1. Pasivna kuća - šta sve treba da znate?

1.1. Istorija pasivne kuće

Početak koncepta pasivne kuće datira iz 1991. godine, kada su ga razvili i prvi put realizovali profesori Adamson iz Švajcarske i Feist iz Nemačke, u Institutu za stanovanje u Darmštatu. Ova su dva istraživača svoj koncept razvijala kroz brojne istraživačke projekte i to tako što su eksperimentalne objekte pratili i analizirali više godina kako bi sa sigurnošću potvrdili da zamisao funkcioniše i u realnosti i da se može realizovati po razumnoj ceni. Ideja o energetski izuzetno efikasnoj kući je brzo sticala pobornike i postajala sve popularnija, šireći se Nemačkom i Skandinavijom, da bi 1998. godine postala građevinski standard. Prvi stanari pasivnih kuća opisali su svoj boravak u takvim objektima kao veoma prijatan i pozitivan. Međutim, iz nekog razloga u Americi, odnosno, izvan severne Evrope, pasivne kuće skoro da i nisu prihvaćene bez obzira na sve prednosti i benefite koje pružaju.

1.2. Koja kuća je pasivna kuća?

Reč pasivna kuća je poznata većini ljudi, ali manje njih zna kako da objasni šta tačno ovaj pojam znači ili podrazumeva. Ova vrsta kuća nazvana je pasivnim pošto se grade na principima maksimalnog korišćenja sunčeve energije i drugih obnovljivih izvora tako da se toplotni gubici svode na minimum pa da, praktično, potrebe za hlađenjem i grejanjem nema, odnosno, potrošnjom dodatnih količina energije. Pasivne kuće su stoga optimalno štedljive; troškovi njihove izgradnje jesu nešto veći, ali se vrlo brzo isplate (procene su 7-10 godina), jer se godišnji troškovi za grejanje i hlađenje smanjuju i do neverovatnih 10 puta! Ovo umanjenje rashoda, takođe, proizilazi i iz kompaktnog dizajna, koji se, u principu, zasniva na celovitosti volumena. Konkretno govoreći, što je objekat razlomljeniji, što više ima spoljnih zidova, ima i više površina preko kojih se toplota gubi. Osim toga, za grejanje i/ili hlađenje ovakve kuće ne koriste se nikakva fosilna goriva, pa se time izbegava i takozvana emisija ugljen-dioksida. Ukratko, dakle, radi se o ekološkoj konstrukciji za koju se koriste isključivo prirodni materijali i obnovljivi vidovi energije, čime ne samo da se smanjuju troškovi već i čuva zdrava životna sredina.

1.3. Prednosti pasivne kuće

Velikom prednošću, možda i najvećom, smatra se vrhunski komfor, udobnost i kvalitet življenja u saglasju sa prirodom i prirodnim materijalima. Izgradnjom pasivnih kuća doprinosi se očuvanju životne sredine i smanjenju globalnog zagrevanja. Dodatna prednost pasivne kuće su sasvim niski troškovi održavanja takvog nivoa udobnosti i leti i zimi. Pasivne kuće izgledaju poput bilo kojih drugih, odnosno, mogu da izgledaju isto, jer u arhitektonskom i građevinskom smislu, tačnije u pogledu projektovanja i izgradnje, nemaju apsolutno nikakvih ograničenja niti posebnih preduslova. Jedino se vodi računa o tome da svi konstruktivni i drugi elementi kuće budu u skladu sa standardima pasivnih kuća i da im je volumen što kompaktniji.

1.4. Slabosti pasivne kuće

Pasivne kuće praktično nemaju nedostataka, osim veće početne investicije, koja se veoma brzo isplati zbog izuzetno niskih troškova eksploatacije objekta. Može se konkurisati i za državne subvencije, jer većina država podstiče izgradnju ekološki prihvatljivih kuća. Nedostatak, međutim, može biti to što pasivna kuća ne može imati balkone, nastrešnice, nadgradnje ni dogradnje, podrum ni garažu. Svi ovi elementi predstavljaju potencijalne izvore većih toplotnih gubitaka, zbog čega nije moguće obezbediti zahtevanu, to jest, godišnju potrošnju energije za grejanje, koja mora biti manja od 15 kWh/m².

