Na terenie województwa małopolskiego wybudowano już kilka pasywnych obiektów, m.in. halę widowiskowo-sportową przy III L.O. w Krakowie, salę gimnastyczną w Waganowicach, halę sportową w Słomnikach czy pasywny kościół w Nowym Targu, będący pierwszym tego typu obiektem w Europie. Wszystkie wymienione budynki, wraz z opisywaną uniwersytecką halą sportową, zostały zaprojektowane przez krakowską pracownię Architektura Pasywna Pyszczek i Stelmach. W trakcie realizacji są kolejne pasywne inwestycje na terenie województwa, np. przedszkole (Integracyjne Centrum Rozwoju Dziecka) powstające w Słomnikach.

Zielony dach i otoczenie

Hala sportowa znajduje się na terenie kampusu Uniwersytetu Rolniczego, położonego w północno-zachodniej części Krakowa. To właśnie przyrodniczy charakter uczelni i położenie bezpośrednio za wydziałem ogrodniczym, blisko akademickich szklarni, było główną inspiracją dla architektów.
– Uznaliśmy, że z racji sąsiedztwa budynek hali i jego otoczenie powinien nawiązywać do rolniczego profilu uczelni. Przyjęliśmy, że będzie to obiekt położony wśród zieleni, traw. Od strony reprezentacyjnej elewacji staraliśmy się stworzyć częściowo zadaszoną przestrzeń rekreacyjną. Inspiracją były dla nas źdźbła traw – wysokie rośliny trawiaste zastosowaliśmy zarówno w otoczeniu budynku, jak i na zadaszeniu zewnętrznej strefy wejściowej. Zieleń posadzono także na dachu budynku, ale w tym przypadku wykorzystaliśmy przede wszystkim różnego rodzaju porosty i rozchodniki. Nawiązanie do wizerunku pochylonego źdźbła trawy widoczne jest ponadto w sposobie podparcia zadaszenia oraz rysunku zastosowanym na głównej elewacji – wyjaśnia arch. Tomasz Pyszczek, jeden z głównych twórców projektu.

Drewniane filary podpierające zadaszenie strefy relaksacyjnej (fot. ChronmyKlimat.pl)

Budowa hali sportowej trwała ponad rok, a jej oficjalne otwarcie nastąpiło w marcu 2013 r. Najważniejszą część budynku stanowi arena sportowa o wymiarach 44,5 na 22,5 m, przystosowana do rozgrywek na poziomie krajowym w takich dyscyplinach, jak: piłka ręczna, siatkówka, koszykówka czy piłka nożna halowa. Opuszczane kurtyny umożliwiają podział areny na trzy niezależne boiska treningowe. W projekcie hali przewidziano także widownię dla 150 osób (120 miejsc siedzących oraz ok. 30 miejsc stojących – na koronie trybuny). Ponadto w budynku o powierzchni 1855 m² znajdują się hol wejściowy, szatnie, pomieszczenia administracyjne, magazyny sportowe, sala do fitnessu (o powierzchni 100 m²) oraz pomieszczenia techniczne, takie jak wentylatornia czy kotłownia.

Sportowa arena (źródło www.architekturapasywna.pl)

Dzięki wyposażeniu hali w profesjonalne nagłośnienie, budynek został przystosowany do organizowania nie tylko rozgrywek sportowych, ale i wszelkiego rodzaju imprez wymagających odpowiedniej akustyki (np. koncertów czy turniejów tańca).

Pokryte trawami zadaszenie strefy wejściowej (fot. ChronmyKlimat.pl)

Standard budynku pasywnego

Uniwersytecka hala, jak większość projektowanych budynków pasywnych, charakteryzuje się zwartą bryła, co minimalizuje ryzyko powstawania mostków termicznych. Ponadto wszystkie przegrody budynku zostały odpowiednio zaizolowane. Wykonane z bloczków silikatowych ściany ocieplono 30 cm warstwą styropianu ekspandowanego z dodatkiem grafitu. Do izolacji posadzki wykorzystano 40 cm warstwę styropianu, zaś dach zabezpieczono 50 cm warstwą izolacji, złożonej z 40 cm styropianu i 10 cm pianki poliuretanowej PIR.

Prosta bryła budynku (fot. ChronmyKlimat.pl)

Z perspektywy pozyskiwania zysków słonecznych orientacja budynku nie jest najlepsza, co wynikało m.in. z konieczności dopasowania projektu do kształtu działki.
– Główna arena sportowa oraz pomieszczenia szatni zlokalizowane są od strony południowo-wschodniej. Zastosowanie w tym miejscu przestronnych przeszkleń umożliwia w ciągu roku doświetlenie tych pomieszczeń i zapewnia zyski promieniowania słonecznego w okresie zimowym. Jednak trzeba zaznaczyć, że z uwagi na duże odchylenie w kierunku wschodnim nie jest to optymalna orientacja budynku. Takie położenie w porównaniu do orientacji południowej oznacza zimą mniejsze zyski cieplne i równocześnie większe narażenie na problem przegrzewania się wnętrza w okresie letnim – wyjaśnia architekt.

Aby zminimalizować ryzyko przegrzewania się budynku zastosowano zewnętrzny system zacieniający (aluminiowe żaluzje, sterowane automatyką słoneczno-wiatrową). Kolejnym elementem zabezpieczającym jest możliwość przewietrzania budynku.
– W projekcie przewidziano system wentylacji nocnej, funkcjonujący w oparciu o otwieranie okien na przeciwległych ścianach areny sportowej, czyli tzw. naturalną wentylację poprzeczno-wyporową. W ciągu dnia, przy temperaturach poniżej 25^oC, świetnie zastępuje on wentylację mechaniczną, pozwalając ograniczyć częstotliwość wykorzystania wentylacji zasilanej prądem. W okresie największych upałów najbardziej pożądane jest jednak zastosowanie systemu wentylacji mechanicznej, ponieważ rozprowadzane nim powietrze zasysane jest z północnej, zacienionej strefy na zewnątrz budynku. Dobrym rozwiązaniem jest także nocne przewietrzenie hali i ustawienie wentylacji mechanicznej tylko w godzinach od 2 do 4 w nocy, kiedy temperatura na zewnątrz mocno spada. Dzięki temu możemy odpowiednio schłodzić budynek i tym samym podnieść komfort we wnętrzu – objaśnia arch. Tomasz Pyszczek.

Zacieniające żaluzje (fot. ChronmyKlimat.pl)

System wentylacji naturalnej sterowany jest automatycznie, a dzięki sprzężeniu układu z czujnikami deszczu i wiatru jego stosowanie w nocy jest bezpieczne. W obiekcie zamontowano ponadto wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła o sprawności w granicach 81-83%. System wentylacji mechanicznej składa się z dwóch centrali wentylacyjnych, z których jedna obsługuje pomieszczenia sanitarne, druga zaś główną arenę i pozostałe części budynku. Zadaniem układów wentylacyjnych jest nie tylko dostarczenie świeżego powietrza, ale także rozprowadzenie po budynku chłodu lub ciepła. Uzupełnieniem systemu grzewczego jest ogrzewanie podłogowe, które funkcjonuje tylko w zespołach szatniowych – źródłem ciepła jest tu kondensacyjny kocioł gazowy. Gaz wykorzystywany jest również do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Zdaniem architektów, wykorzystanie w tym celu np. kolektorów słonecznych nie byłoby uzasadnione, ponieważ jest to budynek akademicki, który w okresie letnim, kiedy to kolektory mogą produkować najwięcej energii, praktycznie nie jest użytkowany.

Energooszczędność obiektu wynika także z zastosowania odpowiednio szczelnej stolarki budowanej. W projekcie wykorzystano trzyszybowe okna (o współczynniku przenikania ciepła dla okna U_w=0,85 W/m²K). Główne przeszklenia zlokalizowane są od strony południowo-wschodniej, co umożliwia doświetlenie areny sportowej i szatni. Z uwagi na rozmiar hali (rozpiętość areny wraz z trybunami wynosi ok. 36 metrów), okna zlokalizowane tylko z jednej strony nie zagwarantowałyby równomierności oświetlenia, dlatego architekci zdecydowali się na umieszczenie pasa przeszkleń także od strony północno-zachodniej, co ogranicza potrzebę korzystania ze sztucznego oświetlenia.

Główne przeszklenia od strony południowo-wschodniej (fot. ChronmyKlimat.pl)

Odpowiednie rozplanowanie pomieszczeń jest aspektem niezwykle istotnym w przypadku budownictwa pasywnego czy energooszczędnego. Tak jak już wcześniej wspomniano, pomieszczenia w największym stopniu użytkowane, czyli główna arena i szatanie, zostały zaprojektowane od strony słonecznej. Pod trybuną zaś zlokalizowano pomieszczenia techniczne i magazyny sportowe.
– Taka lokalizacja strefy technicznej wynika przede wszystkim z braku potrzeby doświetlenia jej światłem dziennym. Poza tym jest to mniej więcej centralne miejsce hali sportowej, dzięki czemu opory na instalacji przesyłowej są najmniejsze, co również ma znaczenie z perspektywy podnoszenia efektywności energetycznej – argumentuje twórca projektu.

Wyczekiwany certyfikat pasywności

Hala sportowa Uniwersytetu Rolniczego została zaprojektowana zgodnie z normami budownictwa pasywnego, opracowanymi przez Passivhaus Institut w Darmstadt. Zapotrzebowanie na energię grzewczą wynosi poniżej 15 kWh/m²/rok, zaś zapotrzebowanie na energię pierwotną ok. 100 kWh/m²/rok.

Pomimo że projekt budynku został pozytywnie zweryfikowany pod kątem wymogów Passivhaus Institut, uzyskanie certyfikatu dla budynku pasywnego okazało się w tym przypadku bardziej skomplikowane i czasochłonne, niż początkowo zakładano.
– Jako jeden z organizatorów kampanii „Innowacyjna Polska 2010-2020”, której celem jest promocja energooszczędnego budownictwa wśród władz samorządowych, realizując nasze projekty staramy się dotrzymywać europejskich standardów, ale z wykorzystaniem przede wszystkim polskich produktów. W ten sposób wspieramy krajowych przedsiębiorców i lokalne miejsca pracy. Takie podejście, z perspektywy uzyskiwania certyfikatu Passivhaus Institut, bywa jednak czasem problematyczne. Rynek komponentów budownictwa pasywnego w Polsce wciąż nie jest wystarczająco dojrzały i w rezultacie krajowi producenci nie inwestują np. w precyzyjne badania, potwierdzające jakość ich wyrobów. W uniwersyteckiej hali zastosowaliśmy m.in. polskie centrale wentylacyjne, bazując przede wszystkim na deklaracji producenta. Przy certyfikacji musimy jednak podać rzeczywistą sprawność, a ponieważ dostawca nie posiadał do tej pory żadnego zewnętrznego badania, potwierdzającego sprawność odzysku ciepła z systemu wentylacyjnego, to sami musieliśmy przeprowadzić tego typu próby, co wydłużyło cały proces starania się o certyfikat. Jednak sytuacja na krajowym rynku ulega poprawie – współpracując z różnymi firmami obserwujemy, że polscy producenci coraz częściej decydują się na certyfikowanie swoich wyrobów, oferując w ten sposób komponenty budownictwa pasywnego, które mogą konkurować na europejskim rynku – wyjaśnia ach. Tomasz Pyszczek.

Przyszłościowa inwestycja

Budowa hali kosztowała ok. 8 mln zł, przy czym dodatkowe nakłady, wynikające z przyjęcia standardu budynku pasywnego, stanowiły ok. 12% wartości inwestycji. W przypadku obiektu Uniwersytetu Rolniczego konieczne było odpowiednie przygotowanie terenu (m.in. rozbiórka znajdującej się w tym miejscu dawnej kotłowni i przełożenie wszystkich instalacji), co także wpłynęło na całkowity koszt inwestycji.

W porównaniu do tradycyjnych obiektów, hala sportowa wybudowana w standardzie pasywnym zużywa około 90% mniej energii na cele grzewcze. Szacuje się, że zastosowane przy budowie akademickiej hali rozwiązania pozwolą uczelni zaoszczędzić ok. 50 tys. złotych rocznie, a tym samym inwestycja w standard pasywny, w zależności od cen gazu, ma szansę zwrócić się w ciągu 12-15 lat. Należy pamiętać, że tego typu budynki to nie tylko korzyści dla portfela, ale przede wszystkim dla środowiska.

Anna Dąbrowska

ChronmyKlimat.pl
Energooszczędne 4 kąty