Пасивна кућа

Назив пасивна кућа (њемачки Пассивхаус) значи ригорозан, добровољан, Пассивхаус стандард енергетске ефикасности у стамбеним и сличним објектима, који смањује њихов (негативни) утјецај на околиш. Тај стандард резултира у потреби за малом количином енергије приликом гријања или хлађења. Он није ограничен само на стамбене објекте; неколико пословних зграда, школа, вртића и супермаркета је такођер саграђено према њему. Пасивна конструкција није додатак архитектонском пројекту, него конструкцијски процес који је интегриран заједно с архитектонским. Иако се углавном користи на новим зградама, такођер је кориштен приликом обнављања старих. У Швицарској се користи сличан стандард, МИНЕРГИЕ-П.

Процјена је да се крајем 2008. године број Пассивхаус зграда кретао од 15.000 до 20.000. У коловозу 2010. потврђено је око 25.000 разних грађевина тог типа у Еуропи, док их је у САД-у било само 13, с неколико десетака у изградњи. Већина пасивних зграда су изграђене у државама њемачког говорног подручја и Скандинавији.

Повијест

Пассивхаус стандард потјече из разговора професора Боа Адамсона са Свеучилишта у Лунду, у Швицарској, и Wолфганга Феиста с Института за становање и околиш у Њемачкој. Њихов концепт је развијен кроз велик број истраживачких пројеката, финанцијски потпомогнутих њемачком савезном покрајином Хессен.

Први примјери

Прве зграде су биле куће у четири реда, пројектиране у архитектонској твртци професора Ботта, Риддера и Wестермеyера. Оне су биле саграђене 1990. године у Дармстадту, у Њемачкој.

Даљне проведбе и савјети

У рујну 1996. основан је Пассивхаус-Институт, такођер у Дармстадту, за промоцију и контролу стандарда. Од тада, тисуће Пассивхаус објеката је саграђено, већином у Њемачкој и Аустрији.

Након што је концепт потврђен у Дармстадту, с 90% мање потребне топлине гријања од стандарних новоизграђених зграда у то вријеме, створена је 1996. године Развојна група за економичне пасивне куће. Група је развила пакет планирања и покренула производњу нових компоненти које су кориштене, особито прозора и вентилацијских сустава високе ефикасности. У међувремену, нове куће су изграђене у Стуттгарту (1993.), Наумбургу, Хессеу, Wиесбадену и Цологни (1997.)

Производи развијени за Пассивхаус стандард су и даље комерцијализирани тијеком и након пројекта Еуропске уније ЦЕПХЕУС, који је потврдио концепт у вријеме зиме 2000. на 2001. годину. Прва пасивна кућа у Сјеверној Америци је изграђена 2003. године у Урбани, у савезној држави Иллиноис, а прва цертифицирана кућа је изграђена 2006. у близини Бемидјиа, у Миннесоти.

Прва монтажна пасивна кућа је изграђена у Ирској 2005. године, изградила ју је твртка Сцандинавиан Хомес, шведска компанија која је до тада градила пасивне куће у Енглеској и Пољској.

Пасивне куће данас

Број пасивних кућа у свијету се креће од 15.000 до 20.000. Велика већина је саграђена у државама њемачког говорног подручја и Скандинавији.

Стандарди

Док су неке методе и технологије развијене посебно за стандард пасивних кућа, неке друге, као што је суперизолација, су већ постојале. Такођер, концепт пасивне куће са соларним ћелијама је постојао већ доста дуго. Постојало је и искуство са зградама које требају малу количину енергије, особито с њемачким Ниедригенергиехаус стандардом, и са Шведским и Данским објектима који задовољавају строге енергетске захтјеве.

Захтјеви

Пассивхаус стандард за Средњу Еуропу захтјева да изграђени објекти (зграде) испуњавају сљедеће увјете:

Зграда мора бити пројектирана тако да има годишњу потражњу енергије у складу с Пассивхаус Планнинг пакетом, тј. да има мање од 15 кWх/м² потражње у гријању односно хлађењу годишње, или да буде пројектирана с вршним топлинским оптерећењем од 10 W/м².
Потрошња укупне примарне енергије, тј. потрошња примарне енергије за гријање, топлу воду и електричну енергију не смије пријећи 120 кWх/м² годишње.
Зграда не смије пропуштати више зрака од 60% својег волумена по сату при тлаку од 50 Па испод атмосферског тлака.

Препоруке

Препорука је да специфично топлинско оптерећење топлинског извора при температурама за које је конструирано буде мање од 10 W/м², али то није нужан увјет.

Захтјеви гријања простора

Постижући стандарде пасивне куће, избјегава се употреба уобичајених сустава гријања. Иако је ово примарни циља Пассивхаус стандарда, неке врсте гријања ипак су потребне и те зграде садржавају суставе за додатно гријање простора. Оно се обично врши преко нисковолуменског вентилацијског сустава за поврат топлине, који је потребан за одржавања квалитете зрака.

Трошкови изградње

У Пассивхаус зградама, уштеде од некориштења уобичајеног сустава гријања се могу уложити у надоградњу топлинксе заштите зграде или у вентилацијски сустав за поврат топлине. У Њемачкој је сада могуће изградити пасивне куће по истој цијени као и куће по нормалним њемачким стандардима, али с пажљивим пројектирањем, изградњом и порастом тржишног натјецања у опскрби посебно конструираних дијелова за пасивне куће. У просјеку су, ипак, пасивне куће до 14% скупље од уобичајене изградње.

Процјене показују да трошкови градње пасивних кућа значајно расту када се граде у Сјеверној Еуропи, тј. изнад 60° географске ширине. Те чињенице су довеле до великог броја пројектираних кућа које користе тло испод саме куће за складиштење топлине, тј. љети се складишти топлина за гријање зими, а зими се складишти „хладноћа“ за хлађење љети. Могућа је употреба пасивног термосифона који садржи само зрак, тј. нема потребе за скупом и непоузданом технологијом.

Конструкција и изградња

Велико смањење потрошње топлинске енергије по стандарду захтјева нови приступ конструирању и изградњи. Конструирање се одвија уз помоћ пакета под називом „Пассивхаус Планнинг Пацкаге“ (ПХПП) и користи посебне рачуналне симулације. За постизање тражених захтјева користе се многе технике и технологије:

Пасивна сунчева конструкција и околина

Пасивне сунчеве зграде и енергетски ефикасна околина подржавају очување енергије пасивне куће и могу се интегрирати у сусједство и околиш. Пратећи пасивне соларне технике градње, зграде су обликом компактне ради смањења површине, с главним прозорима оријентираним према екватору ради максимизације добивене сунчеве топлине и свјетлости. У умјереним климама оптимизација осунчаности је друга по важности у односу на минимизирање укупних енергијских захтјева. У климама и подручјима гдје љети треба смањити претјерану осунчаност то се врши кориштењем разних конструкција за добивање сјене, дрвећем, вертикалним вртовима, зеленим крововима, итд.

Пасивне куће могу бити изграђене од густих или лаганих материјала, али унутарња топлинска маса је обично укомпонирана ради смањење највећих љетних температура, одржања стабилне температуре зими и спрјечавања могућег прегријавања у прољеће или јесен због ниже позиције Сунца на небу. Због малог кута, сунчеве зраке појачано грију вертикалне зидове и већим интензитетом пролазе кроз стакла прозора. Вањска боја зида, када површина омогућује избор, је одређена у овисности о потребној годишњој рефлексији или апсорпцији, тј. овиси о доминантној температури околине тијеком године. Употреба зеленила, као што је дрвеће, помаже ублажити температурне екстреме околине.

Суперизолација

Пассивхаус зграде, односно куће, користе суперизолацију ради смањења топлинског тока кроз зидове, кров и под у односу на уобичајене зграде. Велик број различитх топлинских изолатора може бити кориштен, чији је коефицијент пријеноса топлине у распону од 0,10 до 0,15 W/м²К. Посебна пажња је посвећена избјегавању топлинских мостова. Негативна страна дебеле изолације је та што је унутарња површина мања од уобичајених зграда, ако не можемо компензирати вањским повећањем зграде.

Напредна прозорска технологија

Да би задовољили стандарде пасивних кућа, прозори су произведени с изразитом малим коефицијентом пријеноса топлине (0,85 до 0,70 W/м²К), који вриједи за читаву површину прозора, укључујући и оквир. Прозори су обично израђени комбинацијом троструког стакла (празнине између стакала су пуњене аргоном или криптоном) с изолацијским премазом, премаза ниског ступња емисије, изолацијских рубова стакала и посебно конструираних прозорских оквира.

У Средњој Еуропи и већем дијелу САД-а Пассивхаус прозори окренути према југу акумулирају више топлине од Сунца него што им износе топлински губитци, чак и у сред зиме.

Непропусност зрака

Вањски зидови који задовољавају Пассивхаус стандарде морају бити изразито непропусни за зрак у успоредби с уобичајеним рјешењима. Непропусност се постиже зрачним преградама, пажљивим бртвљењем сваког споја вањских зидова и свих улаза цијеви, кабела и сличног.

Непропусност смањује количину топлог или хладног зрака који пролази кроз кућу, што омогућује да сустав механичке вентилације поврати дио топлине прије избацивања зрака ван.

Вентилација

Када је температура околине прихватљива за унутарње увјете користе се пасивне методе природне вентилације с једним или више отвора. Отвори могу бити једноставни или побољшани ефектом узгона. Ефект узгона добивамо кориштењем отвора мањег промјера за струјање зрака у кућу, а прозоре већег промјера за струјање зрака према ван.

Када вањска температура није прихватљива користе се механички вентилацијски сустави с повратом топлине погоњени високоефикасним ЕЦМ електромоторима. Вентилацијски сустав одржава квалитету зрака и враћа довољну количину топлине (преко 80% топлине). Кориштењем таквог сустава нема потребе за класичним суставом централног гријања. Пошто је кућа непропусна за зрак, брзина измјене зрака може бити оптимизирана и прецизно контролирана. Оптимална измјена зрака износи 40% читавог волумена зрака у кући по сату. Сви вентилацијски улази су изолирани и забртвљени против цурења.

Иако нису обавезне, постоје посебне подземне топлинске цијеви (обично 200 мм промјера, 40 м дуљине, на 1,5 м дубине). Оне су често закопане у земљу да би се понашале као земља-зрак измјењивачи топлине, и предгријачи (или предхладњаци) за зрак који улази у вентилацијски сустав. За вријеме ниских температура какве су зими, загријани зрак спрјечава настајање леда у измјењивачу сустава за поврат топлине. Као алтернатива, у земља-зрак измјењивачу топлине се може умјесто зрака користити капљевина.

Гријање простора

Осим што користе абсорбирану сунчеву топлину, Пассивхаус зграде користе отпадну топлину из унутарњих извора као што су: расвјета, бијела техника, и остали електрични уређаји. Користи се и топлина коју емитирају људи и животиње унутар куће. Испуњавајући Пассивхаус стандарде, уобичајени сустави гријања нису потребни, иако су понекад постављени због скептицизма клијената.

Умјесто класичног, тј. уобичајеног сустава гријања, у пасивну кућу се уграђује топлински елемент с двоструком намјеном (гријање/хлађење) интегриран у цијев за опскрбу зраком вентилацијског сустава, за кориштење у најхладнијим данима. Основни увјет конструкције читаве куће је да топлина буде пренесена малим волуменом зрака који је потребан за вентилацију. Максимална примјењена температура зрака је 50°Ц, да не би дошло до појаве неугодног мириса спаљене прашине коју филтар зрака не успије апсорбирати.

Елемент за загријавање зрака може бити загријан помоћу дизалице топлине, изравне сунчеве топлинске енергије, топлине из подземних топлинских цијеви, или једноставно помоћу природног плина или текућег горива. У неким случајевима се користе изузетно мале дизалице топлине за извлачење додатне топлине из испушног дијела вентилацијског сустава. Та се топлина користи за загријавање улазног зрака или воде у спремнику. Мали штедњаци на дрва се такођер могу користити за загријавање воде у спремнику, али треба пазити да се у просторији у којој се штедњак налази не постигне превисока температура.

У клими Средње Еуропе добро пројектирана пасивна кућа покрај сустава за поврат топлине нема потребе за другим изворима топлинске енергије, ако се топлинско оптерећење држи испод 10 W/м². Због ниског капацитета гријања и ниске потребе за топлинском енергијом, обновљиви извори енергије су јако добар избор енергије за додатно гријање.

Расвјета и електрични уређаји

Ради смањења укупне потрошње примарне енергије, многе пасивне и активне методе употребе дневног свјетла су изврсна рјешења за појачавање освјетљености простора дању. У просторима који су слабо осунчани и за вријеме ноћи се користе креативни и одрживи елементи за освјетљавање. Они могу бити стандардне волтаже (флуоресцентне лампе, ЛЕД лампе, ПЛЕД лампе,...) и ниске волтаже (Xенон лампе, Халоген лампе,...)

За напајање расвјете околине се могу користити независне фотонапонске ћелије или фотонапонске ћелије повезане са централним соларним панелом. Исправним кориштењем кронометара и сензора детекције покрета додатно смањујемо потрошњу енергије.

Добро рјешење за освјетљење просторија које немају извор дневног свјетла или немају довољно свјетла за боравак и рад, је и сустав Солатубе, који користи само сунчеву свјетлост за расвјету од изласка до заласка сунца, што додатно штеди електричну енергију.

Својства пасивних кућа

Зрак је свјеж и изразито чист.
Због великог отпора топлинском току, нема вањских хладних зидова.
Унутарња температура је хомогена. Немогуће је имати једну собу на различитој температури од остатка простора.
Температура се мијења изразито споро. С угашеним суставом вентилације и гријања, температура пада мање од 0,5 °Ц дневно, стабилизирајући се на 15°Ц у клими средње Еуропе.
Отварање врата и прозора на кратко вријеме има изразито мали утјецај. Након затварања, зрак се врло брзо врати на „нормалну“ температуру.

Биљешке

Чланак је пријевод енглеског чланка. Нису преведени сви дијелови, него је нагласак на подацима који се углавном тичу подручја Средње Еуропе.
Оригинални чланак можете пронаћи овдје: Пассиве хоусе

Повезнице