Sluneční dům a architektura
Myslíte, že je kacířská myšlenka, pronesená německou architektkou Kennedyovou v roce 1992, o tom, kterak prospět ekologii jednoduše tím, že přestaneme stavět? Jsou to příliš silná slova? V porovnání s tímto radikálním názorem bude preferování výstavby nízkoenergetických domů jen slabým odvarem. Kdo si zvolí tuto cestu nevyhne se ani uvažování o využití solární energie. Jedním z prvních kroků je zvolit způsob, jak nejlépe obrátit tvář domu přímé sluneční energii.
Předpovědi Mezinárodní agentury pro energii (IAE) zvěstují,
že celoplanetární poptávka po energii vzroste do roku 2030 o více než 50%. Smutnější je, že ani ty nejoptimističtější předpoklady, při nichž by měly země dovážející energetické suroviny obrátit pozornost k využití alternativních zdrojů, nevylučují pokračující závislost na ropě a zemním plynu.
Emise oxidu uhličitého narostou minimálně o dalších 30%, zejména v důsledku zvýšení spotřeby ropy a zemního plynu v Asii. Přesto nebo spíše právě proto by bylo vhodné, kdyby kromě obrovských investic, na které čeká vývoj technologií pro využívání alternativních zdrojů energie, pomohl sobě a možná, s prominutím, i světu každý, kdo se rozhodl pro stavbu domu nebo jeho zásadní rekonstrukci.
Dům není slunečnice
Solární architektura vyžaduje precizní koncept pro efektivní využívání slunečního záření v závislosti na ročním období, terénu a orientaci stavby. Zatímco rostliny se za světlem otáčejí přirozeně, u budov je klíčem k pasivnímu získávání tepla promyšlený projekt a specifický tvar domu.
Termín „pasivní“ využívání energie je v praxi podmíněn značnou počáteční aktivitou při plánování a realizaci moderní výstavby. Správné nastavení obytných místností ke slunci zajišťuje tepelný komfort a maximalizaci energetických zisků. Efektivní solární zisky jsou výsledkem cíleného architektonického návrhu, nikoliv náhody.
Proč být aktivní při využívání pasivní sluneční energie?
- jde to v každém zeměpisném pásmu
- existuje řada možností, jak ji skladovat
- "výroba" sluneční energie neprodukuje žádné emise
- zdroj sluneční energie je spolehlivý a s minimálním negativním dopadem na životní prostředí
Jak se dům zorientoval
Pasivní a nízkoenergetické domy maximalizují solární zisky v zimním období ideálním natočením k jihu, přičemž nejefektivnější kolektory jsou ty na jižní fasádě. Optimální polohu představuje jižní svah se zohledněním větrů a vegetace, s přípustnou odchylkou od jihu do 22,5° (preferovaně jihojihozápad).
Realizace energeticky efektivní orientace často naráží na urbanistické regulativy uliční čáry a směru zástavby, což vyžaduje kompenzační architektonická řešení. Strategie „otevřeného jihu“ a „uzavřeného severu“, případně částečné zapuštění objektu do svahu, zásadně snižuje tepelné ztráty a optimalizuje využití obnovitelných zdrojů.
Sluneční architektura
Na pasivní prvky solární architektury myslí architekti slunečních domů již v počátečním návrhu. Při koncepci domu je nezbytné dbát na zachytávání tepelné sluneční energie během studených měsíců a tním období zas na bránění přehřívání interiéru. Tepelnou bilanci NED mohou vylepšit jednoduché pasivní prvky: sluneční okna, zimní zahrady, transparentní izolace, ale v nabídce jsou i hybridní konvektivní systémy (okenní či vzduchové kolektory a tepelněakumulační stěny).
V minulé i současné architektuře se z tepelného hlediska nejvíce osvědčila jednoduchá dispozice domu se vstupem z východní nebo severní strany. Všechno to bude lépe fungovat pod podmínkou, že dům bude důsledně řešit podle teplotních zón.
