Pasīvo ēku amatnieks
Jau vairāku gadu garumā Pasīvās mājas ir spējušas apliecināt savu īpašo statusu ne tikai Eiropā, bet arī pasaulē. Šodien vairāk ne kā 20 000 ēkas visā Eiropā ir būvētas saskaņā ar Pasīvās mājas standartu. Vairākos simtos ēku pēc būvniecības tiek veikti monitoringa pārskati, kuri tiek analizēti un salīdzināti ar sākotnējiem aprēķiniem. Jau sākotnēji pret ēkām, kuras tiek būvētas pēc Pasīvo ēku standarta tiek izvirzītas visaugstākās kvalitātes prasības. Pasīvo ēku standarts šo gadu laikā ir sevi pierādījis, kā ēku būvniecības veids, kurš dod garantētu rezultātu. Šo faktu pierāda arī to Pasīvo ēku monitoringa pārskati, kuras bija uzbūvētas vairāk kā 20 gadus atpakaļ.
Raksta autors: Jānis Bērziņš
Foto: Pasīvo ēku amatnieks; autors: Pasīvo ēku amatnieksJau vairāku gadu garumā Pasīvās mājas ir spējušas apliecināt savu īpašo statusu ne tikai Eiropā, bet arī pasaulē. Šodien vairāk ne kā 20 000 ēkas visā Eiropā ir būvētas saskaņā ar Pasīvās mājas standartu. Vairākos simtos ēku pēc būvniecības tiek veikti monitoringa pārskati, kuri tiek analizēti un salīdzināti ar sākotnējiem aprēķiniem. Jau sākotnēji pret ēkām, kuras tiek būvētas pēc Pasīvo ēku standarta tiek izvirzītas visaugstākās kvalitātes prasības. Pasīvo ēku standarts šo gadu laikā ir sevi pierādījis, kā ēku būvniecības veids, kurš dod garantētu rezultātu. Šo faktu pierāda arī to Pasīvo ēku monitoringa pārskati, kuras bija uzbūvētas vairāk kā 20 gadus atpakaļ.
Pieaugot Pasīvo ēku būvniecības apjomiem tiek izjusta nepieciešamība pēc profesionāļiem, kuri savas zināšanas varētu pielietot būvlaukumā. Arī Latvijā par Pasīvajām ēkām mēs sākam dzirdēt arvien vairāk un vairāk un ir pasūtītāji, kuri jau ir pārliecinājušies par pasīvas ēkas priekšrocībām praksē. 2013. gada nogalē Vidzemes augstskolas telpās daudzi interesenti apmeklēja Latvijā pirmo Pasīvo ēku Amatnieku kursu. Ļoti intensīvā apmācības kursu grafikā tika apgūtas tādas tēmas, kā Pasīvo ēku pamatprincipi, Pasīvo ēku ekonomiskā efektivitāte, hermētiskums, Pasīvo ēku būvniecības process. Plaši tika izanalizētas pasīvo ēku norobežojošu konstrukciju priekšrocības salīdzinoši pret LBN (Latvijas būvniecības normatīva) izvirzītajām prasībām. Kā arī apskatītas mūsdienīgu inženiersistēmu iespējas , kuras nodrošina garantētu mikroklimata līmeni iedzīvotājiem.
