Budynek pasywny ze słomy

Blisko Wiednia, w niewielkim miasteczku Boeheimkirchen, powstał w zeszłym roku budynek publiczny, pasywny, z materiałów naturalnych, łatwo biodegradowalnych. Mówiąc po ludzku, budynek potrzebuje bardzo niewiele energiii do ogrzewania, a kiedy nastapi jego śmierć technologiczna, to materiały z których został wybudowany łatwo się rozłożą, bez szkody dla srodowiska naturalnego.Nazwano go S-House.

S-House prezentuje budynki długotrwale eksploatowane. Przy tym zmierza się do poniższych centralnych celów:

Wysoka funkcjonalność i jakość

Zminimalizowanie zużycia energii i zasobów naturalnych

Zastosowanie regionalnych materiałów budowlanych z surowców odnawialnych

Planowanie zgodnie z zasadą ostrożności np. użycie bezpiecznych i nietrujących materiałów budowlanych

nienaganne od strony biologii budowlanej wykonanie dla zdrowego klimatu wnętrz

łatwy rozdział materiałów budowlanych w fazie usunięcia budowli z przywróceniem stanu poprzedniego i dalsze bądź ponowne użycie materiałów budowlanych

opłacalność budowania budynków długotrwale eksploatowanych

Już w fazie planowania uwzględnia się cały cykl rozwojowy budynku (zbudowanie, użytkowanie i usunięcie z przywróceniem stanu poprzedniego), a ujemne oddziaływanie na środowisko zostaje zminimalizowane.
Jest to umożliwione przez:

wysoki udział materiałów budowlanych z surowców odnawialnych
inteligentną technikę instalacyjną budynku, wykorzystująca odnawialne nośniki energii i powstające ciepło odlotowe i
użycie technologii domu pasywnego

Budynek na żelbetowych słupkach lewituje nad ziemią, a deski szalujace spód budynku są strugane, w odróznieniu tych z elewacji które maja fakturę prosto z pod piły.

Główne ocieplenie wykonano ze zwykłej słomy, prasowanej w kostki.

Dom pasywny

Oznacza budynek bez tradycyjnego systemu grzewczego. Zużycie energii w takim budynku jest tak dalece zredukowane, że tradycyjne ogrzewanie olejem lub z przyłączem gazowym nie jest już opłacalne. Roczne zużycie ciepła grzewczego wynosi poniżej 15 kWh na m² powierzchni mieszkalnej. W porównaniu z tradycyjnymi budynkami odpowiada to zapotrzebowaniu na ciepło grzewcze tylko ok. 6-10%.
Podstawowa koncepcja domu pasywnego polega na poniższych założeniach:

Izolacja cieplna jest w istotny sposób ulepszona; unika się mostków cieplnych w powłoce zewnętrznej, stosowane są nowo zaprojektowane izolowane termiczne ramy okienne.

Użytkowanie aktywne i pasywne energii słonecznej za pomocą kolektorów słonecznych i wielkopowierzchniowych oszkleń, również w zimie daje znaczne zyski słoneczne.

Kontrolowane napowietrzanie i odpowietrzanie za pomocą wymienników ciepła (90% stopnia odzyskiwania ciepła) dba o wysoki dopływ świeżego powietrza bez straty ciepła.

Domy pasywne są interesujące również od strony ekonomicznej. Zapotrzebowanie na energię resztkową wynosi mniej niż roczne opłaty podstawowe za podłączenie gazu lub mniej niż zapotrzebowanie energii dla pompy obiegowej ogrzewania tradycyjnego. W porównaniu z tradycyjnymi domami, koszty nabycia domu pasywnego wynoszą obecnie
jeszcze o ok.10% wyżej. Wyższe koszty nabycia amortyzują się jednak w ciągu kilku lat, już przy dzisiejszych cenach energii.

Innowacje do wykorzystania i zrozumienia

Punkt ciężkości innowacji projektu polega na konsekwentnej- od strony biologii budowlanej i ekologii- realizacji domu pasywnego z daleko idącym użytkowaniem surowców odnawialnych i smukłą, odpowiednią koncepcją techniczną. Zorientowane na użytkowanie ukształtowanie budynku umożliwia efektywne obchodzenie się z zasobami naturalnymi do zbudowania, eksploatacji i usuwania. Zastosowane są rozwiązania techniczne z bardzo wysokim charakterem innowacyjności.

Do tego zalicza się np.:

nadająca się do domów pasywnych powłoka budynku z odnawialnych materiałów budowlanych

Odsprzężenie funkcji izolacji cieplnej i ochrony przed warunkami atmosferycznymi przez konstrukcję membranową dachu – dostarcza to dodatkowych zalet od strony techniki budowlanej i ekologii, jak dostosowane do danej pory roku zacienienie i oszczędzające materiał odprowadzanie wody opadowej. Poprzez brak rynien dachowych i oblachowań nie powstają problemy z metalami ciężkimi w uzdatnianiu ścieków.

Treeplast – element konstrukcyjny do zmniejszenia mostków cieplnych w powłoce budynku. Ukształtowane są one optymalnie przy pomocy najnowszych wyników badań z bioniki dla tych wymagań.

Piec akumulacyjny na biomasę do pokrywania szczytów grzewczych i do zwiększenia komfortu, kolektory fasadowe i system wentylacyjny.

Do eksploatacji budynku, energia zostaje uzyskana przez aktywną energię słoneczną za pomocą kolektorów fasadowych i przez pasywną energię słoneczną. Zadanie to przejmują przede wszystkim całkowicie oszklona fasada południowa ze znajdującym się z tyłu pomieszczeniem buforowym i powierzchnia zwierciadła wody stawu jako odbłyśnik przed kolektorami fasadowymi. Pokrycie ciepłem szczątkowym następuje za pomocą opalanego drewnem pieca akumulacyjnego.

"Współczynnik 10 Haus"

Porównanie konstrukcji ze ścianami słomianymi ze ścianą z betonu EPS pokazało, że ściana słomiana we wszystkich kryteriach obliczeniowych spisuje się lepiej do współczynnika
10. Przez zastosowanie słomy jako materiału budowlanego mogą tym samym w istotny sposób zostać zmniejszone negatywne oddziaływania na środowisko.
Te wyniki obowiązują w podobnym zakresie także dla wielu innych produktów z surowców odnawialnych. Podczas gdy wykonanie ściany słomianej powoduje ekologiczne wykorzystanie zasobów naturalnych tylko w wysokości2364 (m²a/m² ściany), ściana z betonu EPS zużycie naturalne 24915 (m2a/m2 ściany). Znaczy to, że beton z izolacją EPS (np. sty
ropian) ma 10,5-razy większe zużycie powierzchniowe jak typ konstrukcji z słupów drewnianych z izolacją z bali słomianych.
Piec akumulacyjny na biomasęRozwój modułowego pieca akumulacyjnego do celów pokrycia szczytów ciepła pozwala na optymalne wymiarowanie ustalonych struktur (wielkość pomieszczeń, średnica i wielkość komina) i dostosowanie do indywidualnych wymagań mieszkańców. Opalanie następuje za pomocą szczap drewna. Energia cieplna jest zwracana poprzez wymiennik ciepła do masy akumulacyjnej z komponentów mineralnych i zasila pomieszczenie przyjemnym ciepłem promieniowania przez kilka godzin. Piec powiązany jest z koncepcją techniki instalacyjnej budynku.

W ramach studium „domu przyszłości" „Systemy ścienne z surowców odnawialnych" można było wykazać dobre właściwości materiału budowlanego- słomy od strony fizyki budowli. Wysokie działanie izolacji cieplnej umożliwia realizację technologii domów pasywnych. W ten sposób spełnione zostają poprzez S-HOUSE postawione cele nowoczesnego i ekologicznego budowania przy równoczesnej minimalizacji zużycia zasobów.

Swoboda mostków cieplnych i szczelność powietrza powłoki budynku stanowią istotne założenia do osiągnięcia standardu domu pasywnego. Opracowanymi konstruktywnymi rozwiązaniami, które spełniają te wymagania, kładzie się dużą wartość na daleko idące użycie surowców odnawialnych, łatwą dalszą zastosowalność i recycling oraz na unikanie komponentów metalowych i kopalnych tworzyw sztucznych. Konstrukcje zoptymalizowane są zgodnie z kryteriami fizyki budowli, dają bezpieczeństwo i wysoki komfort dla użytkownika.

Element mocujący z bio- tworzywa sztucznego

Za pomocą tej zaprojektowanej specjalnie dla S-HOUSE śruby słomianej stworzona zostaje bezpośrednia możliwość zamocowania w balach słomianych. Tym samym mogą zostać zamontowane zarówno fasady zewnętrzne bez mostków cieplnych, jak i w zakresie wewnętrznym mogą zostać zrealizowane dodatkowe możliwości zamocowania w ścianie z bali słomianych.
Przez zaprojektowany zgodnie z kryteriami bionicznymi wzór śruby, zminimalizowanym zużyciem materiału osiąga się maksymalną wytrzymałość mechaniczną. Zastosowanie bio- tworzywa sztucznego pozwala na bezproblemowe usunięcie budynku z przywróceniem stanu poprzedniego oraz zawracanie do obiegu biologicznego.

Przeprowadzanie testu dźwiękoszczelności

Wyniki przeprowadzonego dla budowy ściany S-HOUSE testu dźwiękoszczelności pokazują, że przewidywane struktury ścian z 53 dB bądź 55 dB przekraczają zalecane przez normę wartości i oferują znakomitą izolację dźwiękową.

