Technologie, Zajímavá stavba

Pasivní dům Acer Campestre

Jedním z projektů, které zaujaly v soutěži Pasivní dům roku 2017, je Acer Campestre od ateliéru SUNFLYER. S velkým náskokem zvítězil v hlasování veřejnosti. Rodinný dům je situován u přírodní rezervace s vyhlídkou na krajinu rybníků a luk. I když je soudobý ve všech ohledech, byl základním principem návrhu důraz na tradiční přirozené prostředí pro život rodiny v kontaktu s přírodou. Využití nejaktuálnějších technických možností bylo až druhotným prostředkem. Realizace probíhala v letech 2015 až 2017.

Výtvarné pojetí i konstrukční koncept vychází z kompozice dvou odlišných základních hmot: jednoduché dvoupodlažní budovy v pasivním standardu (s dobrým poměrem plochy ochlazovaného pláště vůči obestavěnému prostoru – parametr A/V) a lehké konstrukce přízemního, výrazně horizontálního přístřešku, neseného sloupy. Čtyři z podpěrných sloupů přístřešku jsou integrovány do hmoty hobby místnosti/skladu, který je nevytápěný a tvoří s přístřeškem pro parkování jeden celek. Hlavní hmota je situována rovnoběžně se severní hranicí pozemku, což je ideální pro orientaci osluněných průčelí s obytnými místnostmi na jih (objekt tak mimo jiné dosahuje maximálních solárních zisků v prostorách obytných místností), zároveň ctí budoucí řád zástavby, odvozený od hlavní osy obslužné komunikace. Směrem k přírodní rezervaci je z hlavní dvoupodlažní hmoty na západ vykonzolována prostorná pobytová lodžie, která je konstrukčně a termicky oddělena od vytápěného objemu a v přízemí zatřešuje terasu a chladný sklad (také termicky oddělený).

Obr. 1: Architektonický model – dům na parcele s přírodním jezírkemObr. 2: Osazování okenních výplníObr. 3: Kompaktní hmota vytápěné části domu v době výstavby – viditelné jsou zatím z vnějšku nezaklopené komory určené k zafoukání celulózou

Dům je členěn v základních geometrických tvarech v kombinaci obkládaného a omítaného povrchu. Dřevěná fasáda z vertikálních modřínových profilů a i přes svůj abstraktní vzhled komunikuje nenásilně s přírodním okolím. Tvrdé linie kvádru jsou zjemněny nenápadnými šikminami a náběhy hran a přirozenou nepravidelností dřeva vystaveného povětrnosti. Charakter obkladu záměrně evokuje venkovský plot. Soulad s okolím by měl podpořit také vegetační střešní pokryv vstupního přístřešku, který při pohledu z ložnice ve formě soukromé zahrádky bude tvořit zelenou podnož prorůstajícímu stromu, a zahradní jezírko ve formě biotopu, ke kterému se dům přimyká a překlenuje ho svojí venkovní terasou jako pobytovým molem. Javor babyka (Acer campestre) prorůstající vstupním přístřeškem se postupně stane důležitým prvkem kompozice a duchovním patronem místa. Pozemek bude postupně formován do přírodní formy splývající s okolím. Oplocení parcely bylo zvoleno z co nejsubtilnějších konstrukcí a výplní zvláště na straně luk. Prostor pod vstupním přístřeškem je otevřen volně do ulice. Zásadním prvkem návrhu prostorového členění ploch na parcele a navazujících zahradních úprav je vytvoření dvou vodních ploch s komponovanými přírodními prvky. Členění vodních ploch na dvě části bylo vyvoláno svažitostí terénu a umožňuje vytvořit soukromější část vodní plochy určenou pro koupání. Vodní plocha v návaznosti na jižní prosklenou část fasády má přispívat v letním období k redukci nežádoucího přehřívání interiéru. 

Obr. 4: Jihozápadní pohled – termicky oddělená lodžie v patřeObr. 5: Vstupní průčelí – otevření prostoru pod vstupním přístřeškem do uliceObr. 6: Otevřený víceúčelový prostor v patře přisvětlený světlovody

Interiér je pojat jako souvislý plynoucí prostor v každém místě komunikující rozličným způsobem s exteriérem. Design je minimalistický bez jakéhokoliv ozdobného přírodního romantismu, ale se snahou umožnit vnímat plochy, tvary a povrchy, které jsou hlavní výtvarnou výzdobou. V omezené míře dané rozpočtem bylo uplatněno pokud možno co nejvíce dřevo a hliněné omítky. Velká kruhová okna nejen zásadně ovlivňují kompozici fasád, ale hlavně ve vybraných místech domu umožňují neobvyklý zklidňující zážitek vnímání vnějšího prostoru. Kompaktní tvar budovy umožňuje velkorysé prosvětlení interiéru v některých pobytových částech velkými plochami oken bez energetických škod. Přirozené světlo je do jádra dispozice přiváděno také světlovody.

