2011-2 Edgar Mayer Product Marketing Manager CentraLine c/o Honeywell GmbH Luxusní bytový komplex se špičkovým Počínaje rokem 2019 bude cílem pro všechny budovy nulová spotřeba energie. Odborníci momentálně pracují na celé řadě konceptů, které pomohou tohoto cíle dosáhnout. Nový luxusní bytový komplex v Berlíně se o krok přiblížil splnění budoucích požadavků. Díky systematickému použití nových přístupů k energii a řízení lze provozní náklady snížit až o 40 procent. Nové byty přinesou budoucím majitelům, kteří v nich budou zároveň bydlet, mnoho výhod. Díky sníženým nákladům na provoz jim zůstane vice finančních prostředků na investice (např. na financovaní samotné nemovitosti).
Moderní novostavba s vysokými standardy úspornosti i komfortu Stavba bytového komplexu MATRIX Living, který představuje řešení obytného projektu budoucnosti, proběhla v samotném srdci Berlína, mezi Kurfürstendamm a Volkspark Wilmersdorf, od května 2009 do října 2010. Komplex zahrnuje 43 bytových jednotek, tři atraktivní obchodní jednotky, ventilované podzemní garáže o ploše 1 200 m² a 800 m² otevřeného prostoru a střešní zahrady. Prostorné byty (obytná plocha 88 až 399 m², 3 až 9 místností) s francouzskými okny a velkými venkovními plochami (patia, balkóny a verandy) jsou vybaveny podlahovým vytápěním, otopnými tělesy v koupelně, decentralizovaným přívodem teplé vody, vytápěním a klimatizací obytných prostor a ventilací jednotlivých místností s optimalizací cirkulace vzduchu. V rámci stavebního projektu se developeři snažili uplatňovat principy udržitelnosti, používat nejmodernější technologii a šetřit cenné přírodní zdroje. Zvláště energetický koncept a služby v budově jsou pro bytový komplex této velikosti skutečně jedinečné. Obrázek 1: MATRIX-Living je nová pětipodlažní obytná budova, v níž jsou využity ekologické stavební technologie a převratný energetický koncept.
Nová technologie přináší mimořádné úspory energie Přepracování Směrnice EU o energetické náročnosti budov (EPBD 2010) vstoupilo v platnost v roce 2010. Směrnice stanoví, že od roku 2019 mají mít všechny nové budovy nulovou čistou spotřebu energie. Od roku 2019 budou tedy muset nové budovy produkovat alespoň stejné množství energie, jaké spotřebují. Někteří lidé z oboru pochybují o tom, že je takový cíl reálně dosažitelný. Společnost Matrix Projektgesellschaft GmbH však dokončila projekt, který se již splnění požadavků směrnice blíží, a to celé roky před požadovaným termínem. Primární spotřeba energie bytového komplexu, tj. energie, kterou budova nevytváří ani nevrací, je jen 22,6 kilowatthodin na metr čtvereční ročně, a přesto je zajištěn vysoký komfort. Tohoto ambiciózního cíle bylo dosaženo pomocí inteligentního propojení alternativních i tradičních způsobů vytápění, které jsou řízeny tak, že energie je do každé bytové jednotky dodávána přesně podle potřeby. Bytový komplex je dokonalou ukázkou toho, jak lze pomocí inovativní technologie řízení v multivalentních instalacích dosáhnout mimořádných úspor energie. Za řídicí technologií a systémem správy budovy, které výrazně přispívají k dosažení náročných ekologických i ekonomických cílů, stojí systémové řešení vyráběné společností CentraLine a instalované jejím zkušeným partnerem. Hlavními pilíři multivalentního a propojeného konceptu vytápění v komplexu MATRIX-Living jsou: - vytápění pomocí tepelného čerpadla vzduch-voda se zpětným získáváním tepla z odsávaného vzduchu, - použití termálního solárního systému vedle systému vytápění, - podlahové vytápění přes solární systém s možností chlazení v létě, - regulovaná ventilace, - decentralizovaný hlavní přívod vody.
