Bio_Arka w Muratorze - ARCHITEKT TOMASZ MIELCZYNSKI

Bio_Arka w Muratorze - ARCHITEKT TOMASZ MIELCZYNSKI

budowa i remont
fot. FOTOARCHITEKTURA Anna Gregorczyk
Forma domu nie jest przypadkowa. Łukowy kształt dachu ułatwił zapewnienie korzystnego stosunku powierzchni zewnętrznej
} do powierzchni użytkowej domu. Dzięki temu łatwiej można było osiągnąć standard energetyczny na poziomie 24 kWh/(m .rok)
2
Dom
Trzon,
czyli
Jest zbudowany z masywnego drewna.
Osiągnął wysoki standard energetyczny,
choć zamiast pompą ciepła jest ogrzewany
tradycyjnie – piecem.
Bio-Arka
Ekologiczny dom energooszczędny
Z
aczął powstawać właśnie od
pieca. Pierwotnie miał to być
dom z gliny, z glinianym trzonem kuchennym, z którego ciepło promieniowałoby na całe wnętrze. Tak
jak to jest w starych domach wiejskich
z pomieszczeniami rozmieszczonymi
wokół centralnie usytuowanego trzonu
kuchenno-kominowego i połączonymi
2
murator
2015- 01
Tekst Ewa Trusewicz
Projekt architekt Tomasz Mielczyński, BUILDgreen
Zdjęcia Tomasz Mielczyński
ze sobą, aby ogrzane powietrze mogło
się rozchodzić po całym budynku.
Jednak ta wizja znalazła odbicie jedynie
w projekcie zgłoszonym do udziału
w konkursie Muratora „Dom Ekologiczny”. Projekt ten dostał wyróżnienie.
Koncepcja misternie lepionego trzonu
z gliny przepadła, bo okazał się bardzo
trudny w realizacji.
Jego miejsce zajęła konstrukcja z bali
modrzewiowych dająca efekt masywnej
ściany. Bale są frezowane na okrągło
z wycięciem półksiężycowym i łączone
podobnie jak w tradycyjnym domu z okrągłych bali, lecz w układzie pionowym.
Dlaczego drewno? Bo pięknie pachnie,
a co najważniejsze, bale są konstrukcją
i jednocześnie wykończeniem wnętrz.
budowa i remont
Plany domu
antresola 4,3
UKŁAD
FUNKCJONALNY
pustka w duszy
klatki
T
garderoba 6,3
komunikacja 4,3
pomieszczenie
techniczne 3,6
sypialnia 17,0
antresola 5,6
Poddasze 41,1 m2
sień 6,0
łóżko o 90 stopni.
gabinet 11,8
garderoba 3,2
8,9 m
salon 24,9
łazienka/pralnia
10,2
komunikacja 12,1
kuchnia i jadalnia
20,4
sypialnia 10,6
Parter 99,2 m2
pod schodami jest
spiżarnia/pom
13,6 m
gosp.
Skoro drewniany miał być trzon,
dom też powinien być drewniany.
Ale nie szkieletowy, tylko masywny, aby akumulował ciepło i chronił
przed dźwiękami z zewnątrz, a także był odporny na wiatr oraz nagłe
zmiany pogody. Zaprojektowano
więc dom z drewna klejonego
warstwowo.
Drewno wykorzystano też na pokrycie dachu, a nawet – w postaci wełny
– do ocieplenia ścian i dachu.
Po prapremierze
Ten dom budowano dwa razy. Najpierw
w ciągu trzech tygodni stanął w hali
targowej jako część ekspozycji na targi Budma 2013. Później został zdemontowany i ponownie złożony w Gajewie
pod Czarnkowem. Stoi na żelbetowej
płycie fundamentowej grubości 25 cm.
Na spodzie płyty i po bokach zaprojektowano 18-centymetrową izolację termiczną z polistyrenu ekstrudowanego
XPS sklejoną z trzech warstw płyt gru-
en dom jest zaprojektowany tak, aby
mieszkańcy nie zamykali się w oddzielnych pokojach, lecz przebywali we wspólnej
przestrzeni. Pomieszczenia strefy dziennej
nie są zamknięte, a ich funkcje się przenikają.
Ważnym aspektem w projektowaniu wnętrz
było takie ich usytuowanie, aby wykorzystać
do ich dobrego oświetlenia dzienną wędrówkę słońca wokół domu.