Obr. 7: Javor babyka (Acer campestre) prorůstající vstupním přístřeškemObr. 8: Jihovýchodní pohled – pod přístřeškem nevytápěná hobby místnost, kresbou je naznačena budoucí velikost stromu prorůstajícího přístřeškemObr. 9: Severozápadní pohled – v nároží přízemí temperovaný sklad mimo pasivní obálku

Dispozice je členěna na denní a noční (nebo soukromou) část, přičemž vstupní podlaží v úrovni terénu je využíváno převážně v denní dobu. Na zádveří navazuje vstupní hala a rozlehlý obytný prostor s jídelnou a kuchyní, které tvoří v podstatě jeden celek a dojmově jsou odděleny pouze oboustranně obchozím schodišťovým ramenem a přilehlou ostrovní sestavou integrující malou koupelnu, vestavěnou skříň a knihovnu. Obytný prostor je na jižní a západní straně přímo propojen s terasou v úrovni terénu, která je částečně zastíněná předsazenou lodžií 2. NP. K terase je přičleněn malý a samostatně větraný sklad s možností temperování. Pracovna, sloužící zároveň k příležitostnému přespání hostů, je přístupná z obytného prostoru a francouzským oknem propojena se zahradou. 

Jednoramenné přímé schodiště tvoří výraznou dominantu interiéru v 1. NP a v patře ústí do otevřené haly, kde je možnost vytvořit hernu pro děti, čtecí/relaxační kout nebo univerzální prostor pro přenocování větších návštěv. Střední trakt je shora osvětlen světlovody a velkým kruhovým oknem v obvodové stěně. Z patrové haly je přístupný pokoj dětí, který se může skříňovou vestavbou rozdělit na dva menší. Dále je v patře koupelna dětí, ložnice rodičů, šatna a koupelna rodičů. Na dětské pokoje orientované západním směrem navazuje lodžie přes celou šířku západního průčelí. Pokoje dětí jsou prosvětleny velkými okny na celou světlou výšku, a lodžie tak působí jako rozšíření plochy místností propojené s okolní přírodou. Rodičovský trakt je zcela provozně oddělen, a má tak zvýšenou míru soukromí. Dominantou ložnice rodičů je také kruhové okno orientované na přání investorů na východ tak, aby mohlo do interiéru pronikat východní slunce. Střešní ozeleněná plocha přístřešku s prorůstajícím stromem tvoří pohledový cíl výhledu z interié-ru a zároveň odstiňuje ložnici rodičů a koupelnu od ruchu ulice. 

Dispoziční řešení zohledňuje požadavky na navrhování dispozic energeticky úsporných a pasivních rodinných domů. Plocha chodeb a komunikací je minimalizovaná nebo pojatá jako průchozí obytný prostor, provozy technického a hygienického příslušenství jsou, pokud to dispozice umožňuje, sdruženy. 

Konstrukční řešení
Konstrukčně se jedná o moderní dřevostavbu – sloupkový systém s difuzně otevřenými skladbami obálky. Z KVH hranolů 120/60 mm jsou OSB příložkami vyneseny nosné profily fasády. Parobrzdu tvoří OSB deska ve spojích tmelená a přelepená vzduchotěsnými páskami, na interiérové straně se nachází instalační předstěna. Jako tepelná izolace stěn i střechy byla použita celulóza foukaná do komor zaklopených zevně dřevovláknitou deskou. Větranou fasádu tvoří svislý modřínový obklad ošetřený zelenou skalicí. Střešní konstrukce je provedena z I-nosníků Steico, difuzně otevřená dvouplášťová skladba koresponduje se skladbou stěn. Hydroizolace z kaučukové fólie je chráněná praným kačírkem a vegetačním souvrstvím, které zpomalují odtok srážkové vody ze střechy. Střecha dvoupodlažní části včetně plochy lodžie je odvodněna do okapových žlabů a vnějších svodů, carport má vnitřní vtoky a svody integrované uvnitř podpěrných sloupů. Železobetonová deska základu je uložena na štěrku z pěnoskla, sokl je izolován XPS. U detailů v konkrétních místech byl použit aerogel, purenit apod. 

Acer Campestre, základní údaje

Datum kolaudace: 4/2017

Zastavěná plocha: 278,1 m²

Počet podlaží: 2

Podlahová plocha: 226,2 m²

Poměr A/V: 0,68

Měrná potřeba tepla na vytápění: 9 kWh/m².a (dle PENB), 15 kWh/m².a (dle PHPP)

Energetická náročnost budovy: A – mimořádně úsporná (dle PENB)

Celková potřeba primární energie: 50 kWh/m².a (dle PENB)

Průvzdušnost n50: 0,2 h–1

Průměrný součinitel prostupu tepla Uem: 0,17 W/m².K

Architekt a projektant (včetně návrhu interiéru, zahradních úprav a autorského dozoru): Sunflyer: Ing. arch. Martin Augustin, Ph.D, Ing. Kateřina Mertenová, Ph.D., Ing. arch. Petr Parýzek

Dům je energeticky pasivní, potřebnou energii pro provoz získává částečně ze zdrojů dostupných přímo na pozemku – sluneční (fotovoltaika) a geotermální energie (tepelné čerpadlo země–voda se solankovým zemním výměníkem). Je navržen tak, aby mohl být po spuštění FV instalace plusový v roční energetické bilanci. Stavba je zprovozněna a obydlena, ale ještě se dokončuje (interiér, zahradní úpravy, vegetační střecha, FV instalace). 

Vytápění a ohřev vody
Teplovodní sálavé soustavy – podlahové a stěnové (v hliněných omítkách) rozvody vytápění – jsou doplněny topnými žebříčky v koupelnách s možností elektrodohřevu (el. patrony). Pro ohřev vody je využito tepelné čerpadlo pro kombinovaný zásobník tepla 500 l s možností elektrodohřevu a využitím navržené FV střešní instalace. Systém je bez cirkulace teplé vody (významné úspory energie), rozvody jsou krátké v bezprostřední blízkosti zásobníku. Vzdálenější výtok v kuchyni (cca 5 m od zásobníku) je ohříván lokálním průtokovým elektrickým ohřívačem s možností podílu FV střešní instalace.

Větrání
V domě je nainstalován centrální systém řízeného větrání se zpětným získáváním tepla a s entalpickým výměníkem pro regeneraci vlhkosti. Jsou použity rozvody spiro o minimalizované délce, částečně kaskádové uspořádání, integrované v podhledech a vestavěném nábytku. Jako distribuční elementy slouží regulovatelné trysky. Cílem bylo také důsledné utlumení akustické zátěže od jednotky i mezi místnostmi. 

Akumulace energie
Připravena je FV střešní instalace s preferencí spotřeby na místě včetně domovní akumulace v bateriovém úložišti. Realizace je v přípravě. Součástí systému je příprava vlastního dobíjecího místa pro elektromobily a plug-in hybridy. Dům je navržen tak, aby po zprovoznění FV instalace byl plusový v roční energetické bilanci.

Skladby konstrukcí
Základové konstrukce – tloušťka 1070 mm; U = 0,152 W/m².K
– nášlapná vrstva – dřevěná mozaika, 22 mm;
– roznášecí vrstva – betonová mazanina s rozptýlenou výztuží, 60 mm;
– systémové řešení teplovodního podlahového vytápění;
– kročejová izolace – dřevovláknitá deska, 40 mm;
– základová ŽB deska C 25/30 XC1, 240 mm;
– podkladní betonová mazanina, 50 mm;
– ochranná a separační vrstva;
– hydroizolační souvrství proti radonu a zemní vlhkosti;
– ochranná a separační vrstva (2x netex);
– štěrk z pěnového skla, 500 mm;
– drenážní vrstva – hutněný štěrk, 150 mm;
– zhutněná zemní pláň.

