Pasivna gradnja se može činiti kao najsavremenija u energetsko efikasnoj gradnji, ali njeni principi su daleko od novih - a u industriji gde su ulozi preveliki da se riskira na hir, to je dobra stvar. Srećom po izvođače, ljudi širom sveta koristili su pasivnu gradnju da izgrade i zadrže svoje domove udobnim više od hiljadu godina. Zašto? Zato što oni funkcionišu, besplatna energija nikada ne izlazi iz mode.
Strategije pasivne gradnje koje svaki izvođač može da iskoristi
Čak i za one koje nisu spremni da učine puni skok, postoje koraci koje svaki izvođač može - i treba - da preduzme u cilju dramatičnog povećanja performansi objekta.
Zbog svog visoko tehnoloških uslova, današnji programi pasivne gradnje mogu izgledati kompleksno, ali osnovna premisa je jednostavna: umesto da se koristi energiju za grejanje i hlađenje doma sa aktivnim sistemima koji su često skupi, pasivni objekat se koristi klimatskim kontrolama koje priroda pruža besplatno - sunce, hladovina, zemlja i vetar.
Dakle, koliko dobro to funkcioniše? Prema Pasivhaus institutu Sjedinjenih Američkih Država (PHIUS - Passive House Institute U.S.), objekti zgrađeni prema standardima instituta može se pohvaliti uštedama između 80% i 90% na troškove grejanja i hlađanja u poređenju sa tradicionalno izgrađenim objektima - nudi utočište od visokih računa za struju, što praktično niko ne može da zanemari.
I za razliku od aktivnih sistema obnovljive energije, kao što su solarni paneli, koji moraju da se oslanjaju na vladine subvencije da bi bile isplative, pasivni objekat je dokazao svoju sposobnost da vrati inicijalno ulaganje i mnogo više.
“Kako da utvrdite koliko se vaši dodatni troškovi povećavaju zavisi delom od osnovnih stvari”, kaže Majkl Hindl (Michael Hindle), direktor arhitektonskog biroa INDRAlogic Architecture iz Baltimora i sertifikovani konsultant pasivne gradnje. “Ako obično koristite najjeftinije prozore i ciljate minimalnom poklapanju sa normama, onda da, to će biti skuplje. Ali ako želite da izgradite dobru kuću, pasivna kuća nije mnogo skuplja.”
Međutim, čak i u poređenju sa konstrukcijama koje su u potpunosti u skladu sa građevinskim normama, Hindl smatra da je objekat koji je građen pasivnim standardima ima ekonomskog smisla. On ukazuje na projekte koji su izgrađeni za manje od 2% povećanja inicijalnih troškova i ipak su isporučili obećanih 80% do 90% uštede na grejanju i hlađenju. Prema studijama slučaja, kaže on, tipična pasivna kuća se isplati za šest do osam godina. “To je uporedivo sa drugim prilično umerenim standardima energetske efikasnosti kao što je Energy Star, ali zarada je mnogo veća.”
Troškovi takođe zavise od regiona, kaže Metju Hauard (Matthew Howerd), predsednik kompanije M.C. Howard Builders Corp. iz Minesote. Zato što se ušteda energije oslanja na elemente - i miks onoga što priroda daje se dramatično menja - kakav će vam dom biti u mogućnosti da se osloni na pasivne uštede energij zavisiće na osnovu njegove lokacije i klime.
Za one koje žele da zarade priznanje pasivne kuće, njihov dom mora da ispuni rigidni skup zahteva, uključujući i test nepropusnosti vazduha (blower-door test) koji ne sme biti viši od 0,6 ACH na 50 paskala; godišnju potrebu za grejanjem i hlađenjem ne više od 4,75 kBTU po kvadratnoj stopi godišnje; i korišćenje primarne energije ne veće od 38,1 kBTU po kvadratnoj stopi godišnje.
Uprkos teškim i brzim standardima, “to nije propisana metodologija”, kaže Hindl. “Ima vrlo precizne ciljeve, ali nije propisano kako da dođete do njih.”
U cilju pomoći graditeljima u snalaženju sa ponuđenim opcijama, Pasivhaus institut nudi Planski paket pasivne gradnje (PHPP - Passive House Planning Package), eksel fajl na 30 strana koji računa uticaj pojedinih elemenata na ukupne performanse u kući, vodeći graditelje ka standardima koje kuća treba da ispunjava da bi dobila sertifikaciju.
Ali za one izvođače koji još nisu spremni da se u potpunosti upuste u ovaj izazov, još uvek postoje načini da se smanji grejanje i hlađenje potrebno za udobnost jedne kuće. Hindl preporučuje četiri koraka koje građevinari mogu da preduzmu i na taj način iskoriste neke od moći pasivnih principa.
Prvi: Orijentacija
“Ne trebate kuću koja izgleda kao jedna od onih pasivnih solarnih kuća iz 70-tih ili 80-tih godina sa celim zidom stakla na južnoj strani”, kaže on. “Ljudi su projektovali kuće sa ogromnom količinom solarne dobiti, tako da je kuća tokom dana postajala jako topla, dok bi se noću u potpunosti ohladila.”