1.5. Niskoenergetske i pasivne kuće

Razlika između ovih kategorija proizilazi iz striktno postavljenih standarda za obe varijante, pri čemu pasivna kuća sme da pređe vrednost od 14,5 kWh/m², a niskoenergetska 15,5 kWh/m². Ova minimalna razlika je sama po sebi prilično bizarna i problematična, pošto je u praksi razlika od 1 kWh/m² minorna i neprimetna. Obe kuće moraju biti građene kompaktno, koristiti samo obnovljive izvore energije, biti odgovarajuće postavljene, odnosno, orjentisane na parceli i slično. Razlike se uglavnom tiču vrste, debljine i načina izolacije, ali i u jednoj vrlo bitnoj stvari: naime, pasivna kuća ne sme da zavisi ni od kakvog spoljnog dotoka energije, mora da bude apsolutno samoodrživa, pa da i zarađuje po mogućstvu (kada višak struje koji kuća proizvede, a ne potroši, ide u sistem elektroprivrede) dok niskoenergetska kuća ispunjava sve tražene parametre, ali nije samoodrživa.

2. Standard za pasivne kuće

Postoje strogi i dobro definisani standardi za izgradnju pasivnih kuća. Samo ako kuća ispunjava zadato, može se kategorisati kao pasivna. Tačke standarda su sledeće:

• godišnja potrošnja za grejanje ne sme biti veća od 15 kWh/(m2a);
• izolacija omotača objekta mora da ima termopropusnost građevinskih elemenata manju od 0,15 W/m2K (u praksi se zapravo koristi toplotna propusnost ispod 0,10 W/m2K, jer se to lakše obezbeđuje);
• kuća ne sme da ima toplotne mostove (ψ ≤ 0,01 W/mK);
• nepropusnost mora da bude na najvišem nivou i kontroliše se ispitivanjem pritiska (standard DIN EN 13829), a vrednost n50 pri razlici pritiska od 50 Pa ne sme biti veća od 0,6 h -1;
• zastakljenje mora da se uradi tako da Uw bude 0,8 W/(m2 K) ili manje (pri g≥50% prema DIN 67507) kako bi se obezbedio neto toplotni dobitak čak i zimi;
• prozorski okviri moraju imati Uf vrednost od 0,8 W/(m 2 K) ili manje (DIN EN 10077);
• dozvoljeni su veoma mali gubici toplote pri zagrevanju sanitarne vode;
• efikasno korišćenje električne energije za aparate u kući (mašine i uređaji A i A+);
• prozračivanje sa rekuperacijom toplote uz nisku potrošnju električne energije;
• godišnja potrošnja primarne energije manja od 120 kWh/(m2a);
• godišnja potrošnja električne energije manja od 18 kWh/(m2a).

3. Projektovanje pasivne kuće

Ako želite pasivnu kuću, samo sastavljanje ovako taksativno nabrojanih komponenti u celinu nije dovoljno. Da biste dostigli standard, morate imati sveobuhvatan arhitektonski plan kao i plan za izvođenje koji sve elemente povezuje u celinu na smislen i svrsishodan način - važno je i kakvi su detalji, i kakva je fasada, i tako dalje. Pošto pasivne kuće imaju toliko specifične standarde, bez znanja, iskustva i umeća stručnjaka, skoro da je nemoguće napraviti skladnu i homogenu celinu, pri tom praktičnu i štedljivu, a održivu i trajnu. Ovakvoj gradnji ne može se pristupiti ad hoc niti u vlastitoj režiji.

