PARTNERZY PORTALU

Pasywne schronisko w Alpach

Pasywne schronisko w Alpach

W numerze 6/2011 Doradcy Energetycznego przedstawiłem w ramach niniejszego cyklu przykład modernizacji do standardu pasywnego zabytkowego budynku wiejskiego w austriackiej miejscowości Gailtal. Tym razem chciałbym zaprezentować Czytelnikom inny przykład z Austrii - budowę schroniska pasywnego w Alpach. Oba przedsięwzięcia zrealizowano w ramach tego samego projektu Dom Przyszłości (Haus der Zukunft) przy wsparciu austriackiego Federalnego Ministerstwa Transportu, Innowacji i Technologii.

Budynki pasywne, jak już wielokrotnie wspominałem na łamach Doradcy Energetycznego, mogą być (i są) realizowane pod każdą szerokością geograficzną, mino że idea domu pasywnego narodziła się w Europie i do europejskich warunków klimatycznych zostały dostosowane zasady budowania w tym standardzie. Warto wspomnieć, że podczas tegorocznej Konferencji Budownictwa Pasywnego w Hanowerze zaprezentowano po raz pierwszy kryteria standardu pasywnego opracowane dla innych rejonów świata.

Domy pasywne zawsze zapewniają wysoki komfort ich użytkownikom, niezależnie od regionu i strefy klimatycznej. Ponadto cechuje je jeszcze jedna bardzo ważna właściwość - neutralność dla środowiska. Standard pasywny stanowi bowiem podstawę budynku zero energetycznego lub plus energetycznego, w zależności od zastosowanych rozwiązań zaopatrywania w energię i użytych komponentów budowlanych.

Na szczytach gór

Ciekawym przykładem zastosowania standardu pasywnego w warunkach ekstremalnych była budowa schroniska górskiego Schiestlhaus w Austrii. Obiekt ten, dzieło pracowni architektonicznej Pos architekten ZT KEG, jest położony w paśmie Północnych Alp Wapiennych, na przełęczy poniżej szczytu Hochschwab. Jest to teren trudno dostępny i surowy, a równocześnie bardzo wrażliwy ekologicznie. Inwestycja ta była realizowana w ramach projektu Dom Przyszłości, będącego częścią austriackiego programu rządowego Zrównoważony Rozwój prowadzonego przez Federalne Ministerstwo Transportu, Innowacji i Technologii. W miejscu gdzie miało powstać nowe schronisko istniał stary, liczący ponad 120 lat obiekt. Jego stan techniczny nie umożliwiał jednak opłacalnej modernizacji, dlatego też zdecydowano się na budowę nowego obiektu, który musiał spełniać bardzo surowe wymagania.

Należy pamiętać, że już samo położenie stanowiło ogromne wyzwanie logistyczne i technologiczne. Do schroniska, położnego na wysokości 2154 m n.p.m., nie prowadzi bowiem żadna droga dojazdowa oraz brak jest połączenia kolejką linową. Wszystkie materiały budowlane i zaopatrzenie musiały być transportowane helikopterem. Architekci i konstruktorzy musieli wziąć pod uwagę wiele czynników i ograniczeń, którym zazwyczaj nie poświęca się zbyt wiele uwagi np. podczas projektowania zabudowy miejskiej.

Budynek schroniska musiał być przede wszystkim wystarczająco odporny na działanie niekorzystnych warunków atmosferycznych, by sprostać podmuchom lodowatego wiatru, burzom, opadom śniegu i deszczu.

Jak wspomniano powyżej, do schroniska nie prowadzi żadna droga, ale również brak jest wodociągu oraz jakichkolwiek linii przesyłowych. Obiekt musiał być zatem w stu procentach samowystarczalny i to nie tylko w sezonie turystycznym (gdy może dać schronienie nawet 70 turystom), ale także przez cały rok. Oprócz braku dostaw energii i wody z zewnątrz, istniała również konieczność rozwiązania problemu pozbywania się odpadów i nieczystości. Teren, na którym znajduje się schronisko objęty jest szczególną ochroną. W rejonie tym biorą początek strumienie i rzeki zasilające obszar Wiednia w wodę pitną. Mogłoby się zatem wydawać, że wybudowanie obiektu w tak ekstremalnych warunkach oraz przy takich ograniczeniach będzie niemożliwe.

Jednak wykorzystanie technologii budownictwa pasywnego oraz specjalnie opracowanych na potrzeby tego przedsięwzięcia rozwiązań dało bardzo imponujący efekt.

Konstrukcja

Ponieważ budynek nie może liczyć na dostawy energii z zewnątrz, musi ją sam pozyskać i wyprodukować. Specjaliści pracujący nad tym projektem połączyli zatem technologię budownictwa pasywnego z zasadami budownictwa solarnego. Choć położenie inwestycji uniemożliwia tradycyjne zaopatrywanie w energię, to równocześnie pozwala w pełni wykorzystywać energię ze słońca.

