Udržitelný návrh zadané budovy a jejího prostředí Autor diplomové práce: Bc. David Pajma Vedoucí diplomové práce: prof. Ing. Ingrid Juhásová Šenitková, CSc. Oponent diplomové práce: Ing. Tomáš Hrdlička České Budějovice 06/2017 Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Cíl práce Cílem Diplomové práce je udržitelný návrh zadané budovy a jejího prostředí. Analyzovat a posoudit možnosti architektonicko-konstrukčního řešení zadané budovy v souladu s koncepcí udržitelného navrhování budov a jejich prostředí. Respektovat základní principy integrovaného navrhování, koncepčního řešení a optimalizace budovy z hlediska konstrukčního, materiálového, energetického a environmentálního. Vypracovat návrh koncepce techniky prostředí a posoudit kvalitu vnitřního prostředí budovy z hlediska komfortu, hygieny a bezpečnosti prostředí. Vypracovat projektovou dokumentaci stavebně-architektonického řešení v rozsahu projektu pro stavební povolení. Zpracovat souhrnnou technickou zprávu budovy a technickou zprávu pro stavebně-architektonické řešení. Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Úvod Tato diplomová práce navrhuje rodinný dům, který je energeticky nenáročný a svojí skladbou konstrukcí, umístěním, použitých materiálů a technologií koresponduje se zásadami trvale udržitelného rozvoje. Jedná se o architektonický návrh a projekt pro stavební povolení dle vyhlášky 499/2006 Sb. a pozdější změny 62/2013 Sb. o dokumentaci staveb. Součástí této práce je průkaz energetické náročnosti budovy. Dále je práce zhodnocena certifikačním nástrojem k zhodnocení úrovně kvality budovy SBTOLLCZ. Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Umístění stavby a lokalita Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\prezentace diplomová práce\mapy.jpg PRAHA D5 – 97 km NĚMECKO HR. PŘECHOD ROZVADOV D5 – 100 km ČESKÉ BUDĚJOVICE - 129 km PLZEŇ – 4 km Umístění stavby a lokalita parc. č. 923 a 924 k.ú. Štěnovice výměra 1,3 ha způsob využití -Ostatní pl., jiná plocha ÚP SX smíšené obytné plochy specifické Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\prezentace diplomová práce\ku mapoa.jpg Umístění stavby a lokalita Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích PŘÍVOD NN FVE ZELENÁ STŘECHA VRTANÁ STUDNA dČOV HOSPODAŘENÍ S DEŠŤOVOU VODOU VODNÍ PLOCHA 0,25 ha Dispoziční řešení 1 PP Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Pokoj – 16,04 m2 Pokoj – 18,02 m2 Ložnice – 22,71 m2 Šatna – 11,24 m2 Obývací pokoj chodba – 66,75 m2 Koupelna – 9,24 m2 Tech. místnost – 8,04 m2 Celkem plocha užitná: 152,04 m2; Celkem plocha zastavěná: 183,73 m2 Terasa– 52,05 m2 Dispoziční řešení 1 NP Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Celkem plocha užitná: 160,12 m2; Celkem plocha zastavěná: 218,45 m2 Garáž 2xOA – 34,89 m2 Obývací pokoj, chodba, KK– 73,68 m2 Tech. místnost– 9,04 m2 Pracovna– 17,43 m2 Koupelna– 14,52 m2 Terasa– 52,05 m2 WC– 2,52 m2 Zádveří– 8,04 m2 Dispoziční řešení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Základní bilance objektu: Zastavěná plocha : 218. 45 m2 Obestavěný prostor : 1.708. 28 m3 Užitkové plochy : Plocha místností 1. PP : 198. 88 m² Plocha místností 1. NP : 152. 04 m² Plocha místností celkem : 350. 