Pasivne građevine
    Ponedjeljak, 28 Veljača 2011 15:50

    Pasivne građevine

    Pasivne građevine predstavljaju veliki odmak od klasičnih i standardnih građevina u Hrvatskoj ka građevinama s niskom energetskom potrošnjom. Energetsko ograničenje grijanja građevine je oko 15 kWh/m2a na godišnjoj razini te se pasivne građevine još nazivaju i jedno-litarskim kućama. Građevine ovog tipa se smještaju u energetsku klasu A+prema energetskom certifikatu. Kod pasivnih građevina moguće je primjeniti strojarske tehnologije koje su dosta nepoznate na području Hrvatske te imaju do sada malu primjenu.   

    Dodatna ograničenja pasivnih građevina su vezana uz:
    a) Strojarska ograničenja - ukupna energija za grijanje i pripremu sanitarne vode < 40 kWh/m2a na godišnjoj razini,- koeficijent prolaza topline zida mora biti manji od 0,15 W/m2K,- te prozora manji od 0,80 W/m2K,- ukupna izmjena zraka mora biti manja od 0,6 i/h,- te maksimalna temperaturna razlika između zona je 4 do 5°C. 
    b) Elektro ograničenja - ukupno instalirana električna snaga do 3,5 kW kod obiteljskih kuća - električni uređaji energetske klase A i A+
    c) Građevinska ograničenja - kompaktna pravokutna građevina - orijentacija prema jugu glavnih prostorija - slobodan ulazak zimskog Sunca, nisko zimsko Sunce - sjenila iznad južnih prozora, zaštita od visokog ljetnog Sunca - zimzeleno drveće na južnim pročeljima

    VERZIJA PRVA – PLOŠNA MREŽA 
    Energetski zahtjevi grijanja su vrlo niski 15 kWh/m2a u usporedbi s klasičnom gradnjom te se kao moguće tehničko rješenje predlaže plošna mreža. Plošna mreža podnog, zidnog i stropnog razvoda. Kod pasivnih građevina moguća je primjena plošne mreže no zbog izrazito malih toplinskih gubitaka dolazi do pojave toplo-hladnih zona koje nisu progrijane dovoljno zbog velikih rastera cijevnog razvoda te zbog toga plošna mreža nije najidealnije rješenje. Primjenjena je ista koncepcija kao i u projektiranju niskoenergetskih građevina te je korištena ista tehnologija s geotermalnom dizalicom topline kao toplinskim agregatom. Dosta visoka investicija u sustav grijanja je razlog da postoji potreba za razvojem novog sustava grijanja i hlađenja, a da se pri tome ograničimo na projektne zahtjeve pasivnih građevina.

