Пасивна къща

Какво е това Пасивна къща?

Научете повече за пасивната къща, която заради ниската си потребност от отопление, не се нуждае от традиционните отоплителни системи.

Какво представлява толкова често споменаваната пасивна къща?

Ако искаме строго да дефинираме нещата това е сграда, чийто годишен разход на топлинна енергия не надминава 15 KWh/m². Ако не искаме да се изразим с числа, можем да погледнем на нещата по следния начин: това е сграда, която поради ниско потребление на енергия, не се нуждае от традиционна отоплителна система. За да може това да се осъществи, още при проектирането трябва да се вземат под внимание различни гледни точки. Важно е сгарадата да бъде колкото се може по-компактна, но има значение и ориентацията й.

____________________________________________________________________

Ние сме на ваше разположение! Влезте във връзка със сътрудниците ни

____________________________________________________________________

Разбира се, по отношение на строителните материали също има изисквания, и то никак не малки. Неотменимо условие са зидарията, вратите и прозорците, покривната конструкция и т.н. да са с подобаващо качество, понеже целта ни е да построим сграда с възможно най-малка загуба на топлинна енергия.

Готовата пасивна къща може да се снабдява с енергия по много начини. Такива може да са топлината, отдавана от електрическите уреди, топлината, проникваща през добре ситуираните и оразмерени врати и прозорци, респективно собствената енергия на Земята. Освен тези неща имаме нужда от вентилационна уредба, с която да осигуряваме притока на чист въздух.

За използване на енергията на Земята имаме нужда от т.нар. земен колектор. Чрез този земен колектор вентилационната система засмуква свеж въздух. За нейното функциониране трябва да знаем, че в почвата на дълбочина 1-1,5 метра независимо от сезона и периода през деня има постоянна температура от 6-9 градуса Целзий. За да можем да използваме тази даденост, трябва да положим в почвата тръба с дебелина около 35 мм и диаметър 200 мм. Чрез нея се извършва предварителното затопляне (в дадени случаи предварителното охлаждане) на всмукания свеж въздух. Вентилационната ни уредба трябва да разполага с уред за възвръщане на топлината (свежия въздух трябва да се прекара през апарат за промяна на топлината, който пренася топлината на излизащия въздух върху пристигащия пресен въздух). Полезното действие на уреда трябва да е минимум 80%, за да можем да постигнем желания ефект. Превеждането на въздух на много метри под земята има още едно предимство, че уредбата за смяна на въздуха не може да замръзне, така не трябва да харчим допълнителна енергия, за да я предпазим от замръзване.

Възниква въпросът, че с използването на вентилационната система се лишаваме от предимството, което получаваме със спестяването на енергия от отопляването. Разходът на съвременните системи съставлява 1/10 част от спестяването на енергия, тоест това предимство се запазва.

Съзнателно отношение към енергията. Концепцията на пасивните къщи

Поскъпващата непрекъснато енергия и въздействието й върху околната среда в строителната индустрия оправдават все повече аспекта на проектиране със съзнателно отношение към енергията, широкото използване на обновяващи се енергии, и търсенето на различни алтернативи в интерес на функционирането на сградите с възможно най-малко разход на енергия.
Една такава концепция се осъществява от т.нар. къщи с нулев разход на енергия или пасивни къщи. Такива сгради са почти самоосигуряващи се, индивидуално оформени постройки. Целта им е да сведат до минимум енергията, използвана за отопление, охлаждане и функциониране с помощта на алтернативни източници на енергия и изолация. Без включването на комунални услуги, къщата се превръща в пасивна, независима, благодарение на способността си да се самоосигурява.
Характерна особеност в строежа на такива къщи са специално проектираните геометрични пропорции в интерес на използването на енергията възможно най-пълноценно. Разполагаща с отлични технически и топлинни характеристики сграда се строи като се взимат под внимание местните дадености и се поставят големи прозорци, гледащи на юг. Щом по време на проектирането тези основни принципи са спазени, то може да се постави основата на пасивността.

Понеже в Унгария все още няма такава институция, която да оценява тези сгради, можем да илюстрираме изискванията, отнасящи се до използването на енергията само с австрийски или немски данни, въз основа на които на постройките се дава оценка за пасивност.

Ако въз основа на пресметнатите стойности потребността на къщата от топлина не достига 10 W/m², то сградата може да получи оценка за пасивност. Какво означава това? Показано с пример дори за отоплението на една стая от 10 кв.м. е достатъчна всичко на всичко топлинната енергия на една 100-ватова електрическа крушка. Данните са потресаващи, особено като се има предвид какви стойности се калкулират днес за една средностатистическа къща в Унгария. Според преценките, потребността от енергия на една средностатистическа сграда в Унгария за година е 80kW/m², докато максималната отчетена потребност на пасивната къща е 15kW/m². Намаленото потребление на енергия възниква като резултат от ефективното й използване.

За сградите с нулев разход на енергия е характерно:
- изграждат се с ефективна топлоизолация и строителна технология без термален мост
- прозорците им са с повишена изолация и добре ситуирани
- смяната на въздуха се осъществява чрез система с уред за смяна на топлината
В основни линии поради тези разлики една сграда се превръща в пасивна или в сграда с доста ниско потребление на енергия. Освен въпросът за основните характеристики най-често възниква и още един: откъде произхожда енергията, която покрива нуждата от енергия и топлина на пасивните къщи, ако не са включени към системата за комунални услуги.

На първо място енергията идва от Слънцето. Главно от топлинната енергия, образуваща се подобно на парниковия ефект, от слънчевите лъчи, които проникват през големите прозорци, ориентирани на юг. Непосредствено, без допълнителна отоплителна техника от най-чистия и най-естествен източник на енергия. При тези къщи използването на тази, достъпна за всички нас енергия е предварително проектирано, това е най-оптималното извличане на топлина. Благодарение на отличната топлоизолация, топлината не може да избяга от сградата.
На второ място от всекидневната дейност на обитателите: от готвене, от използването на електрическите уреди, от топлината на тялото на намиращите се в къщата. Изненадващо е - бихме си помислили, че тези източници на енергия не са значителни, но нека да помислим: колко топлинна енергия се създава при варенето на сутрешното кафе, докато гледаме телевизия, а да не говорим за приготвянето на обеда. Обединени в едно, тези възникващи второстепенни енергии също играят роля в задоволяването на потребностите от топлинна енергия на пасивната къща.

На трето място е възстановяването на използвания топъл въздух, което е много важен фактор, защото с проветряването изпускаме навън ценна енергия, навреждайки по такъв начин на ефективното използване на енергията в дома ни.

Възможни допълнителни разходи:
Другият, често поставян въпрос е: Колко по-скъпо е построяването на една такава пасивна къща като се имат предвид допълнителните разходи?
Отговорът е, че със сигурност построяването на такава къща е по-скъпо от това на една обикновена. Трябва да се вземат под внимание допълнителните разходи, свързани с допълнителната изолация, с вграждането на специалните врати и прозорци и със сменящите топлината генератори.
Ако обаче поставим въпроса така: поемайки по-високите разходи, ще се изплати ли инвестицията ни, може да се даде по-комплексен отговор.
От горепосочените структурни решения значително намаляват разходите за функциониране, което в дългосрочен план ще доведе до възвръщане на вложените допълнителни разходи.
Проблемът е там, че тези допълнителни разходи трябва да се направят наведнъж, в процеса на изграждане на къщата.
Тогава въпросът колко точно са тези допълнителни разходи става много важен.

Допустимо ли е изобщо едно семейтво със средностатистически доходи да помисли за сторителството на такава сграда?
Изхождайки от досегашния опит подобно начинание не е невъзможно, понеже с прилагането на специалната технология, отоплителната техника съставляваща същността на традиционната сграда изчезва от нея. Няма нужда от камини, казан на газ или други отоплителни съоръжения. Изчезват тръбопроводите, радиаторите, термостатите. На мястото на костващите значителни средства машини попада съоръжение за топлообмен и вентилация и използващите алтернативните енергии модерни апаратури. В крайна сметка допълните разходи са 30% повече. Всеки сам трябва да прецени за себе си дали може да отдели тези средства, но при непрекъснато вдигащите се цени на енергията си струва да се замислим.

Опазване на околната среда

Другият аргумент в полза на технологията на пасивните къщи засяга не само портфейла ни, но и нашето бъдеще! С оглед на опазването на околната среда съзнателното отношение към енергията придобива все по-голямо значение по света. Учените от развитите държави бият тревога, предупреждавайки, че изпускането на газове, генериращи парников ефект, вследствие на използването на енергията могат да доведат до глобално затопляне, което в краткосрочен план може да има катастрофални последици.

Индустриализацията, потребността на човечеството от все повече енергия повлече след себе си все по-голямото отделяне на въглероден двуокис, макар протоколът от Киото да се опитва да ограничи в дадени рамки отделянето на въглероден диоксид за подписалите го държави. Така в интерес на развитието, което може да се подсигури, все по-голяма роля получава широкото използване на обновяващите се енергии. От енергия, била тя електрическа или топлинна, има нужда непрекъснато. Въпросът е как ще я добием! Според проучванията фосилните ни носители на енергия са в състояние в продължение на много хилядолетия да задоволяват потребността на света от енергия. Добиването им обаче изисква все по-сложни технически решения, с което изкопаването им става все по-скъпо и това влече след себе си и увеличаването на основната цена на съответния енергиен носител.

За съжаление, приложението на обновяващите се енергии в сравнение с потребността от енергия е форма за извличане на енергия, използвана в доста малък процент. Решението в момента е използването на придобитата енергия колкото се може по-пълноценно! С разпространението на пасивните къщи ще се появят такива сгради, които се надяваме, че поне на местно ниво ще изпълнят тази цел във все по-голяма степен.

“Мисли глобално, действай локално!” – казват природозащитните организации. Имат право, понеже сегашното решение на строителните инженери ще има отражение още стотици години. Затова са важни проектирането със съзнателно отношение към енергията и призивът да използваме предоставените ни от съвременните ни познания и техника възможности с които добре проектираните ни сгради да служат освен на удобството и красотата и на опазването на околната среда!

Не бива да забравяме, че Земята не е наша собственост, а само сме я заели от внуците си и отговорността в какво състояние ще им я върнем е на всички ни.
Изпълнение и построяване на пасивна къща

Да започнем с основите!

Действително строежът на къщата започва с полагането на основите. Тук за пръв път се срещаме с техническите решения на топлоизолацията и на избягването на термомостовете.

Важно е фундаментът, зидарията и сутеренните части да са снабдени с изолация. При оформянето на основите трябва да се внимава, защото за разлика от обичайната практика, продължението на основите в стената се прекъсва от един пласт изолация. От това има нужда, за да не възникне термален мост между двете единици, които често имат различна температура. Има най-различни възможности, но най-често при такива случаи използваме издържащите на голям натиск XPS или PUR изолационни пластини.

Ако вече сме оформили приемната конструкция, трябва да помислим за структурата на стените на строящата се къща. Можем да използваме много решения от традиционната тухлена зидария до също често използваните леки конструкции, но същността е: достигането на колкото се може по-благоприятна стойност на фактора изпускане на топлина.

Изхождайки отново от немския опит: по възможност трябва това съотношение да е колкото се може по-малко, но да достига минимум стойност: U=0.11 W/m2k. Съществува още една, в Унгария малко позната технология за бързо изграждане на стенната конструкция без термални мостове с отлични изолационни параметри. Това е строителната система, която се състои от полистирeлни кофражни елементи, които всъщност са първостепенният строителен елемент на пасивните къщи. При тази технология, направените от полистирен “тухли”, влизат една в друга като блокчета “Лего” образуват кофраж, а като залеем вътрешната му част с бетон се прави носещата конструкция на стената..

Прилагайки допълнителните елементи на системата (гредови елементи, преходни елементи, стенен накрайник) лесно може да се изгради системата от стени, която играе неотменима роля при технологията на пасивната къща, изолира много добре и осигурява липсата на термални мостове. Бетонният пласт, който дава статичните параметри на къщата е образуван от стоманобетонна конструкция, която според статиката на сградата може да се армирана и е много устойчива на земетресения.

Друго предимство на тази иновативна система освен бързината е и чистата зидария без добавъчни разходи. Използвайки тази строителна система не трябва да се прави кофраж при свързващите и гредовите пояси. Стените разполагат във всяка една точка с еднакви термално-технически стойности, затова образуването на пара или плесенясването на вътрешните стени с различна температура, е изключено.

Преминавайки нататък, следващата стъпка е изграждането на плочата. Ако жилищната сграда ще бъде само на едно ниво, тогава тук е целесъобразно да поставим изолацията, защото е по-лесно и по-евтино от поставянето на изолация на таванското ниво. Избирайки между многото възможности трябва да се стремим да поставим и тук достатъчно дебел изолационен пласт. Може да се избере решение с леки конструкции, но е подходящо и използването на традиционните т.нар. Е-греди. Ако мислим в гореспоменатата система, то идеалното решение би било вграждането на плоча с отлични термално-технически параметри, разработена за полистиролната система. Тогава с помощта на изработените от полистирен елементи се образува ребреста монолитна плоча от стоманобетон, която се свързва със стената без термални мостове, образувайки едно масивно цяло.

Строително инженерство
При къща с нулев разход на енергия освен изолациите, ориентацията на къщата и други строителни решения, важна роля се полага и на приложението на строително-инженерните решения. Може би двете професии намират допирни точки най-вече при случая с пасивната къща, всяка допълвайки и опирайки се на решенията на другата, осигурявайки най-добрите възможности за минимален разход на енергия на къщата. С прецизното ориентиране на къщата, с оптималното проектиране на кубатурата и повърхността, с повишената изолация на ограничаващите стени, на вратите и прозорците получаваме сама по себе си енергоспестяваща строителна конструкция.

Но за изграждане на здравословна среда и микроклимат се нуждаем от прилагането на модерни строително-инженерни решения!

Първият и най-важен проблем е проблемът с въздухообмена, който произтича от изолацията. Как може да се задържи в сградата ценната енергия, като междувременно трябва да се погрижим и за влизането на свеж въздух? Разбира се и за този парадокс си има очевидно разрешение.

Сградата трябва да се снабди със система за топлообменна вентилация, която работейки на прост принцип с влагане на малко енергия е готова да разреши този проблем. Същността на технологията е, че изсмуканият топъл въздух, минавайки през ламелите се докосва до проникващия свеж, но студен въздух и така се осъществява обменът на въздух или топлина.

Задачата е лесно разрешима с вентилатори и филтри.

Засилвайки полезността на действие на системата, можем да използваме и почвени регистри, които поради елементарната си употреба предоставят отлично решение за охлаждане или затопляне на проникващия свеж въздух.

Почвеният регистър не е ново изобретение. Същността му е: система от тръби, разположена под земята, преминавайки през която въздухът, предназначен за вентилация се охлажда или се затопля от земната енергия в зависимост от това доколко външната температура се различава от намиращата се на приблизително 3 метра под земята зиме и лято с почти постоянна температура от 14-16 ºC.

През летния период вкараният по този начин изстуден въздух сам по себе си е в състояние да охлади добре изолираните сгради. През зимния период температурата на въздуха под 0 ºC, прониквайки през системата от тръби се издига над точката на замръзване, предотвратявайки замръзването на течността от конденза в ламелите на топлообмена. Ако приложим това решение, не трябва да изграждаме допълнителна система за предварително затопляне.

А ако говорим за слънчева енергия и модерно строително инженерство тогава непременно трябва да споменем и употребата на все по-разпространените в Унгария слънчеви колектори.

Най-простото им приложение е за подсигуряване на топла вода. Експлоатацията им за други цели е малко по-скъпа, но все пак предлагат алтернатива и в областта на отоплението. Докато за практичното снабдяване с топла вода няма нужда от много строително инженерство, то за подпомагане на отоплението сме принудени да вградим една малко по-сложна система, макар разходите да са високи на първо място не заради управлението, а заради действащия като акумулатор буферен резервоар, за който трябва да платим доста. Да се спестява от това не е целесъобразно, понеже в дългосрочен план началните ни капиталовложения ще се възвърнат и след няколко години ще можем да се наслаждаваме на допълнителната безплатна слънчева енергия. Коефициентът на полезно действие на тези системи зависи от типа. Покрай традиционните плоски колектори се появяват и по-модерните системи с вакуумни тръби. В наши дни лесно можем да изберем от широкия асортимент типа, отговарящ на нашите изисквания, като сме наясно за какво точно ще използваме слънчевия си колектор.
Другата система също криеща в себе си големи възможности е топлинната помпа.

Принципът й на действие е подобен на този на хладилника: помощта на компресор сгъстяваме един специален газ, дотогава, докато не премине в течно агрегатно състояние. Тогава преминавайки през вентил го оставяме да се разшири. На страната на сгъстяването започва да се образува топлина, докато в участъка на разширяването започва да отнема топлина от околната среда. При тази технология производителите предлагат широка гама решения. При всяко едно от тях целта е добиването на топлинна енергия посредством отнемането й от околната среда, т.е. извличането на изключително евтина топлинна енергия. Колкото по-съвършено е отнемането на топлинната енергия от околната среда, толкова по-пестелива е системата.

В интерес на бързото протичане на процеса на отдаване и приемане на топлина, се прилагат регистри. Разположението на регистрите (в земята, във водата, на открито) определя т.нар. коефициент на полезно действиена топлинната помпа., която производителите отбелязват със COP (стойността COP показва колко киловата топлинна енергия може да произведе топлинната помпа с 1 kW електрическа енергия.) За съжаление в унгарската действителност тази система все още се смята за доста скъпа, но си струва да се замислим, понеже въпреки всичко можем да калкулираме и реално време за възвръщане на инвестицията. Навсякъде по света нараства интересът към пасивните къщи. Живеещи в различни точки на планетата експерти обменят опит, дискутират научните си резултати, в интерес на поставянето на началото на едно енергоспестяващо бъдеще. В Западна Европа, благодарение и на държавната помощ, изграждането на енергоспестяващи домове и офиси е във възход. Днес вече в Австрия има 1000 пасивни къщи, но към 2010 се очаква тази цифра да набъбне до дванадесет хиляди.