Projekt rekonstrukce budovy "PIVOVAR" v areálu Fakulty informačních technologií VUT v Brně

1. Pozadí projektu

Největší část energie spotřebovaná na vytápění, přípravu teplé užitkové vody, chlazení, osvětlení a větrání v evropských budovách je z 95 % v budovách postavených před rokem 1980. Aby byly splněny požadavky Kyotského protokolu, je nutno koncentrovat pozornost na zlepšení energeticky nevyhovujících budov. Veřejné budovy mohou působit jako velmi vhodný příklad pro společnost, takže projekty zaměřené na rekonstrukce takových budov pomohou zlepšit průnik na trh s energeticky účinnou rekonstrukcí. Fraunhoferův ústav fyziky budov ve Stuttgartu spolu s 22 evropskými partnery z veřejné administrativy, výzkumu, projekčních a konzultačních společností předložil návrh projektu "BRITA in PuBs - Bringing Retrofit Innovation to Application in Public Buildings" do akce Eco-Buildings 6. rámcového programu Evropské unie. Komise v polovině roku 2003 projekt jako jeden ze čtyř tzv. Integrovaných projektů v oblasti Eco-Buildings přijala. Po kontraktačních jednáních, která trvala více než jeden rok, projekt v roce 2004 odstartoval. Plánované trvání projektu jsou 4 roky.

Projekt BRITA je zaměřen na to, aby inovační a efektivní řešení zlepšení energetické účinnosti a implementace obnovitelných zdrojů energie jen s mírnými dodatečnými náklady při rekonstrukcích proniklo úspěšně na trh. Toto bude v prvé řadě realizováno na 9 vzorových demonstračních veřejných budovách ve čtyřech účastnických evropských regionech (sever, střed, jih a východ). Výběr různých veřejných budov, jako jsou univerzity, kulturní centra, školky či jesle, studentské ubytovny, kostely atd. byl prováděn s cílem uplatnit inovační řešení v budovách pro různé věkové a sociální skupiny. Veřejné budovy mohou být použity jako "motory" pro přitáhnutí pozornosti společnosti k úsporám energií. Evropská unie financuje 35 % výdajů na rekonstrukci s použitím energeticky úsporných opatření.

Aplikace technologií zahrnuje opatření na obvodových pláštích budov, jako je zlepšená izolace a okna s velmi nízkým koeficientem prostupu tepla, uplatnění pokrokových konceptů větrání jako je hybridní větrání, integrované technologie na dodávku energií jako je kombinovaná výroba tepla a elektřiny, energeticky úsporné osvětlení a integrované solární aplikace, jako např. vzduchové solární kolektory se zásobníky tepla.

Celkový cíl rekonstrukce devíti vybraných demonstračních budov je redukovat požadavky na primární energii pro vytápění, větrání, přípravu teplé užitkové vody a osvětlení alespoň o 50 %. V některých demonstračních objektech jsou plánovány mnohem větší úspory. Navíc má být zlepšen komfort budov tak, aby procento nespokojených osob (zjišťováno pomocí dotazníkové akce před a po rekonstrukci) kleslo na polovinu. Koncept rekonstrukce všech budov bude hodnocen pomocí monitorování alespoň po dobu jednoho roku.

2. Technické řešení českého demonstračního objektu - "Pivovaru"

Český demonstrační objekt je budova označená jako "Pivovar", což je budova starého pivovaru, sestávající ze dvou přiléhajících objektů, jednoho 4-podlažního a jednoho dvoupodlažního - viz obr. 1. Objekt bude součástí budovaného areálu Fakulty informačních technologií Vysokého učení technického v Brně a budova bude sloužit jako multifunkční budova - společenské centrum pro studenty a učitele. V hlavní čtyřpodlažní budově budou umístěny klubové místnosti, galerie a další společenské prostory, v horních dvou podlažích pak bude situováno 11 ubytovacích buněk s vlastním sociálním zařízením. V dvoupodlažním objektu budou umístěny restaurace pro studenty a zaměstnance, přípravna jídla a skladovací prostory a v mansardové části bude umístěno 13 ubytovacích buněk rovněž s vlastním sociálním zařízením. Řez oběma objekty je na obr. 2, pohled od severovýchodu na obr. 3 a obr. 4 a pohled od severu je na obr. 5. Evropská unie podporuje rekonstrukci budovy Pivovar celkovou dotací 407 000.- Euro, zahrnující částku na projektovou činnost a monitorování objektu.

Obr. 1

Plánovaná rekonstrukce obsáhne následující systémy:

• Otopná soustava bude jako zdroj tepla používat dvou kondenzačních kotlů s využitím dvojí tepelné úrovně. K ohřevu TUV bude ještě sloužit tepelné čerpadlo vzduch-voda, instalované do rekuperačního systému větrání. Současně bude využito chladu tohoto TČ k chlazení společných prostor v letním období. Vytápění bude řízeno individuálně.
  
  
• Rekuperační systém větrání, který bude zpětně využívat tepla ze společenských prostor a z restaurací a přípravny jídel.
  
  
• Jako v současné době nejpokrokovější bude ve všech ubytovacích pokojích obou objektů instalován hybridní větrací systém. Použitý větrací systém spadá do kategorie označované v angličtině jako "fan assisted natural ventilation" tzn. přirozené větrání s pomocným ventilátorem. Pokud je to možné, využívá systém pro větrání přirozených sil (rozdíl teplot, účinek větru) a pouze pokud tyto síly nejsou dostatečné pro zajištění potřebné výměny vzduchu, uvádí se do činnosti ventilátor. Systém se skládá ze samoregulačních vyústek pro přívod vzduchu, vzduchovodů, odváděcího ventilátoru, střešního nástavce (využívajícího účinku větru), centrální řídicí jednotky a senzorů CO₂. Samoregulační vyústky pro přívod vzduchu jsou integrovány do okenních rámů. Vyústky jsou ovládány servomotoricky a zajišťují konstantní průtok vzduchu bez ohledu na tlakový rozdíl uvnitř a vně budovy. Celý systém je navržen tak, že nominální průtok vzduchu vyústkou je dosažen již při rozdílu tlaků 1 Pa. Vzduch je odváděn odváděcími vyústkami, které jsou umístěny v koupelně a sociálním zařízení. Hybridní systém bude řízen na základě koncentrací CO₂ a jeho řízení bude propojeno s centrálním řízením vytápění a větrání. Použitím větrání řízeného na základě aktuálních požadavků je možné omezit celkovou výměnu vzduchu uvnitř budovy při zachování kvality vzduchu a tím podstatně snížit tepelnou ztrátu větráním.
  
  
• Fotovoltaický systém - na západní části střechy bude umístěno 285 m² PV článků, které budou dodávat špičkový výkon téměř 34 kWp. Získaná energie, kromě dodávek do sítě, bude využita zejména v letním období na klimatizaci ubytovacích buněk v mansardové části dvoupodlažního objektu a měla by pokrýt veškerou spotřebu energie na klimatizaci. Kromě toho bude pod PV
  

  
  Obr. 2
  (po kliknutí se obrázek zvětší)

  
  články umístěn vzduchový kanál, který bude mít za účel jednak PV články chladit a tím omezit snížení účinnosti, ke kterému by došlo při vyšších provozních teplotách, a současně bude teplý vzduch využit pro otopný systém.
  
  
• Osvětlení je navrženo tak, že v určitých částech bude použito denního osvětlení pomocí světlovodů, v dalších prostorách podle vhodnosti pak osvětlení se senzory pohybu.
  
  
• Monitorovací systém je navržen tak, aby bylo možno vyhodnotit spotřebu energie zvlášť na vytápění, větrání, TUV a osvětlení. Kromě toho bude systém monitorovat prostorové teploty ve všech místnostech, ve větších místnostech pak na více místech. Relativní vlhkost bude monitorována ve dvou ubytovacích pokojích v dvoupodlažním objektu v mansardové části a ve dvou ubytovacích pokojích ve čtyřpodlažním objektu (vždy na východní a západní straně), aby bylo možno posoudit případný rozdíl v kvalitě pohody v místnostech v lehké a těžké konstrukci.
  
  
• Vzhledem k tomu, že v současné době je na Ministerstvu kultury podána žádost o zapsání objektu "Pivovar" do seznamu památkově chráněných objektů, není možno řešit zlepšení tepelně izolačních vlastností obvodového pláště přidáním vnější izolace.
  
  
• Měrná spotřeba energie na vytápění s uvažováním stanovené intenzity výměny vzduchu n = 0,5 1.h^-1 odpovídá poměru mezi celkovou plochou ochlazovaných konstrukcí a vytápěným prostorem budovy podle vyhlášky č. 291/2001. Skutečná spotřeba bude nižší z důvodu instalace hybridního větracího systému, který výrazně sníží potřebnou výměnu vzduchu a spotřebu energie.
  

  
  Obr. 3
  (po kliknutí se obrázek zvětší)

  
  Obr. 4
  
  
  Obr. 5

Poznámka redakce:
Budeme se našim čtenářům snažit zprostředkovat průběžné informace o realizaci tohoto projektu formou dílčích příspěvků od projektového zpracování až po konečnou realizaci a následný monitoring provozu.