Dom ekologiczny (konkurs)

Opis projektu

IDEA – Projekt Domu Dostępnego EKO2 jest próbą odpowiedzi na wyzwania związane ze zmianami jakie zachodzą na świecie, a co za tym idzie – i w naszym kraju. Ograniczone i coraz mniej dostępne zasoby ziemi i (surowce energetyczne), szybko rosnąca populacja ludzi oraz ich potrzeby na całym świecie powodują, że koszty związane z budową i utrzymaniem budynków mieszkalnych będą coraz wyższe. Dom Dostępny na 2021 rok powinien być planowany tak, aby realnie określał przestrzeń mieszkalną powiązaną ze zmieniającą się przez dziesięciolecia funkcją. Budynek ten będzie użytkowany przez wiele lat, a liczba mieszkańców oraz ich potrzeby mogą się w tym czasie zmieniać. Rozwiązaniem jest budynek którego konstrukcja pozwoli na łatwe i stosunkowo niedrogie przekształcenia w jego przestrzeni oraz powielanie w zabudowie zespołowej. Optymalne rozwiązanie powinno w jak najszerszym zakresie uwzględniać niezależność energetyczną. Wykorzystywanie energii słonecznej, geotermalnej i wiatrowej w najbliższym czasie stanie się standardem nie tylko w bogatych krajach UE. Do jego budowy powinno stosować się jak najwięcej materiałów dostępnych lokalnie ze szczególnym naciskiem na wykorzystanie tych z odzysku (recykling). Warto też pamiętać o świadomym ekologicznym gospodarowaniu wodą jak np. wykorzystywaniu deszczówki z dachu dla potrzeb gospodarstwa domowego i ogrodu. Ta oraz inne metody mogą wspomagać tradycyjne media naszego domu. Dodatkowym pomysłem wspomagającym nasze gospodarstwa domowe zgodnie z ideą jak największej samowystarczalności może być uprawa we własnym ogródku lub oranżerii ( całorocznie ) warzyw i owoców na własny użytek. Dom dostępny EKO2 stara się wyjść naprzeciw tym oczekiwaniom. Jest to ekologiczny dom jednorodzinny z możliwością szybkiej adaptacji na dom jednorodzinny-dwulokalowy. Jego rozwiązania architektoniczno-konstrukcyjne pozwalają na przystosowanie go do zabudowy bliźniaczej lub szeregowej. Wiele rozwiązań architektonicznych, instalacyjnych i ekologicznych czyni ten budynek efektywnym energetycznie. Jego budowa, a następnie użytkowanie wpisują się w ideę Domu Dostępnego na 2021 rok. ZAGOSPODAROWANIE TERENU – Idealną działką dla Domu Dostępnego z racji ekologicznych rozwiązań jest teren z wjazdem i wejściem od strony północnej,a ogrodem od strony południowej. Projektowany budynek został przystosowany do takiej działki. Prosty w formie, dwukondygnacyjny dom z garażem na jeden samochód nie zajmie dużo miejsca ( pow. zabudowy to około 135 m2 ) przy wymiarach 11,7 x 14,6 m i wys. 7,2 m. Na terenie działki przewidziano wygrodzone i miejsce do gromadzenia śmieci w północno-wschodnim narożniku oraz usytuowany po drugiej stronie działki kompostownik. Na podjeździe zaprojektowano drugie miejsce postojowe dla osób niepełnosprawnych. Budynek przyłączony jest do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej i wodnej. Teren uzbrojony jest dodatkowo w niezależną instalację przydomowej oczyszczalni ścieków. Inne elementy uzbrojenia terenu to podziemny zbiornik na wodę deszczową oraz podziemna instalacja gruntowego wymiennika ciepła. W południowej części działki planuje się miejsce na ogród warzywny oraz sad dla potrzeb mieszkańców domu. Rozwiązania architektoniczne przyjęte w projekcie przewidują łatwe przystosowanie projektu do zabudowy bliźniaczej lub szeregowej. Modularny system wymiany okien w „skrzynkach okiennych” oraz dowolne kształtowanie funkcji wewnątrz budynku za pomocą ścianek działowych ( patrz opis architektury i konstrukcji ) idealnie sprzyja tego typu rozwiązaniom. Istnieje możliwości demontażu „skrzynki okiennej” na bocznej elewacji i zastąpienie jej gazobetonem ( przepisy p.poż). W razie potrzeby większego doświetlenia wnętrza budynku, konstrukcja dachu przewiduje możliwość wstawienia okna połaciowego. Minimalna wielkość działki do której można przystosować budynek EKO2 jako jednorodzinny to kwadrat 21,6 x 21,6 m. Dla domu w zabudowie bliźniaczej to teren o wym. 17,6 x 21,6 m, w zabudowie szeregowej 14,6 x 21,6 m. ARCHITEKTURA I EKOLOGIA – Forma i materiały elewacyjne: Budynek EKO2 składa się z dwóch dwukondygnacyjnych brył o jednospadowych dachach. Kształt i kolorystyka została zainspirowana wyobrażeniem o skałach, które siłami natury wyrosły z ziemii. Rozwijając tę myśl, budynek jest na stałe związany z matką ziemią, czerpie z jej zasobów i jest od niej zależny. Materiałem wykończenia elewacji większej bryły jest szary tynk, zaś dla ścian i dachu mniejszej przewidziano grafitowe panele blaszane na rąbek. Zarówno w jednej jak i drugiej części zaprojektowano elementy wykończone drewnianą oblicówką ze świerku (z odzysku). Kształt brył spełnia główne założenia domów pasywnych mówiące o tym, że ściany północne w miarę możliwości powinny być niższe od ścian południowych, gdyż od północy są narażone na większe straty ciepła. Różnice w wykończeniu elewacji obydwu części mają odbicie w ich funkcjach. Pierwsza większa bryła zawiera wyłącznie funkcję mieszkalną, a do drugiej mniejszej wielofunkcyjnej przypisane są pomieszczenia towarzyszące takie jak: klatka schodowa, oranżeria, garaż, taras zielony, pomieszczenie techniczne. Dom jednorodzinny lub jednorodzinny dwulokalowy (zmienna funkcja): Podstawowym założeniem projektu jest możliwość łatwego przekształcenia domu jednorodzinnego na budynek dwulokalowy. Dom jednorodzinny przewidziany na zamieszkanie przez cztery osoby (rodzice i dwójka dzieci) może po kilkunastu latach stać się domem dla dwóch osób (sami rodzice). W takiej bardzo prawdopodobnej sytuacji utrzymanie domu dla dwóch osób może być nieopłacalne i nieekologiczne. Projekt przewiduje taki „scenariusz” i umożliwia bardzo łatwy podział na dwa niezależne lokale mieszkaniowe lub mieszkanie z niezależnym biurem, pracownią, studiem itp. Zmiana taka jest możliwa dzięki usytuowaniu niezależnej klatki schodowej łączącej dwa poziomy w części wielofunkcyjnej oraz konstrukcji pozwalającej na dowolne kształtowanie funkcji mieszkalnej (lub innej) za pomocą ścianek działowych. Dodatkowo cztery słupy umieszczone w narożnikach oprócz „uwolnienia” rzutów „uwalniają” trzy elewacje. Drewniana niezależna konstrukcja modułowa pomiędzy główną żelbetową konstrukcją umożliwia szybkie i „czyste” przestawianie, powiększanie lub likwidację stolarki okiennej w zależności od przewidzianej funkcji i indywidualnych potrzeb inwestora. To samo dotyczy przystosowania projektu do zabudowy bliźniaczej lub szeregowej. Wielkość „drewnianych skrzynek okiennych” wyraźnie zaznaczonych na elewacjach, zgodna jest z zasadą ustalania wielkości okien zależnej od usytuowania budynku względem kierunków świata, a co za tym idzie strat ciepła. Większe okna od strony południowej będą mogły wpuszczać do środka więcej energii słonecznej, potrzebnej szczególnie zimą. Promienie słoneczne będą podwyższać temperaturę powietrza, a posadzka przy oknach zaplanowana z cegły rozbiórkowej dodatkowo wzmocni ten efekt ( kumulacja ciepła). Znajdujący się w „Skrzynkach