ПАСИВНИ КЪЩИ – ЕНЕРГИЙНА ЕФЕКТИВНОСТ – РЕНОВИРАНЕ ПО СТАНДАРТА „ПАСИВНА СГРАДА“

Пасивната сграда се е утвърдила в световен мащаб като признат стандарт за енергийно ефективна архитектура. Стандартът „Пасивна сграда“ предлага реална възможност за изграждане на рентабилни сгради, осигуряващи висока степен на топлинен комфорт и много малка необходимост за отопление и климатизация.

Елементите на пасивните сгради, доказали ефективността си в нови структури, могат да бъдат успешно приложени и във вече изградени сгради. Обновяването на съществуващи сгради чрез интегриране на компоненти на пасивна сграда е икономически ефективно, намалява зависимостта от вноса на енергийни ресурси и осигурява почти всички предимства, които притежава една новопостроена пасивна сграда. Основните етапи на реновиране по стандарта „Пасивна сграда“ включват предварително проучване, промяна на плана на сградата, обновяване на термалната обвивка и обновяване на вентилационната и отоплителната инсталация.

 

пасивни къщи 1

Пасивни къщи – Предварително проучване

Подробното проучване на предвидената за реновиране сграда е важна основа за изготвяне на добър нискоенергиен проект. Необходимо е да се направи пълно описание на използваните за термалната обвивка материали, техните технически характеристики, размери и потенциалните термомостове. В много от случаите тази информация не е известна на собствениците на сградите и за изясняване типа на конструкцията се налага правенето на отвор в обвивката. От съществена важност за проверка на енергийната ефективност на сградата са и данните за отоплителната система и енергийното потребление за тригодишен период.

Паралелно с това следва да се отчете и степента на топлинен комфорт на обитателите на сградата. Ниските енергийни разходи могат да бъдат неправилно изтълкувани като доказателство за висока енергийна ефективност на сградата, докато в същото време обитателите й са живели в дискомфорт, заради липса на ресурси или неизправна отоплителна инсталация. С цел установяване на текущото ниво на въздухонепроницаемост би било полезно провеждането на тест с вентилатори (blower door test). Стандартът „Пасивна сграда“ изисква кратност на въздухообмена 0,6 на час при налягане 50 Pa, а при повечето от по-старите сгради тази стойност е много по-висока. За локализирането на слабите места в термалната обвивка на сградата би спомогнало и използването на термографска камера.

С оглед значимостта на максималното  оползотворяване на слънчевата енергия, следва да се направи анализ на разположението, ориентацията и площта на прозорците, както и да се проучи степента на засенчване на сградата от други постройки и дървета. Обстойното предварително проучване следва да установи и евентуалното наличие на вредни или токсични материали, например азбест, които трябва да бъдат заменени по време на процеса на реновиране. Препоръчително е да се направи и изчисление със софтуера Passive House Planning Package (PHPP), за да може да се сравни теоретичната консумация на енергия с действителната. Данните от това сравнение ще предоставят информация за необходимата степен на реновиране на сградата.

Промяна на плана на сградата

В някои случаи, за да се повиши общата енергийна ефективност на сградата, могат да бъдат променени разположението и подредбата на прозорците. Предвид че съществуващата сграда вече е моделирана с помощта на PHPP, ефектът от промяната на формата или ориентацията на прозорците, както и рискът от прегряване, могат да бъдат изследвани при проектиране.

Преди предприеманeто на основно реновиране, е добре собствениците на сградата да обмислят възможността за разширяване на жилищните площи или промяна на разпределението на помещенията. При цялостно изменение на формата на жилищното пространство следва да се вземат предвид някои основни принципи – намаляване на съотношението повърхност/обем и максимално разположение на прозорците на юг, изток и запад.

Обновяване на термалната обвивка

Едно от ключовите изисквания на стандарта „Пасивна сграда“ е специфичното потребление на енергия за отопление да е 15 kWh/(m2a). Обновяването на изолацията и поставянето на високоефективни врати, прозорци и вентилационна инсталация с оползотворяване на отпадъчната топлина са неизбежни при реновирането на сгради по стандарта. Изборът на подходящи изолационни материали е едно от най-големите предизвикателства при подмяната на цялостната термална обвивка на сградите.

 

пасивна къща панел

Някои изолационни продукти са подходящи за запълване на кухини в стените, други са „носещи“ и се използват под бетонови подове. Освен в приложението, предлаганите на пазара изолационни продукти се различават и по коефициент на топлопроводност, цена и пожарна безопасност. Ефектите от различната дебелина и коефициент на топлопроводност на изолацията могат да бъдат изчислени с помощта на PHPP. В зависимост от цялостния проект за реновиране, може да бъде поставена допълнителна изолация от външната или вътрешната страна на сградата, или в самата конструкция на обвивката(например запълване на кухината между два панела).

В идеалния случай изолационният слой трябва да е непрекъснат около цялата сграда. Това се постига лесно при изграждането на нови сгради, но избягването на прекъсвания в изолацията е много по-трудно при реновиране. Разполагането на изолацията спрямо структурната обвивка на сградата оказва съществен ефект върху термомостовете – външната изолация обикновено е най-ефективна за елиминирането им, а вътрешната е с най-ниска ефективност в това отношение. От критично значение е проектантът на реновацията да гарантира, че предложената изолация няма да доведе до вътрешна кондензация.

Количеството кондензат, което може да се образува в обвивката на сградата зависи от местните климатични условия (температура и влажност) и условията на средата във вътрешността на сградата (брой обитатели, средна вътрешна температура и влажност). Вътрешната кондензация води до влошаване на изолационните свойства, поява на структурни дефекти в термалната обвивка и негативни здравни ефекти вследствие на развитието на плесени. Образуването на вътрешна кондензация може да се предвиди с помощта на симулиращ софтуер.

 

пасивни къщи строеж

Известно е, че най-големите топлинни загуби стават през прозорците и вратите. Следователно, колкото по-ефективни са тези елементи, толкова по-малко изолация на стените, подовете и покрива ще е необходима. В последните години се предлага разнообразие от стъклопакети, подходящи за пасивни сгради. Много от тях са с интегрирана в дограмата изолация, за да се избегне формирането на термомост от външната към вътрешната повърхност. Следва да се отчете, че с подобряването на коефициента на топлопреминаване на двойните и тройните стъклопакети се намалява пропускането на слънчева топлина и светлина.

Специално внимание при подмяната на стъклопакета трябва да се обърне и на местата, където прозорците и вратите се свързват със стените. В идеалния случай външният изолационен слой се припокрива най-малко с 65 мм с дограмата, за да се сведе до минимум рискът от термомостове. Освен това, тези места на свързване трябва да не пропускат влага отвън навътре или обратно.

Изискването за въздухонепроницаемост на стандарта „Пасивна сграда“ е кратност на въздухообмена 0,6 за час при налягане от 50 Pa. При реновиране на сгради по стандарта могат да се използват интелигентни паронепропускливи мембрани, чието парно съпротивление се изменя в зависимост от относителната разлика в парното налягане на вътрешната и външната среда. Преди приключване на процеса на реновиране е добре отново да се проведе тест за въдухонепроницаемост с вентилатори, за да се установи дали в обвивката има дупки и процепи.

Използването на „пушещ молив“ може да е много полезно за точното локализиране на местата, откъдето се изпуска въздух, когато сградата е в условия на надналягане или подналягане. При реновиране е важно да се следи за евентуални пробиви в херметичния слой на местата, където преминават кабели и тръби.

Обновяване на вентилационната и отоплителната система

Вторият етап от реновирането по стандарт „Пасивна сграда“ включва подобряване на вентилационната и отоплителната система. Ефективността на топлообменника във вентилационната система с оползотворяване на отпадъчната топлина (рекуператор) оказва съществено влияние върху необходимостта от допълнително отопление на помещенията в пасивните сгради. Тя трябва да е над 75% за номиналните дебити, определени за топлообменника.

Изискванията за пасивна сграда могат да бъдат постигнати и без вентилационна система с оползотворяване на отпадъчната топлина. Тогава спестената топлинна енергия от рекуператора трябва да бъде компенсирана чрез добавяне на допълнителна изолация към термалната обвивка на сградата.

Минимална загуба на топлина при разпределението на топъл въздух в сградата е постижима при условие, че въздуховодите са добре изолирани. При пасивните сгради изолацията на въздуховодите обикновено е с дебелина 6-10 см. Също така е желателно въздуховодите да се разположат в термалната обвивка, а рекуператорът – в средата на сградата, за да се намалят до минимум дължините на тръбите. В повечето случаи вентилационните отвори се разполагат на тавана, но могат да бъдат и в стената. Те се проектират така, че разпределението на въздушните маси да става хоризонтално до повърхността на тавана с минимални низходящи течения.

При реновиране следва да се подсигури, че под или над всяка вътрешна врата има пролука (10 мм), която да улеснява движението на въздуха от едно помещение в друго. Ако вратите са без такава пролука, помещенията с изпускателни отвори ще бъдат с отрицателно налягане, а помещенията с вентилационни отвори за пресен въздух – с положително налягане. Най-често прилаганият метод за отопление на пасивни сгради е допълнително подгряване на вече затопления от изходящите от рекуператора въздушни маси свеж въздух. Това може да стане чрез топлообменник вода-въздух, компактна система с електрическа термопомпа или котел, работещ на пелети или дърва.

След реновирането по стандарта е възможно да се продължи експлоатацията и на съществуващата отоплителна система в сградата, но това обикновено не е много ефективно решение. Твърде вероятно е проектният капацитет на тази система да е прекалено висок за реновираната сграда, тъй като топлинните нужди на пасивните сгради могат да представляват под 20% от топлинната енергия, нужна за отопление преди обновяването.

Една от алтернативите при реновиране по стандарта е да се запазят тръбите и радиаторите на съществуващата отоплителна система, но да се инсталира малък и ефективен котел, осигуряващ не само затопляне на помещенията, но и на вода. Сред предимствата на запазването на съществуващите радиатори е, че температурата в отделните стаи може да бъде контролирана чрез термостатични вентили.

Използването на вентилация с оползотворяване на отпадъчната топлина се налага дори когато се запази първоначалната система за отопление. Тя служи както за осигуряване на предварително затоплен свеж въздух, така и за разпределяне на топлината от радиаторите в сградата. Друг фактор, който трябва да се отчете при вземането на решение дали да се запазят оригиналните радиатори или не, е това, че те вероятно ще трябва да бъдат преместени при поставянето на вътрешна изолация.

 

пасивна къща

В реновираните по стандарта сгради трябва да бъдат интегрирани следните системи за контрол:

– автоматично управление на отоплението на база температура в помещенията;

– автоматично регулиране на подаваната топлина за подгряване на вода на база температура на водата;

– независим автоматичен контрол на времето за отопление на помещенията и подгряване на водата;

– система за изключване на източника на топлинна енергия, когато няма нужда от подаването на такава за затопляне на помещения или вода.

Допълнителен контрол на отоплителната система може да се осигури чрез контролер за компенсация на метеорологичните условия. Той действа като температурен сензор, разположен на засенчена страна на сградата, подава сигнал към електронния контролер, който регулира подаването на топлина в зависимост от променящите се метеорологични условия.

 

Информация списание „Технологичен дом“