Пасивните сгради – топлина в изобилие без отоплителни уреди

Дармщат, Германия.

На пръв поглед, няма нищо необикновено в новите стилни сиво-оранжеви редови къщи в предградието Кранихщайн на фона на уличните светлини, блещукащи през заскрежения ситен дъждец, но всъщност, тези къщи са част от едно революционно строителство: без течения, без студени подове, без сгушване под одеалата до момента, в който радиаторът загрее.

Реално, няма никакви отоплителни уреди.

Бертолд Кауфман и неговата съпруга, Дорте Файерабенд, с децата си в тяхната „пасивна къща” в Дармщадт, Германия. Снимка: Ролф Оезер за „Ню Йорк Таймс”.

За да бъдем честни, в дома на Бертолд Кауфман все пак има един радиатор в дневната за енергийно подсигуряване, който обаче не се ползва. Дори в най-студените нощи в Централна Германия, новата пасивна къща, както и другите, покриващи стандарта, за набавяне на цялата необходима топлина и гореща вода, изразходват енергията, нужна да задвижи един сешоар.

„Не се налага да мислиш за температурата, къщата просто се нагажда” – казва г-н Кауфман, докато гледа как облечената само по тениска негова двегодишна дъщеря хапва наденица в обширната всекидневна, чиито стъклени врати водят до вътрешен двор. Неговият дом използва една двадесета от енергията, необходима за къщата на родителите му, която е с приблизително същата площ.

Архитектите в много държави в стремежа си да покрият новите стандарти за енергийна ефективност като „LEED” стандарта в САЩ например, проектират сгради с по-добри изолации и високо ефективни уреди, дори посягат към използването на алтернативни източници на енергия като слънчеви панели и вятърни турбини.

Концепцията на пасивната сграда, възникнала в този 140 хиляден град в покрайнините на Франкфурт, се справя с предизвикателството да върви по един по-енергоефективен и щадящ природата път по различен начин. Използвайки много дебели изолации и усъвършенствани дограми, архитектите проектират дом,  „опакован” във въздухонепроницаема обвивка, така че почти никаква топлина не излиза от къщата и почти никакъв студен въздух не прониква вътре. Това означава, че пасивната сграда може да бъде стоплена не само от слънцето, но също така от топлината, която излъчват електроуредите или дори от топлината на човешките тела на обитателите.

А в Германия строежът на пасивна сграда излиза само с от 5 до 7% по-скъпо, в сравнение с традиционното строителство.

Редови къщи в Дармщат, Германия

Преди десетилетия, опитите за създаването на херметически затворени, топлещи се от слънцето домове претърпяха крах, заради застоялия въздух и плесента. Но новите пасивни сгради използват изобретателна централна вентилационна система. Топлият отработен въздух, който излиза навън се разминава със свеж хладен такъв, който навлиза в къщата, при който процес се обменя топлина с 90% ефективност.

„Съществуваше мит, че за да ти е топло трябва да се отопляваш. Нашата цел е да направим топла къща без изразходване на енергия.” – споделя Волфганг Хаспър, инженер в “Passivhaus Institut” в Дармщат. „Не говоря за носене на дебели пуловери, спиране на термостата и „преглътване” на теченията в къщата. Става въпрос за това да се чувстваш удобно с по-малко разход на енергия. Ние го осигуряваме чрез рециклирането на топлината”.

В момента съществуват около 15 000 пасивни сгради по света, по-голямата част от които е построена в изминалите няколко години в немско-говорящите страни или на Скандинавския полуостров.

Първата пасивна къща е построена тук през 1991 г. от местния физик Волфганг Файст, но разпространението на идеята се забавя заради езиковата бариера. Специализираната литература, както и обученията са били предимно на немски. Дори сега, компонентите за пасивни сгради са основно произвеждани в тази част на света.

Първата пасивна къща – южна фасада, кв. Кранихщайн, Дармщат, Германия. Архитекти: Professor Bott, Ridder, Westermeyer, снимка: H.G. Esch

Индустрията процъфтява в Германия, пример за което е строителството на училища във Франкфурт, отговарящи на стандарта.

Не само това, популярността на пасивния стандарт расте. Европейската комисия насърчава строителството на пасивни сгради, а Европейският Парламент излезе с предложението новопостроените сгради да отговарят на пасивния стандарт от 2011 г.

Армията на САЩ, дълго присъствала в тази част на Германия обмисля строителството на пасивни казарми.

„Интересът е огромен; трудно е за нас да се справим с всички запитвания” – казва г-н Хаспър.

Наби Таан, калифорнийски архитект, който 11 години е работил в Австрия, завършва една от първите пасивни къщи в Щатите, проектирана за неговото семейство в Бъркли. Той оглавява групи от 70 архитекти и инженери, работещи за по-широкото разпространение на стандарта. „Това е рецепта, която е в полза на човечеството.” – споделя г-н Таан. „Защо да не употребяваме наново тази енергия, която получаваме безплатно?”.

Фамилната къща на Наби Таан в Бъркли преди (в ляво) и след (в дясно) реновация към стандарта пасивна сграда.

