Passivhaus - nemačkom preciznošću do istinske zelene gradnje

Passivhaus, kuće građene po nemačkom standardu energetske efikasnosti, nedavno su zainteresovale i profesionalce u SAD. Za razliku od mnogih drugih stvari koje dolaze iz Evrope, Passivhaus je prihvaćen od najistaknutijih ljudi iz struke kao idealno rešenje za bolju energetsku efikasnost zgrada u SAD, zemlje koja je poznata po zelenim standardima, ali i rasipanju energije.

Passivhaus sa oblogom od bambusa - kuća na jugu Francuske (fotografije ovde)

Alex Wilson, urednik sa sajta Building Green (EBN), ovim povodom u aprilu 2010. godine napisao je opširan članak u želji da tržištu nekretnina u SAD predstavi ovaj koncept, njegove trenutne mane za gradnju u nekim delovima SAD, ali i potencijal koji ima Passivhaus. Na osnovu tog članka priredili smo još jedan tekst koji pojašnjava Passivhaus standard za tržišta gde je on prava nepoznanica, dakle, i naše...

Oglas

Tekst Alex Wilsona, objavljen na jednom od najpopularnijih i najuvaženijih sajtova za zelenu gradnju u SAD, naročito je značajan jer pokazuje drugu stranu medalje standarda za zelenu gradnju, poput LEED-a koji je ubedljivo najpopularniji u SAD. Naime, Passivhaus nudi najprecizniju sliku potrošnje energije, što za sada nema nijedan standard za zelenu gradnju u SAD. Ove godine vode se i brojne polemike u vezi sa stvarnom potrošnjom energije u LEED zgradama.

Passivhaus nije konkurencija LEED-u niti bilo kom drugom zelenom standardu jer insistira isključivo samo na jednoj stvari - potrošnja energije po kvadratu. Ipak, mnogi profesionalci, sada i u SAD, smatraju da ga ovakva preciznost čini najboljim rešenjem za savremene objekte.

Kratki istorijat energetski efikasne gradnje

U tekstu "Passivhaus kuće stižu u SAD - mogu li napraviti revoluciju u gradnji", Alex Wilson kaže da je dovoljno mator da se seća prvih talasa koncepta pasivne solarne arhitekture, zatim i koncepta superizolacije, kasnih 1970-ih. Još na koledžu, 1976. godine, učio je o pasivnim solarnim kućama, a već 1978. godine u Santa Fe-u sarađivao je sa Udruženjem za solarnu energiju države Novi Meksiko (NMSEA - link na kraju teksta).

Možda je potrebno naglasiti i to da, činjenica da se Passivhaus zasniva isključivo na potrošnji energije, ne čini ovu zgradu manju zelenom od onih sa klasičnim zelenim sertifikatima. Razloga je nekoliko:

Passivhaus standard skoro je nemoguće postići bez pravilnog gabarita objekta, tj. optimalnog korišćenja materijala i zemljišta
efikasni uređaji (energetski razred A) rasteretiće potrošnju energije i pomoći da se ispuni zahtev od 120kWh/m2 godišnje
ušteda vode u objektu (štedljive slavine, aeratori i sl) automatski znači i uštedu energije za zagrevanje vode jer najveći deo potrošnje vode u objektu čini zagrejana voda (lavabo, sudopera, mašina za pranje veša i suđa, tuš kabine, itd) - više o uštedi vode i strategijama na tagu ispod
kvalitet unutrašnjeg vazduha u bliskoj je vezi sa sistemom za ventilaciju na kom se zasniva Passivhaus, a kvalitet gradnje garantuje bezbednost sistema po zdravlje korisnika prostora
dobro izolovan i zaptiven objekat sa trostruko zastakljenim prozorima (koji se ne otvaraju) štiti enterijer od buke i zagađenog vazduha (sav vazduh u enterijer ulazi preko filtera kroz KGH sistem)
Passivhaus standard može postići objekat građen po bilo kom sistemu gradnje - klasični zidani sendvič zid, drvena konstrukcija sa OSB-om, skeletni sistem sa ventilirajućom fasadom, itd. (pretragom našeg portala po tagu "PassivHaus" ispod teksta pregledajte tekstove i vesti u vezi sa nekim Passivhaus projektima)
lokacija ne mora da utiče na to da li je zgrada Passivhaus ili ne
prečiščćavanje vode na parceli, zeleni krov, upravljanje otpadnim vodama, ponovna upotreba voda ili uzgajanje hrane na parceli nemaju nikakve direktne veze sa samim objektom i mogu se uključiti u Passivhaus projekat kao i u bilo koji drugi pa arhitekta sa malo više obzira može lako postići da njegovo delo ima i Passivhaus i neki od klasičnih zelenih standarda koji se u daleko manjoj meri zasnivaju na strogo kvantitativnim parametrima...

Ubrzo nakon solarnog pasivnog koncepta pojavio se suprotan pristup - ugradnja superizolacije. Wilson ovaj za pokret kaže da je u velikoj meri bio odgovor na izgled solarnih pasivnih kuća koje su imale komplikovane gabarite, bile su ružne i skupe, i imale su prevelike staklene površine. Tako je na Univerzitetu Ilinoisa 1976. godine podignuta ogledna kuća Lo-Cal House, kanađani su sagradili Saskatchewan House (1977), a u Masačusetsu je Gene Leger gradio nekoliko kuća koje su u to vreme bile veoma popularne u magazinima. Popularizaciji ovog pristupa gradnje doprineo je u velikoj meri fizičar William Shurcliff koji je napisao i knjigu, ali i brojne članke o superizolaciji.

Međutim, u SAD je niska cena energije pobedila energetski efikasnu gradnju tih godina i ceo pokret se tokom 1980-ih preselio u Evropu gde su visoki porezi na energiju činili da alternative aktuelnim sistemima gradnje zavrede više pažnje.

Dr Wolfgang Feist, koji je prve članke o Passihaus-u pisao sredinom 1980-ih, i koji je osnovao Passivhaus Institut u Darmštatu, Nemačka, 1996. godine, kaže da je najvećim delom bio inspirisan radom fizičara Amory Lovins-a iz Rocky Mountain Institute-a, SAD.

Feist je ustanovio da, ukoliko se potrebe za dogrevanjem prostora svedu na minimalne mere, onda ventilacioni sistem može preuzeti i ulogu sistema za grejanje, tj. - ventilacionim kanalima može se putem zagrejanog vazduha u prostorije dopremiti dovoljno toplote za komfor najvišeg stepena, što omogućava trenutnu izmenu temperature u prostoriji.

U Evropi sada postoji preko 15.000 Passivhaus sertifikovanih kuća, jednoporodičnih, ali i stambenih i poslovnih zgrada. Austrija prednjači najvišim procentom Passivhaus kuća u novogradnji - čak 17% svih novih objekata visokogradnje jesu Passivhaus sertifikovani.

U SAD promociju Passivhaus-a vodi Katrin Klingenberg, arhitekta koja se obrazovala u Nemačkoj i koja je sagradila prvu ovakvu kuću na tlu SAD, zajedno sa svojim mužem, još tokom 2002. i 2003. godine. Ona je zatim osnovala i Passive House Institute za područje SAD (PHIUS - link na kraju).


Prva Passivhaus u Japanu	više fotografija na linku ovde

Passivhaus - nemačka preciznost

Passivhaus je kvantitativni energetski standard za zgrade. Da biste postigli ovaj standard i dobili sertifikat, zgrada, bez obzira gde se nalazi, u Nemačkoj, SAD, ili negde drugde, ne sme da troši više od 15kWh/m² godišnje za grejanje, i ne sme trošiti preko 15kWh/m² godišnje za hlađenje. Isprva, standard se zasnivao na maksimalnom opterećenju za grejanje od 10W/m² za domaćinstvo, ali se ovo pokazalo nerealnim u nekim klimama (skandinavska). Maksimalna potrošnja za grejanje sada se uzima kao opcioni put za dobijanje standarda.

Pored ovih ograničenja, ukupna potrošnja energije u Passivhaus objektu ne sme prelaziti 120kWh/m² godišnje i to za sve uređaje, sisteme, aparate, belu tehniku, itd. Institut u Darmštatu služi se konvertorima da svu potrošnju pretvori u litre fosilnih goriva za proizvodnju i transport energije do objekta.

Dodatno, Passivhaus ne dozvoljava ni veća curenja vazduha od 0,6 izmena na sat, na 50Pa razlike pritiska spoljašnjeg i unutrašnjeg vazduha (0.6 ACH₅₀). Prema rečima Klingenbergove, ova brojka u standardu govori o kvalitetu gradnje, tj. nemački istraživači izračunali su potreban nivo izmena vazduha u kom neće doći do većeg stepena vlage u objektu koji može da izazove probleme.

Za razliku od drugih standarda gradnje, Passivhaus ne odnosi se na potrošnju vode, kvalitet unutrašnjeg vazduha (IAQ), izbor materijala, itd. Dodatno, Passivhaus ne obazire se na to što trošite više električne energije koja je proizvedena na licu mesta, npr. solarnim panelima - potrošnja kuće je jedini faktor, bez obzira odakle električna energija dolazi.

Upravo na ovom mestu pokazuje se nemačka preciznost. Naime, net-zero zgrade (one koje na godišnjem nivou troše nula energije iz mreže - više na linku ispod) uspevaju da postignu nultu potrošnju zahvaljujući proizvodnji energije na licu mesta. Sa druge strane, Passivhaus standard ne možete postići bez korišćenja direktne energije Sunca. Zato se za prozore u Passivhaus kućama preporučuje U-faktor toplotne provodljivosti od 0,14, dok koeficijent solarne propusnosti treba da bude visok - oko 0,50 (solar heat gain coefficient - SHGC).

Pored energetskih ograničenja Passivhaus standard preporučuje da površina objekta bude 20-50m² po osobi.

Praktično je nemoguće sagraditi Passivhaus bez upotrebe specijalnog PHPP softvera (Passive House Planning Package) koji se zasniva na Exel platformi koju je razvio dr Feist. Za rad u ovom složenom softveru potrebno je više vremena ali, kažu stručnjaci, odličan je osećaj znati tačno šta se dešava u objektu.

Tu postoji nekoliko začkoljica sa računanjem površine. Na primer, sve površine koje nisu za stanovanje (podrum, garaža, ostave i sl), u proračunu se vode samo sa 60% svoje stvarne površine. U SAD se površina predstavlja gabaritom, pa ako kuća na sprat koja po proračunima za SAD ima 186m², po Passivhaus proračunu imala bi oko 142m² - 23% manje. Kada se uzme u obzir da je Passivhaus standard strogo vezan za površinu poda (/m²) jasno je da je i strožiji nego što se čini na prvi pogled.

Pored obaveznih stvari, Passivhaus zahteva i test curenja vazduha kod ulaznih vrata, kako bi se potvrdilo da izmena vazduha ne prelazi 0,6ACH₅₀ - preko 10 puta manje od dozvoljenog po IRC - standardu za stanovanje.

Pored rezultata testa, potrebno je uplatiti 700 do 800 dolara (kada ste u SAD), zavisno od toga da li ste imali konsultanta akreditovanog od strane Passivhaus instituta. Prijava postaje skuplja ukoliko ste prekoračili preporučenu površinu. Cena prijave za sertifikaciju može da raste 2-3 puta tokom projektne faze ukoliko je već niste prošli sa profesionalcem nego Institut treba da daje savete u vezi sa dimenzionisanjem KGH sistema i sl.

Do maja 2010. godine u SAD je bilo sertifikovano tek 10 zgrada, ali par desetina bilo u različitim fazama prijave za sertifikaciju. Među onima koje čekaju ima i škola i bolnica, univerzitetskih zgrada (postoji i nekoliko slučajeva rekonstrukcija).

Dalje u svom tekstu Alex Wilson bavi se problematikom koja je karakteristična za SAD (pod pojmom Passive House). Naime, Passivhaus je standard koji uglavnom odgovara kontinentalnoj klimi (gde je naša klima prilično bliska onoj u Srednjoj Evropi), a u Severnoj Americi (SAD i Kanada) klima se kreće od izuzetno oštre na severu (Aljaska, severne države SAD i Kanada) do izuzetno tople i/ili vlažne na jugu (od Kalifornije, preko Teksasa i Luizijane, do Floride). Ažo želite da saznate više o tome kako će Passivhaus biti prilagođen za tržište (klimatske uslove) u SAD pogledajte link na kraju teksta ka originalu, Wilson-ovog članka.

Linkovi: