EFEKTYVIAUSIAI ENERGIJĄ VARTOJANČIŲ PASTATŲ STATYBŲ LATVIJOJE IR LIETUVOJE YPATUMAI

Latvijoje praėjusių metų efektyviausiai energiją vartojančių pastatų konkurse šeimos grupėje geriausiu pripažintas namas „Upesciems“. Šis namas pastatytas taip, kad būtų patrauklus žmogui ir draugiškas supančiai aplinkai.

Vieta ir funkcionalumas

Namo projektavimas baigtas 2014 m., kai dar nebuvo reikalavimų pastatui su beveik nuliniu energijos suvartojimu, o Latvijos Respublikos norminiuose dokumentuose buvo nustatytas šiluminės energijos suvartojimas ≤ 80 kWh/m2 per metus. Projektuojant ypatingas dėmesys skirtas namo vietai sklype ir patalpų funkcionalumui, atsižvelgta į sklypą supančios aplinkos ypatumus. Kruopščiai apgalvotas sprendimas įdėti didelius langus pietinėje pusėje, kur namas gauna daugiau šiluminės energijos iš saulės nei praranda per langų konstrukcijas, kurių šilumos pralaidumas yra apie penkis kartus didesnis nei išorinių sienų.

Lietuvoje projektuojant langus naudojamos ENRG5 arba PH PHPP programos, kuriomis modeliuojamas skaidriųjų atitvarų santykis pagal pasaulio puses, siekiant optimizuoti langų plotą. Taikant Lietuvoje galiojančią skaičiavimo metodiką, „Bauroc“ sienos varžą galima pasiekti iki 5,5, o lango didžiausia varža – 2. Langai brangūs, todėl svarbu suskaičiuoti jų kiekį bei optimaliai suderinti su funkcionalumu ir saulės pritaka.

Statybinės medžiagos ir inžinerinės sistemos

Kuriant techninį projektą, buvo numatyta naudoti konkrečias medžiagas, mazgus ir techninius sistemų sprendimus. Statybai pasirinkta viena sistema, pagaminta iš „Bauroc“ akytbetonio. Tai patogus sprendimas, nes sienos konstrukcijų elementai – blokai ir perdangos plokštė – daro pastatą vientisą.

Pasaulinė patirtis rodo, kad autoklavinis akytasis betonas yra efektyvi ir ekologiška medžiaga, kurią sudaro smėlis, cementas, kalkės, gipsas ir vanduo. Tinkama apdorojimo technologija leidžia gaminti energiją taupančias statybines medžiagas, kurių geometriškai tiksli forma yra iki ± 1 mm, kai šilumos laidumo santykis U yra¬ iki 0,18 W/(m2 K), atsparumo ugniai klasė – A 1, atsparumas gniuždymui – iki 7 MPA. Nuosavą namą iš akytbetonio galima surinkti per 2–3 savaites. Pastatai iš akytojo betono turi papildomų savybių: šiluminė inercija, gera šilumos ir garso izoliacija, mažas oro pralaidumas. Dėl šių savybių patalpose sukuriamas malonus mikroklimatas.

Greitas ir tikslus surinkimas

Išorinėms sienoms buvo parinkti vieno sluoksnio „bauroc ECOTERM + 500“ blokai, kurių šilumos laidumo koeficientas – U = 0,18 W/(m2 K), įskaitant apdailą. „Bauroc“ blokų surinkimo tempas gana didelis – trijų darbininkų brigada per dieną gali surinkti 12–15 m3. Virš langų ir durų montuojamos surenkamos sustiprintos armuotos „Bauroc“ sąramos, pati ilgiausia naudojama garažo vartams (6000 mm).

Sudėjus galutinę blokų eilę pirmajame aukšte ant akmens vatos sandarinimo juostos, įrengiamos sustiprintos „Bauroc“ perdangos plokštės. Iš gamintojo užsakomi standartiniai 200 m2 perdengimai. Plokštės pagal perimetrą sujungiamos monolitine juosta. Analogiškai statomas antras aukštas.

Stogo konstrukcijoje naudojamos „Bauroc“ h = 250 mm perdengimo plokštės, izoliuotos 200 mm storio akmens vatos sluoksniu, U = 0,14 kW/(m2 K). Ant perdengimo įrengta medinė stogo konstrukcija.

Išgarinimo dydžio svarba

Labai svarbu atkreipti dėmesį į sienų apdailai naudojamų medžiagų pralaidumą garams, nes nuo to priklauso fasado ilgaamžiškumas. Garų pralaidumas turi būti maksimaliai artimas sienų blokų parametrams. Akytojo betono „Bauroc“ garų pralaidumo koeficientas μ = 4–6. Vidinėms sienoms rekomenduojama naudoti cemento kalkių arba gipso tinką, išorinėms sienoms – atitinkamo garų pralaidumo silikono tinką.

