Sodoben pristop k projektiranju energijsko učinkovitih stanovanjskih hiš temelji na spoznanjih, starih že 2000 let. Že stari Rimljani so svoje stanovanjske hiše gradili po načelih, ki jih danes odkrivamo na novo. Stanovanjske hiše naj bodo odprte na jug in zaprte na sever – tako je poleti poskrbljeno za naravno senčenje, v zimskem času pa za velik izkoristek sonca. Atriji starorimskih hiš so poleti služili dodatnemu ohlajevanju bivalnih prostorov, nudili pa so tudi primerno senco v najtoplejših dneh. Poleg tega so Rimljani poznali centralno toplozračno ogrevanje in hlajenje. Skozi votle pode in stene je pozimi iz zunanjega kurišča prodiral vroč zrak in ogreval hišo, poleti pa je skozi hladno klet v bivalne prostore dotekal hladnejši zrak.

Takemu sistemu danes pravimo nizkotemperaturno talno ali stensko ogrevanje. Tudi energent za kurišča je bil precej sodoben – drva. No, danes temu pravimo lesna biomasa, ki sodi v razred obnovljivih virov. Za zagotavljanje visokega bivalnega ugodja so Rimljani »izumili« tudi akvedukte in vodovodni sistem, ki je stanovanjskim hišam zagotavljal svežo tekočo vodo. Premogli so tudi natančno izdelan kanalizacijski sistem, imenovan kloaka (Rim: Cloaca maxima). Še pred nekaj desetletji je bila del ljubljanske kanalizacije emonska kloaka.

Z zatonom rimskega imperija so za 1500 let v pozabo potonili domala vsi starorimski dosežki. V srednjem veku so v Evropi ljudje živeli v zanikrnih kolibah ali mrzlih gradovih, umivali se niso prav pogosto, o kanalizaciji ni bilo ne duha ne sluha, da o kakšnem bivalnem ugodju niti ne govorimo. Danes ponovno »izumljamo« tehnologije, stare več kot 2000 let.

Kaj je energijsko učinkovita stavba?

Za plemena podsaharske Afrike so energijsko učinkovite njihove napol vkopane preproste kolibe. Prebivalci ne porabijo nič energije niti za ogrevanje niti za hlajenje. Tudi za Inuite (Eskime) je iglu energijsko učinkovito prebivališče. Ena sveča je vse, kar potrebujejo za bivanje. To sta le dva skrajna primera, ki tudi po najstrožjih kriterijih sodita v razred energijsko učinkovitih stavb. Kaj pa pri nas? Namesto da bi k načrtovanju energijsko učinkovitih hiš pristopili s svojim znanjem in nekaj zdrave pameti, se raje pustimo voditi tujim vplivom.

»Pasivna hiša«

Na področju energijsko učinkovite gradnje največkrat slišimo izraz »pasivna hiša«, za katerega marsikdo ne ve, kaj pomeni. Standarde za »pasivno hišo« je postavil dr. Feist, ustanovitelj »Passivhaus Instituta« v Darmstadtu (Nemčija). Osnovni standard je raba energije za ogrevanje, ki je omejena na 15 kWh/m2 na leto. To naj bi bilo mogoče doseči z zaostrenimi zahtevami pri toplotni zaščiti ovoja stavbe, izkoriščanjem sončne energije ter z vgrajenimi sistemi.

Stvari pa se zataknejo prav pri vgrajevanju različnih sistemov. To me ponovno spomni na Jacquesa Tatija in njegove sodobne hiše. Pri pasivni hiši je raba energije omejena zgolj na energijo za ogrevanje, ostala energija pa ni podvržena omejitvam. V skrajnem primeru bi lahko toplotno neizoliran prepišen fotografski studio, ki ima vgrajenih nekaj kilovatov reflektorjev, pri rabi energije za ogrevanje konkuriral najbolje toplotno izoliranim stavbam ali – če se strogo držimo energije za ogrevanje – celo afriški kolibi ali igluju.

Dolgo pred pojavom »pasivne hiše« se je v stavbarstvu uporabljal izraz »bioklimatska hiša«, kasneje pa »nizkoenergijska hiša« in »ničenergijska hiša«.

Bioklimatska hiša

To je hiša, ki temelji na prastarih antičnih načelih, postavljenih v sodobni čas. Neprosojen del ovoja stavbe naj bo toplotno izoliran v skladu z najnovejšimi dosežki na področju izdelave in vgradnje toplotne izolacije. Ti dosežki močno presegajo meje, postavljene za »pasivno hišo«. Prosojni del ovoja stavbe ima več nalog. Pri bioklimatski hiši je najpomembnejša dnevna svetloba, ki prodre v prostor, šele na drugem mestu pa je toplotna zaščita. Ne smemo pozabiti na odpiranje zastekljenih površin. Na prehod dnevne svetlobe in sončne energije skozi zasteklitev vpliva predvsem število stekel v zasteklitvi.

Dvoslojna zasteklitev je v primerjavi s troslojno precej boljša. Prepušča več dnevne svetlobe, zaradi večjih sončnih dobitkov pa je tudi energijska bilanca boljša. V nočnem času je mogoče uporabiti dodatno nočno zaščito, ki še zmanjša energijske izgube. S prekinjenim ogrevanjem (nižja temperatura v nočnem času ali kadar nas ni doma) se energijske izgube še dodatno zmanjšajo. Pri bioklimatski hiši je raba energije za hlajenje enaka nič. Stara načela senčenja in naravnega hlajenja zagotavljajo primerne bivalne pogoje tudi v najtoplejših poletnih dneh.

Ko potegnemo črto pod energijsko bilanco stavbe, je stavbo šele mogoče uvrstiti v »energijske razrede«. Eno delitev energijskih razredov lahko prikaže »Energetska izkaznica«, a se ustavi pri 25 kWh/m2 na leto. Do sedaj je veljalo, da nizkoenergijske hiše ne presežejo 30 kWh/m2 na leto, pri pasivnih hišah pa je meja 15 kWh/m2 na leto. Vendar obe še vedno potrebujeta tak ali drugačen ogrevalni sistem. Šele ko je energijska bilanca hiše enaka nič (0 kWh/m2 na leto), lahko govorimo o ničenergijski hiši, ki ne potrebuje ogrevalnega sistema.

Kako pristopiti k načrtovanju?

Prvi korak je izbira lokacije. Na Primorskem so klimatske razmere bistveno ugodnejše kot v osrednji Sloveniji ali na zgornjem Gorenjskem. Velik vpliv imata mikrolokacija in orientacija stavbe. Nato izberemo ustrezno arhitekturo, sistem gradnje in količino toplotnoizolacijskega materiala v posameznih elementih ovoja stavbe. Na tem mestu naj se arhitektu pridruži še gradbeni fizik, ki lahko v predvideni stavbi analizira toplotne tokove. Taka analiza pripomore h končni odločitvi o izbiri debeline toplotnoizolacijskih materialov, stavbnega pohištva in zasteklitve.

Šele rezultat energijske bilance, v katerem so upoštevane vse energijske izgube (ovoj, prezračevanje) in toplotni dobitki (sončni dobitki, notranji viri), pokaže, koliko energije potrebujemo za ogrevanje stavbe. Šele ko smo izčrpali vse možnosti na ovoju stavbe in izkoristili vse razpoložljive toplotne dobitke, se lotimo ogrevalnega in prezračevalnega sistema. Kaj hitro se lahko zgodi, da nam je prihranjen vsaj centralni prezračevalni sistem z rekuperacijo. In že to je veliko.

Naravno ali mehansko prezračevanje

Starejše hiše so se lepo prezračevale skozi netesna mesta v ovoju stavbe (nenadzorovano naravno prezračevanje). Sodobni materiali, predvsem pa tesnost stavbnega pohištva, so nenadzorovano naravno prezračevanje zmanjšali praktično na nič. Za zagotavljanje zadostne količine svežega zraka sta ostali dve možnosti – naravno prezračevanje z odpiranjem oken (nadzorovano naravno prezračevanje) in mehansko prezračevanje. Katero je primernejše? Z odpiranjem oken imamo nekaj več toplotnih izgub, vendar okna odpiramo samo, ko je v prostorih slab zrak. Najučinkovitejše naravno prezračevanje je z nekajminutnim odpiranjem oken. Kolikokrat na dan odpremo okna, je odvisno od uporabe prostorov.

Za mehansko prezračevanje potrebujemo lokalne prezračevalne enote ali centralni prezračevalni sistem. Pri tem je priporočljiva uporaba rekuperatorjev. Prezračevanje z rekuperacijo naj bi bilo energijsko ugodnejše, saj topel odpadni zrak ogreva svež hladen zrak; tako so energijske izgube zaradi prezračevanja manjše. Kaj pa investicija v centralni prezračevalni sistem z rekuperacijo? Po vsej hiši moramo imeti napeljane prezračevalne cevi za dovod in odvod zraka. Že same cevi zavzamejo prostor – povečujejo višine tlakov in znižujejo stropove. Poleg tega je treba vgraditi tudi centralno enoto z rekuperatorjem, ki ni poceni.

Tudi vzdrževanje prezračevalnega sistema ni mačji kašelj. Filtre je mogoče zamenjati brez večjih težav, cevi prezračevalnega sistema pa ni mogoče nikoli več primerno očistiti. Kakšne so posledice nečistih prezračevalnih cevi, je marsikomu že dolgo jasno. Razmisliti moramo, kako bomo prezračevali v primeru izpada električne energije. Pred izbiro načina prezračevanja je priporočljivo pregledati vse razloge »pro« in »contra«, vključno s ceno investicije v prezračevanje z rekuperacijo.

Ogrevalni sistem

Šele povsem na koncu projektiranja sodobne hiše nastopi projektiranje ogrevalnega sistema, če je ta sploh potreben. Tudi pri ogrevalnem sistemu se je mogoče opreti na naravne danosti – predvsem na sonce in energijo okoli nas (zemlja, zrak itd.). Izbrati moramo sistem, ki bo cenovno sprejemljiv.

Namesto epiloga

Preden se začnemo pogovarjati o načinu ogrevanja stavbe, je treba narediti nekaj pomembnih korakov k učinkoviti rabi energije: izbrati ustrezno lokacijo ter primerno arhitekturo in orientacijo, zagotoviti primerno toplotno zaščito (tako pozimi kot poleti) ter se odločiti o načinu prezračevanja. Ne smemo pozabiti na kakovostno izvedbo in pravilno uporabo stavbe.

Tadej Gruden, univ.dipl.inž.grad.