Пасивните къщи

Част I. Те отговарят на най-новите политики на Европейския съюз за енергийна ефективност

В някои европейски държави като Германия и Австрия, например, строителството на пасивни къщи е утвърдена и традиционна практика. У нас за възможностите, които те предлагат, се говори отскоро, но вече има няколко проекти на отделни къщи и комплекси от затворен тип. Като същност, този тип сгради поддържат подходяща за обитаване вътрешна температура, без да използват активни отоплителни или охладителни системи. Именно затова и се наричат “пасивни къщи”.

Според специалисти от бранша, глобалните тенденции в строителния бизнес и най-вече в Европа са насочени в посока все по-масово използване на възможностите, които предлагат пасивните технологии. Нещо повече - Европейският парламент изисква от Европейската комисия и държавите-членки да използват потенциала за намаляване на консумираната в сградите енергия. Очаква се предложение за задължително изискване всички новопостроени сгради след 2020 г. да се изграждат в съответствие със стандарта за пасивни къщи или със съпоставими норми, както и да се захранват от възобновяеми енергийни източници.

Отличителни характеристики на пасивната къща
При проектирането и строителството на пасивни къщи се спазват някои стандартизирани изисквания. Например, разходът на енергията за отопление, вентилация и климатизация не трябва да превишава 15 kWh/m2 (киловатчаса на квадратен метър полезна площ за период от една година). Общата енергия, консумирана за отопление, топла вода и електроуреди не бива да надхвърля 120 kWh/m2 годишно. Също така, коефициентът на топлопреминаване на всички строителни елементи (под, стени, таван) трябва да е под 0,15 W/m2К. Това означава дебелина на изолацията, приблизително равна и дори надхвърляща 30 cm.
При проектирането и изграждането е необходимо да се избягват енергийните пробиви във външната обвивка на сградата - термомостовете, които във конвенционалните сгради са чести и многобройни. Сред изискванията за строителството на пасивни къщи е и въздухонепроницаемост на външната обвивка - стойността не бива да е по-голяма от 0,6% при провеждане на вентилаторен тест на сградата с налягане от 50 Pa. Тя трябва да бъде уплътнена достатъчно добре, за да не “изпуска” въздух, респективно топлина. Известно е, че около 20-25% от загубите на топлина се дължат именно на лоши уплътнения.

Факторите ориентация и разположение на сградата
Важно изискване при проектирането на една пасивна сграда са нейното разположение и ориентация. Специалистите препоръчват разполагане на сградата на незасенчено място, което позволява пълноценно да се използва слънчевата енергия. Прегряването през лятото се избягва с инсталиране на подвижни сенници на южната фасада. Ориентацията на основния обем на сградата трябва да бъде такава, че южната фасада да е с колкото се може по-голяма повърхност. Логично, по този начин се постигат максимални слънчеви печалби. Обикновено сервизните помещения, които се използват по-рядко, се разполагат в северната част на сградата, а основните помещения - в южната. По отношение на конструкцията се препоръчва стремеж към по-компактен обем - прекалено начупената форма на къщата не се възприема като най-подходяща. Предимство имат сградите с квадратна и правоъгълна форма, ориентирана към слънцето.

Добре уплътнена конструкция на сградата
За да се впише в изискванията на стандарта за пасивни къщи, сградата трябва да е уплътнена достатъчно добре, за да не “изпуска” въздух. Както вече бе подчертано, счита се, че около 20-25% от загубите на топлина се дължат на лоши уплътнения и некачествени въздуховоди. От пасивната къща се очаква да не  “изпуска” въздух с обем повече от 0,6% от цялостния й вътрешен обем при разлика в наляганията на въздуха вътре и вън от 50 Ра.