Wszystkie pomieszczenia mieszkalne i kuchnia zostały rozplanowane wokół masywnego
trzonu, w którym umieszczono klatkę
schodową, na parterze łazienkę z pralnią,
a na poddaszu pomieszczenie techniczne
i garderobę. W przestrzeni trzonu znajdują
się wszystkie instalacje, aby zoptymalizować
ilość i długość przewodów oraz zminimalizować straty ciepła.
Poddasze jest przeznaczone dla dzieci. Są tam
duża wspólna sypialnia/bawialnia i dwie
antresole, które są miejscem do nauki oraz
czytania w ciszy. Choć antresole są zacisznymi
kątami na uboczu szlaku komunikacyjnego,
dzięki otwarciu na część dzienną na parterze
pozwalają na szybki kontakt z rodzicem bez
konieczności biegania na drugi koniec domu
z zeszytem czy książką. Nad każdą antresolą
znajduje się świetlik kopułowy wystający
ponad dach. W odróżnieniu od okien dachowych świetliki zapewniają przez cały dzień
równomierne, rozproszone światło.
Mimo całkowicie otwartej przestrzeni dziennej w domu nie ma pogłosu. Jest to zasługa
materiałów wykorzystanych do budowy
i wykończenia domu. Trzon, czyli wewnętrzna ściana konstrukcyjna zbudowana z litych
bali, rozprasza i pochłania dźwięki. Pułapką
dla nich jest też dakron – mocne płótno
bawełniane wykańczające skośne sufity.
bości 6 cm. Ocieplenie jest chronione
przed zawilgoceniem folią budowlaną
układaną na zakład i klejoną – i od strony gruntu, i od strony płyty żelbetowej.
Ściany konstrukcyjne
Zewnętrzne ściany nośne mają
konstrukcję z drewna klejonego
warstwowo. Są zaprojektowane
w systemie prefabrykacji HBE, z elementów modułowych o szerokości
konstrukcyjnej 10 cm.
murator
2015- 01
3
budowa i remont
Konstrukcja
<
Trzon. Wewnętrzną ścianę nośną tworzą
bale drewniane. Każdy z ich jest połączony
zarówno z fundamentem, jak i z sąsiednimi
balami. Zapewnia to konstrukcji sztywność
i nośność. Tam, gdzie będzie część dzienna
otwarta na poddasze, słupy mają blisko 6 m
wysokości. Pozostałe z nich mają wysokość
kondygnacji, by można na nich oprzeć strop
F
undament. W miejscu, gdzie miała być
} budowana płyta fundamentowa, usunięto
65-centymetrową warstwę gruntu rodzimego
i zastąpiono ją zagęszczonym piaskiem. W tej
podbudowie rozprowadzono niezbędne instalacje
i wyprowadzono je ponad docelowy poziom
posadzki parteru. Następnie ułożono płyty
z polistyrenu ekstrudowanego, które izolują
termicznie żelbetową płytę fundamentową od
spodu i z boków. Izolacja termiczna zapobiega
ucieczce ciepła do gruntu oraz chroni fundament
przed wysadzinami mrozowymi
D
ach. Więźba dachu łukowego jest
{ zbudowana z wiązarów kratowych.
Są one oparte za pośrednictwem
murłaty na stropie i ścianach parteru.
Zaprojektowano je tak, by poziome
poprzeczki stanowiły konstrukcję stropu
nad użytkowym poddaszem
Ś
ciany zewnętrzne i strop. Ich konstrukcję
} tworzą prefabrykowane elementy z drewna
klejonego. Ściany zbudowano z prefabrykatów
grubości 10 cm. Na strop przeznaczone te grubości
14 cm. Najpierw zmontowano ściany parteru i od
góry spięto je belką oczepową. Stała się ona także
oparciem dla stropu. Ściany szczytowe na poddaszu
nie stanowią podparcia dla dachu, dlatego były
budowane w późniejszym etapie
ZDANIEM ARCHITEKTA
B
icie rekordów w zmniejszaniu zapotrzebowania na energię użytkową nie może być
celem samym w sobie. Warto zwrócić uwagę
na fakt, że budynki ekstremalnie energooszczędne, tak zwane pasywne (według
definicji Feista – zapotrzebowanie na energię
do ogrzewania < 15 kWh/(m2.rok)), mogą
w całym swoim cyklu życia zużyć nieracjonalnie dużo energii (od energii wbudowanej, przez
eksploatacyjną po przetworzenia).
