Help!
Top wrapper

Glavni izbornik
Početna stranica
Energija uz video prikaz
Energija općenito
Uvod u izvore energije
Obnovljivi izvori energije
Neobnovljivi izvori energije
Energija i ekologija
Činjenice o energiji
Korisni linkovi
Izvori energije - RSS Feed
Dodatno
Nafta - Neka pitanja
Geo. en. - Upotreba i principi
Prednosti biomase
Kako radi nukl. elektrana?
Zanimljivi linkovi
US Department of Energy
Crude Oil Price
 
 

Niskoenergetske i pasivne kuće

Sunday, 01 March 2009

Visoke cijene energije i globalne klimatske promjene prisiljavaju nas da promijenimo svoje energetske potrošačke navike. Zbog činjenice da zgrade troše oko 40% od ukupne potrošnje energije u SAD-u i Europskoj uniji energetski efikasne zgrade i kuće postaju sve zanimljivije. Trenutno se odvija mnogo državnih i lokalnih projekata kojima se pokušava utjecati na ljudsku svijest i time pokušavaju promijeniti potrošačke navike. Na primjer:

  • koristiti javni prijevoz (autobusi, tramvaji, vlakovi, …)
  • kupovati manje i energetski efikasnije automobile
  • isključiti elektroniku koja se ne koristi u danom trenutku (televizija, računalo, …)
  • kad se kupuje nova elektronika favorizirati proizvode koji su energetski učinkoviti (označeni s A++, A+, A, B).
Sve su ove preporuke i sugestije primjerene u svrhu smanjenja potrošnje energije, ali vrlo je teško promijeniti navike potrošača. Osim ovih projekata utjecaja na potrošačke navike, u razvoju je i mnogo projekata kojima se smanjuje potrošnja energije bez velikih intervencija u život potrošača. Na primjer, moguće je optimizirati motore automobila da daju istu snagu uz manju potrošnju goriva ili možemo graditi kuće koje su energetski puno učinkovitije. U ovom članku koncentrirati ćemo se na energetski učinkovite kuće i zgrade.

Energetski učinkovite kuće

Sokratova kuća.
Sokratova kuća. "Sokratova kuća" je hipotetski opis energetski efikasne kuće.
Najjednostavnije rečeno, energetski učinkovita kuća je kuća koja koristi manje energije od normalne kuće. Optimizacija potrošnje energije i postizanje najbolje moguće iskoristivosti dostupne energije nije nova ideja. Slično modernim vremenima, u drevnim vremenima ljudi su se suočavali s problemom konstruiranja kuća koje bi imale zadovoljavajući toplinski komfor, a glavno pitanje im je slično kao i danas bilo kako kuće zimi učiniti toplima, a ljeti hladnima. Ovaj problem prvi je proučavao i zabilježio Sokrat, grčki klasični filozof, prije gotovo 2500 godina. U ranoj literaturi rješenje ovog problema je poznato pod pojmom „Sokratova kuća“ (eng. Socratic House). „Sokratova kuća“ je hipotetski opis energetski učinkovite kuće. Osnova Sokratovih proučavanja bio je utjecaj kretanja sunca na položaj i konstrukcijski oblik kuće. Tlocrt „Sokratove kuće“ je trapezoidnog oblika s južno orijentiranom bazom i krovom koji pada prema sjeveru za smanjenje utjecaja udara sjevernih vjetrova. Sjeverni zid je masivne konstrukcije jer u ono vrijeme nije bilo kvalitetnih izolacijskih materijala pa je to trebalo nadoknaditi debljinom zida. Južno orijentirani trijem projektiran je tako da blokira visoko ljetno sunce, a istovremeno da propušta niske zimske zrake sunca duboko u prostorije.

Prema ovom konceptu kuće u sjevernoj hemisferi trebale bi biti južno orijentirane, a u južnoj hemisferi sjeverno orijentirane da bi se maksimalno iskoristila solarna energija. Na drugoj strani morao bi postojati jako dobro izolirani zid kojim se sprječava gubitak energije.

Danas postoji pet glavnih kategorija energetski efikasnih kuća:

  • niskoenergetske kuće (low energy house)
  • pasivne kuće (passive house, ultra-low energy house)
  • kuće nulte energije (zero-energy house or net zero energy house)
  • autonomne kuće (autonomous building, house with no bills)
  • kuće s viškom energije (energy-plus-house)

Niskoenergetske kuće (low energy house)

Ne postoji globalno prihvaćena definicija niskoenergetske kuće. Zbog velikih varijacija u nacionalnim standardima, niskoenergetska kuća napravljana po standardima jedne države ne mora biti niskoenergetska po standardima druge države. U Njemačkoj niskoenergetska kuća (Niedrigenergiehaus) ima ograničenje u potrošnji energije za grijanje prostorija od 50 kWh/m2 godišnje. U Švicarskoj je termin niskoenergetska kuća definiran MINERGIE standardom – za grijanje prostorija ne smije se koristiti više od 42 kWh/m2 godišnje. Trenutno se kod prosječne niskoenergetske kuću u tim državama dostiže otprilike polovica tih iznosa, odnosno između 30 kWh/m2 godišnje i 20 kWh/m2 godišnje za grijanje prostorija. U Hrvatskoj se prilikom definiranja niskoenergetske kuće uzima vrijednost od 40 kWh/m2 godišnje za grijanje prostorija (kod nas je klima povoljnija od one u Njemačkoj i Švicarskoj). Ova vrijednost bi u praksi morala na jugu biti i znatno niža zbog povoljnije klime.

Niskoenergetske kuće u pravilu koriste visoke nivoe insolacije, energetski učinkovite prozore, niske nivoe propuštanja zraka i toplinsku obnovu u ventilaciji za manje energije potrebne za grijanje i hlađenje. Mogu se također koristiti i standardi prema pasivnim solarnim tehnikama dizajna ili aktivne solarne tehnologije. Također se mogu koristiti i tehnologije za recikliranje topline iz vode koja je korištena kod tuširanja ili u stroju za pranje posuđa.

Pasivne kuće (passive house, ultra-low energy house)

Termogram pasivne kuće.
Tamne boje na ovom termogramu pasivne kuće (desno) prikazuju koliko malo topline se gubi u usporedbi s tradicionalnom gradnjom (lijevo).
Općenita definicija pasivne kuće je: „Pasivna kuća je zgrada kod koje toplinski komfor može biti postignut samo naknadnim grijanjem ili hlađenjem svježe mase zraka, a da kvaliteta zraka unutar kuće bude visoka – bez potrebe za recirkulacijom zraka“. Neke države imaju svoje standarde koji mnogo strože definiraju pasivne kuće. U Njemačkoj se izraz „Pasivna kuća“ odnosi na strogi i dobrovoljni „Passivhaus“ standard kojim se definira energetska efikasnost. U Švicarskoj je u upotrebi sličan standard - MINERGIE-P. Procjenjuj se da je broj pasivnih kuća u svijetu izmađu 15.000 i 20.000 i velika većina ih je izgrađena u njemački govorećim državama i Skandinaviji.

Standard „Passivhaus“ za centralnu Europu zahtjeva ispunjenje sljedećih zahtjeva:

  • Kuća ne smije koristiti više od 15 kWh/m2 za grijanje i hlađenje prostorija.
  • Ukupna potrošnja energije (energija za grijanje i hlađenje prostorija, topla voda i struja) ne smije biti veća od 42 kWh/m2 godišnje.
  • Ukupna potrošnja primarne energija (izvorna energija za električnu energiju i slično) ne smije biti veća od 120 kWh/m2 godišnje.

Da bi dobili uvid u rigoroznost ovih zahtjeva možemo napraviti usporedbu kuće napravljene prema Passivhaus standardu s kućama koje su napravljene prema lokalnim regulacijama u nekim državama:

  • U SAD-u kuća napravljena prema Passivhaus standardu koristi između 75% i 95% manje energije za grijanje i glađenje prostorija od kuća napravljenih prema trenutnim zakonima za energetsku efikasnost. Pasivna kuća u kampu za njemački jezik u Waldsee-u, Minnesota, koristi 85% manje energije od kuća napravljenih prema graditeljskim kodovima Minnesota-e.
  • U Ujedinjenom kraljevstvu prosječna kuća napravljena prema Passivhaus standardu bi koristila 77% manje energije za grijanje i glađenje prostorija u usporedbi s lokalnim građevinskim regulacijama.
  • U Irskoj se računa da bi tipična pasivna kuća koristila 85% manje energije za grijanje prostorija i bilo bi 94% manje ugljičnih emisija u odnosu na kuću napravljenu prema lokalnim građevinskim regulacijama iz 2002 godine.

Troškovi gradnje pasivne kuće su u prošlosti bili znatno veći od troškova gradnje normalne kuće, ali s razvojem tehnologija i većom potražnjom za specijalno dizajniranim građevinskim komponentama cijena izgradnje je sad znatno manja nego što je bila. Na primjer, u Njemačkoj je trenutno moguće konstruirati pasivnu kuću za otprilike istu cijenu kao što je potrebno i za normalnu kuću. To je zbog rastuće konkurentnosti proizvoda namijenjenih specijalno za izgradnju pasivnih kuća.

Kuće nulte energije (zero-energy house or net zero energy house)

Kuća s nultom neto energetskom potrošnjom i nultom neto emisijom ugljičnog dioksida godišnje naziva se kuća nulte energije (eng. zero-energy house).Nulta neto energetska potrošnja znači da bi kuća nulte energije mogla biti nezavisna od energetske mreže, ali u praksi to znači da se u nekim periodima energija dobiva iz energetske mreže, a u ostalim periodima se vraća u energetsku mrežu (zbog toga jer su obnovljivi izvori energije uglavnom sezonski). Da bi se to postiglo energija se mora generirati unutar kompleksa koristeći obnovljive izvore energije koji ne zagađuju okoliš. Kuće nulte energije zanimljive su i zbog zaštite okoliša jer se zbog obnovljivih izvora energije ispušta vrlo malo stakleničkih plinova.

Postoji nekoliko detaljnijih definicija kojima se određuje što zapravo znači kuća nulte energije, a najveće razlike odnose se na definicije unutar Europe u odnosu na Sjevernu Ameriku.

  • Nulta neto potrošnja energije unutar kompleksa (net zero site energy use) - U ovoj vrsti kuće nulte energije količina energije proizvedena unutar kompleksa koristeći obnovljive izvore energije jednaka je količini energije koja je potrošena unutar kompleksa. U SAD-u kuća nulte potrošnje definira se ovom definicijom.
  • Nulta neto potrošnja izvorne energije (net zero source energy use) - Ova vrsta kuće nulte energije proizvodi istu količinu energije koju i potroši, a uz to mora proizvesti i energiju koja se troši prilikom transporta energije do kuće. Ovaj tip znači uzima u kalkulaciju i gubitke prilikom prijenosa električne energije. Ova vrsta kuće nulte energije mora generirati više električne energije od kuće s nultom neto potrošnjom energije unutar kompleksa.
  • Nulta neto energetska emisija (net zero energy emissions) - Izvan SAD-a i Kanade kuća nulte energije definira se kao kuća s nultom neto energetskom emisijom, a to je poznato još i kao kuća bez ugljičnog otiska ili kuća bez emisija. Pod ovom definicijom podrazumijeva se balansiranje ugljičnih emisija koje su generirane upotrebom fosilnih goriva unutar ili izvan kompleksa s količinom energije koja je unutar kompleksa proizvedena koristeći obnovljive izvore energije. Ostale definicije ne uključuju samo emisije ugljika u fazi korištenja kuće, već se dodaju i emisije nastale prilikom konstruiranja i izgradnje kuće. Postoje još i debate oko toga trebaju li se u kalkulaciju uzeti i emisije nastale zbog prijenosa energije prema kući i iz kuće natrag u mrežu.
  • Nulta neto cijena energije (net zero cost) - U ovom tipu kuće cijena kupovanja energije balansirana je s cijenom energije koja se prodaje mreži, a generirana je unutar kompleksa. Ovakav status ovisi o tome kako distributer energije nagrađuje generiranje energije unutar kompleksa (isplata, kompenzacija, ili nešto drugo).
  • Nulta potrošnja energije van kompleksa (net off-site zero energy use) - Prema ovoj definiciji kuća bi se mogla smatrati kućom nulte energije i u slučaju kad je 100% energije koju kupuje generirano pomoću obnovljivih izvora energije, čak i ako su ti izvori energije van kompleksa.
  • Odvojena od mreže (off-the-grid) - Kuće nulte energije koje su odvojene od mreže, tj. nisu priključene na nikakav izvor energije koji nije unutar kompleksa. Takve kuće zahtijevaju distribuiranu proizvodnju energije iz obnovljivih izvora i pripadajuće kapacitete za pohranu te energije (za slučaj kad sunce ne sije, vjetar ne puše i slično).

Autonomne kuće (autonomous building, house with no bills)

Autonomna (nezavisna) kuća je zamišljena da normalno funkcionira nezavisno od infrastrukturne podrške izvana. Prema tome nama priključka na mrežu za distribuciju električne energije, vodovod, kanalizaciju, odvodnju, komunikacijsku mrežu, a u nekim slučajevima nema ni priključka na javne prometnice. Autonomna kuća je mnogo više od energetski učinkovite kuće – energija je u ovom slučaju samo jedan od resursa koje je potrebno dobiti iz prirode.

Kuće s viškom energije (energy-plus-house)

Kuća s viškom energije je kuća koja u prosjeku tokom cijele godine proizvede više energije koristeći obnovljive izvore energije nego što je uzme iz vanjskih sustava. Ovo se postiže upotrebom malih generatora električne energije, niskoenergetskih tehnika gradnje poput pasivnog solarnog dizajna kuće te pažljivog odabira lokacije za kuću. Mnoge kuće s viškom energije su gotovo nerazlučive u odnosu na tradicionalne kuće jer jednostavno koriste najefikasnija energetska rješenja (aparati, grijanje, …) kroz cijelu kuću. U nekim razvijenim državama tvrtke za distribuciju električne energije moraju kupovati višak energije iz takvih kuća i tim pristupom kuća umjesto da je vječni trošak može zarađivati novac za vlasnika.

Zaključak

Energetska učinkovitost je vrlo važna, a u budućnosti će biti još i važnija. Da bi se postigla energetska učinkovitost moramo se prilagoditi novim izvorima energije i novim načinima štednje energije. Energetski učinkovite kuće su samo jedan dio u globalnoj energetskoj učinkovitosti. Trenutno na svijetu postoji vrlo mali broj energetski učinkovitih kuća i zgrada, ali se sa svakom novom efikasnom kućom skupljaju prijeko potrebna iskustva koja se onda mogu iskoristiti u gradnji još efikasnijih kuća. Ovo znanje će se sve više koristiti i uz pomoć građevinskih zakona sve će nove gradnje u budućnosti morati poštovati načela energetski učinkovite kuće.

 
Top ot the page!