Energetický koncept je založen na solárním systému sestaveném ze 126 kolektorů instalovaných na střeše komplexu na ploše přibližně 300 m². Tepelná energie se používá pro ohřev teplé vody do domácností, slouží jako záložní systém vytápění, a také pro chlazení obytných prostor v létě. Dalším klíčovým prvkem bylo rozhodnutí rezignovat na centrální ventilaci a místo toho použít ventilaci jednotlivých místností a zároveň využít veškeré odpadní teplo z jednotlivých bytů. Toto odpadní teplo slouží ve spojení se solární energií k pokrytí z ákladních potřeb vytápění komplexu. Pět tepelných čerpadel vzduch-voda odvádí odpadní teplo do systému tepelného zásobníku. Systém dokáže pojmout objem zhruba 26 500 litrů (2 x 9 000 litrů solární + tepelná čerpadla + 2 x 3 000 litrů chlazení + 1 x 2 500 litrů hydraulický okruh). Při celkové potřebě energie 329 kilowatthodin je tak zajištěna dostatečná kapacita vytápění i teplé vody pro domácnosti a zároveň je připravena rezerva vody pro chlazení. Systém výrazně zvyšuje efektivitu tepelných čerpadel a díky využívání přebytků solární energie dokáže v létě přispět k chlazení obytných prostor podlahovým systémem vytápění / chlazení. Pět tepelných čerpadel vzduch-voda má společný 15m² výparník, který přenáší energii z odsávaného vzduchu do vody. Objem venkovního vzduchu (55 000 m³/h při různých teplotách), vzduchu z podzemních garáží (25 000 m³/h při 16 C) a bytů (20 000 m³/h při stálé teplotě 22 C) zajišťuje efektivní provoz z ekologického i ekonomického hlediska. Při extrémně nízkých teplotách v zimě je jako záložní zdroj využívána teplárna, který pomáhá pokrývat špičky ve spotřebě energie. Do jednotlivých bytů dodává teplou vodu podle potřeby čtyřicet tři samostatně ovladatelných přívodů, což značně snižuje riziko nákazy legionelou.
Inteligentní regulace jednotlivých místností zajišťuje optimální kvalitu vzduchu V každém bytě je instalován regulátor PANTHER od společnosti CentraLine, který řídí ventilaci a zajišťuje podle potřeby efektivní cirkulaci vzduchu v celé obytné oblasti. Regulátor je integrován do centrálního elektrického rozvodného panelu v budově. Systém regulace vzduchu také řídí využití veškerého tepla odváděného z jednotlivých bytů. V závislosti na potřebě a vlhkosti vzduchu odvádějí větráky vzduch z koupelny, kuchyně a WC vzduchovým potrubím mimo byt. V obytném prostoru pak vzniká mírný podtlak. Díky tomu do obývacího pokoje, ložnice, dětských pokojů a ostatních obytných oblastí proudí větracími otvory ve zdi čerstvý filtrovaný vzduch. Přepadové otvory ve dveřích zajišťují dobrou rovnováhu větrání mezi místnostmi s přímým přívodem čerstvého vzduchu a vnitřními místnostmi. Proto dochází k neustálé cirkulaci čerstvého vzduchu nejprve zvnějšku do obytného prostoru a poté do vnitřních místností. Větrací otvory slouží jako tlakové zámky proti větru a regulátory proudění, a zabraňují tedy vzniku průvanu. Obrázek 2: Systém řízení vnitřního vzduchu zajišťuje, že do místností proudí čerstvý vzduch přesně podle potřeby.
Systém řízení odsávacích větráků reaguje na potřebu a je vybaven čidlem vlhkosti a teploty. Automaticky pak reguluje nastavení větráků podle potřeby ventilace. Proudění se zvyšuje nebo snižuje v závislosti na relativní vlhkosti. Byt je tak větrán co nejméně a zároveň zcela dostatečně. Řídicí systém zajišťuje dostatečnou ventilaci v kuchyni a koupelně, ale také v obytných prostorách, takže pomáhá předcházet problémům s vlhkostí a plísní. Automatický přepínač nastaví v létě nebo v přechodných obdobích větrák na nejnižší stupeň a v zimě ho poté přepne znovu na režim snižování vlhkosti. Každá ze 440 místností v budově je také vybavena regulátorem CentraLine SERVAL, který řídí vytápění a chlazení prostřednictvím podlahového systému. Tento regulátor je instalován ve sníženém stropě a zajišťuje vysoké pohodlí při minimální spotřebě energie.