Zónování dispozice solárního domu bylo sice na výsluní koncepce nízkoenergetických domů první a druhé generace od počátku sedmdesátých let minulého století, ale i v současnosti ho architekti rádi využívají pro větší psychický a tepelný komfort v domě. (Díky zlepšení tepelně izolačních vlastností stavebních konstrukcí již není tento způsob stavění nezbytnou podmínkou pro dobře fungující nízkoenergetický dům, ale stále platí tendence proslunění obytné části domu).
Jedním z poznávacích znaků solární architektury je vnější vzhled domu: víme, že téměř zcela zasklená strana otevřená slunci směřuje na jih. K této fasádě architektonický návrh přiřazuje obytné místnosti. K odvrácené straně domu, která hledí na sever pouze minimálním počtem oken nejmenších možných rozměrů, vytvoří projekt místo nárazové tepelné zóny, do níž navrhne méně vytápěné prostory: koupelny, WC, chodby, schody, zádveří, komoru, šatník, dílnu nebo sklad.
Nárazová severní zóna řešena tak, aby se díky tepelně izolačním opatřením a malým podílem okenních otvorů minimalizovaly tepelné úniky, chrání svým umístěním obytnou část domu. Od jádrové zóny ji odděluje masivní tepelně akumulační stěna.
Stropy v severní zóně jsou vybudovány z masivní konstrukce, v jádrové zóně z lehké dřevěné konstrukce. Je to způsob jak v létě zabránit extrémnímu přehřátí prostorů střední zóny. Jaderná zóna je otevřená směrem na jih, odkud přijímá tepelné zisky ze slunečního záření, které se do ní dostávají z jižní zóny, konstrukčně předsazené před objekt.
V zimním období proudí teplý vzduch do severní části domu, v létě naopak - studený vzduch ze severní části ochlazuje přehřátý vzduch v obytné části. Zimní zahrada tvoří oddělený systém, který v létě odvádí přehřátý vzduch otvorem v horní části skleníku.
Teplotní rozdíl mezi zónami by neměl překračovat 5 až 8 ° C, v případě potřeby je vhodné zabezpečit temperování vyrovnávacích místností. Klíčem k pochopení dispozice slunečního domu je princip soustřeďování místností s podobnými požadavky na tepelnou pohodu do jednotlivých zón.
Zónování místností v solárním domě
- severní (nárazníková) zóna - vedlejší prostory s menší frekvencí využívání: koupelna, záchod, úložné a technické prostory, garáže, chodby a schodiště, kterým stačí i malá okna;
- jaderná (obytná) zóna - nejčastěji používané obytné místnosti s velkoplošným zasklením, které zajistí dostatečné prohřívání domu v chladném období roku;
- jižní (akumulační) zóna - zimní zahrada, která je přičleněna k obytné (střední) zóně vytváří tepelný zásobník
Okénka, okna a zasklené plochy
Okna na jižních fasádách slunečních domů využívají izolační trojskla s postříbřenými vrstvami pro maximalizaci zimních tepelných zisků a eliminaci letního přehřívání. Optimální energetické úspory se dosahuje při podílu oken 30–45 % plochy jižní stěny, přičemž celková prosklená plocha by neměla přesáhnout čtvrtinu podlahové plochy interiéru.
Stínicí prvky plní estetickou funkci a zároveň chrání objekt před nočními úniky tepla v zimním období. Zimní zahrady situované na východ či západ fungují jako solární kolektory a izolační vrstvy, čímž uvolňují jižní stranu pro přímé zisky oken. Prosklené konstrukce tak představují klíčový prvek moderní energeticky efektivní architektury.
Závěr
Solární architektura může přispět až k 15procentním úsporám energie potřebné k vytápění budov. Podíl sluneční energie, která je nevyčerpatelným zdrojem, ještě před dvěma lety nepřesáhl při vytápění 0,6%.
Při jejím využívání se zvažuje intenzita slunečního záření a počet hodin jeho svitu. Klima u nás jsou podobné jako v Rakousku, kde je výstavba slunečních domů rozšířená a státem dotovaná. Stavby, navržené tak,aby maximálně využivaly sluneční energii, jsou ve světě tak rozšířené, že daly vzniknout novému architektonického stylu - sluneční architektuře.
Autor: Lenka Kostková
