88
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO Mojca Doberšek ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE Diplomsko delo Maribor, september 2010

Zasnova lesene hiše.pdf

  • Upload
    nebojsa

  • View
    61

  • Download
    9

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Zasnova lesene hiše.pdf

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Mojca Doberšek

ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE

Diplomsko delo

Maribor, september 2010

Page 2: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 3: Zasnova lesene hiše.pdf

I

Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa

ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE

Študent: Mojca DOBERŠEK

Študijski program: univerzitetni, Arhitektura

Smer: /

Mentor: red. prof. dr. Miroslav PREMROV, univ.dipl.inţ.grad.

Somentor: pred. Vesna ŢEGARAC LESKOVAR, univ.dipl.inţ.arh.

Maribor, september 2010

Page 4: Zasnova lesene hiše.pdf

II

Page 5: Zasnova lesene hiše.pdf

III

ZAHVALA

Iskreno se zahvaljujem mentorju dr. Miroslavu

Premrovu in somentorici Vesni Ţegarac

Leskovar za izkazano pomoč in poţrtvovalnost

pri izdelavi diplomskega dela.

Zahvaljujem se tudi staršem, ki so mi omogočili

študij in me pri njem tudi vseskozi podpirali.

Page 6: Zasnova lesene hiše.pdf

IV

ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE

Ključne besede: pasivna hiša, okolje, energijska učinkovitost, načrtovanje, lesene

konstrukcije

UDK:

Povzetek

V zadnjih desetletjih je človeštvo priča številnim, fizikalno dokazanim podnebnim

spremembam. Teh ni možno več ustaviti, saj imajo toplogredni plini dolgo življenjsko

dobo. Veliko priložnost za zmanjšanje toplogrednih izpustov in zmanjšanje potrebe po

fosilnih gorivih ima les, material preteklosti in prihodnosti. Lesene konstrukcije v

kombinaciji s toplotno izolacijo in drugimi ekološkimi materiali lahko povsem

nadomestijo klasične zidane hiše ter občutno zmanjšajo količino gradbenih odpadkov

po končani življenjski dobi objekta. Pasivna hiša je energijsko zelo učinkovita lesena

hiša, ki je prijetna za bivanje in obenem minimalno onesnažuje okolje. Spodbuja izrabo

obnovljivih virov energije s pomočjo sodobne tehnologije, brez katere to ne bi bilo

mogoče. Odločilnega pomena pa je njeno pravilno načrtovanje - brez toplotnih mostov,

z veliko toplotne izolacije in vgradnjo sodobnih naprav za izkoriščanje naravnih virov.

V diplomski nalogi se prepletata teorija in praksa pravilnega načrtovanja pasivne hiše

ter analiza vpliva na spreminjanje steklenih površin na potrebo po ogrevanju.

Page 7: Zasnova lesene hiše.pdf

V

DESIGN OF A WOODEN PASSIVE HOUSE

Key words: passive house, environment, energetic efficiency, designing, wooden

structures

UDK:

Abstract

In the last decades we are dealing with an amount of climate changes.Theese can not be

stopped, thus greenhouse gases have a long period of living.Wood, the material of the

past and the future, has the big opportunity for reducing the greenhouse effect and use

of fossil fuel. Wooden structures in combination with thermal insulation and other

organic materials are able to replace classical brick houses and reduce the quantity of

construction waste when they are no longer useful. Passive house is a very efficient

wooden house, that is comfortable to live in and in the same time pollutes minimum the

environment. It encourages the use of renewable resources with the use of

contemporary technology. The most important is the good design of a passive house-

without thermal bridges, with lots of thermal insulation and installation of devices for

exploitation of natural resources. In this thesis adress there are interlacing theory and

the practice of good passive house designing and also the analasys of changing glas

areas and how theese changes influence on the need for warming.

Page 8: Zasnova lesene hiše.pdf

VI

VSEBINA

1 UVOD………………………………………………………………………….1

2 OPIS GRADBENIH MATERIALOV………………………………………4

2.1 LES………………………………………………………………………..4

2.1.1 Prednosti lesa…………………………………………………………….4

2.1.2 Slabosti lesa……………………………………………………………...5

2.1.3 Mehanske lastnosti lesa………………………………………………….6

2.2 STEKLO…………………………………………………………………10

2.2.1 Zgodovina uporabe stekla……………………………………………………..10

2.2.2 Steklo v gradbeništvu………………………………………………………….10

2.2.3 Fizikalne lastnosti stekla………………………………………………………11

2.2.4 Steklo v okvirnih lesenih konstrukcijah………………………………………11

3 MONTAŢNA LESENA GRADNJA………………………………………14

3.1 Prednosti montaţne gradnje………………………………………………14

3.2 Razširjenost lesene gradnje………………………………………………15

3.3 Konstrukcijski sistemi lesene gradnje…………………………………...16

3.3.1 Masivna konstrukcija………………………………………………………...16

3.3.2 Okvirna panelna konstrukcija……………………………………………….19

3.3.3 Skeletna konstrukcija………………………………………………….........20

3.3.4 Mešan sistem konstrukcije………………………………………………..…21

4 PASIVNA GRADNJA……………………………………………………...22

4.1 Definicija pasivne hiše…………………………………………………...22

4.2 Toplotna bilanca pasivne hiše…………………………………………....23

4.2.1 Vrste toplotnih izgub……………………………………………………..24

4.2.2 Vrste toplotnih dobitkov……………………………………………....…25

Page 9: Zasnova lesene hiše.pdf

VII

4.3 Izračun letne potrebne toplote za ogrevanje……………………………26

4.4 Standard pasivne hiše…………………………………………………...26

4.5 Ekologija v pasivni hiši…………………………………………………...27

5 OSNOVNA NAČELA NAČRTOVANJA PH………………………………..28

5.1 Pasivni sistemi…………………………………………………………………….28

5.1.1 Orientacija……………………………………………………………………….28

5.1.2 Izraba sončnih dobitkov skozi zasteklitve………………………………………29

5.1.3 Akumulacija toplote…………………………………………………………….30

5.1.4 Oblika zgradbe…………………………………………………………………..30

5.1.5 Temperaturno coniranje………………………………………………………….30

5.1.6 Tehnologija gradnje ovoja ……………………………………………………….31

5.1.7 Toplotna izolacija…………………………………………………………………31

5.1.8 Okna in vrata……………………………………………………………………..34

5.1.9 Konstruiranje brez toplotnih mostov………………………………………………35

5.1.10 Zrakotesnost………………………………………………………………………35

5.2 Aktivni sistemi…………………………………………………………………….36

5.2.1 Prezračevanje………………………………………………………………………36

5.2.2 Ogrevanje…………………………………………………………………………...37

5.2.3 Pretvarjanje sončne energije………………………………………………………..40

6 IDEJNA ATHITEKTURNA ZASNOVA PH……………………………..41

6.1 Tehnično poročilo……………………………………………………………41

6.1.1Lokacija………………………………………………………………………..41

6.1.2 Arhitekturna zasnova…………………………………………………………42

6.1.3 Funkcionalna zasnova……………………………….………………………..42

6.1.4 Sestave konstrukcij………………….………………………………………..44

Page 10: Zasnova lesene hiše.pdf

VIII

6.1.5 Finalizacija…………………………………………………….………………44

6.1.6 Zasteklitev, okna, vrata, senčila…………….………………………………….45

6.1.7 Prezračevanje …………………………………………………………………..46

6.1.8 Ogrevanje……………………………………………………………………….47

6.1.9 Solarni sistem……………..…………………………….………………………47

6.2 Preveritev nizkoenergijskega standarda s PHPP…………........................48

6.2.1 Vhodni parametri…………..………………………………………………….48

6.2.2 Vpliv velikosti zasteklitve…………………………..………………………..49

7 ZAKLJUČEK…….…………………………………………………………...56

8 VIRI IN LITERATURA………………………………………….................57

9 PRILOGE…………………………………………………………………….60

9.1 Seznam slik……………………………………………….…….......................63

9.2 Seznam tabel……………………………………………….……....................64

9.3 Seznam grafov……………………………………………….…….................65

9.4 Kratek ţivljenjepis………………………………….......................................66

Page 11: Zasnova lesene hiše.pdf

IX

UPORABLJENI SIMBOLI

U – koeficient toplotne prehodnosti v [W/m2

K]

Ψ- koeficient linijske toplotne prehodnosti (toplotni mostovi) v [W/mK]

E- energijsko število, izraţa letno potrebno toploto za ogrevanje [kWh/m2

a]

n- zrakotesnost [h-1

]

kWh/a – enota za transmisijske izgube in solarne dobitke

K- Kelvin, enota za temperaturno razliko

Page 12: Zasnova lesene hiše.pdf

X

UPORABLJENE KRATICE

IPCC- Medvladni odbor za podnebne spremembe

PHPP- PassivHausProjektirungsPaket(računalniški program za načrtovanje PH)

PH- pasivna hiša

OSB plošča- vezana plošča

IBOIS- Laboratorij za lesene konstrukcije na švicarski šoli Ecole Polytechnique

Federale de Lausanne

GFRP- Glass Fiber Reinforced Polymer, krajše fiberglass

PE folija- polietilenska folija

Page 13: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 1

1 UVOD

Opredelitev področja in opis problema, ki je predmet raziskave

V zadnjih desetletjih je človeštvo priča številnim, fizikalno dokazanim podnebnim

spremembam. Gospodarska rast in naraščanje prebivalstva so povezani z

naraščujočimi izpusti toplogrednih plinov, ki so v veliki meri (81%) krivi za občutno

segrevanje ozračja v zadnjih 200 letih in nastajajo pri izgorevanju fosilnih goriv.

Napovedi Medvladnega odbora za podnebne spremembe (IPCC) predvidevajo do leta

2100 dvig temperatur za 1,4 - 5,8 oC, gladino morja višjo za 9-88 cm, vedno večjo

pogostost in intenziteto ekstremnih vremenskih dogodkov- poplav, neurij, vročinskih

valov, suš. Ledeniki bodo do konca stoletja ohranili zgolj 5% svojega obsega (ARSO,

2010).

Zaskrbljujoče je dejstvo, da tudi če bi povsem zaustavili naraščanje koncentracije

toplogrednih plinov, vseeno ne bi mogli zaustaviti procesa spreminjanja podnebja, saj

imajo tovrstni plini dolgo ţivljenjsko dobo. Dejstvo, da bi naj še okrog leta 2030

prevladovala fosilna goriva, ki ob izgorevanju spuščajo v ozračje toplogredne pline,

največ ogljikovega dioksida, in to predvsem zaradi nerazvitih drţav, je zaskrbljujoče.

Do pred nekaj leti je veljalo, da rešitev podnebnih sprememb predstavlja zmanjševanje

porabe fosilnih goriv in njihova nadomestitev z obnovljivimi viri energije. Danes pa

vemo, da je les bolje kot gorivo uporabiti kot gradbeni material, saj se pri gorenju lesa

sprošča ogljikov dioksid. Veliko pozornosti bi zato morali nameniti energetski

učinkovitosti stavb, ki predstavlja trajnostni vidik gradnje. To je namreč najbolj

učinkovit način, da ustavimo rast porabe energentov in nadaljnje onesnaţevanje okolja,

v katerem bodo prisiljene ţiveti prihodnje generacije.

Page 14: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 2

Velik potencial pri razreševanju tega problema imajo gozdovi in lesna biomasa. Gozd

predstavlja glavni ponor ogljikovega dioksida iz ozračja, pa tudi izdelki iz lesa lahko

učinkovito nadomestijo materiale, ki pri izdelavi potrebujejo veliko fosilne energije.

Tudi lesene hiše so učinkoviti blaţilci podnebnih sprememb, saj uskladiščijo 10.000-

25.000 kg ogljika, les ima veliko sposobnost akumulacije toplote, po končani

ţivljenjski dobi pa ga lahko recikliramo ali uporabimo kot energent.

Slovenija, ena najbolj gozdnatih deţel na svetu, ima veliko perspektivo pri gradnji

lesenih montaţnih hiš, ki pa se kljub obilici lesa še vedno gradijo v manjši meri kot

klasične zidane hiše. Pasivna hiša je nastala kot rezultat večletnega ukvarjanja z

nizkoenergijsko problematiko, ki je z stalnim izboljševanjem postala ena najbolj

energijsko varčnih hiš. Njena energijska varčnost je predvsem posledica toplotno

dobro izoliranega zunanjega ovoja, ki je zrakotesen in brez toplotnih mostov, k čemur

pripomorejo tudi visokoizolativna okna in vrata ter kontrolirano prezračevanje, zaradi

česar so potrebe po ogrevanju ali hlajenju bistveno manjše (do 90% ). Pasivne hiše tudi

vselej teţijo k uporabi obnovljivih in ekoloških materialov. Na tak način pasivne hiše,

še posebej lesene pasivne, znatno manj onesnaţujejo okolje zaradi manjše porabe

(obnovljivih) virov energije in gradnje iz ekoloških materialov.

Slika 1: Slovenija je ena najbolj gozdnatih deţel na svetu

Vir: www.zgs.gov.si (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 15: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 3

Namen, cilji in osnovne trditve

Namen naloge je predstaviti pasivno montaţno gradnjo ter njene prednosti in slabosti.

Zasnovati leseno montaţno pasivno hišo in na tem primeru razloţiti in grafično prikazati

vpliv orientacije, zasteklitve, zrakotesnosti, toplotne izgube, akumulacije, oblike zgradbe,

ovoj zgradbe, prezračevanje, ogrevanje na doseganje »pasivnosti«. Z računalniškim

programom PHPP dokazati energetsko učinkovitost zgradbe in doseganje standarda

nizkoenergijske - pasivne hiše (manj kot 15 kWh/m2a letne potrebne energije za

ogrevanje). Poleg tega razloţiti vpliv spreminjanja steklenih površin in njihove

razporeditve na energetsko učinkovitost.

Cilji naloge so s predstavitvijo lesene montaţne pasivne gradnje doseči večjo ozaveščenost

ljudi o številnih prednostih tovrstne gradnje ter s tem prispevati k večji energijski

učinkovitosti objektov in večji rabi obnovljivih virov energije. Cilj je prepričati ljudi, da

velike steklene površine, ob pravilnem načrtovanju in izvedbi, ne predstavljajo energijskih

izgub, ampak celo energijske dobitke.

Teza naloge je s pomočjo programa Passivhausprojektirungspaket (PHPP) računsko

dokazati energijsko učinkovitost pasivne gradnje in dokazati, da velike steklene površine v

pasivnih hišah (ob dobrem načrtovanju in izvedbi), ne predstavljajo energijskih izgub,

temveč dobitke energije ter računsko pokazati razliko v potrebah po energiji.

Predpostavke in omejitve

Teza sloni na predpostavki, da je obravnavana pasivna hiša izvedena v skladu z osnovnimi

kriteriji za doseganje pasivnosti - konstrukcija brez toplotnih mostov, kontrolirano

prezračevanje, zrakotesnost toplotnega ovoja, trojna zasteklitev, opremljenost hiše z

energijsko učinkovitimi napravami ( prezračevalna, ogrevalna naprava, …).

Predvidene metode raziskovanja

Prvi del naloge bo teoretičen, slonel bo na dostopnem gradivu o pasivnih hišah. Drugi del

naloge bo praktičen, kjer bom predstavila idejno zasnovo pasivne hiše, ter s programom

PHPP dokazala njeno energetsko učinkovitost. Predvidevam, da bom dosegla pasivni

standard s spreminjanjem površine in orientacije steklenih površin ter z vgradnjo aktivnih

sistemov.

