Visoki
stambeni komfor uz ekstremno niske energetske troškove - U pasivnoj
kući tijekom cijele godine vlada vrlo ugodna klima – i to bez
konvencionalnog sustava grijanja ili klima uređaja. Pasivna kuća
uistinu se 'grije' i 'hladi' pasivno.
Aktualna znanstvena istraživanja u ovom području bave se:
Visokom izolacijom pojedinih dijelova ali i cijelog objekta,
Poboljšanjem pasivnog i aktivnog iskorištavanja solarne energije u cijelom konceptu pasivne kuće,
Poboljšanjem stambenog komfora,
Provedbom i očuvanjem kvalitete pasivnih kuća i komponenti pogodnih za primjenu ovakvog koncepta iskorištavanja energije.
Što je to pasivna kuća?
Kako postići optimalnu potrošnju energije tijekom grijanja
Pasivna kuća predstavlja objekt u kojem je tijekom cijele godine
prisutna ugodna temperatura, kako tijekom zimskih tako i tijekom
ljetnih mjeseci i to uz odricanje na ugradnju zasebnog sustava
grijanje, odnosno sustava klimatizacije. Ovakav model gradnje omogućava
visoki stupanj stambenog komfora uz potrošnju energije za zagrijavanje
koja je manja od 15 kWh/(m2a) i uz zadovoljenje primarnih energetskih
potreba uključujući toplu vodu i struju u kućanstvu uz potrošnju ispod
120 kWh/(m2a).
Pasivna je kuća konzekventan razvojni ciklus niskoenergetske kuće
(NEK). Pasivna kuća utroši i do 80% manje energije u usporedbi s
niskoenergetskom kućom i do 90% u usporedbi s konvencionalnim
građevinskim objektima.
Preračunato u potrošnji lož ulja: pasivna kuća u stanju je normalno
funkcionirati uz potrošnju manju od 1,5 l po kvadratnom metru na
godinu. Ovakvu senzacionalnu energetsku uštedu pasivna kuća dostiže
zahvaljujući dvama temeljnim fizikalnim principima: uklanjanju
toplinskih gubitaka i optimizaciji slobodnog dobivanja energije.
Toplina ostaje u kući
Vrlo dobar i kvalitetno izveden sloj izolacije na kući čija
debljina iznosi između 25 i 40cm i ugradnja otvora, prozora i vrata s
trostrukim ostakljenjem (staklena toplinska izolacija), jamčit će da u
domu ostane gotovo sva postojeća toplina.
Za dovod svježeg zraka pobrinut će se sustav prozračivanja koji je
još i dodatno u stanju sačuvati toplinu; pojednostavljenim rječnikom
kazano to znači: sustav prozračivanja u pasivnoj kući u stanju je
prenijeti 80% unutarnje topline (koju sa sobom nosi izlazni potrošeni i
topli zrak) na svježi zrak koji struji u unutrašnjost.
Uzmimo da temperatura u unutrašnjosti pasivne kuće iznosi 20 °C a
temperatura vanjskog zraka u istom trenutku iznosi 0 °C – u ovom
slučaju potrošeni zrak iz unutrašnjosti objekta zagrijat će onaj svježi
koji tek struji u unutrašnjost na otprilike 16 °C.
Osim toga treba naglasiti da sustav prozračivanja u sebi posjeduje
i zaštitne filtre – svježi i čisti zrak u svakom domu poglavito će
cijeniti osobe s poteškoćama u disanju, osobe sklone alergijama i
astmatičari.
Sunčeva je energija besplatna
Pasivna kuća toplinsku energiju dobiva kroz prozore, kao i od osoba
i kućanskih aparata koji se u njoj nalaze (unutarnji izvori topline).
Tijekom ljetnih mjeseci unutrašnjost doma od velike topline koja dopire
kroz velike prozorske otvore zaštiti će sustav sjenila, ili obični
balkon, žaluzine ili tende.
Tijekom zimskih mjeseci svježi zrak izvana zagrijava onaj potrošeni
topli koji struji vani, a dodatno ga zagrijava i sunce koje prodire
kroz prozore – u potpunosti se možemo odreći separatnog klasičnog
sustava grijanja.
Dugogodišnja su mjerenje u prvoj pasivnoj kući u njemačkom gradu
Darmstadt-Kranichsteinu neosporno potvrdila: potrebe za dogrijavanjem
unutrašnjosti bile su neznatne čak i tijekom oštrih zimskih mjeseci
1996/1997 kad je dnevna prosječna temperatura padala i do -14 °C;
koncept ove pasivne kuće tako je dobro napravljen i konstruiran da se
prostor od 20 m2 moglo sasvim ugodno ugrijati i pomoću dvije standardne
žarulje od 75W (unutarnji izvori topline). Dnevna temperatura zraka u
unutrašnjosti konstanto je iznosila preko 20 °C.