Tātad, šādas ēkas no citām(piemēram ēkām, kuras ir projektētas saskaņā ar Latvijas būvnormatībva prasībām) atšķiras ar to, ka:
- norobežojošās konstrukcijas tiek projektētas maksimāli siltumnoturīgas, līdzīgi kā mēs ziemā izvēlamies sev siltas un kvalitatīvas drēbes, lai mēs justos konfortabli;
- ēkas tiek projektētas blīvas, lai nebūtu nekontrolēta gaisa kustība iekštelpās, kā tas reizēm notiek, kad mēs ievērojam, ka mūsu mājā pat no elektrības rozetes pūš vējš;
- ēkas tiek projektētas brīvas no termiskajiem tiltiem, kas novērš siltuma aizplūšanu pa lineārām plaknēm, piemēram, loga perimetriem. (Droši vien būsim ievērojuši kādā ēkā, kur ap logiem ir izveidojies pelējums, viens no iemesliem ir loga perimetra termiskais tilts);
- Ēkā tiek uzstādīti logi ar trīsstiklu paketēm. Ņemot vērā, ka logs ir viena no sarežģītākajām norobežojošām konstrukcijām, tad projektā tiek nodefinētas vairākas prasības pret to, kādām ir jābūt logu konstrukcijām sākot ar prasībām pret rāmi un beidzot ar stiklu starplikām jeb speiseriem.
- Ēkas plānojums un novietne tiek plānota balstoties uz debes pusēm, lai ziemā, pavasarī un rudenī būtu iespējams izmantot saules siltumu ēkas apkurināšanai, bet vasarā paredzot ēkas noēnošanu, lai nebūtu jāizmanto kondicionēšanas iekārtas.
- Ēka tiek nodrošināta ar mehānisko ventilācijas sistēmu ar rekuperācijas funkciju, kura rūpējas par patstāvīga mikroklimata nodrošināšanu ēkas iemītniekiem.
Pasīvā ēka ir kas vairāk, kā tikai tās sastāvdaļu summa. Veiksmes atslēga rezultāta sasniegšanā Pasīvo ēku projektos slēpjas kompleksā projekta attīstības pieejā.
Tāpēc lai izvairītos no kļūdām, ir nepieciešams, lai projekta realizācijā būtu iesaistīti speciālisti ar labām zināšanām, kuri pārzin procesu mijiedarbību un procesu savstarpējo saistību.
Pasīvo ēku amatnieku kursi dod mērķtiecīgas zināšanas, lai pēc kursu noklausīšanās un centralizētā Pasīvo ēku institūta izstrādātā eksāmena nokārtošanas sertificēts pasīvo māju amatnieks ir spējīgs vadīt būvdarbus pasīvām un A klases energoefektivitātes ēkām, kā arī sniegt praktiskas konsultācijas gadījumos, ja uzsākot būvdarbus klients tomēr vēlas sasniegt lielāku rezultātu un nebija par daudzām niansēm sākotnēji domājis. Kā piemēru kopējam priekšstatam gribu tuvāk apskatīt dažas standarta situācijas būvlaukumā, kurās pasīvo ēku amatnieks pieņemot pareizus lēmumus var krietni ietaupīt ēkas īpašnieka gaidāmos ēkas ekspluatācijas izdevumus par apkuri un ekspluatāciju. Šajā publikācijā par piemēru esmu pieņēmis dažus mezglu risinājumus mūra ēkai, kurai par ārsienas siltumizolācijas materiālu ir izvēlēts Neopors.
Minētais siltumizolācijas materiāls tika izvēlēts atbilstoši A energoefektivitātes klases ēku un LBN 002-01 31. punkta prasībām, kas nozīmē, ka siltumizolācijas materiāla izvēle tika pamatota ar aprēķinu, kas apliecina, ka kondensāta uzkrāšanās bilance gada laikā nav pozitīva un nekaitē konstrukcijai. Kā papildus priekšrocība tika izvērtēta iespēja pielietot pusspundes risinājumu siltumizolācijas loksnēm, kas novērš pastiprinātus siltuma zudumus caur plākšņu šuvju vietām, kā arī nav nepieciešamības veikt šuvju vietu papildus blīvēšanu un siltināšanu. Papildus projektā tika pielietots siltumizolācijas lokšņu dībeļu stiprinājumu vietās bez termisko tiltu risinājums. Tas nozīmē, ka lokšņu stiprinājuma dībelis tika iedziļināts siltumizolācijas slānī un virs dībeļa tiek uzlikta siltumizolācijas uzlika "cepurīte". Konkrētājā gadījumā piedomājot pie risinājumiem ir izdevies panākt vismaz par 10% augstāku rezultātu ar tādām pašām investīcijām. Jeb finansiālo ietaupījumu uz ārsienu kvalitatīvu nosiltināšanu vismaz 0,17 €/m² (Standartgadā pie apkures tarifa 78,25€/MWh).
