Medzinárodná súťaž Solar Decathlon sa pravidelne koná v USA v meste Washington DC. Študenti architektúry či vysokých škôl stavebných dostanú zadanie nielen navrhnúť, ale aj zrealizovať dom, ktorý spĺňa stanovené kritériá energetickej efektivity, atraktivity, ale aj ekologickosti stavby či jej prevádzky. Cena tejto súťaže v roku 2007 putovala do Nemecka. Autorský tím okolo architekta prof. Manfreda Heggera z Technickej univerzity Darmstadt vytvoril víťazný prototyp s názvom „Wohnen 2015“.

Zadanie znelo: postaviť úplne energeticky sebestačnú budovu, ktorej pôdorysná plocha nesmela prekročiť 75 m2. Prototyp je „prešpikovaný“ novodobými technológiami a materiálmi: vákuová tepelná izolácia, termoaktívne systémy v stavebných dielcoch z materiálov s fázovými zmenami, fotovoltaické zariadenia na výrobu elektrickej energie zo slnečného žiarenia, osadené na fasáde objektu i do strechy, a ďalšie systémy na zabezpečenie energetickej autonómie domu. Riešenie TU Darmstadt sa presadilo oproti devätnástim top univerzitám zo Spojených štátov, Kanady a Španielska.
HighTech budova stojí dodnes na školskom pozemku Technickej univerzity v Darmstadte a funguje ako projektová kancelária. Jej prevádzka sa stále skúša a optimalizuje, pretože ide o modelový projekt EnBau.

Popis projektu
Podľa zadania bolo treba navrhnúť a postaviť objekt, ktorý by energiu na vykurovanie, prípravu teplej vody i celú prevádzku získaval výlučne zo slnečného žiarenia na úrovni súčasného (amerického) štandardu, vrátane elektrickej energie potrebnej na prevádzku dnešného elektromobilu. Návrh sa opiera o tri základné myšlienky.
V prvom rade ide o princíp vrstvenia: pôdorys je rozdelený do viacerých zón, ktoré sú využívané na rôzne účely a situované okolo vnútorného jadra tak, ako vrstvy cibule. Tieto vrstvy sú aj rozlične temperované, čo dovoľuje využívanie pôdorysu podľa ročného obdobia (letný a zimný dom) a podľa dennej hodiny.
Po druhé: platforma pre umiestnenie techniky sa rieši obdobne ako pri konštrukcii automobilov – v dvojitej podlahe sú umiestnené prvky technického zariadenia domu, ktoré splývajú do komplexného systému s technológiou v zasúvacom module. Dvojitá podlaha tiež slúži ako úložný priestor pre nábytok, čo je rozhodujúce pre tretiu tému návrhu: Je tu vytvorená pokojová zóna na bývanie, ktorá sa dá meniť a prispôsobovať podľa aktuálnych požiadaviek. Využitie priestoru takto zostáva flexibilné a v tomto zmysle aj trvalo udržateľné.

Riešenie dispozície
Zastavaná pôdorysná plocha bola podmienkou súťaže obmedzená na 75 m2. V projekte TU Darmstadt rozdeľuje jadro, ktoré slúži na zdravotechnické a iné rozvody, vykurovaný vnútorný priestor s čistou pôdorysnou plochou 59 m2 na obytnú a pracovnú zónu v západnej časti pôdorysu a jedálenskú časť a priestor na spanie, orientovaný na východ. V priestore orientovanom na juh je umiestnená flexibilná kuchyňa, ktorá spája jedálenskú časť s obytnou zónou. Jadro budovy, okrem vertikálnych rozvodov, obsahuje aj kúpeľňu a ďalší úložný priestor vrátane šatníka.
Flexibilnosť pôdorysného riešenia umožňuje variabilitu veľkosti priestoru kúpeľne i kuchyne. Kúpeľňa v zloženom stave poslúži na bežnú rýchlu dennú hygienu a po vysunutí bočných panelov vzniká komfortný priestor osvetlený denným svetlom, vhodný aj na relaxovanie. Rovnako kuchyňa vybavená malou kuchynskou linkou je určená predovšetkým pre jednu, samostatne hospodáriacu osobu. Po vysunutí stien a pracovného stola môže kuchyňa poskytnúť priestor aj pre náročnejšiu prípravu jedál, či varenie vo dvojici.