Instalacje wewnętrzne budynku

Technika instalacji wewnętrznych budynku została zaprojektowana zgodnie z kryteriami: minimalizacja długości przewodów, zastosowanie surowców odnawialnych, maksymalny recycling, proste rozwiązania techniczne przy odpowiednim wzornictwie oraz wysoki komfort dla użytkownika i składa się z komponentów: system rozdziału ciepła i powietrza, oświetlenie i elektryka.

Jako medium transportu ciepła do kontrolowanego napowietrzania i odpowietrzania służy powietrze, transportowane przez kanały z drewna. Do pokrycia szczytów obciążenia ogrzewniczego, piec akumulacyjny na biomasę zintegrowany jest w systemie rozdziału ciepła i powietrza. Za pomocą prostej techniki sterowniczej i regulacyjnej można regulować kompleksowymi związkami między temperaturą zewnętrzną, nasłonecznieniem, obciążeniami wewnętrznymi (częstotliwość użytkownika) i zachowaniem pieca podczas spalania. Przygotowanie ciepłej wody następuje poprzez kolektory

próżniowe. Przez przewód zasilający Backbone osiąga się bardzo krótkie drogi przewodów w zakresie ślepych pułapów do zasilania elektrycznego prądem i oświetlenia. O efektywną pracę systemu oświetleniowego dba regulacja sterowana światłem dziennym.

Centrum informacyjne ze stałą ekspozycją surowców odnawialnych

S-HOUSE będzie funkcjonować jako centrum surowców odnawialnych i technologii budowania budynków długotrwale eksploatowanych.

Na samym budynku zademonstrowano funkcjonalność materiałów budowlanych z surowców odnawialnych. Obok ścian z beli słomianych, również konstrukcje ścienne zamontowane są z innymi materiałami izolacyjnymi (np. konopie, len, wełna owcza, celuloza). Pokazane są różne ekologiczne materiały powierzchniowe (np. tynki, deskowania drewniane, tekstylia) i stosowane są różne naturalne środki do obróbki powierzchniowej (lakiery, woski, powłoki malarskie przeświecające).

W formie stałej ekspozycji zaprezentowane są zaprojektowane dla S-HOUSE komponenty i konstrukcje. Oprócz tego przedstawiona jest obrazowo droga od surowca do gotowego produktu i pokazana jest różnorodność możliwości zastosowania biogenicznych materiałów budowlanych. W ten sposób można udostępnić szerokiej publiczności tradycyjną wiedzę i najnowsze projekty na tym obszarze.

Koncepcja pomiarowa celem sprawdzenia długotrwałej funkcjonalności
innowacyjnych konstrukcji

Paleta materiałów budowlanych i produktów budowlanych z surowców odnawialnych jest duża. Już ponad 300 najważniejszych produktów znajduje się na platformie internetowej www.nawaro.com , która została sporządzona w ramach projektu domu przyszłości. Produkty zaszeregowane są do różnych grup materiałów budowlanych (materiały izolacyjne, ulepszanie powierzchniowe, ściana/ strop/ dach, tekstylia pomieszczeń, środki pomocy montażowej, okna/ drzwi,...) i scharakteryzowane są w odniesieniu do ich właściwości technicznych i ekologicznych. W S-HOUSE nie tylko prezentowane są wybrane produkty budowlane, lecz na bieżąco nadzorowana jest również ich funkcja techniczna. Przewidziana do tego koncepcja pomiarowa obejmuje pomiar i dokumentację najważniejszych parametrów fizyki budowli i klimatu pomieszczeń. Tym samym za ich pomocą zostają zweryfikowane ustalone i obliczone w laboratorium wartości konstrukcji budynku w praktyce. Wyniki pomiarów zostają przeanalizowane i można je wywołać na ekspozycji bądź poprzez internet.

Wnioski

Wraz z realizacją budynku demonstracyjnego S-HOUSE stworzony został wzór nowoczesnego budynku biurowego, ale także mieszkalnego. Centrum informacyjne pokazuje możliwość pogodzenia tradycyjnych materiałów budowlanych z nowoczesną architekturą i innowacyjnymi konstrukcjami.

Obszerna koncepcja pomiarowa dostarcza realistycznych i dokładnych danych o zastosowanych konstrukcjach, które przedstawiają ważną podstawę do dalszej optymalizacji i rozpowszechniania materiałów budowlanych z surowców odnawialnych. Tą ekspozycją umożliwia się wszystkim grupom oraz zainteresowanym osobom prywatnym dostęp do opracowanych rozwiązań.

Artykuł powstał na podstawie obserwacji własnej i tłumaczenia tekstów ze strony http://www.s-house.at

architekt Jacek KLuszewski