Jau agrīnā projekta izstrādes stadijā liela uzmanība ir jāpievērš tieši energoefektīvu mezglu izstrādei ar augstu detalizāciju, bet reizēm tieši objektā ir grūti realizēt vai būvnieks vēlas vienkāršot to, ko ir iecerējis projektētājs ar pasūtītāju. Pasīvās ēkās un zemas enerģijas ēkās loga rāmja novietne tiek paredzēta siltumizolācijas slānī, lai maksimāli mazinātu termiskā tilta ietekmi un siltuma zudumus pa loga ailas perimetru visā apkures sezonas garumā. Pateicoties padziļinātām zināšanām, pasīvo ēku amatnieks, objektā ir spējīgs pamatot visām iesaistītajām pusēm, kā var ietekmēt ēkas siltumenerģijas patēriņa bilanci nepareizi iebūvēts logs. Piemēram apskatīsimies termisko tiltu atšķirības PVC loga rāmja sāna griezumā, ja logs ir novietots līdz ar sienas ārējo skaldi un nosiltināts ar 30mm siltumizolācijas slāni(attēls 5.) un ja logs ir iznests siltumizolācijas slānī (attēls 6). Pirmajā gadījumā Termiskā tilta zudumi Ψ=0,055W/(mK). Bet A energoefektivitātes klases ēkas gadījumā Ψ=0,003W/(mK).
Būvobjektā nākas saskarties ar situācijām, kad darbu izpildītāji reizēm neizprot, kāpēc ir būtiski izdarīt tieši tā kā tas ir norādīts projektā, jo protams montēt logu līdz ar sienas ārējo skaldni būtu vienkāršāk, nav nepieciešami papildus stiprinājumi un to visu ātrāk varētu izdarīt, bet tieši šāda tipa analīze un situācijas izskaidrošana nākotnē dos iespēju pasūtītājam mazāk maksāt par apkuri. Otra lieta, no kuras mēs izvairāmies A energoefektivitātes tipa ēkās ir logu perimetra blīvēšana ar putām. Iemesls tam ir loga konstrukciju deformācijas, kuru rezultātā tiek izjaukts šuves hermētiskums Saskaņā ar Pasīvo ēku standartu ēkām logu montāžu ir nepieciešams veikt ievērojot montāžas šuves trīsslāņu funkcionālo nozīmi. Telpu iekšpusē iekšējam slānim jāizmanto tvaika izolācijas materiāli, kas ir savietojami ar PVH, ailes un citiem montāžas materiāliem, pielietotajiem piestiprinājumiem, un kuri tiek izmantoti atbilstoši izgatavotāja tehniskajiem norādījumiem. Ailu blīvēšanas darbiem ir jāpievērš liela uzmanība, jo blīvi savienojumi nodrošinās augstu ēkas hermētiskumu, jo gaisnecaurlaidīgāka ir ēka, jo mazāki siltuma zudumi ēkā un ar augstāku efektivitāti varēs strādāt mehāniskās ventilācijas sistēma ar rekuperācijas funkciju.
Blīva ēka = efektīgāka rekuperācijas sistēmas darbība.
