Silta māja bez apkures jeb pasīvās mājas modelis Latvijas apstākļos
Latvijā informācija par pasīvo māju vairāk vai mazāk izskanējusi konferencēs, presē, taču, lai arī apņemšanās ir bijušas, neviens līdz šim nav uzbūvējis ēku, kas kaut nedaudz pietuvotos šim standartam. Pasīvās mājas standarts nozīmē, ka ēkā vairs nav nepieciešama intensīva siltuma padeve, t. i., apkure. Šo māju galvenie siltuma avoti ir saule, to iemītnieki, sadzīves tehnika un siltums, ko rada no telpām izejošais gaiss (tiek izmantota siltuma rekuperācijas sistēma). Principā, lai radītu šādu ēku, nepastāv ierobežojumi ne arhitektoniskā veidola, ne konstruktīvo materiālu izvēlē. Mūsu rīcībā ir Vācijas Pasīvās mājas institūta radītā datorprogramma, ar kuras palīdzību izskaitļojām, kāds varētu būt pasīvās mājas modelis Latvijas klimatiskajos apstākļos. Es pacentīšos ieskicēt pamatnostādnes un atklāt svarīgākos secinājumus, pie kuriem mēs nonācām šajos aprēķinos. Esmu 100% pārliecināts, ka Latvijā iespējams uzbūvēt ēku, kas atbilst pasīvās mājas standartam. Vācijas pieredze Kāda ir Vācijas pieredze šajā jomā? Tur pasīvās mājas koncepciju pēta un attīsta jau desmit gadus. Tā ir ļoti nopietna pieredze, ar to nodarbojas vesels zinātnieku institūts. Protams, arī mērķi Vācijā ir citi. Piemēram, tiks būvēts jaunais mikrorajons, kurā tiek projektētas tikai pasīvās mājas. Pasīvās mājas Vācijā daudz tiek būvētas sociālā mājokļa vajadzībām. Kāpēc? Jo uzcelt šīs mājas nav dārgāk, bet ekspluatācijā tās ir ievērojami lētākas, kas, savukārt, ir būtiskākais nosacījums tur mītošo iedzīvotāju grupai. Tādējādi pasīvās mājas tehnoloģiskā koncepcija saskan ar sociālo filozofiju. Vācijā viena šādas mājas kvadrātmetra izmaksas (ar balto apdari) ir ~1900 eiro. Dažos gadījumos – vēl mazāk. Pasīvās mājas modelis Vācijā veiksmīgi tiek piemērots rekonstruējamām un daudzdzīvokļu mājām. Dzīvokļu plānojums šādās ēkās ir ļoti kompakts. Nozīmīgs faktors pasīvās mājas modeļa realizācijā ir iedzīvotāju uzvedība – mājas standarts ekspluatācijas gaitā ir atkarīgs no cilvēka, kas mīt tādā mājoklī. Vācijā iedzīvotāji tiek instruēti, kā lietot šādu dzīvokli,piemēram, – lai visu laiku darbojas ventilācijas sistēma, kas, izejot no mājas, jāuzstāda minimālajā režīmā, kad atnāk ciemiņi – jāpārslēdz uz maksimālo; logus drīkst vērt vaļā tikai ļoti karstā laikā, tiem jābūt aprīkotiem ar žalūzijām u. c. Iespējams, tikai «perfekts» pensionārs Vācijā var sasniegt šai jomā fantastiskus rezultātus, jo viņš ir ļoti precīzs – viņš daudz never vaļā durvis, seko norādījumiem, un tā tiek taupīta enerģija. Ja cilvēks guļ pie vaļēja loga, nepieciešamo standartu diez vai būs iespējams sasniegt. Es uzskatu, ka cilvēkam, kurš gribēs dzīvot pasīvā mājā, zināmā mērā jārēķinās ar komforta ierobežojumiem. Izdevīgi pasīvās mājas standartā varētu veidot skolas ēkas, bērnudārzus, mājokļus un saieta namus speciālām mērķgrupām. Pasīvās mājas standartu sasniegšana • Nepieciešamais siltumenerģijas patēriņš ~15 kWh/m2 gadā (desmit reizes mazāk, salīdzinot ar vidējiem Eiropas aprēķiniem, ko