Vrste energetski učinkovitih kuća

Energetski efikasnim kućama nazivaju se:

1. niskoenergetske kuće (low energy house)
2. pasivne kuće (passive house, ultra-low energy house)
3. kuće nulte energije (zero-energy house or net zero energy house)
4. nezavisne ili autonomne kuće (autonomous building, house with no bills)
5. kuće s viškom energije (energy-plus-house)

Obična kuća i energetski štedljiva – razlika?

U Hrvatskoj je od 2002. godine, energetski štedljiva kuća standard za novogradnju. Minimalni uvjeti koje danas zgrade moraju ispunjavati, propisani su Tehničkim  propisom o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama.

Motiv za propisivanje tzv. zelene gradnje nije, usprkos rastućoj cijeni energenata, primarno štednja, već učinkovita uporaba energije s minimalnim utjecajem na okoliš, a da se pri tome ne narušava postojeći standard stanovanja i rada.

Proces oblikovanja energetski štedljive kuće razlikuje se u modernijem pristupu i spremnosti korištenja novih materijala i tehnologija.

Niskoenergetska ili trolitarska kuća, pasivna kuća, kuća nulte energije, autonomna kuća i kuća s viškom energije, to su sve energetski učinkovite kuće. Ovi nazivi znače građevinske koncepte, za koje vrijede potpuno jasne osnove.

Točne mjerne vrijednosti za utrošak energije za grijanje i toplu vodu kao i točni tehnički zahtjevi u pogledu izolacije prozora, odzračivanja i hlađenja moraju biti ispunjeni, kako bi vaša kuća mogla dobiti jednu od gore navedenih kategorija.

Postizanje najbolje moguće iskoristivosti dostupne energije i optimizacija potrošnje energije nije nova ideja. Baš kao i danas, u drevnim vremenima ljudi su se suočavali s problemom konstruiranja kuća koje bi imale zadovoljavajući toplinski komfor, a glavno pitanje im je bilo kako kuće zimi učiniti toplima, a ljeti hladnima.

Sokratova kuća

Tlocrt  kojeg je napravio kao posljedicu tog istraživanja, ima oblik trapeza s južno orijentiranom bazom i krovom koji pada prema sjeveru za smanjenje utjecaja udara sjevernih vjetrova. Sjeverni zid je masivne konstrukcije jer u ono vrijeme nije bilo kvalitetnih izolacijskih materijala pa se to nadoknađivalo debljinom zida. Južno orijentirani trijem projektiran je tako da blokira visoko ljetno sunce, a istovremeno propušta niske zimske zrake sunca duboko u prostorije.

Oblikovane prema Sokratovoj ideji, kuće u sjevernoj hemisferi trebale bi biti južno orijentirane, a u južnoj hemisferi sjeverno orijentirane da bi se maksimalno iskoristila solarna energija. Na drugoj strani morao bi postojati jako dobro izolirani zid kojim se sprječava gubitak energije.

Ideja Sokratove kuće zadržana je i do danas. Razlika se očituje u razradi koncepta i u novim materijalima i tehnologijama. Poslijedično tome i u količini energije koja se upotrebljava kako bi stanovanje u takvome objektu bilo ugodno, i u temperaturnom i u svakom drugom smislu.

Obična kuća troši ogromne količine energije

Većina kuća u Hrvatskoj danas datira od 1987. godine i ranije. Tada nije bilo standarda energetski štedljive gradnje, a kao posljedica toga upotrebljavani su materijali koji kuće nisu štitili od pretjeranog hlađenja i zagrijavanja.

Rezultat je taj da većina kuća iz tog vremena, dakle i većina objekata u kojima i danas ljudi žive, ima energetski razred E i veći, što konkretnije znači da se na održavanje takvog objekta troši ogromnih 200 i više kWh/m² energije za grijanje (i hlađenje) godišnje.

Razlog tome su značajne varijacije u nacionalnim standardima. Kuće koje su izgrađene u sjevernijim, hladnijim krajevima imaju drukčije raspoređenu potrošnju energije, zimi više griju, ali ljeti ne moraju hladiti.

Dakle, niskoenergetska kuća napravljena po standardima jedne države ne mora biti niskoenergetska po standardima druge države. Primjerice, u Njemačkoj niskoenergetska kuća ima ograničenje u potrošnji energije za grijanje prostorija od 50 kWh/m2 godišnje, dok se u Švicarskoj za grijanje prostorija ne smije se koristiti više od 42 kWh/m2 godišnje. U ovome trenutku se kod prosječne niskoenergetske kuće u spomenutim državama dostiže otprilike polovica tih iznosa, odnosno između 30 kWh/m2 godišnje i 20 kWh/m2 godišnje za grijanje prostorija.

