SAMOOSKRBNI OBJEKTI

1.    Vizija: stavbe, ki dajejo več, kot jemljejo

Aktivna hiša je vizija gradenj, ki ustvarjajo zdravo in udobnejše življenje za svoje stanovalce, ne vplivajo negativno na podnebje ter delujejo v smeri čistejšega, varnejšega in bolj zdravega okolja. Vizija aktivne hiše opredeljuje zelo ambiciozne dolgoročne cilje za prihodnost gradbeništva. Njen namen je združitev zainteresiranih strank, ki temelji na uravnoteženem in celostnem pristopu h gradnji, oblikovanju in delovanju ter olajša sodelovanje pri dejavnostih, kot so: projektna dokumentacija, razvoj izdelkov, raziskovalne pobude in izvedba ciljev, ki nas lahko popeljejo k uresničitvi vizije.
Ciljni okvir predlogov za aktivno hišo je, kako oblikovati in prenavljati stavbe, ki pozitivno prispevajo k zdravju ljudi in dobremu počutju z osredotočenostjo na notranje in zunanje okolje ter uporabo obnovljivih virov energije. Aktivna hiša je ocenjena na podlagi interakcije med rabo energije, notranjih klimatskih pogojev in vplivov na okolje.

Udobje – ustvarja bolj zdravo in udobno življenje
Aktivna hiša ustvari bolj zdrave in ugodne notranje pogoje za stanovalce ter zagotavlja dovolj dnevne svetlobe in svežega zraka. Uporabljeni materiali ne vplivajo na okolje in notranjo klimo.

Energija – pozitivno prispeva k energetski bilanci stavbe
Aktivna hiša je energetsko učinkovita. Vsa potrebna energija je pridobljena iz obnovljivih virov energije (OVE), vključenih v stavbo, iz bližnje kolektivne energije ali električnega omrežja.

Okolje – pozitiven vpliv na okolje 
Aktivna hiša se pozitivno odziva na okolje z izboljšanim odnosom z lokalnim kontekstom, usmerjeno uporabo sredstev in svojim celotnim učinkom na okolje skozi ves življenjski cikel.

2.    Sinergija med trajnostno gradnjo – energetsko učinkovitostjo in neizkoriščenimi potenciali obnovljivih virov energije

Na podlagi Direktive 2009/28/ES Evropskega parlamenta in Sveta o spodbujanju uporabe energije iz obnovljivih virov ter izdelanega Akcijskega načrta za obnovljive vire energije 2010–2020 je Slovenija sprejela ključne usmeritve.

Slovenija mora na področju razvoja obnovljivih virov energije doseči ambiciozne cilje, ki bodo prispevali tako k povečanju zanesljivosti oskrbe z energijo kot k zmanjšanju učinkov na okolje, gospodarski rasti in razvoju delovnih mest ter zaposlenosti. Cilji slovenske energetske politike za obnovljive vire energije so: zagotoviti 25-odstotni delež obnovljivih virov energije v končni rabi energije in 10-odstotni delež obnovljivih virov energije v prometu do leta 2020, ustaviti rast porabe končne energije, uveljaviti učinkovito rabo energije in obnovljive vire energije kot prioritete gospodarskega razvoja, dolgoročno povečevati delež obnovljivih virov energije v končni rabi energije do leta 2030 in nadalje.

Tako se na podlagi razpisov EKO sklada izvajajo ukrepi za sofinanciranje gradnje nizkoenergijskih in pasivnih stavb, spodbuja se uporaba sončnih kolektorjev in kotlov na lesno biomaso v gospodinjstvih, izvaja se Program razvoja podeželja 2007–2013 – Posodabljanje kmetijskih gospodarstev, dodajanje vrednosti kmetijskim in gospodarskim proizvodom ter energetsko svetovanje občanom.

Predlog novega Energetskega zakona EZ-1 prenaša besedilo Direktive 2012/27/EU Evropskega parlamenta in Sveta o energetski učinkovitosti v slovensko zakonodajo. Cilj te direktive in novega EZ-1 je spodbujati večjo energetsko učinkovitost stavb, njihovih delov in stavbnih enot. Predlog EZ-1 uvaja tudi pogoje, ki jih morajo do 31. decembra 2020 izpolnjevati nove stavbe, »skoraj ničenergijske stavbe«. Od 31. decembra 2020 bodo morale biti vse nove stavbe skoraj ničenergijske. To bo veljalo za vse nove stavbe, ki jih bodo osebe javnega sektorja začele uporabljati kot najemniki ali lastniki prvič po 31. decembru 2018. Od tega datuma tudi ne bo mogoče izdati gradbenega dovoljenja, če projekt ne bo upošteval te zahteve.
Letos poleti je bila prevedena tudi Smernica za trajnostno gradnjo (prevod nemške smernice), ki se poleg vzgleda in zglednega pristopa k izvajanju javnih gradenj skladno z vrednotami in merili trajnostne gradnje kaže kot nuja, sočasno pa kot velika priložnost.
Energetska učinkovitost, ekološka sprejemljivost, zdravo bivalno okolje, varovanje virov surovin in ekonomska učinkovitost skozi celotno življenjsko obdobje stavbe so le nekatere vrednote oziroma merila, ki jih nagovarja Smernica za trajnostno gradnjo. Investicijski stroški in stroški obratovanja so soodvisni od pravilnega pristopa pri načrtovanju (kakovosti projektne dokumentacije). Pravilen pristop pri načrtovanju pomeni nekaj višjo ceno investicije (samo do faze gradnje), prihranki energije pa so lahko enormni: 8–9 % nižji stroški obratovanja.
V smernici so tudi zahteve za oskrbo z energijo, tj, da je za oskrbovanje zgradbe ali nepremičnine s toploto, elektriko in hladom treba razviti vzoren, ekološki koncept z upoštevanjem naslednjih vidikov: minimizacija porabe primarne energije, razbremenitev okolja, uporaba regenerativnih energij, gospodarnost, varna oskrba.

3.    Aktivna hiša realizira velik potencial za učinkovitejšo rabo energije v stavbah

Aktivna hiša je energetsko učinkovita in napajana z obnovljivimi viri energije, ki so vključeni v stavbo ali po elektroenergetskem omrežju iz bližnje skupne proizvodnje.
Ogrevanje, hlajenje in električna energija v stavbah na splošno predstavljajo 40 % vse porabe energije. Glede na skupno porabo energije v celotnem življenjskem ciklu stavbe sta energetska učinkovitost in oskrba z energijo pomembni vprašanji v skrbi za podnebne spremembe, zanesljivost oskrbe in zmanjšano globalno porabo energije.
Načrtovanje, orientacija in izdelki za aktivno hišo so optimizirani za uporabo čim manj energije in uporabo obnovljivih virov energije. Zasnova mora temeljiti tudi na pristopu, da je najbolj trajnosten vir energije – shranjena energija.

  • Zmanjšati porabo energije v stavbah. Uporabljati je treba energijsko učinkovite rešitve in arhitekturne ukrepe, kot so orientiranost, oblika in materiali stavbe.
  • Zahtevo po dodatni energiji je treba nadomestiti, kolikor je mogoče, iz obnovljivih virov energije in CO2 prostih virov, bodisi na samih zgradbah ali iz bližnjega energetskega sistema.
  • Vse ostale potrebe po energiji se lahko nadomestijo z uporabo fosilnih goriv z visoko učinkovitostjo.

4.    Ničenergijska stavba (»zHome«)

»zHome« je revolucionaren razvoj stavb, ki uporablja pametno načrtovanje in najsodobnejše tehnologije za radikalno zmanjšanje vpliva stavbe na okolje. zHome se bodo dokazali kot domovi, ki ne uporabljajo nič energije iz mreže, porabijo 60 % manj vode, oddajajo nič emisij ogljikovega dioksida, imajo čist zrak v zaprtih prostorih in uporabljajo le materiale z nizko toksičnostjo kot glavnim vodilom za domačo proizvodnjo in industrijo.

  • Nič energije iz omrežja
  • 60 % manjša poraba vode
  • Zdravje, čist zrak v zaprtih prostorih
  • Uporaba zelenih materialov
  • Zunanjost

 Nič energije iz mreže – nič emisij CO2

To sta najtežje dosegljivi okoljski merili ničenergijske stavbe »zHome«, ki se najprej začneta z ohranjanjem, uporabo številnih naprednih energijsko učinkovitih gradbenih tehnik za zmanjšanje porabe energije doma. Ta se zmanjša na približno 2/3 celotne uporabe energije. V stavbi »zHome« se nato uporabijo obnovljivi viri energije (sončne celice, vetrne turbine) za pripravo in izravnavo preostale 1/3 uporabe energije in ničelne emisije ogljikovega dioksida v enem letu.

5.    Izziv je uporaba elektrike, proizvedene iz obnovljivih virov energije

Če si pomagamo s proizvodnjo energije iz obnovljivih virov energije, lahko dosežemo porabo nič energije »zHome«. Upravljanje energije v aktivni hiši lahko dopolnimo z vmesnim skladiščenjem energije za poznejšo uporabo. Na ta način lahko energijo iz obnovljivih virov energije uporabimo učinkoviteje – bolj ekonomsko in ekološko.

Prednosti takšnega upravljanja energije v aktivni hiši so:

  • neodvisnost od izpada električne energije (100-odstotno delovanje prezračevalnega in drugih sistemov),
  • redno in ažurirano spremljanje porabe energije,
  • povečana stopnja samooskrbe, povečana samozadostnost in zmanjšanje obremenitev distribucijskega sistema,
  • možnost uporabe baterijskega polnilnega sistema električnih vozil kot rezervne »baterije« za svojo aktivno hišo v primeru izpada električne energije ali uporabe predhodno shranjene energije iz obnovljivih virov energije.

6.    Solarna tehnologija – male fotonapetostne elektrarne

6.1.    Samostojna otočna mala fotonapetostna elektrarna za vikend 1.500 W

Zagotavlja dovolj energije za delovanje gospodinjskih aparatov, vodne črpalke, razsvetljave, računalnika in TV. Avtonomija solarnega sistema je vsaj tri dni. Kot vir napajanja je mogoče uporabiti tudi javno omrežje. Bistveni sestavni del je hibridni sinusni razsmernik 3 kW. Nazivna napetost solarnega sistema je 24 V.

6.2.    Samostojna otočna mala fotonapetostna elektrarna za stanovanjsko hišo 5 kW

Popolna neodvisnost od nabave elektrike iz omrežja (devet mesecev). Slovensko gospodinjstvo povprečno porabi 5.000 do 7.000 kWh/leto, povprečno 10 kWh na dan. Sistem lahko dnevno shrani v akumulatorjih 10 kWh na dan. Energija iz akumulatorjev se črpa ponoči ali ob slabem vremenu. Subvencije za električno energijo iz fotonapetostne elektrarne padajo, investicija v lasten vir je postala ekonomsko zanimiva. Spodbujati je treba čim večjo lastno porabo proizvedene električne energije (t. i. samooskrbni uporabniki).

 7.    Vetrna tehnologija – male vetrne elektrarne

Veliko smo o možnih rešitvah na področju vetrnih elektrarn kot priložnosti za pridobivanje energije iz obnovljivih virov energije napisali v prejšnjih številkah elektrotehniške revije »ER« (številka 1, marec 2013, in številka 2, julij 2013).

8.    Tehnologija električne mobilnosti – elektromobilne postaje kot potrošnik in proizvajalec elektrike iz obnovljivih virov energije 

Električna vozila so najvarčnejša »zelena« vozila. Električni avtomobil se že uporablja kot družinski avtomobil v veliko državah. Novi baterijski polnilni sistemi električnih vozil bodo služili kot rezervna »baterija« za lastno pametno hišo ob izpadu električne energije ali za uporabo predhodno shranjene energije iz obnovljivih virov energije.

Sistem »vehicle-to-home« (V2H) je priključen na sistem za regulacijo moči »power control system« (PCS), ki omogoča uporabo baterije avtomobila za napajanje luči, strojev in drugih naprav v pametnem domu. Samodejni preklop dovoljuje pametnemu domu napajanje z električno energijo iz električnega omrežja do baterije in do električnega vozila preko PCS. Ta sistem bo omogočil gospodinjstvom, da imajo na voljo stabilne količine električne energije ves dan in da lahko zmanjšajo morebitne konice oskrbe z električno energijo s polnjenjem in shranjevanjem v električnem vozilu z elektriko, proizvedeno ponoči ali iz obnovljivih virov energije, ter jo porabijo v času povečanega povpraševanja. Prednost bo tudi, da bodo lahko odjemalci električne energije, ki uporabljajo tehnologijo »V2H«, polnili baterije električnega vozila v času nizke tarife električne energije in vrnili shranjeno električno energijo nazaj v pametno hišo v času visoke tarife električne energije. Izhod iz baterije električnega vozila zagotavlja dovolj energije za hkratno delovanje električnih naprav z visoko porabo, kot so klimatske naprave, štedilnik, hladilnik, pralni in sušilni stroj, za približno en dan.
Tehnologija »V2H« bo v prihodnje spodbujala neposredne povezave med električnim vozilom, infrastrukturo, internetom, javnim električnim omrežjem ter povezave in razmerja med inženirji, ki razvijajo tehnologijo naslednje generacije vozil.
V prihodnjih številkah elektrotehniške revije »ER« pa bomo predstavili še druga dva pomembna cilja za delovanje aktivne hišo – udobje in okolje, ki oba skupaj z energijo pozitivno prispevata k zdravju ljudi in dobremu počutju z osredotočenostjo na notranje in zunanje okolje.

9.    Literatura:

  1. ACTIVE HOUSE – the specifications for RESIDENTIAL BUILDINGS, 2nd edition, Bruselj, 5. marec 2013.
  2. Zhome – A Zero Net Energy Community, http://z-home.org/.
  3. Akcijski načrt za OVE, obdobje 2010–2020, julij 2010.
  4. Direktiva 2010/31/EU Evropskega parlamenta in Sveta z dne 19. maja 2010.
  5. Direktiva 2009/28/EU Evropskega parlamenta in Sveta z dne 23. maja 2009.
  6. Direktiva 2012/27/EU Evropskega parlamenta in Sveta z dne 25. oktobra 2012.
  7. Energetski zakon (EZ-1), predlog za javno obravnavo, Ljubljana, 11. 6. 2013.
  8. Sustainable Building, Federal Institute for Research on Buildings, Research News, No 1/maj 2011.
  9. http://www.execdigital.com/press_releases/cars/powerstream-nissan-show-electric-vehicle-powering-a-home.
  10. Smernica za trajnostno gradnjo, prevod nemške smernice: Leitfaden Nachhaltiges Bauen, BMWBS, Ljubljana, Inženirska zbornica Slovenije, 2013.
  11. Samooskrbni objekti – V sožitju z naravo do boljše kvalitete življenja, mag. Andrej Kosmačin, seminarsko gradivo, I. in II. del, 16. 5. 2013 in 16. 9. 2013.

Avtor

Mag. Andrej Kosmačin, univ.dipl.inž. el.

Povejte naprej: