Udržitelné bydlení budoucnosti: zdravé vnitřní prostředí s minimální spotřebou energie

Pro většinu lidí je vize komfortního a zároveň zdravého vnitřního prostředí s krásným výhledem a celoročním přísunem denního světla považována za pouhé futuristické snění. Zvláště pak, pokud by bydlení mělo být energeticky úsporné a zároveň dlouhodobě udržitelné. Přitom takové bydlení je možné realizovat již dnes.

Dokládají to i nejnovější měření v rámci projektu Home for Life v experimentálním domě, který vybudovaly v obci Lystrup u města Aarhus společnosti VELUX a VELFAC ve spolupráci s firmami aart arkitekter a Esbensen Consulting Engineers.

Vynikající vnitřní prostředí

Dům Home for Life byl navržen a postaven jako CO₂ neutrální a energeticky soběstačná budova. Svými parametry už dnes splňuje stavební předpisy, které budou platné po roce 2020.

Měření provedená v domě potvrzují, že kombinace hybridní ventilace, stínicí techniky a velké plochy oken, která tvoří 40 % podlahové plochy (ve srovnání s běžným podílem 20–25 %), přispívá k velmi dobrým podmínkám vnitřního prostředí. Kvalita prosvětlení interiérů je v domě nadstandardní, protože denní světlo do místností vstupuje ze všech světových stran. Automaticky řízené stínění spolu s hybridním systémem ventilace zajišťuje neustálý přísun čerstvého vzduchu a komfortní vnitřní teplotu během celého roku. Hybridní systém větrání představuje kombinaci provozu mechanické ventilace s rekuperací tepla a automaticky řízené přirozené ventilace. V domě Home for Life je ventilace řízena v závislosti na naměřené koncentraci CO₂, relativní vlhkosti a teplotě v interiéru domu. Díky tomuto systému větrání je dosaženo nejlepšího komfortu při nejnižší spotřebě energie.

„Nová měření dokazují, že můžeme už dnes splnit legislativní požadavky evropské směrnice EPBD II na spotřebu energie po roce 2020. Kromě toho dokážeme v tomtéž udržitelném domě zajistit dobré vnitřní prostředí po celý rok. Výsledky měření prokázaly, že řízená přirozená ventilace je nezbytným předpokladem k tomu, abychom byli schopni udržet dobré vnitřní prostředí během léta a zabránit přehřívání i v domě, do něhož denní světlo proudí ze všech stran,“ říká ředitelka projektu Lone Feifer ze skupiny VELUX.

Tepelná pohoda v létě i v zimě

V domě Home for Life prokázala měření celoroční dobrou tepelnou pohodu. Nejlepších výsledků bylo dosaženo v prostorách kuchyně a jídelny, kde se rodina nejčastěji setkává. Přitom právě tyto místnosti mají největší plochu prosklení, ale díky vhodně použité stínicí technice a ventilaci se nepřehřívají, a to ani během horkých letních měsíců. Ukazuje se tak, že pro tepelnou pohodu v interiéru není velká plocha oken překážkou, ani v létě ani v zimě.

Nejvyužívanější místnost v domě – kuchyně s jídelnou – má také největší prosklenou plochu. Přesto se díky vhodně použité stínicí technice a ventilaci ani v létě nepřehřívá.
Fotograf: Adam Mørk

Obývací pokoj je propojen s terasou a umožňuje výborný výhled do okolí.
Fotograf: Adam Mørk

Automaticky řízená ventilace si poradí i s CO₂

Display řídicího systému umožňuje sledovat veškeré údaje o vnitřním prostředí i bilanci energie.
Fotograf: Michael Franke/Guardian News & Media Ltd 2010

S kvalitou vnitřního prostředí souvisí i koncentrace oxidu uhličitého jako indikátoru kvality vzduchu v obývaných prostorech. Obsah CO₂ se měří pomocí jednotek ppm. Doporučený limit, podle českých norem, kdy lidé začínají vnímat sníženou kvalitu vzduchu, se pohybuje na úrovni 1000 ppm. V okolní přírodě se obsah CO₂ ve vzduchu pohybuje kolem 450 ppm. Celková průměrná hodnota CO₂ naměřená v průběhu roku v domě Home for Life byla na úrovni 850 ppm, což je velmi dobrý výsledek. Výjimkou byla ložnice rodičů, kde byly naměřeny vyšší hodnoty CO₂, které místy dosáhly až 1250 ppm. Důvodem je skutečnost, že tato místnost jako jediná v domě není vybavena automaticky řízenou přirozenou ventilací – okna si tady majitelé domu otevírali sami podle vlastní potřeby. Možné nepohodlí, které by mohlo být způsobeno vyšší mírou CO₂ v ložnici, ale majitelé nijak nepociťovali.

Relativní vlhkost na optimální úrovni

Dalším ukazatelem, jak hodnotit kvalitu vzduchu a vnitřního prostředí vůbec, je relativní vlhkost. Díky systému hybridní ventilace se v domě po 90 % roku pohybovala relativní vlhkost na optimální úrovni, za kterou je považována hodnota 45 %. Celoroční efektivní větrání tak udržuje optimální úroveň vlhkosti v domě.

A jak to vidí majitelé?

Rodina, která dům vlastní, pohlíží na vysoce kvalitní vnitřní prostředí jako na velký přínos pro udržitelný domov a zastiňovací systém, jeden z aktivních prvků zajišťujících v domě správné klima, považuje téměř za součást své vlastní centrální nervové soustavy: „Nějakou dobu nám trvalo, než jsme si zvykli na stínění, které se samo spouští, a střešní okna, která se otevírají a zavírají sama od sebe. Ale jsme s tím vším velmi spokojeni a svůj dům bereme jako svou „hračku“. Jakmile začneme mžourat očima a říkat si, že je toho slunce trochu příliš, začnou se markýzy samy zatahovat,“ pochvaluje si vlastník domu Home for Life Kurt Kristensen.

Kristensenovi, kteří dům vlastní, pohlíží na vysoce kvalitní vnitřní prostředí jako na velký přínos pro jejich život.
Fotograf: Lars Aarø

Rodina Kristensenových oceňuje na domě velké množství denního světla, kontakt s okolní krajinou a nádherný výhled.
Fotograf: Lars Aarø

Důraz na obnovitelné zdroje energie

Dům byl navržen a postaven jako CO₂ neutrální a energeticky soběstačná budova. V projektu byl kladen velký důraz na maximální úsporu celkové energie potřebné na provoz domu, tedy nejen energie na vytápění. Velmi nízkou potřebu energie pokrývá zelená energie z obnovitelných zdrojů. Dům Home for Life vyprodukuje za rok více energie, než spotřebuje. Prokázala to i provedená měření, ze kterých vyplývá, že dům vyrobil o 6,5 kWh/m² za rok více energie, než jí spotřeboval. Ukazuje se tak, že aktivní dům svými parametry už dnes splňuje stavební předpisy, které budou platné po roce 2020.

Koncept aktivního domu

Dům Home for Life byl prvním ze šesti vzorových experimentálních budov v rámci projektu skupiny VELUX Model Home 2020. O každém z těchto domů a o konceptu aktivního domu, z něhož vycházejí, se dočtete více na stránkách www.activehouse.info a www.aktivni-dum.cz.

O společnosti VELUX

Posláním společnosti VELUX je vyvíjet a neustále zdokonalovat výrobky, které do podkrovních prostor přivádějí více denního světla a čerstvého vzduchu, umožňují výhled do okolí a zároveň jsou v souladu s moderními trendy v architektuře. Výrobní sortiment společnosti VELUX zahrnuje široký výběr střešních oken, světlovodů i řešení pro ploché střechy. VELUX také nabízí celou škálu stínicích a dekorativních doplňků – od rolet, žaluzií až po venkovní markýzy a předokenní rolety, včetně kompletního systému montážních a ovládacích prvků na manuální či elektrické ovládání. Samostatnou skupinu tvoří výrobky využívající solární energii jako solární pohony ovládání střešních oken a solární panely pro montáž do střešní krytiny. Společnost VELUX vlastní výrobní závody v 11 zemích světa a obchodní společnosti v téměř 40 zemích. Jako taková patří k světově nejsilnějším společnostem v oblasti průmyslu stavebních hmot. Její výrobky se prodávají ve většině zemí světa. Skupina VELUX zaměstnává přibližně 10 000 zaměstnanců. Jejím vlastníkem je společnost VKR Holding A/S, společnost s ručením omezeným, jež je plně v majetku zakladatele společnosti a jeho rodiny. Více informací najdete na adrese www.velux.com.