Moim celem było zaprojektowanie domu
o minimalnym zapotrzebowaniu na energię
pierwotną dla celów użytkowych i energię
4
murator
2015- 01
wbudowaną w materiały - stąd nacisk na
drewno. Ma on ekstremalnie niskie zapotrzebowanie na energię pierwotną (EP wynosi
zaledwie około 13-15 kWh). Zależało mi także na maksymalnym zbiciu rocznych kosztów
utrzymania (dostarczenia energii do domu).
Dom jest pasywny w pierwotnym znaczeniu
tego pojęcia, ponieważ temperatura komfortu
we wnętrzu jest regulowana tylko i wyłącznie za pomocą pasywnych rozwiązań: rozkładu
pomieszczeń, rozkładu przeszkleń, geometrii
i wentylacji.
Tomasz Mielczyński
Do wieńca obwodowego płyty fundamentowej za pomocą kotew rozporowych zamocowano podwaliny systemowe 10 x 10 cm. Na nich oparto
panele z drewna klejonego i przytwierdzono je do podwalin wkrętami
długości 12 cm.
Wewnętrzną ścianę nośną, czyli trzon,
wybudowano z bali drewnianych ustawionych w pionie na planie owalu.
Każdy z nich jest przykręcony do podwaliny rozłożonej na płycie fundamentowej i dodatkowo stężony z sąsiednimi
balami na całej wysokości wkrętami
rozmieszczonymi co 1,2 m.
Bale każdej kondygnacji tworzą zamkniętą strukturę stężoną w poziomie
stropu odcinkową belką oczepową.
budowa i remont
Detal przekroju
wiór osikowy
układany na
ruszcie z kontrłat
i łat
murłata
16 x 16 cm
paroizolacja
dakron
strop z drewna
klejonego
HBE (14 cm)
wyciszony wełną
drzewną (2,4 cm)
i wykończony
podłogą z desek
(2,5 cm)
na legarach
płyta pilśniowa
tworząca sztywne
poszycie
Od zewnątrz dach jest wykończony
wiórem osikowym układanym na ruszcie z kontrłat i łat. Jest on bardzo elastyczny i można go wyginać w dwóch
płaszczyznach. Łatwo więc dopasować
to pokrycie do dachu krzywoliniowego.
Wiór osikowy dobrze wygłusza dach
i dodatkowo izoluje go termicznie.
Pokrycia nie impregnowano żadnym
preparatem chemicznym. Nie było
takiej potrzeby. Krzywizna i stromizna
dachu powodują, że woda spływa z niego bez przeszkód.
Ocieplenie i wykończenie
oczep systemu
HBE 10 x 10 cm
przestrzeń
między
wiązarami
kratowymi
wypełniona
izolacją z włókien
drzewnych
płyta pilśniowa
wykończona
tynkiem
wapiennym
izolacja z wełny
drzewnej 24 cm
podwalina
ściany z drewna
klejonego
10 x 10 cm
prefabrykowana
ściana z drewna
klejonego HBE
grubości 10 cm
zewnętrzne
ocieplenie
fundamentu
z XPS grubości
18 cm
żelbetowa płyta
fundamentowa
grubości 25 cm
Dom jest ocieplony wełną z włókien
drzewnych. W przestrzenie między
elementami konstrukcyjnymi dachu
wdmuchnięto pod ciśnieniem izolację
w postaci luźnych włókien. Ocieplenie
ma grubość aż 50 cm. Ściany zewnętrzne ocieplono elastyczną wełną grubości
24 cm układaną między dwuteowymi
belkami drewnopodobnymi. Izolacja
zachodzi na ościeżnice okien, dzięki
czemu uniknięto liniowych mostków
termicznych. Dodatkową izolacją ścian
zewnętrznych jest twarda płyta pilśniowa zamocowana jako poszycie rusztu.
Do wykończenia elewacji wybrano
cienkowarstwowy tynk wapienny
przeznaczony do stosowania na podkładach z twardej wełny drzewnej.
Wzmocniono go siatką zbrojeniową
z włókna szklanego. Przy parapetach
zewnętrznych i oknach jako dylatację
zamontowano taśmę rozprężną do użytku zewnętrznego.
Autonomiczne instalacje
Strop
Nad parterem jest strop płytowy
z drewna klejonego grubości 14 cm.
On także jest wykonany w systemie
prefabrykacji HBE. Opiera się na
podwalinie ułożonej na ścianach
zewnętrznych i na wewnętrznej ścianie z bali. W tej konstrukcji strop jest
poddany nie tylko siłom pionowym od
ciężaru własnego i obciążenia użytkowego. Przenosi także część siły rozporowej przekazywanej przez łukowe
wiązary dachowe.
Od góry prefabrykaty drewniane są
przykryte izolacją akustyczną z wełny drzewnej grubości 24 mm. Jest ona
ułożona między legarami, do których
są przymocowane deski podłogowe.
Dom został zaprojektowany bez systemu
centralnego ogrzewania. Głównym źróMa kształt łukowy i kąt nachylenia od
dłem ciepła jest piecokuchnia akumula15 do 90o. Jego konstrukcję tworzą pre- cyjna z możliwością oddawania ciepła
fabrykowane wiązary kratowe. Są wyko- do wymiennika wodnego. To połączenie
nane z tarcicy świerkowej o wymiarach tradycyjnej kuchni, w której pali się
4,5 x x 15 cm, a ich elementy są łączodrewnem i gotuje na fajerkach, z nowone płytkami gwoździkowymi. Na stroczesnym, wysokosprawnym kominowym
pie opierają się za pośrednictwem mur- wymiennikiem ciepła odzyskującym
łaty 16 x 16 cm. Od góry są przykryte
energię ze spalin. Ciepło z pieca jest
łatami o wymiarach 5 x 7 cm w rozstaprzekazywane za pomocą wymiennika
wie nie większym niż 70 cm. Stanowią
do zbiornika buforowego, w którym jest
one konstrukcję, do której jest zamocomagazynowane. Ciepło z pieca akumuwane poszycie z płyty z włókien drzew- lacyjnego promieniuje na otwartą przenych. Na warstwie deskowania, pod
strzeń salonu, jadalni, kuchni i antresoli
kontrłatami, jako wiatroizolację i dodat- na piętrze. Do pozostałych pomieszczeń
kowe zabezpieczenie przed wnikaniem rozchodzi się dzięki wentylacji mechaw dach wilgoci umieszczono paroprzenicznej oraz przewodom kominowym
puszczalną membranę dachową.
prowadzonym w przestrzeni trzonu.
Dach
murator
2015- 01
5
budowa i remont
Prace wykończeniowe
>
Pokrycie dachu.
Na krzywoliniowych
połaciach mocowano
wiór osikowy. Ułożony
w kilku zachodzących
na siebie warstwach
tworzy ciepłe i ciche
wykończenie dachu. Jest
giętki, więc umożliwił
estetyczne wykończenie
bocznych krawędzi
połaci, bez konieczności
wprowadzania
dodatkowych widocznych
obróbek
>
Świetliki
dachowe.
O
kna. Wybrano takie o współczyn-
} niku przenikania ciepła U dla całe-
go okna mniejszym niż 1 W/(m2.K).
Zamocowano je w warstwie izolacji termicznej na kątownikach stalowych
przytwierdzonych do zewnętrznego lica
ściany. Połączenie okna i ściany zaizolowano taśmą, aby zapewnić szczelność
na ich styku. Podczas ocieplaniu ścian
wełną drzewną bardzo istotne było
dokładnie ułożenie ocieplenia wokół
wysuniętych okien i doprowadzenie
wiatroizolacji do ich ram
Umieszczono je
w połaciach dachu
nad antresolami.
Przykrywająca je
kopuła wystaje
ponad powierzchnię
dachu, dzięki czemu
przez cały dzień
na poddasze przedostaje
się rozproszone światło
naturalne
T
ynki zewnętrzne. Na ścianach
} ocieplonych wełną drzewną ułożono
cienkowarstwowe tynki wapienne.
Aby uzyskać rustykalny charakter
elewacji (mają przypominać nierówne
ściany starych domów), tynk
nakładano ręcznie i zaciągano pacą
>
Ocieplanie poddasza. Połacie dachu
także ocieplono wełną drzewną. Miała postać
włókien i była wdmuchiwana
za pomocą elastycznych węży. Skosy poddasza
były wykończone paroizolacją, więc powstała przestrzeń, która można było bezszczelinowo wypełnić wełną. Maszyna do wdmuchiwania i opakowania z włóknami drzewnymi znajdowały się poza budynkiem. Wewnątrz biegły
tylko rury do nadmuchiwania izolacji
6
murator
2015- 01
budowa i remont
Urządzenia instalacyjne
Piecokuchnia na parterze
} jest wykorzystywana
do przygotowywania
posiłków. Wytwarza też ciepło,
które ogrzewa wnętrza
P
rzewody wentylacji mechanicznej
} ułożono w nieużytkowej przestrzeni poddasza.
Przez nią przechodzą też rury świetlików rurowych
Ciepłe powietrze w centrali wentylacyjnej przekazuje swoją energię strumieniowi świeżego powietrza, które ogrzewa
pomieszczenia oddalone od źródła ciepła. Łazienka znajdująca się w trzonie
jest najcieplejszym pomieszczeniem
w domu, jest bowiem ogrzewana pasywnie przez ciepło z piecokuchni i promieniujące z przewodów.
Aby ogrzewać dom przez cały rok,
potrzeba około 8 m3 drewna kominkowego. Koszt ogrzewania nie powinien
przekroczyć 1200 zł rocznie.
Woda jest czerpana z własnego ujęcia
za pomocą pompy hydroforowej
i doprowadzana do instalacji domowej
w pomieszczeniu technicznym na piętrze, w tym do wymiennika przy zbiorniku buforowym. Głównym źródłem
ciepła dla zbiornika buforowego
jest panel solarny na południowo-wschodniej połaci dachowej. W ciągu
roku dostarcza 2700-3000 kWh.
Ścieki są odprowadzane do przydomowej oczyszczalni z rozsączaniem.
W pomieszczeniu technicznym jest
} instalacyjne „serce domu”. Znajdują
się tu centrala wentylacyjna, naczynia
przeponowe i wzbiorcze, wymiennik
ciepła i pompy
temperatura (22-24oC) i nie zmienia się
ona podczas palenia w kuchni.
Pasywne zyski
Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu
okien w zimie nisko świecące słońce
Piecokuchnia latem
głęboko penetruje wnętrza. Promienie
Inwestorzy obawiali się, że palenie
nagrzewają masywną ścianę trzonu.
w kuchni latem doprowadzi do przeDodatkowym atutem pozwalającym
grzania wnętrz. Okazało się, że tak
na pasywne pozyskanie energii jest
się nie dzieje. W letnie dni spożywają
kształt ściany. Ustawione krzywoliniowo
bowiem mniej ciepłych posiłków. Latem okrągłe bale mają większą powierzchnię
nie działa też rekuperacja, a dom jest
niż geometryczna powierzchnia ściany.
wentylowany naturalnie – przez otwarZatem nagrzewa się większa powierzchte okna. Ruch powietrza we wnętrzu jest nia, niż to wynika z rzutu. Drewno
dość duży. Ciepłe powietrze unosi się
bardzo dobrze akumuluje energię, bo
konwekcyjnie i jest wywiewane przez
ma wysokie ciepło właściwe (najwyżuchylone okna na poddaszu. We wszyst- sze spośród popularnych materiałów
kich pomieszczeniach jest podobna
budowlanych). r
DOM
W LICZBACH
Kubatura – 896 m3.
Powierzchnia zabudowy – 120,33 m2.
Wysokość w kalenicy – 7,8 m.
Powierzchnia użytkowa domu – 140,26 m2.
Zapotrzebowanie na energię użytkową do
ogrzania wnętrza Q – 24 kWh/(m2.rok)
EP = 13-15 kWh/(m2 .rok).
U dla przegród:
• ściany zewnętrzne – 0,11 W/(m2.K);
• dach – 0,25 W/(m2.K);
• okna – poniżej 1,0 W/(m2.K);
• podłoga na gruncie – 0,11 W/(m2.K).
Dom i jego mieszkańcy mają już za sobą pierwszą zimę i pierwsze lato. Teoria sprawdziła się
} w praktyce. W tym budynku mieszka się komfortowo
murator
2015- 01
7