Pasivna hiša

Koncept pasivne hiše je razvil dr. Wolfgang Feist, ki je v Darmstadtu v bližini Frankfurta leta 1991 postavil pilotni objekt. Ta prototip se je tako izkazal, da je nastal standard pasivnih hiš, ki se na trgu pojavljajo od leta 1998. V tem času je v Nemčiji, Avstriji in Švici nastalo že več kot 10.000 pasivnih hiš, ki svojo kvaliteto izkazujejo s certifikatom. Pasivne hiše so stanovanjske enodružinske in večstanovanjske zgradbe, poslovne zgradbe, šole, športne hale, otroški vrtci, cerkve in proizvodne zgradbe. Standard pasivne hiš ne omejuje vsebine objektov pa tudi ne velikosti. Obstajajo majhne počitniške hiše, največji poslovni objekt na svetu ima več kot 7.000 m2 ogrevanih površin. Pasivne hiše lahko stojijo ob morju ali pa visoko v planinah. Omejitev s strani uporabe ni.

Standard pasivne hiše

V primerjavi z običajnimi zgradbami, ki so zgrajene po trenutno veljavnem Pravilniku o toplotni zaščiti in učinkoviti rabe energije v stavbah, pri pasivnih hišah ni nobenih dodatnih temeljnih gradbeno-fizikalnih zahtev. Izvedba pasivnih hiš pa postavlja visoke zahteve za uporabljene komponente:

  • toplotna zaščita: toplotna prehodnost U vseh gradbenih elementov je pod 0,15 W/(m2K), pri prostostoječi enodružinski hiši se priporoča celo pod 0,10 W/(m2K);
  • izvedba brez toplotnih mostov ( <= 0,01 W/(mK));
  • izredna zrakotesnost, kontrolirana s tlačnim preizkusom po DIN EN 13829 – vrednost n50 pri 50 Pa tlačne razlike ne sme presegati 0,6 h-1
  • zasteklitve z Uw pod 0,8 W/(m2K), pri visokem faktorju prehoda celotnega sončnega sevanja (g >= 50 % po DIN 67507), tako da so tudi pozimi možni neto dobitki toplote;
  • okenski okvirji z Uf-vrednostjo pod 0,8 W/(m2K) po DIN EN 10077
  • poraba električne energije za pogon prezračevalne naprave <= 0,4 Wh/(m3) prečrpanega zraka;
  • najnižje toplotne izgube pri pripravi in distribuciji sanitarne vode
  • učinkovita izraba elektrike v gospodinjstvu (stroji in naprave iz energijskega razreda A in A+).

Samo sestavljanje posameznih komponent, primernih za pasivno hišo, ni dovolj, da bi zgradba postala pasivna. Za doseganje standarda pasivne hiše je potreben integralni načrt, kjer so posamezne komponente smiselno povezane.

Značilne specifične vrednosti za pasivne hiše so:

  • letna potrebna toplota za ogrevanje <= 15 kWh/(m2a),
  • skupna letna poraba primarne energije <= 120 kWh/(m2a),
  • letna poraba električne energije <= 18 kWh/(m2a),
  • toplotne izgube <= 10 W/m2
  • zrakotesnost n50 < 0,6 h-1

Izraz Pasivna hiša

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. 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 insupermarketov 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 in rekonstrukcije obstoječih objektov. v naši praksi imamo že nekaj objektov, ki so z rekonstrukcijo dosegli pasivni in nizkoenergijski standard. Več o rekonstrukciji in energetski sanaciji objektov si lahko preberete na: http://www.energetskabilanca.si/energetska-optimizacija-rekonstrukcij-starih-objektov.
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. Na slovenskem področju se s pasivno gradnjo in njenim načrtovanjem ukvarjamo že od leta 2002, tako da imamo na tem področju bogate izkušnje in več deset delujočih objektov, ki nam našim zadovoljnim strankam služijo v veliko zadovoljstvo.

Načrtovanje pasivne hiše

Pasivna hiša se imenuje pasivna zato, ker izkorišča sončno energijo in notranje vire ob minimalnih toplotnih izgubah tako, da je skoraj ni potrebno dodatno ogrevati ali hladiti. V PH prevladujejo poleti in pozimi ugodne bivalne razmere. Poraba koristne energije za ogrevanje mora biti glede na standarde PH < 15 kWh/m2a, električne energije < 18 kWh/m2a, poraba skupne primarne energije pa < 120 kWh/m2a. Toplotne izgube morajo biti <10 W/m2, hiša izdelana brez toplotnih mostov, izmerjena nekontrolirana izmenjava zraka pa n50 < 0.6 h-1. Za zagotovitev predpisanih nizkih toplotnih izgub mora PH imeti vgrajen sistem kontroliranega prezračevanja z vračanjem toplote odpadnega zraka. Učinkovita toplotna izolacija zunanjih neprosojnih obodnih površin (U < 0.15 - 0.10 W/m2K ) in visoko energetsko učinkovita okna s trojno zasteklitvijo (U < 0.80 W/m2K, g < 50% ) zagotavljata enakomerno temperaturo notranjega ovoja zgradbe pozimi in poleti.

Prava PH upošteva osnovna načela pasivnega solarnega načrtovanja, je konstrukcijsko nezahtevna, enostavna, funkcionalna in uporabniku prijazna. Vsi priključki, gradbeni elementi in materiali morajo biti vgrajeni zrakotesno in brez toplotnih mostov. Če pri načrtovanju PH zanemarimo eno samo področje, zgradba ne zadosti strogim kriterijem predpisanega standarda PH in ne ponuja želenega ugodja. Zato je na voljo program za projektiranje in izračun PH, s katerim lahko že med načrtovanjem preverjamo učinkovitost morebitnih izboljšav. V EU je vzpostavljen sistem neobveznega certificiranja PH. Za pridobitev certifikata je potrebno izpolniti več zahtevnih kriterijev, bistvenega pomena pa so strokovno načrtovani detajli, kakovostna izvedba ter optimalno delovanje vseh sistemov. Ko je objekt zgrajen, je za pridobitev certifikata poleg projektov, izračunov in drugih dokazil potrebno predložiti še dokazilo o uspešno opravljenem testu zrakotesnosti.

