Architekti plánujú podobu budúcich solárnych miest

Mestá v budúcnosti zmenia podobu. Podľa smernice Európskej únie musia mať budovy o pár rokov nulovú spotrebu energie. Ak na domoch dnes pribúdajú solárne kolektory, v budúcnosti by si ekologické domy dokonca mohli ušetrenú energiu vymieňať s menej úspornými, napr. s historickými pamiatkami. Zmení sa aj tvar budov. Budú tvarované s ohľadom na pohyb slnka.
Výskumom „solárnych miest“ sa zaoberajú odborníci z Fakulty architektúry Slovenskej technickej univerzity v Bratislave.

Všetky nové budovy budú mať takmer nulovú spotrebu energie. Vyžaduje to od členských krajín Európska únia v smernici (Smernica 2010/31/EÚ, 2010 s. 153/18).
    
„V praxi to znamená, že všetky domy musia mať vynikajúce izolácie na úrovni pasívnych domov a energiu, ktorú budú potrebovať, si podľa smernice musia vyrobiť sami, či už na povrchu, vo vnútri domu, alebo vo svojej blízkosti. Významná časť energie pritom má pochádzať z obnoviteľných zdrojov,“ vysvetľuje profesor Robert Špaček z Ústavu ekologickej a experimentálnej architektúry Fakulty architektúry STU.

Smernica EÚ určuje, že nové či rekonštruované budovy, v ktorých sídlia verejné inštitúcie, musia túto požiadavku spĺňať už po 31. decembri 2018. Všetky ostatné nové či obnovované budovy potom od 31. decembra 2020.
Architektom smernica otvára priestor na výskum. Odborníci na FA STU sa venujú výskumu tvarov budov, ktoré by čo najefektívnejšie využívali energiu zo slnka. Skúmajú tiež typy zástavby, orientáciu ulíc a ako by mohli štvrte s prebytkom energie vyrobenej z obnoviteľných zdrojov spolupracovať s menej úspešnými časťami mesta.

Aké teda budú mestá budúcnosti?
„Budova bude nástrojom na bývanie a zmení sa jej vonkajšia podoba. Typickými sa stanú naklonené roviny, nielen strechy, ale možno aj múrov, aby sa zabezpečil čo najlepší prístup slnečného žiarenia. Ulice s orientáciou sever-juh budú pootočené o 45° ako ich poznáme z Barcelony či Rio de Janeiro. Takéto ulice sú počas roka rovnomernejšie  preslnené – v lete príjemne zatienené a v zime naopak plné slnečných lúčov. Verejné priestory v meste tak môžu byť prívetivejšie. Pri výstavbe sa budú spájať moderné prvky a technológie a materiály, ktoré nenarúšajú životné prostredie, napr. drevo. Súčasťou budov budú solárne panely a kolektory,“ vymenúva Ján Legény z FA STU.

Jeho kolega Peter Morgenstein upozorňuje, že na splnenie požiadaviek takmer nulovej spotreby energie bude treba myslieť nielen pri projekte domu, ale aj na úrovni mestských štvrtí, kedy by sa v sumárnej bilancií zohľadnili aj jestvujúce objekty s nižšou energetickou účinnosťou. Trebárs kultúrne pamiatky, kde „obloženie“ fasády kolektormi neprichádza do úvahy. Obaja doktorandi FA STU sa preto zamerali na vývoj softvérových nástrojov, ktoré zjednodušia navrhovanie mestských štvrtí s takmer nulovou spotrebou energie.
Peter Morgenstein pre svoje softvérové simulácie vytvoril nové indikátory: solárny index a kooperačný indikátor. Prvý udáva potenciál budov na konkrétnom území zachytávať dopadajúce slnečné žiarenie. Druhý umožňuje určiť prebytky energie určitého súboru budov, ktoré môžu odovzdávať susedným budovám, či naopak, množstvo chýbajúcej energie zástavby. Skúmal rôzne typy zástavby – štvor- či osempodlažnú, blokovú – s uzavretým či čiastočne otvoreným vnútorným dvorom, bodovú – samostatné budovy a lineárnu –dlhé bloky budov. Pri simuláciách pracoval s presnými údajmi o slnečnom žiarení v typickom meteorologickom roku pre Bratislavu. Spotreba elektriny či tepla vychádzala zo štatistík.
Ján Legény vytvoril program, ktorý umožní projektantom vygenerovať optimálny typ zástavby. Program umožňuje upravovať plochy pozemkov a typy domov, ktoré na nich majú stáť tak, aby sa dosiahla nulová či dokonca pozitívna energetická bilancia. Takýmto spôsobom sa dá ovplyvňovať aj klíma na uliciach a námestiach.
Vstupné údaje a nástroje, s ktorými doktorandi pracovali, budú v najbližších rokoch pre projektantov nových obytných štvrtí nevyhnutné.
„Diskutovali sme s hlavnou architektkou Bratislavy i rešpektovaným urbanistom prof. Bohumilom Kováčom a zdá sa, že solárny index by sa mohol stať súčasťou územného plánovania v hlavnom meste. Niektoré mestá sú totiž v napĺňaní cieľov Európskej únie oveľa ďalej ako my. Kodaň má ambíciu byť do roku 2025 uhlíkovo neutrálna, už dnes tam musia mať všetky nové budovy zelené strechy. Viaceré mestá majú hotové projekty prvých mestských štvrtí, ktoré energiu získavajú z obnoviteľných zdrojov a ktoré si s týmto množstvom energie vystačia,“ vysvetľuje Morgenstein.