Page 16: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 4

2 OPIS GRADBENIH MATERIALOV

2.1 LES

Les je naraven material in hkrati tudi eno najstarejših gradiv, s katerim so ljudje začeli

ustvarjati prva zatočišča. Sprva se je uporabljal v konstrukcijske namene, ker je bil (skoraj)

povsod dostopen in ker ni bilo na voljo drugih umetnih materialov. Danes je les v gradnji

cenjen zaradi številnih prednosti, ki jih imajo leseni objekti in bivanje v njih. Njegove

pozitivne lastnosti, kot so zmoţnost dihanja, uravnavanja vlage, čiščenja zraka, prijetnost

na dotik ter številne druge ga delajo zelo dragocenega in zagotavljajo njegovo uporabnost

tudi v sodobnem času (www.slonep.net, 2010)

Slika 2: Les je naraven material z edinstvenimi lastnostmi

Vir: www.zgs.gov.si (prevzeto 14. 9. 2010)

2.1.1 Prednosti lesa

Prednost lesa pri uporabi v konstrukcijske namene je v tem, da ima les zaradi svoje

zgradbe majhno gostoto (4-6-krat manjšo od betona), ki mu omogoča, da ima ob enaki

masi veliko večjo nosilnost kot beton. Njegova tlačna trdnost je primerljiva z betonom, les

pa ima tudi večjo natezno trdnost kot beton. Les je dober toplotni izolator. To njegovo

lastnost s pridom uporabljajo v mrzlih deţelah, kot so Skandinavija, Japonska, medtem ko

v juţnih deţelah lesenih hiš skoraj ne najdemo. Razlog je v tem, da ko pride v hišo s

prezračevanjem vročina, se ta akumulira v les in se počasi sprošča v prostor. Les je tudi

Page 17: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 5

dober absorber zvoka. Pomembno pri tem je, da so pore odprte, saj se potem zvok

absorbira, če so pore zaprte pa se zvok odbije, zaradi tega je zelo pogosto rabljen kot

akustični material.

2.1.2 Slabosti lesa

Kot vsak material ima tudi les pomanjkljivosti. Posledica njegovega naravnega izvora je

anizotropija - različno obnašanje v različnih smereh, izpostavljenost škodljivcem in slaba

trajnost. Trajnost lesa povečamo tako, da ga osušimo in preprečimo vdor vlage, s čemer

škodljivcem odvzamemo enega osnovnih pogojev za ţivljenje in tako podaljšamo njihovo

trajnost (Premrov, Dobrila, 2008b). Zanimivo pa je, da če je les konstantno v slani vodi, ki

uniči škodljivce, ima neskončno trajnost. Zaradi svojega naravnega izvora in zgradbe je les

vedno bolj ali manj vlaţen – to imenujemo higroskopnost lesa. Posledica higroskopnosti pa

je krčenje in nabrekanje ob spremembah vlaţnosti, kar je ena najbolj neugodnih lastnosti

lesa in pogost vzrok lesnih razpok. Zaradi majhne lastne teţe je slabše odporen na zelo

močan veter. Za les značilna lastnost je poţarna neodpornost, vendar lesene konstrukcije

niso tako zlahka gorljive, kot pogosto zmotno mislimo. Leseni elementi so namreč na

površini suhi, proti notranjosti pa vedno bolj vlaţni. Zaradi tega les gori samo na površini,

kjer se ustvarja zooglenela plast, ki deluje kot samozaščita, v notranjosti pa les ne zgori.

Tako so lesene konstrukcije dejansko bolj odporne na visoke temperature kot betonske ali

jeklene. Veliki upogibi in močnejše občutenje vibracij so posledica še ene negativne

lastnosti lesa, nizkega modula elastičnosti, zaradi česar so lesene konstrukcije višinsko in

razponsko veliko bolj omejene kot jeklo ali beton.

2.1.3 Mehanske lastnosti lesa

Ene osnovnih lastnosti lesa za nosilne konstrukcije so mehanske lastnosti lesa. To so tiste

lastnosti, ki nastanejo v lesu zaradi delovanja zunanjih sil in so odvisne od strukture, napak

lesa ter nekaterih fizikalnih lastnosti lesa - poroznosti, gostote in vlaţnosti. Značilnost lesa

je izrazita anizotropija materiala, kar pomeni, da se mehanske lastnosti lesa glede na smer

vlaken izrazito spreminjajo. Mehanske lastnosti lesa ločimo v osnovi na tri skupine:

trdnost, modul elastičnosti in duktilnost/ ţilavost.

Page 18: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 6

2. 1. 3. 1 Trdnost lesa

Trdnost lesa je mejna napetost v lesenem elementu, pri kateri se prične rušiti antomska

struktura lesa. Trdnost, kot ena najpomembnejših lastnosti lesa neposredno vpliva na

dimenzioniranje lesenih prerezov. Kot ţe omenjeno, lastnosti lesa so zelo odvisne od tega,

ali napetosti potekajo vzporedno z vlakni ali pravokotno na njih. Znano je, da les nosi

vzporedno z vlakni bistveno več, kot pa pravokotno na njih. Ortotropija se pri lesu najbolj

kaţe pri natezni obremenitvi, nekoliko manj pri tlačni in najmanj pri upogibni trdnosti.

Poenostavljeno računamo z lesom kot ortotropnim materialom-to pomeni, da z njim

računamo kot, da ima v ima v vseh smereh enake lastnosti, razlikujemo pa le smer

vzporedno ali pravokotno na vlakna. Ločimo več vrst trdnosti: tlačno, natezno, upogibno,

striţno trdnost.

Dejavnikov, ki vplivajo na lesno trdnost je več, vsi pa so povezani z načinom rasti lesa. Na

trdnost ima največji vpliv vrsta lesa, ki na trdnost lesa vpliva s širino branik. Ta pa se

razlikuje pri iglavcih in listavcih in ker imajo iglavci širše branike, je posledično njihov les

manj trden. Poleg tega pa na trdnost vplivajo še anizotropija, poroznost, vlaţnost in napake

v lesu. Bolj kot je les porozen, manjšo ima trdnost, s tem pa tudi nosilnost. Poroznost pa ni

konstantna po celotnem prerezu, temveč razlikujemo spomladanski in jesenski les. Iglavci

hitreje rastejo spomladi, zato je njihov spomladanski les manj trden kot jesenski, medtem

ko je pri listavcih obratno- jeseni rastejo hitreje, zato je njihov jesenski les manj trden. S

poroznostjo povezana, je tudi vlaga v lesu. Na splošno velja, da vlaga negativno vpliva na

trdnost lesa. Pri tem je zanimivo, da ko enkrat doseţemo točko zasičenosti (vse pore so

zapolnjene z vodo), lahko vlaga narašča, a trdnost lesa ostaja konstantna (Premrov,

Dobrila, 2008b).

Page 19: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 7

Graf1: Prikaz vpliva smeri vlaken na trdnost lesa

Vir: Premrov, Dobrila, 2008

Tlačna trdnost lesa

Tlačna trdnost lesa pomeni normalno tlačno napetost v prečnem prerezu, ki povzroči

porušitev elementa v prerezu [8]. Določevanje tlačne trdnosti se izvaja z laboratorijskimi

preizkusi na predpisanem številu vzorcev. Glede na ortotropijo lesa razlikujemo tlačno

trdnost vzporedno z vlakni lesa in tlačno trdnost pravokotno na vlakna. Velja, da je tlačna

trdnost vzporedno z vlakni 3-10-krat večja od tlačne trdnosti pravokotno na vlakna.

Za les je značilno duktilno obnašanje, kar pomeni, da se mu postopoma niţa trdnost, ob

čemer so vidni signali, da se v njem nekaj dogaja. Do točke proporcionalnosti, ki je pri

50% tlačne trdnosti, se obnaša elastično, (bolj kot povečamo tlačne obremeniteve, večje so

deformacije), nato so deformacije vedno večje - obnaša se vedno bolj plastično, vse dokler

ne preseţemo tlačne trdnosti, pri kateri se les poruši. Dolgotrajne obteţbe slabo vplivajo na

tlačno trdnost lesa, ki se zato občutno zmanjša (za okrog 55-65%). Zaradi duktilnosti les

dobro prenaša dinamične tlačne napetosti, zato ga je smiselno uporabiti, kjer so tovrstne

obteţbe pričakovane.

Page 20: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 8

Graf 2:Prikaz elasto-plastičnega obnašanja lesa

Vir: Premrov, Dobrila, 2008

Na tlačne napetosti pravokotno na vlakna je les slabo odporen. Pri majhnih obremenitvah

se obnaša povsem elastično, ko preseţemo mejo proporcionalnosti, se začne obnašati

plastično – vse bolj se stiska, deformira zaradi majhne trdnosti, kar imenujemo gnetenje

lesa. Glede na lego tlačne sile ločimo trdnost pravokotno na vlakna v radialni in tangentni

smeri. Zaradi večje zbitosti v radialni smeri je tudi trdnost v tej smeri nekoliko večja.

Natezna trdnost lesa je zelo odvisna od tega, v kateri smeri vlaken deluje napetost

(ortotropija). Les dosega največjo natezno trdnost vzporedno z vlakni, najmanjšo pa

pravokotno na vlakna. Natezna trdnost vzporedno z vlakni lesa je odpornost materiala na

natezne napetosti, ki delujejo vzporedno z vlakni. Velik vpliv nanjo imajo nepravilnosti v

zgradbi lesa, še posebej nevarne so grče, v katerih les ne nosi nateznih napetosti. Natezna

trdnost pravokotno na vlakna je odpornost lesa na natezne napetosti, ki delujejo

pravokotno na njegova vlakna in je v splošnem 30-50-krat manjša od natezne trdnosti

vzporedno z vlakni.

Upogibna trdnost lesa

Razlike med natezno in tlačno trdnostjo lesa oziroma razlike med njunima σ-ε

diagramoma, določajo njegovo upogibno trdnost. Glede na smer upogiba z ozirom na smer

letnic, ločimo radialni in tanegntni upogib. Pri prvem poteka obteţba radialno na letnice,

pri drugem pa tangentno.

Page 21: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 9

2.2 STEKLO

2.2.1 Zgodovina uporabe stekla

Steklo je v uporabi ţe od antične dobe naprej, ko so Rimljani steklene površine uporabljali

kot solarno arhitekturo - steklenjaki, strehe kopališč, podeţelskih vil. V srednjem veku se

je nanj skoraj pozabilo, intenzivneje se v začelo uporabljati šele v 19. stoletju v času

industrijske revolucije, ko so potrebovali veliko naravne svetlobe za delo s stroji.

Danes je steklo eden najpomembnejših gradbenih materialov, predvsem zaradi svoje

zmoţnosti prepuščanja naravne svetlobe v notranje prostore. Poleg tega je pomembna tudi

njegova estetika, zvočna zaščita, trajnost in enostavno vzdrţevanje ter vedno bolj tudi

energijska učinkovitost.

Vprašanje energijske učinkovitosti stekla se pojavi šele konec 20. stoletja. Steklo ima

namreč visok koeficient toplotne prehodnosti U [W/m2K], zato lahko predstavlja toplotni

most. Vendar pa sodobna okna niso več energijsko šibke točke stavbe. Odlikujejo se po

energijski učinkovitosti ter prispevajo k trajnostnemu razvoju bivalnega okolja (Šijanec

Zavrl, 1999). Tako se je skozi čas koeficient prehodnosti stekla zmanjšal, s pomočjo

večslojnih zasteklitev in izolativnih plinov. Leta 1980 je znašal koeficint za enoslojno

zasteklitev U= 5,6 W/m2K, od leta 2002 pa samo U= 1,4 W/m

2K za dvoslojno toplotno

izolativno steklo z argonom (Zbašnik Senegačnik, 2008).

2.2.2 Steklo v gradbeništvu

Steklo je anorganski proizvod taljenega kremena, ki postane pri ohlajanju na sobno

temperaturo trdo in krhko (www.montazne-hise-on.net, 2010). V gradbeništvu se

uporabljajo predvsem natrijeva - kalcijeva stekla, katerih večinski deleţ predstavlja

kremenčev pesek (60 %) in ostale primesi. Glede na način izdelave, razlikujemo številne

vrste stekla. V gradbeništvu se steklo uporablja kot okensko steklo, steklo za notranje

zasteklitve, kot arhitekturni element zgradb (fasad). Poleg tega se iz stekla izdelujejo

Page 22: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 10

steklena vlakna, ki se uporabljajo kot zelo učinkovita toplotna izolacija, predvsem pri

pasivnih hišah. Posebna vrsta stekla je penjeno steklo, ki nastane s kemičnim postopkom,

pri katerem v stekleno maso vnesemo mehurčke plina, zaradi katerih je steklo bolj lahko,

izolativno, trdno, negorljivo in ne prepušča vode, uporablja se tudi kot podlaga za

temeljenje pasivnih hiš, vendar je še precej drago.

Slika 3: Penjeno steklo

Vir: http://www.misapor.si/ps/ (prevzeto 14. 9. 2010)

2.2.3 Fizikalne lastnosti stekla

Steklo je krhek, na kemikalije odporen material, dober električni izolator, predvsem pa bolj

slab toplotni izolator, s toplotno prehodnostjo U= 0,8 W/m2K. Zaradi transparentnosti in

»učinka tople grede« lahko steklene površine uporabljamo za naravno ogrevanje stavb.

Steklene površine namreč omogočajo pasivni zajem sončne energije, saj propušča valovne

dolţine sončnega obsevanja, ne propušča pa valovnih dolţin, ki jih oddajajo telesa v

prostoru.

Steklo ima visoko tlačno trdnost (700- 900 N/mm2) ter precej niţjo upogibno trdnost, ki

znaša 25 - 120 N/mm2, saj je odvisna od vrste stekla (Grobovšek, 2010). Ko nastanejo

prevelike natezne napetosti na površini stekla (upogibanje stekla, nenadne temperaturne

spremembe za 50 K), se steklo zlomi. Kosi zlomljenega stekla imajo ostre robove in so

nevarni. Če ţelimo, da bo steklo trdnejše in varnejše, ga je treba kaliti (www.reflex.si,

2010)

Page 23: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 11

2.2.4 Steklo v okvirnih lesenih konstrukcijah

Vgrajevanje večjih steklenih površin v lesene konstrukcije je trend današnjega časa,

povezan s podnebnimi spremembami in energijsko učinkovitostjo. Področje rabe velikih

steklenih površin v okvirnih lesenih konstrukcijah je do nedavnega bilo še precej

neraziskano. Neraziskane so bile predvsem konstrukcijske in tehnološke novosti stekla, ki

bi se uporabljalo kot obloţni material, ustrezno pritrjen na okvir lesa, namesto klasičnih

materialov za oblaganje, kot so mavčno-vlaknene plošče ali OSB plošče.

Do nedavnega je veljalo, da bi bila pomembna novost, če bi pri večetaţni leseni zgradbi

uporabili lesen okvir s steklenimi površinami. To namreč pomeni, da bi steklo moralo biti

dovolj natezno odporno, duktilno in poleg tega še horizontalno stabilizirati celoten objekt,

kar bi bilo moţno samo z uporabo stekla ustrezne mehanske kakovosti. Večje steklene

površine in leseni okvirji so se zato uporabljali le pri niţjih objektih, kjer horizontalne

obremenitve niso tako velike. Stabilnost konstrukcije se je dosegla z dodatno leseno ali

jekleno diagonalo, vstavljeno v stenski element, ki je ostala vidna (Premrov, Dobrila,

2008a).

Raziskave IBOISA (Laboratorija za lesene konstrukcije na švicarski šoli Ecole

Polytechnique Federale de Lausanne) iz leta 2006 - 2007, so pokazale, da je les in steklo

moţno spojiti v eni konstrukciji, ker je tak sistem horizontalno tog. Pokazalo se je, da

velike plošče stekla, ki so pritrjene na konstrukcijo lesenih okvirjev, celo povečajo

horizontalno togost stavbe. To je pomembna novost, ki bo v prihodnosti imela velik vpliv

na leseno arhitekturo. V njej bo namreč veliko stekla, ker uporaba steklenih elementov

krepi delovanje obstoječih površin. Steklo bi lahko sčasoma statično zmanjšalo ali celo

nadomestilo sisteme lesenih gradenj, ki jih uporabljamo danes (www.ibois.epfl/ch, 2010).

Največji vpliv bo to imelo na konstrukcije večetaţnih lesenih stavb, ki bodo zaradi

vgrajenega stekla in s tem povečane horizontalne togosti, imele manjše horizontalne

pomike. Posledično bodo tudi večetaţni leseni objekti imeli večje steklene površine na

fasadah, kot jih lahko imajo danes.