okiennych” ręcznie regulowany przesuwny system drewnianych okiennic w szczególnie słoneczne dni zapewni kontrolę nad ilością wpadającego światła. Oranżeria: W niższej części wielofunkcyjnej przewidziano ogród zimowy otwarty na południową część działki, klatkę schodową i pomieszczenia mieszkalne na dwóch poziomach. Oranżeria o wysokości około 5 m i zewnętrznej poliwęglanowej ścianie ze słupami z drewna klejonego jest buforem pomiędzy zewnętrzem a wnętrzem budynku i pełni kilka funkcji, spośród których główne to: – źródło odnawialnej energii (bateria); – naturalny filtr powietrza; – możliwość całorocznej uprawy roślin; – funkcje estetyczne i rekreacyjne (możliwość całorocznego obcowania z zielenią) Dzięki ekspozycji południowej, dużej powierzchni przekrycia (płyty poliwęglanowe) i roślinności w przestrzeni oranżerii wystąpi tzw. efekt szklarniowy, który w słoneczne dni przez cały rok wygeneruje duże nadwyżki energii. Ciepłem gromadzonym w górnej części pomieszczenia (w lato do 40 stopni) trzeba będzie tak gospodarować, aby nie było za gorąco w samej „szklarni”. Z drugiej strony, nadwyżki energii cieplnej będzie można odzyskać za pomocą wymiennika powietrze-woda do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w części mieszkalnej lub wody do podlewania roślin w oranżerii i tarasie zielonym. Uwzględniając najczęstszy zakres natężenia promieniowania słonecznego na terenie Polski (600-800W/m2) zysk energetyczny dla takiego rozwiązania wynosi do 5kW w lecie i od 1 do 1,5 kW zimą. Dodatkowym elementem zwiększającym zyski energetyczne w oranżerii będzie ściana i posadzka z cegły rozbiórkowej (recykling) oraz woda w niewielkim dekoracyjnym zbiorniku. Cegła, a szczególnie woda wystawione na działanie słońca mają zdolność kumulowania energii słonecznej i oddawania jej później do pomieszczenia w postaci ciepła. W celu kontroli ilości wpadającego światła słonecznego, projekt przewiduje instalację mechanicznego systemu zacieniającego. Kurtyna, oprócz ochrony przed nadmiernym promieniowaniem słonecznym w letnie dni, w zimie ogranicza straty cieplne przez płyty poliwęglanowe do 30%. Rozwiązaniem alternatywnym dla kurtyny może być roślinność pnąca się (wino lub chmiel) na poliwęglanowej ścianie. Częstym problemem w tradycyjnych systemach wentylacji mechanicznej z rekuperacją jakie stosuje się w domach ekologicznych jest niska jakość powietrza. Szczególnie zimą ciepłe powietrze ma bardzo niską wilgotność . Rozwiązaniem tego problemu może być „uzdatnianie” zewnętrznego powietrza w wilgotnej strefie oranżerii z całoroczną roślinnością. Instalacja „filtrowania” powietrza będzie funkcjonowała zimą, a w lato pobór powietrza przewidziano z drugiego źródła – gruntowego wymiennika ciepła, którego czerpnia usytuowana będzie w pobliżu roślin ogrodowych. Zgodnie z ideą dążenia do całkowitej samowystarczalności energetycznej podobne tendencje można zauważyć w podejściu do żywności. Zdrowe nieprzetworzone jedzenie, wyprodukowane w pobliżu naszego miejsca zamieszkania lub bezpośrednio przez nas zaczyna być czymś całkowicie normalnym w wielu krajach, a tendencja ta będzie prawdopodobnie rosnąć. Możliwość uprawy roślin dla własnych potrzeb stwarza planowany ogród zimowy. Warunki związane z temperaturą powietrza oraz wilgotnością pozwalają na uprawę roślin dekoracyjnych, ziół a nawet warzyw i owoców przez cały rok. Gwarantowana minimalna temperatura zimą +15 stopni plus ewentualne zastosowanie specjalnych lamp szklarniowych (zwiększenie niezbędnego promieniowania