Rekonstrukce škol přinesla výsledky

Rekonstrukce se uskutečnila v rámci projektu schváleného Ministerstvem životního prostředí ČR pod názvem Snížení energetické náročnosti škol a školských zařízení Jihočeského kraje ve Volyni. Jeho součástí byla kromě výměny oken a zateplení fasád u několika budov také modernizace centrální kotelny. Díky komplexnímu přístupu dosáhla rekonstrukce škol, zaměřených na výuku zpracování dřeva a stavebnictví, velmi dobrých výsledků.

Z HISTORIE

Školy byly postaveny v roce 1933 podle projektu architektů Vladimíra Wallenfelse a Františka Fialy jako rozsáhlý komplex ovlivněný Bauhausem. V důsledku tehdejší hospodářské krize se totiž místní zastupitelé rozhodli rozšířit školu pro řemeslníky, aby přivedli do kraje s vysokou nezaměstnaností více pracovních příležitostí. Autoři projektu však museli dokázat, že stavba nezničí ráz okolní krajiny, ale naopak ji pozvedne k lepšímu. Postavili proto na místě plánované školy lešení, na němž zhotovili kulisu celého areálu.

Z konstrukčního hlediska se jedná o železobetonový skelet s vyzdívanými stěnami z plných cihel tloušťky 600 mm a 450 mm. Progresivní řešení obvodového pláště, oken i navazujících detailů bylo omezeno tehdejšími technologiemi a také sortimentem stavebních výrobků. V dnešních podmínkách již plášť nevyhovoval tepelně technickým požadavkům, hygienickým předpisům a vzhledem k praskání okenních tabulí a opadávání vnějších omítek ani předpisům bezpečnostním.

PŮVODNÍ PLÁŠŤ BUDOVY

Fasáda byla v průběhu let opravována v místech dilatačních spár či mechanického poškození.

V roce 1988 se měla provést její estetická úprava a na původní omítku byla nastříkána omítková směs s proměnným obsahem latexu. Vznikla tak nepropustná vrstva, pod níž v zimě zamrzala zkondenzovaná pára. Nástřik se odlupoval a na mnoha místech byla omítka separována od obvodového pláště. Kromě toho se na ní také rozšířily výkvěty a skvrny od minerálních solí. Pod stářím poškozenými a zprohýbanými klempířskými prvky navíc docházelo k zatékání dešťové vody do fasády.

Téměř všechna okna měla atypické konstrukční řešení. Dřevěná dělená okna byla opláštěná kovovými pásky s dvojitým zasklením, ale těsněná pouze v jedné drážce, uzavíratelné speciálním pákovým mechanismem s výsuvnou kovovou lištou. Pro lepší těsnění spáry byla v drážce okna olověná trubička. Okna byla zhruba do jedné čtvrtiny výšky pevně zasklená, ve zbývající části otočná a doplněná pod nadpražím speciálními větracími mřížkami.

Pákové mechanismy byly zkorodované a částečně nefunkční i přes pravidelnou a náročnou údržbu. V posledních letech docházelo vzhledem k již malé tuhosti rámů křídel oken k častému praskání skleněných výplní. Protože nebylo možné utěsnit spáry a ventilační mřížky, nedala se zajistit tepelná pohoda požadovaná hygienickými předpisy. Navíc docházelo i ke kondenzaci vody na okenních výplních a k zatékání vody do dřevěné konstrukce oken i navazujících stavebních konstrukcí. Při prudkých deštích doprovázených větrem okny zatékalo.

V dílnách byla okna kovová s nosným rámem, do kterého byly buď vsazeny okenní tabulky v samostatných úhelníkových rámečcích bez těsnění, nebo byly tabulky pevně zaskleny přímo do rámu. Vždy se jednalo o zasklení dvojité, spáry ve vyjímatelných částech byly ovšem bez jakékoliv možnosti těsnění - tabulky byly pouze mechanicky zajištěny háčky.

POŽADAVKY NA ZATEPLENÍ

Pro posouzení tepelně technických vlastností původního obvodového pláště bylo před rekonstrukcí provedeno termovizní měření fasády - na termovizních snímcích stavu před rekonstrukcí jsou zřetelně patrny prokreslující se sloupy a stropní konstrukce. Průměrná povrchová teplota těchto železobetonových konstrukcí byla větší zhruba o 2 °C než průměrná povrchová teplota vyzdívek. I průměrné teploty ve všech dalších oblastech byly výrazně vyšší než teplota v exteriéru při měření (0 °C). Železobetonovými konstrukcemi a vyzdívkami tedy docházelo k výrazným tepelným ztrátám. Velkými tepelnými mosty bylo i nadpraží oken a rámy oken a zasklívací spára. Z orientačního výpočtu vyplynulo, že součinitel prostupu tepla vyzdívek hlavní budovy byl 1,7 W/m2K a součinitel prostupu tepla v místě železobetonových nosných prvků byl 2,2 W/m2K.