Fasáda
Zvonka pôsobí objekt veľmi jednoducho – pravidelný obdĺžnik, no jeho fasáda je riešená unikátnym spôsobom. Polohovateľné lamely s výrazne horizontálnou štruktúrou určujú štrukturálne vzhľad všetkých štyroch strán domu. Pôsobia homogénne a vzhľadom na možnosť ich natáčania či skladania celých blokov na výšku domu, fasáda sa flexibilne prispôsobuje životu v dome. Medzi presklenou fasádou a lamelovou konštrukciou vzniká medzipriestor, nevykurovaná vzduchová medzera.

Konštrukcia objektu
Veľkým problémom pri riešení súťažného projektu bola požiadavka na možnosť prepravy. Preto je dom postavený z modernej drevenej nosnej konštrukcie, modulárne rozčlenenej. Do drevenej rámovej konštrukcie sú osadzované sendvičové a kazetové prvky. Zaťaženie pri preprave prenášali oceľové výstužné prvky, esteticky integrované do drevenej konštrukcie.
Cielene boli navrhnuté obnoviteľné stavebné materiály – lokálne dostupné, a to aj pri zariaďovaní interiéru, pretože to bola tiež jedna z podmienok súťaže.

Inovatívne riešenia
Dom nielen navrhol, ale aj vlastnoručne zhotovil tím študentov. Vzhľadom na požiadavku rozoberateľnosti a ľahkej montáže objektu sa pri výstavbe kládol veľký dôraz na presnosť veľkosti a tvarov jednotlivých prvkov, ako aj presnosť zhotovenia detailov stykov. V tomto smere bola nevyhnutná spolupráca s odborníkmi – so skúsenými remeselníkmi ako aj výrobcami inovatívnych technológií.
Presklené fasády s oknami majú izolačné štvorsklá a fasáda otočená na sever je zhotovená z vákuovaných zatepľovacích prvkov. Okná spolu s rámami na južnej fasáde domu spĺňajú kritérium tepelnej izolácie pre pasívny dom.
Nové riešenie predstavuje predovšetkým integrácia fotovoltických prvkov do drevených lamiel, z ktorých je zhotovený plášť domu. Lamely sa dajú natáčať podľa potreby a celé bloky skladať vo vertikálnom smere. Takýmto spôsobom možno fungovanie domu aj po energetickej stránke prispôsobiť aktuálnym podmienkam potreby energie a stavu poveternosti.

Energetická koncepcia
Prototyp budovy dokazuje, že extrémne vysoká energetická efektívnosť prevádzky objektu sa dá dokonale zladiť s architektonickou estetikou i komfortom bývania. Nosnou myšlienkou nebola snaha vyrobiť čo najviac energie zo Slnka, a tak zabezpečiť aj vyššie nároky na jej spotrebu, ale práve naopak, čo najviac znížiť nevyhnutnú potrebu energie na prevádzku tak, aby sa v žiadnom bode neznížil komfort bývania.
Projekt počíta s maximálnym využitím denného svetla, preto sú fasády presklené a všetky priestory na bývanie orientované po obvode, t.j. okolo inštalačného jadra v strede objektu. Inštalovaná vzduchotechnika je navrhnutá s rekuperáciou tepla a ako zdroj tepla slúži aj tepelné čerpadlo schopné v zime zohrievať a v lete chladiť. Regulácia tepelnej pohody v objekte je riadená automaticky, podľa aktuálne nastavených kritérií.
Dom využíva slnečnú energiu nielen na vykurovanie, ale prostredníctvom fotovoltických lamiel aj na výrobu elektrickej energie pre vlastnú spotrebu. Okrem toho bolo tiež dodržané kritérium ekologickosti celej stavby vzhľadom na použitie stavebných materiálov.

Prínos projektu Solar Decathlon dokazuje, že energeticky samostatne fungujúca obytná budova na solárnu energiu môže zároveň slúžiť aj ako elektráreň. Na posúdenie faktu, či to tak funguje v praxi aj niekoľko rokov, je nevyhnutný monitoring prevádzky. Objekt od svojho vzniku v roku 2007 stojí dodnes a v súčasnosti slúži ako projektová kancelária jedného z jeho autorov a bol tomuto monitoringu podrobený. Porovnanie výsledkov vidíme na grafoch.

Ing. Mária Zemčíková, Darmstadt
Snímky: Leon Schmidt, Isabell Schäfer a autorka textu