Neatņemama A energoefektivitātes klases ēku sastāvdaļa ir darbu kvalitātes pārbaude, un kā viena no iespējām ir ēkas blīvuma pārbaude, lai novērtētu ēkas blīvumu atbilstoši projektā uzstādītajām prasībām un konstatētu iespējamos defektus. Ar blīvuma testu palīdzību ir ļoti vienkārši identificēt defektus visa gada griezumā. Pasīvo ēku blīvuma pakāpei ir jābūt zem n50 - 0,6h¯¹. piemēram LBN 002-01"Ēku norobežojošo konstrukciju siltumtehnika" IV. nodaļā ir noteikts, ka "Maksimālā pieļaujamā gaiscaurlaidība atkarībā no ventilēšanas paņēmiena, ja spiediena starpība ir 50Pa dzīvojamām mājām ar dabīgo vēdināšanu ir q50 ≤ 3 m3/(m2 × h), bet ēkām ar mehānisko ventilācijas sistēmu, kas aprīkota ar siltuma atguves (gaisa rekuperācijas) ierīcēm − q50 ≤ 1,5 m3/(m2 × h), kas lielāks rādītājs nekā pasīvās un A klases ēkās.
Iespējams daudziem no mums ir jautājums, kāpēc ēkas blīvums ir būtisks un kā tas ietekmē ventilācijas sistēmas darbību? Neblīva ēka nozīmē nekontrolējama aukstā āra gaisa ieplūdi iekštelpās un siltā gaisa noplūdi caur dažāda veida neblīvumiem konstrukcijās. Līdz ar to pieplūstošā aukstā gaisa uzsildīšanai telpā nepārtraukti jāpievada papildu siltums. Caur dažādiem neblīvumiem ieplūstošā gaisa sasildīšana var sastādīt pat 40% no kopējiem siltuma zudumiem. Liela nekontrolētā gaisa plūsma rada arī caurvēju, mitruma bojājumus konstrukcijās un telpu pārkaršanu vasarā.
Plūsmas lielumu būtiski ietekmē atvērumu lielums un skaits konstrukcijās (sienas, logu iebūves kvalitāte).
Piemēram, caur 1 m garu, 2 mm platu un 10 cm dziļu spraugu vienā stundā pie 6 Pa spiedienu starpības telpā var ieplūst 15m3/h.
Par iekštelpu gaisa kvalitāti iespējams pārliecināties, nosakot CO2 koncentrācijas ar speciālu mērinstrumentu. Iemesli biežajām pieaugušo un mazu bērnu elpceļu saslimšanām meklējami netīrajā iekštelpu gaisā, jo nepieciešamība pēc svaiga gaisa ir liela, bet tajā pašā laikā ir liegta jebkāda gaisa apmaiņa – piespiedu ventilācijas nav, logi netiek atvērti pietiekami bieži (klasiskā pieeja trīs reizes dienā nenodrošina nepieciešamo svaigā gaisa daudzumu visas dienas garumā), lai izvēdinātu telpas, līdz ar to CO2 koncentrācijas līmenis telpas gaisā ir paaugstināts.
Mehāniskā ventilācija ar rekuperāciju.
A energoefektivitātes klases ēku būtiska sastāvdaļa ir mehāniskās ventilācijas sistēmas ar rekuperācijas funkciju. Šodien ir pieejami vairāki risinājumi kā nodrošināt augstu mikroklimatu energoefektīvās ēkās.
Kā viena no iespējām, no plašā piedāvājuma un risinājuma klāsta, ir rekuperācijas sistēmas montāža ar pretplūsmas plākšņu siltummaiņiem.