Na základě požadavků energetického auditu a hodnoty průměrného prostupu tepla pak byla navržena tloušťka izolace kontaktního zateplovacího systému a tloušťka tepelné izolace do střešního pláště. Z navržené tloušťky izolace 120 mm a současně požadavku na zachování tzv. "mělkého" ostění (80 mm), charakteristického pro funkcionalistické stavby, vyplynuly požadavky na netypický detail kotvení okna mimo nosnou konstrukci až do tepelné izolace. Toto řešení zcela eliminovalo tepelný most v oblasti kotvení oken k nosné konstrukci.

Zvolen byl kompletní fasádní systém Baumit. S ohledem na paropropustnost jednotlivých složek bylo vybráno lepidlo a stěrka Baumit Pro Contact a jako finální úprava silikonová omítka, která je dostatečně prodyšná a barevně stálá.

VÝMĚNA OKEN

Vzhledem k tepelně technickým vlastnostem původních oken a s přihlédnutím k finanční náročnosti a efektivitě oprav byla jediným řešením jejich výměna. Po konzultaci s NPÚ České Budějovice se zvolila okna s hliníkovým rámem z tříkomorových profilů a s přerušeným tepelným mostem. Požadavkem bylo nejen zachování stávajícího rozměru a členění, ale i poměru mezi tloušťkou hliníkových rámů a dělicích prvků a rozměry skleněných výplní.

ENERGETICKÁ SANACE JAKO HLAVNÍ CÍL

Původním a hlavním cílem bylo komplexní řešení vytápění a úsporných opatření na všech školách a školských zařízeních ve Volyni s důrazem na ekologizaci zdrojů tepla a zachování architektonických hodnot areálu vyšší odborné školy a střední průmyslové školy.

Až do ledna 2009 zajišťovaly vytápění škol a školských zařízení dvě kotelny. Kotelna na Děkanském vrchu zásobovala teplem a teplou užitkovou vodou domovy mládeže obou středních škol, areál dětského domova, školní jídelnu i dvě budovy Základní školy Volyně. Spalovala hnědé uhlí, měla instalovaný výkon 4,2 MW a topným médiem byla teplá voda.

Druhým zdrojem byla nízkotlaká parní kotelna na lehký topný olej v areálu VOŠ a SPŠ Volyně s instalovaným výkonem 2,3 MW.

V rámci projektu Snížení energetické náročnosti škol a školských zařízení Jihočeského kraje ve Volyni byly obě kotelny nahrazeny centrálním zdrojem tepla v objektu kotelny na Děkanském vrchu, který připravuje teplo v kombinaci spalování fytomasy, plynu, tepelného čerpadla a kogenerační jednotky a má instalovaný výkon 2,74 MW.

Ve všech objektech se instalovaly nové předávací stanice a uskutečnila se kompletní rekonstrukce teplovodních rozvodů. Areál VOŠ a SPŠ Volyně byl připojen novou samostatnou teplovodní větví.

Na základě navržených úsporných opatření byly vydány protokoly k energetickému štítku obálky budov "po rekonstrukci" a odpovídající štítky obálky budov. Podle jejich výsledků bylo realizováno zateplení a výměna oken objektů domovů mládeže a areálu VOŠ a SPŠ Volyně.

U objektů domovů mládeže (varianta panelového systému T 06 B) byla zvolena plastová okna a klasický zateplovací fasádní systém. Vstupem do hodnocení přínosů zateplení jednotlivých objektů byla opatření s cílem dosažení hodnoty průměrného prostupu tepla na úroveň doporučeného součinitele prostupu tepla. V konkrétních případech jednotlivých objektů se jedná o následující hodnoty tepelné izolace svislých konstrukcí, zateplovaných střech a průměrných prostupů tepla otvorovými výplněmi. Pro všechny objekty byly v energetickém auditu předepsány otvorové výplně s koeficientem prostupu tepla průhledných částí 1,1 W/m2K, což v konečném důsledku činí průměrný prostup celého okna na úrovni 1,5 W/m2K. Pro objekty domovů mládeže činila požadovaná tloušťka izolace svislých konstrukcí 140 mm, u objektů školy pak 120 mm. Pro všechny zateplované objekty byl požadavek na celkovou tloušťku tepelné izolace střech 200 mm.

Při splnění těchto podmínek došlo k očekávaným přínosům ve smyslu snížení nákladů na vytápění objektů, které byly definovány v energetickém auditu. Údaje k součiniteli (činiteli) prostupu tepla v protokole k energetickému štítku, uvedené v příloze energetického auditu, se vztahují k proskleným částem otvorových výplní. Konečná hodnota prostupu tepla celého okna je závislá na materiálu a provedení rámů a velikosti oken - u plastových oken lze očekávat koeficient prostupu tepla na průměrné úrovni 1,4 W/m2K a u hliníkových oken bude dosaženo průměrné hodnoty 1,61 W/m2K.

Celá akce probíhala za provozu všech objektů škol a školských zařízení. Koordinace prací generálního zhotovitele i subdodavatelů byla tedy poměrně náročná, přitom se nikde nepřerušila výuka - s výjimkou čtyř dnů se musela po celou dobu realizace zajistit dodávka tepla a teplé užitkové vody.

CENTRÁLNÍ KOTELNA

Součástí konceptu snížení energetické náročnosti budov byla modernizace centrální kotelny, v níž je instalován kotel na spalování fytomasy, včetně dopravy paliva do kotle, čištění spalin a napojení teplovodních výstupů na strojovnu kotelny s výkonem 1,3 MW. Dále jsou to plynové kondenzační kotle koncipované na pokrytí špičkových odběrů tepla a také jako záloha při odstavení kotle na spalování biomasy (každý s výkonem 0,65 MW).

Tepelné čerpadlo v provedení vzduch/voda o tepelném výkonu 100 kW zajišťuje vytápění do venkovní teploty 0 °C.

Součástí kotelny je i kogenerační jednotka pro pokrytí vnitřní spotřeby elektrické energie při provozu kotle na spalování biomasy.

V letním období zajišťuje podstatnou část dodávky elektrické energie pro chod tepelného čerpadla a zároveň svým tepelným výkonem zvyšuje teplotu vody pro ohřev TUV. Její instalovaný elektrický výkon činí 25 kW, odpovídající tepelný výkon 47 kW.

V zimním období je hlavním zdrojem tepla kotel na spalování fytomasy a pouze při špičkové potřebě tepla je doplňován kotli na plyn.

Současně s kotlem na spalování fytomasy je v provozu i kogenerační jednotka, která pokrývá kompletní spotřebu elektrické energie v kotelně. Součástí kotelny je krytý sklad štěpky.

V letním období se využívá tepelné čerpadlo pro přípravu teplé užitkové vody a kotle na plyn. I pro provoz tepelného čerpadla je zdrojem elektrické energie kogenerační jednotka.

Rozvod k objektům byl realizován jako dvoutrubkový s neregulovanou vodou a celoročním ohřevem TUV přímo v zásobovaných objektech.

Provoz kotelny je řízen systémem měření a regulace s možností on-line změny parametrů a dálkovým spínáním jednotlivých zdrojů tepla. Rovněž předávací stanice na patách jednotlivých objektů umožňují dálkovou změnu parametrů a možnost řídit vytápění jednotlivých větví podle rozvrhu vyučování a pružně reagovat na všechny změny související s provozem školy.

ZÁKLADNÍ ÚDAJE

Název realizace: Snížení energetické náročnosti škol a školských zařízení Jihočeského kraje ve Volyni

Investor: Jihočeský kraj

Energetický audit: SEVEN o.p.s. České Budějovice, Ing. Gustav Kodl

Zpracovatel projektu pro stavební povolení: AIP Plzeň spol. s r.o., Ing. arch. Karel Salát

Realizační firma: METROSTAV a.s., vedoucí projektu Ing. Petr Šimák, stavbyvedoucí Ing. Otto Hrodek

Technický dozor investora: LIMEX CB a.s., Ing. Libor Kulíř

Celkové náklady na realizaci: 126 640 777 Kč

Schválené uznatelné náklady: 94 957 071 Kč

Dotace EU z OPŽP: 80 713 510 Kč; Operační program Životní prostředí, oblast podpory 3.2 - Realizace úspor energie a využití odpadního tepla u nepodnikatelské sféry (85 % z uznatelných nákladů)

Dotace SFŽP ČR/státního rozpočtu: 4 747 854 Kč (5 % z uznatelných nákladů)

Termín: leden - listopad 2009

Realizací došlo ke snížení emisí CO2 zhruba o 3080 t/rok a k úspoře energie 9473 GJ /rok.

Zpracováno z podkladů projektu