Zahvaljujući prelasku na super-izolovane kuće, domovi sada mogu ostati prijatni uprkos dobijanju manje količine toplote. Ali da bi se postigao pravi balans, Hindl kaže, orijentacija mora biti dobro promišljena. U najmanju ruku, kaže on, “izađite na lokaciju sa vašim smartfon kompasom i utvrdite gde je jug, i orijentišite vašu kuću u skladu sa tim”.
Ali za bolje opcije, on preporučuje ulaganje u analizu solarne putanje (solar pathfinder analysis), koja prikazuje dnevne specifičnosti o položaju sunca tokom cele godine, koliko sunčevog zračenja pogađa lokaciju, i koliko je ona pogođena senkom. Sa tim informacijama, graditelji onda mogu planirati prema tome i obezbediti da dom dobija odgovarajuću količinu sunčeve svetlosti tokom svake sezone, s obzirom na lokalnu klimu.
“Najbolja investicija koju možete učiniti jeste zapošljenje energetskog konsultanta koji bi izašao na lokaciju, davao savete o projektu i omotaču, i naravno, pomogao vam da se dodatno edukujete”, kaže Hindl.
Drugi: Termičke performanse omotača
Sve ove pažljive pripreme dovešće vas samo donekle ako omotač objekta ne obavlja dobro svoju funkciju održavanja stabilne temperature u prostoriji. Postizanja tog 'termos' učinka zahteva dve stvari: više izolacije i pažnju ka toplotnim mostovima.
I dok je izbegavanje termalnih mostova od kritične važnosti za termički performans objekta, neuspeh u pažljivom projektovanju zidnih sistema, u cilju izbegavanja mostova, može takođe da bude rizik po zdravlje. “Ako premošćavanje izaziva da unutrašnje površine padnu ispod tačke rose (Tačka rose ili rosište je temperatura na kojoj bi se vodena para kondenzovala u vodu, kada bi se posmatrani deo vlažnog vazduha do te temperature ohladio, a da pri tom barometarski pritisak ostane nepromenjen. Kondenzovanu vodu zovemo rosa. Tačke rose je temperatura zasićenja), to može izazvati kondenzaciju, kao i probleme buđi i truljenja koje ona donosi”, kaže Hindl.
U cilju maksimiziranja izolacije, neki izvođači su počeli zamenu tradicionalnih materijala za okvire sa prerađenim drvetom I-nosača, koji se tipično koriste za podne i krovne konstrukcije, kaže Majk Knezović, direktor komunikacije PHIUS-a. “Dobijate deblje zidove koji omogućavaju veliku količinu izolacije, koristeći uobičajno dostupne materijale koji su jeftiniji od standardnih okvira.”
U cilju postizanja nepropusnog omotača, temelji i krovovi takođe zahtevaju dodatnu izolaciju. Za krov, Hindl preporučuje korišćenje rešetkastih nosača ispunjenih sa visokim nivoom izolacije. Temelji, međutim, mogu biti teži pošto zahtevaju čvrstu izolaciju, koja izaziva ekološku zabrinutost.
Iako nije nikakva tajna da nisu sve izolacije stvorne jednako, Hindl upozorava posebno protiv ekstrudiranog polistirena i penaste, zatvoreno ćelijske izolacije, zbog njihovog visokog potencija za globalno zagrevanje i kancerogenih supstanci koje sadrže.
“Studije pokazuju da ako ste uradili R-40 zid (zid sa vrednostima U od 0,15 W/m²K), što i jeste ono što verovatno pasivnoj kući i treba u podnebljima umerene klime, korišćenje zatvoreno ćelijske izolacije iliti XPS izolacije, doprinosi šteti u vrednosti od 80 godina u smislu emisija ugljenika u poređenju sa tipičnom kućom koja se greje na fosilna goriva”, kaže on.
Da biste izbegli problematične materijale, on predlaže dobro izolovane podove iznad negrejanih neiskorišćenih prostora i podruma.
Pored dobro projektovanih zidnih sistema i odgovarajuće izolacije, Bil Artur (Bill Arthur), arhitekta i konsultant pasivne gradnje u arhitektonskom birou Coalesce Architecture iz Solt Lejk Sitija, predlaže okupljanje vodovodnih instalacija u jednu gomilu u cilju deljenja jedinstvenih rupa kroz koje one prolaze.
Podizvođači bi takođe trebali da znaju šta je cilj projekta i da dobiju obuku za njihovo ostvarenje, kaže Džerod Denton (Jarrod Denton), partner u arhitektonskoj firmi Signum Architecture i konsultant pasivne gradnje. On predlaže najmanje poludnevnu edukaciju o pasivnoj gradnji za sve koji učestvuju u gradnji. “Ako električar zna da će bušenjem rupe u zidu stvoriti termički most, onda su svi na istoj strani, ka putu dostizanja prave pasivne gradnje.”