Vertės balansas

Šilumos nuostolių šaltiniais privačiame name (40–50 %) laikomos atitvarų konstrukcijos: rūsys, grindys, išorinės sienos, stogo dangos, šilumos tilteliai, langai, durys ir garažo vartai. Kiti 50–60 % šilumos nuostolių priklauso nuo pastato išdėstymo, išorinių sienų oro pralaidumo ir šildymo sistemos šiluminės inercijos, vėdinimo ir apšvietimo efektyvumo koeficiento.

Architektas, sertifikuotas pasyviojo namo projektuotojas Rimvydas Adomaitis sako, kad sertifikuojant pastatą vertinama jo atitiktis projektui, statybos metu padaryti pakeitimai, namo sandarumo testo rezultatai ir vėdinimo sistemos balansavimo protokolas. Pasak jo, pagrindinis darbas, ieškant balanso tarp sprendinio atitikties Pasyvaus namo instituto reikalavimams ir jo kainos, vyksta projektavimo metu atliekant modeliavimą PHPP. Projektuojant namą į PHPP sukuriamas namo skaitmeninis modelis, kuriam padedant galime suprasti, kaip skirtingi namo elementai ar net jo padėtis sklype paveikia galutinį rezultatą – namui šildyti reikalingos energijos kiekį 1 m2 per metus.

Pavyzdžiui, pasitelkę PHPP, galime suprasti, kiek daugiau kainuos namo šildymas, jei į namo šiaurinę sieną, pro kurią atsiveria nuostabus vaizdas į ežerą, įprojektuosime konkretaus dydžio langą, ir atsakyti į klausimus, ar verta jį ten turėti ir koks dydis, energinio naudingumo požiūriu, būtų racionaliausias. Kiek sumažės namo šiluminiai nuostoliai, jei, atitinkamai parinkę langų stiklus, pastato pagrindinį fasadą atsuksime labiau į pietų pusę. Ar numatytų pastato perkaitimo prevencijos priemonių pakaks, kad namas neperkaistų vasarą, kur yra didžiausi namo nuostoliai ir kur galima daugiausia sutaupyti.

Anot R. Adomaičio, Lietuvoje pasiekti 15 kWh/(m2a) lygiai, kaip ir nebrangiai pasistatyti namą, nėra misija neįmanoma. Labai svarbu suprasti, kad pagal Pasyvaus namo instituto keliamus reikalavimus, kruopščiai atlikę namo modeliavimo PHPP etapą, pasirinkę sprendinį, kurio kaina mums yra tinkama, mes automatiškai sukuriame nepriekaištingo komforto būstą.

Anot namo Latvijoje statytojų, skiriamųjų konstrukcijų šilumos pralaidumo ir inžinerinės įrangos efektyvumo užtikrinimo išlaidų pusiausvyra turėtų būti ekonomiškai pagrįsta. Nėra prasmės maksimaliai sumažinti šilumos laidumo koeficiento (U) vertės, pavyzdžiui, iki 0,10 kW/(m2 K), papildomai klojant per storą izoliacijos sluoksnį ant visų skiriamųjų konstrukcijų, ir pasirinkti mažiau galingas ar mažiau efektyvias šildymo ir vėdinimo sistemas.

Statybos fizikoje santykis tarp pastato skiriamųjų konstrukcijų šilumos nuostolių ir šilumos laidumo nėra linijinis. Jei išorinių sienų šilumos laidumo koeficientas yra mažesnis nei 0,18 kW/(m2 K), tada šiltinti lauko sienų ekonomiškai netikslinga.

Ekologiškas šildymas

Nuo pat pradžių daug dėmesio skirta ekologiškai šildymo sistemai pasirinkti. Svarbu, kad sistema veiktų naudodama atsinaujinančius energijos šaltinius, nes tai vienintelis būdas pasiekti beveik nulinį pastato energijos suvartojimą.

Pastatui šildyti ir karštam vandeniui gaminti buvo pasirinktas Švedijos gamintojo NIBE geoterminis šilumos siurblys F1255, išbandytas šiaurės klimato sąlygomis. Jo KPD naudingumo koeficientas yra aukštas – SOR 3,18–5,06. Priimtina vidutinė reikšmė – SOR – 4,12.

Vėdinimo sistema

Pagal higienos normas, oras patalpose turėtų keistis tris kartus per valandą, todėl svarbu pasirinkti veiksmingą oro atkūrimo (rekuperacijos) sistemą, kuri užtikrintų kontroliuojamą šviežio šilto oro tiekimą į patalpas. „Upesciems“ name įrengta „SystemAir“ oro atkūrimo (rekuperacijos) sistema, kuri, esant ypač šaltam ar karštam orui lauke, užtikrina gryną orą pasyviu šildymu ar vėsinimu ir naudoja pastovią apie 5 °C temperatūrą per 30 m ilgio požeminį kanalą.

