STANDARDI TRAJNOSTNE ARHITEKTURE: NIZKOENERGIJSKA … · XPS - Ekstrudiran polistiren (vrsta izolacije) Standardi trajnostne arhitekture: Nizkoenergijska hiša Stran 1 ... vode in

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO Študijski program: ARHITEKTURA 1. stopnje

Nataša Vidovič

STANDARDI TRAJNOSTNE ARHITEKTURE: NIZKOENERGIJSKA HIŠA

Diplomsko delo

Maribor, september 2010

I

Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa


Študent: Nataša VIDOVIČ

Študijski program: univerzitetni, Gradbeništvo

Smer: Arhitektura

Mentor: izr. prof. dr. Metka SITAR

Somentor: asist. dr. Kaja POGAČAR

Maribor, september 2010

II

Številka: Datum in kraj:

Na osnovi 330. člena Statuta Univerze v Mariboru (Ur. l. RS, št.32/2008) izdajam

SKLEP O DIPLOMSKEM DELU #ImePriimek, študentu(ki) univerzitetnega študijskega programa #Program, smer #Smer, se dovoljuje izdelati diplomsko delo pri predmetu #Predmet. MENTOR(ICA): #Mentor SOMENTOR(ICA): #Somentor Naslov diplomskega dela: Nalov diplomskega dela v angleškem jeziku: Diplomsko delo je potrebno izdelati skladno z “Navodili za izdelavo diplomskega dela” in ga oddati v treh izvodih ter en izvod elektronske verzije do #Rok v referatu za študentske zadeve. Pravni pouk: Zoper ta sklep je možna pritožba na senat članice v roku 3 delovnih dni.

DEKAN #Dekan

Obvestiti:

• kandidata -ko, • mentorja, • somentorja, • odložiti v arhiv

Sklep dobi študent(ka) v referatu za študentske zadeve po vložitvi prošnje za opravljanje diplomskega

dela.

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorici izr. prof. dr. Metki

Sitar za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela. Prav tako se zahvaljujem

somentorici asist. dr. Kaji Pogačar.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi

omogočili študij.

IV


Ključne besede: nizkoenergijska hiša, trajnostna arhitektura, PURES UDK: 72:697.7(043.2)

Povzetek

V diplomskem delu smo opredelili standard nizkoenergijske hiše v Sloveniji. Raziskali

smo zgodovino razvoja nizkoenergijskih hiš v Evropi in svetu, kjer so le-te prisotne

zadnjih 40 let. Opredelili smo arhitekturni vidik načrtovanja nizkoenergijske hiše, kar

zajema umestitev objekta v prostor, arhitekturno zasnovo in dodatne vidike načrtovanja.

Podali smo značilnosti nizkoenergijske hiše v smislu tehnologije gradnje, ovoja zgradbe

in delovanje hiše z vidika rabe energije. Teorijo smo podkrepili z dvema primeroma

tipskih nizkoenergijskih hiš, slovenskih projektantskih podjetij, z različno tehnologijo

gradnje, a s primerljivimi karakteristikami. Na tak način smo lažje prikazali podobnosti

in razlike ter morebitne posebnosti posameznega pristopa gradnje. Obravnavana

primera nizkoenergijskih hiš ne odlikuje kreativna pač pa funkcionalna arhitekturna

zasnova in predvsem tehnično dovršena izvedba vseh detajlov, zaradi česar dosegata

standard zelo dobre nizkoenergijske hiše.

V

STANDARDS OF SUSTAINABLE ARCHITECTURE:

LOW-ENERGY HOUSE

Key words: Low-energy house, Sustainable architecture, PURES

UDK: 72:697.7(043.2)

Abstract

The standard of the low energy house in Slovenia has been defined in this diploma

thesis. We have researched the development history of the low energy houses in Europe

and throughout the world. This type of houses has been constructed in the last 40 years.

We have defined the architectural aspect of planning a low energy house which

contains the placement of a structure in a natural or urban environment, the

architectural design and some additional aspects of planning. Furthermore, we

presented the characteristics of a low energy house which are the technology of

construction, insulation and use of energy. The theory is supported with examples of

two low energy houses that were built by two Slovenian constructional companies. The

art of construction differs but they share comparable characteristics. By this means, it

was easier to present the similarities as well as the differences and the eventual

specialities of the individual construction. The examples of low energy houses we dealt

with do not excel in creative but in functional architectural design, especially in the

technically perfected realization of details. For this reason, these two houses achieve

the standards of a very good low energy house.

VI

VSEBINA

1 UVOD .................................................................................................................. 1

1. 1 STANDARD NIZKOENERGIJSKE HIŠE ..................................................... 3

1. 2 ZGODOVINSKI PREGLED RAZVOJA NIZKOENERGIJSKE GRADNJE

................................................................................................................................. 4

2 ARHITEKTURNI VIDIK NAČRTOVANJA NIZKOENERGIJSKE HIŠE ..... 7

2. 1 UMESTITEV V PROSTOR ............................................................................. 7

2. 2 ARHITEKTURNA ZASNOVA ........................................................................ 8

2. 2. 1 Izhodišča arhitekturne zasnove .................................................................. 8

2. 2. 2 Dodatni vidiki načrtovanja nizkoenergijske hiše ................................... 10

3 ZNAČILNOSTI NIZKOENERGIJSKE HIŠE ................................................... 12

3. 1 TEHNOLOGIJA GRADNJE ......................................................................... 12

3. 1. 1 Masivna gradnja ...................................................................................... 12

3. 1. 2 Lesena montažna gradnja ....................................................................... 13

3. 2 OVOJ ZGRADBE ........................................................................................ 14

3. 2. 1 Toplotna izolacija.................................................................................... 14

3. 2. 3 Stavbno pohištvo ..................................................................................... 17

3. 2. 4 Zrakotesnost ovoja .................................................................................. 20

3. 3 DELOVANJE NIZKOENERGIJSKE HIŠE Z VIDIKA ENERGIJE ......... 22

3. 3. 1. Prezračevanje z rekuperacijo ................................................................. 22

3. 3. 2 Ogrevanje zgradbe .................................................................................. 23

3. 3. 3 Hlajenje nizkoenergijskih hiš .................................................................. 25

3. 3. 4 Ogrevanje sanitarne vode ........................................................................ 26

4 PRIMERI NIZKOENERGIJSKIH HIŠ V SLOVENIJI ...................................... 27

4. 1 PRIMER NIZKOENERGIJSKE HIŠE A ..................................................... 28

4. 2 PRIMER NIZKOENERGIJSKE HIŠE B ...................................................... 34

4. 3 TABELARIČNI PRIKAZ KARAKTERISTIK PRIMEROV A IN B........... 40

5 SKLEP .................................................................................................................... 42

6 LITERATURA ....................................................................................................... 43

VII

7 SEZNAMI.............................................................................................................. 46

7. 1 SEZNAM SLIK .................................................................................................... 46

7. 2 SEZNAM PREGLEDNIC ....................................................................................... 46

7. 3 SEZNAM RISB .................................................................................................... 46

PRILOGE.................................................................................................................. 47

1.1 RISBE PRIMER A ........................................................................................ 47

1.2 RISBE PRIMER B ........................................................................................ 48

1.3 NASLOV ŠTUDENTA ...................................................................................... 49

1.4 KRATEK ŽIVLJENJEPIS ................................................................................... 49

VIII

UPORABLJENE KRATICE

PURES - Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah

NEH - Nizkoenergijska hiša

EU - Evropska unija

XPS - Ekstrudiran polistiren (vrsta izolacije)

Standardi trajnostne arhitekture: Nizkoenergijska hiša Stran 1

1 UVOD

»Namen energijsko varčnih objektov je bistveno zmanjšati stroške ogrevanja in hlajenja,

zagotoviti visoko raven ugodja bivanja in v čim manjši meri

obremenjevati okolje.«

Primož Bernard

V svetu globalnega segrevanja, ekonomske krize in postopnem pomanjkanju neobnovljivih

virov energije, ki se jim tržna vrednost iz dneva v dan povečuje, smo prisiljeni iskati

alternativne zamenjave le teh, saj močno vplivajo na industrijsko, gospodarsko in še posebej

na gradbeno področje. 40 odstotkov vse energije se v Evropi porablja v sektorju stavb. Od

tega kar dve tretjini za ogrevanje in ohlajevanje objektov. Navedena dejstva kažejo na to, da

v Evropski uniji(EU), in s tem tudi v Sloveniji, predstavlja prav sektor gradbeništva največji

potencial za varčevanje z energijo (URSA, 2010).

Sodobnim energijskim reformam sledi tudi Kjotski protokol ter Direktiva EU o energetski

učinkovitosti stavb, sprejeta leta 2002(2002/91/EC). Oktobra leta 2008 je tudi Slovenija

sprejela Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah1(Ur.l.RS 93/2008), ki določa tehnične

zahteve, ki morajo biti izpolnjene za učinkovito rabo energije v stavbah na področju toplotne

zaščite, zatesnitve stavbe, gretja, prezračevanja, hlajenja, klimatizacije, priprave tople pitne

vode in razsvetljave, ter način izračuna projektnih energijskih karakteristik stavbe v skladu z

Direktivo EU(2002/91/EC) o energetski učinkovitosti stavb(Ur.l. št. 1, 2003). Slovenski

PURES je bil junija letos dopolnjen z ostrejšimi energetskimi smernicami, ki bodo začele

veljati s 1.1. 2011. Po novem pravilniku bo znašala specifična letna raba toplote za

ogrevanje med 40 in 50 kWh/m2a, kar pomeni, da bodo vse novogradnje z letom 2011

grajene po nizkoenergijskem standardu.

1 Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah, kratica PURES


Cilj strokovnjakov je to energetsko število še zmanjšati, zato je Evropski institut leta

2009 sprejel sklep, da naj v Evropi do leta 2012 postane standard pasivna hiša, z letno

porabo energije za ogrevanje manj kot 15 kWh/m2a (Škvorc, 2009).

Z energetsko učinkovito arhitekturno zasnovo zgradb, dobro toplotno izolacijo in

gospodarnimi preventivnimi ukrepi lahko zmanjšamo potrebe po energiji in obenem

gradimo tudi ekološko varčno, kar bomo predstavili v tem diplomskem delu (URSA,

2010).

V zadnjem poglavju diplomskega dela bomo predstavili dva realizirana primera iz prakse

nizkoenergijskih hiš v Sloveniji, grajena z različnima tehnologijama gradnje. Obe

ustrezata standardu nizkoenergijske hiše z dosledno upoštevanimi načeli in

načrtovalskimi pristopi, značilnimi za nizkoenergijsko gradnjo. Primerjali smo njune

karakteristike in jih prikazali v preglednici.


1. 1 STANDARD NIZKOENERGIJSKE HIŠE

Pri interpretiranju pojma nizkoenergijska hiša v današnjem času velikokrat prihaja do

njegovega napačnega razumevanja ali celo nerazumevanja. Na tržišču se pojavljajo pojmi,

kot so energijsko varčna hiša, nizkoenergijska hiša, pasivna hiša, plusenergijska hiša, celo

ničenergijska hiša. Razlikujejo se predvsem po porabi letne specifične energije za ogrevanje,

zahtevah po načrtovalskih principih in gradnji.