Državne spodbude so predvsem v nemško govorečem delu EU naravnane tako, da stimulirajo tiste, ki želijo varčevati. Manj energije hiša porabi, večjo subvencijo lahko pridobi investitor. Spodbujeni poslovni interesi bank in podjetij so skupaj s kreativnostjo projektantov in raziskovalcev ter z ozaveščenimi investitorji ustvarili celo paleto pasivnih večnadstropnih stanovanjskih in poslovnih zgradb ter prava pasivna naselja, s katerimi dokazujejo pravilno usmerjenost državnih finančnih vzpodbud. Prizadevajo si tudi, da bi do leta 2006 v EU vzpostavili enotne kriterije za gradnjo pasivnih zgradb.

Tudi pri nas bi pri novogradnjah in obnovi obstoječega stavbnega fonda morali upoštevati načela trajnostnega razvoja: zagotoviti še večjo rabo obnovljivih virov energije in ekološko sprejemljivih, obnovljivih materialov, upoštevati in razviti nove, tržno sprejemljive, standardizirane načine trajnostne gradnje, vzpodbuditi njihovo širšo uporabo, usposobiti izvajalce in vzpostaviti slovenski standard za pasivne hiše z upoštevanjem lokalnih klimatskih posebnosti in z omejitvijo rabe neobnovljivih virov energije.

Preverjanje arhitekturne zasnove

 

  • usklajevanje zahtev investitorja in zahtevanih kriterijev načrtovanja
  • preverjanje izbrane lokacije
  • določitev orientacije objekta proti jugu ± 30°
  • preveritev potrebnih površin in volumna
  • faktor oblike A/V, enostavnost, kompaktnost
  • min. 20 m2 do max. 50 m2 na osebo
  • zasnova tlorisa - toplotno coniranje prostorov
  • izbira elementov za toplotno akumulativnost
  • izbira elementov solarnega oblikovanja
  • določitev velikosti in razpored prozornih in neprozornih delov ovoja
  • orientacija steklenih proti jugu, zapiranje hiše proti severu
  • omogočeno naravno prezračevanje za nočno ohlajevanje poleti
  • natančna določitev sestave ovoja pasivne hiše
  • izbira naravi in človeku prijaznih in obnovljivih gradbenih materialov
  • prvo računsko preverjanje pravilnosti zasnove po PHPP
  • toplotna bilanca toplotni dotoki- toplotne izgube=potrebna toplota za ogrevanje: qo = 15 kWh/m2a
  • načrtovanje ogrevalnega sistema

PHPP

  • program za projektantski izračun pasivnih hiš (Passivhaus Projektierungs Paket), s katerim projektant preverja pravilnost odločitev pri zasnovi zgradbe že med samim projektiranjem
  • s pomočjo programa lahko sproti ovrednotimo učinkovitost morebitnih potrebnih izboljšav: sprememba arhitekturne zasnove, povečanje ali zmanjšanje steklenih površin, elementov senčenja, orientacije, oblike, zasnove ogrevalnih sistemov ipd...
  • posamezni izračuni po PHPP so sestavni del postopka certificiranja PH
  • več podatkov o programu in metodologiji : http://www.arhem.si/?p=1014

Doseganje pasivnega energetskega nivoja
Pasivni energetski nivo dosegamo s pravilno arhitekturno, gradbeno in strojno instalacijsko zasnovo ter izvedbo:

  • z ukrepi na ovoju
    • dobra TI, Us < 0.15 - 0.10 W/m2K, brez TM, dobra okna, Uo < 0.8 W/m2K, zrakotesnost, izmerjeno število izmenjav n50 ? 0.6 h-1<(li>
    • pri gradnji ekoloških pasivnih stavb uporabljamo okolju in človeku prijazne obnovljive materiale, proizvedene z minimalno količino vgrajene energije in proizvedenega CO2 v življenjskem krogu hiše
  • s kontroliranim prezračevanjem prostorov in rekuperacijo
    • visoko učinkoviti prezračevalnimi sistemi z rekuperacijsko stopnjo <75% pri nizki porabi električne energije <0.45 Wh/m3
  • z rabo obnovljivih virov energije
    • nizko temperaturni sistemi ogrevanja, učinkoviteje obratovanje ogrevalnih sklopov
    • solarni sistemi, toplotne črpalke (vrtine, zemeljski kolektorji)
  • z optimalnim izkoriščanjem dotokov
    • dotoki sončnega sevanja, oddana toplota energetsko učinkovitih naprav, stanovalcev ...

Preverjanje ustreznosti načrtovanja in izvedbe

  • svetovanje pri projektiranju PH, predlogi izboljšav energetske zasnove in rešitve detajlov
  • računsko preverjanje po PHPP
  • nadzor na gradbišču med gradnjo PH (tesnjenje, izvedba detajlov, vgradnja elementov in sistemov po projektu brez toplotnih mostov, dokumentiranje morebitnih sprememb ...)
  • opravljen test zrakotesnosti
  • preverjanje delovanja izvedenih sistemov v PH
  • monitoring - izvajanje meritev dejanske porabe ...

več o pasivni gradnji si lahko ogledate na straneh:
www.pasivnagradnja.si
www.arhem.si