dla wegetacji roślin w krótkie zimowe dni) pozwoli na hodowanie roślin nawet śródziemnomorskich. Specjalne kontenery uprawowe (wyjmowalne moduły) na humus zagłębione w posadzce zwiększą możliwości manewrowania uprawami pomiędzy oranżerią, zielonym dachem a ogrodem warzywnym na terenie działki. Przy podlewaniu roślin wodę z grawitacyjnego zbiornika pod dachem będzie można podgrzewać ciepłem z „efektu szklarniowego” dla uniknięcia szoku różnicy temperatury w upalne dni. Na działce przewidziano miejsce dla kompostownika, który zapewni naturalny nawóz dla roślin, a z drugiej strony zmniejszy ilość odpadków w gospodarstwie domowym. Mieszkańcy domu jednorodzinnego będą mogli traktować oranżerię jako miejsce odpoczynku biernego lub czynnego (prace ogródkowe). Możliwość obcowania z roślinami w trakcie przysłowiowej herbaty w zimowe dni jest niewątpliwie dużym walorem tego typu przestrzeni. W przypadku podziału budynku na dwa niezależne lokale mieszkaniowe oranżeria przypisana będzie do lokalu na parterze. Dla użytkowników górnego lokalu przewidziano taras zielony, który w razie potrzeby będzie można łatwo adoptować na drugi ogród zimowy (montaż płyt poliwęglanowych do gotowej drewnianej konstrukcji oraz rozbudowa wentylacji z odzyskiem ciepła) Rozwiązania dla osób niepełnosprawnych: Parter budynku jednorodzinnego przystosowano do potrzeb osób niepełnosprawnych. Przed wejściem obok miejsca postojowego dla niepełnosprawnych zamiast schodów przewidziano zadaszoną pochylnię o małym 7% nachyleniu. Drzwi wejściowe i wszystkie wewnętrzne (bezprogowe) na parterze będą miały szerokość w świetle ościeżnic 90 cm. Wielkość łazienki (niezbędna przestrzeń manewrowa ) oraz wyposażenie w niezbędne urządzenia, poręcze itp. pozwoli na użytkowanie wszystkim osobom. KONSTRUKCJA – Główną konstrukcję mieszkalnej części budynku przewidziano jako żelbetową, płytowo –słupową składającą się z czterech słupów (każdy na planie litery ”L”) umieszczonych w narożnikach. Elementy te wraz z żelbetowym szachtem instalacyjnym podpierają monolityczną płytę żelbetową pierwszego piętra. Całość „uwalniająca” rzut od dodatkowej konstrukcji posadowiona jest na żelbetowej płycie fundamentowej zaprojektowanej pod całym budynkiem. Ściany zewnętrzne z gazobetonu oraz drewniane „skrzynki na okna” stanowią w tym układzie jedynie wypełnienie wstawione w żelbetową konstrukcję. W części wielofunkcyjnej konstrukcję stanowią ściany z gazobetonu, cegły i oparte na nich stropy żelbetowe. Warto tu zaznaczyć, że żelbet oraz cegła są materiałami idealnie kumulującym ciepło. Dla całości więźba dachowa wykonana z drewna litego, a w niższej wielofunkcyjnej części z drewna klejonego, które zastosowano również w konstrukcji słupów dla poliwęglanowych płyt ogrodu zimowego. Schody zaprojektowano jako drewniane, typu siodłowego. Skrzynki na okna – element części mieszkalnej budynku zaprojektowany dla szybkiego i „czystego” wstawiania stolarki okiennej. Niezależna od głównej konstrukcja składająca się z drewnianych słupków o rozstawie co 96 cm ( światło 90 cm) i usztywniona płytami OSB tak przymocowanymi, aby można było je łatwo zdemontować i wyjąć izolację termiczną. Elementy wewnętrznego i zewnętrznego wykończenia, jak deski oblicówki, obróbka blacharska i płyty g-k również ułatwiają demontaż i ponowny montaż. Wystające po za lico elewacji elementy „skrzynek” oprócz ochrony przed deszczem drewnianej elewacji chronią zamontowane na niej drewniane, ręcznie przesuwane okiennice (elewacja południowa).