Solární i geotermální sklizeň budovy Městského úřadu Freiburg

Výjimečná architektura plná přírodních materiálů i organických tvarů, prosvětlené a elegantní interiéry, vše ve spojení s nejmodernějšími technologiemi využívajícími solární i geotermální energii... Nejen to vytváří budovu, která se stala prvním administrativním centrem v Německu, jež produkuje víc energie, než samo spotřebuje.

V německé historické obci Freiburg, v městské části Stühlinger, byla v roce 2017 uvedena do provozu unikátní administrativní budova, která nyní slouží jako městský úřad. Stavební práce byly dokončeny v roce 2017 s úmyslem rozšířit v blízké budoucnosti komplex ještě o dvě oválné budovy. Celé architektonické dílo by mělo být završeno v roce 2024.

Do nového dokončeného objektu nacházejícího se mezi Eschholzparkem a univerzitní nemocnicí, jehož hrubá podlahová plocha činí 24 tisíc metrů čtverečních a který na první pohled upoutá jak svým přirozeně oválným tvarem, tak fasádou pokrytou lamelovými žaluziemi z modřínového dřeva (z místních zdrojů) či fotovoltaickými moduly, se přestěhovalo 840 zaměstnanců. Ti byli dříve rozeseti na 16 různých pracovištích.

Status „surplus”

Šestipodlažní budova ve tvaru polygonu se pyšní statusem první německé veřejné budovy, jež dosahuje standardu NET plus, a plně tak splňuje podmínky nařízení o úspoře energií (EnEV), které je součástí německé legislativy. Jde tedy o objekt, který z hlediska izolačních a vzduchotěsných parametrů splňuje standardy pasivního domu (U_w fasády je 0,8 W/[m²K]) i základní parametry budov s nulovou spotřebou energie; navíc včetně produkce vlastní elektrické energie, jejíž pravidelné přebytky jsou zasílány do veřejné distribuční sítě (takzvaný surplus objekt). Energetická potřeba, kterou plně pokrývají vlastní zdroje, činí maximálně 55 kWh na m² za rok, což představuje jen asi 40 % spotřeby jiných obdobných kancelářských budov.

Agrivoltaika: maximalizace potenciálu zemědělské půdy

Lidská potřeba maximálního zužitkování půdy vedla k novým postupům, v nichž spolupůsobí rostlinná či živočišná produkce a výroba elektrické energie. Výsledkem je nová technologie…

Enormní využití solární energie

Vnější obálka objektu o ploše asi 13 tisíc metrů čtverečních vytváří jednu z největších solárních fasád v Evropě. Sestává ze stovek fotovoltaických modulů a hybridních PV/T solárních kolektorů (typu sklo/sklo 2 × 5 mm). Ty jsou integrovány do pláště budovy pomocí 80milimetrových hliníkových držáků, jež umožňují sklon modulů 36° a jejich orientaci ke slunci. Vedle toho, že vyrábějí elektrickou energii, také ohřívají užitkovou vodu. Zajímavostí je, že každý jednotlivý modul na fasádě disponuje mimořádně velkými rozměry (3,494 × 0,594 m) a hmotností 100 kg, přičemž je pohyblivý (poháněný elektromotorem, ovládaný ručně). Slouží tak nejen k výrobě energie, ale i jako nástroj stínění. Moduly integrované do fasády disponují výkonem 220 kWp, zatímco ty umístěné na střeše (tvoří 75 % krytiny) mají 440 kWp. Solární energie tak pokrývá téměř veškeré energetické nároky budovy – ohřev užitkové vody, osvětlení, větrání, provoz tepelných čerpadel...

Užitečné výpočty

1. Intenzita a úhel dopadu slunečního záření, které dopadá na vodorovnou rovinu, střechu nebo fasádu
2. Celodenní sluneční energie dopadající na sklonitou plochu

Účelná fasáda

Zbytek povrchu se skládá ze dřeva a izolace z minerální vlny, které by měly zajistit dlouhou životnost fasády i snadnou údržbu. Za účelem optimalizace zisku denního světla je podstatná část obálky tvořena i skleněnými výplněmi, konkrétně úzkými obdélníkovými okny s pevným, trojitým zasklením (U_g cca 0,5 W/[m²K]). Svou výškou kopírují výšku místností. Jednotlivá okenní křídla, zčásti schovaná za solárními moduly, lze vyklápět, každý uživatel tak může individuálně větrat svou kancelář dle potřeby. Větrání je v budově zajištěno převážně rekuperačním systémem.

Geotermální zdroje

Vytápění probíhá za využití geotermální energie, která je přeměňována na teplo dvěma tepelnými čerpadly o výkonu 200 kW (na kus) a typu voda/voda (pracující na principu dvou studní – sací a vsakové). Tento typ systému patří díky stálosti teploty vody k těm s nejvyššími topnými faktory (účinnost je například výrazně vyšší než systém vzduch/voda) a nemá velké nároky na prostor (na rozdíl od systémů země/voda s vrty). Voda ze studní je mimo jiné využívána i pro chlazení objektu v létě. Teplo, nebo v létě naopak chlad, jsou uchovávány pomocí tepelné setrvačnosti hmoty ve stropě.

Světlo a prostor v interiéru

Interiéry freiburské radnice jsou elegantní a bíle prosvětlené (denním světlem, případně LED svítidly – kupříkladu na chodbách bez oken –, jejichž sepnutí je závislé na senzorech pohybu). Světlé odstíny barev jsou použity i na omítkách, podlahách, stropech a vnitřním mobiliáři, v designu nábytku se pak občasně objevují barevné akcenty, zejména oranžové a červené. Ústředním prostorem umístěným uprostřed celého polygonu je servisní centrum určené pro občany města obsluhované asi stovkou zaměstnanců. Jde o otevřenou místnost ve tvaru tří propojených rotund. Strop je na dvou místech prosklený a je zformován do tvaru kopule. Zbylá část střechy prvního poschodí, v němž se centrum nachází, je osázena zeleným rostlinstvem. Páteř prostoru servisního centra tvoří originální nástěnná malba berlínského umělce Schirina Kretschmanna. Ostatní patra byla vybavena dvou- až třímístnými kancelářemi, ale také prostory typu open space, které je díky použitým flexibilním skleněným příčkám možný variabilně dispozičně upravovat dle aktuální potřeby.

Mateřská škola

Zadavatelé projektu mysleli i na občanskou vybavenost areálu, a proto byla v sousedství administrativních budov zbudována mateřská škola určená pro děti velkého množství zdejších úředníků. Ta se svým tvarem a použitými dřevěnými žaluziemi na fasádě od hlavních objektů liší, ale má s nimi společný pasivní standard (nevyrábí však svou vlastní elektrickou energii). Konstrukce stavby je železobetonová s dřevěnými rámy. Plášť budovy sestává z prefabrikovaných dřevěných panelů.

Nový vzor německých veřejných budov

Autory komplexního, důmyslného a skutečně rozsáhlého návrhu jsou architekti ze studia Ingenhoven Architekten. Inovativní budova získala i zajímavá ocenění. V roce 2018 obdržela cenu Balthasara Neumanna, která dokazuje výjimečné postavení objektu na poli mezinárodní architektury, a od Německé rady pro udržitelné budovy získala také německou cenu za udržitelnost (DGNB Preis „Nachhaltiges Bauen” 2019) . Budova Městského úřadu Freiburg se stane vzorem pro další podobné objekty, jejichž výstavba bude financována ze státních prostředků. Stát má v úmyslu podporovat právě stavební projekty, které budou generovat dostatek energie pro svůj provoz a přitom „komunikovat” s veřejnými distribučními sítěmi.