В категории: Брой 5-6/2006, Отопление, Строителство, Топлоизолация

„Пасивната къща” – сграда без отопление

Вече сме 2006 г. – седемнайсет години от началото на прехода към пазарно стопанство – достатъчно време българинът да усети осезателно чрез собствения си джоб необходимостта от икономия на топлинна енергия и да проумее горчивата истина, че жилището му, строено преди или в близост до тази историческа дата, напълно или почти не отговаря на каквито и да било изисквания за топлинна изолация. След като един проблем е осъзнат, следващата крачка е неговото решаване. В тази насока „Направи сам“ положи немалко усилия, като публикува поредица от статии за избора на най-подходящите материали и технологията за изпълнение на фасадни, подови и подпокривни изолации. Специално внимание заделихме на дебелината на топлоизолационния материал, от която в значителна степен зависи доколко желаният ефект ще бъде постигнат, а направената инвестиция ще се възвърне по-бързо. Така постепенно спорът между специалистите, а след това и в общественото пространство, се пренесе от необходимостта дали да има или не топлоизолация към това колко дебела да бъде тя. Къде поради некомпетентност, къде поради търговски съображения да се примами финансово притесненият клиент с възможно по-ниска цена, и търговци, и инвеститори-строители продължават упорито да разпространяват мита, че фасадна топлоизолация с дебелина на плочите 4–5 cm е напълно достатъчна, а дебелина 6 cm вече е неоправдан лукс и едва ли не е разточителство. В средата на май т.г. в едно обедно предаване на БНТ в студиото се бяха изправили няколко държавни служителки и убедено защитаваха тезата за прословутите 5 cm, а когато водещият журналист цитира немски опит, според който изолация с дебелина под 8 cm е безсмислено да се прави, те се скриваха зад вече остарелите български норми от 1999 г. за топлоизолация на външни стени, според които коефициентът на топлопреминаване трябва да бъде равен или по-малък от 0,5 W/m²K. Това изискване се удовлетворява при дебелина на топлоизолацията 5 cm и то само, когато стените са иззидани от кухи тухли, а не са от стоманобетон. По тази логика и лятната риза осигурява някаква защита срещу зимната виелица, но хората все пак навличат дебели пуловери и палта. Типът мислене „по-добре нещо, отколкото нищо“, както и всяка друга половинчата мярка, не решава проблема и по правило е икономически неизгодна. Няма и капка логика да се прави икономия именно от топлоизолационния материал, от който зависи крайният ефект, защото разходите за останалите материали и труда са почти едни и същи, и не зависят от неговата дебелина. При топлоизолация на тухлен зид с дебелина 25 cm с плочи от минерална вата с дебелина 9 cm делът на плочите е 33% от всички разходи за материали, необходими за изолацията. При увеличаване на дебелината на плочите на 12 cm този дял нараства на 41%. В действителност той е по-малък, защото не са взети под внимание разходите за труд. В първия вариант коефициентът на топлопреминаване (k) на стената е 0,34 W/m2K, е във втория – 0,27 W/m2K.

Въпросът колко дебела да бъде топлоизолацията няма общовалиден и еднозначен отговор, защото зависи от редица фактори: каква степен на изолиране се цели, каква част от строителната конструкция се изолира – покрив, подове или фасадни стени, вид на строителната конструкция. Изборът на оптималната дебелината има и своята икономическа обосновка, която се базира на времето за изплащане на разходите за изолация в резултат на икономисаната топлинна енергия.

По-конкретно на тези въпроси ще отговорим в края на статията, а сега ще ви запознаем с това как изглежда идеалната откъм икономия на отоплителна енергия сграда. Това е така наречената „пасивна къща“, съответстваща на строителен стандарт, който предвижда не повече от 15 kWh/m² годишни енергийни разходи за отопление. Иначе казано, тази къща е толкова добре изолирана, че в нея се поддържа нормална за обитаване температура почти без разходи за отопление. Тя не се нуждае от класическите отоплителни уреди, а поддържането на подходяща за обитаване температура се извършва в резултат на отделяната топлина от електрическите уреди в жилището, от проникнала през прозорците слънчева топлина и отделена от самите обитатели. Минималният годишен разход на енергия за отопление се дължи на необходимостта да се затопля пресният въздух, който се вкарва в сградата. „Пасивната къща“ изразходва с около 80% по-малко топлинна енергия и от сградите, строени по съвременните норми за топлинна изолация, действащи в Австрия.

„Пасивната къща“ е развитие на концепцията за т.нар. нискоенергийна къща, при която се допускат разходи за отопление 16–39 kWh/m². За отопляването ù са необходими около 3 l/m² нафта или 3 m³ газ годишно. За обозначаване на степента на изолираност и равнището на разходите за отопление е въведено още едно понятие – „енергоспестяваща къща“, при която енергийните разходи за отопление са 40–79 KWh/m², и съответно се изразходват 3–7 l/m² нафта или 3–7 m³ газ годишно.

За сравнение ще посочим, че при една строена според действащите през 1976 г. в Германия строителни стандарти, които със сигурност са били значително по-строги от строителството у нас, годишните енергийни разходи достигат до около 300 kWh/m². С други думи, енергийните разходи на пасивната къща са над 20 пъти по-малки в сравнение със сграда, строена преди четвърт век. Поради изключително малките топлинни загуби „пасивната къща“ няма класическа отоплителна система (котел, евентуално складово помещение за горивото, тръбопроводи, радиатори, регулираща апаратура), която също е немалък инвестиционен разход. Не е без значение и фактът, че липсата на радиатори в помещенията създава още ред удобства – не се заема от площта на помещенията, липсва усилената циркулация на въздуха, причинена от тях, и свързаното с това опушване на стената и тавана над радиатора. Засилената циркулация на запрашения въздух обостря и алергичната реакция у хора, предразположени към това страдание. Вентилационната инсталация на „пасивната къща“ е снабдена с филтри, които сигурно очистват въздуха от всякакви съставки, включително от миризми.

Освен, че разходите за енергия за отопление са намалени до минимум, в „пасивната къща“ се създава и значително по-благоприятен и здравословен микроклимат – равномерно поддържана и целогодишно еднаква за всички помещения температура на въздуха, а повърхностната температура на външните стени и при външна температура –10 ºС е по-ниска от температурата на въздуха в помещенията с не повече от 0,5–1 ºC. Тази разлика на практика не се долавя, и затова стените и пода над избата се възприемат като топли, не предизвикват неприятно усещане на хлад при допир, а за познатото, особено на обитателите на панелките, овлажняване поради кондензиране на водните пари върху външните стени, тук изобщо и дума не може да става.

„Пасивната къща“ има централизирана система за подаване на свеж въздух в помещенията, която регулира точно необходимото количество с оглед доставяне на кислород и изхвърляне навън на замърсения вече въздух. Преди това обаче, неговата топлина се използва за подгряване на подавания външен въздух.

Здравословният начин на живот в тази къща се осигурява не само през студените, но и през горещите летни месеци. Благодарение на своята добра топлоизолация тя има много висока термостабилност, поради което температурата във вътрешността ù не следва промените между дневните и нощни температури в горещите летни месеци, а се запазва постоянна около оптималните за човешкото здраве и работоспособност температури на въздуха 19–22 ºС при относителна влажност 40–60%. Това се постига без охладителна инсталация, която също е сериозна инвестиция и немалък консуматор на електроенергия. Да не говорим, че масово използваните стенни климатици причиняват често настинки и създават проблеми на хората с алергии поради това, че рязко усилват циркулацията на въздуха в помещенията, без да се вкарва свеж отвън.

За да съответства на изискванията за „пасивна къща“, сградата трябва да отговаря на ред условия. На първо място това е добрата топлоизолация на външните стени, чрез която трябва да се постигне коефициент на топлопреминаване, не по-голям от 0,10 W/m²K. Той се достига при дебелина на топлоизолацията около 35 cm, като тази на покрива трябва да бъде 40 cm, а на подове, лежащи над неотопляеми помещения – 30 cm. Очевидно разликите с изискванията на действащите в България норми за проектиране, които едва-едва се изпълняват с 5 cm топлоизолация (фасадни плочи от стиропор или минерална вата), и то върху зид с дебелина 25 cm от кухи тухли, са огромни. Пропорционална на това е и разликата в разходите за отопление.

При такава дебелина на изолацията сградата трябва да има специално проектирана многопластова конструкция. Не случайно повечето построени досега такива сгради са със сглобяема конструкция и дървена външна обшивка, като често еднофамилните наподобяват селски или кокетни вилни къщи. С това обаче изискванията за оптимизиране на сградата откъм нейната енергийна ефективност не свършват. Подобно на ограждащата строителна конструкция, изискванията за минимизиране на топлинните загуби през прозорците също са високи, още повече, че на тях в една класическа сграда се падат около 20% и повече от топлинните загуби. При „пасивната къща“ изискването е коефициентът на топлопреминаване през прозорците (стъклопакет и рамка) да бъде под 0,80 W/m²K. Стъклопакетите задължително са трислойни и запълнени с инертен газ – аргон или криптон. За вътрешно и междинно се използват т.нар. к-стъкла със специално повърхностно покритие, които имат свойството да отразяват инфрачервените лъчи обратно към помещението, а не да ги пропускат безпрепятствено към околното пространство. Профилите са с 5 или повече камери. Любопитното е, че у нас всеки производител на дограма рекламира броя на камерите в профилите, които предлага, а по отношение на стъклопакетите цари мълчание. Рядко някой посочва и коефициента на топлопреминаване през прозорците. Като се има предвид, че площта на рамката е многократно по-малка от остъклената, е ясно, че източникът на топлинни загуби е именно стъклото, докато на рамката се пада незначителна част. Задължителен елемент са и плътните щори, които, спуснати през нощта, допълнително намаляват значително загубите на топлина, без да се нарушава комфортът на обитаване. Комбинацията прозорец-щора може да снижи коефициента на топлопреминаване до 0,67 W/m2K, което вече е много добро постижение, и прозорците престават да бъдат източник на големи топлинни загуби. Съответно силно остъклените южни фасади трябва да бъдат защитени с жалузи срещу прегряване на помещенията през лятото.