nosaka būvniecības normatīvie dokumenti, – 120–150 kWh/m2 gadā); • Mājas ārējo konstrukciju siltumcaurlaidība U<0,15 W(m2*K); • Hermētiskums (gaiscaurlaidība) <0,6 m3/ (m2*h) stundā pie 50 Pa spiediena; • Stiklojumam siltumcaurlaidība U<0,8 W(m2*K); • Stiklojumam saules starojuma caurlaidība >50%; • Ventilācijas sistēmas siltumefektivitāte >75%, patērētās elektroenerģijas efektivitāte <0,45 Wh/m3 gaisa; • Siltā ūdens sagatavošanas sistēmai jābūt ar minimāliem siltuma zudumiem; • Elektroenerģijas lietošanai ir jābūt optimālai. Nosacījums pasīvās mājas standartu sasniegšanai: mājai nav būvniecības gaitā radītu termisko tiltu. Ko un kā rēķinām? Pasīvās mājas standarts ir ļoti «jūtīgs» un ietekmējams, jo, mainoties dažādiem parametriem, no tā var viegli «izkrist». Turklāt – izrēķināt to var, bet būvniecības procesā praktiskajā projektā ir runa par milimetru precizitāti. Par paraugu konkrētajā gadījumā mēs izvēlamies divstāvu privātmājas projektu. Sākotnēji tas var nebūt pasīvās mājas projekts, bet ar šīs programmas palīdzību mēs pārveidojam to atbilstoši pasīvās mājas standartam. Aprēķinu veikšana nav ilga – vienas mājas būvprojekta apstrāde ar šo programmu, sēžot pie datora un ievadot datus, ilgs 2–3 dienas. Ar ko sākam? Vispirms māja «tiek ievilkta» gaisa necaurlaidīgā pārvalkā – tātad hermetizēta. Teorētiski tā patiešām ir, jo programmas parametros nav paredzēta ne mazākā vēja ietekme uz ēku. Tātad arī Latvijas klimatiskajos apstākļos nav nozīmes tam, ka māja atrodas, piemēram, piekrastē, jo tai ir jābūt tik hermētiskai, ka vējš to neietekmē. Tad hermētiskajam slānim no ārpuses viscaur – sienām, jumtam, pamatiem – tiek veidots siltumizolācijas slānis. Ļoti būtiski, ka tas jāliek arī zem pamatu blokiem, tostarp zem nesošajām kolonnām u. c. Ja pamatus nesiltina, optimālu pasīvās mājas modeli radīt nevar, jo tad sienu un jumta siltumizolācija būtu jāpalielina līdz pat divu metru biezumam. Visizdevīgākā ir koka konstrukciju māja: tai arī mūsu apstākļos būs visplānākās sienas, tā ir sagatavojama tīrā lego griezumā, un būvlaukumā būs jāveic tikai montāža. Taču mājas nesošo konstrukciju var izvēlēties jebkādu – betona, vieglbetona bloku u. c. Piebūves – piemēram, verandu, ieejas mezglu, garāžu pie mājas – var neietvert šai «pārvalkā», un līdz ar to uz šīm būvēm neattieksies pasīvās mājas standarts. Problēma, kā garāžas sienu savienot ar pasīvo māju, jo pie tās neko nevar skrūvēt vai stiprināt, lai nerastos termiskie tilti. Daudzstāvu namu projektos Vācijā ir rasts šāds risinājums – ieejas mezgls tiek veidots kā atsevišķa būve. Pasīvās mājas standartu nelieto arī kāpņutelpās, jo tā nav lietderīgā platība – tur neviens ilgstoši neuzturas, tādēļ nav jēgas to sildīt. Pasīvajai mājai netiek veidoti bēniņi. Iespējamie siltuma avoti pasīvajai mājai ir, piemēram, mazs centrālais radiators, siltumsūknis un cilvēki, kas lieto datorus, televizorus un sadzīves tehniku. Šai mājai ir nepieciešama ļoti efektīva ventilācijas sistēma. Vācijā tiek lietotas siltuma rekuperācijas sistēmas, caur kurām atgūst vairāk