3.1 Pasivni i aktivni pristupi

Planiranje uključuje pasivne i aktivne pristupe. Pasivni su upotreba prirodnih uslova životne sredine kakve su, recimo, topografija i osunčanost lokacije, odnosno, zasenčenost i odgovarajući arhitektonski projekat u kome nisu zanemarene kompaktnost oblika objekta, optimalna debljina fasadnih slojeva, naročita termoizolacija, ugradnja prozora i vrata sa minimalnom toplotnom provodljivošću i sve druge, ne manje važne komponente.

3.2. Orijentacija na parceli

Pravilna orijentacija kuće obezbeđuje uspešno korišćenje toplotnog udela sunčevog zračenja, i to naročito zimi. Pored orijentacije prozora, važna je i orijentacija fasade, poznavanje specifičnosti godišnjih doba nekog područja i dnevno kretanje sunca. U principu važi pravilo da se na severnim fasadama postavljaju manji prozori, a na južnim veći. Zatim slede istočna i zapadna fasada, koje su osunčane ujutru, odnosno popodne. Razlike u osvetljenosti fasada su vrlo očigledne tokom godišnjih doba, pogotovo južne, koja nije najosvetljenija i najtoplija sve vreme, kako se obično misli. Jeste zimi, ali leti su istočna i zapadna fasada sasvim sigurno izloženije. Sve ovo treba da je vrlo bitno i da se jasno vidi na tlocrtu. To utiče i na izbor parcele, jer ima i onih koji zbog svoje nepovoljne orijentacije ne omogućavaju ni pravilno postavljanje kuće ni njenu izgradnju. Najvažnije je da su dnevni delovi stambenog prostora pravilno usmereni i da imaju velike prozore „najjužnije“ moguće, jer udeo solarne energije u grejanju objekta iznosi i do 40%.

3.3 Prepreke na parceli

Pored pravilne orijentacije, veoma je važno da ispred južne fasade nema arhitektonskih ni prirodnih prepreka koje bi zaklanjale prolaz sunčevoj toploti i svetlosti do prozora. Zbog toga je nepoželjno veće i gusto zimzeleno drveće ili šiblje direktno ispred fasade, niti nadgradnja i dogradnja bilo kog tipa i slično. Ako već hoćete da posadite drveće tik do kuće, listopadno je dobar kompromis, jer zimi ostaje bez lišća i samim tim ne zaklanja sunce.

3.4. Čuvanje solarne energije

Toplota mora da se čuva kako bi se kasnije koristila. Ovo je posebno važno zbog solarnih ćelija, jer nekoliko uzastopnih dana bez sunca znači nemogućnost dobijanja energije. Kada su sunčani dani, višak proizvedene energije se skladišti i onda vam je na raspolaganju oblačnim i kišnim danima, kojih zimi ima dosta. Energija koja se akumulira tokom dana čuva se u masivnim materijalima, a zatim se može, po potrebi, sprovesti i u unutrašnjost objekta. Materijali pogodni za to su glina, beton ili cigla, a najbolja je voda, jer ima daleko najvišu specifičnu toplotu.

3.5. Pasivna kuća ima kompaktan volumen

Svaka građevina najviše toplote gubi putem svoje fasade, odnosno, spoljnog omotača. Ovi gubici se nazivaju gubicima u prenosu. Što su veće vanjske površine, veći su i gubici u prenosu. Zbog toga u projektovanju pasivnih kuća važi zlatno pravilo jednostavnog i kompaktnog volumena, a to je najčešće kutija ili kvadrat. Ovaj dizajn omogućava najmanju površinu spoljašnjeg omotača uz najveću moguću zapreminu objekta. Tehnički izraz za odnos površine i zapremine je „fo“, faktor oblika (U pravilniku o energetskoj efikasnosti zgrada, Sl. Glasnik RS, br. 61/2011, faktor oblika ƒo=A/Ve, (m-1) je definisan kao odnos između površine termičkog omotača zgrade (spoljne mere) i njime obuhvaćene bruto zapremine zgrade). Pasivni standard se ponekad može obezbediti i rasčlanjenjem volumena objekta, ali to takođe znači i mnogo više, neracionalne troškove izgradnje.

3.6. Toplotna izolacija

Toplotni omotač je linija razgraničenja između unutrašnjosti kuće i okoline. Formiraju ga spoljni i unutrašnji zidovi prema eksterijeru, zapravo negrejani delovi zgrade, kao i podovi, krovna i fasadna vrata, krov, prozori i spoljna vrata. Prema standardu za pasivne kuće, termoomotač mora imati zaista superiorna svojstva toplotne izolacije: građevinski elementi moraju imati U≤0,15 W/(m2 K), a u praksi je termopropusnost često čak i niža (U≤0,10 W/(m2 K). Debljinu toplotne izolacije određuje sastav fasade, a ona se obično kreće između 25 i 40 cm.

3.7. Staklene površine i vrata

Pravilno postavljeni prozori obezbeđuju zimi mnogo dodatne solarne energije, pod uslovom da su pravilno orijentisani (stambeni prostori sa velikim prozorima moraju biti okrenuti prema jugu). Za pasivne kuće postoje prozori sa posebnim termoizolacionim svojstvima, odnosno, troslojno izolaciono zastakljenje (Ug=0,5W/m2K-0,7W/m2K maksimalno), što za sobom povlači još odličnih karakteristika. Zimi puštaju više energije u prostorije nego iz njih, a zbog visokih temperatura staklenih površina ne dolazi ni do kondenzacije. Dodatna stvar, koja obezbeđuje ispunjenje standarda pasivne kuće, jesu niskoemisioni premazi sa unutrašnje strane stakla, koji smanjuju prenos toplote iz unutrašnjosti ka spoljašnjosti. Treba imati u vidu da pasivne kuće moraju, prema standardu, imati visoku propustljivost sunčeve energije u prostor (g ≥ 50% prema DIN 67507). U praksi se na kući vrlo često koriste prozori istog tipa i vrste, ali sa različitom „g“ vrednošću, u zavisnosti od strane sveta kojoj su okrenuti.

3.8. Nepropusnost bez toplotnih mostova

I za pasivne i za niskoenergetske kuće važi isto pravilo da moraju imati nepropusan toplotni omotač bez ikakvih prekida. Adekvatna termoprovodljivost svih pojedinačnih građevinskih elemenata u tom smislu nije dovoljna. Toplotni gubici se svode na minimum isključivo pravilno izvedenim fasadnim pojasom i spojevima bez toplotnih mostova. Toplotni mostovi su mesta na omotaču objekta gde toplota brže prelazi u spoljašnji prostor nego negde drugde. Gubici toplote su, međutim, gotovo neizbežni na takozvanim fasadnim prekidima kakvi su vrata i prozori. Prema pravilima, termopropusnost prozora mora biti 0,85 W/m²K ili manja, a toplotni mostovi ne smeju biti veći od 0,01 W/mK za pasivne, odnosno, 0,05 W/mK za niskoenergetske objekte. Da bi se toplotni mostovi izbegli, najbolje je da se termoprovodljivost i termopropusnost proveravaju i ispravljaju još u fazi projektovanja, a i kasnije, tokom gradnje, redovno testiraju.

Nepropusnost se proverava testom „Blover Door“. Kod masivnih objekata, recimo, to se postiže kontinuiranim, upravo, neprekinutim slojevima maltera s unutrašnje strane i pažljivim izvođenjem instalacija. Kod drvenih konstrukcija se zbog toga s unutrašnje strane postavlja i parna brana koja ima ulogu hermetičke površine. Da bi se spojevi pojedinih elemenata i materijala učinili nepropusnim upotrebljavaju se uglavnom zaptivne i lepljive trake.

3.9. Ventilacija pasivne kuće

Pasivne kuće imaju obavezan sistem kontrolisane ventilacije, zapravo prozračivanja sa rekuperacijom. To znači da se toplota iz izduvnog vazduha vraća u prostor. Svež vazduh kroz rešetku na fasadi ili krovu ulazi, a zatim se kroz pažljivo izolovane cevi dovodi do ventilacionog uređaja ili rekuperatora. Ovaj svež vazduh se zagreva toplotom izduvnog koji se usisava iz unutrašnjosti objekta. Iz rekuperatora svež vazduh odlazi u pojedinačne prostorije (spavaću i dnevnu sobu, trpezariju, kabinet, dečije sobe...). Upotrebljen vazduh se, pak, istovremeno usisava i odvodi iz „prljavih“ prostorija (iz kupatila, kuhinje, toaleta, itd.). Pasivne kuće imaju standard koji zahteva toplotnu efikasnost od najmanje 85%, a savremeni uređaji dostižu 90% i više. Zahvaljujući sistemu rekuperacije, vazduh u kući je uvek svež. Teoretski, dakle, otvaranje prozora nije nužno, što je posebno poželjno zimi, kada bi kroz otvorene prozore izlazilo mnogo toplote ili leti, kada bi toplota prodirala izvana. Međutim, to ne znači da otvaranje prozora nije dozvoljeno ili nemoguće, jer većina ljudi voli da provetrava prostore u kojima boravi kad god je vreme lepo, koristeći se „pravljenjem promaje“ ili jednostavno uživa u otvorenim prozorima.

3.10. Grejanje u pasivnoj kući

Pasivna kuća se projektuje i gradi tako da joj je za grejanje potreban minimum dodatne toplote. To je, prema projektnim podacima, zapravo potrebno samo pri spoljnim temperaturama ispod nule, što u našim krajevima znači samo u tri najhladnija meseca zime. Kuća se i zimi greje pasivno, pomoću solarne energije. Mnoge pasivne kuće imaju ugrađene solarne ćelije ili toplotne pumpe, a oba sistema su obnovljivi izvori energije.

Osim zagrevanja prostorija, naravno, potrebno je i zagrevanje sanitarne vode. Udeo u tome u normalnim kućama je oko 10-13%, ali je u pasivnim situacija sasvim drugačija; za grejanje sanitarne vode troši se duplo više energije. Takođe, kuća se greje samo zimi, a topla voda je potrebna sve vreme i tokom cele godine. U pasivnim kućama toplotne pumpe se najčešće koriste za zagrevanje vazduha (prostorija) u kombinaciji sa solarnim ćelijama, dakle kompletan sistem za eksploataciju solarne energije koji obezbeđuje 40 - 60% energije potrebne za zagrevanje tople vode za domaćinstvo.

3.11. Izvođenje detalja pasivnog objekta

Detalji su ti koji će na kraju zaista osiguravati da pasivna kuća neće imati toplotne mostove. Stoga su pažljivo planiranje i kvalitetno izvođenje svih pojedinačnih radova veoma važni za postizanje energetske efikasnosti omotača objekta. Posebno su važni spojevi u zoni temelja, gde se najčešće pravi temeljna ploča postavljena na sloj termoizolacije (otporan na vlagu kakav je XPS). Ključni detalji su, takođe, ugradnja prozora i vrata. Čak i ako izaberete najkvalitetniju stolariju sa niskom toplotnom provodljivošću, to neće biti dovoljno ako su pre toga proračuni pogrešno urađeni ili je nakon toga pogrešno postavljena.

4. Troškovi izgradnje pasivne kuće

Cena pasivne kuće najviše zavisi od ponuđača, oblika i osnove, njene veličine, materijala, konstrukcije ali i tipa kuće i drugih, sličnih faktora. U proseku, cena ovakve kuće je 20% viša u poređenju s onom niskoenergetskom. Troškove povećava deblja izolacija spoljnih zidova, ugradnja skuplje stolarije i skupljih sistema ventilacije kao i posebni elementi nepropusne gradnje. Izračunali smo da bi prosečna cena standardne kuće bila oko 60.000 EUR dok ista takva, ali pasivna košta oko 100.000 EUR. Ispada tako da pasivna porodična kuća, maksimalno izolovana i s određenim elementima gradnje po standardu za pasivnu kuću iznosi između 800 i 1.050 EUR/m2.