Nizkoenergijska hiša je hiša, ki za zagotavljanje primernih bivalnih pogojev potrebuje zelo

malo energije. V okviru standarda nizkoenergijske hiše so znani trije sklopi hiš. Energijsko

varčna hiša2, nizkoenergijska hiša3, ter zelo dobra nizkoenergijska hiša oziroma z drugim

imenom trilitrska hiša4.

Standard nizkoenergijskih in pasivnih hiš je postavil Passivhausinstitut Darsmtadt v

Nemčiji, po katerem se ravna Evropska unija, tudi v Slovenija. Če torej želimo graditi

nizkoenergijsko ali pasivno hišo, se moramo držati njihovih tehnoloških smernic in navodil

načrtovanja in gradnje take hiše.

S Pravilnikom o učinkoviti rabi energije smo tudi v Sloveniji postavili Evropske smernice za

gradnjo stanovanjskih hiš. PURES, 2008, definira zgornjo mejo letne porabe energije za

ogrevanje stanovanjske hiše med 40 in 60 kWh/m2a energije, 1.1.2011 pa bo v veljavo stopil

prestrukturiran PURES, ki postavlja ostrejši režim, po katerem bo potrebno letno energijo

ogrevanja zmanjšati do 40 odstotkov, kar bo znašalo med 35 in 45 kWh/m2a porabljene

energije za ogrevanje letno.

2 Energijsko varčna hiša je nizkoenergijska hiša z letno specifično rabo energije med 50 in 70 kWh/m2a.

(Kovač, 2010).

3 Nizkoenergijska hiša je hiša s porabo energije med 30-50 kWh/m2a (Kovač, 2010).

4 Zelo dobra nizkoenergijska hiša oziroma trilitrska hiša je hiša s porabo med 15 in 30 kWh/m2a

(Kovač, 2010).


Razložiti moramo, da PURES ne podaja standarda nizkoenergijske hiše. Določa le pravila

in tehnične smernice za doseganje standarda nizkoenergijske hiše, ki pa je tudi nižji.

Standard nizkoenergijske hiše je podan z letno specifično rabo energije za ogrevanje med

15 kWh/m2a in 50 kWh/m2a.

Standard nizkoenergijske hiše lahko dosežemo z novogradnjami klasične zasnove hiš, a z

izborom primerne tehnologije gradnje. Za doseganje čim nižje letne porabe energije

moramo poskrbeti za dobro izolirano in zrakotesno toplotno izolacijo ovoja, ter troslojna,

toplotnoizolacijska stekla. Pomemben je nizkotemperaturni ogrevalni in prezračevalni

sistem. Zavedati se moramo tudi, da brez dobre arhitekturne zasnove in sodelovanja

strokovnjakov v vseh fazah gradnje, ne moremo doseči optimalnega delovanja take hiše

(Zbašnik-Senegačnik, 2006).

1. 2 ZGODOVINSKI PREGLED RAZVOJA NIZKOENERGIJSKE GRADNJE

Nizkoenergijska hiša je pravzaprav tako stara, kot je stara človeška naselitev. Bivališča,

ki so ščitila pred vdori vremenskih vplivov, so bila majhna saj so s tem preprečili

prevelike izmenjave zraka, vlage in vetra ter posledično energije (Humm, 2001).

V zadnjih 40 letih govorimo o energijsko varčnih hišah, katerih razvoj in poraba energije

sta iz leta v leto učinkovitejša. Najprej so se pojavile študije nizkoenergijskih hiš z

debelejšim ovojem stavbe in tesnejšimi okni. Strokovnjaki so temu dodali prezračevanje

z rekuperacijo, kar je energijsko bilanco znatno izboljšalo. S tem se je rodila ideja

pasivne hiše, kasneje nič-energijske hiše, v zadnjem času pa se promovirajo celo plus-

energijske hiše, ki ne proizvajajo energije samo za svoje potrebe pač pa presežke

oddajajo v javno električno omrežje in so popolnoma samozadostne.

Začetki prvih nizkoenergijskih hiš segajo v sredino 70-tih let v Skandinaviji, Kanadi,

ZDA in tudi v Nemčiji. Prva eksperimentalna nizkoenergijska hiša v Nemčiji, imenovana

Philipshaus je ostala s strani stoke dokaj neopažena.


Termin nizkoenergijska hiša je bil uveden v poznih 70-tih letih in na mednarodni ravni

opisuje gradbeni standard, ki v Srednji Evropi predpisuje za letne potrebe ogrevanja največ

70kWh/m2a porabe energije (Feist, 1998).

V ZDA so v zgodnjih 70-tih razvijali idejo tako imenovanih solarnih hiš 1. generacije, ki kot

take niso bile uspešne, so pa dale dobro podlago razvoju tako imenovanih nizkoenergijskih

hiš 1. generacije v Evropi.

Hiše so se medsebojno zelo razlikovale, vendarle pa so temeljile na skupnih zmotah, ki so

bile naslednje: zanemarjali so pomen transmisijskih toplotnih izgub, konceptualno je bil

velik poudarek na osončenost in solarne pribitke, s čimer pa so ustvarili probleme s

pregrevanjem v poletnih mesecih, toplotnih mostov je bilo preveč, bili pa so tudi preveliki

in so ustvarjali velike energijske izgube, z zrakotesnostjo se niso ukvarjali, zato hiše niso

bile zrakotesne, entuziazem arhitektov, projektantov, tudi laikov je bilo eksperimentiranje.

Že leta 1975 so na Švedskem nastavili zakonski standard za gradnjo hiš SBN (Schwedische

Bau-Norm), ki se uporablja kot podlaga današnjim nizkoenergijskim tehnološkim

standardom (Humm, 2001).

Med letoma 1981 in 1986 je bilo na področju raziskav nizkoenergijske gradnje precej mirno,

razvili so le nove principe toplotnih izolacij, ki so pripomogle k izboljšanju energijskega

števila porabe energije za ogrevanje (Feist, 1998).

V sredini 80-tih let je bila na Švedskem in Danskem nizkoenergijska hiša zakonsko

opredeljen standard novogradenj. Že takrat so veljala osnovna načela nizkoenergijske

gradnje, in sicer dobra toplotna izolacija ovoja, preprečevanje toplotnih mostov,

zrakotesnost, toplotnoizolacijskega stekla in nadzorovano prezračevanje. Na podlagi

ugotovitev iz nizkoenergijskih gradenj so začeli na Univerzi Lundu na Švedskem razvijati

idejo pasivne hiše. Medtem so v Nemčiji še zmeraj obstajali le eksperimentalni objekti

nizkoenergijskega principa gradnje. V ZDA, na Švedskem in Danskem so pričeli razvijati

nove ideje, ki so kmalu dosegle tudi Nemčijo.

Med leti 1986-88 je nastal prvi uspešen nizkoenergijski projekt v Nemčiji, ki je bil dober

motivacijski faktor za vse ostale dežele (Feist, 1998).


Naslednji mejnik predstavlja leto 1995, ko so napravili korak naprej v optimalnem

izkoriščanju energije za ogrevanje in izboljšavah toplotne izolacije. Od takrat naprej se

meja porabe energije pri nizkoenergijskih hišah znižuje. Leta 1997 je v Nemčiji veljal

nizkoenergijski standard za porabo letne energije za ogrevanje med 30 kWh/m2a in 70

kWh/m2a (Feist, 1998). V današnjem času se je standard nizkoenergijske hiše spremenil,

kot smo že omenili v prejšnjem poglavju, zgornja meja letne porabe energije tako znaša

50 kWh/m2a, spodnja meja pa je določena s standardom pasivne hiše, ki znaša manj od

15 kWh/m2a specifične rabe energije letno.


2 ARHITEKTURNI VIDIK NAČRTOVANJA NIZKOENERGIJSKE HIŠE

Standarda nizkoenergijske hiše v zgornji meji porabe energije z dobro arhitekturno zasnovo

načeloma ni težko doseči. Težje se je približati spodnji meji 15 kWh/m2a, saj so nujni

posebni pristopi v načrtovanju tlorisov, konstrukcije, fasade, prezračevanja, ogrevanja,

reševanja toplotnih mostov, itd..

Z vidika arhitekturnega projektiranja je takšen načrtovalski princip zahtevnejši, vendar

omogoča kreativnost in razvijanje novih smernic. V skladu z novim Pravilnikom o

učinkoviti rabi energije bomo v diplomskem delu predstavili arhitekturni vidik načrtovanja,

ključne segmente in reference zelo dobre, oziroma trilitrske, nizkoenergijske hiše.

2. 1 UMESTITEV V PROSTOR

Snovanje nizkoenergijske hiše se začne z raziskavo mikroklime lokacije. Že znotraj

Slovenije se klimatski pogoji bistveno razlikujejo. Znotraj kraja z istimi vremenskimi pogoji

je lokacija parcele lahko ali močno osončena ali z močnim sončnim primanjkljajem.

Pri nizkoenergijski gradnji je potrebno izbrati tako parcelo, da je hišo moč načrtovati

orientirano z daljšo stranico čim bolj proti jugu, kjer hišo odpremo za potrebe izkoriščanja

energije sonca (Gruden, 2009). Slednje nam omogoči kar 40 odstotni doprinos energije k

ogrevanju zgradbe zaradi koriščenja sončnega sevanja skozi ves dan. S samo 10°

(stopinjskim) odklonom od južne orientacije se energijsko število poslabša za 0,1 kWh/m2a,

kar poveča potrebe po energiji za ogrevanje. Priporočeni odkloni se zato gibljejo med +/-

20° (Zbašnik-Senegačnik, 2006). Proti severu je potrebno hišo zaradi zimskega hladu čim

bolj zapreti, kar dosežemo z maloštevilnimi in majhnimi okenskimi odprtinami (Gruden,

2009).


2. 2 ARHITEKTURNA ZASNOVA

Zelo dobra nizkoenergijska hiša je produkt doslednega načrtovanja in kakovostnega

izvajanja gradbenih del. V primeru da izvedba, kljub dobro načrtovanemu projektu, ni

dosledna, zgradba ne deluje kot bi po izračunih morala.

Nizkoenergijska zgradba zahteva poglobljeno delo projektantov v segmentu načrtovanja

specifičnih detajlov ovoja objekta, dodelano arhitekturno zasnovo in poglobljeno študijo

energijskih potreb za delovanje hiše. Posledično je gradnja nizkoenergijske hiše dražja od

gradnje klasične hiše (Praznik, Kovič, 2009).

2. 2. 1 Izhodišča arhitekturne zasnove

Sam princip zasnove nizkoenergijske hiše je sicer enak pasivnemu, vendar ne zahteva

zadnjih dosežkov tehnike in dopušča nekoliko več načrtovalske svobode. Bistvena

izhodišča so:

- Zasnova enostavne oblike s čim manjšim oblikovnim faktorjem f05. Faktor je

najugodnejši takrat, ko je objekt kompakten in enostaven, kot sta na primer kvader ali

kocka, saj tako zagotavlja čim manjše površine ovoja glede na volumen, transmisijskih

toplotnih izgub pa je v tem primeru manj. Tudi pri razčlenjeni strukturi ovoja zgradbe je

možno doseči standard zelo dobre nizkoenergijske hiše, le da se posledično poveča

investicija zaradi reševanja toplotnih mostov (Bernard, 2009).

