Mateřská škola

Predmetom diplomovej práce bolo spracovanie projektovej dokumentácie na stavebné povolenie pre novostavbu materskej školy s takmer nulovou spotrebou energie. Materská škola sa nachádza v strednej časti mesta Slavkov u Brna v blízkosti Slavkovského rybníku. Materská škola je navrhnutá ako drevostavba s kapacitou pre 40 detí a šesť zamestnancov. Budova je samostatne stojaca, prízemná, nepodpivničená budova, s nekrytou terasou a pôdnym priestorom. Zastrešenie budovy je prevedené šikmou sedlovou strechou. Pôdorysne budova pripomína písmeno „C“. Prvá časť diplomovej práce sa zaoberá architektonicko-stavebným riešením budovy. Budova je založená na systéme líniových základových pásov z betónu a s výstužou z ocele. Obvodové nosné konštrukcie sú prevedené z prefabrikovaných sendvičových panelov na báze dreva SIP (Structural Insulated Panels). Fasáda budovy je prevedená ako prevetrávaná s dodatočným zateplením z minerálnej vaty. Konštrukčný systém je doplnený o nosné rámové konštrukcie z lepeného lamelového dreva s označením BSH, ktoré zabezpečuje priečne stuženie budovy. Vodorovné konštrukcie sú navrhnuté systémom trámových nosníkov KVH, na ktorých sú ukotvené sadrokartónové podhľady. Materská škola je taktiež posúdená z hľadiska požiarnej bezpečnosti a stavebnej fyziky, ktorá zahŕňa tepelno-technické posúdenie, preukaz energetickej náročnosti budovy, akustické posúdenie a posúdenie denného osvetlenia a oslnenia. Druhá časť diplomovej práce rozoberá koncepčné návrhy navrhnutých systémov TZB v budove. Pre materskú školu je navrhnutý koncept umelého osvetlenia a využitie dažďovej vody využívané na zalievanie záhrady. Ďalej je v budove navrhnuté nútené vetranie s rekuperáciou pomocou VZT jednotky. Vykurovanie v zimnom období zabezpečujú dve tepelné čerpadlá na systém zem-voda spolu so systémom podlahového vykurovania. Tepelné čerpadlá majú reverzný režim, teda v letnom období budú chladiť vnútorné priestory budovy. Pitná voda je akumulovaná v akumulačnom zásobníku s vykurovacím telesom. Na streche budovy je umiestnených 58 panelov FVE s orientáciou na východ, juh a západ. Tretia časť diplomovej práce sa venuje hodnoteniu životného cyklu vybraných konštrukcií obvodových stien. Pre posúdenie sú vybrané štyri rôzne skladby obvodových stien s prevetrávanou fasádou, z toho tri sú na báze dreva a jedna skladba je na báze pórobetónových blokov. Jednotlivé skladby sa taktiež od seba líšia typom tepelnej izolácie, ktorá je buď z minerálnej vaty alebo drevovláknitého materiálu. Celkový koeficient prestupu tepla (U) bol navrhnutý rovnaký pre všetky skladby o hodnote 0,157 ± 0,001 W/m2K. Jednotkou analýzy je 1 m2 s výpočtovým obdobím stanoveným na 50 rokov. Životnosť prvkov v prevetrávanej fasáde je posudzovaná podľa životnosti použitej tepelnej izolácie. Analýza výpočtov je vykonaná pomocou softwaru One Click LCA, v ktorom boli skladby posúdené. Pre jednotlivé skladby je vytvorený životný cyklus, zahŕňajúci jednotlivé fázy a moduly definované podľa normy ČSN EN 15 978.
The subject of this master's thesis was to develop documentation for a building permit for a new kindergarten with near-zero energy consumption. The kindergarten is located in the central part of the town Slavkov u Brna, near the Slavkov Pond. The kindergarten is designed as timber frame construction with a capacity for 40 children and six staff members. The building is standalone, single-story, non-basement structure with an uncovered terrace and attic space. The roof of the building is a pitched gable roof. The floor plan of the building resembles the shape of a letter „C“. The first part of the master's thesis deals with the architectural and structural solution of the building. The building is based on a system of linear foundation strips made of concrete with steel reinforcement. The exterior load-bearing structures are made of timber based prefabricated sandwich panels SIP (Structural Insulated Panels). Façade of the building is designed as a ventilated façade with additional thermal insulation made of mineral wool. The structural system is supplemented by load-bearing frame construction made of glued laminated timber (BSH), which provides transverse bracing for the building. The horizontal structures are designed using KVH beam trusses, onto which drywall ceilings are mounted. The kindergarten is also assessed in terms of fire safety and building physics, which includes thermal-technical evaluation, proof of the building's energy efficiency, acoustic assessment and evaluation of daylight and glare. The second part of the master's thesis discusses the conceptual designs of the proposed technical building systems (TZB) in the building. The concept for the kindergarten includes artificial lighting and the use of rainwater for irrigating the garden. Additionally, forced ventilation with heat recovery using an HVAC unit is proposed. Heating during winter months is provided by two geothermal heat pumps connected to an underfloor heating system. These heat pumps have a reverse mode, so during the summer months, they are providing cooling for building's interior spaces. Drinking water is stored in an accumulator tank with a heating element. The building's roof is equipped with 58 photovoltaic panels oriented towards the east, south and west. The aim of the master's thesis was to assess four variants of envelope walls using a life-cycle assessment method to determine which variant had the least environmental impact. The analysis was performed using “OneClick LCA” software, in which the walls were modelled. Each wall structure featured a ventilated façade and was designed to have the same load-bearing capacity, fire resistance and heat transfer coefficient (U-value) of 0.157±0.001 W/m2K. In total, four different variants were designed: three were timber-based and one was made of precast blocks. The insulation materials used varied, ranging from mineral wool to fiberboard panels. The unit of analysis was one m2 with a calculation period of 50 years. Each wall composition was evaluated in every phase of the LCA and the results were plotted in charts. A life cycle for each composition has been created, covering individual phases and modules defined according to the ČSN EN 15978 standard.