Specyfika projektu niejako sama wymusiła konieczność ścisłej współpracy pomiędzy projektantami, architektami, inżynierami oraz wykonawcami. W efekcie powstał prototyp budynku, który można powielić w dowolnym miejscu w Alpach.

Jak wspomniano, projekt budynku podporządkowany został zasadom budownictwa solarnego i pasywnego. Zrealizowany obiekt ma duże oszklenia od strony południowej, dzięki czemu może czerpać duże ilości energii z promieniowania słonecznego (wartość współczynnika U dla okien wynosi 0,71 W/m2K).

W tej części zlokalizowano pokoje gościnne oraz restaurację.

Od północy, wschodu i zachodu okna są niewielkie i służą raczej doświetleniu znajdujących się tam pomieszczeń technicznych i ciągów komunikacyjnych.

Obiekt tego typu musi mieć solidne posadowienie, aby sprostać bardzo dużemu parciu wiatru i innym niekorzystnym czynnikom. W tym celu przygotowano odpowiednio podłoże wysadzając punktowo skały. Fundamenty osadzone na skale wykonane zostały w technologii masywnej, betonowej, a kondygnacje naziemne - w konstrukcji drewnianej.

W najniższej części budynku zlokalizowano pomieszczenia gospodarcze, magazyn żywności (temperatura nie spada tu poniżej 10oC nawet w zimie) oraz wszystkie instalacje kluczowe dla poprawnego funkcjonowania budynku, w tym akumulatory i falowniki instalacji PV. Fundament został położony na warstwie wyrównawczej, na którą położono następnie 10 cm termoizolacji XPS. Dzięki temu płyta fundamentowa niejako "pływa" na ociepleniu, zapewniając doskonałą izolację termiczną. Ten element prac był wyjątkowo trudny, gdyż silne podmuchy wiatru i utrzymująca się gęsta mgła utrudniały pracę. Materiał niezbędny do wylania fundamentów transportowany był równocześnie dwoma śmigłowcami, które dziennie dostarczały 40 m3 betonu, wykonując około 130 lotów z pobliskiego magazynu położonego poniżej (3 minuty lotu lub 2 godziny marszu).

Ściany najniższej kondygnacji miały 18 cm grubości, a jej strop zaledwie 14 cm, co pociągało za sobą dodatkowe trudności montażowe.

Jak już wspomniano kondygnacje naziemne wykonano w konstrukcji drewnianej z elementów prefabrykowanych.

Chodziło tu również o względy praktyczne - w tych warunkach konstrukcja z elementów prefabrykowanych jest wygodna do transportu i montażu na miejscu budowy. Połączone ze sobą elementy zapewniają odpowiednią wytrzymałość konstrukcji i właściwą szczelność powietrzną. Wartość współczynnika n50 uzyskana w teście ciśnieniowym z wykorzystaniem urządzenia BloowerDoor wynosi 0,32 h-1 (wartość graniczna dla budynku pasywnego to 0,6 h-1). To samo rozwiązanie wykorzystano w konstrukcji dachu, dzięki czemu budynek zaraz po zainstalowaniu elementów dachowych był chroniony przed ekstremalnymi warunkami pogodowymi i temperaturowymi. Na potrzeby tego projektu okazało się jednak niezbędne opracowanie nowych, specjalnych detali połączeń.

Zapatrywanie w ciepło

Bardzo ważną kwestią było stworzenie odpowiedniej koncepcji wydajnego zaopatrywania budynku w energię cieplną.

Wymagało to wielu analiz i symulacji. Przyjęto przede wszystkim założenie, że pomieszczenia dzienne ogrzewane będą powietrzem nawiewanym. Zastosowano zatem typowe rozwiązanie dla budownictwa pasywnego, jakim jest system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła (sprawność wymiennika 85%) oraz letnim obejściem. Powietrze pobierane jest przez chronioną od śniegu czerpnię umieszczoną na północnej fasadzie, a usuwane przez wyrzutnię znajdującą się na dachu. Przewody wentylacyjne w oddzielnych pomieszczeniach wyposażone są w tłumiki zapobiegające przenoszeniu się dźwięków. Użyty specjalny rotacyjny wymiennik ciepła odzyskuje również znaczną część wilgoci z powietrza zużytego.

Ponadto w ogólnym bilansie energii należało uwzględnić wewnętrzne zyski ciepła pochodzące głównie z kuchni oraz ciepła oddawanego przez ludzi. W kuchni zastosowano specjalny okap z możliwymi do umycia filtrami tłuszczu, wiązkowym wymiennikiem ciepła, a także nagrzewnicę powietrza. Południowa fasada budynku została zintegrowana z kolektorami słonecznymi o powierzchni 46 m2 zapewniającymi 80% energii cieplnej wykorzystywanej w schronisku na różne cele. Projektowa temperatura wewnątrz pomieszczeń dziennych waha się w granicach 20oC, a minimalna temperatura panująca w korytarzach, toaletach i sypialniach nie może spaść poniżej 15oC. W razie potrzeby przewidziano małe grzejniki w pomieszczeniu pralni i suszarni.

Zapotrzebowanie na ciepło na potrzeby c.o. oraz c.w.u. pokrywają trzy zasobniki buforowe o łącznej pojemności 2000 litrów.

Dostarczana jest do nich przez większość czasu ciepła woda z kolektorów słonecznych na południowej fasadzie. W kuchni zasobnik ciepłej wody zasilany jest poprzez wymiennik ciepła połączony z opalanym drewnem kotłem, służącym jednocześnie do gotowania i ogrzewania. Kocioł ten lub zbiornik ciepłej wody może w razie potrzeby pokryć dodatkowe zapotrzebowanie na ciepło.

Samowystarczalność

Ważną kwestią było zapewnienie energii elektrycznej dla obiektu. U podnóża budynku zainstalowano ogniwa fotowoltaiczne o łącznej powierzchni 68 m2. System ten zapewnia 7,5 kWp energii elektrycznej, pokrywając 60% całego zapotrzebowania.

Ponieważ większa część fasady południowej przeznaczona jest na kolektory słoneczne, niezbędne jest uzupełnienie brakującej ilości energii elektrycznej poprzez mikroblok grzewczo-energetyczny.

Urządzenie to (pracujące na olej rzepakowy) produkuje równocześnie energię elektryczną oraz cieplną przesyłaną do zbiorników buforowych.

Innowacyjne rozwiązania energetyczne w schronisku nie ograniczają się jednak tylko do opisanej konstrukcji. Zadbano również, aby wszystkie urządzenia były wysoko energooszczędne i zużywały jak najmniej energii. W celu gospodarowania nią w sposób rozsądny opracowano inteligentny system, który przykładowo wyłącza wtórny obwód zasilania, gdy poziom energii w akumulatorach spada poniżej 50%. Najważniejsze urządzenia działają nadal, podczas gdy te mniej istotne pozostają odłączone.

Przywracane są one do normalnego trybu pracy, gdy pojemność akumulatorów powróci do 70%. Ponadto istnieje mechanizm, który zapobiega zbyt dużej jednoczesnej konsumpcji energii przez urządzenia gospodarstwa domowego. Nie można włączyć równocześnie np. odkurzacza i zmywarki do naczyń.

Zbiorniki ciepłej wody oraz akumulatory znajdują się na najniższej kondygnacji, gdzie umiejscowiono także system uzdatniania wody. Ponieważ w bezpośrednim otoczeniu nie ma źródeł czystej wody pitnej, schronisko wykorzystuje i magazynuje wodę opadową. Jest to możliwe dzięki specjalnej konstrukcji i powłoce dachu wykonanej ze specjalnie przygotowanej stali szlachetnej oraz zbiorników o pojemności 34 m3. Woda opadowa oczyszczana jest przez szereg filtrów oraz poddawana odkażeniu w promieniach UV. Następnie wykorzystywana jest ona m.in. do celów gastronomicznych. Ponieważ jest to jednak bardzo ograniczone dobro, długie prysznice nie wchodzą tu w grę. W związku z potrzebą minimalizacji produkcji ścieków, w obiekcie zainstalowano suche toalety. W piwnicy we wschodniej części budynku zlokalizowano wielostopniową, w pełni biologiczną oczyszczalnię ścieków.

Oczyszczona woda następnie prowadzona jest na zewnątrz budynku, gdzie wsiąka w grunt. Wszelkie śmieci, resztki i odpady transportowane są podczas regularnych lotów zaopatrzeniowych do pobliskiej doliny, gdzie są utylizowane.

Jak widać na opisanym przykładzie technologia budownictwa pasywnego w połączeniu zasadami architektury solarnej umożliwia realizację obiektów w nawet najbardziej niekorzystnych warunkach - z zachowaniem szczególnej troski o środowisko naturalne oraz niezależność energetyczną.

Przemysław Ślusarczyk - współpracownik Polskiego Instytutu Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej; tłumacz języka niemieckiego; współpracuje przy opracowywaniu literatury fachowej z zakresu budownictwa pasywnego.

 

Zobacz tereny inwestycyjne na sprzedaż na PropertyStock.pl

×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Pasywne schronisko w Alpach

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 3.238.252.196
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!