Zpětné získávání tepla pomocí tepelných čerpadel na odsávaný vzduch Primární přívod energie pro vytápění a chlazení zajišťují solární kolektory, tepelná čerpadla, systém odsávání vzduchu, tepelné zásobníky a přípojka na teplárnu. Tyto různé prvky efektivně koordinuje a řídí dvacet osm uživatelsky programovatelných modulárních regulátorů CentraLine LION. Regulátory jsou instalovány v centrální strojovně komplexu. Větráky na odsávání vzduchu jsou připojeny k hlavnímu potrubí, které však nevypouští vzduch ven střechou, jak to běžně bývá. V bytovém komplexu MATRIX-Living je odsávaný vzduch veden do tepelných čerpadel, která ohřívají vodu pro vytápění a teplou vodu pro domácnosti. Tepelná čerpadla jsou tedy extrémně efektivní (topný faktor (COP) 3,7 4,8), protože teplota odsávaného vzduchu v průměru přesahuje 10 C. Další výhodou je, že zpětné získání tepla nezávisí na uživateli. U běžných ventilačních systémů se zpětným získáváním tepla může mít chování uživatele (např. otevírání oken v zimě) negativní dopad na úsporu energie. Běžný výměník s příčným průtokem se zpětným získáváním tepla by reagoval ohříváním čerstvého vzduchu zvnějšku. Tím prudce stoupá spotřeba energie ventilačního systému, teplo tak doslova utíká ven. Když je teplo naproti tomu získáváno pomocí tepelných čerpadel, vzduch je odsáván ze všech bytových jednotek. Ventilační zařízení v jednotlivých bytech mohou ovlivnit teplotu veškerého vzduchu v potrubí tepelných čerpadel, především vzhledem k tomu, že vnitřní místnosti (kuchyň a koupelna) jsou nejteplejší.
Internet 1 9 1 LON TCP/IP 1 9 2 LON 1 9 3 LON 1 9 34 LON HAWK AX LION 1 LION 28 Obrázek 3: Síťový diagram řídicí technologie. Bytové jednotky 1 až 34 a primární regulátor systému jsou propojeny přes síť LON a systém správy budovy je připojen přes protokol TCP/IP.
Ovládání pomocí dotykových obrazovek Řešení určené speciálně pro bytový komplex umožňuje snadné a uživatelsky přívětivé ovládání prostřednictvím zvláštních dotykových obrazovek. Dotykové obrazovky jsou umístěny v předsíni každého bytu. Lze na nich nastavit a upravit teploty a časové programy pro chlazení nebo vytápění jednotlivých místností. Dotyková obrazovka slouží i pro vstup do budovy. Komponenty systému CentraLineAX se starají o oddělení uživatelů, a zajišťují tak, aby každý uživatel měl přístup jen do vlastního bytu. V každé ze 46 obytných a obchodních jednotek je instalována integrační platforma HAWK. Systém správy budovy ARENAAX ve strojovně využívá tuto platformu ke sledování provozu celého systému, včetně jednotlivých bytů, a k zaznamenávání spotřeby energie. HAWK umožňuje ovládat prostředí ve vlastním bytě a měnit nastavení vzdáleně přes internetové rozhraní. Stačí zadat IP adresu zařízení HAWK do prohlížeče, kde se zobrazí aktuální stav a možnosti změny nastavení teploty.