92 m² Konstrukční řešení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Ekologické materiály, obnovitelné a recyklovatelné Základová konstrukce: ŽB deska na pěnovém sklu A-glass Svislé konstrukce: 100% ekologické vápenopískové tvárnice VAPIS Vodorovné konstrukce: Filigránové stropní desky Izolace: Konopná izolace s jutou Fasáda: Provětrávaná dřevěný obklad, minerální omítka Střešní krytina: Pochozí zelená střecha přírodní Optigreen Okenní výplně: Dřevěná eurookna s izolačním trojsklem Konstrukční řešení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Pěnové sklo A- glass Nulové tepelné mosty Tepelný odpor konstrukce R=5,000 m2K/W C:\Users\Davii\Desktop\prezentace diplomová práce\28ac9c4273-ea840232dddc73fb08e86110aa3b3f64.jpg C:\Users\Davii\Desktop\prezentace diplomová práce\a-glass-zakladova-deska.png Konstrukční řešení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Svislé konstrukce 100% ekologické vápenopískové ECO tvárnice VAPIS QUADRO E pro strojní zdění Složení: 92% jemný křemičitý písek, 5% nehašené vápno a voda bez dalších příměsí Jednoduché vedení elektroinstalace Výsledek obrázku pro vapis Konstrukční řešení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Vodorovné konstrukce, tepelné izolace, okenní výplně Prostup tepla oknem Uw: 0,70 W/m2k 65-70% konopné vlákno, 30-35% jutové vlákno Prefa-monolitická stropní deska filigrán Výsledek obrázku pro filigránové stropní desky http://www.prirodnistavba.cz/galerie/4377/6375/konopna-izolace-s-jutou-termo-konopi-duo-rohoz-80x58 0x1200-mm.jpg Výsledek obrázku pro eurookna s izolačním trojsklem Konstrukční řešení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Střešní krytina Zelená pochozí střecha Optigreen z extenzivního substrátu o tloušťce 100mm Prostředí pro více druhů flory a fauny Ekologická hodnota střechy Estetické, recyklovatelné, obnovitelné 100-250 kg/m2 (1,0-3,0 kN/m2) http://www.optigreen.cz/References/img/ND1-2_G.jpg Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Minimalizace energetické náročnosti za pomocí technologického zařízení Šetrnost k životnímu prostředí Fotovoltaická výrobna energie Hospodaření s dešťovou vodou (užitková voda) Rekuperační jednotka pro vnitřní mikroklima Vytápění pomocí tepelného čerpadla s kolektorem ve vodní ploše Studniční vrt na vlastním pozemku Domovní čistírna odpadních vod Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Fotovoltaická výrobna energie 22 ks fotovoltaických panelů na nosném roštu se sklonem 35° jižním směrem Výkon 240Wp jednoho panelu Celkový výkon FVE 5,28 kWp Orientační pořizovací cena FVE 186 000 ,- Kč Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Hospodaření s dešťovou vodou Šetrné k životnímu prostředí Úspora pitné vody až 113 m3/rok Ochrana přetížení kanalizačních sítí Využívání dešťových vod splachování toalet, zavlažování zahrady atp. nádrž na dešťovou vodu AS-REWA KOMBI + AS-RAINMASTER Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Rekuperační jednotka Rekuperátor NIBE ERS 10-500 Účinnost zpětného získávání tepla z odpadního vzduchu až 92% Příhřev v zimních měsících z tepelného čerpadla Zajištění stálého a zdravého mikroklimatu budovy Výsledek obrázku pro NIBE ERS 10-500 Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Výtápění tepelné čerpadlo Tepelné čerpadlo NIBE F1345 Akumulační nádrž NIBE UKV 300 Zásobník TUV NIBE VPA 300/200 Příhřev rekuperační jednotky Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Vytápění tepelné čerpadlo Vynikající účinnost díky kladné teplotě vody celoročně Úspora 1/3 kolektoru oproti klasickému zemnímu (30-40W/m2) Zemní kolektor na dně vodní plochy Nejúspornější zemní kolektory Výsledek obrázku pro zemní kolektor vodní plocha Technické zařízení budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích PENB Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\diplomka\jpg\grafika-penb-165418\0001.jpg C:\Users\Davii\Desktop\diplomka\jpg\grafika-penb-165418\0002.jpg Budova se hodnotí jako mimořádně úsporná se spotřebou měrné hodnoty 47,2 Kw/m2*rok. Kategorie nízkoenergetická budova. Vyhodnocení SBTOOLCZ Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Stupeň kvality budovy http://www.sbtool.cz/img/certifikaty_kvality.jpg Posuzovaná budova dosáhla zlatého certifikátu. Vizualizace navrhované budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\diplomka\obr\1.jpg Vizualizace navrhované budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\diplomka\obr\2.jpg Vizualizace navrhované budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\diplomka\obr\3.jpg Vizualizace navrhované budovy Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích C:\Users\Davii\Desktop\diplomka\obr\4.jpg Doplňující dotazy vedoucího práce Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Vyjádřete se k faktorům vnímané kvality vnitřního prostředí. -Teplota vzduchu – konstantní teplota < 3°C (léto 20-28°C, zima 18-24°C) -Vlhkost vzduchu – konstantní vlhkost vzuchu (40-60%) -Rychlost proudění vzduchu – bez průvanu < 0,1-0,2 m/s -Mikrobi – ovlivňuje vlhkost vzduchu (plísně, roztoči, pyly) - větrání -Prašnost – biologické částice, domovní prach, astma = filtr třídy G3 >3 mikrony -Vůně a zápachy – CO2, aceton, benzen, formaldehyd - výměna vzduchu -Toxické plyny – síra SO, dusík NO, CO, smog atp. – výměna vzduchu, eliminace materiálů s těmito složkami -Akustická složka prostředí hluk a vibrace – eliminace vnějšího hluku do vnitřního, vnitřní vibrace a otřesy chůze, slyšitelnost z místností -Osvětlení – zrakové vnímání, duševní pohoda, optimalizace osvětlení Doplňující dotazy oponenta práce Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Myslíte si, že v 1 PP je vhodně provedený návrh sloupků mezi otvorovými výplněmi? Nebylo by lepší zvolit např. ocelové prvky? -Odpadá vnitřní obložení ocelových sloupků -Jednotný systém, včetně tepelně izolačních vlastností -Možnost vyztužení zděných sloupků VAPIS ocelovými dráty a cementovou zálivkou Doplňující dotazy oponenta práce Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Jak je zajištěno větrání ve vzduchové mezeře, která odděluje rostlý terén a skladbu fasády z konopné izolace? Neobáváte se nebezpečí navlhání této izolace? -Pěno sklo A-glass přesahuje před samotnou konstrukci pláště budovy -Kontaktní izolace s terénem STYRODUR XPS -Ochráněno nopovou folií -Drenážní systém pod povrchem -Provětrávání fasádními mřížkami ve stejném odstínu obkladu Doplňující dotazy oponenta práce Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Výsledek obrázku pro větrací mřížky fasáda Doplňující dotazy oponenta práce Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Dokážete odhadnout o kolik by bylo dražší realizovat tuto budovu, oproti řešení obvyklému (bez konopné izolace, zelené střechy, využití obnovitelných zdrojů energie atd.) -Založení stavby 20% úspora 135.940,- -Střešní krytina 50% úspora 357.800,- -Izolace tepelná 50 % úspora 253.750,- -FVE investice 200 tis úspora 200.000,- -Rekuperace investice 180 tis úspora 180.000,- -Vytápění 60% úspora 300.000,- -Hospodaření s děšť. vodou úspora 189.900,- -Ostatní (vnitřní materiály, omítky) úspora 250.000,- Celkem úspora 1.867.390,- Obvyklé řešení této budovy 6.879.810,- Doplňující dotazy oponenta práce Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Nemáte obavu z přehřívání interiéru díky krbové vložce? -Nutné volit vložku s velmi nízkým regulovatelným výkonem -Venkovní přívod spalovacího vzduchu -Zděná budova má dobré vlastnosti akumulace tepla, do určité míry vyrovná teplené výkyvy -Možnost zvolit vložku s výměníkem a předávat teplo do akumulační nádrže -Možnost instalace teplovzdušných rozvodů či napojení na rekuperaci -Vložka je navržena k zlepšení vnímané pohody uvnitř budovy, nikoliv pro primární vytápění