Pasivna kuća

Zašto bi pasivna kuća bila Vaš odabir?

Pasivna kuća zato jer se u njoj čovjek vrlo ugodno osjeća, a kućni proračun čuvaju niski računi za režije.

Pasivne kuće imaju zidove, krov, temelje, prozore i vrata, dakle sve građevne elemente, poput običnih kuća, ali su ti elementi konstruirani po drugačijem standardu.

Upravo radi specifičnog koncepta gradnje pasivne kuće su zgrade u kojima se bez aktivnog sustava grijanja ili klimatizacije postiže ugodna temperatura prostora i u ljetnom i u zimskom periodu godine.

OSNOVNA SVOJSTVA PASIVNE KUĆE

• temperatura unutar kuće je jednaka u svim prostorijama
• velik je otpor toplinskom toku (radi kvalitetne izolacije) pa nema hladnih vanjskih zidova
• zrak je čist i svjež
• unutar kuće temperatura se sporo mijenja. S ugašenim sustavom ventilacije i grijanja, temperatura pada manje od 0,5 °C dnevno, stabilizirajući se na 15°C u klimi srednje Europe
• otvaranje vrata i prozora, na kratko vrijeme, ima izrazito mali utjecaj. Nakon zatvaranja, zrak se vrlo brzo vrati na „normalnu“ temperaturu

Pasivni objekt nema radijatora

U pasivnoj kući nema radijatora i podnog grijanja nego se zrak, koji ulazi putem ventilacije u svaku sobu, prije malo dogrije. Ili ohladi. Dakle, „pasivni standard“ je koncept  gradnje po kojem je bitno smanjiti gubitke energije objekta kako bi se toplinski komfor mogao postići dogrijavanjem ili hlađenjem ulaznog  zraka.

Gubici energije izravno su povezani s ugodom, a kako ih u pasivnoj kući ima malo, time se povećava osjećaj udobnosti života u takvoj kući.

Sve se može graditi po pasivnom standardu, od obiteljskih kuća do vrtića, bolnica ili koncertnih dvorana. Primjera ima mnogo po svijetu, ali i u Hrvatskoj.

Dapače, u Republici Hrvatskoj postoji razvijena eko svijest, a nekoliko vladinih i dosta nevladinih društava i organizacija bave se ovom temom. Na najvišoj instanci osnovan je i Fond za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost: FZOEU.

Izgradnja pasivne kuće i život u njoj je investicija koja se isplati!

Troškovi izgradnje pasivne kuće prema primjerima iz prakse ne moraju biti veći od troškova izgradnje konvencionalne kuće prema važećim standardima.

Inicijalna investicija u pasivnu kuću je skuplja oko 15% od investicije u konvencionalnu kuću, ali ako uzmemo u obzir  činjenicu minimalnih režija, kroz nekoliko godina pasivna kuća je jeftinija .

Dakle, treba imati u vidu da takva kuća ima smanjenu potrošnju toplinske i rashladne energije, pa su kotlovi i rashladne jedinice manjeg kapaciteta, što podrazumijeva i niže investicijske troškove za kotlove, radijatore i rashladne jedinice.

Već u 8. godini cijene investicije se izjednačavaju, a poslije toga ostatak vremena živi se u udobnoj pasivnoj kući koja štedi novac za energiju grijanja i hlađenja.

Što utječe na potrošnju energije u kući?

• Oblik kuće
• Orijentacija prema stranama svijeta
• Vegetacija u okolici
• Lokacija
• Veličina i smještaj prozora i vrata
• Raspored prostorija
• Zaštita od sunca

Sve nabrojene elemente treba uzeti u obzir prilikom projektiranja i gradnje pasivne kuće, pa je sasvim jasno da to mogu činiti samo školovani stručnjaci!

U Hrvatskoj kuće puno troše

Godišnji utrošak energije prosječnog hrvatskog domaćinstva je danas preko 200 kW/m2 godišnje. Nije to baš laskav podatak! Posljedica je to činjenice da je velik broj kuća građen prije 1987. godine.

Prema klasifikacijama zapadnih zemalja (Njemačka, Austrija…), ukoliko su zahtjevi utroška energije za grijanje manji od 15 kW/m2 površine objekta, kuća može biti klasificirana kao ’’pasivni objekt“!

Što to znači?

To znači da bi za zagrijavanje prostorije neto površine od 10 m2 trebala biti dovoljna čak i žarulja snage 100 W. Podatak je fascinantan, pogotovo kada se uzmu u obzir podaci o većini privatnih stambenih objekata u Hrvatskoj danas.

I još nešto važno! „Pasivna kuća“ nije isti pojam kao „niskoenergetska kuća“. Razlika je u tome što je kod niskoenergetske kuće drukčiji standard gradnje i što ona troši više energije po m2 stambene površine gradnje.