Vendar pa lahko povečano natezno trdnost in duktilnost stekla doseţemo samo s pomočjo

sodobnih steklenih materialov, ki omogočajo horizontalno stabilnost, zaradi česar lahko

Page 24: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 12

steklo obravnavamo kot nosilni obloţni material. Ti sodobni stekleni materiali so GFRP,

kaljeno steklo in laminirano steklo.

- GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer), krajše fiberglass, je pomemben nadomestek

stekla, zaradi številnih prednosti: majhna masa, odpornost na kemikalije, kisli deţ, sol,

konstrukcije izvedene v enem kosu, nizki stroški vzdrţevanja in trajnost. Iz tega materiala

se lahko oblikujejo kakršnekoli oblike, saj se zmes iz poliestra in epoksi smole vlije v

kalup.

Slika 4: Mobilni paviljon Zahe Hadid, narejen iz GFRP Slika 5: Prosojna steklena izolacija

Vir: www.bdonline.co.uk (prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008

- Kaljeno steklo se izdeluje s procesom kaljenja: močnega segrevanja pri 600 oC in hitrega

ohlajanja, s čemer dobimo okrog petkrat močnejše steklo. Pred začetkom procesa kaljenja

lahko nanj nanesemo tudi barve, ki se nato trajno oprimejo površine, zato je barvni nanos

odporen na čiščenje, vzdrţevanje (emajlirano steklo). Ob lomu razpade na majhne koščke.

Uporablja se za zasteklitve fasad, samodejnih vrat.

- Laminirano steklo je sestavljeno iz dveh ali večih medsebojno povezanih stekel s

posebno PVB folijo, kar mu daje odlično zvočno izolacijo. V primeru loma ne razpade na

koščke, ampak ostane zlepljeno.

Slika 6: Kaljeno steklo Slika 7: Laminirano steklo

Vir:www.abs.hr.steklo (prevzeto 14. 9. 2010) Vir:www.abs.hr.steklo (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 25: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 13

3 MONTAŢNA LESENA GRADNJA

Lesena montaţna gradnja je gradnja prihodnosti. Zanjo je značilen nekoliko drugačen

potek gradnje, kot ga poznamo pri klasični gradnji. Kletna plošča (oziroma klet s temelji)

se zgradi enako kot pri zidani hiši, le da je potrebna večja natančnost zaradi postavljanja

montaţnega dela. V proizvodnji se izdela večina posameznih sestavnih delov hiše, na

gradbišču poteka samo suhomontaţna gradnja - montaţni del hiše postavijo na kletno

ploščo, zaradi česar ima tovrstna gradnja številne prednosti pred klasično gradnjo

(www.slonep.si, 2010).

1.1 Prednosti montaţne gradnje

Montaţne hiše imajo boljše gradbeno fizikalne lastnosti od klasičnih, saj imajo bolje

izoliran toplotni ovoj, zato prihranimo na energiji za ogrevanje/hlajenje ter s tem manj

obremenjujemo okolje. Tovrstne hiše so sestavljene iz naravnih materialov – večinoma

lesa in mavčno-vlaknenih plošč, ki sta izjemno zdrava materiala, ekološko neoporečna in

pri njuni proizvodnji se porabi bistveno manj energije kot za izdelavo opečnatih ali

betonskih zidakov.

Tabela 1: primerjava različnih lastnosti lesene in opečne hiše

Vir: raziskava Kitek Kuzman M. na Biotehniški fakulteti, Univerze v Ljubljani, Ali bo les kot obnovljivi

Material postal gradbeni material 21. stoletja?

Naslednja pomembna prednost je hitrost gradnje. Zaradi suhomontaţnega načina gradnje

in prefabrikacije elementov v proizvodnji, kjer so konstantno idealni pogoji za izdelavo

elementov, poteka montaţna gradnja zelo hitro in natančno. Ena od prednosti je tudi ta, da

Page 26: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 14

lahko pri enakih zunanjih gabaritih stavbe pri lesenih zgradbah pridobimo tudi do 10%

tlorisne površine, zaradi manjše potrebne debeline sten. Ţivljenjska doba montaţnih hiš je

primerljiva z ţivljenjsko dobo zidanih, paziti pa moramo, da so primerno vzdrţevane in da

so preprečeni vdori vode, saj vlago iz lesene hiše le steţka osušimo. Dobavitelji nam

nudijo garancijo na izdelavo in montaţo. Lesene zgradbe so dobro odporne na potresne

sunke, saj se les elastično odziva na potresne sunke. Zaradi majhne lastne teţe (nekje 4-

krat manjša od klasične) je manjša tudi potresna sila, zato so mehanske poškodbe na hiši

manjše kot sicer.

Montaţne hiše so tudi ognjevarne, saj les pri poţaru zoogleni le na površini, poleg tega pa

je lesena konstrukcija zaščitena z dvojnimi mavčno-vlaknenimi ploščami, debeline 15

mm, vsaka zagotavlja 30-minutno varnost pred ognjem. Mavčne plošče imajo v sebi

vezano vodo - 3 litre vode/m2 površine. Pri gorenju mavčna plošča odda vodo na svoji

hrbtni strani, ki se spremeni v paro in pri tem temperatura ne preseţe 110 o

C, kar zadrţuje

širjenje poţara (www.knauf.si, 2010).

3.2 Razširjenost lesene gradnje

Uporaba lesa za gradbene konstrukcije se v zadnjih letih povečuje tudi v Sloveniji, v

zadnjih petih letih smo zaznali kar 35% porast lesene montaţne stanovanjske gradnje

(www.bob.cpz-vecer.si, 2009). Razširjenost lesenih konstrukcij je v svetu zelo različna- v

nekaterih drţavah je gradnja lesenih objektov ţe tradicionalna (Kanada 95% vseh gradenj,

ZDA 65%, Japonska 50%, Skandinavija 70%), v drugih obravnavajo les kot manjvreden

material, objekte pa kot začasne (mediteranske drţave- juţna Evropa 3% vseh gradenj,

delno tudi srednjeevropske drţave, razen Nemčije 7%, Avstrije 8%). Slovenija je nekje v

sredini, saj vsi poznamo prednosti gradnje v lesu in imamo veliko lesa na voljo, kljub temu

pa je deleţ lesa v gradbeništvu še vedno precej nizek, okrog 7% (Srpčič, 2010).

V Severni Ameriki se gradi s klasičnim, ne-montaţnim sistemom - »balonska gradnja«,

kjer je nosilni del konstrukcije sestavljen iz okvirja - nosilni tramovi so povezani s stebri,

ki potekajo kontinuirno od tal do strehe, pri čemer je višina stebrov omejena na 8-10

metrov. Zato je ta sistem primeren le za niţje objekte do dveh etaţ. Drugi sistem pa

imenujemo »post and beam« okvirni sistem, kjer potekajo stebri le od etaţe do etaţe, ter so

Page 27: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 15

večinoma nekoliko večjega prereza kot pri »balonskem sistemu«. Zaradi dobrih

izolativnih lastnosti lesa in številnih gozdov je les v Skandinaviji zelo priljubljeno

gradivo. Zelo malo lesenih objektov se zgradi v vzhodni in juţni Evropi, zaradi

predsodkov o trajnosti in gorljivosti, predvsem pa zaradi lesne akumulacije toplote, ki

oteţuje hlajenje v vročih klimatskih razmerah.

3.3 Konstrukcijski sistemi lesene gradnje

Strešne konstrukcije večine hiš so lesene, in to ne naključno. Les je namreč ţe od nekdaj

znan kot odličen material za izdelavo gradbenih konstrukcij. Tudi trendi v sodobni

arhitekturi narekujejo vedno večjo uporabo lesa: v naravni masivni obliki in obliki

kompozitnih materialov. Poznamo več lesenih konstrukcijskih sistemov, katerega bomo

izbrali za našo gradnjo pa je odvisno od številnih zahtev, ki jih mora konstrukcija oziroma

objekt izpolniti. V konstrukciji se morajo preplesti arhitekturne, gradbeno-konstrukcijske

in gradbeno-fizikalne zahteve na način, da je zagotovljena tudi dobra funkcionalnost

objekta. Ločimo šest različnih lesenih konstrukcijskih sistemov (Zbašnik Senegačnik,

2009/a).

Kladna, predalčna in stebrna konstrukcija predstavljajo tradicionalne vrste nosilne

konstrukcije lesenih objektov, ki jih v novejšem času vse bolj nadomeščajo sodobne

nosilne konstrukcije - panelna, okvirna in masivna nosilna konstrukcija (Lopatič, 2009).

Značilnost tradicionalnih sistemov je velika poraba časa za montaţo na gradbišču.

3.3.1 Masivna konstrukcija

Ena najstarejših gradbenih tehnik oziroma konstrukcij je brunasta (kladna) konstrukcija,

značilna za Alpe, Skandinavijo ter sredno in vzhodno Evropo, kjer prevladujejo iglasti

gozdovi. Zanjo je značilno, da so stene grajene iz brun (hlodov, kasneje tudi klad in

plohov) poloţenih ena na drugo, ki se izdelajo v delavnici in se potem na gradbišču

sestavijo. Brune so okrogle oblike in praviloma povezane brez veznih sredstev, samo s

kriţnimi zarezami, na katere deluje lastna teţa konstrukcije in blokira premike. V vzdolţni

smeri so minimalno prirejene, da dobro nalegajo ena na drugo, v vogalih pa so stikovane

Page 28: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 16

na uleg. Klade pa so oglate, na vseh štirih straneh obţagane ali obtesane, vzdolţno se med

sabo lahko stikujejo po sistemu utor – pero ali s sidranimi vezmi. Skozi čas sta se razvili

dve tehniki kladne gradnje: pri prvi imamo zgolj masivne brune, ki morajo imeti posebej

izveden in zatesnjen vzdolţni stik in so brez toplotne izolacije, pri drugi pa novejše kladne

zgradbe, ki imajo stene sestavljene iz večih plasti – na zunanji strani so tanjše brune,

znotraj lesena stenska obloga, vmes pa toplotna izolacija.

Slika 8: Sodobna montaţa brunarice Slika 9: Povezava brunastega in panelnega sistema

Vir: www.homesteadtimbers.com (prevzeto 14.9.2010) Vir: www.epicstrendz.com (prevzeto 14. 9. 2010)

Kladne konstrukcije dobro prevzemajo natezne, striţne, tlačne in upogibne napetosti.

Zaradi majhne višine in mase so praviloma potresno dobro odporne, sicer pa vso

horizontalno obteţbo potresa prevzamejo polkroţni vogalni stiki, v katerih nalegajo brune

ena na drugo. Potresno najbolj varne so sodobne kladne konstrukcije, ki imajo natančno,

strojno izvedene stike in sidrane vezi med brunami. Historične kladne konstrukcije pa so

pogosto potresno problematične zaradi nepovezanosti brun v vertikalni smeri in reţ v

vzdolţnih stikih brun, ki zmanjšujejo togost objekta. Omejitev pri načrtovanju brunastih

konstrukcij predstavlja dolţina hloda, brune oziroma ploha, zato se na tak način gradijo

predvsem manjši objekti (Koren, 2010).

V zadnjih desetih letih se je razvil drug inovativni sistem masivne gradnje, ki je zaradi

številnih prednosti danes vse bolj uporabljan: masivni panelni (KLH) sistem. To je

sodobno kompozitno gradivo, sestavljeno iz kriţno lepljenih lesenih panelov (lamel

oziroma desk), ki so pod visokim pritiskom zlepljene skupaj. Stena je torej sestavljena kot

kompozit, iz večih plasti lesenih lamel, ki so enkrat zlepljene prečno in drugič vzdolţno s

steno. Ker ima les vzporedno in prečno z vlakni drugačne lastnosti, jih ta sistem kombinira

Page 29: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 17

in ima zato boljše in enakomernejše mehanske lastnosti kot masivni les ali zgolj

enosmerno lepljeni elementi. S kriţnim lepljenjem lesenih lamel doseţemo, da imajo leseni

elementi enakomernejše mehanske lastnosti ter se pri obremenitvah bo lj homogeno

obnašajo, zaradi česar se tudi prerezi manj krivijo in ne pokajo (Dujič, 2010).

Slika 10: KLH sistem v notranjosti objekta Slika 11: Prikaz kriţnega lepljenja desk

Vir: www.archiexpo.com (prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Kitek Kuzman, 2008/b (prevzeto 14. 9. 2010)

Zaradi kriţnega lepljenja lamel sistem enako dobro prenaša obteţbe v obeh pravokotnih

smereh, zato se uporablja tako za stenske kot stropne elemente. Kriţno lepljenje tudi omeji

krčenje in nabrekanje lesa na minimalno vrednost. Zaradi masivnosti je sistem dobro

odporen na poţar. Uporablja se les iglavcev, število plasti pa mora biti liho (tri, pet ali

sedem) in je lahko celo do 50cm debeline. Nosilnost zidu lahko prilagajamo z ustreznim

številom plasti, njihovo debelino in usmerjenostjo lesenih lamel. Zaradi dobre nosilnosti je

moţno vgraditi veliko steklenih površin. Sistem je ekonomičen, saj se porabijo tudi manjši

kosi lesa, stopnja prefabrikacije velika, posledično je potek gradnje na gradbišču hiter.

Zaradi sestave iz lamel, ta sistem nima dimenzijskih omejitev, zato njegova uporaba

narašča predvsem pri večnadstropnih in večjih objektih. »Tako postajajo večnadstropni

objekti iz kriţno lepljenega lesa dan za dnem vse močnejša in ekonomsko upravičena

alternativa tudi betonskim in zidanim konstrukcijam po vsej Evropi» (Dujič, 2010). Pred

kratkim je bila v Londonu po tem sistemu zgrajena najvišja moderna zgradba z v celoti

leseno nosilno konstrukcijo- Murray Grove Tower, ki ima osem lesenih masivnih etaţ nad

betonskim pritličjem. V zadnjem času se na trţišču pojavljajo tudi leseni zidaki, ki se

spajajo na utor in pero, zato je omogočena hitra gradnja in svoboda pri oblikovanju tlorisa.

Page 30: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 18

3.3.2 Okvirna panelna konstrukcija

Zaradi izboljšav v 80-ih letih na področju montaţne gradnje se je po celem svetu razširila

okvirna panelna konstrukcija. Ta je v slovenski lesni industriji tudi najpogosteje

uporabljana. Pomembne izboljšave so bile: prehod od izvedbe na gradbišču do

prefabrikacije v tovarni, prehod od osnovnih mer k modularnim, vedno večja uporaba lesa

v gradbeništvu, razvoj od malostenskega k velikostenskemu montaţnemu panelnemu

sistemu (Premrov, Dobrila, 2008/a).

Osnovni nosilni vertikalni elementi so panelne stene, ki nosijo obremenitve in so

sestavljene iz nosilnih lesenih okvirjev ter obloţnih plošč. Okvirji so sestavljeni iz stebrov

in prečk ter obojestransko obloţeni z mavčno-kartonskimi ploščami, mavčno-vlaknenimi

lesocementnimi, OSB ali ivernimi ploščami, prostor med njimi pa je zapolnjen s toplotno

izolacijo. Okvir je torej nosilni element, obloga ščiti notranjost objekta in konstrukcijo pred

atmosferskimi vplivi, poţarom, poveča togost okvirja, polnilo pa ima izolacijsko funkcijo.

Gradnja poteka etaţno - platformno: ko so enkrat zmontirane stene, se zmontirajo tla za

naslednjo etaţo. Zato je ta sistem zelo uporaben za večnadstropne stavbe in interes zanj v

svetu narašča. Poleg tega so vsi elementi montaţni, zato je potek gradnje zelo hiter. Glede

na velikost elementov ločimo malopanelni in velikopanelni montaţni sistem (Hrovatin,

2008).

Slika 12: Tipski element malopanelnega sistema Slika 13: Montaţa velikopanelnega sistema

Vir: Kitek Kuzman, 2008/b Vir: www.slonep.si (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 31: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 19

Za malopanelni sistem so značilni manjši elementi, tipske širine 125 cm in višina etaţe

250-265 cm ter sestavljenost lesenega okvirja iz treh lesenih stebričkov tipskih dimenzij ter

dveh, treh gred pritrjenih med njih. Širina elementov se ujema z modularno mreţo objekta.