Keywords

Materská škola, drevostavba, SIP panely, sedlová strecha, prevetrávaná fasáda, VZT jednotka, tepelné čerpadlo zem-voda, fotovoltaické panely, LCA (Life Cycle Assessment)., Kindergarten, timber frame construction, SIP panels, gable roof, ventilated facade, HVAC unit, geothermal heat pump, photovoltaic panels, LCA (Life Cycle Assessment).

Citation

MARCIBÁNYI, S. Mateřská škola [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2025.

Language of document

cs

Study field

bez specializace

Comittee

doc. Ing. Hana Gattermayerová, CSc. (předseda) prof. Ing. Jitka Mohelníková, Ph.D. (místopředseda) Ing. Roman Brzoň, Ph.D. (člen) Ing. Petr Jelínek, Ph.D. (člen) Ing. Petr Blasinski, Ph.D. (člen) Ing. Josef Remeš, Ph.D. (člen)

Date of acceptance

2025-02-03

Defence

OTÁZKY OPONENTA: 1) Vzhledem k charakteru a provozu objektu, je vhodné parkovací místa navrhovat vlevo a jízdní pruh vpravo (blíže objektu)? Je možné přistoupit k bezpečnějšímu návrhu? - OPRAVENO, NAVRŽENO VHODNĚJŠÍ ŘEŠENÍ 2) Pro odvodnění parkovacích ploch je navrženo liniové odvodnění v celkové délce cca 50 m. Je toto řešení z hlediska kapacity, údržby a dlouhodobé funkčnosti dostatečné a spolehlivé řešení? Jak je zajištěno odvod dešťových vod ze zámkové dlažby? - ODPOVĚZENO 3) Při vstupu do objektu (vstup A) je šířka chodby 2,1 m a šířka šatny pro děti 2,4 m. Je tohle dostatečný prostor ve chvíli vyzvedávání dětí ze školky? Uvažujete i s rodiči s kočárky? - ODPOVĚZENO, NAVRŽENO VHODNĚJŠÍ ŘEŠENÍ 4) Odůvodněte směr otvírání vstupních dveří směrem do exteriéru (vstup A i B). Jaká platí pravidla/vyjímky pro vstupní dveře do objektu z hlediska požární bezpečnosti v případě, že slouží jako úniková cesta? - CHYBA, ODPOVĚZENO 5) V třídách jsou navrženy okenní parapety s výškou 900 mm. Zvažoval jste možnost snížených parapetů, které by mohly lépe vyhovovat potřebám malých dětí? Vzhledem k značnému prosklení jižní fasády, je přesah pláště 500 mm dostatečným zastíněním? Je návrh jižní fasády v kombinaci s navrhovaným chlazením fancoily nejekonomičtější varianta? - CHYBNÉ ŘEŠENÍ, ODPOVĚZENO 6) Jak vysoko nad úroveň střechy je navrženo vyvedení odvětrání kanalizace? Jak je zajištěno zachytávání sněhu na střeše? Jakými konkrétními prkvy je zajištěn přístup pro revize a údržbu na střeše? Odpovídají tato řešení normativním požadavkům? - ODPOVĚZENO 7) Je vhodné pokládat tepelnou izolaci podlahy v jedné vrstvě o celkové tl. 140 mm? Odůvodněte, případně uveďte alternativní řešení. - DISKUZE, ODPOVĚZENO 8) Odůvodněte návrh skladby podlahy terasy (terasová prkna nad zámkovou dlažbou). - ODPOVĚZENO 9) V místnosti 117 Kancelář II není splněn požadavek na proslunění. Jaké jsou možnosti pro eliminaci tohoto problému? - DISKUZE, ODPOVĚZENO 11) V D.1.3.01 uvádíte, že hasicí přístroje musí být snadno viditelné a volně přístupné, jejich umístění musí umožňovat jednoduché a rychlé použití. Je proto vhodné umístit hasicí přístoj např. do místnosti 131? - ODPOVĚZENO 12) V závěru třetí části uvádíte, že výsledný rozdíl mezi V2 a V3 je pravděpodobně zapříčiněn lepidlem a dobou životnosti. Můžu být tento rozdíl zapříčiněn také nějakými dalšími okolnostmi? Okomentujte rozdíl mezi V2 a V4. Po provedení posouzení životního cyklu, provedl by jste ve svém návrhu nějaké změny? - ODPOVĚZENO OTÁZKY KOMISE: 1) Konstrukční řešení střešní konstrukce - DIZKUSE, ČÁSTEČNĚ OBHÁJENO 2) Řešení obvodovbého pláště objektu, udržitelnost jednotlivých variant - ČÁSTEČNĚ OBHÁJENO 3) Regulační schémata vytápění, chlazení - 4) Zakreslení základů - ODPOVĚZENO 5) Zakreslení bezbariérového WC - OPRAVENO, ODPOVĚZENO 6) Volba konstrukčního systému, chlazení a přehřívání - DISKUZE Student se snažil vcelku velmi dobře reagovat na připomínky oponenta a zdůvodňovat svoje navrhovaná řešení, rovněž na většinu otázek členů komise k předložené práci reagoval velmi dobře.

Result of defence

práce byla úspěšně obhájena

Document licence

Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení