Niskoenergetske kuće

Niskoenergetske kuće temelj su primene održive gradnje tokom celog svog životnog veka, počevši od građevinskog materijala čija proizvodnja ne opterećuje okolinu, preko njihove energetske efikasnosti i racionalnog trošenja energenata tokom životnog veka, pa sve do racionalnog upravljanja otpadom. Osim toga, niskoenergetske kuće (u čiju grupu spadaju i pasivne kuće) pružaju visok stambeni komfor s ugodnom klimom tokom cele godine bez standardnih sistema grejanja i hlađenja, uz vrlo niske troškove na račun energenata.

Prema gruboj podeli, po postignutim uštedama u niskoenergetskoj kući se za zagrevanje koristi svega 40 kWh/m2 godišnje, što je ekvivalent od 2,7 litara lož ulja po m2 godišnje ili 6 kg/m2 godišnje drvnih peleta. 

Tačna definicija niskoenergetske kuće zavisi od države u kojoj se nalazi odnosno o nacionalnom standardu. Niskoenergetska kuća u Nemačkoj  (nem.Niedrigenergiehaus) ima ograničenje u potrošnji energije za grejanje prostorija od 50 kWh/m2godišnje, dok je to ograničenje u Švajcarskoj definisano MINERGIE standardom i ne sme prelaziti 42 kWh/m2 godišnje. 

Niskoenergetske kuće u pravilu koriste najefikasniju toplotnu izolaciju, energetski efikasnu stolariju, niske nivoe propuštanja vazduha i rekuperaciju u ventilaciji za manje energije potrebne za grejanje i hlađenje. Mogu se takođe koristiti i standardi prema pasivnim solarnim tehnikama dizajna ili aktivne solarne tehnologije, kao i tehnologije za recikliranje toplote iz vode koja je korišćena kod tuširanja ili u mašini za pranje sudova.

Korak dalje ide pasivna kuća, kojoj je ime dao nemački arhitekta Wolfgang Weiss, koja godišnje troši svega 15 kWh/m2, što je ekvivalentno potrošnji od jedne litre lož ulja po m2 stambene površine godišnje, odakle joj i često korišćeni naziv: jednolitarska kuća.

Nulta kuća samostalno dostiže punu energetsku pokrivenost, a u nekim slučajevima može proizvoditi i viškove energije, te se u tom slučaju naziva energanom.

 Jedan od primera energane . 

Prema dostupnim podacima, u Nemačkoj postoji preko 150.000 različitih pasivnih kuća, kako pojedinačnih domaćinstava i kuća u nizu ili manjih stambenih zgrada, što ne začuđuje budući da je u Nemačkoj realizovan system podsticaja pasivne gradnje kako na nacionalnom, tako i na lokalnom nivou, a koji uključuje povoljne kredite i dodatne mere podsticaja.

U Austriji je do sada realizovano nekoliko hiljada pasivnih kuća.Ukupna cena gradnje pokazala se 20% većom nego u slučaju klasične gradnje, a nakon isteka perioda amortizacije postignute uštede trebale bi se pokazati drastičnima.

Nažalost, u Srbiji za sada ne postoje direktni podsticaji za izgradnju ovakvih ili sličnih objekata. 

Pasivne kuće

Pasivna kuća je objekt u kojem se zahvaljujući načelima pasivne gradnje i primeni načela energetske efikasnosti postiže ugodna atmosfera bez posebnog sistema grejanja i klimatizacije. Maksimalna potrošnja pasivne kuće uz zadovoljenje primarnih energetskih potreba uključujući toplu vodu i struju, ne bi trebala prelaziti 20 kWh/m2 godišnje.

Pasivne kuće obično troše oko 15 kWh/m2 ili 1 litru lož ulja po m2 odnosno i do 80-90% manje energije od klasične niskoenergetske kuće, zahvaljujući osnovnim načelima na kojima se temelji ovakav energetski bilans pasivne kuće: uklanjanje toplotnih gubitaka i maksimizovanje slobodnog dobitka energije.

Prozori pasivne kuće bi trebali biti s trostrukim ostakljenjem, s low-e premazom, punjeni argonom, prekinutim termičkim mostom čiji je koeficijent prolaza toplote U= 0,8 W/m2K, a vrata imati dobar koeficijent prelaza toplote i dobro dihtovati, čime se znatno smanjuju toplotni gubici te potreba za grejanjem. 

U pasivnoj kući, debljina izolacije bi trebala iznositi od 25 do 40 cm (zavisno od materijala gradnje), čime bi ukupni koeficijent prelaza toplote trebao biti U= 0,1 – 0,15 W/m2K.

Za snadbevanjem svežim vazduhom brine se sistem mehaničke ventilacije koji putem izmene toplote, gde izlazni i potrošeni vazduh iz unutrašnjosti na višoj temperaturi može preneti i do 80% svoje toplote na ulazni vazduh. Drugim rečima, ako je vazduh u prostoriji 20°C, a temperatura okoline 0 °C, temperatura ulaznog vazduha se može podignuti i na 16°C. Proces je u letnjim mesecima obrnut, tako da izlazni vazduh preuzima toplotu ulaznog vazduha, održavajući prijatnu temperaturu u prostorijama bez potrebe za klima-uređajem.

