Šta je nisko-energetska gradnja i kako je definisana?
| 01 July 2008 - Komentari (0) | Izgradnja |
Koncept nisko-energetske gradnje se naširoko primenjuje za kuće i zgrade i to na mnogo različitih načina. Šta to u stvari znači i kako se definiše? Koja energija se uzima u obzir? Šta je primarna i električna energija? U ovom članku odgovorićemo na ova pitanja i pojasnićemo kako je nisko-energetska gradnja normalizovana i regulisana u Zapadnoj Evropi.
Šta znači niska-energija?
Niska-energija je uvek vezana za količinu primarne energije potrebne da bi se obezbedio ugodan život stanarima jedne zgrade. Da bi zgrada bila nisko-energetska, ta količina energije mora biti ispod određene granice. Maksimalna potrošnja energije je definisana normama koje su razičite od zemlje do zemlje i koje se razvijaju tokom vremena. Ono što se smatralo niskoenergetskom gradnjom juče nije više isto što i danas i možda neće biti isto sutra.
Da bi se potrošnja energije izmerila na dosledan način, od jedne zgrade do druge, uvek se izražava u količini primarne energije utrošenoj po kvadratnom metru za godinu dana. Količina primarne energije je izražena u kilovat satima primarne energije. Jedinica mere je: kWhpe⁄m².year
Koji način potrošnje energije se računa?
To zavisi od energetske labele. Ima nekoliko načina upotrebe energije u bilo kojoj zgradi:
- energija za grejanje
- energija za hlađenje i/ili dodatno grejanje
- energija za zagrevanje sanitarne tople vode
- energija za ventilaciju
- energija za osvetljenje
- energija za sve elektične uređaje (od frižidera do TV)
Da bi bila pravilno definisana, niska-energija mora da naznači koji tip potrošnje je uzet u obzir. Najčešće, niska-energija se odnosi na energiju potrebnu samo za grejanje ili energiju potrebnu za grejanje i za pripremu tople vode. Ponekad, ta energija se odnosi na grejanje, hlađenje, pripremu tople vode, ventilaciju i osvetljenje. Naravno, zavisno od toga koja potrošnja se računa, energetska norma je različita.
Mesečna potrošnja energije u klasičnom domaćinstvu u SAD (izvor Zero Energy Design)
Upoređivanje nisko-energetskih labela zbog toga nije nimalo jednostavno. One obično ne uzimaju u obzir istu stvar. Na primer, u zemljama gde hlađenje nije neophodno, obično se i ne računa. Za zemlje gde hlađenje predstavlja značajnu potrošnju energije (kao u Srbiji), ne uzeti ga u proračun bilo bi obmanjujuće.
Šta je primarna energija?
Kao što smo pomenuli ranije, energija koja se troši u jednoj zgradi meri se u obliku primarne energije. Na primer, kada se ugalj ili prirodni gas koriste za grejanje, tada se primarna energija iz fosilnih goriva direktno pretvara u toplotnu.
Primarna energija je energija pre transformacije. Primarna energija uglavnom potiče iz fosilnih goriva (nafte, prirodnog gasa, uglja i uranijuma) ili se preuzima iz obnovljivih izvora energije (vode, vetra, sunca, zemlje).
Šta je električna energija?
U bilo kojoj zgradi, obično se koristi kombinacija primarne i električne energije da bi se obezbedile sve potrebe za energijom. Električna energija je sekundarna energija koja se proizvodi koristeći primarnu energiju, najviše iz termo, hidro i nuklearnih elektrana. Zbog gubitaka koji se javljaju za vreme proizvodnje i transporta električne energije, sva utrošena količina primarne energije ne pretvara se u korisnu električnu energiju. U stvari, situacija je suprotna. Manje od 30% primarne energije koja se koristi za proizvodnju električne energije se pretvori u korisnu električnu energiju.
Kretanje energije u 2006 godini u SAD izraženo u Exajoules (izvor Lawrence Livermore National Laboratory)
Ovaj Sankey dijagram pokazuje izvore i upotrebu energije u SAD godine 2006 u Exajoules. Električna energija je najviše proizvedena iz termo i nuklearnih elektrana. Od 38 Exajoules primarne energije
koja se koristi za proizvodnju električne energije, 25.54 Exajoules je otišlo na gubitke, gde je 69% gubitaka najviše u toplotnoj energiji. Načelno, više od pola utrošene energije u SAD ide na gubitke. Ovaj podatak je sličan u svim industrijskim zemljama.
Postoji puno gubitaka u procesu proizvodnje električne energije. Jedini način kojim se mogu smanjiti gubici, jeste da se iskoristi toplota nastala u toku proizvodnje. To se zove cogeneration ali njena upotreba još nije raširena.
Kako se električna energija računa u odnosu na primarnu energiju?
Da bi izračunali koliko se primarne energije troši u jednoj zgradi, neophodno je konvertovati utrošenu električnu energiju u primarnu energiju. Gubici koji se javljaju u toku proizvodnje električne energije uzeti su obzir sa faktorom konverzije. Taj faktor se koristi kada se konvertuje kilowat-sat električne energije u kilowat-sat primarne energije. Faktor varira od 2 do 3 zavisno od zemlje. To znači da potrošnja 1kWh električne energije u zgradi, je odgovorna za utrošena 2 do 3kWh primarne energije u energetskom bilansu.
Zbog ovog istog razloga, korišćenje električne energije za grejanje je veoma loše po pitanju potrošnje primarne energije. Da bi se dobilo 10kWh toplotne energije sa električnim radijatorom potroši se 20 do 30kWh primarne energije. Da bi se dobilo 10kWh toplotne energije sa gasnim kotlom potroši se 11 do 12KWh primarne energije (gasa), uzimajući u obzir gubitke.
Šta je obnovljiva energija?
Obnovljiva energija je energija koja ne može biti iscrpljena jer izvor energije ostaje nepromenjen svojom upotrebom ili se izvor sam prirodno dopunjava. Najveća upotreba obnovljive energije u svetu je kroz hidroelektrane. Za zgrade, obnovljiva energija se najčešće koristi kroz geotermalnu, solarnu, energiju vetra i biomasu.
Izvori energije, primarne i sekundarne, obnovljive i neobnovljive (izvor Energy Information Administration (EIA), Energy Kid's page)
Obnovljiva energija može biti veoma efikasno iskorišćena za grejanje ili hlađenje zgrada, za proizvodnju sanitarne tople vode ili električne energije. Lokalno korišćenje obnovljive energije se računa u upotrebu primarne energije, ali ta energija ne može biti uzeta u obzir na isti način kao upotreba primarne energije iz fosilnih goriva. U stvari, lokalna upotreba obnovljive energije je uglavnom besplatna, ne doprinosi globalnom zagrevanju i štiti od uvećanih cena energije.
Zavisno od nisko-energetske labele, upotreba obnovljive energije ili se uopšte ne računa ili se delimično uzima u obzir pri energetskoj proceni zgrade. Prema tome, upotreba obnovljive energije je način da se smanji potrošnja energije.
Koje su evropske norme koje definišu nisko-energetske labele?
Postoji mnogo labela koje definišu šta je nisko-energetska gradnja. Mnoge evropske zemlje su definisale svoje labele, mada se neke labele kao što je Passivhaus našle aplikaciju u više zemalja. Dole su prikazana 4 primera. Primetimo da potrošnja koja se uzima u obzir i granica energetske potrošnje varira od jedne labele do druge.
| Zemlja | Francuska | Nemačka | Italija | Švajcarska |
|---|---|---|---|---|
| Norm |
 Effinergie |
 Passivhaus |
 CasaClima |
 Minergie |
| Potrošnja energije uzeta u obzir |
Grejanje Topla voda Ventilacija Svetlo Dodatno (hlađenje/dogrevanje) |
Grejanje Topla voda Ventilacija Svetlo Dodatno (hlađenje/dogrevanje) Električni uređaji |
Grejanje |
Grejanje Topla voda |
| Maksimalna potrošnja Primarne Energije u kWhpe⁄m².year | 50 | 120 <15 samo za grejanje |
50 | 42 |
| Faktor konverzije električne energije u primarnu energiju (pomnoženo sa) | 2,58 | 2,70 | - | 2,00 |
Primer 4 evropske nisko-energetske labele i njihova definicija nisko-energetske gradnje.
Ispod određene energetske norme za grejanje, potreba za grejanjem je toliko mala da može biti obezbeđena od strane ventilacionog sistema, čime se može izbeći nezavisni sistem za grejanje. Takve zgrade koriste pasivnu solarnu energiju kombinovanu sa štednjom energije. Ovo je slučaj sa zgradama koje ispunjavaju normu Passivhaus i logično se zovu pasivne. U tom pogledu, pasivne kuće mogu biti viđene kao nisko-energetska specijalizacija.
Energetske klase su kreirane za zgrade po sličnom principu kao što već postoje za uređaje u domaćinstvu. Ispod su francuske i italijanske klase. To je brz vizuelan način da se klasifikuju zgrade po njihovoj potrošnji energije.
Energetske klase u Francuskoj i Italiji (izvor Effinergie i CasaClima)
Primetimo da, su u francuskoj normi uključeni grejanje, topla voda, ventilacija, svetlo i dodatna potrošnja dok je u italijanskoj normi samo uključena potrošnja energije za grejanje.