nekā 90% siltuma. Plus vēl šādās ēkās siltums tiek iegūts no ūdens, kanalizācijas sistēmas utt. Lai uzsildītu ieplūstošo gaisu, tiek instalēti elektriskie sildītāji, kas nodrošina papildu siltumu ziemā. Taču tādā gadījumā jārēķinās ar kondensāta problēmu – ventilāciju nevar izmantot kā karstā gaisa apkures sistēmu. Ieplūstošo gaisu var sasildīt, arī iebūvējot gaisa ieplūdes cauruli zemē. Esmu sastapies ar Pasīvās mājas modeļa interesantu risinājumu Zviedrijā – ventilējamo jumtu, caur kuru nodrošina gaisa ieplūdi. Jumts ir vislabāk orientēts pret sauli, līdz ar to visefektīvāk uzsilst un sasilda pienākošo gaisu. Pasīvās mājas raksturlielumi – Latvijas modelis: Divi stāvi, divslīpju jumts,6,6 x 11,5 x 7,5 m; Māja ir precīzi orientēta pēc debespusēm; Dzīvojamo telpu temperatūra ~20 °C; Mājai nav būvniecības gaitā radītu termisko tiltu; Ventilācijas sistēma nodrošina gaisa apmaiņu 30 m3 stundā vienai personai (nomināli vajadzīgi trīs režīmi – 30% izmaiņas); Lietderīgā platība 120 m2; Tilpums 500 m3; Iedzīvotāju skaits – četri; Ārējo logu platība 20 m2 (50% atrodas dienvidu pusē). Ēkas projekta raksturlielumi: Viesistaba – 26 m2; Ēdamistaba + virtuve – 17 m2; Halle – 6,5 m2; Veranda – 3 m2; Tehniskā telpa – 4,5 m2; Tualete – 2,5 m2; Guļamistabas – 18, 14,10 m2; Halle – 6 m2; Tehniskā telpa – 2,4 m2; Vannasistaba – 8 m2. Ārsienu konstrukcija: Rūpnieciski izgatavoti koka paneļi ar minerālvates pildījumu; Skaidu plātne – 20 mm; Minerālvate – 700 mm; Skaidu plātne – 20 mm; Ģipškartons – 12,5 mm; Ārējā un iekšējā apdare pēc izvēles. Grīdas konstrukcija: Koka grīda – 20 mm; Skaņas izolācija – 5 mm; Betons – 150 mm; Putupolistirols – 700 mm. Jumta konstrukcija: Skaidu plātne – 25 mm; Minerālvate – 700 mm; Skaidu plātne – 20 mm; Ģipškartons – 19 mm; Jumta segums un iekšējā apdare pēc izvēles. Logi un ventilācijas sistēma: Logi – «51 Unitop 0.60 S» «UNIGLAS» (dubultpakete, stikla siltumcaurlaidība U=0,6 W(m2*K), piecu kameru rāmim U=0,73 W(m2*K)); Ventilācija – «Thermos 200 DC Paul»; siltumefektivitāte – 92%, patērētā elektroenerģija = 0,36Wh/m3 gaisa). Kas vēl nepieciešams aprēķiniem? Precīzi jāzina vieta, kur māja atradīsies (jo jāņem vērā konkrētās vietas klimata dati, piemēram, vidējā temperatūra mēnešu griezumā visu gadu, saules starojums u. c.), ēkas orientācija debespusēs, vizuālais risinājums u. c., visi būvkonstrukciju parametri. Kāpēc? Lai precīzi «pateiktu» to datorprogrammai un iegūtu patiesos mums nepieciešamos konstrukciju biezuma un apjomu datus, kā arī projekta atbilstību pasīvās mājas standartam. Piemēram, ja mēs gribēsim papildu logus visās debespusēs, būs grūti iekļauties šajā mājas standartā un nāksies palielināt sienu biezumu. Aprēķini rāda – divās fasādēs logu palielinot par diviem kvadrātmetriem (kopā – četri kvadrātmetri), visai ēkai sienas un jumta siltumizolācijas biezums būs jāpalielina par desmit centimetriem. Pasīvās mājas standartā diemžēl jāsamierinās ar to, ka logi kaut kur nebūs vai būs mazāki. Var veidot lielus logus, bet tad mājas ārsienu biezums var