Príkladom je solárna štvrť Aspern vo Viedni či Stad van de Zon (v preklade Mesto Slnka) v Holandsku, kde už stojí niekoľko tisíc domov. V Aspern stála prvá administratívna budova Aspern IQ s nulovou spotrebou energie a ďalšie budovy pribúdajú. Berlín má od roku 2006 vypracovanú mapu solárneho potenciálu jednotlivých častí mesta. V Grazi v rámci projektu ECR Energy City Graz – Reininghaus spracovali štúdiu energetických tokov v meste a pri projekte obnovy 54 ha brownfiledu v pešej dostupnosti z centra počítajú s konceptom takmer nulovej mestskej štvrte, ktorá môže odovzdávať prebytky získane z obnoviteľných zdrojov budovám v centre. „Solar City Tower“ stavia aj Rio pre Olympijské hry 2016. Tieto hry majú byť vôbec historicky prvé uhlíkovo neutrálne.

„Otázka udržateľnosti architektúry je aktuálna. Pribúda počet obyvateľov a zvyšuje sa ich životná úroveň, s čím je spojené zvyšovanie spotreby energie. V mestách žije viac ako polovica svetovej populácie a toto číslo rastie. Mestá pritom na svoje fungovanie spotrebujú 70-80% celkovej energie a prispievajú 80% do objemu skleníkových plynov emitovaných do ovzdušia,” vysvetľuje Legény.

História „solárnej“ architektúry:
Za prvý objekt „solárnej architektúry“ sa všeobecne považuje “Sokratov dom” (podľa konceptu starogréckeho učenca Sokrata), ktorý sa pri jeho koncepcii snažil zabezpečiť optimálnu tepelnú pohodu vo vnútornom prostredí objektu. Dom bol podriadený geometrii slnečného lúča.

Niektoré zásady solárneho urbanizmu sú typické aj pre staroveké skalné mesta. Cliff Palace v národnom parku Mesa Verde v Colorade je najväčšie skalné obydlie svojho druhu v Severnej Amerike. Indiánsky kmeň Anasazi tu vybudoval okolo roku 1100 n.l. príbytky v súlade s pohybom slnka po oblohe. Ochranu pred slnečnými lúčmi poskytoval počas horúcich dní skalnatý previs nad osadou. Ten akumuloval teplo, ktoré z neho následne po zotmení sálalo a vytváralo príjemnú klímu.

S pádom Rímskej ríše prichádza úpadok v hygienických pomeroch a využívaní slnečného
žiarenia v medicíne i v bežnom živote. V Anglicku bola dokonca v roku 1695
zavedená „Window Tax” – okenná daň a obyvatelia tak zamurovávali okná a minimalizovali preslnenie vnútorných priestorov. Koncom 19. storočia sa medicínske poznatky o antibakteriálnych účinkoch slnečného žiarenia opäť dostávajú do pozornosti verejnosti a architektov. Napríklad, na budovách francúzskeho architekta Le Corbusiera pribúdajú balkóny, ktoré sú akýmisi predĺženiami obytných miestností s možnosťou slnenia sa.

K priekopníkom solárnej architektúry patrí architekt George F. Keck, ktorý v roku 1933 navrhol energeticky pasívny celopresklený dom "House of Tomorrow" pre expozíciu Century of Progress v Chicagu a poznamenal, že pred inštaláciou vykurovacieho kotla bola uprednostnená slnečná energia. Označenie prvá solárna budova na svete patrí Bridgers-Paxton Building z 1956, ktorá ako prvá komerčná budova využíva solárne ohrievanie vody a pasívne solárne zisky.

Solárna architektúra a pasívne domy vyvolali pozornosť aj v iných krajinách. Príkladmi solárneho urbanizmu sú dnes mestá ako Linz-Pichling v Rakúsku, štvrť Vauban vo Freiburgu (Nemecko), Daegu v Južnej Kórei, austrálske Adelaide, Santa Monica v USA, Oxford vo Velkej Británi či dánska Kodaň. Napríklad Oxford si stanovil cieľ, že do roku 2010 bude 10% všetkých domov využívať solárnu energiu. Mesto zriadilo tzv. slnečnú ulicu, ktorá pozostávala z energeticky úsporných domov vybavených solárnymi systémami a zimnými záhradami, či solárne predmestie. V roku 2006 bol Oxford dejiskom druhého medzinárodného kongresu solárnych miest a je členom Medzinárodnej iniciatívy solárnych miest (ISCi).

Kontakt pre médiá: Andrea Hajdúchová, Slovenská technická univerzita
andrea.hajduchova@stuba.sk     +421 917 669 205     www.stuba.sk