Lesen okvir je obloţen z dvojnimi obloţnimi ploščami, ki so lahko različnih vrst, in so s

sponkami v določenem razmaku pritrjene na lesen okvir. Osnovni elementi so se izdelali v

tovarni, nato pa so se na gradbišču povezali v konstrukcijo, vgradile so se instalacije,

toplotna izolacija, obloţne plošče. Ta sistem je za današnje razmere zastarel in ni več

veliko v uporabi (Premrov, Dobrila, 2008/a).

Velikopanelni sistem pa je pomembna izboljšava malopanelnega. Od malopanelnega

sistema se loči po veliko večjih dimenzijah, saj je enake dolţine kot ena stranice hiše,

doseţe lahko maksimalno 12,5 m dolţine v enem kosu. Celotna stena vključno z

instalacijami in stavbnim pohištvom je izdelana z računalniško natančnostjo v tovarni in je

nato s kamioni prepeljana na gradbišče, kjer se z ţerjavi samo sestavi skupaj.

Problematični so stiki med paneli, ki morajo biti čim boljše načrtovani izvedeni, kar pa z

današnjo tehnologijo ni več problem. To daje sistemu veliko prednosti- zelo natančno

izdelavo, manjše moţnosti napak, manj teţav z vremenom in hitro gradnjo (www.slonep.si,

2010).

3.3.3 Skeletna konstrukcija

Skeletne ali stebrne konstrukcije so klasične konstrukcije in ne montaţne, saj temeljijo na

skeletu iz lesenih stebrov in nosilcev, ki se sestavijo na gradbišču. Skelet je nosilen in

prevzema obremenitve. Stene pa nimajo nosilne funkcije, zato so moţne naknadne

spremembe tlorisov, kar nam omogoča arhitekturno neodvisnost. Skelet se lahko zastekli,

zazida ali zapolni s prefabriciranimi elementi, npr. opeko. Strojne instalacije se, kot pri

klasični gradnji, izvedejo na gradbišču. Stebri in nosilci so največkrat iz masivnega

ţaganega lesa, pri javnih objektih ali organsko zasnovanih objektih pa iz lepljenega

lameliranega lesa in konstrukcijskega kompozitnega lesa (Hrovatin, 2008). Skeletno

konstrukcijo ločimo od okvirne po tem, da stebri potekajo kontinuirno od tal do strehe

objekta, medtem ko pri okvirni potekajo le čez eno etaţo. Spoji se izvajajo predvsem s

kovinskimi veznimi elementi. Skeletne konstrukcije so najpogostejše v ZDA, kjer jih

Page 32: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 20

imenujejo »balloon« sistem, jih pa proizvajamo tudi pri nas (npr. Kager hiša). Najlepši

tradicionalni slovenski primeri skeletne gradnje so kozolci.

3.3.4 Mešan sistem konstrukcije

Ta sistem danes ni več v rabi, je pa značilen za tradicionalne hiše številnih mestnih jeder v

celinskem delu Evrope (Norveška, Švedka, Finska). Mešan sistem konstrukcije pomeni, da

imajo leseno konstrukcijo (stebre), spojeno s tesarskimi zvezami in lesene diagonale, ki

konstrukciji dajejo togost, vmesni prostor je zapolnjen z ometano opeko.

Slika 14: Mešana konstrukcija Slika 15: Skeletni sistem

Vir: www.public-domain-image.com (prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Kitek Kuzman, 2008/b

Page 33: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 21

4 PASIVNA GRADNJA

4.1 Definicija pasivne hiše

Začetki »pasivnega dizajna« sodijo v 80. leta preteklega stoletja na Danskem in Švedskem,

kjer so prvi začeli z gradnjo nizkoenergijskih in solarnih hiš. Leta 1991 sta dr.Wolfgang

Feist in Bo Adamson v Darmstadtu v Nemčiji zgradila prvo pasivno hišo. V naslednjem

desetletju se je ta koncept močno razširil, nastal je standard pasivnih hiš, ki se gradijo od

leta 1998. Največ pasivnih hiš je nastalo v Nemčiji, Avstriji, razširjene so tudi v Švici, na

Nizozemskem, Italiji ter drugih celinah (Zbašnik Senegačnik, 2008).

Nizkoenergijske so vse hiše, katerih poraba je manjša kot jo zahtevajo standardi za

energijsko učinkovitost novih hiš. Nizkoenergijske hiše, ničenergijske, pasivne, energijsko

samozadostne, plusenergijske hiše spadajo v skupino energijsko varčnih hiš, vsaka od njih

je kategorizirana po količini toplote, ki jo potrebuje za ogrevanje. Značilnost tovrstnih hiš

je tudi toplotno ugodje, zdrav ambient, niţje stroške ogrevanja, visoko stopnjo

zadovoljstva uporabnikov (Premrov, Ţegarac Leskovar, 2010).

Podlaga pasivnega modela hiše je, da se v največji moţni meri izkoristi pasivne

tehnologije, in s tem zmanjša potreba po aktivnih tehnologijah, ki porabljajo fosilna

goriva. Pasivna hiša je energijsko varčna zgradba, ki ima zaradi izkoristkov sončne

energije in izkoriščenih notranjih virov toplote ob minimalnih toplotnih izgubah minimalne

potrebe po dodatnem ogrevanju v zimskem času ali hlajenju v poletnem času. Tovrstne

zgradbe nudijo najvišje bivalno ugodje ob minimalnih stroških ogrevanja, saj v njih ne

potrebujemo klasičnega, aktivnega ogrevalnega sistema ali klimatskih naprav. Zaradi

pasivne izrabe sončne energije jih tudi imenujemo »pasivne hiše«. Zgrajene so lahko iz

različnih gradiv- opeke, lesa ali celo betona.

Page 34: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 22

Vendar pa pasivna gradnja ni nova tehnologija gradnje, ampak le dosledno izpeljana in

ponekod nadgrajena, nizkoenergijska gradnja. Tlorisna zasnova in oblika zgradbe nista

omejeni, čeprav je smiselno graditi kompaktne zgradbe, s premišljeno razporeditvijo

prostorov, zaradi optimiranja toplotnih izgub. V pasivnih hišah se ţivi enako kot v vseh

drugih hišah. Pasivne hiše so poleg eno/večstanovanjskih zgradb tudi šole, vrtci, športne

hale, poslovne zgradbe, saj omejitev glede velikosti ni.

Razlike med nizkoenergijsko in pasivno hišo so majhne, saj tudi nizkoenergijske

predvidevajo vgradnjo tehničnih naprav za ogrevanje in prezračevanje. Pasivne hiše pa

morajo, poleg tega imeti še tehnično bolj izpopolnjen ovoj zgradbe in inovativnejše

tehnike. Glavni značilnosti pasivne hiše sta namreč odlično toplotno izoliran zunanji ovoj

(tudi okna in vrata), ki je zrakotesen, brez toplotnih mostov ter sistem kontroliranega

prezračevanja z vračanjem toplote odpadnega zraka. Zaradi tega ima pasivna hiša tudi 90%

manjšo potrebo po dodatni toploti kot običajne hiše (Zbašnik Senegačnik, 2008/a).

Slika 16: Shematičen prikaz izoliranosti klasične in pasivne hiše

Vir: http://hise.freevar.com/pasivne_hise.html (prevzeto 14. 9. 2010)

4.2 Toplotna bilanca pasivne hiše

Vsaka pasivna hiša ima enak osnovni koncept: zmanjšati toplotne izgube in optimizirati

solarne dobitke. Pri nas, v srednjeevropskem podnebju se v prvi vrsti posvečamo

zmanjševanju toplotnih izgub skozi ovoj zgradbe, saj mora biti zgradba dobro toplotno

izolirana, da se toplotni dobitki ne izničijo. To je pomembno predvsem pri velikih

Page 35: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 23

steklenih površinah, kjer skozi njih pridobimo veliko dobitkov sončnega obsevanja, a

hkrati je veliko tudi toplotnih izgub. Razmerje med sončnimi dobitki in toplotnimi

izgubami je zato odvisno od vrste in kakovosti zasteklitve. Če so toplotni dobitki večji od

izgub, jih imenujemo neto dobitki. Značilnost pasivnih hiš je, da se ti neto dobitki

pojavljajo v prehodnih letnih časih, zato takrat ni potrebno ogrevanje.

4.2.1 Vrste toplotnih izgub

Pri vsaki zgradbi se toplota izgublja na dva načina: s transmisijo in prezračevanjem.

Transmisijske toplotne izgube so posledica prehoda toplote skozi gradbeni element.

Kolikšen deleţ toplote se izgubi je odvisno od toplotne prevodnosti gradbenega materiala.

Transmisijske toplotne izgube označujemo s toplotno prehodnostjo U [W/m2K] in linijsko

toplotno prevodnostjo ψ –toplotni mostovi [W/mK]. Bolj kot je izoliran ovoj zgradbe in

manj kot je toplotnih mostov, manjše so tudi transmisijske izgube.

Prezračevalne toplotne izgube so posledica izmenjave zraka med zgradbo in okolico. Ta

izmenjava je lahko namenska- prezračevanje skozi okna ali nenamenska, ko skozi fuge,

špranje izgubljamo toploto. Prezračevalne izgube lahko zmanjšamo z zrakotesnim ovojem

ter okni in vrati, ampak s tem onemogočimo tudi dovod sveţega zraka v prostor. V ta

namen v pasivnih hišah vgrajujemo prezračevalne naprave z rekuperacijo.

Slika 17: Prikaz vrst izgub in dobitkov

Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a

Page 36: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 24

4.2.2 Vrste toplotnih dobitkov

Toplotne dobitke v zgradbo dobimo s sončnim obsevanjem in z notranjimi viri.

Skozi prosojne dele zgradbe, kot so steklene površine, prosojna toplotna izolacija, dobiva

hiša dobitke sončnega sevanja. Njihova količina je odvisna od orientacije prosojnih delov

in njihove površine (največ dobitkov je na juţnih površinah, manj na zahodnih in

vzhodnih, najmanj na severnih površinah), senčenja, vpadnega kota sončnih ţarkov,

umazanije na oknih…

Dobitki notranjih virov nastajajo, ko se sprošča toplota pri delovanju električnih naprav,

strojev, ljudi v zgradbi. Vsak človek oddaja v prostor toploto okrog 100 W, zato pri

izračunu upoštevamo število stalnih uporabnikov zgradbe. Vendar pa se nekaj notranjih

dobitkov izgubi zaradi izhlapevanja (-25 W) in hladne vode (-5W). Število uporabnikov pa

vpliva tudi na količino toplote, ki nastaja pri delovanju električnih naprav.

Graf 3: Vrste in deleţi izgub in dobitkov

Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a

Page 37: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 25

4.3 Izračun letne potrebne toplote za ogrevanje

Letno potrebno toploto za ogrevanje izraţamo z energijskim številom E [kWh/m2a].

Postopek je takšen, da najprej določimo toplotne izgube skozi ovoj (transmisijske,

prezračevalne) in nato od njih odštejemo toplotne dobitke (sončnega obsevanja in notranjih

virov). Razlika pomeni letno potrebno toploto za ogrevanje - ki pa ne sme preseči 15

kWh/m2a. Pri večji potrebi po ogrevanju ne zadostuje več toplozračno ogrevanje, ampak

klasični ogrevalni sistem. Ker načrtovanje toplotne bilance pasivne hiše ni enostavno in je

odvisno od mnogih faktorjev, si pri načrtovanju pomagamo s programom PHPP, ki je bil

razvit ravno s tem namenom.

4.4 Standard pasivne hiše

Trenutno veljavni Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, za

razliko od običajnih zgradb, za pasivne hiše ne predvideva nobenih dodatnih gradbeno-

fizikalnih zahtev. Ker v Sloveniji še ni ustanove, ki bi preverjala kakovost načrtovanja in

izvedbe pasivnih hiš, jih za nas certificirajo tuji instituti (npr. Passivhaus Institut Darmstadt

v Nemčiji).

Hišo lahko upravičeno imenujemo pasivna, ko dobi tudi ustrezen certifikat, s katerim se

potrdi, da hiša zadošča naslednjim specifičnim vrednostim za pasivne hiše (Feist v Zbašnik

Senegačnik, 2009a):

- letna potrebna toplota za ogrevanje ≤ 15 kWh/m2a

- letna skupna poraba primarne energije ≤ 120 kWh/m2a

- letna poraba električne energije ≤ 18 kWh/m2a

- letne toplotne izgube ≤ 10 kWh/m2a

Poleg tega pa morajo tudi komponente, ki so bile uporabljene pri izvedbi, izpolnjevati

visoke zahteve:

- toplotna prehodnost (U) vseh gradbenih elementov < 0,15 W/m2K

Page 38: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 26

(pri prostostoječi enodruţinski hiši celo < 0,10W/m2K)

- izvedba brez toplotnih mostov ψ ≤ 0,01 W/mK

- izredna zrakotesnost, kontrolirana s tlačnim preizkusom- vrednost n50 pri 50 Pa

tlačne razlike ≤ 0,6 h-1

- zasteklitve s toplotno prehodnostjo Uw < 0,8 W/m2K

- okenski okvirji s toplotno prehodnostjo Uf < 0,8 W/m2K

- poraba električne energije za pogon prezračevalne naprave ≤ 0,4 Wh/m3

prečrpanega zraka

- najniţje toplotne izgube pri porabi in distribuciji sanitarne vode

- učinkovita izraba električne energije v gospodinjstvu (stroji in naprave energijskega

razreda A in A+)

4.5 Ekologija v pasivni hiši

Pasivna gradnja bi morala biti tako energijsko, kakor tudi ekološko učinkovita. Nenazadnje

se pasivne hiše gradijo predvsem zaradi čim manjšega obremenjevanja okolja. V prvi vrsti

k temu spada ekološka izbira gradiv. To so energijsko nepotratni in zdravju ter okolju

prijazni materiali, ki bi morali za svojo proizvodnjo in odstranitev po končani ţivljenjski

dobi porabiti čim manj energije, in ne bi smeli spuščati nobenih strupenih emisij v

prostore, kar je sicer pogost vzrok bolezni. Lep primer ekoloških pasivnih hiš so pasivne

hiše iz slame in ilovice, ki imajo leseno konstrukcijo. Slama v obliki pravokotnih bal sluţi

kot izolacija, ilovnat omet jo varuje pred škodljivci in poţari, deluje kot parna zapora,

uravnava vlago v prostoru, shranjuje toploto. Konstrukcija je lesena – les pa ne rabi nobene

energije za svoj nastanek, po končani ţivljenjski dobi se lahko reciklira.

Slika 18: Slama in les sta ekološki gradivi

Vir: www.hisa.si (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 39: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 27

5 OSNOVNA NAČELA NAČRTOVANJA PASIVNE HIŠE

Ključna faza v procesu nastajanja pasivne hiše je zasnova. Ta je namreč pri pasivnih hišah

nekoliko bolj zapletena zaradi usklajevanja vgrajene tehnologije s tlorisi. Zato je ţe v fazi

zasnove pasivne hiše potrebno sodelovanje različnih strokovnjakov - arhitekta,

strokovnjaka gradbene fizike, strojnih in elektroinstalacij. Velikega pomena pri tem je

dodatno izobraţevanje strokovnjakov, saj sicer ni moţno optimalno načrtovati, niti

pravilno izvesti pasivne hiše (Zbašnik Senegačnik, 2009/b).

Zaradi številnih faktorjev, ki vplivajo na delovanje pasivne hiše, so se kot pomoč pri

načrovanju oblikovala načela, predstavljena v nadaljevanju. Zaradi preglednosti so

razdeljena na pasivne in aktivne sisteme.

