Zgrade su najveći pojedinačni potrošač energije s najvećim potencijalom energetskih ušteda. Svaka zgrada je spoj arhitekture, konstrukcije i kompletne energetike i zato je neophodno da u projektovanju učestvuje multidisciplinarni tim stručnjaka koji mora usko sarađivati od samog početka projekta. Celoviti dizajn građevina (Whole Building Design) za razliku od klasičnog projektovanja je integrisani proces (Integrated Project Delivery) u kome tim razmenjuje podatake i na taj način smanjuje troškove i rizik, skraćuje rokove projektovanja i izvođenja, i osigurava poboljšanje efikasnosti i produktivnosti celog projekta. Ovaj proces je uveliko potpomognut novim tehnologijama kao što je BIM (Building Information Model). Jedino ovakav pristup će omogućiti održivi dizajn i arhitekturu koja u kompleksnom globalnom kontekstu može da odgovori na najveći izazov našeg doba: klimatske promene i nestašice energije.
Ono što je zelena gradnja za nove građevine to je eko-energetska obnova za postojeće. A danas, u situaciji ekonomske krize i smanjene građevinske delatnosti, energetska obnova još više dobija na značaju. No, bilo da se radi o novoj gradnji ili rekonstrukciji, dobro poznavanje termičkih svojstava građevinskih materijala jedan je od preduslova za projektovanje eko-energetskih zgrada.
Najveće uštede se postižu pravilnom izolacijom kompletnog omotača zgrade što uključuje eko-energetske efikasne prozore, izolaciju krova ili plafona prema negrejanom prostoru i izolacija poda na tlu ili prema negrejanom prostoru. Poboljšanjem termičko-izolacionih karakteristika zgrade moguće je postići smanjenje ukupnih gubitaka toplote, pa samim tim i smanjenje zagađenja, kako to predviđaju principi zelene gradnje i energetske održivosti.
Kontroverze
Prema podacima studije koju je radio Svetski poslovni Savet za održivi razvoj (WBCSD – World Business Council for Sustainable Development), 40 odsto svetske energije i sirovina koje konzmira zgradarstvo ne uključuje pro-izvodnju građevinskih materijala.
Međutim, proporcionalno sve veći udeo ukupne potrošnje energije i emisije ugljen-dioksida energetski visoko-efikasnih zgrada dolazi od ugrađenih materijala i proizvoda. Na prvi pogled se čini samo po sebi objašnjivo jer energetski visoko efikasne zgrade štede energiju. Ali kako se to postiže? Između ostalog i tako što se koristi više materijala, a i materijala koji imaju veći koeficijent ugrađenog ugljen-dioksida. Samo ako uključimo ugrađeni CO2, možemo biti sigurni da dizajn omogućava redukciju neto emisije. Idealno bi bilo kalkulaciju bazirati na ciklusu "od kolevke do groba" (C2C - cradle to cradle) ali je uobičajeno da se koristi metoda "od kolevke do kapije". Zato je veoma važna konzistentna metoda u određivanju koeficijenta ugrađene energije i mnogobrojni istraživački timovi na univerzitetima širom sveta ulažu veliki napor u toj oblasti.
Drugi i verovatno mnogo važniji razlog da se pozabavimo ugrađenim CO2 je što njegova redukcija u materijalima donosi trenutnu korist, dok se redukcija kroz energetsku efikasnost zgrade ostvaruje kroz dugi period. A da bismo minimizirali drastične klimatske promene, cilj je da se redukuje ukupna emisija stakleničkih gasova u atmosferu što je brže moguće, zato redukovanje ugrađenog CO2 u građevinskim materijalima ima važnu ulogu.
Fizika zgrade
Toplotni gubici kroz građevinski materijal zavise od sastava elemenata, orijentacije i koeficijenta termičke provodljivosti. Bolju termičku izolaciju postižemo ugradnjom materijala niske toplotne provodljivosti, odnosno visokog toplotnog otpora. Toplotni otpor materijala povećava se s obzirom na debljinu materijala. Koeficijent prolaska toplote "U" je količina toplote koju građevinski element gubi u jednoj sekundi po metru kvadratnom površine kod razlike temperature od 1K, izraženo u W/m2K. Ili slikovito rečeno neizolovani zid od šuplje opeke debljine 19cm ima toplotni gubitak 134kWh/m2 zida, kad se doda izolacija od 10cm kamene vune gubici se smanjuju na 26kWh/m2. U slučaju AB zida gubici su još veći, ~256kWh/m2, a sa istom izolacijom se postiže slično smanjenje. Zato je koeficijent "U" bitna karakteristika spoljašnjeg elementa konstrukcije i igra veliku ulogu u analizi ukupnih toplotnih gubitaka, a time i potrošnje energije za grejanje.
S obzirom da su izolacija i izolacioni materijali predmet kojim se bavi fizika zgrada, prepustićemo to ekspertima iz te oblasti. U ovom prilogu će biti reči o energetski efikasnim prozorima. Iako je samo jedan od elemenata omotača, energetski efikasan prozor je danas sinonim energetske efikasnosti u zgradarstvu. Da li je to zaista tako? Odgovor ćemo potražiti kroz pregled najznačajnijih aspekata ovog izuzetno važnog građevinskog elementa.
Energetski efikasni prozori
Prozor pored svoje estetske uloge koju ima na fasadi ima i veoma zahtevnu funkcionalnu ulogu unutar životnog prostora. Prozor treba da zadovolji kvalitetno provetravanje, dovoljno dnevnog svetla, potrebnu zaštitu od hladnoće ili velike toplote, zaštitu od buke i u ekstremnim slučajevima od provalnika. Pri tome naravno ne smemo ispustiti iz vida njihovu ekonomičnost i trajnost.
Sedamdeset odsto gubitaka energije potrebne za zagrevanje odlazi na vrata, prozore i spoljašne zidove (ovaj procenat uključuje pored transmisionih i gubitke nastale provetravanjem). Činjenica da su gubici kroz prozore deset i više puta veći od onih kroz zidove, govori koliko je važna energetska efikasnost prozora u ukupnim energetskim potrebama zgrada. Noviji propisi zahtevaju koeficijent prolaska toplote U=1,8W/m2K, dok je na starim prozorima U=3-3,5 i više (godišnji toplotni gubici 240-280kWh/m2). Evropska unija propisuje obavezne koeficijente U=1,4-1,8, dok je taj broj na niskoenergetskim kućama je U=0,8-1,4. Preporuka za energetski efikasne zgrade je U<1,4W/m2K. Zato je vrlo bitno odabrati kvalitenu stolariju i još važnije pravilno je ugraditi. Nepravilno ugrađena stolarija omogućava prodor vlage u izolaciju i tako dalje kompromituje termičku pa i konstruktivnu stabilnost omotača. U tom slučaju, ne samo da se neće ostvariti planirana ušteda energije potrebne za grejanje/hlađenje, nego se stvara potreba za nove zahvate i troškove.
U ukupnim toplotnim gubicima prozora sudeluju staklo i prozorski profil. Prozorski profil bez obzira na materijal, mora osigurati dobru zaptivenost i jako je važno prekinuti termički most u profilu. Stakla se danas izrađuju kao izolaciona stakla, dvoslojna ili troslojna sa međuprostorom koji se puni različitim plinovima, kao i sa premazima koji poboljšavaju termičke karakteristike. Takođe mogu biti automatizovani sa mikroprekidačima koji prilikom otvaranja isključuje sistem grejanja i hlađenja i tako štede energiju.
Na niski U-faktor stakla utiču sledeće:
- debljina i broj međuprostora: U faktor se smanjuje većim brojem međuprostora i što većom širinom tih međuprostora – npr. 4+10+4+10+4, što znači 3 stakla debljine 4mm na razmacima od 10mm;
- punjenje međuprostora: U-faktor će se bitno smanjiti ukoliko se prostor između stakala napuni nekim od plinova: argon, krypton, xenon, SF6;
- vrsta stakla.
