Czech Off-Grid House

CTU in Prague - Faculty of Civil Engineering

Idea projektu

Tato práce řeší návrh energeticky hospodárného rodinného domu ve Vrcově v rámci studentské architektonické soutěže Český ostrovní dům 2017. Koncept vychází z principů tzv. ostrovních domů při zachování komfortu standardní “připojené” domácnosti. V návrhu byla spojena pokroková, důmyslná a plně funkční řešení, v co nejvíce soběstačném a šetrném domě.
Navržen je tak rodinný dům pro čtyřčlennou rodinu, uspořádaný do dvou podlaží, resp. přízemí a podkroví. Projekt reaguje na způsob života investora a splňuje jeho přání a požadavky. Jelikož majitel občas pracuje i z domova, byla oddělena pracovna od hlavní hmoty domu, tedy oddělena práce od bydlení. Toto oddělení umožňuje pracovat v pracovně s klienty/spolupracovníky bez narušování soukromí rodinného života v domě, či tento prostor využít jako pokoj pro hosty.
Celkově se jedná o současnou formu rodinného bydlení na venkově, využívající novodobé poznatky z oblasti udržitelné výstavby, reagující na kontext místa a nabízející tak uživateli komfort bydlení v úzkém kontaktu s přírodou.

This project deals with design of low-energy family house in Vrcov in the Czech Republic, in terms of The Czech off-grid house (Český ostrovní dům 2017) event for architecture students from the Czech Republic. The concept goes by principles of off-grid houses, while keeping all comfort for inhabitants such as standard grid-on house. The design connects progressive, sophisticated and fully functional solution to achieve the most self-sufficient and economical house.
The house is designed for family with four members (parents and two children) and is composed into two stories. The design responds to stakeholder´s way of life and fulfils his wishes and requests. The house is also divided into two parts because of stakeholder´s work. Sometimes he would like to work from home, so the working space is divided from the residential space and so is the mass of both parts. This separation allows the owner to work in the working space without intruding the privacy in the residential space. This part of the house is also fully equipped for living, so it´s possible to use it as room for guests.
To sum up, this solution is designed according to modern way of life in the countryside, using pieces of knowledge of sustainable design and responding to the context of the place and supply inhabitants with all comfort in close living with nature.

Popis projektu

Dům je umístěn do severovýchodní části parcely tak, aby byla zachována co největší část zahrady pro pobyt a užívání rodinou a příjezdová cesta byla co nejkratší. Dále bylo důležité, aby zůstal osobní i vizuální kontakt s místními obyvateli a aktivitou na návsi s rybníkem, došlo k propojení se stávajícím vzrostlým stromem na pozemku a jeho využití. Dům je natočen tak, že využívá příjemné orientace ke světovým stranám a umožňuje výhledy do krajiny a úzký kontakt s přírodou.
Z toho vznikl i vhodný tvar půdorysného L, který tak vytváří intimní zákoutí zahrady, je dobře orientovaný ke světovým stranám a působí jako bariéra proti dopravnímu hluku z místní hlavní komunikace. Základní ideou je umožnění průchodnosti mezi jednotlivými částmi objektu, zahradou a přístupovou cestou. Tuto “křižovatku” tvoří prosklená část, spojující hlavní, dvoupodlažní (1 NP + podkroví) hmotu objektu s druhou, částečně dvoupodlažní hmotou, ve které je umístěn přístřešek pro osobní vůz, garáž, kůlna/dílna, stáj pro ovce a v 2. NP nad garáží pracovna/pokoj pro hosty. Na objektu je navržena sedlová střecha, aby nerušeně navazoval na místní charakter zástavby. Tvar hlavní hmoty odráží několik principů. Především reaguje na vzrostlý strom, který se nachází na severní straně pozemku a na kterém je umístěn domek pro děti na hraní. Na strom navazuje terasa a ustoupení hmoty domu. Reakcí na jižní stranu s výhledy do zahrady a přímý kontakt s okolní přírodou je zápraží s terasou, velká okna a pobytový vikýř v 2. NP

The house is located in the north-eastern part of the lot, so there is enough place in the garden left for the various ways of usage of the family. Very important is the visual contact with residents and with the nature. On the north part of the lot there is a high-grown tree which we wanted to include into our design process. The reaction to the tree can be seen in the missing part of the house around the tree with the terrace and a tree house for the children. Also during the design process, it was very important to design properly the orientation to the cardinal points and to nice views to the nature.
The shape of the house in plan is similar to letter ‘L’ so it creates private and cozy corner with terrace. The main idea of the project is to make a crossing (the glassed-in part of the house) so it is possible to go straight from outside to the garden, from the garage to the garden, from the garage to the house etc. This crossing part connects two main masses of the house, the one with a private living part and the second with garage, shed and working space in the second floor. This connection between these two main parts of house and at the same time separation of privacy in the living part and working part can be for the family very useful to not have their privacy disturbed.

Technické informace

Konstrukční systém domu je stěnový. Nosnou konstrukcí domu jsou dřevěné lepené panely Novatop s kontaktním zateplovacím systémem s minerální izolací. V části domu se nachází akumulační stěna z vápenopískových tvárnic. Střecha je sedlová, tvořena dřevěnými panely Novatop s tepelnou izolací z minerálních vláken. Střešní krytina je z falcovaného plechu. Základy domu tvoří železobetonová deska s tepelnou izolací z extrudovaného polystyrenu. Okna jsou navržena se solárním zasklením pro zvýšení využitelnosti solární energie. Všechny konstrukce jsou navrženy v pasivním standardu.
Hlavním zdrojem tepla na vytápění jsou krbová kamna na peletky s automatickým podavačem peletek a s teplovodním výměníkem. Výměník je napojen na systém teplovodního podlahového vytápění, kam je také zapojena akumulační nádrž. Hlavním zdrojem elektrické energie je malá fotovoltaická elektrárna na střeše objektu. Přebytky elektrické energie ukládáme do akumulační teplovodní nádrže, do bateriového úložiště, případně do elektromobilu. Řízení spotřeby a ukládání elektrické energie je řízeno inteligentním systémem pro domácnosti.
V domě je navržen systém nuceného větrání s rekuperací tepla z odpadního vzduchu.
Systém hospodaření s dešťovou a odpadní vodou zahrnuje domovní membránovou čističku odpadních vod, retenční nádrž a vsakovací prvky. V retenční nádrži je přečištěná voda z čističky míchána s přefiltrovanou dešťovou vodou a dále je znovu využita v objektu pro splachování WC, úklid, zalévání zahrady apod. V případě přebytku vody v retenční nádrži jsou instalovány vsakovací prvky. Dům dále využívá studnu jako zdroj pitné vody. V období sucha je možno využít vodu z vodovodního řadu.

The house is deigned from laminated wood panels (Novatop system) with mineral insulation. Part of the load bearing walls is designed from accumulative sand lime bricks to balance indoor environment. Pitched roof is also designed from laminated wood panels with mineral insulation and roof covering is considered as folded metal plates. A reinforced concrete slab with insulation of extruded polystyrene is used as the foundation of the house. Windows are considered with solar glazing to ensure higher usage of solar energy. All structures are designed in passive standard.
The main source for heating is fireplace stove. The stove uses pellets as fuel and is designed with automatic electric pellets feeder and water heat exchanger. The exchanger is connected with hot water floor heating. There is also one water storage tank implemented into heating system. The main source of electricity is small photovoltaic power plant situated onto the roof. Surpluses of electric energy are transferred into the water storage tank, into batteries, eventually into an electromobile. The consumption and the stocking of electricity is managed by intelligent system management tool for households.
Ventilation is considered as mechanical with heat recovery from waste air.
The system for managing rainwater and wastewater consists of house membrane water treatment plant, retention tank and water ground infiltration elements. The rainwater and cleaned up wastewater is mixed in retention tank and is backwards used in the house for flushing toilets, cleaning household, watering the garden etc. If the retention tank is full, the surpluses of water are infiltrated into the ground using water ground infiltration elements. The source of drink water is water well, situated near the house. During the drought period it is possible to use drink water from public water supply.

Spoluautoři

Kristýna Ulrychová
Matouš Juráň
Josef Konečný