Pretplūsmas plākšņu tipa siltummaiņiem ir augsta energoefektivitāte (pie optimāliem darba apstākļiem). Pretplūsmas siltummainis veido krustveida formas alumīnija plāksnes, starp kurām šķērsām un paralēli plūst izolētas pieplūdes un nosūces gaisa straumes. Nosūces gaiss šīs plāksnes piesilda, kuras savukārt atdod siltumu pieplūstošajam gaisam. Pēc uzbūves pretplūsmas siltummaiņi ir ļoti līdzīgi šķērsplūsmas siltummaiņiem, atšķirība ir tajā, ka pretplūsmas siltummaiņiem ir daudz lielāks termālās saskarsmes laukums, kā rezultātā paši siltummaiņi ir lielāki un dārgāki, bet efektīvāki. Pasīvo māju vadlīnijās ir noteikts, ka siltumatgūšanas efektivitāte rekuperātoram nedrīkst būt zemāka par 75% siltuma atgriešanai. Šodien ventilācijas iekārtu vadība ir kļuvusi lietotājam ļoti pieejama un pēc sistēmu ieregulēšanas ēkas iedzīvotāji tiek apmācīti kā veikt iestatījumu maiņu, jo iekārtās parasti tiek ieprogrammēti trīs dažādi gaisapmaiņas ražīmi, kuri tiek mainīti atkarībā no gaisa kvalitātes telpās. Telpās tiek paredzēta gaisa apmaiņa, kas nodrošinās CO2 koncentrāciju telpās mazāku nekā 500ppm virs koncentrācijas āra gaisā. Būvju mikroklimata sistēmas iespējams vadīt atkarībā no temperatūras un spiediena devēju rādījumiem vai arī CO2 koncentrācijas iekštelpās. Pieplūdes gaiss telpās tiek ievadīts no augšējās zonas, nosūce tiek organizēta caur pārplūdes restēm uz sanmezgliem.
Pateicoties iekārtās uzstādītajiem jaunās paaudzes eC energotaupīgajiem tipa elektromotoriem, kuri ir optimāli ieregulēti atbilstošajai ventilatoru ražībai, mainot ventilācijas režīmu būtiski arī mainās iekārtas elektropatēriņš, kas dod iespēju pasūtītājam izvēlēties optimālo gaisapmaiņu iekštelpās un nepārmaksāt par elektrības patēriņu, tāpēc ēkas lietotājam nav jāuztraucas par lielu elektroenerģijas patēriņu ventilācijas iekārtas darbināšanai.
Jāatcerās ka energoefektīvās ēkās siltuma ieguvumi no cilvēkiem, apgaismojuma, iekšējiem procesiem tiek iekļauti kopējā enerģētiskajā bilancē, tādējādi paredzot mazāku slodzi apkures sistēmai.
Vasaras periodā dienā akumulēto siltumu iekārta izvada nakts laikā. Ar "bypass" vai nakts dzesēšanas funkcijas palīdzību iekārta dzesē ēkas konstrukcijas, iekārtas automātikai nosakot dzesēšanas intervālu atkarībā no āra un telpas gaisa temperatūrām.
Energoefektīvu projektu realizācijas piemēri.
Visas šīs priekšrocības ēkas īpašniekam, laikā, kad nemitīgi pieaug energoresursu cenas, dod iespēju paredzēt savus izdevumus par apkuri un jau sākotnējā projekta plānošanas stadijā pieņemt pareizus lēmumus.
Piemēram šogad konkursā "Energoefektīvākā ēka Latvijā 2014" nominācijā "Energoefektīvākā vienģimenes māja 2014" SIA"ARCHE" projektētā ēka ieguva 3. vietu. Minētā dzīvojamā māja ir viens no piemēriem, kurā ir iespējams pārliecināties, kā ievērojot augstāk minētās vadlīnijas projektēšanas laikā un būvniecības procesā, ir iespējams sasniegt projektētos rādītājus dzīvē. Ēka nodota ekspluatācijā 2012. gada nogalē. Ēkas kopējā platība ir 347,7 m², apkurināmā platība - 264,5 m². Par ēkas apkures sistēmu ir izvēlēts siltumsūknis, kurš nodrošina arī karstā ūdens sagatavošanu. Ēkā ir uzstādīts viedais elektroskaitītājs, kurš dod iespēju īpašniekam sekot līdzi detalizētam enerģijas patēriņam pa elektroietaišu pozīcijām. Apkurei un karstā ūdens uzsildīšanai patērētā elektriskā jauda 2013 gada sezonā no janvāra līdz decembrim ieskaitot(pie iekštelpu temperatūras +21) bija 2550kWh x 0,1515(€/kwh)=386,32(€/gadā), tas ir ~32,15€/mēnesī vai 1,46€/m² gadā
Foto: Pasīvo ēku amatnieks; autors: Pasīvo ēku amatnieks
Otrs SIA"ARCHE" projektētais objekts kurš ieguva godalgoto 3. vietu nominācijā "Energoefektīvākā sabiedriskā ēkā 2014" bija pirmskolas izglītības iestāde "Auseklītis" Rūķu ielā 3, Rubenē, Kocēnu pagastā, Kocēnu novadā. Ēka ekspluatācijā nodota 1980. gadā, un jau no uzcelšanas brīža tiek izmantota kā pirmskolas izglītības iestāde. Tā ir 2 stāvu ēka ar savietoto jumtu, bez pagrabstāva. Ēkas apkurināmā platība ir 792,7m2. Ārsienas veidotas no silikāta ķieģeļu mūra ar sienu biezumu 510 mm, jumta konstrukcija – dzelzsbetona paneļi. Būves pamati un cokols veidoti no dzelzsbetona/betona, cokols ir apmests ar apmetumu. Ēkas renovācija tika veikta 2013 gada vasarā un ar jauno apkures sezonas uzsākšanu bērni jau varēja mācīties daudz siltākās telpās ar labāku iekšējo mikroklimatu, jo ēkā izbūvēta mehāniskā pieplūdes un nosūces ventilācija ar siltuma rekuperāciju. Bet pats interesantākais ir tas, ka samaksa par apkuri salīdzinoši ar iepriekšējām apkures sezonām pasūtītājam nokritās ~3x. Salīdzinājumam gribu parādīt, ja 2013 gada janvārī pasūtītājs ēkas apkurei bija patērējis 43MWh, tad gadu vēlāk 2014 gada janvārī, kurš bija vienīgais salīdzinoši aukstais mēnesis gadā tikai 11MWh. Gada griezumā 2012/2013 gada sezonā bērnudārzā kopā tika patērēts 156MWh siltumenerģijas, tad pēc renovācijas 2013/2014 gada apkures sezonā tikai 56MWh.
Foto: Pasīvo ēku amatnieks; autors: Pasīvo ēku amatnieks
Foto: Pasīvo ēku amatnieks; autors: Pasīvo ēku amatnieks
Trešais objekts, kurš ieguva 1. vietu nominācijā "Energoefektīvākā industriālā ēka 2014" SIA"ARCHE" izstrādāja ēkas energoauditu pirms renovācijas darbu uzsākšanas. SIA "Ciedra" industriālais objekts Burtnieku novada Valmiermuižas pagastā, Valmiermuižas ielā 1b, renovēts 2013. gadā. Ēkai ir saliekamā dzelzsbetona bloku pamati, sienu nesošais karkass veidots no dzelzsbetona kolonnām, sienas - no keramzītbetona paneļiem, jumta konstrukcija – no dzelzsbetona kopnēm un dzelzsbetona pārseguma paneļiem ar esošo siltumizolāciju un jumta segumu. Vienstāvīgās ēkas kopējā platība ir 958 m2. Renovācijas rezultātā ēkai tika veikti kompleksi renovācijas darbi paredzot visu norobežojošo konstrukciju siltināšanu, logu, durvju un vārtu nomaiņu. Par apkures sistēmu šai ēkai tika izvēlēts siltumsūknis un izbūvēta grīdas apkure. Pielietojot kompleksus energoefektivitāti paaugstinošus pasākumus ēkas apkures enerģijas patēriņš pēc renovācijas 2013/2014 gada apkures sezonā pie iekštelpu temeratūras +16 bija 16 517kWh, jeb 2114,18 Euro/gadā. Tas nozīmē, ka gada griezumā izlīdzinātais maksājums ražotnes 1m² apkurei ir 2,21Euro/m² gadā.
Foto: Pasīvo ēku amatnieks; autors: Pasīvo ēku amatnieks
Foto: Pasīvo ēku amatnieks; autors: Pasīvo ēku amatnieks