Příloha

Souhrnné údaje Home for Life (HFL), 2. rok

O projektu Home for Life

• Home for Life (HFL) neboli Dům pro život je první ze šesti experimentálních staveb postavených v rámci projektu Model Home 2020. Stavby se nachází v Německu (LichtAktiv House, rekonstrukce rodinného domu), ve Francii (Maison Air et Lumière, novostavba rodinného domu), v Rakousku (Sunlighthouse, novostavba rodinného domu) a ve Velké Británii (CarbonLight Homes novostavba). Šestou stavbou je Green Lighthouse, budova univerzity v Kodani (novostavba), v níž sídlí fakulta přírodních věd.
• HFL stojí v obci Lystrup u druhého největšího dánského města Aarhus.
• Dům HFL je postaven podle konceptu aktivního domu, který splňuje požadavky na maximální uživatelský komfort, kvalitní a zdravé vnitřní prostředí, má minimální spotřebu energie (při svém provozu dokonce vytváří energetické přebytky). Současně jsou aktivní domy velmi ohleduplné k životnímu prostředí.
• HFL je CO₂ neutrální a energeticky soběstačná budova, která je charakteristická nadstandardním množstvím denního světla v interiérech, vynikajícím vnitřním prostředím a kvalitním architektonickým řešením.
• V projektu byl kladen velký důraz na maximální úsporu celkové energie potřebné na provoz domu, tedy nejen energie na vytápění. Velmi nízkou potřebu energie pokrývá zelená energie z obnovitelných zdrojů.
• Dům HFL byl postaven v roce 2009 jako experimentální projekt, jehož cílem je studium možností, jak skloubit energetickou úspornost s kvalitní architekturou a optimálním vnitřním prostředím. Od července roku 2009 jsou v domě systematicky měřeny parametry vnitřního prostředí, jako jsou (relativní vlhkost, množství CO₂ a vnitřní teplota), spotřeba a výroba energie. Nastavení domovních systémů bylo v průběhu jejich používání na základě naměřených hodnot a komentářů rodiny optimalizováno.
• Strategickými partnery projektu jsou společnosti VELUX a VELFAC ve spolupráci s firmami aart Arkitekter a Esbensen Consulting Engineers.

Testování domu Home for Life

• Po celý rok 2010 v domě HFL probíhal 2010 soustavný monitoring. Po dobu měření v domě, v pronájmu bydlela rodina Simonsenových.
• Získávání znalostí o udržitelném bydlení je důležitou součástí experimentu.
• V roce 2010 byl dům prodán do soukromého vlastnictví a po dohodě s jeho novými vlastníky, rodinou Kristensenových, monitoring dál pokračoval.

Rozdíly mezi prvním a druhým rokem testování

• Během prvního roku užívání byla rodina Simonsenova s domem velmi spokojena a oceňovala zejména dostatek denního světla v domě. Protože ale rodina spotřebovala oproti předpokladům více energie, došlo k úpravám domovních systémů tam, kde byly auditem vyhodnoceny horší výsledky, než se kterými počítal výpočet. Jednou z úprav byla např. výměna tepelného čerpadla nebo vylepšení těsnosti obálky domu.
• Dále byl v domě optimalizován dynamický zastiňovací systém, což vedlo k většímu podílu využití pasivní solární energie v druhém roce.
• Když se po konci zkušebního období rodina odstěhovala zpět do svého domu, zrekonstruovali jej tak, aby v domě získali větší množství denního světla.
• Ve druhém roce byl dům prodán rodině Kristensenových, jejíž chování se od první rodiny do značné míry lišilo. Měření prováděná za provozu se dvěma různými rodinami přinesly další poznatky pro vývoj udržitelného bydlení budoucnosti.
• Rodina Kristensenových podle svých slov oceňuje také nadstandardní množství denního světla, kontakt s okolní krajinou a nádherný výhled na oblohu díky velkým plochám oken. Za letních nocí střešní okna ani nezastiňují, protože si díky nim užívají neobvyklé světlo letních nocí, typické pro tuto oblast. V létě rodina prakticky vůbec nepoužívá elektrické osvětlení, protože strategicky rozmístěná fasádní okna spolu se střešními okny zajišťují nadměrné množství denního světla ze všech světových stran. K nejlepšímu možnému rozptylu denního světla velmi napomáhá světlá povrchová úprava interiéru.

Měření v druhém roce

Měření v druhém roce sledovala zejména následující oblasti:

• Jak dosáhnout zdravého a komfortního vnitřního prostředí
  
  1. s dostatečným přísunem denního světla prostřednictvím velké plochy oken, která tvoří 40 % podlahové plochy;
  2. s dostatečným přísunem čerstvého vzduchu pomocí hybridní ventilace;
  3. s komfortní teplotou, k níž v zimním období přispívají pasivní solární zisky prostřednictvím oken a v letním období stínící technika, zabraňující přehřívání interiéru;
  4. pomocí použitého systému ventilace a vytápění.
• Jak dosáhnout optimálního tepelného komfortu v létě, kdy mohou být venkovní teploty zvláště vysoké.
• Jak zajistit nízkou spotřebu energie, která bude splňovat požadavky stavebních předpisů platných od roku 2020; jak minimalizovat spotřebu energie; jak vyrobit energii z CO₂-neutrálních zdrojů.

