Genetika stavieb, ktorých DNA je EKO

High-tech systémy a inteligentný dizajn prinášajú riešenia na ceste za zelenou budúcnosťou modrej planéty.

V zahraničnej aj v slovenskej tlači sa čoraz častejšie objavujú výrazy ako automatizované budovy, nízkoenergetické domy alebo pasívne domy v súvislosti s problematikou globálneho otepľovania. V súčasnosti sa vnímajú ako jeden z efektívnych nástrojov na zmiernenie anticipovaných vplyvov klimatických zmien. Z pohľadu architekta by som sa rád pozastavil nad terminológiou a spôsobmi navrhovania inteligentných štruktúr, ako aj zanalyzoval efektívnosť dvoch zaujímavých projektov vo Veľkej Británii.

Predstavte si budovu, ktorá sa sama podoprie proti náhlemu vetru úmernou distribúciou napätia, alebo dom, ktorý dokáže striasť zo strechy sneh. Pripusťme, že podobné predstavy stále vyznievajú trochu ako science-fiction. Rastúci záujem verejnosti či budúcich užívateľov a vlastníkov inteligentných budov, rovnako ako rast high-tech technológií, však vytvorili predpoklady na vznik nového odvetvia v rámci architektúry – ekodizajnu. Ten priblížil ešte donedávna futuristické vízie k realite viac než kedykoľvek predtým.

Štandardná definícia inteligentnej budovy síce v súčasnosti neexistuje, ale viacero odborníkov sa zhoduje v názore, že inteligentne navrhnutá budova by mala spĺňať kritériá ako integrácia inteligentných stavebných systémov, flexibilita vzhľadom na ekonomické zmeny počas životného cyklu stavby a využívanie udržateľných zdrojov a surovín, ktoré rešpektujú prirodzené životné prostredie. Tak ako sa moderná genetika zakladá na ústrednej teórii formovania osobnosti kombináciou vrodených povahových rysov jedinca a ďalších výchovných vplyvov, inteligentná budova je výsledkom vrodených atribútov (ktoré sú dôsledkom šikovného dizajnu) a použitia adaptovaných high-tech systémov a technológií. Ak je cieľom architektov v budúcnosti navrhovanie komplexne zodpovedných budov, je nevyhnutné pochopiť spomínanú metaforu inteligencie budovy a ľudskej inteligencie.

Prieskumy vo Veľkej Británii
Podľa prieskumu medzinárodnej spoločnosti Knight Frank, poradcu v oblasti investícií pre trh s nehnuteľnosťami, je v Londýne a jeho bezprostrednom okolí kupujúci ochotný zaplatiť za svoj budúci domov alebo byt v priemere o 10 % viac, ak dizajn nehnuteľnosti integruje inteligentné systémy, ktoré znižujú prevádzkové náklady na výrobu energie. Kúpa inteligentnej budovy sa stáva želanou investíciou, ktorá z dlhodobého hľadiska efektívne zníži výdavky vlastníka nehnuteľnosti.

Podpísaním Kjótskeho protokolu – medzinárodnej dohody o znížení skleníkových plynov v atmosfére – sa Veľká Británia zaviazala postupne z roka na rok znižovať národné CO₂ emisie krajiny. Podľa dohody by mala byť Veľká Británia do roku 2050 schopná zredukovať karbónové emisie o 60 %, pričom v novembri minulého roku britský parlament schválil zákon, ktorý nielenže tento záväzok potvrdil, ale zároveň aj sprísnil. Počas nasledujúcich tridsiatich rokov tak Británia musí znížiť podiel emisií o 80 % k hodnotám z roku 1990. Keďže spotreba domácností predstavuje približne tretinu z celkovej produkcie oxidu uhličitého, vláda každoročne sprísňuje stavebné normy. Súčasťou stratégie britskej vlády je aj intenzívna kampaň, ktorá má verejnosť inšpirovať, aby pri stavbe budúcich nehnuteľností prihliadali aj na ekologické faktory a environmentálnu udržateľnosť budov. Stavba sa síce projektuje dnes, ale stavať sa bude možno o rok, kolaudovať o dva až tri roky. Existovať však bude minimálne ­ďalších 50 rokov.

V nasledujúcich riadkoch by som preto rád analyzoval dva projekty, ktoré ­využívajú zmes ekologického dizajnu a inteligentných technológií. Prvým príkladom je rurálny koncept BedZED (Beddington Zero Energy Development) od architekta Billa Dunstera na predmestí Londýna. Druhý projekt – ekologický bytový dom LEA (Low Energy Apartments) v meste Luton – pochádza z dielne britsko-slovenského ateliéru Milieu ­Architects. Využitie moderných technológií v oboch koncepciách výrazne zvyšuje ekonomickú návratnosť ceny za realizáciu stavby.

