Przedszkole a zrównoważony rozwój. Pasywny energooszczędny Dom Elfów

Jedną z najciekawszych energooszczędnych inwestycji, budowaną w duchu zrównoważonego rozwoju na potrzeby dzieci jest przedszkole i żłobek Elverhuset. Projekt dwupiętrowego budynku o powierzchni 1000 metrów kwadratowych, któremu do ogrzania wystarczy energia szesnastu świec opracowali projektanci z Bjerg Arkitektur A/S (Dania) i Bjerg Szpalerski Architekci (Polska).

16 - tylko taka liczba świec wystarczy do ogrzania nowego przedszkola i żłobka Elverhuset (Dom Elfów) w Høje Tåstrup w Danii.

Przeczytaj również: Apartamentowiec jak Eco-wioska

Jest to, jak do tej pory, pierwsza i największa duńska instytucja dla dzieci o standardzie domu pasywnego potwierdzonego certyfikatem 'PassiveHus Designer" Instytutu Budownictwa Pasywnego w Darmstadt. Jest w niej 40 miejsc w żłobku i 68 w przedszkolu. Wszystko mieści się na przestrzeni 1000 m² dwóch pięter zagłębionego w gruncie budynku w kształcie sześcianu.

– Oferując czyste powietrze i zdrowe środowisko wewnętrzne oraz maksymalnie wykorzystując światło naturalne, konstrukcję oraz przestrzeń wewnętrzną budynku można jednocześnie znacząco obniżyć zużycie energi – stwierdzają architekci Jakub Lewkowicz i Lars Køhler, którzy opracowali dla gminy Tåstrup projekt pasywnego przedszkola i żłobka Elverhuset.

Elverhuset (po polsku Dom Elfów) funkcjonuje jako zintegrowany element niezmiennego cyklu przyrody, czego symbolem jest drzewo umiejscowione w centralnej części budynku. Pełni ono nie tylko funkcje estetyczne, ale i biologiczne, oczyszczając powietrze wewnątrz budynku. Czerpie on to, co najcenniejsze z naturalnego środowiska nie niszcząc go jednocześnie.

Obiekt jest w pewym sensie samowystarczalny energetycznie, pasywnie wykorzystując energię słoneczną. Został starannie zlokalizowany i zaprojektowany (zgodnie ze stronami świata, uwzględniając usytuowanie starych drzew) w kierunku południowym i w taki sposób, aby pochodząca ze słońca energia cieplna przez cały rok była kierowana w głąb budynku poprzez świetliki oraz duże przeszklenia, zwrócone na południe. Istotne jest, że dom można całkowicie ogrzać bez użycia zaawansowanych i drogich urządzeń.

Zapotrzebowanie na energię grzewczą obniżone zostało do wyjątkowo niskiego poziomu (15 kWh/m²/rok) w sezonie grzewczym. Dla porównania – większość budynków w Polsce ma współczynnik na poziomie 150-200, a nawet 300 kWh/m²/rok a więc różnica jest kolosalna.

Tak niski poziom zapotrzebowania na energię jest wynikiem wielu czynników: min. wyborem odpowiedniej działki, usytułowaniem budynku względem stron świata czy kształtem (kompaktowością) bryły, w której niezwykle istotny jest stosunek powierzchni użytkowej o regulowanej temperaturze do kubatury budynku.

– Bardzo ważne są także: optymalna powierzchnia przeszkleń względem powierzchni użytkowej budynku, dobór odpowiednich okien, rodzaj konstrukcji i wiele, wiele innych – dodaje Jakub Lewkowicz, partner Bjerg Szpalerski Architekci, współprojektant przedszkola.