sasniegt, piemēram, pusotra metra, un tas, iespējams, vairs cilvēkam nav pieņemams. Ievērojot pamatnostādnes attiecībā uz klimatiskajiem apstākļiem un izvēloties optimālākās konstrukcijas, Latvijas klimatiskajos apstākļos pasīvajai mājai būs nepieciešams aptuveni 700 mm biezs siltumizolācijas slānis. Kā izskatās pasīvās mājas modelis Latvijā, salīdzinājumā ar kaimiņvalstīm? Pieņemot, ka koka konstrukciju mājai nepieciešamais minerālvates izolācijas slāņa biezums ir 670 mm, Helsinkos identisku parametru ēkai nepieciešams lietot vati 900 mm biezumā, Stokholmā – 550 mm, Viļņā – 600 mm. Draudi un problēmas Vienalga, no kāda materiāla tiks būvēta pasīvā māja, lielākā daļa būvkonstrukciju elementu ir jāsagatavo rūpnīcā nevis būvlaukumā, bet to mēs patlaban nevaram nodrošināt. Pašreiz Latvijā būvniecībā nav tādas kvalitātes un darbaspēka, nav arī ražošanas pieredzes. Ja runa ir par pilotprojektu, tad risinājums būtu ievest būvkonstrukcijas no Vācijas un vācu speciālistu virsuzraudzībā salikt to uz vietas būvlaukumā. Manuprāt, tas būtu optimāls modelis ne tikai mūsu pieredzes trūkuma dēļ, tas būtu arī finansiāli izdevīgāk. Izvērtējot radušās kļūdas, mēs varētu tālāk pilnveidot pasīvās mājas standarta koncepciju. Pasīvā māja mūsu apstākļos ir jauns produkts. Arī atmaksāšanās šādam projektam var būt ļoti dažāda – gan daži gadi, gan varbūt gadu desmiti. Tas katrā gadījumā ir individuāli. Taču runāt par sākotnējo ieguldījumu varam jau šodien. Mēs izrēķinājām, ka sadārdzinājums, ko veido biezās sienas (siltumizolācijas slānis 70 cm), ir smieklīgs, salīdzinot ar tradicionālu māju (siltumizolācijas slānis 10–20 cm) – tie ir tikai 7–8%. Mājas logi ar paaugstinātām siltumcaurlaidības U<0,8 W(m2*K) prasībām atbilstoši izmaksās 20–30% dārgāk par dubultpakešu logiem, kas ir pieejami Latvijas tirgū (U=1,1–2 W(m2*K). Lai sāktu strādāt šai jomā, mums sākotnēji jāatbild uz dažiem jautājumiem – vai mūsu projektētāji spēs izveidot māju, izvairoties no termiskiem tiltiem? vai mums būs tik kompetenta autoruzraudzība un būvuzraudzība? vai mūsu būvnieki spēs ar milimetra precizitāti tādu ēku uzbūvēt? Un – kad pasīvās mājas definīcija un standarts tiks iekļauts mūsu būvnormatīvos? Tuvākajos desmit gados dažas no specifiskajām pasīvās mājas būvniecības īpatnībām varētu spēcīgi mainīties. Lielais sienu un jumta biezums varētu «pazust», jo jau tagad ir iespējams siltumizolācijas materiālus aizvietot ar vakuumpaketēm – 50 cm siltumizolācijas slāni aizvieto ar 3–4 cm vakuumpaketi. Pagaidām gan tas nav reāli, jo izmaksas atšķiras apmēram astoņas reizes, bet, kad vakuumpaketes iekaros tirgu, to cena, protams, stipri pazemināsies. Arī logu platības ierobežojumu varētu nebūt, jo jau pašreiz Japānas zinātnieki ir izstrādājuši logu stikla vakuumpaketes, kuru siltumcaurlaidība ir U~0,05 W(m2*K), kas ir tuvu minerālvates parametriem. Arī siltummateriālu stiprināšanai tiek izstrādāti jauni materiāli – stikla naglas, kas pēc stiprības tuvojas metālam ar ļoti zemu siltumcaurlaidību. Autors: Ainis Builevics, fiziķis. "LATVIJAS BŪVNIECĪBA" NR.5