Debljina stakla vrlo malo utiče na U-faktor, ali ga zato upotreba stakla niske emisije (Low-e staklo) značajno smanjuje. Nisko-emisiona (Low-e) stakla premazana su sa strane koja dolazi u međuprostor stakla posebnim metalnim filmom koji propušta kratkotalasno zračenje (ultraljubičasta svetlost) a reflektuje duge (infracrvene) talase. Nisko-emisiono staklo donosi 20% uštede energije.
Pored profila i stakla koji čine kompaktan element, roletne su takođe sastavni deo prozora u svakom pogledu, estetskom, funkcionalnom i energetskom. Roletne u prvom redu predstavljaju zaštitu od preterane osunčanosti i pregrejavanja prostora leti, ali isto tako i zimi sloj vazduha između roletni i prozora deluje kao dodatni izolacioni sloj. Na taj način značajno doprinose uštedi energije, pogotovo ako se radi o aluminijskim roletnama čije su lamelice ispunjene termoizolacijom.
Nažalost roletne, tj. kutija za roletne je obično kritična tačka prozora. Naime, spoj zida i prozora tj. spoj različitih građevinskih elemenata i materijala je uvek potencijalno mesto za stvaranje "termičkog mosta". Termički mostovi mogu značajno umanjiti efikasnost termičke izolacije i energetski efikasne zgrade. No, u fizici zgrade to je jedan od najvećih, do sada nerešenih problema. Nemoguće je izgraditi zgradu bez termičkih mostova, ali uz pravilno projektovane detalje termičke zaštite uticaj termičkih mostova se može svesti na minimum. Zato pri rešavanju konstruktivnih detalja na njih treba obratiti posebnu pažnju. Konkretno, prozore treba ugraditi tako da su barem delom u nivou termičke izolacije, a kutija za roletne mora biti termički izolovana. Po završetku gradnje, kvalitet gradnje i termičke zaštite moguće je dodatno proveriti termografskim snimanjem.
Standardi, sertifikati i neizbežna ekomanipulacija
Mnogobrojni su proizvođači PVC prozora u našoj regiji. PVC profil se uglavnom uvozi, a cena obično odgovara kvalitetu. Za postizanje energetske efikasnosti bitno je da se finalno sklapanje prozora obavi kvalitetno, i oni koji to rade uglavnom mogu pokazati validne ateste za postignute vrednosti prolaska toplote (U). Uz to mnogi proizvođači imaju ISO 9001 sertifikat koji ih obavezuje na kontinuiranu kontrolu kvaliteta kako svojih proizvoda tako i kvaliteta usluga.
No i pored svih atesta i sertifikata, pošto je zamena/ugradnja energetski-efikasnih prozora značajna investicija čak i na malim projektima kao što su individualni stambeni objekti, kupac mora biti informisan i nadasve oprezan radi svoje zaštite. Takođe, veoma je preporučljivo potražiti stručnu pomoć kod odabira i za nadzor ugradnje prozora.
Često se dešava da kompanije oglašavaju jedno, a prodaju i isporučuju drugo, a ta praksa nije strana čak i renomiranim proizvođačima. Slučaj koji ćemo vam predstaviti će umnogome prikazati praksu o kojoj pričamo, a zbog objektivnih razloga nećemo imenovati kompaniju o kojoj je reč. Naime, ta kompanija na svom internet sajtu deklariše svoje opredeljenje da na domaćem tržistu prodaje proizvod koji je "svojim kvalitetom na istom nivou kao i proizvodi zapadno-evropskog tržišta". Međutim, ne samo da ne zadovoljavaju potrebe svojih potrošača za kvalitetom, nego ne zadovoljavaju zakonske i odgovarajuće tehničke propise. Bar kad se radi o individualnim porodičnim kućama, iako se ni ovi projekti ne mogu smatrati malim narudžbinama jer obično prelaze vrednost od 5.000 evra.