Monolityczna konstrukcja

Na szczególną uwagę zasługuje monolityczna, betonowa konstrukcja budynku, która (poza podstawowym zadaniem, jakim jest statyka budynku) pełni również funkcję elementu kumulującego ciepło. Celowe posadowienie przedszkola jako “lekko zagłębionego” w gruncie ma odzwierciedlenie w energooszczędności, grunt pełni bowiem funkcję stałego bufora ciepła. Dlatego też budynek nie wymaga użycia zaawansowanych i drogich elektronicznych urządzeń – podkreśla Lars Køhler, współprojektant obiektu. 

Zielone płuca domu

Centralnie umiejscowione atrium z otwartą klatką schodową, która otacza rosnące tu drzewo, jest łącznikiem dwóch odrębnych stref – przedszkola i żłobka. Rozprowadza ona naturalne światło wewnątrz budynku i działa dodatkowo jako śluza dla naturalnej wentylacji.

Główną ideą projektową było stworzenie architektury zintegrowanej ze środowiskiem naturalnym.

– Efekt relacji wnętrza z zewnętrzem uzyskaliśmy poprzez południowe przeszklenia i widok na otaczające drzewa. Dzięki temu mali użytkownicy budynku nieświadomie wchodzą w relację z naturą, co korzystnie wpływa na ich samopoczucie. Dodatkowo, wszystkie użyte materiały do budowy są naturalne i powstały w ekologicznym procesie produkcji, co jest bardzo istotne dla jakości powietrza wewnętrznego (szczególnie dla alergików) – mówi Lars Kohler.

– Oszczędność energii i właściwy mikroklimat pomieszczeń nie są „dodatkiem” do architektury. Są jej częścią. W przedszkolu stworzyliśmy płynne granice pomiędzy życiem wewnątrz i na zewnątrz budynku i wciągnęliśmy przyrodę do środka, tworząc atrium – zielone płuca domu – stwierdza Jakub Lewkowicz.

Wszystko energooszczędne

Poza wspomnianym łącznikiem (atrium), wszystkie pomieszczenia budynku zaprojektowane zostały zgodnie z zasadą projektowania budynków energooszczędnych. Strefa drugorzędna (pomieszczenia personelu, kuchnia, zaplecze) sąsiadują z północną elewacją, natomiast strefa pierwszorzędna (pomieszczenia dydaktyczne, sale zabaw itp.) zostały zaprojektowane od południowej strony, gdyż potrzebują najwięcej naturalnego światła.

Wszystkie ściany budynku charakteryzują się bardzo niskim współczynnikiem przenikania ciepła U. Dla przegród budowlanych budynku przedszkola kształtuje się on następująco:

• Dach – 0,13 kW/(m²K)
• Ściany zewnętrzne –  od 0,11 do 0,16 kW/(m²K)
• Ściana fundamentowa –  0,27 kW/(m²K)
• Okna –  0,72 kW/(m²K)

Instalacje wewnętrzne

Ciepła woda podgrzewana jest dzięki energii uzyskiwanej przez kolektory słoneczne. Gdy moc kolektorów nie jest wystarczająca, woda pobierana jest z sieci miejskiej.
W budynku działa wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła (ze zużytego powietrza wewnętrznego rekuperator odzyskuje 90% ciepła).
Ogrzewanie obiektu zapewnia rekuperator (w budynku nie ma tradycyjnych grzejników, tylko kanały wywiewno-nawiewne przez które ogrzane powietrze doprowadzane jest do pomieszczeń). W bilansie energetycznym budynku uwzględnia się, że 27% zapotrzebowania na energię cieplną pokrywane jest przez wyposażenie – sprzęty elektryczne oraz ... ludzi (oblicza się, że każdy człowiek "produkuje" ok. 20 W energii cieplnej). Jeszcze więcej, bo aż 45% zapotrzebowania na energię grzewczą pokrywane jest przez zysk energetyczny z naturalnego oświetlenia budynku. W razie gdy uzyskiwana energia pasywna wraz ze wspomnianymi źródłami ciepła nie wystarcza, obiekt pobiera energię elektryczną z sieci miejskiej. 

Zobacz galerię 7 zdjęć

Autor: Bjerg Szpalerski Architekci

Przedszkole Elverhuset

Ważne szczegóły

Budując energooszczędny, przyjazny środowisku dom należy znacznie więcej czasu przeznaczyć na opracowanie projektu oraz planowanie budowy w porównaniu do zwykłego budynku. Proces budowlany domu pasywnego rozpoczyna się już od wyboru działki i usytuowania projektowanego obiektu w stosunku do stron świata. Ważna jest także pogłębiona analiza warunków przyrodniczych a także życzeń i potrzeb inwestora. Bardzo istotne jest bowiem funkcjonowanie przyszłego domu. Dlatego, tylko starannie wykonane prace wstępne (jeszcze przed rozpoczęciem budowy) gwarantują optymalne jej tempo, co w połączeniu z głęboko przemyślanymi szczegółami (między innymi instalacji technicznych i rozwiązań zrozumiałych dla ekip wykonawczych) powoduje, że dom pasywny można zbudować szybciej niż tradycyjny. Dłuższy okres projektowania rekompensowany jest przez krótszy czas budowy. Zwiększone wydatki w fazie początkowej zwracają się więc później.

Nie jest wcale drożej

Koszty utrzymania domu pasywnego są minimalne. Zaopatrzenie w energię jest prawie całkowite, koszt ogrzewania prawie równy zeru i to pomimo rosnących cen energii cieplnej. Oszczędza się też na emisji zanieczyszczającego środowisko dwutlenku węgla. Materiały są naturalne. Zużyte, w dużym stopniu mogą być wykorzystane ponownie lub w łatwy sposób utylizowane. Przy ich doborze bierze się pod uwagę ograniczenie transportu na plac budowy. Korzysta z materiałów lokalnych.
– Można więc stwierdzić, że koszt całkowity zawsze, zarówno na krótką metę, jak i na długą, jest daleko niższy od łącznych wydatków na budowę domu tradycyjnego, podsumowuje Lars Køhler z Bjerg Arkitektur. A są przecież i inne korzyści - mieszka się w o wiele zdrowszym, nasłonecznionym i bardziej trwałym budynku.

Dynamiczna elewacja

W Polsce budynkom pasywnym zarzuca się często, że ich architektura jest zbyt podporządkowana ograniczeniu zużycia energii i przez schematyczna lub nawet nieciekawa. Przedszkole Elverhuset zaprzecza tej tezie. Budynek wyróżnia się również urodą i niekonwencjonalnym rozwiązaniem elewacji.

– Gdy pracowałem w naszej pracowni w Kopenhadze nad projektem tego budynku, chciałem stworzyć obiekt interesujący przede wszystkim dla dzieci. Wychodząc z założenia, że największą cechą maluchów jest ich ruchliwość i dynamika, było to dla mnie inspiracją do stworzenia projektu ruchomej kolorystycznie elewacji – podkreśla Jakub Lewkowicz.

Zewnętrzna warstwa ścian budynku została zaprojektowana jako malowana na różne kolory, a następnie przykryta pionowymi elementami, z których każdy to element obrócony o 5 stopni w stosunku do sąsiedniego. Daje to efekt zmiany barw. Gdy dzieci biegną, budynek mieni się kolorami. Ruch barw powstaje w wyniku zmiany kąta patrzenia na budynek.

O autorach:
Bjerg Arkitektur (Kopenhaga, Aalborg, Hjorring) i Bjerg Szpalerski Architekci (Warszawa) specjalizują się w dziedzinie projektowania budynków pasywnych i mają ponad dziesięcioletnie doświadczenie potwierdzone międzynarodowym ceryfikatem “PassiveHus Designer” Instytutu Budownictwa Pasywnego w Darmstadt, Niemcy. Są także twórcami Instytutu Budownictwa Pasywnego w Danii, gdzie promują budowę domów pasywnych.