Иронично, но когато калифорнийските инспектори са изпитвали къщата в Бъркли за да определят, дали отговаря на тамошния стандарт за „зелено строителство” (в последствие се разбира, че отговаря), собствениците не са могли да вземат положителни точки за оценката на сградата за топлообменника – устройство, което е все още непознато за САЩ. Но „когато се покриват стандартите на пасивните сгради, започваш да гледаш на сградата по различен начин” – казва г-н Таан.

Изискване на сградите, които получават сертификат е те да са херметически запечатани, което може би звучи задушаващо. (За да спази стандарта, сградата трябва да издържи въздухонепроницаем тест, с което да покаже, че губи минимално въздух, което е резултат от подаване на въздух под налягане.) Всъщност, пасивните сгради имат множество прозорци – макар и доста повече насочени на юг отколкото на север – всички могат да бъдат отворени.

Отвътре пасивната сграда е доста по-различна от традиционната, така както електрическият автомобил работи на различен принцип от бензиновия си колега. До известна степен пасивната сграда прилича на космически кораб, що се отнася до еднородността на въздуха и температурата. Целият въздух, идващ отвън преминава през „НЕРА” филтри (високо ефективни въздушни филтри), преди да навлезе в стаята. Циментеният под в мазето не е студен. Стените и въздухът имат приблизително еднаква температура.

При по-внимателен поглед се виждат технически разлики с традиционното строителство. Когато прозорците са широко отворени се виждат техните слоеве стъкла, както и сложните уплътнения по ръбовете. От малка решетка, вградена в тавана на всекидневната, навлиза свежият въздух. В мазето вместо котел има нещо, което прилича на голям стиропорен портативен хладилник, в който се намира топлообменникът. Пасивните сгради нямат нужда от ръчно настройване на системите, но повечето архитекти слагат копчета с три настройки, които могат да бъдат изключени при ваканции или включени, за да циркулира въздух по време на парти ( въпреки, че просто могат да се отворят прозорците). „Открихме, че е много важно за хората да чувстват, че могат да влияят на системата.” – споделя г-н Хаспър.

Пасивните сгради може би са твърде крайни за тези, които изпитват удоволствие от пиенето на горещ шоколад в студената си кухня, но не за всички. „Израснал съм в огромна стара къща, която беше винаги с 10° по-ниска температура от нормалната. Поради тази причина знаех, че искам да направя нещо различно.” – казва Георг В. Цийлке, построил първата пасивна сграда в кариерата си за своето семейство през 2003 г. и в момента проектира само такива сгради.

В Германия, допълнителните разходи по построяването на пасивна сграда са скромни и поради нарастваща популярност на стандарта и все по-голямото разнообразие на привлекателни нетрадиционни компоненти за пасивни сгради, разходите дори намаляват.

Но усъвършенстваните дограми и вентилационни системи, необходими за да накарат една пасивна сграда да действа правилно, още не са налични в САЩ. Поради тази причина пасивното строителство в Америка или поне първоначалното, ще доведе до по-голяма ценова разлика.

В допълнение на това, къщите, типични за САЩ са по-трудно приспособими към стандарта: Има тенденция жилищното строителство да няма вградени вентилационни системи, а характерните плъзгащи се врати са трудни за въздухонепроницаемо монтиране.

Първата пасивна къща на д-р Файст – бяла къща, прилична на кутийка с 4 помещения – изглежда точно като научния проект, какъвто е и трябвало да бъде. За разлика от нея, съвременните пасивни сгради вече се проектират различни по форма и стилово изражение.  “Passivhaus Institut” в Дармщат, който е основан от проф. Файст, продължава да извършва изследвания, да обучава архитекти и да тества сгради за удовлетворяване на стандарта. Институтът има филиали в Англия и САЩ.

Все още стои предизвикателството за по-широкото навлизане на стандарта в Европа.

Имайки предвид, че успешната пасивна сграда изисква взаимодействието на постройката, слънцето и климата, архитектите трябва внимателно да подберат местонахождението й. Отоплението на пасивната сграда може да не функционира добре в сенчеста долина в Швейцария или в градска улица, без южен изглед. Извършват се изследвания, които целят да установят, дали концепцията ще работи при по-топъл климат, където топлообменникът би могъл да бъде използван на обратния принцип – да поддържа хладен въздух вътре, а топлия въздух да го извежда извън сградата.

Фамилната пасивна къща „NorONE house” в Норвегия. Архитекти: Pasivbau

А тези, които искат огромни пасивни „замъци” ще останат разочаровани. Компактните размери са по-лесни за овладяване, докато огромните къщи са по-сложни за изолиране и стопляне.

Повечето пасивни сгради използват 45 м² на човек, комфортно, но не и обширно място за живеене. Г-н Хаспър смята, че тези, които искат 90 м² на човек трябва да се ориентират към друг дизайн.

За всеки, който си мисли, че има нужда от точно толкова място, това е вече друга дискусия.” – заключава г-н Хаспър.

Три-годишната Фея и баща й играят на топка пред новата им къща – “Passive+” – първата пасивна и плюсовоенергийна къща в Дания снимка: www.denmark.dk

Превод: Силвия Драганова – ИГ Пасивни сгради България