Мерките за топлинна изолация включват и доброто уплътняване на сградата, още повече, че при традиционното строителство около 20% от топлинните загуби се дължат именно на инфилтрация на външен студен въздух през неплътностите на строителната конструкция. При така уплътнената сграда, при която на практика не се разчита на отваряне на прозорците, съществен елемент е вентилационната инсталация, изсмукваща замърсения и подаваща дозирано чист външен въздух. Той се подгрява предварително да необходимата температура – частично в топлообменници за сметка на отнемате на топлина от изхвърляния замърсен въздух, и частично – за сметка на нагреватели.

Енергийната ефективност на „пасивната къща“ силно зависи и от нейното оптимално разположение спрямо географските посоки, липсата на засенчване от съседни сгради или големи дървета, разположението и големината на прозорците, формата на сградата, така че да бъде възможно по-компактна и с по-малка външна площ. Когато към „пасивната къща“ се добавят алтернативни източници на енергия като термопомпа, съчетана с акумулатори на топлина в мазето, слънчеви батерии за собствено производство на електроенергия и др., тя наистина може да стане енергонезависима, а стопаните ù да не се следят със свито сърце непрестанното повишаване на цената на енергийните източници. Тенденция, която необратимо ще се развива по възходяща линия.

Всяко нещо, всяка благина на този свят си има своята цена. Построяването на сграда по нормите на „пасивната къща“ също е свързано с нарастване на инвестиционните разходи. Заслужава да се отбележи, че разходите за топлоизолация са най-малкото перо, и според някои източници завишават общите разходи за строителство с около 15–20%.

Статия като тази има предимно образователен характер, защото проектирането, построяването и обзавеждането с необходимите инсталации на сграда, която да съответства на нормите на „пасивна къща“, е работа за професионалисти, и то от най-висока класа. Сега в България се строят 2–3 такива сгради, в Австрия те са над 1000, а в Германия броят им надхвърля 10 000. Тенденцията е ясно очертана и друг път, за да намалим до минимум или даже напълно да се освободим от бремето на енергийната ни зависимост за отоплителни нужди, няма.

За това как трябва да изглежда топлоизолацията в нейния идеален вариант, „пасивната къща“, сме дали схематични решения на покрив, външна стена и под над терена, изпълнени с топлоизолационни материали на Isover. Преобладаващият топлоизолационен материал е минералната вата, която съчетава оптимално добри топлоизолационни и експлоатационни качества с умерено ниска цена. Там, където има повишени изисквания за устойчивост на натиск, за топлоизолация са използвани плочи от екструдиран полистирол (XPS) с позната и у нас марка Styrodur.

Покривна конструкция

Показан е вариант на плосък покрив с тревна площ върху него. Поради това са предвидени допълнително дренажен пласт (Floradrain FD 25), филтриращ слой (Geotextil 140 g/m²), слой, спиращ проникването на корените, и два пласта хидроизолационна мушама. Същинската топлоизолация е изпълнена на два пласта – плочи Styrodur 3035 CS и плочи минерална вата ISOVER ORSIL AT с дебелина 8 и 12 cm. Плочите ISOVER ORSIL A-SD 2/4 се използват за получаване на наклон от 2% за оттичане на проникналата вода. Топлоизолацията е защитена срещу преминаване на водни пари откъм помещенията чрез специалната мембрана с едностранна пропускливост DIFUNORM VARIO. При обща дебелина на топлоизолацията 28 cm се постига коефициент на топлопреминаване 0,14 W/m²K,

който съответства на нормите за „нискоенергийна къща“ (годишен енергиен разход 40 kWh/m²). За достигане на изискванията за „пасивна къща“ общата дебелина на топлоизолацията е 38 cm.

Външна стена с дървена носеща конструкция

Стената е облицована отвътре с два слоя плочи огнезащитен гипсокартон GKF. След първия пласт топлоизолация следва обшивка от плочи OSB, основният пласт топлоизолация, изпълнен с два пласта Isover FDPL или ROLLINO и обща дебелина 30 cm, затворена отвън с два слоя плочи OSB. Това са дървесни многопластови плочи, съставени от надлъжно ориентиран слепен едър талаш от иглолистна дървесина. Отличават се с висока устойчивост на натиск, добра напречна стабилност и добър външен вид. Върху тях е прикована скара от летви, така че да се осигури вентилация на обшивката. За защита срещу атмосферните влияния служи външна обшивка от дъски, пластмасови профили и др.

Отново има два варианта за общата дебелина на топлоизолацията, при която се постигат нормите за:

» „Нискоенергийна къща“ – 26 cm и коефициент на топлопреминаване (k) 0,14 W/m²K.

» „Пасивна къща“ – 38 cm с коефициент на топлопреминаване (k) 0,10 W/m²K.

Към схемата са дадени и други комбинации за изпълнение на топлоизолацията.

Подова конструкция върху терена

В този случай подовата стоманобетонна плоча лежи директно върху терена, като под нея е подложен дренажен слой чакъл и топлоизолация (същевременно и хидроизолация) от плочи XPS (Styrodur). Основната топлоизолация е изпълнена с минерална вата DOMO или AKUSTO, а подовата конструкция е от вида „дистанционна“, при която вместо скара от греди, носеща подовата настилка, се използва специална конструкция с крачета. Те имат метално тяло с резба, в долния край завършват с широка опора (тапа) с еластична подложка, а в горния е навита специална гайка, върху която лежат подовите дъски. В зависимост от височината на пода (от 5 до 29 cm) се подбира и дължината на крачетата. Голямото предимство на тази конструкция е лесното нивелиране на подовото покритие, независимо от неравностите на основата, и възможността за лесно прекарване на различни тръбни и електрически инсталации поради липсата на пречещи греди. Вариантите за общата дебелина на топлоизолацията, са:

» „Нискоенергийна къща“ – 14,5 cm и коефициент на топлопреминаване (k) 0,28 W/m²K.

» „Пасивна къща“ – 30,5 cm с коефициент на топлопреминаване (k) 0,13 W/m²K.

След като погледнахме напред в бъдещето по пътя, водещ към заветната цел – построяването на сграда от типа „пасивна къща“, да се върнем към реалността и сградите, в които днес живеем. Очевидно е, че една „панелка“ например, доста трудно от техническа гледна точка може да бъде облечена с топлоизолация, дебела 35 cm. Да не говорим, че няма да има особен смисъл от това, когато се прави на парче, защото съседите се дърпат поради липса на средства. Също така е очевидно, че заветните 5 cm според сегашните нашенски норми, и то само при тухлен зид с дебелина 25 cm, са крайно недостатъчни, а парите ще бъдат похарчени без никаква перспектива за в бъдеще. За изолиране на стени от стоманобетон този абсолютен минимум за дебелина на изолацията става 7–8 cm. Нормите в редица държави вече съответстват на изискванията за „енергоспестяваща“ къща, а препоръките са постигане на изискванията на „нискоенергийната къща“ (виж таблицата). Оттук следва и логичният извод, че, като се прави топлоизолация на фасадна стена, при това за десетки години напред, дебелината и не бива да бъде под 11–12 cm, а при възможност и 16 cm. За подпокривната топлоизолация необходимата дебелина е между 24 и 30 cm.

Понеже читателите на „Направи сам“ са технически грамотни и интелигентни хора, всеки лесно може и сам да направи необходимата му справка, като ползва някой от наличните в Интернет калкулатори за пресмятане на коефициента на топлопреминаване през стените, и съответно да получи топлотехническа оценка за тях (един такъв калкулатор се намира на адрес http://www.energiesparhaus.at/denkwerkstatt/vws.htm).

Така например тухлен зид с дебелина 25 cm от тухли четворки и коефициент на топлопреминаване (k) 1,26 W/m²K при добавяне на 12 cm топлоизолация от стиропор получава оценка „много добър“, а общият коефициент се снижава до 0,26 W/m²K. За да получи първокласна оценка обаче, дебелината на изолацията трябва да се увеличи до 17 cm и k=0,2 W/m²K, а топлинните загуби се редуцират до 15% спрямо неизолираната стена.

Повече информация за пресмятането и изпълнението на топлоизолации на външни стени със стиропор или минерална вата ще намерите в НС 9-10/2004, НС 11/2004, НС 5-6/2005, НС 7-8/2005, за покриви с минерална вата – в НС 1-2/2005 и НС 3-4/2005, и за подове също с минерална вата – НС 7-8/2005.

Коментирайте или задайте въпрос









Полетата, отбелязани със звездичка са задължителни.

Всички коментари се публикуват след одобрение от редактор. Разглеждането на коментари се извършва в срок до 48 часа от момента на изпращането им. Ако не виждате коментара си веднага, не е необходимо да го изпращате повече от един път.


QR code за публикацията

QR кодове | QR код четци
 




към началото