Kompanija na svom internet sajtu oglašava da prodaje energetski efikasne prozore. Međutim, energetska efikasnost je uveliko kompromitovana sa integrisanom kutijom za roletne koja nema termoizolaciju. To pored glavnog problema kvaliteta proizvoda-usluge, predstavlja i problem lažnog oglašavanja i naravno ekomanipulacije, jer je na internet sajtu kompanije izolacija prikazana. I što je najvažnije, kupac završi sa energetski efikasnim prozorom i plastičnom kutijom čija je energetska efikasnost ravna nuli. Baš kao bilo koja plastična kutija, recimo ona za pitu, samo bez pite!
Opravdanje koje kompanija nudi je da se ta izolacija isporučuje na zahtev kupca i kao naknadni trošak. Objašnjenja za takav pristup i postupak su veoma zabrinjavajući:
- Na taj način cena prozora postaje pristupačnija – iako i vrapci na grani znaju da je proizvodna cena te izolacije (presovani stiropor) danas simbolična;
- Kupci ne traže izolaciju – to ne čudi jer ljudi ne pomišljaju da je neće dobiti;
- Kupci ne mare za energetsku efikasnost – šta je onda sa deklaracijom kompanije o kvalitetu proizvoda, ako kompanija koristi neinformisanost kupaca za ostvarenje dobiti na način koji ugrožava etiku poslovanja, da ne govorimo o nekim specifičnijim standardima.
Što se tiče sertifikata, to je poznata stara priča: Dotična kompanija ima važeći ISO 9001 sertifikat izdat od sertifkacijske organizacije iz Bukurešta, dok nijedna od ovih kompanija nije registrovana od strane bilo kog zavoda za standardizaciju u BiH ili RS.
PVC i okruženje
PVC prozori omogućavaju energetsku efikasnost po pristupačnoj ceni i zato su najmasovniji među energetski efikasnim prozorima. PVC (polivinil hlorid) se masovno koristi u građevinarstvu od sredine 1980-tih, kad je polivinil industrija intenzivno promovisala PVC recikliranje da bi PVC učinila prihvatljivim kod javnosti i izbegla zabrane proizvodnje i upotrebe. Ovo se posebno odnosi na zemlje sa naprednim propisima o recikliranju kao što su Danska, Nemačka, Holandija i Sjedinjene Američke Države.
Petro-hemijska industrija je veoma moćna i može da utiče na formiranje zvaničnih i stavova javnosti prema svojim proizvodima, no i pored raznih kontroverzi, opšti je stav da je PVC recikliranje veoma teško i problematično pitanje i da će to biti i u budućnosti s obzirom na činjenicu da se PVC već dugo i masovno koristi u građevinskoj industriji i da će u narednim decenijama dosta tog materijala prispeti za recikliranje ili deponovanje.
Pored problema vezanih za recikliranje generalno, visok sadržaj hlora u PVC predstavlja dodatni problem. Sagorevanje nije rešenje jer rezultira emisijom CO2, stakleničkih gasova i raznih toksičnih supstanci a takođe stvara i velike količine čvrstog optada. Najproblematičniji toksin je svakako dioksin, ali je teško naći verodostojne podatke o njegovoj emisiji. Čak i ako proces uključuje filtriranje izduvnih gasova, činjenica da sagorevanje jednog kilograma PVC stvara 1-3kg zatrovane mešavine soli za neutralizaciju koja predstavlja otrovni otpad jeste glavni argument protiv sagorevanja kao vida redukcije otpada.
Zaključak
Očigledno je da energetska efikasnost mora biti planirana; izbalansirana između trenutnih dobitaka i rizika i onih dugoročnih. Sve u skladu sa osnovnim principom održivog razvoja – zadovoljiti potrebe današnjice na način koji ne ugrožava mogućnost budućih generacija da zadovolje svoje potrebe.