Pastato energinio tiekimo sertifikatas

Sertifikuoto energijos auditoriaus Sandris Liepiņš skaičiavimuose naudojama Ministrų kabineto MK Nr. 348 taisyklėse nurodyta metodika, taikant ISO13790 mėnesio paklausos programą. Pagal MK Nr. 383 pastatas klasifikuojamas, kaip beveik nulinės energijos suvartojimo pastatas, jei jis atitinka tam tikrus reikalavimus. Šildymo energijos efektyvumo rodiklis turi atitikti A klasę, negali viršyti 40 kWh/m2 per metus ir, pagal statybos norminių aktų, higienos ir darbų saugos reikalavimus, privalo patalpose užtikrinti atitinkamą mikroklimatą. Bendras pirminės energijos suvartojimas pastatui šildyti ir karštam vandeniui tiekti, mechaniškai vėdinti, aušinti ir apšviesti neturėtų viršyti 95 kWh/m2 per metus.

Pagal energijos pažymėjimą, pastatui šildyti reikalingos metinės šilumos energijos sąnaudos yra 47,16 kWh/m2. Toks mažas elektros energijos suvartojimas pasiekiamas ne tik dėl tinkamo laikančiųjų konstrukcijų ir inžinerinių sistemų pasirinkimo. Dėl akytojo betono šiluminės inercijos namuose temperatūra net ir karštomis vasaros dienomis (be aušinimo) išlieka apie 22–23 °C.

Energiškai efektyviame pastate turėtų būti kuo mažesnis oro pralaidumas. Išmatuotas namo „Upesciems“ oro pralaidumas, esant slėgio kritimui 50 Pa, užfiksuotas q50 = 0,45 m3/(m2/h). Statybos normose nurodyta reikšmė yra tris kartus didesnė: q50 ≤ 1≤,5 m3/m2/h), Lietuvoje norma – 0,6 m3/m2/h.

Anot R. Adomaičio, pirminė energija – gamtinių išteklių energija: organiniame kure (naftoje, durpėse, biomasėje ir pan.) sukaupta energija, branduolinė (atominė) energija, vandens potencinė energija, vėjo, saulės, geoterminė, cheminių procesų energija – labai svarbus kriterijus Pasyvaus namo kūrimo procese, kuris skatina mažinti energijos naudojimą, o tą kiekį, kurį naudojame, pasigaminti iš atsinaujinančių šaltinių. Dėl pirminės energijos reikalavimų Pasyvaus namo mes negalime šildyti elektra.

Apie pastatų sertifikavimo Lietuvoje ypatumus pasakoja Kauno technologijos universiteto Architektūros ir statybos instituto Statybinės fizikos laboratorijos vadovas dr. Karolis Banionis. Pasak jo, pastato energinio naudingumo sertifikavimo reikalavimai yra paremti Europos Sąjungos (ES) dokumentų nuostatomis. Visi su sąnaudos atžvilgio optimalaus lygio skaičiavimu susieti kriterijai vertinami, kaip energijos vartojimo efektyvumo lygis, užtikrinantis mažiausias sąnaudas, patiriamas per apytikrį pastato ekonominio gyvavimo ciklą.

Kiekviena ES šalis narė, vadovaudamasi Europos Komisijos reikalavimais, optimalaus lygio skaičiavimus atlieka kas penkerius metus. Pastatai į energines naudingumo klases klasifikuojami pagal devynis pagrindinius pastato rodiklius. Tai pastatų atitvarų savitieji šilumos nuostoliai, šiluminės energijos sąnaudos pastatui šildyti, pastato sandarumo rodikliai, mechaninio vėdinimo su rekuperacija sistemos techniniai rodikliai, pastato pertvarų ir tarpaukštinių perdengimų šiluminės savybės, pastatų energinio vartojimo efektyvumo rodiklis C1, apibūdinantis, kaip efektyviai pastatas vartoja neatsinaujinančią pirminę energiją šildymui, vėdinimui, vėsinimui ir apšvietimui. C2 yra pastato energijos vartojimo rodiklis, kurio vertė apibūdina neatsinaujinančios pirminės energijos vartojimą buitiniam karštam vandeniui ruošti. Taip pat vertinamos pastato norminės metinės pirminės energijos sąnaudos bei pastate sunaudojamos energijos dalis iš atsinaujinančių energijos išteklių. Pastarasis rodiklis ypač aktualus A++ klasės pastatams.

Pasak dr. K. Banionio, nė vienas iš išvardintų devynių rodiklių neturi prioriteto prieš kitus: jeigu bent vienas pastato rodiklis neatitinka atitinkamai energinei klasei keliamų reikalavimų, pastatas automatiškai priskiriamas žemesnei energinio naudingumo klasei. Pavyzdžiui, jeigu visi pastato rodikliai atitinka A++ energinio naudingumo klasės reikalavimus, bet sandarumas atitinka tik A klasės reikalavimus, tai pastatas ir priskiriamas A energinio naudingumo klasei.