Planski paket pasivne gradnje takođe može biti koristan resurs za obezbeđivanje čvrstog omotača, čak i kada projekat nije u potpunosti posvećen postizanju pasivhaus standarda, kaže Alan Abrams iz kompanije Abrams Design Build. Kada radi na projektima rekonstrukcije, Abrams koristi deo tabela Planskog paketa pasivne gradnje koji je posvećen omotaču objekta i sa time on izračunava na koji će način promena plana uticati na BTU gubitak (BTU - British Thermal Unit - osnovna mera termalne energije). “Na primer, ako promenim debljinu zidova sa 15cm na 20cm, ili ako koristim trostruko zastakljena stakla, onda je to zaista brza analiza koliko će BTU jedinica biti sačuvano.”
Treći: Prozori
Konvencionalna mudrost je već dugo bila da što je manji dobitak sunčeve toplote preko prozora, to je bolje. Držite dalje spoljne elemente od petljanja sa unutrašnjom temperaturom kuće, mudrost se nastavlja, i neka sistemi za grejanje i hlađenje održavaju optimalne uslove u domu. Ali, kada je cilj da pobegnete od oslanjanja na aktivne sisteme za regulaciju temperature, taj način razmišljanja mora da se promeni.
“Moramo da odvojimo termalne performanse od solarne toplotne dobiti i orijentišemo zastakljivanje mudro, tako da postiže solarnu dobit zimi, ali izbegava opteređenje sistema za klimatizaciju leti”, kaže Hindl.
Tipično, kaže on, objekat će imati najveću korist imanjem prozore niske toplotne dobiti na istoku objekta, zapadnoj i severnoj strani, sa dubokim senčenjem na istoku i zapadu da bi se izbeglo nisko ugaono jutarnje i večernje letnje sunce. Na južnoj strani, prozori visoke toplotne dobiti pomoći će u zagrevanju kuće zimi, ali mogu takođe biti opremljeni sa sistemima za osenčanje koji su proračunati na način da ne dozvoljavaju najače toplotno zagrevanje leti. Svi prozori, naravno, treba da budu visokih termalnih performansi.
Kada je reč o specifičnim prozvodima, nekoliko izvođača je upozorilo da oslanjanje samo na etiketu Energy Star nije dovoljno. Prema novoj Energy Star 3 smernici, prozor mora da ima U vrednost između 0,6 i 0,3, u zavisnosti od toga gde se objekat gradi. “Kvaliteni prozori pasivne gradnje su obično bolji od toga - obično oko 0,14 U vrednosti”, kaže Hindl. Takvi proizvodi sa odličnim performasama koštaju više, on priznaje; međutim, njihov visok nivo performansi omogućava objektu funksionisanje na mnogo manjim (i samim tim i jeftinijim) sistemima grejanja i hlađenja.
Zahvaljujući dolasku kvalitetnih evropskih ekstrudiranih vinil prozora na američko tržište, postoje više pristupačnijih opcija nego što ih je bilo u prošlosti. A čak i ako pasivhaus sertifikovani prozori nisu dostupni, neki proizvođači prozora iz Severne Amerike obezbeđuju bolje performanse.
Četvrti: Vazdušno zaptivanje i posvećena ventilacija
“Ljudi kažu da kuća mora da 'diše'. To je u suštini zabluda”, kaže Hindl. “Ljudi u kući moraju da dišu. Da li želite da oni udišu vazduh koji je usisan kroz rupe u izolaciji, koje možda imaju buđ u njima i pune su patogena, ili želite da zapečatite omotač i donesete vazduh kroz posvećenu ventilaciju?”
Da bi zadovoljio ujedno zahteve efikasnosti strukture i respiratorne zahteve ukućana, čvrsti omotač kuće mora da se ventilira sa ventilatorom koji ima povraćaj energije (ERV - energy recovery ventilator). ERV obezbeđuje neprekidni protok svežeg vazduha od spolja dok štedi energiju kroz upotrebu mehanizma za rekuperaciju toplote u kome se dolazni vazduh usklađuje sa temperaturom i vlažnošću odlazećeg vazduha, smanjujući opterećenje električnog sistema doma. Neki ERV sistemi rade na do čak 96% efikasnosti.
“Sve bi trebalo da teče kroz taj sistem”, kaže Artur. Ventilatori u kupatilu. Sve.”
Rezultat je svežiji, čistiji vazduh u odnosu na standardne domove bez toplotnih gubitaka koji se dovode u vezi sa curenjem vazduha kroz fasadni omotač.
Ali, iako ove promene mogu da naprave velike razlike u štednji energije i smanjenju emisije ugljenika, na kraju, Hindl i drugi sagovornici snažno ohrabruju ispunjenje svih zahteva pasivne gradnje ili nekih sličnih programa, zbog eksponencijalnih poboljšanja u energetskoj uštedi kada svi elementi u kući rade zajedno.
“Jedna od intrigantnih aspekta (pasivne kuće) je u tome što mobinuje mnogo malih stvari, i na kraju, celina je tada veća od zbira delova”, kaže Denton.
“Ekonomisti ukazuju na to da je ušteda značajnija ako možete smanjiti opterećenja toliko da značajno smanjite veličinu sistema kao sastavnih delova prvobitne cene”, objašnjava Hindl. “A kada pogledate cenu operativne energije tokom života objekta, to je čista, poslovna, logika.”