5.1 Pasivni sistemi

Mednje štejemo vse sisteme, ki imajo posreden vpliv na delovanje pasivne hiše. Sem spada

izraba naravnih danosti okolja (orientacija), primernost zasnove objekta (izraba dobitkov

sončnega obsevanja skozi zasteklitve, akumulacija toplote, oblika zgradbe, temperaturno

coniranje, toplotna prehodnost gradbene konstrukcije, ter kakovost izvedbe (zrakotesnost,

konstrukcija brez toplotnih mostov). Velik pomen pri doseganju pasivnega standarda ima

toplotni ovoj zgradbe- njegova oblika, sestava in kakovost izvedbe. Zato je zelo

pomembno optimalno načrtovanje pasivne zgradbe.

5.1.1 Orientacija

Orientacija pasivnih hiš je zelo pomembna, saj omogoča optimalno izrabo sončnih

dobitkov. Količina dobitkov je odvisna od letnega časa, dnevnega gibanja sonca ter

orientacije fasade. Najprimernejša za pasivne hiše so juţno orientirana zemljišča, priporoča

se čim manjši odklon od juga, za največ ±20 ⁰, zaradi manjših toplotnih dobitkov. Večjih

zastekljenih površin se posluţujemo na juţnih fasadah, ki so idealne za izrabo sončnih

Page 40: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 28

dobitkov, saj je poleti juţna fasada manj obsijana od vzhodne in zahodne, pozimi pa je

obsevana intenzivneje kot na vzhodni in zahodni fasadi, kar zmanjša stroške ogrevanja za

40%. Poleti je zjutraj najbolj obsijana vzhodna fasada, zahodna pa popoldan. Čim manjše

steklene površine naj bodo na severni fasadi, saj bo s tem tudi manj toplotnih izgub.

5.1.2 Izraba sončnih dobitkov skozi zasteklitve

Skozi steklene površine pride v prostor sončna energija, ki pripomore k ugodju v prostoru -

ne le zaradi svetlobe, temveč tudi zaradi toplote. Sončni ţarki, ki prosevajo v prostor skozi

steklene površine po eni strani ustvarjajo dobitke toplote, po drugi pa toplotne izgube.

Kljub toplotnim izgubam skozi steklene površine in teţji finančni dostopnosti imajo

zasteklitve v pasivnih hišah pomembno vlogo.

Za čim večjo izrabo dobitkov sončnega obsevanja je treba paziti, da sončni ţarki padajo

direktno na zgradbo, brez neposrednega senčenja. V skladu s tem je potrebno razmike med

sosednjimi zgradbami dimenzionirati glede na zimski vpadni kot sončnih ţarkov, ob

pasivnih hišah pa zasadimo le listopadna drevesa, ki pozimi ne ovirajo dostopa sončnih

ţarkov na zgradbo, poleti pa jo senčijo.

Ker večina sončne energije preide skozi steklo pod pravim kotom, bi idealna pasivna hiša

morala slediti gibanju sonca (npr. okrogle hiše, ki se vrtijo okrog svoje osi in dnevno

sledijo gibanju sonca), kar pa je predrago, zato si lahko pomagamo z naklonom steklenih

površin (sončni kolektorji), zaradi česar spomladi in jeseni učinkoviteje izrabljamo sončne

dobitke.

Slika 19: Prikaz spreminjanja vpadnega kota ţarkov z letnim časom

Vir: http://www.podsvojostreho.net/ (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 41: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 29

5.1.3 Akumulacija toplote

Akumulacija pomeni shranjevanje toplote v zgradbi. Pomeni, da sončno sevanje takrat ko

je na voljo, torej čez dan, shranimo, v poznejšem, nočnem času, ko ga več ni na voljo, pa

ga izkoristimo. Na tak način zmanjšamo potrebo po ogrevanju.

Ko sončni ţarki prodrejo skozi steklo, naletijo na gradbene elemente. Nekaj toplote se

absorbira in ogreje gradivo, nekaj pa se ga odbije do drugega elementa, kjer se postopek

absorbcije in odboja ponovi. Absorbcija je najbolj učinkovita pri masivnih gradivih (opeka,

silikatna opeka, beton), ki zaradi velike specifične toplote zelo dobro shranjujejo toploto,

in jo nato z zamikom oddajajo v prostor, ter pri čim večjih in temnejših površinah. Ko je

sončno obsevanje končano, začne toplota, shranjena v masivnem gradivu, segrevati

prostor. Če je stena debela 10-12cm poteka shranjevanje in oddajanje sončnih dobitkov pri

masivnih stenah, v 24-urnemu ritmu. Debelejše stene pa učinkujejo šele na daljše obdobje,

na kratek rok so manj primerne. Največ toplote shranijo masivna tla, saj so direktno

obsijana, vendar le, če na njih ni talnih oblog (preproge, parketi..), ki niso dovolj masivna,

da bi lahko učinkovito shranila toploto.

5.1.4 Oblika zgradbe

Pasivna hiša skozi celoten ovoj izgublja toploto zaradi transmisije. Za njeno optimiranje

poskrbimo tako, da je zunanjih površin glede na volumen objekta čim manj. Razmerje med

površino in volumnom imenujemo faktor oblike in je najugodnješi pri kompaktnih,

enostavnih volumnih, kot je okrogla, kvadratna, osemkotna in elipsasta oblika zgradbe.

Tudi z bolj dinamičnimi, razčlenjenimi oblikami lahko doseţemo pasivni standard, vendar

teţje. Oblika strehe nima bistvenega pomena, vendar imajo enokapnice (med njimi tudi

ravna streha) manjšo površino in če so orientirane na jug, tudi sprejmejo več sončnega

sevanja pozimi.

5.1.5 Temperaturno coniranje

Podobno kot pri zunanjih stenah, tudi v notranjosti hiše prehaja toplota med prostori z

različno temperaturo - to imenujemo transmisijske toplotne izgube. Večje so temperaturne

Page 42: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 30

razlike med obema površinama, večje so toplotne izgube. Zato je smiselno dati prostore, ki

imajo niţje temperature čim bolj skupaj (stopnišče, shramba, utility, ostali pomoţni

prostori) na severno stran hiše, kjer je tudi temperatura na zunanji steni najniţja. Na

najtoplejšo juţno fasado orientiramo bivalne prostore (kuhinja, jedilnica, dnevna soba,

otroške sobe), ki zahtevajo višje temperature in se tako segrevajo s sončnimi dobitki.

Toplotno coniranje torej pomeni ločevanje prostorov v dve coni - cono z višjimi

temperaturami in cono z niţjimi. Pri načrtovanju je nujno premisliti tudi o tem, ali bo klet

ogrevana ali ne, saj se v primeru neogrevane kleti pojavijo številne teţave s toplotnimi

mostovi med ogrevanim pritličjem in neogrevano kletjo. Zato ponavadi v neogrevano klet

dostopamo z zunanjim stopniščem. Notranje stopnišče je lahko hladno, izven ovoja ali pa

ogrevano, če je samo v ogrevani coni. S temi principi učinkovito in enostavno zmanjšamo

nepotrebne transmisijske toplotne izgube.

5.1.6 Tehnologija gradnje ovoja

Ovoj zgradbe je lahko iz dveh vrst konstrukcij: lahke in masivne konstrukcije. Odločitev s

katero bomo gradili, je pogojena predvsem s ceno in osebno naklonjenostjo investitorja, saj

lahko z obema doseţemo enake rezultate.

6.1.6.1 Masivne stene

Tudi pasivne hiše se še vedno najpogosteje zidane iz opečnih zidakov, opečnih polnjenih s

perlitom, lahkega betona ali betonskih zidakov in na zunanji strani obloţene s toplotno

izolacijo. Druga moţnost je, da na gradbišču v prefabricirane opaţne elemente, npr. opaţne

elemente iz polistirena, vlijemo beton, s čemer je ţe vgrajena tudi toplotna izolacija.

Toplotna prehodnost stene ne sme presegati U=0,15 W/m2K.

5.1.6.2 Montaţne stene

Za izvedbo lahkih sten se najpogosteje uporablja les v obliki prefabriciranih elementov.

Poznamo več načinov gradnje pasivnih lesenih konstrukcij (sistem stebrov in prečk, leseni

okvirji, sistem balloon frame, konstrukcije iz masivnega in ţebljanega lesa, votli elementi

iz trislojnih plošč…), ki so natančneje opisana v 3. poglavju, Lesena montaţna gradnja.

Page 43: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 31

Najpogostejša sta sistem stebrov in prečk ter leseni okvirni sistem. Vmesni prostor je

zapolnjen s toplotno izolacijo (mineralno volno, ovčjo volno, toplotno izolacijo iz

celuloznih kosmičev, lesenih vlaken ali lanom). Stene pasivnih hiš so debelejše od

običajnih in so sestavljene iz večih plasti, zaradi doseganja ustrezne toplotne izolativnosti.

Izvedene so lahko v delavnici ali na gradbišču, vendar pogosteje v tovarni, zaradi

natančnejše izdelave. Deleţ masivnega lesa v stenskih konstrukcijah mora biti čim manjši,

saj les pomeni toplotni most, ker ima večji koeficient toplotne prehodnosti kot toplotna

izolacija. Zato so najbolj ustrezni leseni I-profili, s koeficientom U = 0,09 W/m2K in

sestavo iz dveh masivnih letev, ter vmesne stojine iz lesnih gradiv (vezane, OSB plošče).

Nudijo kar 20% boljšo toplotno izolativnost, kot če bi bili masivni. Na notranji strani sten

je dodatna plast toplotne izolacije, ki sluţi tudi kot instalacijska ravnina. Značilnosti

montaţnih sten so tudi manjša lastna teţa, slabša sposobnost shranjevanja toplote, teţje je

doseči zrakotesnost, še posebej proti vetru.

Slika 20: Prikaz montaţne stene z vgrajenim oknom

Vir: http://montazne-hise-on.net/ (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 44: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 32

5.1.7 Toplotna izolacija

Pri pasivni hiši morajo biti vsi elementi toplotnega ovoja (brez izjeme) dobro toplotno

izolirani. Zelo pomembno je, da toplotnoizolativna plast poteka neprekinjeno po vsem

ovoju. Toplotna izolacija mora prekrivati okvirje oken in vrat, ki so tudi

toplotnoizolacijska (Zbašnik Senegačnik, 2008).

Toplotni ovoj zgradbe so vsi gradbeni elementi, ki mejijo na dve temperaturni coni

(zunanje stene, notranje, ki mejijo na neogrevane dele zgradbe, streha, tla, okna, zunanja

vrata) in ne smejo preseči dovoljenih vrednosti. Ker morajo stene pasivne hiše dosegati U

≤ 0, 15 W/m2K, je v stenah več toplotne izolacije (25 - 40cm), ki je lahko umetna ali

organska, pri čemer dajemo prednost slednji (celulozna, kokosova, lanena, ovčja,

konopljina vlakna, pluta, slama). Poleg teh se uporablja tudi prosojna toplotna izolacija,

sestavljena iz številnih vzporednih steklenih tankih cevk, v katere je ujet zrak, ki deluje kot

toplotni izolator. V zimskem času omogoča dodatne dobitke toplote, poleti pa se prekrije s

posebno folijo, ki prepreči pregrevanje prostorov. Namešča se na zunanjo stran masivnih

sten, zato da lahko sončno sevanje skoznjo ogreje masiven zid, ki potem z zamikom

sprošča shranjeno toploto. Sistem deluje tudi pri montaţnih stenah. Poznamo pa tudi

prosojno izolacijo iz celuloznega satovja, ki zaradi različnih barv satovja nudi številne

oblikovalske moţnosti.

5.1.8 Okna in vrata

Preprečevanje toplotnih izgub pri zasteklitvah se je v zadnjih desetletjih zelo okrepilo - od

enoslojnih zasteklitev z Ug =5,6 W/m2K smo danes prišli na običajnih Ug =1,2- 1,4 W/m

2K.

Pri pasivnih hišah danes uporabljamo specialna okna s troslojno toplotnoizolacijsko

zasteklitvijo, polnjeno s kriptonom ali argonom, ki imajo Ug =0,6 - 0,7 W/m2K. Tovrstna

okna so bila razvita posebej za pasivno hišo, saj s klasičnimi dvoslojnimi enostavno ni bilo

moţno doseči pasivnega standarda. Ta toplotna prehodnost zasteklitve je zelo podobna kot

jo ima zunanja stena po trenutno veljavnem Pravilniku o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi

energije v stavbah. Prednost troslojne zasteklitve je, da se pozimi v prostor spusti več

toplote kot iz njega (v srednji Evropi) ter da so površinske temperature na notranji strani

pozimi tako visoke, da ni zmanjševanja sevalne toplote, niti slapa padajočega zraka ob

oknu. Pasivne hiše morajo imeti distančnike med stekli iz umetnih snovi, zaradi

Page 45: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 33

preprečevanja toplotnih mostov, okenski okvirji morajo biti na zunanji strani dodatno

toplotno zaščiteni - z vgrajeno toplotno izolacijo. Senčila (rolete, ţaluzije) pri pasivnih

hišah imajo pomembno nalogo uravnavanja prehoda toplote: v hladnem delu leta naj bodo

ponoči spuščene, v zelo vročih dneh jih zaradi toplotne izolacije spustimo, ob običajnih

temperaturah naj bodo dvignjene, zaradi toplotnih dobitkov. Poletno pregrevanje

preprečujemo tudi s nepremičnimi sončnimi zaščitami na juţnih fasadah- nadstreški,

previsi fasad, balkonov.

Vhodna vrata morajo biti zrakotesna (dvojna tesnila ob straneh in zgoraj, spodaj najmanj

enojna, dodatni zapahi, ki stisnejo krilo ob tesnilo), dobro toplotno izolativna, Umax= 0,8

W/m2K ter brez nevarnosti toplotnih mostov, zato je prag visok kar 1,5mm.

Zrakotesnost se dokaţe z »Blower door testom«, pri katerem na vhodna vrata namestimo

napravo, s katero vpihujemo/izpihujemo zrak. Ko doseţemo razliko 50 Pa med stavbo in

okolico, izmerimo količino zraka, ki ga moramo konstantno vpihovati, da ohranjamo

razliko tlakov. Na tak način izračunamo razmerje med celotnim volumnom stavbe in

količino zraka, ki ga moramo vpihovati. Pri pasivni hiši je največja dovoljena izmenjava

zraka 0,6 celotnega volumna stavbe.

Slika 21: Zgoraj prikaz pravilno vgrajenega okna, spodaj nepravilno

Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a

Page 46: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 34

5.1.9 Konstruiranje brez toplotnih mostov

Na zunanjem ovoju se zaradi napak pri načrtovanju in izvedbi lahko pojavljajo toplotni

mostovi. To so površine gradbenih elementov, kjer je povečan prehod toplote. Pri pasivnih

hišah se najpogosteje pojavljajo konstrukcijski toplotni mostovi, ti nastanejo, kjer je

toplotni ovoj zgradbe prekinjen. Največkrat so posledica slabo načrtovanih detajlov pri

prebojih, previsih (konzolah), priključkih, rebrih, prekinitvah topolotne izolacije (Zbašnik

Senegačnik, 2009/b). Pri pasivnih hišah ţe samo eden toplotni most pomeni bistveno

motnjo celega pasivnega sistema.

Zavedati se moramo, da se konstrukcijskim toplotnim mostom lahko izognemo samo s

skrbno načrtovanimi in izvedenimi detajli, domišljenimi ţe v fazi načrtovanja. Ko je objekt

ţe zgrajen, je te napake zelo teţko odpraviti. Temeljno načelo preprečevanja toplotnih

mostov je, da mora toplotnoizolativna plast biti ustrezne debeline (masivne stene - nad 25

cm, montaţne 25 – 40 cm) in načrtovana tako, da brez prekinitve ovije stavbo.

5.1.10 Zrakotesnost

Pogost vzrok toplotnih izgub so tudi nezatesnjena mesta v zunanjem ovoju. Pojavljajo se

predvsem na stikih posameznih elementov (folij, plošč, stene in strehe, stene in okna,…),

ki se jim skušamo izogniti s pomočjo tesnilnih trakov in profilov, lepilnih trakov,

mehanskih pritrditev. Ovoj mora biti zrakotesen, zato je treba dobro načrtovati detajle in

paziti na izvedbo. Zrakotesnost se preverja s testom »Blower door«, opisanim v poglavju o

oknih in vratih. Zrakotesna ravnina mora biti samo ena, napake se ne odpravljajo z drugo

ravnino. Zrakotesni ovoj je vedno na notranji strani ovoja in deluje tudi kot parna zapora,

zato ne sme biti popolnoma difuzijsko zaprt. Posebno pozorni na zrakotesnost moramo biti

pri vgradnji oken in vrat ter instalacijskih prebojih. Zrakotesnost masivnih sten se doseţe z

zrakotesnimi notranjimi ometi, pri montaţnih konstrukcijah pa se na notranji strani vgradi

parna zapora, v obliki folije ali armirane gradbene lepenke.

Page 47: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 35

Slika 22: Vsa netesna mesta na ovoju je potrebno dodatno zatesniti, npr. s posebnim zrakotesnim

ekspanzivnim lepilnim trakom

Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a

5.2 Aktivni sistemi

To so sistemi, ki za svoje delovanje potrebujejo energijo (fosilna, električna, sončna,…).

Zaradi ekološke naravnanosti pasivnih hiš se njihove uporabe v čim večji meri izogibamo

in jih uporabljamo le kot dopolnilo pasivnih sistemov. Sem sodijo prezračevalni sistemi, ki

izrabljajo toploto odpadnega zraka, ogrevanje z izrabo geotermalne energije, pretvarjanje

sončne energije v aktivnih solarnih sistemih.

5.2.1 Prezračevanje

Človek za svoje delovanje potrebuje sveţ zrak. Pasivne hiše bi zaradi visokoizolativnega,

zrakotesnega ovoja ter zaradi toplotnih izgub nezaţeljenega odpiranja oken, hitro postale

neprijetne za bivanje, če ne bi potekal poseben sistem prezračevanja, imenovan

rekuperacija. To je sistem mehanskega, kontroliranega prezračevanja z vračanjem toplote

odpadnega zraka – topel odpadni zrak odda toploto hladnemu zraku, ki vstopa v prostor,

kar dodatno zmanjšuje toplotne izgube zaradi prezračevanja. Izmenjava zraka znaša n 50 <

0,6 h -1

. V sistem se vgrajeni tudi filtri, ki neprestano čistijo zrak.

V pasivnih hišah je zrak vedno sveţ. Odpiranje oken ni potrebno, čeprav ni prepovedano.

Uporabniki lahko okno odprejo vedno, ko si to ţelijo (Zbašnik Senegačnik, 2008). Sveţ

zrak se zajema skozi rešetko na fasadi, potem gre po izoliranih ceveh do prezračevalne

naprave skozi filter. Nato se ta sveţ zrak segreje s pomočjo toplote, ki se odvaja iz

zgradbe. Segret zrak nato poteka po razvodnem sistemu in se dovaja v dovodne prostore -

bivalne prostore kot sta dnevna soba, jedilnica ter spalnica, otroške sobe. Izrabljen zrak pa

Page 48: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 36

se po ceveh odvaja od tam, kjer je najbolj vlaţen in poln različnih vonjav – v kuhinji,

kopalnici, stranišču in shrambi. Po ceveh nato pride do prezračevalne naprave, v

prenosniku toplote odda odpadno toploto sveţemu, hladnemu zraku, nato pa se po ceveh

spet odvede navzven.

Poudariti je treba, da prezračevalna naprava ni klimatska, proti kateri ima veliko ljudi

pomisleke. Ta namreč ves čas ohlaja isti zrak, ki je v prostoru, le majhen del ga pride od

zunaj. Pri mehanskem prezračevanju pa v zgradbo ves čas prihaja sveţ zrak od zunaj in se

v prenosniku toplote le segreje s toploto izrabljenega zraka, ki zgradbo zapušča (Zbašnik

Senegačnik, 2009b). Kanali za dovod in odvod zraka potekajo po ploščatih, fleksibilnih

ceveh, širine 10-20cm in se vgradijo pod talnih estrihom ali še bolje, pod stropom. Zaradi

učinkovitosti, dovodne in odvodne šobe ne smejo biti preblizu skupaj (Zbašnik

Senegačnik, 2008/a).

Slika 23: Prikaz rekuperacije

Vir: http://www.marles-hise.si/tl_files/slike/tehnologija/ (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 49: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 37

5.2.2 Ogrevanje

Pasivne hiše imajo izredno nizko potrebo po ogrevanju, ki letno znaša manj od 15

kWh/m2a, kar pomeni, da lahko 30 m

2 veliko dnevno sobo ogrejemo z močjo, ki jo

porabijo tri 100 W ţarnice na ţarilno nitko. Zasluge za to imata kakovosten ovoj zgradbe

in prezračevalni sistem, ki izrablja toploto odpadnega zraka (Zbašnik Senegačnik, 2009/b).

Pasivne hiše je pravzaprav potrebno ogrevati le pri temperaturah med 0 in 5o

C, v

hladnejših dneh je nebo jasno, zato zadoščajo toplotni dobitki.

Za ogrevanje pasivnih hiš se najpogosteje namesto klasičnih ogrevalnih sistemov uporablja

toplozračno ogrevanje. Zanj je značilno, da v hladnih dneh malo dogreje zrak, ki se s

prezračevalno napravo dovaja v prostore. Najpogostejši toplozračni sistem je toplotna

črpalka – naprava, ki zajema toploto okolice in jo dvigne na višji temperaturni nivo.

Toploto zajema iz različnih medijev, ki imajo akumulirano sončno energijo (zemlja, voda,

zrak). Uporablja se za ogrevanje zgradb in sanitarne vode. Razvita je bila ţe pred pasivno

hišo, vendar pri običajnih hišah ne zadošča ogrevalnim potrebam.

Razmisliti je tudi treba o načinu ogrevanja sanitarne vode. Pasivne hiše porabijo kar

dvakrat več energije za ogrevanje sanitarne vode kot za ogrevanje prostorov, saj se mora

sanitarna voda ogrevati vso leto, prostori pa le pozimi. Sanitarno vodo segrevamo s

kombiniranjem toplotne črpalke in sprejemnikov sončne energije. Z njimi se pokrije kar

40-60% energije potrebne za segrevanje sanitarne vode (Zbašnik Senegačnik, 2009/b).

Toplotna črpalka deluje na istem principu kot hladilnik. Hladilnik ohlaja svojo notranjost s

tem, ko ţivilom odvzema toploto, ta se potem odvaja iz hladilnika kot odpadna toplota. S

pomočjo toplotne črpalke izkoristimo toploto nekega medija in z njo ogrevamo prostore ali

sanitarno vodo. Pridobljena toplota je rezultat termodinamičnega procesa in ne izgorevanja

goriva, kot pri klasičnih ogrevalnih sistemih. V toplotni črpalki je uparjalnik, ki iz

odvzema toploto iz okolice (zemlje, vode, zraka), ta toplota pri nizkih temperaturah upari

in segreje delovno snov (hladivo), ki nato potuje do kompresorja. Ta jo stisne in s tem

segreje. Nato se v kondenzatorju kondenzira vroča para, ki odda toploto ogrevanemu

mediju. Hladivo potem potuje preko ekspanzijskega ventila, ki mu zniţa tlak, ponovno v

uparjalnik, kjer se proces ponovi. Za pogon toplotne črpalke rabimo električno energijo, ki

poganja kompresor in ventilator. Vendar je razmerje med porabljeno elektriko in

brezplačno energijo 1:3 ali celo pri novejših 1:5 (Zbašnik Senegačnik, 2008/a).

Page 50: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 38

Slika 24: Shematičen prikaz delovanja toplotne črpalke

Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a

Poznamo več vrst toplotnih črpalk, glede na medij izkoriščanja: zrak/voda, voda/voda,

zemlja/voda. Na prvem mestu je medij, ki ga hladimo, na drugem tisti, ki ga grejemo. V ta

nemen lahko izkoriščamo toploto zraka, površinske zemlje, kamnin, podtalnice ali

površinskih voda.

Slika 25: Toplotna črpalka skrbi za ogrevanje ter ima moţnost segrevanja sanitarne vode

vir: http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT275.htm (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 51: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 39

5.2.3 Pretvarjanje sončne energije

Sončna energija je povsod dostopen, obnovljiv, okolju prijazen in brezplačen vir energije.

Danes je na trţišču veliko tehnologij, ki pretvarjajo sončno energijo. Ločimo sprejemnike

sončne energije in sončne celice.

Sončni kolektorji - sprejemniki sončne energije sluţijo predvsem za ogrevanje sanitarne

vode. Sestavljata jih iz transparentni pokrov in absorber, kjer se delovno sredstvo

(medij)ogreje. Ta se prenese v prenosnik toplote, kjer se lahko toplota dogreje z drugimi

viri (elektriko, fosilnimi gorivi). Ko je temperatura medija v kolektorju višja kot v

hranilniku, regulacija zagotavlja vklop toplotne črpalke.

Poznamo dva tipa sprejemnikov sončne energije: ploščate in vakuumske. Ploščati imajo

absorber nameščen v ploščatem ohišju s toplotno izolacijo na spodnji strani, vakuumski pa

v vakuumu v steklenih ceveh. Vakuumski so zelo učinkoviti, ker ni toplotnih izgub, so pa

zato veliko draţji. Namestimo jih na čim bolj juţno orientirana mesta pod naklonom 45o-

strehe, balkonske ograje, fasade, lahko so prostostoječi. Na tak način lahko letno

prihranimo 60% energije, potrebne za segrevanje sanitarne vode. Poleti se vsa energija za

segrevanje sanitarne vode pridobi s sprejemniki sončne energije, pozimi jo je treba

dogrevati oziroma sistem izključiti.

Sončne celice pa delujejo kot diode, ki izkoriščajo energijo svetlobe za izbijanje

elektronov, kar vodi do nastanka izmeničnega toka. Njihova uporaba vztrajno narašča,

čeprav so trenutno najdraţji način pridobivanja elektrike in čeprav se pri njihovi

proizvodnji porabi ogromno energije (Zbašnik Senegačnik, 2008/a).

Page 52: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 40

6 IDEJNA ARHITEKTURNA ZASNOVA PASIVNE HIŠE

V skladu s cilji te diplomske naloge sem zasnovala enodruţinsko pasivno hišo ter s

pomočjo računalniškega programa PHPP ugotavljala, kako povečanje oziroma zmanjšanje

steklenih površin na sever oziroma jug vpliva na njeno energijsko učinkovitost.

Na tem mestu naj omenim, da se sočasno s to diplomsko nalogo izdeluje tudi diplomska

naloga o nizkoenergijski hiši, ki temelji na enaki tlorisni zasnovi in uporabi aktivnih

sistemov. Namen tega je doseči primerjavo potrebne energije za ogrevanje enake hiše, ki

se razlikujeta le po površini okenskih odprtin in konstrukcijski sestavi.

6.1 Tehnično poročilo

6.1.1 Lokacija

Obravnavana idejna zasnova pasivne hiše je izdelana glede na lokacijo v Kraigherjevi

ulici v Slovenski Bistrici, parcelna številka 102/2. Lokacija je zelo primerna za postavitev

pasivne hiše, saj ima minimalni odklon (6 o) od navpičnice v smeri sever-jug ter sosednje

objekte dovolj oddaljene, da ne senčijo hiše.

Slika 26: Prikaz lokacije zasnovane hiše v Slov.Bistrici

Vir: www.piso.si (prevzeto 14. 9. 2010)

Page 53: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 41

6.1.2 Arhitektonska zasnova

Zunanja in notranja podoba hiše sta sodobni, saj je hiša zasnovana za urbano okolje.

Objekt je enodruţinska, dvonadstropna hiša z leseno okvirno konstrukcijo, postavljena na

talno ploščo in je brez kleti. Zaradi nizkoenergijskega standarda ima povečane steklene

površine proti jugu ter ravno streho s sončnimi kolektorji za ogrevanje sanitarne vode. Hiše

se drţi avtomobilski nadstrešek z zunanjo shrambo na severni ter lesena pergola na juţni

strani hiše, ki sluţi kot senčilo poleti. Okrog hiše je predvideno tlakovanje, tlakovan dovoz,

lesena terasa ter travnate površine.

Slika 27: Zahodna fasada

6.1.3 Funkcionalna zasnova

Po obliki je hiša kubična, in to iz mnogih razlogov. Kubična hiša ima manjšo površino

ovoja, zato se laţje in ceneje doseţe pasivni standard, s tem potrebujemo veliko manj

aktivnih sistemov. Enostavnejša je izvedba lesene konstrukcije, in s tem manj moţnosti za

toplotne mostove, zaradi ravne strehe je površina ovoja manjša kot pri poševni strehi in

tudi tlorisna površina v ovoju maksimalno izkoriščena, vsi prostori imajo enako višino.

Namesto potratnega podstrešja oziroma kleti, je ob hiši manjša zunanja shramba za

shranjevanje.

V pritličju se nahaja vhodna veţa, tehnični prostor, sanitarije, utiliti, shramba ter velik

bivalni prostor, ki zajema kuhinjo, jedilnico in dnevno sobo. V nadstropju so spalnica, dve

otroški sobi, garderoba, sanitarije, kopalnica in hodnik.

Page 54: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 42

Slika 28,29: Tloris pritličja, desno tloris nadstropja

Doseganje pasivnega standarda je doseţeno z:

- zamaknjenim nadstropjem, ki v poletnih mesecih senči velike steklene površine na

jug

- kompaktno kubično zasnovo, ki ima manjšo površino ovoja, enostavnejšo izvedbo

- ustreznimi sestavami konstrukcij

- velikimi steklenimi površinami na jug in zahod ter majhnimi na sever

- postavitvijo na juţno orientirano zemljišče brez senčenja drugih objektov

- stopnišče pozicionirano sredi prostora, v »topli coni«

Page 55: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 43

- ekološkimi materiali (les, celuloza, prodec)

- vgradnjo manj potratnih naprav in aktivnih sistemov

- zrakotesnostjo ovoja

6.1.4 Sestave konstrukcij

Vsa hiša, razen talne plošče, je iz lesene konstrukcije. Hiša se postavi na dobro izolirano

betonirano temeljno ploščo. Zidovi so montaţni. Nosilna je lesena okvirna konstrukcija,

med katero je toplotna izolacija, na notranji strani obloţena s mavčno-vlakneno ploščo, na

zunanji pa z gradbeno lesno-vlakneno ploščo in zaključnim slojem ometom oz. lesenimi

horizontalnimi letvami. Notranje stene so tanjše in imajo na obeh straneh konstrukcije s

toplotno izolacijo, po dve mavčno-vlakneni plošči. Stropovi so leseni, nosijo jih stropniki,

izvede se cementni estrih. Tudi strešna konstrukcija je lesena, dobro izolirana in prekrita s

s prodcem ter hidroizolacijo na osnovi PVC ( npr. Sika )..

Toplotne prehodnosti posameznih gradbenih konstrukcij, izračunane s programom PHPP

so naslednje (vse sestave so natančneje zrisane v detajlih v prilogi):

- zunanja stena, zaključni sloj omet: Ustena1=0,093 W/m2 K

- zunanja stena, zaključni sloj horizontalne letve: Ustena2=0,096 W/m2 K

- talna plošča: Utla=0,10 W/m2 K

- ravna streha: Ustreha=0,10 W/m2 K

Slika 30: Vzdolţni prerez

Page 56: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 44

6.1.5 Finalizacija

Predvideni notranji tlak je parket, keramične ploščice v pogosto vlaţnih prostorih

(kopalnice, vhodna veţa, hodnik, utiliti) ter lesene letve na terasi. Notranje stene so

obloţene z OSB in mavčno-vlaknenimi ploščami oziroma s keramičnimi ploščicami.

Predvidena je montaţa sanitarnih elementov, rekuperacije in finalna električna dela. V

spodnjem nadstropju je bela demit fasada, v zgornjem nadstropju pa lesena fasada iz

horizontalnih letev, sestavljenih po sistemu utor-pero.

Slika 31, 32: Prostorski prikaz hiše

Page 57: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 45

6.1.6 Okna, vrata, senčila

Ker so pri pasivni hiši zasteklitve izrednega pomena, smo pri izračunu upoštevali trislojno

okensko zasteklitev Unitop 0,51 - 52- UNIGLAS (4 mm-12 mm-4 mm-12mm-4mm), z

dvema nizkoenergijskima nanosoma in polnilom kriptonom v obeh zračnih slojih.

Toplotna prehodnost stekla znaša odličnih Ug = 0,51 W/(m2 K). Vgrajeni okenski okvirji so

leseni, debeline 114 mm in imajo izboljšano toplotno izolativnost Uf = 0,73 W/(m2

K),

zaradi dodatne toplotne izolacije v okvirju. Zelo pomembna pa je tudi sama vgradnja oken,

saj morajo biti skrbno vgrajena v toplotno izolacijo, zaradi preprečevanja toplotnega

mostu.

Za senčenje poskrbi previs nadstropja na juţni strani, lesena pergola z listopadnimi

plezalkami ter zunanje ţaluzije vgrajene na zunanjo stran oken.

Vgrajena vhodna vrata so lesena, polnjena s izolacijsko sredico in toplotno prehodnostjo

Ud = 0,75 W/(m2

K). Tudi prag je izolativen, saj je visok 15mm. Vrata so primerna za

vgradnjo v pasivne hiše, kar dokazuje certifikat Passivhausinstituta.

Slika 33:Prerez lesenih vrat za pasivne hiše Slika 34:Prerez okna pasivne hiše

Vir: http://www.m-sora.si/(prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a

Page 58: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 46

6.1.7 Prezračevanje

Hiša ima kontroliran sistem prezračevanja z rekuperacijo. Center za upravljanje

prezračevanja in ogrevanja je v pritličju, v tehničnem prostoru. Na fasadi sta dve rešetki-

rešetka za zajemanje zraka in rešetka za odvod odpadnega zraka. Rešetka za zajemanje

zraka je z izoliranimi cevmi povezana s prezračevalno napravo in filtrom v tehničnem

prostoru. Tam se segreje sveţ zrak s pomočjo toplote, ki se več ne potrebuje. Preden pa

hladen, sveţ zrak vstopi skozi rešetko v hišo, se predogreje v zemeljskem kolektorju –

posebni cevi v zemlji, da se porabi čim manj energije.

Slika 35: Razvod prezračevalnih cevi, ponavadi skrit pod spuščenim stropom

Vir: http://bob.czp-vecer.si/igre2006/kvadrati/ (prevzeto 14. 9. 2010)

Za sveţ zrak skrbi razvod ploščatih cevi, širine 15 - 20cm, ki se vodijo v pritličju pod

spuščenim stropom in nato so ob stenah speljane še v nadstropje. Dovodne cevi dovajajo

zrak v dnevno sobo, jedilnico, otroške sobe, spalnico. Odvodne cevi pa ga odvajajo iz

kuhinje, kopalnice, stranišča in shrambe, do tehničnega prostora kjer je prezračevalna

naprava, v prenosniku toplote odda odpadno toploto sveţemu, hladnemu zraku, in se

odvede navzven skozi drugo rešetko.

Page 59: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 47

6.1.8 Ogrevanje

Pasivna hiša porabi izredno malo energije za ogrevanje. Minimalnim potrebam po

dogrevanju, predvsem v prehodnih mesecih, zato zadosti ogrevanje z rekuperacijo

odpadnega zraka.

6.1.9 Solarni sistem

Sanitarna voda se ogreva s pomočjo vakuumskih sončnih kolektorjev, ki so na kovinskih

stojalih, obrnjenimi na jug, postavljeni na ravni strehi pod naklonom 45o. Površina

kolektorjev je 1,5 m2

kolektorja na osebo, torej skupno 6m2. Hranilnik toplote je 490-

litrski, kar zadostuje potrebam enodruţinske hiše in pokrije okrog 80% dnevnih potreb po

sanitarni vodi. Dodatno segrevanje tople vode je zagotovljeno z električnim grelcem.

6.2 Preveritev nizkoenergijskega standarda s PHPP

Danes je na trgu mnogo računalniških programov za preračun energijske bilance objektov.

Eden vodilnih na tem področju je PHPP, s katerim smo spreminjali velikosti steklenih

površin na različno orientiranih fasadah in opazovali, kako se s tem spreminja energija

potrebna za ogrevanje.

6.2.1 Vhodni parametri

Program PHPP potrebuje za izračun energijske učinkovitosti številne parametre, kot so:

Klimatski podatki

- za izbrano lokacijo določene geografske širine potrebujemo natančne

klimatske podatke za vsak mesec posebej

Tehnični podatke o mikrolokaciji

- orientacija parcele in objekta na njej (za izračun toplotnih dobitkov)

- vertikalne ovire

Tehnični podatki objekta

- površino ovoja (površino zunanjih sten, plošče v stiku s tlemi, strešne

konstrukcije, stavbnega pohištva)

Page 60: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 48

- dimenzije elementov, ki senčijo objekt (dimenzije previsov, globina špalet,

višina sosednjih objektov, dreves)

Toplotne karakteristike ovoja

- toplotna prehodnost vseh konstrukcij- zunanjih sten, plošče v stiku s tlemi,

strešne konstrukcije, okenskega okvirja in zasteklitve

- vrednosti toplotnih mostov, v kolikor obstajajo (konstrukcijski, konvekcijski,

geometrijski)

Podatke o prezračevanju

- poleti uvedemo mehansko nočno prezračevanje, da preprečimo pregrevanje

Tehnične karakteristike vgrajenih naprav

- karakteristike prezračevalne naprave, toplotne črpalke, solarnega sistema za

pripravo sanitarne vode,…

6.2.2 Vpliv velikosti zasteklitve

Pri analizi spreminjanja steklenih površin je večina podatkov ostala v vseh primerih enaka,

spreminjali pa smo površino zasteklitve na severni in juţni strani ter opazovali, kakšen

vpliv ima to na toploto, potrebno za ogrevanje in pregrevanje poleti. Obravnavali smo tri

modifikacije. V prvi smo povečali površino okenskih odprtin na sever, v drugi povečali na

jug, v tretji pa zmanjšali površino okenskih odprtin na jug.

Tabela 2: Prikaz splošnih karakteristik izhodiščnega primera

Izhodiščni primer- splošne karakteristike

Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a

Pregrevanje poleti 6,7 %

Toplotne izgube 15 W/m2

Moč potrebna za hlajenje 8 W/m2

Površina ovoja

Površina zunanjih sten 198,62 m2

Površina talne plošče 101,76 m2

Površina strešne konstrukcije 113,08 m2

Površina vhodnih vrat 2 m2

Površina stavbnega pohištva (okna) 49,74 m2

Page 61: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 49

Skupaj površina ovoja 463,2 m2

Toplotne prehodnosti konstrukcij

Zunanja stena (omet) 0,096 W/m2

K

Zunanja stena (lesena obloga) 0,093 W/m2 K

Talna plošča 0,106 W/m2 K

Ravna streha 0,105 W/m2 K

Tabela 3: Prikaz karakteristik stavbnega pohištva izhodiščnega primera

Stavbno pohištvo Transmisijske

izgube

Solarni dobitki

m2 % kWh/a kWh/a

Površina stavb. pohištvo sever 3,28 6,66 223 64

Površina stavb. pohištvo jug 22,86 45,87 1300 2535

Površina stavb. pohištvo vzhod 8,59 17,27 581 449

Površina stavb. pohištvo zahod 15,01 30,2 895 936

Skupna povr. stavb.pohištva 49,74 100 2999 3984

Od tega površina zasteklitve 33,7 67,58

Od tega površina okenskega okvirja 16,04 32,26

Toplotna prehodnost zasteklitve 463,2 W/mK

1. Večanje steklenih površin na severni fasadi

V prvem koraku smo razširili in povišali dimenzije vseh oken na severni fasadi za 50%

(1,6x0,8m na 2,4x1,2m in 0,9x0,8 na 1,35x1,2). Ker so bile spremembe zelo majhne, smo

v naslednjem koraku dimenzije oken povečali za 100% (okni 1,6x0,8m na 3,2 x1,6m in

0,9x0,8m na 1,8x1,6m).

Page 62: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 50

Tabela 4: Povečanje steklenih površin na severni fasadi v primerjavi z izhodiščem

Izhodiščni primer 1.povečanje 2.povečanje

Severna fasada

Površina oken sever 3,28 m2 7,38 m2 13,2 m2

Površina zasteklitve sever 2,0 m2 5,4 m2 10,5 m2

Transmisijske izgube sever 223 kWh/a 437 kWh/a 718 kWh/a

Solarni dobitki sever 64 kWh/a 175 kWh/a 345 kWh/a

Skupno fasade

Skupna površina oken 49,8 m2 53,84 m2 59,58 m2

Površina zasteklitve 33,71 m2 37,1 m2 42,2 m2

Površina okenskega okvirja 16,09 16,74 m2 17,38 m

2

Transmisijske izgube 2999 kWh/a 3213 kWh/a 3494 kWh/a

Solarni dobitki 3984 kWh/a 4096 kWh/a 4265 kWh/a

Pregrevanje poleti 6,7% 7% 7%

Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a 14 kWh/m

2a 15 kWh/m

2a

Kot je razvidno iz zgornje tabele se razlika pokaţe šele pri 302,4 % povečanju steklenih

površin na severu, ko se je letna potreba po ogrevanju zvišala iz 14 kWh/m2a na 15

kWh/m2a.

Kljub močno povečanim oknom so se potrebe po ogrevanju komaj spremenile. Iz tega

ugotovimo, da se razlike na severni fasadi kaţejo počasi, šele ob velikih spremembah.

Razlog za takšen rezultat so tudi kakovostna trislojna okna, katerih toplotna prehodnost je

samo 0,51 W/(m2

K), medtem ko je toplotna prehodnost zidu pasivne hiše nekje 5,3-krat

manjša in znaša 0,093 pri leseni fasadi oz. 0,096 pri izvedbi z ometom.

Z večanjem oken na severni fasadi so se transmisijske izgube skupno povečale za 16,5 %,

solarni dobitki pa skupno za samo 7,05%. Povečevanje oken na severni strani tako

negativno vpliva na energijsko bilanco hiše. Izgube toplote so kar 2,34 - krat večje od

solarnih dobitkov.

Page 63: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 51

Graf 4: Vpliv povečanja steklenih površin na severu

2. Povečanje odprtin na jug

V prvem koraku smo širino in višino vsakega okna juţne fasade povečali za 20cm, v

drugem koraku pa smo okna še dodatno razširili za 20 cm, skupno torej za 40 cm.

Tabela 5: Povečanje steklenih površin na jug v primerjavi z izhodiščem

Izhodiščni primer 1.povečanje 2.povečanje

Juţna fasada

Površina stavb.pohištvo jug 22,86 m2 29,49 m2 33,65 m2

Površina zasteklitve jug 16,8 m2 22,6 m2 26,3 m2

Transmisijske izgube jug 1300 kWh/a 1619 kWh/a 1814 kWh/a

Solarni dobitki jug 2535 kWh/a 3465 kWh/a 4070 kWh/a

Skupno fasade

Skupna površina oken 49,74 m2 56,38 m2 60,54 m2

Površina zasteklitve 33,7 m2 39,5 m2 43,4 m2

Površina okenskega okvirja 16,04 m2 16,88 m2 17,14 m2

Transmisijske izgube 2999 kWh/a 3318 kWh/a 3513 kWh/a

Solarni dobitki 3984 kWh/a 4914 kWh/a 5519 kWh/a

Pregrevanje poleti 6,7% 8,2 % 11 %

Moč potrebna za hlajenje 8 W/m2 a 9 W/m2 a 10 W/m2 a

Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a 11 kWh/m

2a 10 kWh/m

2a

Izhodišče 1.povečanje 2.povečanje

Izgube 2999 3213 4096

Dobitki 3984 3494 4265

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Do

bit

ki iz

izg

ub

e v

kW

h/a

Vpliv večanja steklenih površin na severu

Page 64: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 52

Zasteklitev na juţni strani je najprej bila povečana za 29% in nato še za dodatnih 18,2%.

Pokazale so se številne spremembe in to pri veliko manjšem odstotku povečanih steklenih

površin kot na severni fasadi. Povišalo se je pregrevanje poleti, skupno za 4,3% , moč

potrebna za hlajenje se je dvignila iz 8 W/m2

a na 10 W/m2

a. Letna potrebna toplota za

ogrevanje je upadla iz 14 kWh/m2a na samo 10 kWh/m

2a.

Transmisijske izgube so zaradi povečanja oken večje za skupno 17%, solarni dobitki pa za

38,52%. Solarnih dobitkov je 2,26-krat več kot transmisijskih izgub. Tako analiza kot

spodnji graf neizpodbitno dokaţeta, da velike steklene površine na juţni strani izredno

pozitivno vplivajo na energijsko bilanco pasivne hiše.

Ta modifikacija nam kaţe, da bi bilo smiselno na našem primeru še povečati steklene

površine na juţno stran, saj bi s tem zmanjšali potrebo po ogrevanju, vendar bi bila nujna

namestitev zunanjih senčil.

Graf 5: Vpliv povečanja steklenih površin na jugu

Izhodišče 1.povečanje 2.povečanje

Izgube 2999 3318 3513

Dobitki 3984 4914 5519

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Vre

dn

ost

do

bit

kov

in iz

gub

v k

Wh

/a

Vpliv večanja steklenih površin na jugu

Page 65: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 53

3. Zmanjšanje odprtin na jug

Najprej smo zooţali in zniţali juţne odprtine za 20 cm, v drugem koraku pa smo

izhodiščne odprtine še dodatno zniţali za 20 cm, torej skupno 40 cm zniţali od izhodiščnih

dimenzij.

Tabela 6: Zmanjšanje steklenih površin na jugu v primerjavi z izhodiščem

Izhodiščni primer 1.zmanjšanje 2.zmanjšanje

Juţna fasada

Površina stavb.pohištvo jug 22,86 m2 17,28 m2 15,46 m2

Površina zasteklitve jug 16,8 m2 12 m2 10,6 m2

Transmisijske izgube jug 1300 kWh/a 1025 kWh/a 929 kWh/a

Solarni dobitki jug 2535 kWh/a 936 kWh/a 1561 kWh/a

Skupno fasade

Skupna površina oken 49,74 m2 44,16 m2 42,35 m2

Površina zasteklitve 33,7 m2 28,9 m2 27,5 m2

Površina okenskega okvirja 16,04 m2 15,26 m2 14,85 m2

Transmisijske izgube 2999 kWh/a 2724 kWh/a 2628 kWh/a

Solarni dobitki 3984 kWh/a 3230 kWh/a 3009 kWh/a

Pregrevanje poleti 6,7% 4 % 3 %

Moč potrebna za hlajenje 8 W/m2 a 7 W/m2 a 7 W/m2 a

Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a 16 kWh/m

2a 17 kWh/m

2a

V prvem koraku smo steklene površine na juţni fasadi zmanjšali za 24,2%, v drugem za

32,4%. Kot pričakovano, se je skupno zniţalo poletno pregrevanje iz 6,7% na 3% ter s tem

povezana moč potrebna za hlajenje, je upadla za 1 W/m2

a. Najbolj očiten pokazatelj, kako

velik vpliv na ogrevanje imajo steklene površine pa je letna potrebna toplota za ogrevanje.

Ta se je dvignila za kar 3kWh/m2a pri 32,4% zmanjšanju steklenih površin, kar je ogromna

količina energije, še posebej za pasivno hišo.

Page 66: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 54

Zaradi zmanjšanja okenskih odprtin so upadle transmisijske izgube za 12,28%, solarni

dobitki pa kar za 24,24%. Kot smo ţe ugotovili, majhna površina oken na juţni strani zelo

poslabša energijsko bilanco objekta.

Graf 6: Vpliv zmanjšanja steklenih površin na jugu

Izhodišče 1.zmanjšanje 2.zmanjšanje

Izgube 2999 2724 2628

Dobitki 3984 3230 3009

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Vre

dn

ost

do

bit

kov

in iz

gub

v k

Wh

/a

Vpliv zmanjšanja steklenih površin na jugu

Page 67: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 55

7 ZAKLJUČEK

Z diplomsko nalogo smo predstavili pasivno hišo v teoriji in praksi. Pri zasnovi pasivne

hiše smo skušali uporabiti čim več teoretičnega znanja o tej tematiki v praksi. Rezultat je

hiša, ki je energijsko tako učinkovita, da jo lahko imenujemo pasivna. To dokazuje izpis iz

programa PHPP. Diplomska naloga se je posvetila temu, kako ustvariti čim bolj energijsko

učinkovito hišo, ki za svoje delovanje potrebuje čim manj energije, je prijetna za bivanje in

obenem minimalno onesnaţuje okolje.

Spreminjanje steklenih površin na severu in jugu v programu PHPP je pokazalo, da se

velike steklene površine na jugu, zahodu zares obrestujejo, še posebej pozimi, saj se

zmanjša potreba po ogrevanju. Paziti je treba samo na poletno pregrevanje, ki pa ob

uporabi zunanjih senčil in nočnem mehanskem prezračevanju ni problematično.

Presenetljivo je, da pri povečanju površin na sever ni bilo bistvenih razlik, so se pa izgube

večale veliko hitreje kot dobitki, kar daje slutiti, da bi prišli do večjih sprememb, če bi

močno povečevali steklene površine na sever. S pomočjo te analize smo ugotovili, da bi

bilo smiselno na izhodiščnem primeru še povečati steklene površine na jug, saj bi se s tem

zmanjšala tudi energija, potrebna za ogrevanje, vendar bi morali nujno namestiti zunanja

senčila zaradi poletnega pregrevanja.

V diplomski nalogi smo se veliko ukvarjali s sestavami konstrukcij in izvedbami detajlov,

saj je to najbolj ključna zadeva pri vsej zasnovi, priloţena v prilogi. Konstruiranje brez

toplotnih mostov bi moralo biti v sodobnem času pravilo in ne izjema, kot kaţe trenutno

stanje v Sloveniji.

Diplomska naloga dokazuje, da pasivna hiša omogoča sodobnemu človeku izrabljati

obnovljive, naravne vire s pomočjo tehnologije, brez katere to ne bi bilo mogoče. Danes,

ko je tehnologija tako razvita, je naša dolţnost, vračati se nazaj k naravi. Sonce, les, voda,

zemlja in veter so povsod dostopni in se ponujajo, da jih izrabimo ter s tem koristimo

našemu planetu in predvsem samemu sebi.

Page 68: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 56

8 VIRI IN LITERATURA

1. Agencija republike Slovenije za okolje, 2010. www.arso.gov.si (3. 5. 2010).

2. Benedetti, C., 2009. Bauen mit Holz, Freie Universität Bozen, Fakultät für

Naturwissenschaften und Technik, Bozen.

3. Dujič, B., 2010. Konstrukcije iz kriţno lepljenih lesenih panelov- Nova pot

sodobnega gradbeništva. www.lesena-gradnja.si (6.5.2010).

4. Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, 2010.

http://ibois.epfl.ch/page12021.html (22.5.2010).

5. Grobovšek, B., 2010. http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT155.htm

(22.5.2010).

6. Hrovatin, J., 2008. Izvedbe sten pri leseni montaţni gradnji, Gradnja z lesom- izziv

in priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v Ljubljani,

Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str. 242-245.

7. Kajfeţ Bogataj, L., 2008. Blaţenje podnebnih sprememb je nujnost, Gradnja z

lesom- izziv in priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v

Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str. 124-128.

8. Knauf, 2010. www.knauf.si (3. 5. 2010).

9. Koren, D., Kušar, J., Kilar, V., 2010. Obnašanje kladnih konstrukcij pri potresni

obteţbi. www.lesena-gradnja.si (6.5.2010).

10. Lopatič, J., 2009. Napredni konstrukcijski sistemi lesenih konstrukcij, Inovativna

lesena gradnja, Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta,

Oddelek za lesarstvo in Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana, str. 43-47.

11. Montaţne hiše on net, 2010. www.montazne-hise-on.net (5.5.2010)

12. Premrov, M., Dobrila, P., 2008. Panelna gradnja lesenih stanovanjskih objektov,

Gradnja z lesom- izziv in priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M.(ur.),

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str.

152-156.

Page 69: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 57

13. Premrov, M., Dobrila, P., 2008. Lesene konstrukcije, Univerza v Mariboru,

Fakulteta za gradbeništvo, Maribor.

14. Premrov, M., Ţegarac Leskovar V., 2010. Timber framed residential buildings with

enlarged impact of glass panels, Treći Internacionalni naučno-stručni skup

GraĎevinarstvo – nauka i praksa Ţabljak, 15-19.februara 2010, Lučić, D.(ur.),

Univerzitet Crne Gore, GraĎevinski fakultet, Podgorica, str.383-388.

15. Reflex, 2010. www.reflex.si (21.5.2010).

16. Slonep, 2010. www.slonep.net (5.5.2010).

17. Srpčič, J., 2010. Les za gradbene konstrukcije. www.lesena-gradnja.si (6.5.2010)

18. Šijenec Zavrl, M., Tomšič, M., 1999. Energetsko učinkovita zasteklitev in okna,

Femopet, Ljubljana.

19. Večer, 15.6.2009. Prednosti in slabosti montaţne gradnje, časopis Večer, priloga

Kvadrati. www.bob.czp-vecer.si (6.5.2010).

20. Zbašnik Senegačnik, M., 2008/a. Pasivna hiša, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za

arhitekturo, Ljubljana.

21. Zbašnik Senegačnik, M., 2008/b. Pasivna hiša iz lesa, Gradnja z lesom- izziv in

priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M. (ur.), Univerza v Ljubljani, Biotehniška

fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str. 246-250.

22. Zbašnik Senegačnik, M., 2009. Lesene pasivne hiše, Inovativna lesena gradnja.

Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za

lesarstvo in Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana, str. 72-75.

23. Zbašnik Senegačnik, M., 2009. Kaj mora arhitekt vedeti o pasivni hiši pred

začetkom načrtovanja?, Pasivna hiša- realnost tudi v Sloveniji, Univerza v

Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana, str.7-14.

Page 70: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 58

9 PRILOGE

- Dokaz pasivnosti iz PHPP

- Diagram sanitarne vode, ki jo pokrijejo kolektorji

- Načrti idejne zasnove pasivne hiše, po naslednjem vrstnem redu:

1. Tloris situacije

2. Tloris pritličja

3. Tloris nadstropja

4. Tloris ostrešja

5. Tloris strehe

6. Vzdolţni prerez

7. Prečni prerez

8. Juţna in severna fasada

9. Zahodna in vzhodna fasada

10. Prerezi posameznih konstrukcij

Page 71: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 59

Dokaz pasivnosti s programom PHPP

Page 72: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 60

Prikaz potreb po sanitarni vodi, količine pokrite s kolektorji, spreminjanja količine

sončnih ţarkov, ki padajo na kolektor

Modri stolpci pomenijo mesečno pokrite potrebe po topli sanitarni vodi, črna linija je

potrebna sanitarna voda, rumena krivulja je količina sončnih ţarkov,ki padejo na sončni

kolektor

Page 73: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 61

9.1 Seznam slik

Slika 1, str.3: Slovenija je ena najbolj gozdnatih deţel na svetu (www.zgs.gov.si)

Slika 2, str.4: Les je naraven material z edinstvenimi lastnostmi (www.zgs.gov.si)

Slika 3, str.10: Penjeno steklo (http://www.misapor.si/ps/)

Slika 4, str.12: Mobilni paviljon Zahe Hadid, narejen iz GFRP (www.bdonline.co.uk)

Slika 5, str.12: Prosojna steklena izolacija (Zbašnik Senegačnik, 2008)

Slika 6, str.12: Kaljeno steklo (www.abs.hr.steklo)

Slika 7, str.12: Laminirano steklo (www.abs.hr.steklo)

Slika 8, str.16: Sodobna montaţa brunarice (www.homesteadtimbers.com)

Slika 9, str.16: Povezava brunastega in panelnega sistema (www.epicstrendz.com)

Slika 10, str.17: KLH sistem v notranjosti objekta (www.archiexpo.com)

Slika 11, str.17: Prikaz kriţnega lepljenja desk (Kitek Kuzman, 2008/b)

Slika 12, str.18: Tipski element malopanelnega sistema (Kitek Kuzman, 2008/b)

Slika 13, str.18: Montaţa velikopanelnega sistema (www.slonep.si)

Slika 14, str.20: Mešana konstrukcija (www.public-domain-image.com)

Slika 15, str.20: Skeletni sistem (Kitek Kuzman, 2008/b)

Slika 16, str.22: Shematičen prikaz izoliranosti klasične in pasivne hiše:

(http://hise.freevar.com/pasivne_hise.html)

Slika 17, str.23: Prikaz vrst izgub in dobitkov (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)

Slika 18, str.26: Slama in les sta ekološki gradivi (www.hisa.si)

Slika 19, str.28: Prikaz spreminjanja vpadnega kota ţarkov z letnim časom

(http://www.podsvojostreho.net/ )

Page 74: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 62

Slika 20, str.31: Prikaz montaţne stene z vgrajenim oknom (http://montazne-hise-on.net/)

Slika 21, str.33: Zgoraj prikaz pravilno vgrajenega okna, spodaj nepravilno (Zbašnik

Senegačnik, 2008/a)

Slika 22, str.35: Vsa netesna mesta na ovoju je potrebno dodatno zatesniti, npr. s posebnim

zrakotesnim ekspanzivnim lepilnim trakom (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)

Slika 23, str.36: Prikaz rekuperacije (http://www.marles-hise.si/tl_files/slike/tehnologija/)

Slika 24, str.38: Shematičen prikaz delovanja toplotne črpalke (Zbašnik Senegačnik,

2008/a)

Slika 25, str.38: Toplotna črpalka skrbi za ogrevanje ter ima moţnost segrevanja sanitarne

vode (http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT275.htm)

Slika 26, str.40: Prikaz lokacije zasnovane hiše v Slov.Bistrici (www.piso.si)

Slika 27, str.41: Zahodna fasada

Slika 28, str.42: Tloris pritličja

Slika 29, str.42: Tloris nadstropja

Slika30, str.43: Vzdolţni prerez

Slika 31,32: Prostorski prikaz hiše

Slika 33, str.46 :Prerez lesenih vrat za pasivne hiše ( http://www.m-sora.si/)

Slika 34, str.46 :Prerez okna pasivne hiše (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)

Slika 35, str.47: Razvod prezračevalnih cevi, sicer skrit pod spuščenim stropom

( http://bob.czp-vecer.si/igre2006/kvadrati/)

Page 75: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 63

9.2 Seznam tabel

Tabela 1, str.13: Primerjava različnih lastnosti lesene in opečne hiše (Kitek Kuzman M.,

2010)

Tabela 2, str.48: Prikaz splošnih karakteristik izhodiščnega primera

Tabela 3, str.49: Prikaz karakteristik stavbnega pohištva izhodiščnega primera

Tabela 4, str.50: Povečanje steklenih površin na severni fasadi v primerjavi z izhodiščem

Tabela 5, str.51: Povečanje steklenih površin na jug v primerjavi z izhodiščem

Tabela 6, str.53: Zmanjšanje steklenih površin na jugu v primerjavi z izhodiščem

9.3 Seznam grafov

Graf1, str.7: Prikaz vpliva smeri vlaken na trdnost lesa (Premrov, Dobrila, 2008)

Graf 2, str.8: Prikaz elasto-plastičnega obnašanja lesa (Premrov, Dobrila, 2008)

Graf 3, str.24: Vrste in deleţi izgub in dobitkov (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)

Graf 4, str.51: Vpliv povečanja steklenih površin na severu

Graf 5, str.52: Vpliv povečanja steklenih površin na jugu

Graf 6, str.54: Vpliv zmanjšanja steklenih površin na jugu

Page 76: Zasnova lesene hiše.pdf

M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 64

9.4 Kratek ţivljenjepis

Rojstni datum: 15.09.1988

Stalni naslov: Lešje 9, 2322 Majšperk

Drţavljanstvo: slovensko

Šolanje: Obiskovala sem Osnovno šolo v Majšperku (1995-2003), ki sem jo zaključila z

odličnim uspehom. Nato sem se vpisala na Gimnazijo Ptuj (2003-2007) in jo zaključila s

prav dobrim uspehom in odličnim na maturi.

Page 77: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 78: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 79: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 80: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 81: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 82: Zasnova lesene hiše.pdf

Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišePrereza, M 1:50Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010

- 0,13+- 0,0

+2,80

+2,35

2% 2%

kolektorji

2% 2% +5,97

+5,31

A-A prerez

- 0,13

- 0,10

+2,5

+2,84

2%

+5,97

+3,15

2%

B-B prerez

2%

- 0,13

+2,95

Page 83: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 84: Zasnova lesene hiše.pdf
Page 85: Zasnova lesene hiše.pdf

2 3 6 36 2 1

49,75

12

366

32

49,7

5

62,5

Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010

Horizontalni prerez zunanje stene- zaključni sloj horizontalne letve

-lesena fasadna obloga 2/10 cm-zračni prostor/ 3 cm/vertikalne letve 3/7cm- vetrna zapora-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm

skupna debelina stene 49,75 cm

Vertikalni prerez zunanje stene- zaključni sloj horizontalne letve

-lesena fasadna obloga 2 /10 cm-zračni prostor/ 3 cm/vertikalne letve 3/7cm- vetrna zapora-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm

skupna debelina stene 49,75 cm

S2

S2

Page 86: Zasnova lesene hiše.pdf

12

366

1

62,5

1 6 36 2 1

45,6

45,6

Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010

Horizontalni prerez zunanje stene- zaključni sloj omet

-končni sloj fasade 0,2 cm-armirana malta 0,7cm-fasadna mreža 0,1 cm-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm

skupna debelina stene 45,6 cm

Vertikalni prerez zunanje stene- zaključni sloj omet

-končni sloj fasade 0,2 cm-armirana malta 0,7cm-fasadna mreža 0,1 cm-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm

skupna debelina stene 45,6 cm

S1

S1

Page 87: Zasnova lesene hiše.pdf

1024

200,

88

62

71

11

102

1

15

68

Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010

Horizontalni prerez notranje stene

-mavčno-vlaknena plošča 1cm-mavčno-vlaknena plošča 1,5cm-toplotno-zvočna izolacijaiz mineralne volne 10 cm-nosilna lesena konstrukcija-vertikalne letve 10x6 cm-mavčno-vlaknena plošča 1,5cm-mavčno-vlaknena plošča 1cm

skupna debelina stene 15 cm

S3

Sestava tal proti terenu

-lesena talna obloga (parket) 2,2 cm- estrih 6 cm-PE folija-mehka zvočna izolacija 8 cm- hidroizolacija- 2 sloja bitumenske lepenke 0,8cm- AB temeljna betonska plošča 20 cm- trda toplotna izolacija (ekstrudiran polistiren) 24cm- podložni beton 10 cm-utrjen gramozni tampon-geotekstil

skupaj 71 cm

S6

S3

12

101

1

15

Page 88: Zasnova lesene hiše.pdf

30

12

204

216

0,4

82

0,8 10

651

24

162

45

1

35,7

5

62,5

Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010

S5

Sestava ravne strehe s prodcem

- nasutje prodca 10 cm- geotekstil- PVC hidroizolacija s podložnim filcem (npr. Sika) 0,8cm- OSB plošča 1,5 cm- lesena konstrukcija v 2 % naklonu 8cm- varovalni sloj PVC hidroizolacije 0,4 cm- toplotna izolacija- ekstrudiran polistiren 2x8 cm- OSB plošča 1,5 cm- lesen stropnik 60/24 24 cm- mineralna volna 20 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno kartonska plošča 1,25 cm

skupaj 64, 95 cm

S4 Sestava stropa

- talna obloga 1cm- lepilo 0,2 cm- cementni estrih 5,5 cm- PE folija- udarna zvočna izolacija 4cm- OSB plošča 1,8 cm- stropniki 10x 20 cm- zvočna izolacija 4cm- letve 7x2 cm- mavčno kartonska plošča 1,25 cm

skupaj 35, 75 cm