Želite li samostalno proizvoditi energiju bez velikih ulaganja sa konceptom sam svoj majstor i uraditi nešto što je uobičajno na zapadu?
Može li sebi priuštiti gradnju pasivne kuće i osoba s prosječnim
primanjima? – U mnogim zemljama Europske Unije to je sasvim izvedivo i
isplativo rješenje i za osobe s prosječnim primanjima jer nešto veće
izdatke za kvalitetnije prozorske otvore, sustav prozračivanja i
kvalitetnu toplinsku izolaciju u programima sufinancira i država svojim
kreditima.
Tako Njemačka svojim građanima isplatu kredita za gradnju ovakvih
objekata osigurava direktno putem banaka, a pojedine savezne pokrajine
čak i dodatnim mjerama potiču gradnju pasivnih kuća.
No i bez ovakvih financijskih poticaja od strane države, gradnja
pasivne kuće isplativija je od gradnje konvencionalne kuće – dugoročno
gledano ušteda u energiji čini je neusporedivo boljim i prihvatljivijim
rješenjem.
Komfor pasivne kuće brine za ugođaj i toplinu u svakom domu.
Čak ako pasivna kuća uvelike štedi energiju i novac, u jednom
zasigurno nikako nije štedljiva: a to je komfor! Vlasnici i stanari u
pasivnim kućama zasigurno će znati cijeniti ovu veliku prednost.
Zahvaljujući dobroj toplinskoj izolaciji nema potrebe neke prostorije
jače ili slabije zagrijavati kao što je to slučaj kod konvencionalnih
kuća, jer se sve prostorije u pasivnoj kući jednako zagrijavaju, čak i
one koje izravno graniče s vanjskim hladnim zrakom.
To stvara uistinu pravi ugođaj i pravi komfor u unutrašnjosti.
Ustajalog ili hladnog zraka u spavaćoj sobi nema (u konvencionalnim
kućama prisiljeni smo otvarati ili nagibati prozore tijekom noći) jer
savršeno funkcionira sustav prozračivanja.
O gradnji pasivnih kuća u europskim zemljama – 3000 pasivnih kuća sagrađeno je diljem Njemačke, Austrije i Švicarske Posebnost koju valja istaknuti kod pasivne kuće je činjenicu da ona
nije usko vezana uz određeni stil ili način gradnje. Postoje pasivne
kuće građene od masivnih zidova, od drveta ili kombinacije ovih dvaju
načina gradnje.
Svaki je arhitekt danas u stanju planirati i graditi pasivne kuće.
Čak i mnogi proizvođači montažnih objekata u Europi u svojim programima
nude pasivne kuće. No standard pasivne kuće ne primjenjuje se samo na
stambene objekte, on je lako primjenjiv i na škole, proizvodne hale i
hotele.
Kod gradnje pasivnih kuća potrebno je se pridržavati sljedećih načela:
Dobra toplinska izolacija i kompaktnost
Cijeli je vanjski omotač kuće potrebno izvesti u kvalitetnoj
toplinskoj izolaciji. Rubovi, kutovi, spojna mjesta i otvori moraju se
dobro isplanirati kako bi se izbjegla pojava toplinskih mostova. Svi
vanjski dijelovi objekta (fasada) koji ne propuštaju sunčevu svjetlost
moraju imati koeficijent toplinske izolacije (U-vrijednost, ranije se
koefic. topl. izolacije označavao s k) ispod 0,15 W/(m²K) – to znači na
stupanj temperaturne razlike i kvadratnog metra vanjske površine
gubitak topline smije iznositi najviše 0,15 Wati.
Orijentacija objekta prema južnoj strani i izbjegavanje pada bilo kakve sjene na objekt
Optimalna orijentacija objekta i nepostojanje bilo kakvih zapreka
koje bi na objekt bacale sjenu predstavljaju daljnje pretpostavke kako
bi pasivna sunčeva energija – svjetlost i toplina - nesmetano prodirala
u unutrašnjost.
Ovo je poglavito važno za samostalne obiteljske kuće. Ako je
pasivna kuća građena u izvedbi na kat odnosno na dva i više katova
standard pasivne kuće može funkcionirati i bez da je objekt orijentiran
prema južnoj strani.
Izvrsno ostakljenje i izvrsni prozorski okviri
Koeficijent toplinske izolacije kod prozora (uključujući ovdje i
prozorske okvire) ne smije prelaziti U-vrijednost od 0,80 W/(m²K)
Izolacija objekta
Gubitak zraka kroz nekontrolirane fuge na testu s podtlakom i
nadtlakom od 50 paskala ne smije prelaziti 0,6 volumena objekta na sat.
Pasivno “ predzagrijavanje ” svježeg zraka
Svježi je zrak prije ulaska u unutrašnjost pasivne kuće moguće
zagrijati uz pomoć izmjenjivača podzemne topline (toplina ispod
površine zemlje) – svježi zrak u ovom slučaju ne struji u unutrašnjost
objekta izravno iz vanjske okoline nego najprije prolazi kroz sustav
izjednačavanja topline koji se nalazi u zemlji (zemlja ispod površine u
pravilu i tijekom zimskih i tijekom ljetnih mjeseci zadržava konstantnu
toplinu) i tako se zagrijava do visine od oko 5 °C. Ovo je vrlo
zanimljivo i korisno rješenje, no nije ga potrebno primjenjivati u
apsolutno svakoj pasivnoj kući.
Visoko-učinkoviti prijenos topline sa potrošenog zraka na svježi pristižući zrak uz pomoć odgovarajućeg uređaja
Ovakav sustav prozračivanja i zagrijavanje ulaznog zraka u prvom
planu jamči ugodnu kvalitetu stanovanja, veliku čistoću zraka i
izuzetan komfor – u drugom planu ovaj sustav štedi energiju. U pasivnoj
kući izlazni zrak iz sebe prenosi između 75 – 80% topline i predaje je
ulaznom svježem zraku. Na taj način najveći dio topline nikad ne
napušta objekt nego ostaje zajedno sa svježim zrakom u unutrašnjosti.
Zagrijavanje potrošne vode uz pomoć djelomice regenerativnih izvora topline
Uz pomoć solarnih kolektora i toplinskih pumpi dobiva se potrebna energija za zagrijavanje potrošne vode u kući.
Ugradnja štedljivih kućanskih aparata
Smanjenjem potrošnje električne energije nećemo pozitivno djelovati
samo na neposrednu prirodnu okolinu nego ćemo uštedjeti i novac, osim
toga izbjegavanjem bespotrebne potrošnje energije smanjit ćemo i
zagrijavanje unutrašnjosti tijekom ljetnih mjeseci. Hladnjak, štednjak,
hladnjak za duboko zamrzavanje i stroj za pranje rublja predstavljaju
primarne uređaje koji učinkovito i obimno štede energiju i kao takvi
niski potrošači energije nedjeljivi su elementi svake pasivne kuće. Za
sušenje odjeće vrlo su prihvatljive mrežice (solarna sušila) ili
odgovarajući ormarići za sušenje odjeće – ovakva rješenja za razliku od
kondenzacijskih uređaja za sušenje troše vrlo male količine energije.
Kako bi se postigao standard pasivne kuće neophodno je sve
komponente u domu optimalno podesiti i njihov rad međusobno uskladiti.
Neki proizvođači europskih zemalja ovdje nude i gotova rješenja kao što
je recimo projektni paket (PHPP).
Ovaj paket predstavlja postupak optimizacije i ujednačavanje
energetske bilance u domu, poglavito kad je riječ o energiji za
grijanje i primarnim energetskim potrebama; on funkcionira na bazi
excelovih proračunskih tablica koje omogućavaju unos mnoštva parametara
i višestruki izračun, na primjer visinu prozorske U-vrijednosti,
utjecaj orijentacije i sustava sjenila na objektu, ukupnu potrebu kuće
za energijom za zagrijavanje tijekom zimskih mjeseci ali i prekomjernu
akumulaciju topline u kući uslijed visokih temperatura tijekom ljetnih
mjeseci. Ovakvim izračunima arhitekt je odnosno vlasnik u stanju
optimalno podesiti i uskladiti rad svih relevantnih komponenti i
primijeniti najisplativija rješenja u svojoj kući – i to uz minimalne
troškove.
Unutarnji izvori topline:
Za razliku od konvencionalnih objekata u pasivnoj je kući znatnije
izražena emisija topline koju produciraju 'unutarnji izvori' (svaki
čovjek 'zagrijava' prostor oko sebe snagom od oko 80 wati). Projektni
paket pasivne kuće u stambenim objektima u obzir uzima da unutarnji
izvori proizvode količinu od 2,1 wati po kvadratnom metru stambene
površine. No dugotrajna ispitivanja u pasivnoj kući u njemačkom gradu
Darmstadt-Kranichsteinu pokazala su da unutarnji izvori oslobađaju
energiju od oko 1,0 Wi/m2. Poglavito je tijekom ljetnih mjeseci važno održati niskom emisiju
topline koju oslobađaju unutarnji izvori, a to znači ugradnja
visokoučinkovitih uređaja koji štede energiju.
Povratna toplina:
Pasivna kuća može normalno funkcionirati jedino uz povratak
topline, odnosno ukoliko učinkovito zadržava toplinu u unutrašnjosti i
to najmanje 75%. Kod običnih sustava za prozračivanje kao što su
sustavi prozračivanja u kućama s niskom potrošnjom energije
(niskoenergetska kuća), kroz prozračivanje izgubi se toplina u
vrijednosti od 24 kWh/m2 na godinu. Ovakav je gubitak topline u
pasivnoj kući apsolutno neprihvatljiv, budući da bi ovakvi gubici
topline u pasivnoj kući bili nenadoknadivi. Osim toga bila bi neophodno
ugradnja grijalica jer bi hladni zrak izvana izravno strujao u
unutrašnjost.
Nekoliko riječi o definiciji pasivne kuće
Razmatrajući sasvim precizno definiciju pasivne kuće možemo reći da
ona nije samo energetski standard nego prije svega koncept gradnje – no
razumijevanje ovakve definicija pretpostavlja i nešto znanja iz fizike.
To je upravo i razlog da pasivnu kuću u tekstovima definiraju kao
energetski standard.
Precizna definicija glasila bi:
'Pasivna kuća je objekt u kojoj su termički ugođaj i komfor (ISO
7730) zajamčeni uz čisto zagrijavanje odnosno hlađenje svježeg zraka
koji ulazi u unutrašnjost i koji je kao takav potreban za potpunu
kvalitetu življenja u domu. Pri tome nepotrebno je bilo kakvo dodatno
provjetravanje.'
Ovakva definicija ima čisto funkcionalan smisao i ne sadrži nikakve
vrijednosti izražene u brojkama. Stručnjacima je ovakva definicija
sasvim dovoljna za određenu vizualnu predodžbu. No običnom čovjeku ona
neće puno toga reći, no jasno je da se ne radi o definiciji koju je
izrekao ili postavio 'taj i taj' nego da se radi o običnom konceptu
gradnje. Pasivna kuća nije dakle izmišljena, samo se njezin koncept
gradnje u stvarnosti primjenjuje. Možda bi se najviše moglo sporiti
jeli naziv 'pasivna kuća' najbolje rješenje za ovakav koncept gradnje
– no u svakom slučaju neko bolje ime ne postoji.
Koncept 'pasivne kuće' bit će nam jasniji promotrimo li stvari na sljedeći način:
1.Budući da kuće s nepropusnom izolacijom (a sve energetski
štedljive kuće moraju imati nepropusnu izolaciju) uvijek zahtijevaju da
sustav prozračivanja odnosno koncept pasivne kuće znači da tehničku
komponentu 'prozračivanja' bez dodatnih kanala, širih kanala,
dodatnih ventilatora i sličnih rješenja, treba koristiti za
zagrijavanje unutrašnjosti.
2.Na ovaj način moguće je financijski isplativo sagraditi
objekt koji će učinkovito iskorištavati toplinu iz unutrašnjosti i to
tako što će je sustav prozračivanja/zagrijavanja s potrošenog zraka
prenositi na svježi zrak (povratna toplina).
U svakom drugom slučaju teško da bi bilo isplativo ugraditi i
sustav za grijanje i kompletan sustav za prozračivanje – ovakvu
dvostruku investiciju teško je amortizirati jer sustav prozračivanja
stoji gotovo koliko i sustav za grijanje.
Jedan od ova dva sustava mora biti eliminiran iz okvira
financijskog budžeta: ili sustav prozračivanja (ugrađuje se samo uređaj
za izbacivanje potrošenog zraka, pa tako dobijemo niskoenergetsku kuću
s konvencionalnim sustavom grijanja) ili izostaje ugradnja sustava za
grijanje (onda imamo pasivnu kuću).
Uz sve ove uštede svakako razmislite o dodatnom iskorištavanju energije vjetra i sunca kroz vlastitu izvedbu sustava iskorištavanja sunčeve i energije vjetra. Sve informacije potražite ovdje sustav prikupljanja energije sunca i vjetra .