Projektiranje pasivne kuće značajno se razlikuje u odnosu na klasičnu.

Zato treba poznavati osnovne principe gradnje pasivne kuće i znati ih adekvatno primijeniti s obzirom na lokaciju kuće koja se planira graditi.

OSNOVNI PRINCIPI GRADNJE PASIVNE KUĆE

• Objekt treba biti kompaktan u svome obliku
• Nastojati objekt orijentirati prema jugu
• Izbjegavati složene oblike konstrukcije
• Superizolacija
• Izbjegavanje toplinskih mostova
• Zemaljski izmjenjivač – toplinska pumpa
• Prozori  Uw < 0.8W/m2K
• Rekuperacija topline zraka >75%
• Superzabrtvljenost građevine

Gradnja počinje temeljima

Temelji su prva točka na kojoj se susreću tehnička rješenja toplinske izolacije i izbjegavanje toplinskih mostova. Danas se za nove kuće sve češće upotrebljava temeljna ploča, kod pasivnih je to jedini način, koji “u jednu ruku” rješava sve toplinske mostove ispod zgrade i sa strane temelja.

Temeljna ploča leži na toplinskoj izolaciji, koja ju štiti i sa čela. Kod ovako kvalitetno izvedene toplinske izolacije, nema mjesta za toplinske mostove. Taj model se obavezno upotrebljava za pasivne kuće, a sve češće i za sve ostale.

Poslije temelja na redu su zidovi

S obzirom na brzinu gradnje, troškovi gradnje Ytong sustavom ne rastu nego opadaju.

Postoji puno metoda gradnje. Važno je postići što manji koeficijent toplinske provodljivosti.

Iskustva zapadnih zemalja, posebice njemačke građevinske industrije pokazuje da bi koeficijent trebao biti idealno oko 0.11 W/m2K (U=0.11W/m2K). Postizanje nižih vrijednosti nema velikog efekta, iz raznih razloga, tehničke i praktične prirode.

Kod gradnje s Ytongom nema dodatne izrade armiranih nadvoja, nosećih greda i slično.

Cijela struktura objekta ima iste termomehaničke vrijednosti u svakoj točki, što sprječava mogućnosti kondenzacije, koja se javlja zbog razlike temperatura na pojedinim dijelovima konstrukcije objekta kod drugih vrsta gradnje (zbog upotrebe različitih materijala, različite gustoće i termomehaničkih svojstava).

Nakon zidova radi se stropna konstrukcija

Ytong stropna konstrukcija je odlično rješenje, iz više razloga; lagana je, brzo se montira, izuzetnih je izolacionih svojstava, statički čvrsta i kompatibilna sa zidovima.

Kada se formira, ne postoji zahtjev za dodatnim bočnim izoliranjem stropne konstrukcije, nego je strop dio cijele konstrukcije objekta i nema nikakve šanse za pojavu termičkog mosta.

Ako se radi o kući katnici, preporučljivo je i iznad gornje etaže izvesti stropnu konstrukciju, bez obzira na oblik krova.

Superzabrtvljenost i zrakonepropusnost u pasivnoj kući

U pasivnoj kući je potrebno postići visoku zabrtvljenost. Zašto?

Zbog prednosti zadržavanja topline. Karakteristike dobro zabrtvljene kuće su takve da nema „curenja“ zraka i toplinskih gubitaka, nema strukturnih oštećenja, bolja je zvučna izolacija, štedi se energija i prostorije su ugodne za življenje.

Također, dobro napravljen zrakonepropusni sloj u pasivnoj kući predstavlja nevidljivu opnu oko grijanog prostora.

U pasivnoj kući sve neprozirne konstrukcije trebaju biti izolirane tako da ukupni koeficijent prolaza topline bude manji od 0,15 W/(m2K).

U praksi se to osigurava slojem termoizolacije od 20 – 30 cm, negdje i do 40 cm što ovisi o materijalu gradnje.

Izolacija je važna i kući i čovjeku

Gubitak energije je svojstven svim tvarima, pa i ljudima, a najviše ima veze sa okolinom u kojoj se objekt nalazi.

Čovjek u hladnoj vodi, čija temperatura iznosi  4°C, će brzo gubiti energiju i u roku od 3-4 minute doći će do opasnog pothlađivanja tijela. Ako pak ima neku vrstu zaštite koja sprečava hlađenje, tada će bez ikakvih problema moći boraviti u vodi na 4°C čak jedan sat.

To dobro znaju ronioci koji rone ispod arktičkog leda. Njihova su odijela punjena plinom argonom, isto kao i prozori na pasivnim objektima.

Navedeni princip primjenjuje se i kod gradnje kuće. Ukoliko zaštitimo kuću nekom vrstom izolacije, njen gubitak energije će biti manji, a ukoliko stavimo jako dobru izolaciju, njen gubitak energije će biti zanemariv.

Kuda staviti izolaciju?

Najbolje rješenje je – izolacija izvana, nosiva konstrukcija iznutra (princip termos boce). Treba naglasiti kako namjerno povećanje akumulacije (povećanje debljine zidova) donosi kvalitetniju klimu ljeti, no zimi dovodi do povećanja potrebe za grijanjem.

Masivna gradnja u našim klimatološkim uvjetima pokazuje značajne prednosti u odnosu na „laku gradnju“. To se posebice primjećuje u ljetnim mjesecima, kada povećana unutarnja masa poništava nagle toplinske poraste.

Kao i u svemu i ovdje valja naći optimalan odnos što je još jedan razlog zašto pasivnu kuću trebaju projektirati i izvoditi specijalizirani stručnjaci.

Plin argon za stakla na prozorima

Njihova veličina, položaj, konstrukcija, način ugradnje imaju veoma bitan utjecaj na cijelu zgradu – na njezine estetske, funkcionalne i energetske osobine.

Prozori pasivne kuće bi trebali biti s trostrukim ostakljenjem, s low-e premazom, punjeni argonom, i s ukupnim koeficijentom prolaza topline U= 0,8 W/m2K.

Vrata moraju imati dobar koeficijent prijelaza topline i dobro brtviti, čime se znatno smanjuju toplinski gubici te potreba za grijanjem.

Otvori na konstrukciji, dakle vrata i prozori, su tema u kojoj se zaista pokazuje kompleksnost pasivnih objekata. Dovoljno je znati podatak da najbolji prozori na svijetu imaju 6-7 puta veći nominalni  transmisijski gubitak energije od zidova na pasivnom objektu.

Upotreba prozora sa klasičnim roletnim kutijama je neprimjerena. Najbolji odnos cijene i kvalitete za pasivne objekte imaju nearmirani PVC profili. Velik dio novih prozora danas na tržištu može matematički zadovoljiti uvjet Uw < 0.8 W/m2K ugradnjom vrhunskog troslojnog stakla.

U kvalitetno projektiranoj pasivnoj kući prozori više energije unesu u objekt tijekom sezone grijanja nego što izgube. Znači, u računu dobiti i gubitaka prozori spadaju u pozitivne stavke.

Staklo prikladno za ugradnju na pasivne prozore je, za razliku od običnih stakala, punjeno plemenitim plinovima (argon ili krypton) u prostoru između stakala. Ne brinite, ti plinovi nisu štetni za ljudsko zdravlje. Malu  količinu argona i sada udišete jer zrak sadrži 1% toga plina.

Za svjež zrak – sustav mehaničke ventilacije

Sustav mehaničke ventilacije osigurava svjež zrak u objektu putem izmjene topline. Tom prilikom izlazni i potrošeni zrak iz unutrašnjosti, na višoj temperaturi, može prenijeti i do 80% svoje topline na ulazni zrak.

Drukčije rečeno, ako je zrak u prostoriji 20°C, a temperatura okoliša 0 °C, temperatura ulaznog zraka se može podignuti i na 16°C. Proces je u ljetnim mjesecima obrnut, tako da izlazni zrak preuzima toplinu ulaznog zraka, održavajući ugodnu temperaturu u prostorijama bez potrebe za klima-uređajem.

U pasivnoj kući sistem ventilacije ima ključnu ulogu jer osigurava zrak koji je čist, bez prašine, bez peluda i koji eliminira vlažnost i mirise koji se mogu javiti u vanjskome zraku. Prirodna ventilacija prozorima je također dozvoljena, ali treba imati na umu da su u tom slučaju toplinski gubici veći.

Nijedna kuća se ne može niti približiti  standardu pasivnih objekata bez jedinice za rekuperaciju zbog velikih ventilacijskih gubitaka koje bi takva kuća imala.

Osnovni koncept je da se sva toplina koju sadrži zrak u objektu prikupi na jedno mjesto te da se na tom mjestu prenese na svježi zrak koji ulazi u objekt. Zrak struji jedan pored drugog i prilikom strujanja dolazi do izmjene topline, ulazni i izlazni zrak se ne miješaju nego su  odvojeni membranom.

Na taj način drastično smanjujemo potrebu za aktivnim grijanjem ukoliko se radi o kvalitetnom uređaju. Minimalni uvjet je prijenos 75 % topline sa jednog na drugi zrak. Samo nekoliko uređaja na svijetu imaju sposobnost prijenosa iznad 88 % a prijenos od 84 % se smatra vrlo dobrim.

Čime grijati zrak i vodu za tuširanje u pasivnoj kući?

Postoje razne kombinacije: električni grijači u spremniku/bojleru, toplinske pumpe (dizalice topline), plinski bojleri, solarni paneli, kotlovi na kruta goriva, peći na pelete…

Sve kombinacije su prihvatljive i zadovoljavaju potrebe koje su izrazito male. Treba reći da grijanje na struju također nije neprihvatljivo jer su zahtjevi za energijom mali pa samim time trošak nije velik. Preporučuje se toplinska pumpa od 3 kw sa direktnom ekspanzijom u vrtu za kontinentalni dio Hrvatske ili solarni paneli/električni grijači za priobalni dio Hrvatske.

Toplinske pumpe/dizalice topline su konstruirane za niskotemperaturne sustave grijanja (podno/zidno), ali treba imati na umu da pumpa najbolje odgovara niskoenergetskom ili pasivnom objektu.

Toplinska pumpa, odnosno dizalica topline, može dodatno smanjiti energetsku neovisnost pasivne kuće. Toplinske pumpe funkcioniraju po principu izmjenjivača topline i koriste geotermalne pogodnosti zemljišta, točnije njegovu konstantnu temperaturu tokom cijele godine. Imaju funkciju i grijanja i hlađenja zraka.

Princip rada pumpe je zanimljiv. Ona funkcionira na dijametralno suprotan način od hladnjaka. S time da se ovdje radi o efektu topline, a ne hlađenja. Zatvorena cirkulacija sa sredstvom za hlađenje unutar isparivača preuzima besplatnu toplinu iz okoliša, kompresor komprimira radni medij, a prijenos topline ide preko kondenzatora i nakon ekspanzijskog ventila cijeli proces kreće ispočetka.

Ovisno o iskorištavanju topline iz okoliša (zemlje, zraka, vode), razlikuju se dvije pojedine varijante, ali je osnovni princip isti.

Toplinska pumpa

dvije varijante:

Prva varijanta – vertikalna sonda (dubine oko 50 metara) – temperatura vode na dubini od 50 m iznosi oko 14°C.

Druga varijanta – horizontalna sonda (uobičajene dubine od 1,5-2,5m).

Ovo je najefikasniji vid grijanja/hlađenja zato što su na većim dubinama zemljišta temperature konstantne, te se praktično vrši samo dogrijavanje odnosno hlađenje.

Sunčeva energija na raspolaganju

Energija sunca je besplatna pa je glavna ideja pasivne gradnje korištenje sunčeve energije za grijanje kuće u zimskom periodu i sprečavanje upada sunčevog zračenja u ljetnom periodu kako bi se smanjila potreba za hlađenjem.

Osim toga, pored pasivnog korištenja, sunčeva energija se može koristiti i aktivno: u sunčanim toplinskim kolektorima za zagrijavanje vode i u fotonaponskim ćelijama za proizvodnju električne energije.

S razvojem novih tehnologija i sve većom popularizacijom, cijene solarnih kolektora i fotonaponskih ćelija postaju sve niže, pa valja razmotriti upravo ugradnju spomenutog u svoj objekt.

’’Zero energy house’’ odnosno energetski pasivna kuća

Koncept kojeg smo do sada opisivali naziva se još i ’’zero energy house’’ odnosno kod nas poznatije kao energetski pasivna gradnja kuća.

Takve građevine su, već smo naglasili, virtualno samoodržive, individualno projektirane kuće.

Cilj takve gradnje je, izvorima alternativne energije i odličnom toplinskom izolacijom, svesti utrošak energije za grijanje i hlađenje na minimum. Takav objekt ne mora uopće biti priključen na komunalije (struja, plin) i na taj način je samoodrživ.

Izvođači radova i instalateri opreme

Kada se gradi pasivna kuća, nisu samo toplinska izolacija, orijentacija kuće i drugi navedeni elementi važni za dobro izveden projekt. Suradnja i interakcija raznih montera opreme, instalatera i dobavljača materijala također su bitan faktor.

Zadatak svih njih je ukomponirati projektiranu opremu, svaki od strane svoje struke, kako bi, kao rezultat, dobili objekt s minimalnom potrošnjom energije.

Samo precizna orijentacija, optimalizacija zraka i površina, te toplinska izolacija između pregradnih zidova i otvora, rezultirat će uštedom energije, prisutnošću kvalitetnog zraka i mikroklime, te općoj kvaliteti življenja.

Štedljivi kućni uređaji

Pri veoma niskoj potrebi energije za grijanje i pripremu tople vode raste udio energije koju koriste uređaji.

Zahvaljujući modernim uređajima kategorije A, A+, A++ koji štede, moguće je i taj element u potrošnji energije sniziti.