- Upoštevanje principa zasnove odprtosti hiše proti jugu in čim boljšo zaprtost proti

severu. Razporeditev prostorov ne sme biti naključna ampak strokovno razporejena glede

na bivalne ter energijske kriterije. Bivalni prostori se projektirajo na jug, spalni,

vzdrževalni in servisni, na sever. S toplotno hierarhijo prostorov se zmanjšajo

transmisijske izgube na severu in izrabijo toplotni dobitki na jugu (Zbašnik-Senegačnik,

2007).

5 Faktor f0, je razmerje med ploščino ovoja in ogrevanim volumnom zgradbe.


- Glavne steklene površine morajo biti obrnjene proti jugu, da pozimi izkoristimo čim več

sončnega sevanja. Da poleti ne prihaja do pregrevanja zaradi velikih steklenih površin,

moramo že v fazi projektiranja misliti na zunanjo sončno zaščito, ki prepreči pregrevanje

stekla. Dobra rešitev so tudi balkoni nad okni ali previs strehe. Če sončne zaščite ne želimo,

moramo vgraditi bistveno manjša okna. Taka vgradimo na vzhodno ter zahodno stran, saj

tam previsi ali balkoni ne predstavljajo sončne zaščite. Alternativa so tudi zasaditev

listopadnega drevja pred južno fasado, ki poleti služijo kot naravna senčila, pozimi pa

prepuščajo sončne žarke (Bernard, 2009).

- Lahko se odločimo tudi za shranjevanje toplote v masivna gradiva z veliko specifično

toplotno zmogljivostjo, na primer posebni estrihi, mavčno-kartonske plošče, les, celo

toplotna izolacija iz celuloznih kosmičev je primerna za akumulacijo toplote. Ta se v

izbranem gradivu shrani in se v prostor sprosti s časovno zakasnitvijo.

- Izbira strehe na delovanje hiše nima bistvenega vpliva, zato lahko izberemo kateri koli tip

strešine; od ravne strehe do dvokapnice. Res pa je, da enokapnica orientirana na jug, zaradi

posledično večjih površin južne fasade, prispeva k pasivni pridobitvi energije sončnega

sevanja pozimi in je zato za optimalno delovanje hiše najprimernejša.

Če se držimo navedenih ukrepov lahko hiša v poletnem času deluje brez aktivnega hlajenja

(Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Slika 1: Prikaz dejavnikov, ki vplivajo na arhitekturno zasnovo nizkoenergijske hiše (lastna risba, 2010)


2. 2. 2 Dodatni vidiki načrtovanja nizkoenergijske hiše

Sodelovanje projektantov in strokovnjakov različnih področij

V procesu načrtovanja sodobne nizkoenergijske hiše je ključnega pomena sodelovanje

projektantov arhitekture in strokovnjakov s področja strojnih instalacij, gradbenih

konstrukcij, gradbenih fizikov in energetskih svetovalcev, saj je za gradnjo

nizkoenergijske hiše potrebno mnogo več znanja, zavedanja in prakse na vseh nivojih

gradnje. Za izobraževanje strokovnjakov se v Sloveniji zavzema Konzorcij Pasivna hiša,

ki s pomočjo Fakultete za arhitekturo, Gradbenega instituta in proizvajalcev gradbenih

materialov uspešno širi znanje na tem področju.

Praktične izkušnje zgrajenih nizkoenergijskih hiš so v izobraževalne namene na voljo

predvsem v Avstriji, Nemčiji in Švici, kjer obratuje že preko tisoč nizkoenergijskih hiš.

Če bodo projektanti izobraženi in seznanjeni z novostmi na tem področju in bo tudi

državna politika odprta za novosti, bo mogoče celoten proces razvoja in uvajanja

nizkoenergijske gradnje v Sloveniji močno skrajšati in način energijske gradnje bo postal

vsakodnevna praksa (Kovač, 2010).

Projektantske odločitve z vidika energije, ki morajo biti v skladu z vsemi projekti, zlasti

še s projektom strojnih instalacij, preverjamo s pomočjo programskih orodij na

računalniku. Pri tem lahko gre za odločitve o potrebni energiji za ogrevanje, pripravo

tople vode, porabo električne energije. Vse tehnične rešitve vplivajo na ekonomske vidike

investiranja in na stroške obratovanja hiše v njeni življenjski dobi. Iz tega razloga je tudi

ekonomska kalkulacija nujni del procesa projektiranja. Zaradi različnih vplivnih

parametrov, kot so arhitekturna zasnova, mikroklima, tehnika, finance, informiranost, je

rezultat sodelovanja strokovnjakov zgradba v rangu nizkoenergijskega ali pasivnega

standarda (Praznik, 2009).


Pridobitev certifikata

Že po uvedbi PURESA bodo morali imeti vsi novozgrajeni objekti energijsko izkaznico. Ta

bo izkazovala stopnjo energijske varčnosti objekta in torej tudi stopnjo usposobljenosti vseh,

ki so pri gradnji sodelovali. Ker bo objekt pridobil izkaznico po končani gradnji in bo zanjo

moral dokazati primerno stopnjo energijske učinkovitosti, se bodo vsi pri gradnji sodelujoči

morali zelo potruditi, da bo gradnja resnično ustrezala načrtovani varčni gradnji (Kovač,

2010). Potrebno je celovito energetsko vrednotenje, ki v Sloveniji poteka po izključno tujih

metodologijah, saj je pri nas še niso na voljo. Tuja metodologija, ki jo slovenska stroka

najpogosteje uporablja, je program za projektantski izračun PHPP6 (Praznik, 2009). Ta

program so razvili z namenom, da preračunajo vse detajle in ovrednotijo toplotne dobitke v

stavbi. Pomemben je tudi zato, ker lahko v teoriji vse tehnične zahteve držijo, v praksi pa je

drugače, saj so prisotni še ostali dejavniki, ki vplivajo na tehnične podatke (Škvorc, 2009).

V EU je vzpostavljen tudi sistem neobveznega certificiranja pasivnih zgradb, za kar je

potrebno izpolnjevati več zahtevnih kriterijev. Omenjamo jih zato, ker so pomembni tudi za

zelo dobro nizkoenergijsko hišo. Ti kriteriji so strokovno načrtovanje detajlov, kakovostna

izvedba in optimalno delovanje vseh tehničnih sistemov. Za pridobitev certifikata za

nizkoenergijske in pasivne hiše nemškega instituta Darmstadt, je potrebno pridobiti izračun

PHPP, test zrakotesnosti (Blower-door) in druga dokazila ter tehnična poročila o

nizkoenergijskih porabah energije hiše (Praznik, 2009).

6 PHPP, program za projektantski izračun, Passivhausinstitut, Darmstadt, Nemčija.


3 ZNAČILNOSTI NIZKOENERGIJSKE HIŠE

3. 1 TEHNOLOGIJA GRADNJE

Tehnologijo gradnje lahko delimo na masivno in leseno montažno izvedbo gradnje. Med

obema tehnologijama so bistvene razlike, ki jih bomo opisali v nadaljevanju.

3. 1. 1 Masivna gradnja

Pri masivnih sestavih gre za gradnjo nosilne konstrukcije hiše iz opečnatih ali betonskih

zidakov, ter iz betona ali lahkega betona. Vse pogosteje se za nizkoenergijsko gradnjo

uporabljajo posebni penjeni opečnati zidaki proizvajalca Porotherm. Zaradi ujetega zraka

v mehurčkastem tkivu opeke so veliko bolj toplotnoizolacijski, kot ostali opečnati zidaki

in s tem za gradnjo najprimernejši (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Za masivno gradnjo je značilna časovno trajnejša stabilnost izvedenih detajlov in s tem

večja zanesljivost zrakotesnosti, vendar obstaja nevarnost toplotnih mostov. Le ti

nastajajo na stikih veziva in gradbenega materiala. Cementno vezivo, ki je največ v

uporabi, je glavni krivec toplotnih mostov. Sodobna rešitev nastalega problema so

umetna lepila, ki omogočajo čiste stike in preprečujejo toplotne mostove. Problematični

so tudi preboji zidu pri vgradnji stavbnega pohištva, pri stiku zidu s streho in pri vpeljavi

instalacijskih cevi v hišo. To problematiko se rešuje z natančno izvedbo detajlov.

Masivna gradnja ima tudi pomanjkljivost zaradi razmeroma širokih zunanjih nosilnih

zidov, ki jemljejo prostor bivalnim površinam. Negativni faktor masivne gradnje pa je

tudi velika poraba energije pri sami gradnji, v kar se šteje energija za izdelavo opek,

cementa, apna, izolacijskih materialov in zidave same (Škvorc, 2009).


3. 1. 2 Lesena montažna gradnja

Pri leseni montažni gradnji se uporabljajo lahke lesene izvedbe konstrukcije, sten in drugih

elementov stavbe. Njihova prednost je, da se prostor med nosilnimi elementi preprosto

napolni z izolacijskim materialom. Tako se privarčuje s prostorom, saj je debelina zidu pri

leseni montažni gradnji lahko bistveno manjša od masivno zidanega zidu. Paziti moramo le,

da ne pride do posedanja izolacijskega polnila (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Prednost lesene gradnje je uporaba lesa, ki je naraven, človeku prijazen material, ne seva, v

naravi ga je dovolj, in se lahko obnavlja. Je organski material, ki se širi in krči in s tem

spreminja zrakotesnost objekta (sprejema in oddaja vlago v prostoru). Ta lastnost je, v

primeru da je les viden, dobrodošla, če pa les zapremo, mu takšno delovanje preprečimo. Ob

tem je nujna uporaba paro-propustne folije, ki omogoča difuzijo vodne pare. Doba trajanja

lesa je načeloma neomejena, pomembni so le ostali dejavniki,kot so vlaga, zajedavci, ki

delujejo nanj. Bistveno je, da ga zaščitimo pred zunanjimi vplivi in mu omogočimo dihanje.

Pri leseni montažni gradnji so toplotni mostovi veliko lažje rešljivi ali jih sploh ni zaradi

večje pozornosti pri načrtovanju izvedbenih detajlov, ki morajo biti skrbno načrtovani in

vnaprej jasni. Veliko število stikov predstavlja tudi veliko potencialnih možnosti za napake

in manjšo trajnost kakovosti izvedbe. Zato stik lesa na les ne sme zgrešiti niti za centimeter

(Škvorc, 2009).


3. 2 OVOJ ZGRADBE

Povečana toplotna zaščita ovoja stavbe je vsekakor najpomembnejši ukrep, ki ga moramo

izpeljati za doseganje kriterija nizkoenergijske stavbe. S povečano in izboljšano toplotno

zaščito ovoja dosegamo višje temperature notranjih površin, kar v povezavi s

prezračevalnim sistemom omogoča visoko raven ugodja (Grobovšek, 2010).

3. 2. 1 Toplotna izolacija

Največji delež ovoja stanovanjske hiše predstavljajo zunanje stene. Zagotoviti moramo

vse parametre toplotne zaščite, požarne zaščite, difuzijske odprtosti in trajnosti (Gruden,

2006). Pri nizkoenergijski gradnji moramo poskrbeti za dobro toplotno izolacijo, ki

zagotavlja zmanjšanje toplotnih izgub pozimi in preprečuje pregrevanje poleti. Vgrajena

mora biti v zadostni debelini in zaščitena pred navlaževanjem in podhlajevanjem zaradi

vetra in prehoda zraka. Pomisliti je potrebno še na morebitne dejavnike, ki bi toplotno

izolacijo lahko poškodovali. Debelina izolacijskega sloja je odvisna od tehnologije

gradnje in od uporabe gradiv (URSA, 2010).

Na izolacijo proti strehi najbolj vplivajo temperaturne razlike med zunanjo in notranjo

površino. Podnevi strešna površina zaradi sončnega sevanja sprejema toploto in jo oddaja

v notranjost, ponoči pa se ohlaja. Vloga strešne izolacije je preprečitev toplotnim

spremembam v notranjost stavbe. Najprimernejša izvedba toplotne izolacije poševne

strehe, ki je za nizkoenergijske hiše najprimernejša, je troslojna toplotna izolacija. Prvi

sloj v prostoru podkonstrukcije notranje zaključne obloge, drugi sloj v debelini špirovcev

med špirovci in tretji sloj preko špirovcev. Skupna debelina take izvedbe toplotne

izolacije se giblje med 30 in 40 cm (Gruden, 2006).

Za maksimalno učinkovitost zmanjšanja toplotnih izgub je potrebno izolirati tudi temelje

oziroma temeljno ploščo. Z razvojem tehnologije in materialov na področju toplotne

izolativnosti so razvili material XPS, ki omogoča uporabo pod temelji, v vlažnem okolju

in ne izgubi oblike ter izolacijskih lastnosti pod težo objekta in pritiski v zemlji.


Ta vrsta izolacije omili celo potresne sunke in tako prispeva k potresni varnosti nizkih

stavb. Debelina take izolacije je odvisna od želene energijske učinkovitosti stavbe in se

giblje med 15 in 30 cm (Fibran Nord, 2010).

V Sloveniji velja, da je največja debelina ekonomsko še upravičene toplotne izolacije 30 cm.

Vse, kar je debelejše, ne vpliva bistveno na energijsko bilanco in je posledično nepotrebno

tako cenovno, kot tudi funkcionalno (Gruden, 2008).

Parne ovire opravljajo funkcijo vetrne zapore, zagotavljajo zrakotesnost in regulirajo

prehajanje vodne pare skozi steno. Znatno prispevajo k zmanjšanju toplotnih izgub in

preprečujejo pojav vlage v posameznih slojih strešne konstrukcije. Vgrajujemo jih na toplo

stran sloja toplotne zaščite. V kombinaciji s paro-prepustno folijo zagotavlja parna zapora

difuzijsko odprt a zrakotesen sistem (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Za nizkoenergijske hiše so primerne vse vrste toplotnih izolacij, tako naravne, kot tudi

umetne (anorganske in organske). Vsi materiali imajo podobno toplotno izolativnost, le

njihovo debelino moramo prilagoditi izolativnosti posameznega gradiva (Zbašnik-

Senegačnik, 2006).

V sledeči preglednici so prikazane vrednosti toplotne prevodnosti7 in debelina posameznega

materiala za učinek toplotne izolativnosti brez uporabe toplotne izolacije in s kombinacijo

materiala ter toplotne izolacije.

7 Toplotna prevodnost z oznako 'U', z enoto W/m2K, enostavno pove, koliko vatov energije prehaja skozi 1m2

konstrukcije pri temperaturni razliki 1 K. Večja kot je debelina izolacije, manjšo vrednost U dobimo in manjše

so transmisijske toplotne izgube objekta.

Transmisija je prenos energije(toplote) v materialu s kondukcijo(prevajanjem) in konvekcijo. Odvisna je od

vrste in debeline uporabljenega materiala ter ploščine elementa ovoja stavbe. Transmisijske toplotne izgube je

mogoče ustrezno zmanjšati zgolj z uporabo zadostne debeline primernega toplotnoizolacijskega materiala, s

toplotno prevodnostjo manjšo od 0,04 W/m2K (Bernard, 2009).


Preglednica 1: Debeline materialov za doseganje U 0,15 W/m2K (Gruden, 2008).

Toplotni mostovi

Toplotni mostovi8 na ovoju hiše predstavljajo problem, ki se ga je potrebno lotiti

kompleksno. S pravilnim pristopom in tehnologijo lahko vse toplotne mostove uspešno

odpravimo ali pa vsaj njihovo delovanje omilimo. Njihov vpliv na letno potrebo po

toploti mora biti čim manjši (Gruden, 2010).

Toplotni mostovi se najpogosteje pojavljajo na sledečih mestih:

- ostri vogali (geometrijski toplotni mostovi),

- priključek podstavka zgradbe proti neogrevani kleti oz. temelju,

- nepravilna vgradnja okna,

- balkonske plošče,

- statično pogojeni preboji toplotne izolacije v steni,

- priključek stene na streho,

- atika.

8 Toplotni most je element ali del elementa ovoja stavbe, ki ima bistveno slabše toplotno izolacijske

lastnosti kot preostali elementi ovoja stavbe (Gruden, 2010).

Material Toplotna

prevodnost (U)

Debelina za doseganje

posameznega gradiva

Sestave gradiv in TI

Armiran beton 2,33 1550 20cm AB + 24 cm TI

Beton 2,04 1360 20cm beton + 24 cm TI

Polna opeka 0,76 500 25 cm opeka NF + 24 cm TI

Modularna opeka 0,61 400 29 cm opeka MB + 22 cm TI

Porozna opeka 0,22 140

38 cm porozna opeka + 18 cm

TI

Penjeni beton 0,16 105

30 cm penjeni beton + 18 cm

TI

Toplotna izolacija (TI) 0,038 24


Pri odpravljanju toplotnih mostov projektantu pomaga strokovnjak gradbene fizike, ki

ugotovi kritična mesta v konstrukciji oziroma toplotne preboje in tako pomaga pri

načrtovanju njihove odprave (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Toplotni mostovi so za zgradbo nevarni predvsem zaradi toplotnih izgub, ob znižanju

površinske temperature na notranji strani konstrukcije pa lahko privedejo tudi do

kondenzacije vodne pare. Na podlagi detajlov se preveri linijska toplotna prehodnost. Če je

ta manjša od 0,1 W/mK, potem je izvedba brez toplotnega mostu. Z največ takšno toplotno

prehodnostjo moramo zasnovati vse detajle nizkoenergijskih (Zbašnik-Senegačnik M.,

2006).

3. 2. 3 Stavbno pohištvo

Okna kot element obodne površine omogočajo osvetlitev prostorov, zagotavljajo pa tudi

ustrezno zvočno zaščito in pridobivanje pasivne sončne energije za ogrevanje prostorov

pozimi. Obenem predstavljajo okna največje izgube toplote v celotni energijski bilanci, zato

se strokovnjaki trudijo z razvojem oken s čim manjšimi toplotnimi izgubami. Tako so se v

zadnjih 20-tih letih toplotne prehodnosti oken znižale za več kot 8-krat. Leta 2006 smo

dobili tudi Evropski standard (EN 14351-1), za izolacijska stekla zunanjih vrat in oken.

Standard obravnava tri osnovne parametre, ki opisujejo toplotne tokove skozi okno:

- toplotno prehodnost Uw, ki opisuje toplotne tokove, ki tečejo skozi okno kot posledica

različnih temperatur zraka med zunanjo in notranjo stranjo okna,

- energijska in svetlobna prepustnost, ki opisujeta prenos toplote skozi zasteklitev okna s

sevanjem. Prepustnost svetlobe skozi zasteklitev mora biti večja od 64%, propustnost

energije pa večja od 50%.

- prepustnost zraka na pripirah ter ventilacijska faktorja K in n, ki sta povezana z

ventilacijskimi izgubami skozi okna (Knez, 2006).


Za okna, ki jih vgrajujemo v nizkoenergijsko hišo, je značilna nižja toplotna prehodnost

ter ustvarjanje boljših pogojev bivanja, kot v klasični hiši. Zmanjšanje toplotnih izgub

dosežemo z uporabo toplotno zaščitnih stekel z nizko-emisijskim nanosom, plinskim

polnjenjem z argonom/kriptonom in različno debelino zasteklitve. Tako pri dvojni

zasteklitvi, predpisani za nizkoenergijske hiše, temperatura na površini stekla ne pade pod

13°C, kar ima velik vpliv na občutek ugodja bivanja v hiši. Okna namreč sevajo, s čimer

se izmenja največji delež toplote. Površinska temperatura zasteklitve je tako odvisna od

temperature okoliškega zunanjega zraka in toplotne prehodnosti. Najpomembnejše pri

tem je znižanje pretoka hladnega zraka na notranji strani zastekljenih površin in s tem

povezano zmanjšanje oziroma preprečevanje kondenzacije na steklenih površinah

(Grobovšek, 2007).

TIP ZASTEKLITVE TEMPARATURA STEKLA

(zunanja temperatura 10°C)

(notranja temperatura 20°C)

DVOJNA ZASTEKLITEV

U 3,0 W/M2k 8,3 °C

DVOJNA ZASTEKLITEV

U 1,1 W/M2k 15,7°C

TROJNA ZASTEKLITEV

U 0,7 W/m2K 17,3°C

Slika 2: Temperatura stekla glede na zasteklitev in temperaturo okolice (Lumar IG, 2010)

Toplotna prehodnost okna, predpisana za nizkoenergijske stavbe, znaša od 1,1 do 1,3

W/m2K. Po želji lahko vgradimo tudi okna s trojno zasteklitvijo toplotne prehodnosti 0,8

W/m2K ali manj in s tem pridobimo na ogrevalnih značilnostih. Te vrednosti toplotnih

prehodnosti so žal še zmeraj mnogo večje od vrednosti dobro izoliranih zunanjih sten, ki

znašajo 0,19 W/m2K. Pri tem ne smemo zanemariti niti zvočne izolativnosti oken, ki naj

znašajo do 56 dB (Grobovšek, 2007).


Okvirji oken in vrat morajo prav tako ustrezati standardom nizkoenergijske gradnje.

Priporočljivo vgrajevanje stekel je v okvirje s prevodnostjo od 1,3 do 0,8 W/m2K. Ti so

lahko iz PVC materiala ali leseni z vgrajeno toplotno izolacijo iz poliuretana ali mešanice

poliuretana z lesnimi ostanki (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Tesnjenje oken in vrat ima velik vpliv na porabo energije za ogrevanje. Nepravilna vgradnja

oken in vrat lahko, poleg velikih toplotnih izgub, pripelje celo do poškodb materiala, ki

nastajajo zaradi prehajanja vodne pare skozi stik okvirja in stene. Tesnost je potrebno

zagotoviti z zatesnitvijo stikov med okenskim profilom in zidom oziroma špaleto. Da

dosežemo kakovosten stik okenskega okvirja in zidne površine, je potrebno špalete ustrezno

obdelati s posebnimi novodobnimi materiali. Pri nizkoenergijskih zgradbah vgradnja oken in

vrat z poliuretansko peno tako ne pride več v poštev (TKK SRPENICA, 2010). Okna je

potrebno vgraditi v skladu s sodobnimi smernicami stroke s tesnjenjem v treh ravninah s

posebnimi tesnilnimi trakovi. Z njimi zagotovimo, da je notranji stik okvirja in stene

zrakotesen in paro neprepusten, osrednji del toplotno zaščiten, zunanji del pa propusten za

paro (Grobovšek, 2007).

V poletnih mesecih moramo poskrbeti tudi za primerno zasenčenje oken, da ne pride do

pregrevanja. Prav tako moramo misliti tudi na pasivno pridobivanje sončne energije skozi

steklene površine v zimskem času. Tako zajeto energijo je potrebno shraniti v toplotnem

hranilniku v stavbi, ki je največkrat že samo tkivo hiše. Če take mase za shranjevanje toplote

ni dovolj ali ni pravilno razporejena, prihaja v prostoru do pregrevanja. V takih primerih

moramo toploto odvajati, namesto da bi jo koristno porabili s časovnim zamikom

(Grobovšek, 2007).


3. 2. 4 Zrakotesnost ovoja

Za zagotovitev popolne zrakotesnosti9 je potrebno misliti na več stvari. V prvi vrsti je

potrebna dobra toplotna izolacija, odpravljeni pa morajo biti vsi toplotni mostovi.

Zatesniti moramo tudi različna ne tesna mesta, kot so fuge zidov, preboji instalacij in

podobno.

Pri masivnih objektih to dosežemo z neprekinjenim notranjim ometom. Pri lesenih

montažnih konstrukcijah pa je potrebno na notranje stene vgraditi še folije ali lepenke z

dobro zlepljenimi stiki (Grobovšek, 2007).

V skladu s PURESOM je maksimalna dovoljena zračna prepustnost 3,5 h-1 za stavbe brez

vgrajenega prezračevanja, za zgradbe z vgrajenim mehanskim prezračevanjem z

rekuperacijo pa znaša 2,0 h-1, za pasivne objekte je standard zrakotesnosti celo pod 0,6

h-1.

Tesnost stavbe se dokazuje z »Blower-Door« testom. S tem postopkom lahko ugotovimo

kje so reže in netesnosti v konstrukciji skozi katere vstopa hladen zrak. Pri takem testu se

s pomočjo ventilatorja, ki se namesti na vhodna vrata, v zgradbi ustvari razlika tlakov

med zunanjostjo in notranjostjo objekta, manometer pa tako odčita stopnjo netesnosti

objekta. Priporočljivo ga je izvesti šele, ko je nameščena parna zapora in preden so

izvedeni tlaki in stenske obloge. Ob takih pogojih poteka iskanje rež brez težav,

zatesnitev vdorov pa brez dodatnih stroškov (Grobovšek, 2007).

9 Tesnost nizkoenergijske stavbe, n50 , znaša največ 2 h-1. Zrakotesnost v tem primeru pomeni dve oziroma

eno izmenjavo prostornine stavbe s svežim zrakom na uro (Zbašnik-Senegačnik, 2006).


Slika 3: Prikaz dokazovanja zrakotesnosti z 'Blower-Door' testom (povzeto po: TUV NORD Group, 2010)

Poleg zrakotesnosti mora biti hiša tudi vetrno tesna, za kar v lesenih montažnih hišah

poskrbimo s primerno vetrno zaporo na zunanjem delu stene. Ta prepreči vdor vetra v

toplotno izolacijo, kar bi v nasprotnem primeru vplivalo na toplotnoizolacijske lastnosti.

Vetrna zapora je paro-prepustna zaradi zagotavljanja difuzijske odprtosti od notranjosti

navzven (Zbašnik-Senegačnik, 2006).


3. 3 DELOVANJE NIZKOENERGIJSKE HIŠE Z VIDIKA ENERGIJE

Nizkoenergijska hiša mora zagotavljati nizko porabo energije in visoko stopnjo bivalnega

ugodja (Grobovšek, 2006). Ob tem mora v čim manjši meri obremenjevati okolje, kar

dosežemo z uporabo alternativnih virov energije (Bernard, 2009).

3. 3. 1. Prezračevanje z rekuperacijo

Zrak je osnova življenja, svež zrak v hiši pa predstavlja osnovo za zdrave in ugodne

bivanjske pogoje. Ob vse boljši zrakotesnosti stavb je naravna izmenjava zraka z okolico

minimalna. Svež zrak lahko zagotavljamo le z rednim zračenjem, vendar skozi okna ali

vrata v času ogrevalne sezone izgubljamo dragoceno energijo. Iz tega razloga je

kontrolirano prezračevanje v nizkoenergijski hiši obvezno, saj brez izgub pridobivamo

čist in svež zrak (Lukič, 2010).

Pri ogrevanju nizkoenergijskih hiš porabimo veliko količino energije tudi za ogrevanje

potrebne količine svežega zraka. Zato je za boljši izkoristek potrebna uporaba

učinkovitega mehanskega prezračevanja z rekuperacijo. Izkoristek rekuperatorja mora

znašati vsaj 85%. Zaradi obveznega prezračevanja naraste delež prezračevalnih izgub.

Da izgube čim bolj omilimo je smiselno uporabiti mehansko prezračevanje z

rekuperacijo. S tem se potreba po naravnem zračenju izniči in ni nam potrebno odpirati

oken za zračenje. Količina svežega zraka, z rekuperacijskim prezračevanjem, mora

znašati 30 m3/h osebo, čemur je na takšen način zmeraj zadoščeno (Bernard, 2009).

Osnovni princip delovanja kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo je sledeč; zunanji

zrak se zajema skozi zaščitno rešetko in vodi po dobro izolirani cevi do prezračevalne

naprave, kjer se v filtru očisti, v proti-smernem prenosniku toplote predgreje ter prek

razvodnega sistema dovaja v dovodne prostore, kot so dnevna soba, jedilnica in ostale

prostore. Odvodni zrak se zajema v prostorih, obremenjenih z vlago in vonjavami, in vodi

po kanalih do prezračevalne naprave. Tam se v filtru očisti, v prenosniku toplote prenese

toploto na dovodni zrak in se po dobro izolirani cevi odvaja na prosto (Zbašnik-

Senegačnik, 2006).


Prezračevalne sisteme lahko za optimalnejše delovanje nadgradimo na različne načine. Zelo

razširjena je nadgradnja z zemeljskim prenosnikom toplote. To je cev dolžine med 30 in 50

cm, premera med 200 in 250 mm, vkopana v globino od 1,5 do 2m v zemljo. Tako izkorišča

geotermalno toploto za segrevanje svežega zraka pred vstopom v mehanski prezračevalni

sistem. S tem pridobimo na učinkovitosti rekuperatorja, ni pa nevarnosti kondenzacije vodne

pare iz zavrženega zraka v rekuperatorju, saj temperatura zraka na izstopu prenosnika ni

nižja od 2 do 4°C. V poletnem času lahko zrak podnevi ohladimo in tako aktivno naravno

hladimo zgradbo (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Kontrolirano prezračevanje nudi številne ugodnosti:

- prijetno in zdravo klimo zaradi vedno svežega zraka tudi pri zaprtih oknih,

- preprečevanje nastajanja plesni,

- manjša obremenitev z zunanjim hrupom zaradi zaprtih oken,

- odvod iz kuhinje, kopalnice in toaletnih prostorov, kjer nastajajo vodna para in neprijetne

vonjave,

- dodaten prihranek energije pri napravah z rekuperacijo toplote.

Najprimernejše mesto za postavitev prezračevalne naprave je suh prostor, ki omogoča

zaščito pred zmrzovanjem, kratke povezave in odtok kondenza. Postavi se znotraj tesnjenega

in toplotnoizolacijskega ovoja zgradbe. Taki prostori so: pomožni prostori v pritličju,

stenske omare, kleti, ali toplotno izolirani postori na podstrešju.

Zajem zunanjega zraka se izvede na fasadi ali na strehi, oziroma na mestu kjer je predvideno

onesnaženje najmanjše (Zbašnik-Senegačnik, 2006)

3. 3. 2 Ogrevanje zgradbe

Potreba po toploti za ogrevanje stanovanjske hiše temelji na toploti za pokrivanje

transmisijskih in prezračevalnih toplotnih izgub. Z zadostno toplotno izolacijo, in

varčnejšimi okni brez večjih transmisijskih izgub, se potreba po dogrevanju zelo zmanjša.

Temperatura bivalnih prostorov v času ogrevanja se giblje med 18-22°C. Pri tem je relativna

vlažnost v hiši med 40-60 odstotki.


Učinkovite in energijsko varčne hišne naprave (pralni stroj, sušilni stroj, varčne žarnice)

zagotavljajo, da lahko v nizkoenergijski hiši brez omejitev uporabljamo vse potrebne

gospodinjske aparate, tako da je poraba energije zmanjšana tudi do 50 odstotkov.

Enostanovanjska hiša bivalne površine 120 m2 pri majhnih toplotnih izgubah (40 W/m2),

potrebuje vir toplote z močjo le 5 kW. Kotlovnica pri tako majhni moči skorajda ni več

potrebna. Kot alternativa so se začeli vse bolj uveljavljati stenski plinski in oljni kotli,

toplotne črpalke in solarni sistemi. Takšni kompaktni toplotni centri zagotavljajo

ogrevanje in pripravo sanitarne vode z maksimalno izkoriščenostjo in na najmanjšem

možnem prostoru. Ogrevalna telesa tako postajajo vse manjša in s talnim, stenskim ali

stropnim ogrevanjem se pokrijejo vse potrebe po toploti (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

Če se odločimo za ogrevanje prostorov s toplotno črpalko, nam morajo biti znana

naslednja dejstva. Toplotna črpalka je ekološko najprijaznejši in energetsko najcenejši

način ogrevanja prostorov in sanitarne vode. Deluje tako, da odvzema toploto okoliškemu

zraku (vodi ali zemlji) in z njo ter dodano električno energijo segreva vodo do

temperature 55°C ali več. Za pogon naprave (kompresorja in ventilatorja) je potrebno

vložiti od 20-30 odstotkov električne energije, 70-80 odstotkov energije pa pridobimo iz

okolice-pasivno (Remec, 2007).

Slika 4: Delovanje toplotne črpalke zemlja/voda (levo) in zrak/voda (desno) (lastna risba, povzeto po RES, 2010)


Toplotnih črpalk je več vrst glede na principe delovanja. Običajna sta parni proces in

absorpcijski proces, obstajajo pa še drugi. Moč toplotne črpalke se spreminja glede na

temperaturo. Ogrevalni sistem je sestavljen iz vira toplote, ogrevalne naprave in razvoda

toplote in ogrevala. Deluje lahko samostojno (monovalentno) ali v povezavi z drugim

obnovljivim ali neobnovljivim virom toplote (bivalentno), ko so temperature za optimalno

delovanje toplotne črpalke prenizke. Običajne naprave, ki dopolnjujejo toplotno črpalko so

kotel na zemeljski plin, kurilno olje ali biomaso (Remec, 2007).

Če želimo porabo energije za delovanje toplotne črpalke zmanjšati, lahko na streho ali v

okolici hiše vgradimo sončne kolektorje. S tem vplivamo tudi na zmanjšano porabo dodatnih

fosilnih energentov ali plina. Ogrevalni sistemi, ki delujejo samo s sončnimi kolektorji v

našem prostoru, zaradi pogoste oblačnosti in večdnevna zimska obdobja brez sonca, niso

najbolj primerni (Škantelj, 2010).

Kot vir ogrevanja nizkoenergijske hiše lahko uporabimo tudi samostojni kotel na plin ali peč

na pelete, saj imata oba kotla razmeroma nizke moči in nad 95% izkoriščenost. Tako sta

primerna za ogrevanje nizkoenergijskih hiš (Škvorc, 2007).

Pri izračunu potrebne toplotne energije za ogrevanje moramo upoštevati tudi sončno

obsevanje na južni strani in s tem posledične solarne toplotne pribitke skozi steklene

površine v ogrevalni sezoni in njihovo izkoriščenost (Grobovšek, 2007).

3. 3. 3 Hlajenje nizkoenergijskih hiš

Kot zadostitev potrebi po toploti pozimi, je tudi poleti potrebno poskrbeti za aktivno hlajenje

v nizkoenergijski hiši. Nizkoenergijska hiša hlajenja ne potrebuje zaradi morebitnega

pregrevanja, temveč so vzroki drugačni. Ker so v hiši tudi notranji viri toplote, na primer

svetila, kuhanje, likanje, se hiša kljub temu ogreva. Ti dobitki toplote so pozimi dobrodošli,

poleti pa so odveč. Vendar lahko hišo ohladimo s pasivnim hlajenjem.


V tem primeru to pomeni, da v prostor ne dovajamo podhlajenega zraka, pač pa zrak s

približno temperaturo prostora. To je dovolj, da preprečimo dvig notranje temperature

(Škvorc, 2009).

Zaradi pridobivanja pasivne energije skozi velike steklene odprtine na južni strani, je

poleti potrebno tako pridobljeno energijo shraniti v hranilnike toplote. Vanje lahko

shranimo tudi zunanji hlad ponoči za potrebe hlajenja. Obstajajo različni načini

shranjevanja hladu v voskih, ki so kroglaste, ploščate ali blazinaste oblike, s temperaturo

fazne spremembe med 20 in 22°C. Taki sistemi so dobrodošli v stavbah, ki jih ni vedno

možno intenzivno nočno prezračevati. Sistem deluje tako, da se ponoči s kroženjem

zraka iz okolice v hranilniku vosek ohladi in strdi, podnevi pa se toplota zraka porabi

za taljenje voska, svež zrak pa se na tak način ohladi (Zbašnik-Senegačnik, 2006).

3. 3. 4 Ogrevanje sanitarne vode

Nizkoenergijska hiša potrebuje sisteme za ogrevanje sanitarne vode. Potrebna količina

toplote je med 10 in 25 kWh/m2 na leto, ki presega dovoljene rabe toplote za ogrevanje

zelo dobrih nizkoenergijskih hiš. Iz tega sledi, da morajo take hiše posegati po solarnih

sistemih pridobivanja pasivne energije. Kot prva možnost se ponuja solarni modul z

izkoriščanjem fotovoltaičnega sistema, za pridobivanje električne energije. Sončna

energija se v sončnih celicah neposredno pretvarja v enosmerno električno napetost, ki jo

razsmernik nato pretvori v izmenično napetost, ki se lahko posreduje v električno

omrežje. Tako pokrije 60-70% potreb po energiji ogrevanja, s tem pa se specifična raba

energije zmanjša na dovoljenih 4 do 8 kWh/m2 na leto (Lukič, 2010).

Drugo možnost pridobivanja varčne priprave sanitarne vode so toplotne črpalke, ki so

lahko vgrajene kar v prezračevalni sistem zgradbe. Njihov učinek na specifično rabo

energije je podoben kot pri solarnih sistemih, vendar toplotne črpalke za svoje delovanje

porabljajo električno energijo (Zbašnik-Senegačnik, 2006).


4 PRIMERI NIZKOENERGIJSKIH HIŠ V SLOVENIJI

Nuja po zmanjšanju onesnaževanja okolja s toplogrednimi plini, naraščajoče cene

energentov, izčrpavanje fosilnih goriv, nas opozarjajo, da je treba na področju energijsko

varčne gradnje čim prej ukrepati. Pred nekaj leti so se v Sloveniji pojavile prve

nizkoenergijske in pasivne hiše. Ne moremo še govoriti o razmahu nizkoenergijske gradnje,

vendar je takih hiš iz leta v leto več. Graditi jih je mogoče zelo ekonomično, mnogi že

zgrajeni primeri pa pričajo o kakovostni gradnji, bivalnem udobju in energijski učinkovitosti

nizkoenergijskih stavb (Kovač, 2010).

Vse več slovenskih projektantskih in gradbenih podjetij razvija tehnologijo s področja

nizkoenergijskih hiš. Izobražujejo in usposabljajo zaposlene, spremljajo novosti in širijo

znanje ter ozaveščenost. Na trgu se je v zadnjem letu pojavilo veliko tipskih

nizkoenergijskih hiš vodilnih Slovenskih podjetij s področja nizkoenergijske gradnje, na

primer YTONG-Xella, Lumar IG, Žiher d.o.o, Jelovica.

V podjetju YTONG-Xella in Žiher d.o.o. so bili pripravljeni sodelovati pri pripravi primerov

diplomskega dela in so nam omogočili vpogled v njihove projekte tipskih nizkoenergijskih

hiš.

Primera nizkoenergijskih hiš sta različnih tehnologij gradnje a vseeno se ponašata s

podobnimi karakteristikami, kar se tiče rabe energije, debeline izolacije, stavbnega pohištva.

V sledečem poglavju bosta vsaka posebej prestavljeni z vidika arhitekturnega načrtovanja in

značilnosti za tehnologijo gradnje, ovoj zgradbe in delovanje hiš z vidika energije.


4. 1 PRIMER NIZKOENERGIJSKE HIŠE A

Nizkoenergijska hiša Leska, YTONG-Xella

Hiša Leska je tipska hiša podjetja YTONG-Xella, zasnovana v biroju Spring d.o.o. Gre za

prvi nizkoenergijski tipski projekt sodobno zasnovane enodružinske hiše in Ytong

materiala. Hiša dosega porabo specifične letne energije za ogrevanje 27 kWh/m2a. S tem

spada v standard zelo dobre nizkoenergijske hiše.

Slika 5: Tipska nizkoenergijska hiša Leska (Ytong-Xella), fotomontaža Slika 6: Situacija tipske hiše Leska (lastna risba, 2010)

Umestitev v prostor

Hiša stoji v nastajajočem bivalnem naselju v Slovenski Bistrici. Parcela je ugodno

orientirana v smeri sever-jug z manjšim odstopanjem v smeri jugozahod. Ima zadostno

razdaljo do sosednjih parcel in objektov, zato ni bilo težav pri načrtovanju umestitve hiše

na zemljišče. Z daljšo stranico in večjimi steklenimi površinami je hiša orientirana proti

jugu.


Arhitekturna zasnova

Hiša je arhitekturno zasnovana kot kvader, zunanjih dimenzij 11,49 x 7,97 m, kateremu je

dodana zunanja terasa tako, da skupne dimenzije znašajo 11,49 x 9,46 m. Grajena je brez

zamikov in predorov ovoja stavbe, ter v skladu s kriteriji standarda nizkoenergijske gradnje.

Izdelana je iz različnih elementov gradbenega sistema Ytong.

Objekt predstavlja enovito celoto, v kateri so nanizane želene funkcije stanovanjskega

objekta za štiričlansko družino, po programskih izhodiščih, prilagojenih željam investitorja.

Tloris je enostaven, razdeljen na bivalni in servisni del. Velika okna na južni strani

prestrezajo sončne žarke pozimi, poleti pa so zaščitena z drsnimi senčili iz macesna.

Majhna okna na severni strani onemogočajo preveliko izgubo toplote.

Pritličje je funkcijsko razdeljeno na dva dela. Na vzhodni strani objekta se nahaja vhodni

prostor, na severni strani tlorisne zasnove pa se nahajajo sanitarije, vertikalna komunikacija

in tehnični prostori. K jugu so orientirani dneva soba, kuhinja in jedilnica po principu

odprtega tlorisa. Vse prostori se odpirajo na teraso, ki se podaljša v zeleni vrt.

V mansardi se nahajajo tri sobe. Na južnem delu sta otroški sobi in spalnica staršev s

kopalnico na severni strani. Na severni strani je ob vertikalni komunikaciji in povezovalnem

hodniku umeščena tudi kopalnica za otroke. Tudi v nadstropju se vsi prostori odpirajo na

teraso. Ta je konstrukcijsko in termično ločena od stavbe. Točkovno je sidrana v

armiranobetonske horizontalne vezi, s čimer je pojav toplotnega mostu zmanjšan na

minimum. Ima dve funkciji, saj poleg balkonske namembnosti služi tudi kot senčilo

bivalnim prostorom poleti in preprečuje pregrevanje. Streha je lesena enokapnica z

naklonom strešine 6°, nagnjenim proti severu. S tem omogoča večje solarne dobitke

energije skozi okna na južni fasadi.


Risba 1: Shematski tlorisi tipske hiše Leska, prikaz namembnosti prostorov, M 1: 150 (lastna risba, povzeto po tlorisnih predlogah

Ytong-Xella, 2010)


Risba 2: Shematski prerezi tipske hiše Leska z opisi sestave konstrukcije hiše, M 1: 150 (lastna risba, povzeta po predlogah podjetja

Ytong-Xella, 2010)


Značilnosti tipske hiše Leska

Tehnologija gradnje

Gre za masivno tehnologijo gradnje, s tipskimi prefabriciranimi zidaki Porotherm,

podjetja YTONG-Xella, lesenim ostrešjem in enokapno streho krito z Rheizink strešno

kritino-pločevina. Objekt je razdeljen na dve etaži: pritličje in mansardo.

Ovoj zgradbe

Hiša je dobro toplotno izolirana že s samimi zidaki, ki so toplotne prevodnosti

25kWh/m2, zato zadostuje že 16 cm toplotne izolacije na zunanje stene ovoja zgradbe.

Tla proti terenu so izolirana s 15 cm križem položene toplotne izolacije, nad stropno

ploščo so namestili 5 cm toplotne izolacije, streha enokapnica je izolirana s 25 cm

toplotne izolacije, z isto debelino XPS izolacije so oblečeni tudi pasovni temelji.

Vse toplotni mostovi preprečeni s skrbno načrtovanimi in natančno izvedenimi detajli.

Toplotnih mostov na stikih zidakov zaradi uporabe posebnega lepila, ni bilo.

Vgrajeno je kvalitetno standardizirano leseno stavbno pohištvo. Troslojno zastekljena

okna s toplotno prevodnostjo 0,9 W/m2K. Taka okna omogočajo vzdrževanje konstantne

temperature v hiši, brez večjih toplotnih izgub. Narejena so tako, da preprečujejo

pregrevanje poleti, seveda s pomočjo dodatnih senčil. Pozimi pa poskrbijo za ugodno

pasivno pridobivanje energije s sončnim sevanjem. Večina oken je na odpiranje, kljub

temu da ni potrebe po zračenju zaradi mehanskega prezračevanja z rekuperacijo. Tudi

vhodna vrata so lesena in energetsko učinkovita, s toplotno prevodnostjo 1,3 W/m2K.

Zrakotesnost ovoja se je preverjala s posebnim testom zrakotesnosti »Blower-Door« in je

dosegla mejo 0,57 h-1. S paroprepustno folijo je objekt zaščiten pred vetrom, ki bi

zmanjševal toplotno bilanco hiše, omogočena pa je difuzija vodne pare, kar omogoča

stenam, difuzijsko odprtost hiše od znotraj navzven.


Delovanje hiše z vidika energije

Hiša je mehansko prezračevana s pomočjo toplotne črpalke zrak/voda, ki ima možnost

izkoriščanja odpadne toplote prezračevanja in njeno shranjevanje v zalogovnik toplote.

Vgrajen ima 5-stopenjski ventilator in bojler za ogrevanje sanitarne vode in vode

ogrevalnega sistema talnega gretja. Za čist in svež zrak v hiši skrbi sistem prezračevanja z

rekuperacijo. Svež zrak se vpihuje v prostore, slab, izrabljen zrak pa se izsesava. Dovod

svežega zraka je izveden s prezračevalnimi ventili, lociranimi v bližini izven objekta.

Razvod prezračevanja je skrito speljan po spuščenem stropu hodnika v prostore hiše. Takšen

način omogoča le skrbno zasnovana arhitektura s premišljenim funkcionalnim tlorisom.

Zanimivost pri tej hiši je, da je na željo investitorjev, v kuhinji vgrajena posebna

pogreznjena kuhinjska napa, da ne moti delovanja prezračevalnega sistema.

Iz prezračevalne naprave so preko razdelilne komore speljani posamezni kanalski razvodi

zraka do bivalnih prostorov kamor se vpihuje sveži zrak. Odvod zraka je iz kuhinje,

sanitarnih in pomožnih prostorov z ločenimi kanalskimi razvodi, ki se združijo v zbiralni

komori pred prezračevalno napravo. Spomladi in jeseni za ogrevanje zadostuje toplotna

črpalka, pozimi pa hišo greje kotel na plin s 95 odstotnim energijskim izkoristkom.


4. 2 PRIMER NIZKOENERGIJSKE HIŠE B

Nizkoenergijska hiša Vovk, Žiher d.o.o

Hiša Vovk je tipska hiša projektantskega podjetja Žiher d.o.o. Hiša dosega rabo

specifične letne energije za ogrevanje 21 kWh/m2a. S tem spada v standard zelo dobre

nizkoenergijske hiše.

Slika 7: Tipska nizkoenergijska hiša Vovk (Žiher d.o.o., 2010) Slika 8: Situacija tipske hiše Vovk (lastna risba, 2010)

Umestitev v prostor

Parcela hiše je ugodno locirana v smeri sever-jug v bivalnem naselju Medvode.

Upoštevana je orientacija hiše z daljšo stranico proti jugu, kamor so orientirane tudi večje

steklene površine južne fasade. Na južni strani parcele je zasajeno listopadno drevje, ki

bo poleti pomagalo senčiti bivalne prostore, pozimi pa pripomoglo k boljšem solarnem

pribitku energije.


Arhitekturna zasnova

Hiša je preproste oblike kvadra, odprta na jug, kamor so orientirani tudi bivalni prostori, vsi

tehnični prostori in sanitarije pa so orientirani na sever. Zaradi preproste zasnove brez

izstopajočih delov ima hiša ugoden oblikovni faktor f0. Etažno je razdeljena na dva dela. V

pritličju je bivalni, v mansardi pa spalni program. Vsi prostori so bili prilagojeni željam

investitorjev.

V pritličju se na južno stran odpirajo kuhinja, jedilnica in dnevni bivalni prostor, ki imajo

izstop na teraso pred hišo. Na sever so orientirani kabinet, sanitarije, tehnični prostor, vhodni

prostor in vertikalna komunikacija.

V mansardi se nahaja povezovalni hodnik, od koder na jug vodita spalnica in otroška soba,

druga otroška soba je orientirana na jugo-vzhod, kopalnica pa na severo-zahod. Vse večje

odprtine so orientirane na južno stan.

Ob hiši stoji lopa z garažo, ki je konstrukcijsko ločena od hiše, povezuje jih le lesena fasada

pritličnega dela hiše.

Streha je poševna enokapnica s 6° naklonom strešine, nagnjenim proti severu. S tem

omogoča večje solarne dobitke energije skozi okna na južni fasadi.


Risba 3: Shematski tlorisi tipske hiše Vovk, prikaz namembnosti prostorov, M 1: 150 (lastna risba, povzeto po predlogah podjetja Žiher

d.o.o, 2010)


Risba 5: Shematski prerezi tipske hiše Vovk z opisi sestave konstrukcije hiše, M 1: 150 (lastna risba, povzeta po predlogah podjetja Žiher

d.o.o, 2010)


Značilnosti tipske hiše Vovk

Tehnologija gradnje

Gre za leseno montažno tehnologijo gradnje, ki je za nizkoenergijske hiše zelo primerna

zaradi manjše nevarnosti nastanka toplotnih mostov ob pravilni in kakovostni izvedbi

detajlov.

Ovoj zgradbe

Za toplotno izolacijo zunanjih sten objekta se je uporabila toplotna izolacija debeline 25

cm, na notranji strani montažnega lesenega zidu. 10 cm toplotne izolacije se je namestilo

pod estrihe v tla proti terenu, v tla nadstropja pa 6 cm. V mansardi se je streha izolirala s

40 cm toplotne izolacije med stropnimi nosilci. Obod temeljne plošče je izveden s 25 cm

XPS izolacije po celotni dolžini temeljne plošče. Preprečeni so vsi toplotni mostovi.

Zunanja okna in vrata so iz PVC materiala. Okna imajo vgrajeno trislojno termopansko

izolacijsko steklo s toplotno prevodnostjo 0,77 W/m2K. Poleti bodo okna dodatno

zaščitena s senčili, da ne bo prihajalo do pregrevanja. Ob objektu se nahaja tudi nekaj

dreves, ki bodo s krošnjami dodatno senčile južno fasado v poletnih mesecih, čez zimo

pa listje odpade, in se dodatno sončno sevanje porabi v smislu manjše potrebe po

ogrevanju prostorov.

Hiša je zrakotesna, kar se je preverjalo z »Blower-Door« testom, ki je znašal 0,5 h-1

izmenjav zraka na uro.


V centralnem sistemu dnevne sobe z jedilnico je predvideno ogrevanje s kaminom, ki

deluje neodvisno od zraka v prostoru. Vgrajena je peč kamina, moči 6 kW.

Dodatno ogrevanje je toplozračno ogrevanje toplotne črpalke z električnimi ogrevali s

sistemom talnega gretja. Toplozračno ogrevanje sestoji iz prisilnega dovoda zraka v

bivalne prostore: dnevna soba, jedilnica, sobe in prisilnega odvoda zraka iz kuhinje,

sanitarnih in pomožnih prostorov.


Priprava tople vode je centralna s toplotno črpalko vrste zrak/voda nameščena v tehničnih

prostorih pritličja.

Razvod tople vode je do iztočnih mest speljan v tleh pritličja in mansarde ter vertikalno v

montažni steni do priključnega mesta sanitarne armature. Razvod tople vode je izveden z

večplastnimi polietilenskimi cevmi v izolacijski cevi, fitingi s kompresijskimi spoji in

vodovodno armaturo.

Priprava zraka se vrši s kompaktno prezračevalno napravo z rekuperatorjem in toplotno

črpalko zrak – zrak. Prezračevalna naprava je locirana v tehničnem prostoru v pritličju.

Funkcija naprave je dovajanje svežega zraka, odvajanje slabega zraka, povratek toplote,

dodatno ogrevanje in hlajenje zraka ter filtriranje zraka. Naprava za pripravo zraka je

sestavljena iz ventilatorske, rekuperatorske in filtrirne enote ter toplotne črpalke. Ventilatorji

imajo možnost večstopenjske regulacije količine zraka. Zajem svežega zraka in odvod

odpadnega zraka je na fasadi objekta.

Iz prezračevalne naprave so preko razdelilne komore speljani posamezni kanalski razvodi

zraka do bivalnih prostorov kamor se vpihuje sveži zrak. Odvod zraka je iz kuhinje,

sanitarnih in pomožnih prostorov z ločenimi kanalskimi razvodi, ki se združijo v zbiralni

komori pred prezračevalno napravo. Celotno. Za pretok zraka med posameznimi prostori in

izenačitev masnih bilanc zraka so v vrata vgrajene izenačevalne rešetke.


4. 3 TABELARIČNI PRIKAZ KARAKTERISTIK PRIMEROV A IN B

V sledeči preglednici so prikazane karakteristične vrednosti nizkoenergijskega standarda

in značilnosti nizkoenergijskih hiš za primer A in B. Pod preglednico sledi primerjava

obeh primerov v teoriji.

Preglednica 2: Prikaz karakteristik nizkoenergijske hiše za PRIMER A in PRIMER B

PRIMER A PRIMER B

NEH LESKA, YTONG NEH VOVK, ŽIHER

Kraj, leto izvedbe Slovenska Bistrica, 2010 Medvode, 2009

Projektant SPRING, d.o.o Žiher d.o.o

Izvajalec YTONG-Xella Žiher d.o.o

NEH STANDARD zelo dobra NEH hiša zelo dobra NEH niša letna raba energije za ogrevanje 27 kWh/m2a 21 kWh/m2a

ZNAČILNOSTI

Tehnologija gradnje masivna gradnja lesena montažna gradnja

Ovoj zgradbe

-TI zunanje nosilne stene 16 cm 25 cm

-TI prosti strehi 25 cm 40 cm

-TI proti tlom terena 15 cm 15 cm

Stavbno pohištvo troslojna zasteklitev troslojna zasteklitev

prevodnost U= 0,90 W/m2K prevodnost U= 0,77 W/m2K

Zrakotesnost ovoja (n50)

Blower-door test 0,57 h-1 0,56 h-1


- Prezračevanje mehansko z rekuperacijo mehansko z rekuperacijo

- Ogrevanje plin, toplotna črpalka

zrak/voda toplotna črpalka zrak/voda,

kamin

- Hlajenje s pomočjo toplotne črpalke s pomočjo toplotne črpalke

- Ogrevanje sanitarne vode toplotna črpalka toplotna črpalka


Nizkoenergijski hiši Leska in Vovk podajata vpogled v ponudbo tipskih nizkoenergijskih hiš

projektantskih podjetij v Sloveniji. Pri nobeni od njiju ne moremo govoriti o presežku

arhitekture v smislu elegance celostne zasnove objekta, čeprav smo v diplomskem delu

potrdili, da je pri zasnovi nizkoenergijske hiše še možna kreativnost. Tipski hiši sta

zasnovani predvsem funkcionalno in odražata sodelovanje arhitekturnih projektantov ter

strokovnjakov na vseh področjih gradnje. Čeprav sta hiši grajeni z različnima tehnologijama

gradnje, sta zgrajeni podobnih tlorisnih gabaritov, obe sta enokapnici s približno enakim

naklonom strešine, prezračevanja ter ogrevanje pa imata urejeno s toplotnimi črpalkami.

Hiši sta zaradi teh, in ostalih podobnih karakteristik, primerljivi. Hiši dosegata podobne

energijske bilance, potrebujeta podobno debelino toplotne izolacije ovoja, strehe in proti

terenu. Obe imata vgrajena okna s troslojno zasteklitvijo, a zaradi različnih proizvajalcev

dosegajo različne karakteristike toplotne prevodnosti. Obe hiši sta mehansko prezračevani s

toplotno črpalko, ki skrbi tudi za ogrevanje pitne sanitarne vode. Za ogrevanje v hiši Leska

poleg toplotne črpalke poskrbi kotel na plin, pri hiši Vovk pa kamin. Obe peči imata 95%

izkoristek energije.

Hiši se ponašata z visoko ugodnostjo bivanja. Mehansko prezračevanje z rekuperacijo skrbi

za prijetno bivalno klimo in svež zrak. Odvečna temperatura se shranjuje v posebnih

zalogovnikih in se sprosti šele ob temperaturnem primanjkljaju, za kar skrbijo posebne

elektronske naprave vgrajene v prezračevalni sistem. Tudi hlajenje ne poteka na agresiven

način, temveč postopno; tako spremembe niti ne opazimo.

Iz zgornjih karakteristik smo razbrali, da je izbor tehnologije gradnje odvisen predvsem od

želj investitorja. Pri obeh tehnologijah gradnje obstajajo prednosti in slabosti, ki smo jih

opisali v tretjem poglavju. Za doseganje standarda je v prvi vrsti pomembna arhitekturna

zasnova, orientiranost stavbe z daljšo stranico proti jugu za solarne dobitke energije, dober

toplotnoizolacijski ovoj zgradbe, s preprečenimi toplotnimi mostovi, visoka zrakotesnost,

izbor vsaj dvoslojne zasteklitve stavbnega pohištva, predvsem pa vgradnja ogreval z

visokim energijskih izkoristkom in prezračevanje z rekuperacijo.


5 SKLEP

V diplomskem delu smo predstavili standard nizkoenergijske hiše, za katerega še pred

nekaj leti v Sloveniji ni bilo uradne definicije. Strokovnjaki so se opirali na tuje

standarde, predvsem iz Avstrije in Nemčije. S hitrim razvojem energijsko varčne gradnje

v zadnjem obdobju in aktivnejšo državno politiko na področju energijsko učinkovite

gradnje pa so tudi v Sloveniji standardi jasno določeni.

Raziskali smo zgodovino nizkoenergijske gradnje v Evropi in svetu, ki se aktivneje

razvija šele zadnjih 40 let zaradi ekološke ozaveščenosti.

V drugem poglavju smo razložili arhitekturni vidik načrtovanja nizkoenergijske hiše.

Pojasnili smo umestitev v prostor, arhitekturno zasnovo in dodatne vidike načrtovanja.

Značilnosti nizkoenergijske hiše smo predstavili v tretjem poglavju in jih obdelali v treh

podpoglavjih. Prvič z vidika izbrane tehnologije gradnje, drugič z vidika ovoja zgradbe

in tretjič z vidika energije.

V nadaljevanju smo se podrobneje posvetili arhitekturni analizi dveh tipskih

nizkoenergijskih hiš, zgrajenih v različnih tehnologijah gradnje. Zanju je značilen nizki

oblikovni faktor, preprosta a funkcionalna arhitekturna zasnova prostorov, ugodna

bivalna klima zaradi prezračevanja z rekuperacijo, za ogrevanje pa letno ne potrebujeta

več kot 30 kWh/m2a energije, kar ju uvršča v standard zelo dobrih nizkoenergijskih hiš.

K nizki potrebi po energiji je pripomogla tudi kvalitetna izvedba detajlov. Spoznali smo,

da je ob snovanju nizkoenergijske hiše še prisotna oblikovalska kreativnost do neke mere.

Možna je izbira materialov gradnje, senčil, zasnova funkcionalnosti prostorov. Morda iz

arhitekturnega vidika tipski hiši ne predstavljata presežka v oblikovanju, sta pa dober

učni primer za prikaz karakteristik nizkoenergijske gradnje zaradi medsebojne

primerljivosti.

V današnjem času standarda nizkoenergijske hiše ni več težko doseči. Na voljo so

izboljšani materiali za gradnjo, boljša toplotna izolacija, ogrevalne naprave z visokimi

izkoristki energije, prezračevalne naprave in kvalitetnejše stavbno pohištvo. Uporaba

najboljših materialov pa se posledično odraža v ugodni energijski bilanci hiše.


6 LITERATURA

Bernard, P., 2009. 'Nizkoenergijske in pasivne hiše', Gradim, št. 12, str. 69-70.

Bernard, P., 2009. 'Več znanja za boljšo kvaliteto bivanja' Gradim, št. 11, str. 30-31.

Feist, W., 1998. Das Niedrigenenergiehaus; neuer standard fur energiebewusstes Bauen,

Heidelberg: Muller, Nemčija

Fibran Nord, 2010. 'Energijski ščit nizkoenergijskih stavb', Gradbenik; Tematska revija

Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 2, str. 34-35.

Grobovšek, B., 2007. 'Izbira energijsko varčnih oken', Projekt ENSVET, Strokovni članki;

GRADBENI DEL.

http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT32.htm (06.09.2010)

Grobovšek, B., 2010. 'Do katere meje je energijsko varčna gradnja še smiselna?',

Gradbenik; Tematska revija Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 2, str. 06-08.

Gruden, T., 2008. 'Nizkoenergijska ali pasivna hiša – Kaj je to? ', Gradbenik; Tematska

revija Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 3, str. 10-12.

Gruden, T., 2009. 'YTONG v energijsko učinkoviti gradnji', Gradim, št. 12, str. 26-29.


Gruden, T., 2009. 'Energijsko učinkovita gradnja', Gradbenik; Tematska revija


Humm, O., 1997. Niedrigenergie hauser; Inovative Bauweisen und neue Standars,

Freiburg, Nemčija.

Kovač, H., 2010. 'Veriga sodelujočih pri gradnji nizkoenergijskega objekta', Gradim, št.

14, str.17-18.

Kovač, H., 2010. 'Ali je vsaka hiša lahko varčna hiša', Gradim, št. 14, str.18-19.

Lukič, M., 2010. 'Kako delujejo pasivne in 3-litrske hiše Lumar?'

http://www.lumar.si/si/montazne-hise/pasivne-hise/kako-delujejo-pasivne-hise

(06.09.2010)

Praznik, M., 2009. 'Ekonomski in energijski vidiki načrtovanja novogradnje NEH in PH',

Gradbenik; Tematska revija Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 2, str. 22-27.

Šiljanec Zavrl, M., 2010. 'Na poti k »skoraj ničenergijskim stavbam«', Gradbenik;

Tematska revija Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 2, str. 10-12.

Škvorc, M., 2007. 'Zidana ali lesena?' Gradbenik; Tematska revija Nizkoenergijske in

pasivne hiše, št. 4, str. 44-47.

Škvorc, M., 2008. 'Ekološka, energijsko varčna gradnja', Gradim, št. 11, str. 18-19.

Škvorc,M., 2009. 'Problematika pasivne gradnje', Gradim, št.13, str. 20-23.


TKK Srpenica d.d, 2009. 'Vgradnja oken in zunanjih vrat', Gradim, št.13, str. 50-51.

TKK SRPENICA, 2010. 'Sistemi za vgradnjo oken in zunanjih vrat', Gradbenik; Tematska

revija Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 2, str. 36-37.

URSA Slovenija, 2010. 'Dobra izolacija je osnova za energetsko varčno gradnjo',

Gradbenik; Tematska revija Nizkoenergijske in pasivne hiše, št. 2, str. 26.

Zbašnik-Senegačnik, M., 2006. Od nizkoenergijske do pasivne hiše; Publikacija ob

strokovnem izpopolnjevanju, Univerza v Ljubljani: Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana.

Zbašnik – Senegačnik, M., 2007. 'Nizkoenergijska hiša', Gradbenik; Tematska revija



7 SEZNAMI

7. 1 Seznam slik

Slika 1: Prikaz dejavnikov, ki vplivajo na arhitekturno zasnovo nizkoenergijske hiše (lastna risba, 2010).

Slika 2: Temperatura stekla glede na zasteklitev in temperaturo okolice (Lumar IG, 2010).

Slika 3: Prikaz dokazovanja zrakotesnosti z 'Blower-Door' testom (povzeto po TUV NORD Group, 2010).

Slika 4: Delovanje toplotne črpalke zemlja/voda (levo) in zrak/voda (desno) (lastna risba, povzeto po RES,

2010).

Slika 5: Tipska nizkoenergijska hiša Leska, fotomontaža (Ytong-Xella, 2010).

Slika 6: Situacija hiše Leska (lastna risba, 2010)

Slika 7: Tipska nizkoenergijska hiša Vovk (Žiher d.o.o, 2010).

Slika 8: Situacija hiše Vovk (lastna risba, 2010)

7. 2 Seznam preglednic

Preglednica 1: Debeline materialov za doseganje U 0,15 W/m2K (Gruden, 2008).

Preglednica 2: Prikaz karakteristik nizkoenergijske hiše za PRIMER A in PRIMER B (lastna preglednica,

2010)

7. 3 Seznam risb

Risba 1: Shematski tlorisi tipske hiše Leska, prikaz namembnosti prostorov, M 1: 150 (lastna risba,

povzeto po tlorisnih predlogah Ytong-Xella, 2010).

Risba 2: Shematski prerezi tipske hiše Leska z opisi sestave konstrukcije hiše, M 1: 150 (lastna risba,

povzeta po predlogah podjetja Ytong-Xella, 2010).

Risba 3: Shematski tlorisi tipske hiše Vovk, prikaz namembnosti prostorov, M 1: 150 (lastna risba, povzeto

po predlogah podjetja Žiher d.o.o, 2010).

Risba 4: Shematski prerezi tipske hiše Vovk z opisi sestave konstrukcije hiše, M 1: 150 (lastna risba,

povzeto po predlogah podjetja Žiher d.o.o, 2010).


PRILOGE

1.1 Risbe PRIMER A


1.2 Risbe PRIMER B


1.3 Naslov študenta

Nataša Vidovič

Stojnci 21 a

2281

Tel.: 00386 31 239 724

e-mail: [email protected]

1.4 Kratek življenjepis

Rojen: 6. 4. 1988, Ptuj

Šolanje: 1995-2003 OŠ Markovci

2003-2007 Gimnazija Ptuj

2007-2010 FG-Arhitektura

Documents

STANDARDI TRAJNOSTNE ARHITEKTURE: NIZKOENERGIJSKA … · XPS - Ekstrudiran polistiren (vrsta izolacije) Standardi trajnostne arhitekture: Nizkoenergijska hiša Stran 1 ... vode in