Стените на пасивната къща
Максималната изолация е една от предпоставките къщата да консумира много малко количество енергия за отопление и вентилация. За да отговаря на нормите на пасивната къща, коефициентът на топлопреминаване на всички строителни елементи трябва да е под 0,15 W/m2.C. Според експерти в бранша, за да се постигне стойност на U-фактора 0.11 W/m2. K, стената трябва да съдържа следните елементи: дървена обшивка 23 mm, въздушна междина 30 мм, хидроизолация 2 mm, гипсфазер 12,5 mm, минерална вата 220 мм, OSB плоча 15 mm, пароизолация 1 mm, минерална вата 80 mm, гипс картон 2 х 12.5 mm.
Изолация се поставя и на пода, така че да няма никакви термомостове от бетоновата основа. Изолацията над плочата е 200 mm, а под основата - минимум 80 mm.
Изисквания към прозорците
Всички прозорци, сертифицирани за използване в пасивните къщи, следва да бъдат със стъклопакет с минимум три стъкла, като вътрешното трябва да е нискоемисийно. Коефициентът на топлопреминаване на стъклопакета и профилите не бива да надхвърля 0,80 W/m2.C. Това са минималните изисквания, за да не преминава топлината през стъклопакета. Освен него, важна роля играе и дебелината, т.е изолационните характеристиките на профилите. На българския пазар вече се предлагат и петкамерни дограми, специално сертифицирани за използване в пасивни къщи.

Енергия от алтернативни източници
За осигуряване на необходимите топла вода и отопление в пасивните сгради се използват възобновяеми енергийни източници - слънчева енергия за подгряване на битовата гореща вода чрез слънчеви колектори, фотоволтаични системи за производство на електроенергия, геотермална енергия, оползотворена чрез използването на термопомпи, вятърна енергия от ветрогенератори и т.н. Възобновяемите източници на енергия допринасят за минимизиране на общата консумацията на сградата, като наред с това допринасят и за постигане на енергийна независимост.
Възможно е и монтирането на слънчеви модули в самата архитектура като декоративен елемент или вграждането им във фасадата на сградата. Покривното пространство също предлага удобно място за инсталиране на системи за оползотворяване на енергия от възобновяеми енергийни източници, както и за събиране на дъждовна вода. След като се филтрира дъждовната вода се събира в резервоар, от където се изпомпва и разпределя до всички тоалетни казанчета по независима от основния водопровод тръбна разводка. Естествено, системата има възможност за превключване към основния водопровод при недостатъчно количество на валежите през годината.

Комфортен микроклимат
За постигане на ефективност на вентилационната система се прилагат два технически подхода. Първият включва насочване на подавания в сградата въздух през вкопани в земята тръби, благодарение на което повишава температурата си при контакта с почвата. Вторият подход се базира на оползотворяване на затопления в къщата въздух чрез рекуперация.
Известно е, че температурата на почвата на дълбочина от около 100 - 150 cm е относително постоянна - между 5 и 10 °С. През лятото процесът е обратен на вече описания. Въздухът от вентилационната система се нагнетява в тръби, заровени в почвата, като се охлажда, след което се подава през филтри в помещенията. Затоплянето на въздуха от земния пласт през зимата дава възможност за реализиране на икономии, тъй като след това е нужна много по-малко енергия за загряването му до необходимата комфортна температура от 20 или 22 °С, преди да се подаде в помещенията.
Целта е постигане на постоянна вътрешна температура; чист въздух в помещенията, филтриран от полени, аерозоли и други; контролирано ниво на влажност на въздуха (не се получава конденз); отсъствие на неприятни миризми.

Предимства на пасивната къща
- Петкратно по-малък разход за отопление;
- Висок топлинен и звуков комфорт;
- Равномерна температура на вътрешните повърхности - цялата сградна обвивка е еднакво топла, дори прозорците. Като резултат се постига по-добър микроклимат; 
- Минимални енергийни разходи, които водят до значително спестяване на средства;
- Чрез системата за контролирана вентилация в помещенията, въздухът е винаги свеж; 
- Нивото на въглероден диоксид е винаги под максимално допустимата стойност за разлика от стандартните сгради;
- Материалите, изграждащи сградната обвивка, са устойчиви и дълготрайни;
- По-здравословен микроклимат в резултат на постоянната температура през цялата година, без течения и температурни разлики.
- Независимост от пазара на енергоносителите;
- Повишена сеизмична устойчивост.

Статията продължава в следващ брой на сп. ТД Инсталации, Оборудване, Инструменти, в който ще ви запознаем по-подробно с техническите аспекти на вентилацията, климатизацията и отоплението на пасивните къщи и възможностите за използване на алтернативни източници на енергия.