Zelené terasy umocňujú koncept ekologickej budovy a v kombinácii s prírodnými materiálmi vytvárajú príjemné prostredie pre bývanie.    Vizualizácia: Milieu Architects
1 – veterné turbíny, 2 – obytné strechy, 3 – zadržiavanie dažďovej vody, 4 – udržateľné materiály, 5 – materiály z lokálnych zdrojov, 6 – plochy zelene, 7 – solárne kolektory, 8 – kvetinové výsadby, 9 – zimné záhrady, 10 – masívny materiál s dobrou termickou zotrvačnosťou, 11 – recyklované kamenivo

Bývanie v nízkoenergetickej komunite
Beddington Zero Energy Development umiestnený v londýnskej časti Sutton nie je horúcou architektonickou novinkou. Možno ho však uviesť ako učebnicový príklad inovatívneho bývania vo väčšej mierke – na úrovni života celej komunity. Vďaka nadštandardnej rozlohe zelených plôch, zariadeniam na recykláciu odpadu, technológiám šetriacim vodou či legálne záväznej „zelenej” doprave je komplex ukážkou CO² neutrálnej zóny. Polyfunkčný projekt získal prestíž kompletnej inteligentnej zostavy a od svojho vzniku v roku 2002 je precedensom environmentálne udržateľného predmestského bývania. Dôraz kladie na prítomnosť zelených strešných záhrad, využívanie obnoviteľných zdrojov energie, redukciu konzumácie energie, odpadu a recykláciu. Všetky použité materiály sú z obnoviteľných alebo recyklovaných zdrojov.

Domy usporiadané v radovej zástavbe pasívne využívajú solárnu energiu. Južne orientované terasy maximalizujú efekt slnečného svitu. Naopak, na severnej strane sú umiestnené kancelárie, čím sa eliminuje ich prehrievanie a s ním spojené energeticky náročné chladenie. Stavba využíva centrálne umiestnenú CHP (Combined ­Heat and Power) kotolňu a minielektráreň, ktorá pri výrobe tepla využíva nadbytočnú energiu na výrobu pary. Tá poháňa generátor produkujúci elektrickú energiu.

Priaznivá mierka komplexu znižuje ekologickú záťaž sídliska v súvislosti s dopravou – potrebu cestovania za prácou, zábavou či nakupovaním. Okrem propagácie cyklistiky a využívania mestskej hromadnej dopravy s adekvátnou hustotou spojov má komunita k dispozícii aj spoločnú flotilu áut, ktoré si možno rezervovať na internete. On-line je vyriešené aj nakupovanie potravín, tie sú hromadne distribuované z okolitých fariem v pravidelných intervaloch priamo pred dvere obyvateľov domácností. V porovnaní s tradičným developmentom plánuje BedZED dosiahnuť 50-percentné zníženie použitia fosílnych palív, a to už v rozpätí desiatich rokov. Projekt sa stal vo Veľkej Británii akousi Bibliou zeleného dizajnu a inšpiroval desiatky architektov, ktorí vo svojich dielach uplatňujú a ďalej rozvíjajú základné piliere Dunsterovej koncepcie.

Budova, ktorá odpad mení na energiu
Rurálnym a rodinne orientovaným ­BedZED-om je inšpirovaný aj koncept Low Energy Apartments (LEA, Luton). Rieši, podobne ako Dunsterovo dielo, zníženie energetickej náročnosti stavieb – kombinuje pasívne (vrodené) vlastnosti stavby s modernými technológiami, ktoré maximalizujú využitie prírodných elementov. Objekt je včlenený do už existujúcej, relatívne hustej štruktúry mestskej zástavby. Apartmány sú určené predovšetkým mladým ľuďom, plánujúcim kúpu svojej prvej nehnuteľnosti. Ekologický štatút a dizajn vizuálne umocňujú zelené terasy, umiestnené na každom zo štyroch poschodí budovy. Zelený výraz sa dosiahol integráciou zabudovaných kvetináčov s trvalkovými výsadbami. Čiastočne zazelenená je aj verejná strešná terasa. Poskytuje obyvateľom oddychový priestor, ktorý nahrádza prítomnosť záhrad alebo parku.

Energetickú udržateľnosť dosahuje budova kombináciou piatich hlavných technológií – využitím slnečných kolektorov na ohrev vody, veterných turbín, spaľovaním odpadov z biomasy, recykláciou dažďovej a splaškovej vody a voľbou termálne vhodných materiálov, ktoré sú schopné udržiavať teplo aj počas chladných zimných mesiacov.