Výrazně nižší náklady na vytápění v komplexu MATRIX-Living Koncept propojeného vytápění vede k výsledné spotřebě energie (tedy čistému množství spotřebované energie) 22,6 kilowatthodin na metr čtvereční za rok. V porovnání s obytným komplexem s běžným řešením budou mít noví majitelé a nájemníci bytů v této budově výhodu v podobě mnohem nižších účtů za vytápění. 1 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 >550 2 3 4 kwh/m 2 a Obrázek 4: Certifikát energetické náročnosti projektu MATRIX-Living odhad spotřeby energie ve srovnání s právními předpisy: 1 MATRIX Living, přibl. 22,6 kwh/m2 za rok, emise CO 2 7,5 kg/m 2 za rok; 2 Nařízení o úsporách energie (němec EnEv) nové budovy 100 kwh/m 2 za rok; 3 Částečně modernizovaná stará budova 200 kg/m 2 za rok kwh/m 2 za rok; 4 Nemodernizovaná stará budova 430 kwh/m 2 za rok. Spotřeba energie na vytápění a teplou vodu v bytovém domě MATRIX-Living činí 0,22 eur na metr čtvereční za měsíc, což představuje jen zlomek průměrné spotřeby v Německu (další informace naleznete na stránkách http://www.mieterbund.de/service.html). Průměrný majitel nebo nájemce bytu o rozloze 120 m 2 se spotřebou 200 kilowatthodin na metr čtvereční za rok by v průběhu roku zaplatil za vytápění 1 885 eur. V bytě komplexu MATRIX-Living tato částka představuje jen 313 eur ročně. Ušetřených 1 572 eur tak může majitel investovat do financování nemovitosti.
Výhled Úroveň energetické úspornosti bytového komplexu MATRIX-Living v případě vytápění, chlazení a teplé vody pro domácnosti vychází vítězně v jakémkoli srovnání. Tým odborníků se chystá využít své zkušenosti z výstavby této nemovitosti v dalším projektu. Příští taková budova bude potřebovat ještě méně primární energie a obytné prostory se budou prodávat za ceny od 2 200 eur za metr čtvereční, takže budou dostupné široké veřejnosti. Cíl vyprodukovat množství energie odpovídající spotřebě budovy je už na dosah a pokud je reálný, bude do roku 2019 splněn.
Tým odborníků: Developer: Matrix Projektentwicklungs GmbH, Berlín Architekti: Wiewiorra Hopp Architekten, Berlín Technické zařízení budovy: Büro Karsten Kosubek, Velten Programování, instalace a uvedení do provozu řídicího systému: CentraLine partner Industrie-Elektronik Brandenburg Řídicí technologie, systém správy budovy, zapojená zařízení: CentraLine Solární kolektory: Solarfocus, Steyr, Rakousko Tepelná čerpadla: ITEC GmbH KÖNIG-Wärmepumpen, Elsterwerda Stanice pro ohřev vody: PAW, Hameln Ventilace prostor: Lunos, Berlín HVAC: WOLF Anlagen-Technik GmbH & Co. KG, Geisenfeld Arge Matrix (SHT Torgau / EAN Elektro Petzold / Öko Rein / IEB) Plánovací software: linear Gesellschaft für konstruktives Design mbh, Aachen
Zdroje: 1. Webové stránky projektu MATRIX-Living: http:// www.matrixliving.de 2. Energetické srovnání výměníku s příčným průtokem ve vzduchovém potrubí (KW se zpětným získáváním tepla s tepelnými čerpadly vzduch-voda, bytový komplex Babelsberger Strasse Berlin Wilmersdorf, Autor: Karsten Kosubeck 3. BV Babelsberger Straße, Berlín popis ventilační technologie, autor: Andreas Schulz, BSC Eng 4. Tisková zpráva 100315 od König-Wärmepumpen, autor: Manfred Kuhnle 5. MATRIX-Living in Berlin, an apartment complex of the future, autor: Ralf Herrmann Industrieelektronik Brandenburg 6. Webové stránky Mieterbund: http://www.mieterbund.de/service.html
Zdroje fotografií: Obr. 1 a 4: MATRIX-Living Obr. 2: Lunos Obr. 3: CentraLine Kontakt na redakci: Ansel & Möllers GmbH Nina Henkel, Simone Setka König-Karl-Strasse 10 70372 Stuttgart Tel.: 07 11 / 9 25 45-0; Fax: -25 E-mail: n.henkel@anselmoellers.de www.buildingexperts.info Máte-li zájem o další informace na téma energetické efektivity budov, navštivte stránky www.buildingexperts.info. Naleznete tam podrobné technické články napsané odborníky z CentraLine, které si můžete přečíst online nebo stáhnout. Další podrobnosti o CentraLine a kontaktní adresy naleznete na stránkách www.centraline.com. CentraLine Honeywell GmbH Böblinger Straße 17 D-71101 Schönaich Německo