Pasivna hiša

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Ena prvih pasivnih hiš, zgrajena v Nemčiji.

Pasivna hiša je zgrajena tako, da dobro izkorišča sončno energijo, vse toplotne izgube pa so zelo zmanjšane. Tako dobitki sončne energije skozi steklene površine ter notranji toplotni dobitki, ki nastanejo zaradi bivanja, pokrivajo večji del toplotnih potreb po ogrevanju. Manjkajoče toplotne potrebe za ogrevanje stavbe pri tem ne smejo presegati 15 kWh/m2 bivalne površine letno.

Toplotne izgube se zmanjšujejo predvsem z vgradnjo velikih debelin izolacije, vgradnjo kontroliranega prezračevanja, preprečevanjem nekontroliranih konvekcijskih izgub skozi netesna mesta, zmanjševanjem toplotnih mostov ter ustreznim oblikovanjem.

Za učinkovito izkoriščanje sončne energije je zelo pomembno, da je večina steklenih površin orientirana proti jugu oz. severu - v primeru, ko se hiša nahaja na južni zemeljski polobli.

Termografski posnetek, ki prikazuje majhno izgubo toplote pasivne hiše (na desni) v primerjavi z navadno hišo (na levi).

Optimalizacijo prihranka pri izrabi toplote pa lahko dosežemo z grelniki vode na sončno energijo, s pasivnim ogrevanjem dotoka zunanjega zraka, namenjenega za prezračevanje prostorov, s toploto zemlje (povprečna temperatura zemlje 2 metra pod površjem je približno 12 °C) ter s pasivnim ogrevanjem dotoka svežega zunanjega zraka s toploto zraka, ki ga odvajamo iz hiše - prezračevanje z rekuperacijo toplote.

Nadaljnjo porabo energije v gospodinjstvu lahko zmanjšamo tudi z uporabo energijsko varčnih gospodinjskih aparatov. Poraba energije v gospodinjstvu naj bi bila namreč minimalna (42-120 kWh/m²).

Izraz Pasivna hiša[uredi | uredi kodo]

Izraz pasivna hiša (Passivhaus v nemškem jeziku), se nanaša na stroge, prostovoljne, standarde pasivne hiše za energetsko učinkovitost stavb, cilj je zmanjšati svoj ekološki odtis. [1] Posledica je izjemno majhna poraba energije, pasivna hiša potrebuje malo energije za ogrevanje ali hlajenje. Podoben standard, MINERGIE-P, ki se uporablja v Švici standard se ne omejuje le na stanovanjske nepremičnine; večje število poslovnih stavb, šol, vrtcev in supermarketov je prav tako zgrajeno po standardu . Pasivni design ni priloga ali dodatek arhitekturnega projektiranja, temveč integriran proces načrtovanja z arhitekturno zasnovo.Čeprav se večinoma uporablja za nove zgradbe, je bil prav tako uporabljen za prenavljanje.

Ocene o številu stavb, pasivne hiše po vsem svetu ob koncu leta 2008 znašala od 15.000 do 20.000 objektov. Od avgusta 2010 je bilo približno 25.000 takih certificiranih objektov vseh vrst v Evropi, medtem ko jih je bilo v Združenih državah Amerike zgrajenih le 13, nekaj deset več pa jih je v izdelavi. Velika večina struktur Pasivnih hiš je bilo zgrajenih v nemško govorečih državah in Skandinaviji. Prvo certificirano pasivno hišo v Sloveniji smo dobili leta 2009. Certifikat Passivhaus inštituta je prejela hiša Mitje Petkovška, ki jo je zgradil v sodelovanju s podjetjem Lumar [1]. Omenjeno podjetje je do danes postavilo že več kot 60 pasivnih objektov v Sloveniji in tujini.

Standard[uredi | uredi kodo]

Standard Passivhaus izvira iz pogovora iz maja leta 1988 med profesorjema Bo Adamson iz Univerze v Lundu, Švedska in Wolfgang Feist iz Institut für Wohnen und Umwelt (Inštitut za stanovanjske zadeve in okolje, Nemčija). Njun koncept je bil razvit s pomočjo številnih raziskovalnih projektov , podprt je bil s finančno pomočjo iz nemške dežele Hessen.

Prvi primeri[uredi | uredi kodo]

Morebitna gradnja štirih vrstnih hiš, je bil zasnovana za štiri zasebne investitorje, ki jih Arhitekturno podjetje profesorjev Bott, Ridder in Westermeyer. Prva hiša, ki je bil zgrajena tako, da je ustrezala standardom Passivhaus domov je bila zgrajena v Darmstadtu v Nemčiji leta 1990 in v naslednjih letih je bila zelo oblegana s strani potencialnih investitorjev.

Nadaljnje izvajanje in posveti[uredi | uredi kodo]

V septembru 1996 je bil ustanovljen Passivhaus-Institut, tudi v Darmstadtu, z namenom spodbujanja in nadzorovanja standardov. Od takrat je bilo zgrajenih na tisoče objektov pasivni hiš, ocena za leto 2010 je več kot 25.000 pasivnih hiš. Večina se jih nahaja v Nemčiji in Avstriji, gradijo pa se v različnih državah po vsem svetu.

Potem ko je bil v Darmstadtu potrjen koncept, da se za ogrevanje prostora porabi 90 % manj energije, kot je bila zahteva stanadarda za novo stavbo zgrajeno v tistem času, je bila leta 1996 ustvarjena the 'Economical Passive Houses Working Group' (delovna skupina ekonomske pasivne hiše). Začeli so s proizvodnjo novih sestavnih delov, predvsem oken in visoko učinkovitost prezračevalnih sistemov, ki so jih vgrajevali v nove pasivne hiše. Medtem pa so bile nove pasivne hiše zgrajene še v Stuttgartu (1993), Naumburgu, Hessenu, Wiesbadenu, in v Kölnu (1997) [11].

Izdelki, razviti za standard pasivne hiše so bili dodatno trženi med in po zasedanju CEPHEUS-a, to je projekt, ki je bil sponzoriran s strani Evropske Unije, koncept je bil razvit v petih evropskih državah med zimo 2000-2001. Prva pasivna hiša v ZDA je bila zgrajena v Urbani, Illinois v letu 2003, in prva, ki je bila certificirana je bila zgrajena leta 2006 v bližini Bemidji, Minnesota, v nemško govorečem okolišu. Prvi ameriški obnovljeni projekt je bil certificiran v juliju leta 2010, ko si je obrtnik O'Neill preuredil hišo v mestu Sonoma, Kalifornija.

Prva svetovno standardizirana Pasivna montažna hiša je bila zgrajena na Irskem leta 2005 zgradilo jo je švedsko podjetje Scandinavian Homes. Od takrat, so zgradili še večje število pasivnih hiš v Angliji in na Poljskem .

Standardi[uredi | uredi kodo]

Medtem ko so nekatere tehnike in tehnologije, posebej razvite za standard pasivne hiše, so druge, kot superinsulation, že obstajale, koncept pasivnega sončnega modela stavbe pa sega v antiko. Za gradnjo nizkoenergijskih stavb je bil podlaga predvsem nemški Niedrigenergiehaus (nizkoenergijske hiše) standard. Tudi stavbe zgrajene po zahtevnih predpisih o energiji Švedske in Danske so bile zgrajene nizkonenergijsko.

Zahtevani standardi[uredi | uredi kodo]

Standard pasivne hiše za srednjo Evropo, zahteva, da stavba izpolnjuje naslednje zahteve: [19] [20]

  • stavba mora biti zgrajena tako, da njene letne potrebe po ogrevanju, izračunane s Passivhaus načrtovalnim paketom, za ogrevanje in hlajenje ne porabijo več kot 15 kWh / m² energije na leto - skupna poraba primarne energije (vir energije za električno energijo in itd).
  • poraba (primarne energije za ogrevanje, toplo vodo in elektriko) ne sme biti več kot 120 kWh / m² na leto.
  • Objekt prav tako ne sme izgubljati več zraka kot 0,6-kratni volumen hiše na uro (n50 ≤ 0,6 / uro) pri 50 Pa (N / m²) nadtlaka ali podtlaka. To se testira s tako imenovanim »blower door« testom.

Nekateri standard pasivne hiše oz. njegovo definicijo kritizirajo, da na tak način ni možno enakovredno oceniti varčnosti objektov. V določenih primerih lahko objekt, ki nikakor ni varčen, ustreza standardu [1].

Priporočila[uredi | uredi kodo]

Poleg tege je pri posebni toplotni obremenitvi za vir ogrevanja pri oblikovanju temperature, priporočljivo, ni pa nujno, da mora biti manjša od 10 W / m² na uro. Ti standardi so precej višji od hiše, ki je zgrajena po normalnih merilih. Za primerjavo glejte spodnje mednarodne primerjave. Mednarodni partnerji v okviru »konzorcija za promocijo Evropske pasivne hiše«, so mislili, da imajo določeno mero prožnosti, za lahko prilagoditev teh omejitev.

Zahtevano ogrevanje prostorov[uredi | uredi kodo]

Z doseganjem standardov pasivne hiše, za določene zgradbe, lahko odpravijo s konvencionalnimi ogrevalnimi sistemi. Čeprav je to osnovni cilj, standardov pasivne hiše, bo za nekatere vrste ogrevanja še naprej potreben, v večina pasivnih hiš pa vključuje sisteme za zagotavljanje dodatnih naprav za ogrevanje prostorov. Gre za toploto manjšega obsega, ki je normalno porazdeljena in obnovo prezračevalnih sistemov, ki so potrebni za oblikovanje kakovosti zraka v prostoru, namesto da se ogreva s konvencionalnimi vodnimi napravami ali napravami, ki delujejo na podlagi visokih pritiskov za ogrevanje, kot je bilo spodaj opisano v oddelku za ogrevanje prostorov.

Stroški gradnje[uredi | uredi kodo]

Pri pasivnih hišah, se prihranjeni stroški pri odpravi konvencionalnih sistemov za ogrevanje, ki se lahko nato uporabijo pri nadgradnji fasad in obnovi prezračevalnih sistemov. S skrbnim načrtovanjem in naraščanjem konkurence pri dobavi materialov za gradnjo pasivne hiše. V Nemčiji je sedaj že mogoče zgraditi pasivno hišo z enakimi stroški, kot pri gradnji hiše za normalnimi standardi, kot je bilo narejeno pri gradnji apartmajev na Vaubranu, Freiburg. V povprečju, je pasivna gradnja hiše še vedno za 14 % dražja od običajne gradnje.

Ocene so pokazale, da ko bo tehnično mogoče, se bodo stroški za gradnjo hiše po standardih, ki so predpisani za gradnjo pasivne hiše, znatno povečali pri gradnji le teh v severni Evropi nad 60° zemljepisne širine. Evropska mesta na približno 60° zemljepisne širine so Helsinki na Finskem in Bergen na Norveškem. London je na 51° Moskva pa na 55°.

Te ugotovitve so povzročile, da so arhitekti začeli načrtovati stavbe, ki tla pod sabo uporabljajo za ogromna skladišča za shranjevanje oziroma proizvodnjo energije za gretje med zimo in poletjem. Nekatere stavbe lahko tudi za hlajenje med poletjem in zimo. Vsaj en arhitekt trdi da pasivni termosifon prevaža samo zrak, tako da se lahko prenos izvede brez dragih, nezanesljivih naprav.

Projektiranje in gradnja[uredi | uredi kodo]

Pasivna gradnja uporablja kombinacijo stavb z nizko porabo energije, ter visoko razvito tehniko in tehnologijo.

Doseganje večjega zmanjševanja porabe energije za ogrevanje, ki jih zahteva standard vključuje premik v pristopu k visokih gradnjam. Načrtovanje se izvaja s pomočjo "pasivna hiša Planning Package" (PHPP) in zato uporablja posebne računalniške simulacije.

Za doseganje standardov, se številne tehnike in tehnologije uporabljajo v različnih kombinacijah:

Pasivni sončni dizajn in pokrajina[uredi | uredi kodo]

Pasivno grajena hiša se s pasivno sončno načrtovano stavbo in energetsko učinkovitostjo podpore okolice se lahko lepo vključi v okolico in okolje. Stavbe zgrajene po pasivni solarni tehniki so kompaktne oblike, s tem imajo zmanjšano površino, glavno načelo je, da so večja okna usmerjena proti ekvatorju – jugu. S tem se poveča izkoristek sončne energije. Vendar pa je uporaba sončne energije, predvsem v regijah z zmernim podnebjem drugotnega pomena za zmanjšanje skupne potrebe po energiji za celotno hišo. V podnebjih in regijah, kjer je potrebno zmanjševanje prekomernega poletnega sončnega ogrevanja je potrebno uporabiti drevesa, pergole z vinsko trto, vertikalne vrtove, zelene strehe, in druge tehnike. Pasivne hiše so lahko izdelana iz gostih ali lahkih materialov, vendar imajo nekateri integrirano notranjo termično maso, ki je običajno vključena za zmanjšanjevanje temperaturnega vrhunca poletja. Poleg tega vzdržujejo stabilne zimske temperature, in preprečijo morebitno prekomerno ogrevanje spomladi ali jeseni. Zunanja stena barv, omogoča izbiro površine, za insolacijo ali absorpcijske lastnosti, odvisno od prevladujoče celoletne okolice zunanje temperature. Uporaba listavcev in trte lahko pomaga pri zmanjševanju ekstremnih temperatur.

Oblikovanje pasivnih hiš[uredi | uredi kodo]

Ko arhitek oblikuje pasivno hišo se mora zavedati določenih naravnih zakonitosti prehajanja toplote, ki jih mora upoštevati pri projektiranju. Hiša mora biti čim bolj kompaktna (imeti mora čim manjšo površino fasade, skozi katero se izgublja toplota) in mora biti z daljšo stranico orientirana proti jugu za čim boljši izkoristek sončne energije. Sama kvadratura ni omejena, saj je smiselno, da so tudi večje hiše energijsko učiknovite. Zelo pomembna je tudi kakovost, velikost in orientacija oken (vse večje steklene površine naj bi bile obrnjena proti jugu zaradi solarnih dobitkov).

Visoka toplotna izolativnost[uredi | uredi kodo]

Pasivno grajene stavbe uporabljajo sistem visoko toplotne izolativnosti, z namenom da se bistveno zmanjša prenos toplote skozi stene, streho in tla v primerjavi s tradicionalnimi stavbami. [28] Uporabljajo se različni toplotno izolacijski materiali, kateri lahko zagotovijo zahtevane visoke R-vrednosti (nizka U-vrednost, navadno v 0,10-0,15 W / (m². K). Posebna pozornost pri gradnji pasivne hiše je namenjena odpravljanju toplotnih mostov.

Pomanjkljivost, ki izhaja iz debeline izolacije zidu je ta, da se zunanje dimenzije stavbe povečajo, notranje površine objekta pa se na račun pasivne gradnje zmanjšajo v primerjavi s tradicionalno gradnjo.

Na Švedskem želijo doseči take standarde pasivne hiše, da bi ob debelini izolacije stene 335 mm imela le ta U-vrednost = 0,10 W/ (m². K). Ob debelini izolacije strehe 500 mm pa bi le ta imela U-vrednost= 0,066 W / (m². K).

Napredna okenska tehnologija[uredi | uredi kodo]

Da bi zadovoljili zahteve standarda pasivne hiše, so okna izdelana z izjemno veliko R-vrednostjo (nizka U-vrednost običajno znaša med 0,7-0,85 W/m².K skupaj z okvirjem). Ti običajno združujejo večkomorne okenske profile v kombinaciji s troslojno zasteklitvijo - vmesni prostori so polnjeni s plinom (po navadi gre za argon ali kripton). Tudi okenska tesnila so razvita posebej za termično odlične okenske okvirje.

V Srednji Evropi in večini držav Amerike, so okna tako dobro toplotno izolirana, da so ob orientiranosti na južno stran, toplotni odbitki od sonca v povprečju večji od toplotnih izgub, tudi sredi zime.

Zrakotesnost[uredi | uredi kodo]

Zelo pomemben del pri gradnji pasivnih stavb je preprečevanje nekontrolirane izmenjave notranjega zraka z zunanjim in s tem zmanjševanje konvekcijskih toplotnih izgub. Medtem, ko pri običajni gradnji toplotne izgube zaradi nekontrolirane izmenjave obsegajo le manjši delež, so zaradi nekajkrat manjših toplotnih potreb te lahko pri pasivni hiši prevladujoče [2].

Zrakotesnost zaradi preprečevanja kondenzacije toplega notranjega zraka v konstrukciji zagotavljamo na notranji, topli strani konstrukcije s pomočjo parnih ovir ali zapor, skrbnega tesnjenja vseh prebojev ter ustrezno montažo stavbnega pohištva, npr. po sistemu RAL. Dobra zrakotesnost stavbe tudi zmanjšuje možnosti za poškodbe konstrukcije ter nastanek plesni kot posledico kondenzacije pri prehajanju toplega notranjega zraka proti zunanjosti v času nizkih zunanjih temperatur [2].

Z zrakotesno gradnjo onemogočimo naravno izmenjavo zraka, zato pasivna hiša potrebuje sistem za kontrolirano prezračevanje. Energijsko učinkovitost kontroliranega prezračevanja se doseže z uporabo posebnih izmenjevalcev toplote oz. rekuperatorjev, ki omogočajo prenos toplote iz odpadnega zraka na svež vstopni zrak.

Za preverjanje zrakotesnosti gradnje je bil razvit sistem za preverjanje tesnosti (angl. blower door test), kjer se s pomočjo ventilatorja v hiši ustvari nadtlak ali podtlak 50 Pa, nato pa se izmeri, kakšen pretok zraka je potreben za vzdrževanje tega nadtlaka oz. podtlaka. Izmenjava zraka v stavbi, ki je grajena v pasivnem standardu, pri tem naj nebi presegala 0.6 kratnik celotnega notranjega volumna stavbe na uro.

Vetrna tesnost[uredi | uredi kodo]

Velik vpliv na toplotne izgube pasivne stavbe ima tudi vetrna tesnost. Kljub zrakotesnemu notranjemu ovoju lahko namreč veter prodre v določene izolacijske materiale in odnese toplejši zrak, ki se zadržuje v toplotni izolaciji. Efekt je podoben kot pri uporabi jopice brez vetrovke v mrzlem in vetrovnem vremenu [2].

Vetrno tesnost zagotavljamo na zunanji strani toplotne izolacije s pomočjo paro-prepustnih materialov, ki omogočajo sušenje izolacije. Pri tem je potrebno paziti, da je notranji zrakotesni ovoj stavbe skrbno narejen ter bolj paro-zaporen kot vetrno-tesni ovoj, da se lahko morebiten kondenz v izolacijskem sloju dovolj hitro posuši.

Zagotavljanje vetrne tesnosti je posebej pomembno pri uporabi izolacijskih materialov, ki omogočajo gibanje zraka, kot so npr. kamena in steklena volna, celulozna izolacija, ovčja volna, EPS v kroglicah, ...

Viri in literatura[uredi | uredi kodo]

Glej tudi[uredi | uredi kodo]