Výsledky měření z druhého roku jsme vyhodnotili s následujícími závěry:

Energie

• HFL splňuje už dnes legislativní požadavky evropské směrnice EPBD II na spotřebu energie po roce 2020.
• Měření prokázala, že dům vyrobil o 6,5 kWh/m² za rok více energie, než jí spotřeboval. Ukazuje se tak, že aktivní dům svými parametry už dnes splňuje stavební předpisy, které budou platné po roce 2020.

Vnitřní prostředí

• Důležitým předpokladem pro kvalitní vnitřní prostředí je optimalizované sluneční stínění a účinné řízení systému hybridní ventilace. Abychom dosáhli optimálního vnitřního prostředí, je potřeba maximálně využít možnosti otevírání oken v každé místnosti.
• Plocha oken v domě HFL odpovídá 40 % podlahové plochy.
• Nejvíce užívané místnosti v domě – kuchyň/obývací pokoj splňují požadavky na 1. kategorii z hlediska tepelné pohody a přehřívání. Jde o nejvyšší kategorii ze čtyř tříd (1 až 4) podle evropské normy EN 15251 pro vnitřní prostředí v budovách. Tato skutečnost plyne z výsledků měření, které ukazují, že místnost splňuje požadavky na 1. kategorii z hlediska přehřívání po 96 % doby (limitní hodnota je 95 %).
• Vyhodnocení výsledků měření se zaměřilo zvláště na kuchyň s obývacím pokojem, protože velká plocha oken a enormní přísun denního světla představují výzvu, pokud jde o udržení optimálního vnitřního prostředí. Kromě toho jde o místnosti, kde se rodina nejčastěji schází. V HFL se podařilo vytvořit skutečně výborné vnitřní prostředí a obzvláště komfortní podmínky v létě, kdy mohou být nízkoenergetické domy na přehřívání citlivé.
• Hodnoty teplot naměřené v ostatních místnostech domu jsou podobně vyhovující jako u kuchyně s jídelnou. Pouze ložnice rodičů vykazovala mírně horší výsledky. Důvodem je skutečnost, že ložnice nemá žádná střešní okna, ale pouze otevíratelné francouzské okno, které nelze připojit na systém automatické ventilace, a majitelé domu si proto v ložnici větrali sami.
• HFL dosahuje v létě vysokého komfortu díky dynamickému (automatickému) zastiňování a přirozené ventilaci střešními okny.
• Celková průměrná hodnota CO₂ naměřená v průběhu roku v domě Home for life byla na úrovni 850 ppm, což je velmi dobrý výsledek.
• Díky systému hybridní ventilace se v domě po 90 % roku pohybovala relativní vlhkost na optimální úrovni, za kterou je považována hodnota 45 %. Celoroční efektivní větrání tak udržuje optimální úroveň vlhkosti v domě.

Automatické řízení

• Automatické řídicí systémy v domě HFL přijala testovací rodina velmi dobře. Systémy byly před zahájením měření v druhém roce optimalizovány.
• Rodina považuje HFL za „svoji hračku“; její příslušníci jsou rádi, že mohou zasahovat do chodu systémů a ovlivňovat tak spotřebu energie.
• Rodina si povšimla, že automatické řízení zastiňování jako by bylo propojeno s jejich nervovou soustavou; když začnou mžourat očima kvůli oslňujícímu slunci, stínění se automaticky zatáhne.

Home for Life je vizionářský návrh rodinného domu budoucnosti. Projekt vyvinuly společnosti VELUX a VELFAC ve spolupráci s firmami aart arkitekter a Esbensen Consulting Engineers. Dům Home for Life je výsledkem mezioborového projektu, jehož cílem bylo spojit spotřebu energie, vnitřní prostředí a vizuální vzhled do jediného celku, v němž se budou tyto parametry vzájemně doplňovat a zajišťovat maximální kvalitu života v domě a v jeho okolí. Výrobky pro stavbu domu dodaly společnosti WindowMaster, Sonnenkraft a Superwoodall ze skupiny VELUX.

Home for Life je první ze šesti evropských staveb vybudovaných skupinou VELUX v rámci experimentu Model Home 2020. Více se dočtete na adrese www.velux.com/modelhome2020.

Měření, pozorování a rozhovory vypracovaly společnosti Esbensen Consulting Engineers, VKR Holding, WindowMaster a VELFAC.