Aktívna strecha
Strecha domu má praktický význam aj z hľadiska energetickej pasivity budovy. Čiastočne ju pokrývajú solárne kolektory napustené vodou. Teplota slnkom vyhrievanej vody, ktorá dosahuje v lete až 60 °C, slúži na bežné použitie v domácnostiach, kde nahrádza konvenčné zdroje energie. Počas zimných mesiacov sa teplota vody vyšplhá na 25 až 30 °C a možno ju použiť ako médium na vyhrievanie miestností. Voda cirkuluje v plastovom potrubí, zabudovanom v podlahe, čo je zvlášť užitočné v prípade severne orientovaných izieb. Na streche sa takisto nachádzajú veterné turbíny, ktoré vyrábajú elektrinu z kinetickej energie. Získaná energia pokrýva potreby na osvetlenie všetkých spoločných priestorov – komunálnych chodieb, veľkoplošnej garáže a priľahlých záhrad. Na základe extenzívnej analýzy trhu sme zvolili typ turbín, ktorých prevádzka nebude rozpoznateľná s bežným hlukom ulice. Dôvodom boli obavy miestnych obyvateľov žijúcich v susedstve plánovanej novostavby z hluku veterných turbín.

Slnečné izby
Priečelie všetkých južne orientovaných bytov má zimné záhrady, takzvané slnečné izby. Hoci nejde o izby v zmysle obytných miestností, ich rozloha je dostatočná na umiestnenie stola so stoličkami. Aj tieto priestory sú vyhrievané výhradne slnkom a obývateľné aj v prípadoch, keď teplota vonkajšieho vzduchu znemožňuje využitie balkóna. Prijateľná teplota vzduchu v slnečných izbách je výsledkom kombinácie masívnych stropných dosiek s dobrou tepelnou zotrvačnosťou. Počas letných mesiacov možno priestor otvoriť, takže izba plní funkciu balkóna. Naopak, v zime slnko preniká cez zasklenný materiál a dopadá priamo na odhalené betónové podlahy, ktoré kumulujú teplo slnečných lúčov počas dňa a uvoľňujú ho do interiéru počas noci. Používanie masívnych materiálov s dobrou zotrvačnosťou môže byť veľmi efektívnym nástrojom šetrenia energiou, ale vyžaduje šikovné plánovanie detailov, ako aj znalosť fyzikálno-tepelných zákonov, teda kde a kedy teplo a chlad zastaviť, čiže kde ­presne stanoviť hranicu medzi interiérom a exteriérom.

Bio odpad
Kotolňa umiestnená v suteréne budovy vyrába energiu pomocou bioenergetického kotla. Kotol dokáže spracovať biologický odpad vrátane drevených odrezkov, kôry, peliet a pilín, ale aj poľnohospodárske usadeniny, rastlinné steblá a stopky, škrupiny či hnoj. Počas procesu spaľovania vzniká para, ktorá generuje teplo a zároveň poháňa turbíny na výrobu elektrickej energie. Tá sa počas dňa konvenčne využíva v budove. Nespotrebovaná energia, ktorá vznikne počas nočného vykurovania, sa vracia naspäť do národnej elektrickej siete.

Projekt LEA vznikol aj vďaka silnému ekologickému cíteniu investora, ktorý je známy podnikaním vo sfére enviromentálnych technológií. Vysoký záujem o inteligentné projekty potvrdzuje, že sa dostávame do fázy, keď ekologicky udržateľné začína byť aj ekonomicky výhodné. Podľa smernice Európskej únie, ktorá vstúpila do platnosti v júni tohto roka, by malo byť Slovensko schopné do roku 2020 vyrábať minimálne 14 % energie z obnoviteľných zdrojov. Je preto len otázkou času, kedy zelené budovy a zelený dizajn dostanú zelenú aj na Slovensku.

Schéma procesu výroby energie z biomasy pomocou vykurovacieho systému CHP   
Zdroj: Milieu Architects

BedZED (Beddington Zero Energy Development)
Miesto: Londýn, Sutton, Spojené kráľovstvo
Architekt: Bill Dunster
Klient: Peabody Trust
Počet domov: 99
Celkové náklady: 14 miliónov € (420 miliónov Sk)

LEA (Low Energy Apartments)
Miesto:    Luton, Spojené kráľovstvo
Architekt: Milieu Architects
Klient: Jan Telensky
Počet apartmánov: 113 apartmánov
Celkové náklady: 13 miliónov € (asi 390 miliónov Sk)

Peter Lunter

Peter Lunter je architektom a partnerom v ateliéri Milieu Architects, ktorý pôsobí v Londýne a Bratislave. Ateliér sa zaoberá integrovaním environmentálnych prvkov v architektonickej a urbanistickej tvorbe.

Článok bol uverejnený v časopise ASB.