U Hrvatskoj se prilikom definiranja niskoenergetske kuće uzima vrijednost od 30 kWh/m2 godišnje za grijanje prostorija  jer je kod nas klima povoljnija od one u Njemačkoj i Švicarskoj. Ova vrijednost bi u praksi trebala na jugu biti i znatno niža zbog većeg broja sunčanih dana.

Kako se postiže ušteda energije kod niskoenergetske kuće?

U praksi iskorištavaju se visoki nivoi osunčanja, ugrađuju se energetski učinkoviti prozori, obavezni su niski nivoi propuštanja zraka i toplinska obnova u ventilaciji za manje energije potrebne za grijanje i hlađenje. Dopušteni su, i poželjni, standardi prema pasivnim solarnim tehnikama dizajna ili aktivne solarne tehnologije, odnosno ugradnja solarnih kolektora i fotonaponskih ćelija.

Često se koriste i tehnologije za recikliranje topline iz vode koja je korištena kod tuširanja ili u stroju za pranje posuđa.

Takva kuća treba čak 90% manje energije od uobičajenog objekta i 75 % manje od današnje vrste prosječnog novosagrađenog objekta.

Ona koristi izvore energije u svojoj unutrašnjosti, kao što su toplina sunca, toplina tijela ljudi koji u njoj žive te toplina električnih uređaja. 

Sa najvećom dopuštenom potrošnjom za grijanje i hlađenje (prema propisima) do 15 kWh/m² godišnje toplinske energije po jedinici korisne površine, potrebe za toplinom grijanja višestruko su ispod onih kod niskoenergetske kuće. Takav propis vrijedi za Hrvatsku, neke države imaju svoje standarde koji mnogo strože definiraju pasivne kuće.

Pasivnu kuću karakteriziraju velike staklene frontalne površine okrenute prema jugu i relativno mali prozori okrenuti prema sjeveru kao i kompaktnost građevinskog objekta. Pasivne kuće postižu enormnu uštedu energije zahvaljujući visokoj kvaliteti termoizolacijskog omotača i iznimno energetski učinkovitim građevinskim elementima. Udobnost je značajno povećana, podešava se takozvana individualna „termička ugoda“.

Temeljna pretpostavka za pasivnu kuću i generalno energetski štedljivo građenje je vanjski zrakoneporopusni omotač. Zrakonepropusni omotač mora biti kontinuirano i čvrsto postavljen oko cijelog objekta i ne smije imati otvore. Prozori na takvome objektu su sa troslojnim staklima punjenima plinom. Isto tako, ne smije biti toplinskih mostova. Time se osigurava da se površinska temperatura kuće ravnomjerno razdjeljuje, a istovremeno sprečava eventualna pojave vlage na omotaču.

U svakoj pasivnoj kući je nezamjenjiv sofisticirani sustav ventilacije sa rekuperacijom zraka . Zdravlje i ugoda za stanare postiže se tako što se dovodi upravo onoliko svježeg zraka koliko je stanarima potrebno, a već upotrijebljeni zrak se stalno odvodi iz prostorija. U prostore boravka se dovodi „netretirani“  vanjski zrak. Time se održava visoki stupanj higijene zraka. I baš je to, taj svježi vanjski zrak posebni „štos“ pasivne kuće. Uređaj za odzračivanje uzima i do 95% topline iz odlaznog zraka, koji se preko prijenosnika topline odvodi u dolazni zrak. Na taj način se svježi zrak koristi direktno kao medij grijanja. A kao generatori topline koriste se osim konvencionalnih kotlova za grijanje i specijalni sistemi toplinskih crpki.

Pasivna kuća otplaćuje samu sebe, ona nije zaštićeni proizvod, već građevinski koncept, koji svima stoji na raspolaganju.

Međutim, praksa pokazuje da se u nekim periodima energija dobiva iz energetske mreže, a u drugima se vraća u energetsku mrežu. Kuća koristi obnovljive izvore energije koji su u svome djelovanju većinom sezonski. Kako bi se postigao ovakav standard energija se mora generirati unutar kompleksa koristeći obnovljive izvore energije koji ne zagađuju okoliš. Kuće nulte energije zanimljive su i zbog zaštite okoliša jer se zbog obnovljivih izvora energije ispušta vrlo malo stakleničkih plinova.

Kao i slučajevima niskoenergetske ili pasivne kuće, postoji nekoliko detaljnijih definicija kojima se određuje što zapravo znači kuća nulte energije, a najveće razlike odnose se na definicije unutar Europe u odnosu na Sjevernu Ameriku.

VRSTE KUĆA NULTE ENERGIJE

Kuća sa:

nultom potrošnjom unutar kompleksa – energiju proizvodi koristeći obnovljive izvore energije što je jednako energiji koja je potrošena unutar kompleksa.

nultom potrošnjom izvorne energije – označava kuću koja proizvodi istu količinu energije koju i potroši, a uz to mora proizvesti i energiju koja se troši prilikom transporta energije do kuće. U kalkulaciju se ubrajaju i gubici prilikom prijenosa električne energije. Ova vrsta kuće nulte energije mora generirati više električne energije od kuće s nultom potrošnjom energije unutar kompleksa.

nultom energetskom emisijom – je kuća bez ugljičnog otiska ili kuća bez emisija. Pod ovom definicijom podrazumijeva se balansiranje ugljičnih emisija koje su generirane upotrebom fosilnih goriva unutar ili izvan kompleksa s količinom energije koja je unutar kompleksa proizvedena koristeći obnovljive izvore energije. Ostale definicije ne uključuju samo emisije ugljika u fazi korištenja kuće, već se dodaju i emisije nastale prilikom konstruiranja i izgradnje kuće. Postoje još i debate oko toga trebaju li se u kalkulaciju uzeti i emisije nastale zbog prijenosa energije prema kući i iz kuće natrag u mrežu.

nultom cijenom energije – cijenu kupovanja energije balansira s cijenom energije koja se prodaje mreži, a generirana je unutar kompleksa. Ovakav status ovisi o tome kako distributer energije nagrađuje generiranje energije unutar kompleksa (isplata, kompenzacija, ili nešto drugo).

nultom potrošnjom energije van kompleksa – biva definirana i kao kuća situacije kada je 100% energije koju kupuje generirano pomoću obnovljivih izvora energije, čak i ako su ti izvori energije van kompleksa.

odvojenim sustavom od mreže – označava kuće nulte energije koje nisu priključene ni na kakav izvor energije koji nije unutar kompleksa. Takve kuće zahtijevaju distribuiranu proizvodnju energije iz obnovljivih izvora i pripadajuće kapacitete za pohranu te energije (za slučaj kad sunce ne sije, vjetar ne puše i slično).

Dakle, ona nema priključka na mrežu za distribuciju električne energije, vodovod, kanalizaciju, odvodnju, komunikacijsku mrežu, a u nekim slučajevima nema ni priključka na javne prometnice.

Autonomna kuća je mnogo više od energetski učinkovite kuće – energija je u ovom slučaju samo jedan od resursa koje je potrebno dobiti iz prirode.

To je moguće ostvariti upotrebom malih generatora električne energije, niskoenergetskih tehnika gradnje poput pasivnog solarnog dizajna kuće te pažljivog odabira lokacije za kuću. Većinom je takvu kuću s viškom energije teško razlikovati u odnosu na tradicionalne kuće jer jednostavno koriste najefikasnija energetska rješenja (aparati, grijanje, …) kroz cijelu kuću.

U nekim razvijenim državama tvrtke za distribuciju električne energije moraju kupovati višak energije iz takvih kuća i tim pristupom kuća, umjesto da je vječni trošak, može zarađivati novac za vlasnika.

Energetski učinkovite kuće su budućnost

Zato valja ozbiljno razmotriti sve mogućnosti prilagođavanja vlastitog života i života ljudi u zajednici novim izvorima energije i novim načinima štednje energije. Energetski učinkovite kuće su samo jedan dio u globalnoj energetskoj učinkovitosti.

Trenutno na svijetu postoji relativno mali broj energetski učinkovitih kuća i zgrada, ali se sa svakom novom energetski efikasnom kućom skupljaju prijeko potrebna iskustva koja se onda mogu implementirati u gradnju još efikasnijih kuća.

Pozitivni građevinski zakoni i propisi, te državne potpore i sufinanciranje podizanja energetske učinkovitosti naših kuća stepenica su ka gradnji budućnosti. A ona će morati poštovati načela energetski učinkovite kuće.