    VERZIJA DRUGA – ZRAČNI SUSTAV 
    Plošna mreža daje dobre rezultate u sustavima pasivnih građevina, ali ako težimo dodatnom smanjenju investicije moguće je napraviti klimatizaciju pasivne građevine te koristiti modele zračnih sustava. Zračni sustavi su razvijeni u Kanadi i SAD-u te su se počeli primjenjivati u Njemačkoj i Austriji u pasivnim građevinama. Dodatna specifičnost pasivnih građevina je potreba ugradnje rekuperatora zraka koji smanjuje ventiliacijske gubitke građevine. Broj izmjena svježeg zraka na sat ograničen je na 0,6 i/h cijele građevine. Ta količina zraka je sasvim dovoljna da se pokriju potrebe za svježim zrakom korisnika građevine. U pasivnim građevinama je za grijanje potrebno jako malo energije 15 kWh/m2a na godišnjoj razini. Zrak je slab nosioc topline, ali je sasvim dostatan da prenese dovoljno energije u prostor uz male protoke. Klimatizacijom građevine moguće je ostvariti putem zraka grijanje i hlađenje građevine, odvlaživanje zraka, preko klima komore se dobavlja i svježi zrak u građevinu te se vrši filtracija zraka. Vrši se filtracija odsisnog zraka iz građevine te se na taj način odvodi i nastala prašina u prostorijama. Filtrira se i svježi zrak te se smanjuje količina peludi i čestica prašine koje ulaze pa bi ovaj sustav bio idealan za astmatičare i osobe alergične na određenu pelud. Zračni sustav prema nabrojanom je gotovo idealan, no osnovni nedostatak ovog sustava je prenos buke s klima komore na prostorije kroz struju zraka u kanalima. Moguće je prenošenje zvuka iz jedne u drugu prostoriju, no ugradnjom lokalnih prigušivača buke se smanjuje ta mogućnost. Redovitom izmjenom filtera klima komore može se osigurati dugoročna čistoća kanala. Jedino se odisni kanal prlja česticama prašine iz prostorija, ali sve čestice ostaju na filteru odsisnog zraka prije prelaska preko rekuperatora. Pasivne građevine kao uvjet instalacija u osnovnoj verziji imaju rekuperator koji vrši izmjenu toplinske energije između odsisnog i svježeg zraka. Dodatno se ovaj sustav može proširiti s regeneratorom koji dodatno vrši povrat vlage u svježi zrak te ga ovlažuje u zimskom razdoblju. Regenerator je sastavni dio klima komore i dodatno opravdava primjenu sustava klimatizacije pasivnih građevina. Klasični hladnjaci klima komora su najčešće dimenzionirani na režim hlađenja 7/12°C. Korištenjem geotermalnih dizalica moguće je direktno pasivno hlađenje pri čemu se toplina građevine tijekom ljeta prenosi na zemlju, odnosno građevina se hladi putem zemlje. Temeratura zemlje je stabilna no mogu se očekivati varijacije u rasponu polaza od 10 do 15 °C. Potrebno je konstruirati izmjenjivač hlađenja koji može ohladiti ljetni zrak temperature oko 36°C na temperaturu 26 °C uz korištenje regeneratora koji dodatno smanjuje potrebnu rashladnu i toplinsku snagu.

    U primjeni pasivnih građevina javili su se tehnički problemi koji se mogu poništiti na slijedeće načine:

    Dovod svježeg zraka – ugradnjom rekuperatorske jedinice osigurava se dovod svježeg zraka te se istodobno smanjuju ventilacijski gubitci na minimum. Rekuperatori mogu biti centralni u višestambenim građevinama, lokalni rekuperator na zidu svake prostorije te rekuperatori u kompaktnim jedinicama.

    Odvlaživanje građevina – prilikom korištenja građevine osobađa se vodena para iz osoba koje borave u prostorijama te velike količine vodene pare tijekom kuhanja. Odvlaživanje se može obaviti unutar klima komora ili korištenjem lokalnih odvlaživača prostora. Također je moguće na klasični rekuperator dograditi hladnjak u kanalnu mrežu te napraviti odvlaživanje zraka.

    Klasične kuhinjske nape izbacuju zrak u atmosferu dok se kod pasivnih građevina ne mogu dopustiti gubitci tog oblika. Za primjenu u pasivnim građevinama prihvatljive su kuhinjska nape s ugljičnim filterom koje filtriraju mirise dok se oslobođena vlaga odvodi kroz centralni sustav odvođenja zraka.

    Pasivne građevine su u pravilu hermetički zatvorene građevine kod kojih tijekom ljeta i zime ne bi trebalo otvarati prozore da se smanje toplinski gubitci, odnosno dobitci. U prijelaznim razdobljima proljeća i jeseni temperatura zraka je približna temperaturi zone boravka te je u tim razdobljima dopušteno otvaranje prozora.

    SOLARNI SUSTAVI U PASIVNIM GRAĐEVINAMA 
    Ukupno toplinsko opterećenje za grijanje građevine i pripremu sanitarne vode bi trebalo biti ispod 40 kWh/m2a na godišnjoj razini u pasivnim građevinama. Za pripremu sanitarne vode rezervirano je 25 kWh/m2a dok za grijanje samo 15 kWh/m2a te je tu dodatnu energiju potrebno dobaviti putem solarnog sustava. Moderni solarni sustavi u sebi obuhvaćaju sustav grijanja građevine te pripreme sanitarne vode. U centralnom bufferu sprema se akumulirana toplina solarnog sustava, dok se na buffer spajaju izvori topline kao npr.: kamin na drva za centralno grijanje, kondenzacijski plinski bojler ili geotermalne dizalice topline. Složeni buffer prenosi toplinu na sustav grijanja građevine te na pripremu sanitarne vode. Moguće je ostvariti energetsku neovisnost pasivnih građevina primjenom ovih sustava.

    KOMPAKTNI SUSTAVI U PASIVNIM GRAĐEVINAMA 
    U pasivnim građevinama potrebno je ugraditi veliki broj uređaja koji povećavaju značajno cijenu investicije. Na tržištu su se pojavili kompaktni uređaji za pasivne građevine koji sadrže nekoliko integriranih jedinica koje smo do sada mogli vidjeti samo zasebno: rekuperator, geotermalnu dizalicu topline, solarni sustav, pripremu sanitarne vode. Jedinice ovog oblika su dosta složene te je potrebno imati razvijenu mrežu lokalnih servisera koji opremu ove složenosti mogu i servisirati. Investitori traže sigurnost i stabilnost za sustav u kojeg ulažu te traže servisnu mrežu koja je dostupna, brza i učinkovita. Nepostojanje servisne mreže i školovanog kadra će vjerojatno biti velika kočnica primjene novih tehnologija. Sustavi ove složenosti obuhvaćaju nekoliko struka u sebi da se mogu izvesti do stadija pune funkcionalnosti pa je potrebno vršiti stalnu edukaciju instalatera opreme. Kompaktni sustavi su vjerojatno budućnost grijanja građevine i pripreme sanitarne vode.

    ENERGETIKA U PASIVNIM GRAĐEVINAMA
    Energetska učinkovitost je početni zahtjev kod primjene pasivnih građevina, a u odnosu na klasične građevine pasivne građevine imaju i do deset puta manju potrošnju energije grijanja. Energija za pripremu sanitarne vode je na istoj razini u svim vrstama građevina jer je ta energija vezana uz navike korisnika građevine. Smanjenje troškova energije te ujedno povećanje učinkovitosti sustava su glavne linije vodilje kod dimenzioniranja cijelog sustava. Veliki udio postojećih građevina u Hrvatskoj oko 85% je energetske klase E i D. Prema postojećim propisima vrši se izgradnja građevina u energetskoj klasi C. Niskoenergetske građevine su klase B i A, dok su pasivne građevine energetske klase A+.

    INVESTICIJA U PASIVNU GRAĐEVINU 
    Pasivna gradnja je oko 15-20% skuplja od klasične gradnje u Hrvatskoj dok je ta razlika oko 7-8% u Austriji. Ukupne strojarske instalacije su ovisno o složenosti dva do šest puta skuplje od klasičnih sustava grijanja i hlađenja. Kada se promatra razlika u uštedi te početna investicija dolazi se do povrata u razdoblju oko 20-30 godina. Dodatni poticaji i subvencije značajno ubrzavaju povrat investicije. Svaki dodatni porast cijene energenata daje opravdanje za stalna razmatranja korištenja obnovljivih izvora energije te izgradnje pasivnih građevina. Ispravnim dimenzioniranjem pasivne građevine te korištenjem minimalnog broja instalacija moguće je izgraditi sustave sa dosta niskom cijene investcije te niskom potrošnjom energije.

    Autor: Dario Hrastović, dipl.ing.stroj. 
    Pročitano 2126 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive