Inteligentní opláštění domu u jezera Schlei

Bytový dům v severoněmeckém Schleswigu je příkladem využití konceptu technologie inteligentního opláštění založeného na dvou základních energeticky proaktivních komponentech: pohyblivých funkčních vrstvách a termoaktivních stěnových prvcích. Tento multifunkční systém 2° zajišťuje tepelnou izolaci, chlazení a ventilaci s akumulací tepla, zastínění, dále bezpečí a soukromí a v neposlední řadě také produkci energie.

Čtyřpodlažní dům se šesti apartmány u jezera Schlei nedaleko města Schleswig v německé části Jutského poloostrova, který právě prochází závěrečnou fází výstavby, je první stavbou založenou na konceptu inteligentního opláštění budov – systému 2°. Tento univerzálně použitelný systém určený prioritně pro novostavby, je založený na dvou energeticky proaktivních komponentech: na pohyblivých funkčních vrstvách (tepelněizolační, stínicí, fotovoltaické) a na termoaktivních prvcích. Adaptabilita jednotlivých funkčních vrstev na vnější a vnitřní prostředí vede k maximální energetické efektivnosti budovy.

Architekturou ke snížení emisí
Označení systém 2° pramení z celosvětového úsilí spočívajícího v zamezení globálního oteplování o více než 2 °C; cíl byl stanoven na mezinárodní konferenci o klimatických změnách v Kodani. Ve prospěch tohoto přístupu hovoří také odhady, které uvádějí, že budovy spotřebovávají více než 40 % celosvětově vyprodukované energie. Systém 2°, který vyvinula společnost Schüco, naplňuje všechny klíčové požadavky týkající se energetické bilance budov i moderního a sofistikovaného designu, aktivně přispívá ke snižování emisí skleníkových plynů spojených s výstavbou a provozem budov, konkrétně plynu CO₂.

V souladu s ustanoveními uvedenými ve vyhlášce o úspoře energie EnEV 2009, které zdůrazňuje především zpětné získávání tepla a dobré izolační vlastnosti fasád, bude navíc referenční objekt schopen uspořit přibližně 80 % energie požadované na vytápění, chlazení či klimatizaci.

Napojení na přírodní cykly
Vývojový tým se při návrhu technologií inteligentního opláštění budov dal inspirovat přírodou, neboť příroda sama se dokáže nejlépe přizpůsobit změnám podnebí během dne a noci i v rámci jednotlivých ročních období. A právě na schopnosti přizpůsobit se měnícím se externím i interním podmínkám byl založen průkopnický systém 2°. Ten nabízí řešení pro každý nový komerční i soukromý projekt, jednotlivé funkční vrstvy se projektují tak, aby odpovídaly lokálním externím i interním podmínkám a požadavkům konkrétního prostředí i investora.

Jeho základem jsou adaptabilní funkční vrstvy a termoaktivní stěna. Systém pohyblivých funkčních vrstev je v projektu navržen tak, aby co nejlépe čelily externím a interním klimatickým podmínkám.

Adaptabilní funkční vrstvy
První zmiňovaná, izolační vrstva se vysouvá před skleněný profil v případě zvýšeného požadavku na tepelnou izolaci, bezpečí a soukromí. Je-li stínicí element otevřený, součinitel prostupu tepla panelem o rozměrech 2 500 × 2 500 mm dosahuje hodnoty 0,60 W/(m² . K). Je-li izolační vrstva zavřená, a tedy aktivní, hodnota součinitele prostupu tepla U je nižší než 0,5 W/(m² . K).

Za teplých slunečných dní zase vysoce výkonná stínicí vrstva zajistí nižší požadavky na chlazení vzduchu a klimatizaci. Hliníkové, konvexně a konkávně zaoblené mikrožaluzie implementované do tohoto panelu navíc do interiéru propustí dostatek difuzního světla a zajistí tak kvalitní osvětlení. Až 35procentní transparentnost stínicí vrstvy poskytne dobrý průhled do exteriéru, takže i když je zavřená, je skrze ni vidět ven. Aktivována může být i při povětrnostních podmínkách, kdy vítr dosahuje rychlosti až 30 m/s.

Poslední, fotovoltaická vrstva je založena na technologii tenkovrstvé fotovoltaiky, která kromě možnosti instalace vertikálně na všechny světové strany (je schopna efektivně využívat i difuzní světlo) přináší přirozený vzhled a homogenní strukturu. Vyprodukovaná energie může být následně využita přímo v objektu, případně ji lze prodat do distribuční sítě. V návaznosti na typ použitých fasádních elementů (otočné a výklopné, nebo posuvné) pak koncept umožňuje volit dvě až tři posuvné vrstvy (skleněnou, stínicí, izolační či fotovoltaickou), přičemž fotovoltaická vrstva je předurčena spíše pro instalaci napevno.

Stěna akumulující teplo
Druhý nejdůležitější energeticky efektivní prvek systému 2° reprezentují termoaktivní stěnové prvky. Role takové stěny spočívá jednak v hybridní ventilaci se zpětným získáváním tepla a nočním chlazením, jednak v pasivní ventilaci založené na materiálech s fázovou změnou. Integrované ventilační zařízení se zpětným získáváním tepla snižuje požadavky na vytápění a chlazení interiéru. Materiály s fázovou změnou jsou látky schopné uchovávat tepelnou energii s využitím takzvaného latentního tepla. Díky schopnosti těchto materiálů akumulovat teplo a zároveň ochlazovat vzduch je snížen požadavek na dodatečnou klimatizaci.

Funkčnost jednotlivých vrstev i termoaktivní stěny je řízena elektronicky prostřednictvím buď centrálního kontrolního panelu, anebo dílčích panelů nainstalovaných přímo u jednotlivých elementů. Systém umožňuje výběr z několika nastavitelných režimů provozu, vždy s důrazem na naplnění individuálních požadavků uživatele a přizpůsobení vnějším klimatickým podmínkám.

Referenční dům u Baltu
První referenční objekt realizovaný s využitím modulů systému 2° byl výzvou pro architekty, projektanty, stavbaře i pro společnost, která koncept vyvinula, neboť tento průkopnický projekt městského domu byl projektován a uveden do výstavby ještě před zavedením nové technologie do sériové výroby. Budova městského domu se šesti apartmány byla navržena tak, aby co nejlépe reflektovala nezničené prostředí a přírodní krásy pobřeží Baltského moře. Fasáda přináší čisté linie a jednoduchý design vytvořený dílčími fasádními elementy a funkčními vrstvami. Mezonetové a duplexní jednotky s exkluzivními interiéry charakterizují prostornost, otevřená podlaží či velkoplošné skleněné elementy.

Adaptabilní funkční vrstvy u realizovaného projektu tvoří skleněná, tepelněizolační a stínicí vrstva. Fotovoltaické elementy přírodní barvy s vysokým leskem a bílé panely termoaktivní stěny jsou na fasádě nainstalovány napevno. Kombinace pevných a pohyblivých elementů, které jsou navíc různobarevné s rozdílnou strukturou, vytváří zajímavý dynamický vzhled, zapadající do přirozeného životního prostředí u Baltského moře.

Městský rodinný dům přináší výrazné snížení energetických požadavků na vytápění, chlazení a klimatizaci. Při průměrné roční spotřebě energie na vytápění 15 KWh/m² se referenční objekt dostává na hodnoty uváděné u pasivních domů, avšak tento projekt navíc značně snižuje náklady na primárně spotřebovanou energii. Dům bude mít díky velkému množství prosklených panelů umístěných na jižní, západní a východní straně dostatek přirozeného denního světla. Navíc bude díky tenkovrstvým fotovoltaickým panelům umístěným na fasádě a prostřednictvím 36 panelů nainstalovaných na střeše schopen generovat více energie, než kolik sám spotřebuje. Přebytek vyprodukované energie bude odváděn do lokální sítě. Z ekonomických i environmentálních důvodů bude objekt napojen na městský systém vytápění. 

Ing. Petr Herynek
Foto: Schüco

Autor pracuje ve společnosti Schüco International KG.

Článek byl uveřejněn v časopisu ASB.