Stěna – tloušťka 520 mm; U = 0,11 W/m².K
– SDV desky + malba, 12,5 mm;
– instalační dutina – MV izolace + rošt z latí 40/60 mm, 60 mm;
– parobrzda a HVV – OSB desky EGGER P+D, spoje tmelené a přelepované, 18 mm;
– izolace z foukané celulózy do samostatných komor (60 kg/m³), 360 mm;
– nosná dřevěná sloupková konstrukce – KVH hranoly 120/60 s OSB příložkami vynášející nosné profily fasády;
– tepelná izolace – tuhá dřevovláknitá deska, 60 mm;
– pojistná difuzní fólie;
– nevětraná fasáda: lepidlo, tmel, perlinka, stěrková probarvená omítka;
– větraná fasáda: vzduchová mezera – dvojitý rošt, latě 40/60 mm, 100 mm;
– dřevěný obklad s mezerami 1 cm – profily Rhombus 26/68 mm orientované svisle s různou polohou šikmin v závislosti na požadovaném optickém účinku.

Zastřešení – ploché – tloušťka 890 mm; U = 0,102 W/m².K
– násyp praného kačírku frakce 32–64 mm, 80 mm/alt. vegetační souvrství extenzivní zelené střechy, 80 mm, systémová skladba vč. substrátové, akumulační, drenážní vrstvy, po obvodě obsyp pásem 300 mm z praného kačírku frakce 32–64 mm;
– pojistná ochranná a separační vrstva (2x netex)
– hydroizolace – kaučuková fólie (EPDM) odolná proti prorůstání kořínků;
– ochranná a separační vrstva;
– záklop – OSB desky P+D, 18 mm;
– větraná vzduchová mezera vymezená trámy KVH 60/160 mm, 160 mm;
– dřevovláknitá difuzně otevřená deska + difuzní fólie, 35 mm;
– izolace z foukané celulózy do samostatných komor (60 kg/m3), 400 mm;
– nosná konstrukce střechy – I–nosníky Steico 90/400 mm;
– parobrzda – OSB deska EGGER P+D, spoje tmelené a přelepované, 18 mm;
– tepelná izolace – měkká dřevovláknitá deska + rošt z latí 40/60 mm, 60 mm;
– zavěšený podhled SDK/sádrovláknité desky + malba, 12,5 mm

Výplně otvorů
Okna – dřevokompozitová okna Slavona Progression, kruhová dřevěná okna Slavona SC92; celkové UW = 0,7 W/m².K;
Vchodové dveře – Slavona Progression Trend; UD = 0,7 W/m².K.

Letní dochlazování
Tepelné čerpadlo země – voda, solankový zemní výměník a topné rozvody jsou využívány v případě potřeby pro letní dochlazování včetně pasivního režimu (free cooling) s využitím efektu fázového posunu změny teploty při spolupůsobení akumulujících materiálů, v nichž jsou vedeny rozvody (betonová mazanina a hliněné omítky). K výborné tepelné stabilitě v letním období přispívá komplexní vnější žaluziové stínění ovládané elektronicky (meteo) i manuálně, schopnost tepelné akumulace přírodních materiálů (dřevovláknitá izolace, foukaná celulóza, hliněná omítka) a provětrávaná fasáda.

Obr. 10: Dominanta interiéru – nábytková vestavba se schodištěmObr. 11: Hlavní obytný prostor

Užitková voda
V domě je samostatný systém rozvodů pro užitkovou vodu (např. splachování WC) s využitím vlastní studny a dešťové vody.

MARTIN AUGUSTIN, KATEŘINA MERTENOVÁ
foto Martin Augustin (1, 6, 10, 11), Kateřina Mertenová (2–4, 7–9, 11), Štěpán Jankovský (5)

Ing. arch. Martin Augustin, Ph.D., (1972)
absolvoval FA ČVUT. V letech 2000–2011 a 2013–2017 působil na FA a FSv ČVUT jako pedagog. V architektonickém studiu Sunflyer.cz se zaměřuje na projektování, architekturu a design energeticky efektivních a pasivních staveb. Věnuje se lektorské a publikační činnosti a zabývá se také teorií architektury a urbanismu, především tématem zásahů moderní architektury do historického prostředí.

Ing. Kateřina Mertenová, Ph.D., (1978)
absolvovala Fakultu stavební ČVUT, disertaci obhájila na Fakultě architektury ČVUT. Pracuje v architektonickém studiu Sunflyer jako architektka a projektantka energeticky pasivních staveb. Působila v ateliéru PAUAT Architekten ve Welsu. Spolupracuje s Centrem pasivního domu, vyučuje na Fakultě stavební ČVUT, přednáší na mezinárodních konferencích.