Primetimo da, u SAD i Kanada, postoji takođe norma zvana Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Koriste je i neke evropske zemlje.
Kakva je situacija u Srbiji?
U Srbiji, koliko je nama poznato, ne postoji ništa kao nisko-energetska norma za zgrade. To znači da ljudi kao mi, razvijajući koncept niske-energije u Srbiji, moramo da se rukovodimo stranim normama da bi definisali ono što mi zovemo niska-energija. U našem slučaju, koristimo francusku normu kao referencu jer nju najbolje poznajemo. Jasno je da, bez jasnih smernica od Vlade Republike Srbije ili njihove nadležne agencije, Agencije za Energetsku Efikasnost Republike Srbije(SEEA), neko može da se zapita, i to sa pravom, kako definisati nisko-energetsku zgradu u Srbiji.
Dodatno tome, imati samo normu ne znači mnogo za njenu aplikaciju. Svugde u svetu, put ka nisko-energetskoj gradnji se ostvaruje na 2 glavna načina: donošenjem zakona i davanjem podsticaja. Donošenjem zakona data norma se stavlja na snagu za svu novogradnju. Time se postavlja minimum koji svako u novogradnji mora da sledi. Zajedno sa time ide davanje subvencija i poreskih olakšica onima koji idu dalje od normi uspostavljenih zakonom.
Danas, u Srbiji, postoji jedan aktivni fond, Fond za zaštitu životne sredine, pod pokroviteljstvom Ministarstva za ekologiju, koji u svom programu pominje podsticanje korišćenja obnovljivih izvora enerije i povećane energetske efikasnosti pod određenim uslovima. Definisanje novih normi za novogradnju, zajedno sa jačanjem uticaja i finansiranjem Agencije za Energetsku Efikasnost trebalo bi da bude jedan od prioriteta nove vlade.
Kako postići nisko-energetsku gradnju?
Postoji dosta toga što bi se moglo reći na temu izvođenja nisko-energetske gradnje, ali sve se u suštini svodi na 2 glavna aspekta:
- Ušteda energije: od arhitektonskog oblika, orjentacije, toplotne izolacije, sprečavanja toplotnih mostova, korišćenja energetski efikasnih sijalica i uređaja, o svemu mora da se vodi računa da bi se uštedela energija.
- Upotreba obnovljive energije: počevši od upotrebe pasivne solarne energije za proizvodnju sanitarne tople vode ili električne energije. Korišćenje geotermalne, solarne energije i energije vetra umanjuje ekološki "footprint" gradnje i štedi energiju.
Kombinacijom štednje energije i upotrebe obnovljivih izvora energije, moguće je postići najzahtevnije nisko-energetske norme. Ali počevši od najranijeg planiranja, neophodno je postaviti šta su objektivi i koliki je budžet, u cilju iznalaženja najprikladnijeg rešenja.
Zašto graditi nisko-energetske zgrade?
To je u stvari veoma važno pitanje. Zašto ne nastaviti sa dosadašnjom praksom? Po našem mišljenju, 2 najjača razloga su sledeća:
- Energija postaje svakim danom sve skuplja: energija ima cenu koštanja koja neminovno raste. Peak oil i nestašica resursa uopšte čini da su dani izobilja prošli. Niska-energija znači, prema tome, manji trošak na duže staze i bolja šansa za održavanje životnog komfora.
- Neophodno je umanjiti naš ekološki "footprint": predugo smo živeli na neodrživ način. Iskorišćavamo resurse iz Zemlje mnogo brže nego što se oni mogu obnoviti ukoliko se uopšte mogu obnoviti. Postoji isuviše upozoravajućih pokazatelja da smo dostigli ekološki "overshoot". Nisko-energetska gradnja nije odgovor na problem ali je, bez sumnje, deo rešenja.
Ekološki dužničke i kreditorske zemlje - 2003 (izvor Global Footprint Network)
Zaključak
Bez obzira na norme koje ih definišu, nisko-energetske zgrade dele iste fundamentalne karakteristike. One koriste rešenja koja štede energiju, koriste energiju iz obnovljivih izvora (barem pasivnu solarnu energiju) da bi što više smanjile ekološki "footprint" i obezbeđuju fantastičan komfor i ugodno stanovanje. Nije više pitanje da li bi trebalo graditi takve zgrade, već kako to i ostvariti.
Niska-energija nije konačna destinacija već samo jedna etapa. Ultra nisko-energetske i pozitivne zgrade se već grade u više zemalja. Put ka održivom razvoju je jedini racionalni put napred.