Kako bi se dodatno smanjila energetska nezavisnost pasivne kuće, moguće je ugraditi sistem grejanja s toplotnom pumpom, koji zahvaljujući činjenici da je zemlja na određenoj dubini na konstantnoj temperaturi, nezavisno od godišnjeg doba, ukopavanjem cevi i cirkulacijom vode može, zavisno od godišnjeg doba i izvođenju sistema potpomoći sistem grejanja i pripreme potrošne tople vode. 

Osim toga, Sunčeva energija je besplatna, te se pored pasivnog korišćenja može koristiti i aktivno: u solarnim  kolektorima za zagrevanje vode, i u fotonaponskim ćelijama za proizvodnju električne energije.

Glavna ideja pasivne gradnje je korišćenje sunčeve energije za grejanje kuće u zimskom periodu i sprečavanje upada sunčevog zračenja u letnjem periodu kako bi se smanjila potreba za hlađenjem. 

Inače, na potrošnju energije u kući utiču: 

• LOKACIJA
• ORIJENTACIJA
• OBLIK
• SMEŠTAJ I VELIČINA PROZORA
• ROLETNE
• RASPORED PROSTORIJA
• VEGETACIJA U OKOLINI

Izgradnja pasivne kuće je skuplja oko 20%, međutim treba imati u vidu da takva kuća ima smanjenu potrošnju toplotnee i rashladne energije, pa su kotlovi i rashladne jedinice manjeg kapaciteta, što podrazumeva i niže investicione troškove za kotlove, radijatore i rashladne jedinice.

Kuće nulte energije

Kuća nulte energije (eng. zero-energy house) je objekat s nultom neto energetskom potrošnjom i nultom neto emisijom ugljen dioksida godišnje. S obzirom da su obnovljivi izvori energije primenjeni na objektu uglavnom sezonski, u praksi kuća nulte energije periodično energiju dobija iz energetske mreže, a periodično proizvodi energiju koju šalje direktno u energetsku mrežu; iako postoje vrste kuća nulte energije koje su u potpunosti odvojene od mreže. Energija se unutar kompleksa proizvodi uz pomoć različitih sistema za iskorišćavanje obnovljivih izvora energije koji ne zagađuju okolinu te kuća nulte energije ima vrlo nisku emisiju CO2u atmosferu. 

Postoji više različitih definicija kuće nulte energije:

Nulta neto potrošnja energije unutar kompleksa (net zero site energy use) - količina energije proizvedena unutar kompleksa koristeći obnovljive izvore energije jednaka je količini energije koja je potrošena unutar kompleksa. Ovom definicijom se definiše kuća nulte potrošnje u SAD-u .

Nulta neto potrošnja izvorne energije (net zero source energy use) - kuća proizvodi istu količinu energije koju i potroši, a uz to mora proizvesti i energiju koja se troši prilikom transporta energije do kuće. S obzirom da ovaj tip u kalkulaciju uzima i gubitke prilikom prenosa električne energije, ova vrsta kuće nulte energije mora generisati više električne energije od kuće sa nultom neto potrošnjom energije unutar kompleksa.

Nulta neto energetska emisija (net zero energy emissions) - izvan SAD-a i Kanade, kuća nulte energije definiše se kao kuća sa nultom neto energetskom emisijom, a to je poznato još i kao kuća bez ugljenog otiska ili kuća bez emisija. Pod ovom definicijom podrazumeva se balansiranje emisije ugljen dioksida koja je generisana upotrebom fosilnih goriva unutar ili izvan kompleksa sa količinom energije koja je unutar kompleksa proizvedena koristeći obnovljive izvore energije. Ostale definicije ne uključuju samo emisije ugljen dioksida u fazi korišćenja kuće, već se dodaju i emisije nastale prilikom konstruisanja i izgradnje kuće. Postoje još i debate oko toga trebaju li se u kalkulaciju uzeti i emisije nastale zbog prenosa energije prema kući i iz kuće natrag u mrežu.

Nulta neto cena energije (net zero cost) - U ovom tipu kuće cena kupovne energije je balansirana sa cenom energije koja se prodaje mreži, a generisana je unutar kompleksa. Ovakav status zavisi od toga kako distributer energije nagrađuje generisanje energije unutar kompleksa (isplata, kompenzacija, ili nešto drugo).

Nulta potrošnja energije van kompleksa (net off-site zero energy use) - Prema ovoj definiciji kuća bi se mogla smatrati kućom nulte energije i u slučaju kad je 100% energije koju kupuje generisano pomoću obnovljivih izvora energije, čak i ako su ti izvori energije van kompleksa.

Odvojena od mreže (off-the-grid) - Kuće nulte energije koje su odvojene od mreže, tj. nisu priključene ni na jedan izvor energije koji nije unutar kompleksa. Takve kuće zahtevaju distribuiranu proizvodnju energije iz obnovljivih izvora i pripadajuće kapacitete za akumulaciju te energije (za slučaj kad sunce ne sija, vetar ne duva i slično).

Autonomne kuće

Autonomna (nezavisna) kuća (eng. autonomous building,house with no bills) je zamišljena da normalno funkcioniše nezavisno od infrastrukturne podrške spolja. Prema tome nema priključka na mrežu za distribuciju električne energije, vodovod, kanalizaciju, komunikacionu mrežu, a u nekim slučajevima nema ni priključka na javne saobraćajnice.

Autonomna kuća je mnogo više od energetski efikasne kuće – energija je u ovom slučaju samo jedan od resursa koje je potrebno dobiti iz prirode.