Nízkoenergetický dům - Low-energy house

Thermogram porovnává vyzařování tepla oken a stěn dvou budov: udržitelný, nízkoenergetický pasivní dům (vpravo) a běžný dům

Nízkoenergetický dům se vyznačuje energeticky úsporným designem a technickými vlastnostmi, které mu umožňují zajistit vysokou životní úroveň a komfort s emisemi s nízkou spotřebou energie a uhlíku. Chybí tradiční systémy vytápění a aktivního chlazení nebo je jejich použití druhořadé. Nízkoenergetické budovy lze považovat za příklady udržitelné architektury . Nízkoenergetické domy mají často aktivní a pasivní solární konstrukci budov a komponenty, které snižují spotřebu energie domu a minimálně ovlivňují životní styl obyvatel. Po celém světě poskytují společnosti a neziskové organizace pokyny a vydávají certifikace, které zaručují energetickou náročnost budov a jejich procesů a materiálů. Certifikace zahrnují pasivní dům, BBC - Bâtiment Basse Consommation - Effinergie (Francie), dům s nulovými emisemi uhlíku (Spojené království) a Minergie ( Švýcarsko ).

Pozadí

Během sedmdesátých let byly experimentální iniciativy pro nízkoenergetické budovy provedeny v Dánsku , Spojených státech , Švédsku , Kanadě a Německu . Německý institut Passivhaus představil první pasivní dům v roce 1990. Implementace standardizovaných konceptů nízkoenergetických budov se v každé zemi vyvíjela odlišně.

Samotné budovy jsou od roku 2008 odpovědné za 38% veškerých lidských emisí skleníkových plynů (20% obytných, 18% komerčních). Podle Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) jsou budovy sektorem, který představuje nákladově nejefektivnější příležitosti pro skleníkové plyny redukce.

Spojené státy

Ve Spojených státech vzrostl zájem o nízkoenergetické budovy, a to především v důsledku rostoucích cen energie, snižování nákladů na systémy obnovitelné energie na místě a rostoucího zájmu o změnu klimatu. Kalifornie vyžaduje, aby veškerá nová bytová výstavba měla do roku 2020 nulovou čistou energii .

Německo

Spouštění v 70. letech 20. století první energetickou krizí a rostoucím povědomím o životním prostředí, mělo v Německu stále větší význam úspora energie. V roce 1977 byl přijat první energetický standard budovy v zemi. Roční požadavek na vytápění byl zaveden jako důležitý parametr třetím německým nařízením o tepelné izolaci (1995). V roce 2013 však v Německu neexistoval jasný právní požadavek na nízkoenergetický stavební standard. Podle Maria Panagiotidou a Roberta J. Fullera musí být definice, politika a stavební činnost budov s nulovou energií jasné. Směrnice Evropské unie o energetické náročnosti vyžaduje, aby od roku 2021 mohly být stavěny pouze nízkoenergetické budovy.

Spojené království

Od května 2015 došlo ve Velké Británii ke změnám v národních politikách. Jedním z nejvýznamnějších bylo stažení Kodexu pro udržitelné domy (CfSH) jako systému pro hodnocení a podporu zlepšování environmentálního designu bytů. Tím se upustilo od schématu kódu, který poskytoval rámec úrovní úspěchu a kterému by se návrháři s nízkou energií mohli snažit splnit nebo překonat. Přestože ve stavebních předpisech stále existují právní předpisy na úsporu energie , chybí nad rámec základních předpisů vhodné normy. Ve výsledku může standard pasivního domu rozšířit jeho vliv a dopad na energeticky účinné domy.

Národní normy

Termín „nízkoenergetické domy“ může odkazovat na národní stavební normy. Tyto normy se někdy snaží omezit energii používanou na vytápění místností , která je největším spotřebitelem energie v mnoha klimatických pásmech . Mohou být regulovány i jiné způsoby využití energie. Historie pasivní solární navrhování budov poskytuje mezinárodní pohled na jednu formu rozvoje a standardy nízkoenergetických budov.

Evropa

Normy pro nízkoenergetické budovy v Evropě postupovaly v každé zemi odlišně a ve všech členských státech EU neexistuje společná certifikace ani legislativa pro nízkoenergetické budovy. Jako pohyb ke snižování spotřeby energie a emisí, společné právní úpravy týkající se energetické náročnosti budov, byla v roce 2002 zveřejněna směrnice o energetické náročnosti budov (EPBD), která vstoupila v platnost v lednu 2003.

Norsko

V NS 3700, návrhu oficiální normy, jsou definovány nízkoenergetické budovy. O energetické náročnosti budov se diskutuje o dvou alternativách pro hodnocení jejich spotřeby primární energie:

• Limit na roční budově je CO ₂ emise , vypočítá vynásobením roční dodaná energie pomocí CO ₂ faktoru
• Procento z jeho poptávky po vytápění musí být pokryto obnovitelnou energií.

Dánsko

Nízkoenergetické domy jsou definovány v Národním stavebním předpisu Stavební předpisy 08 a jsou rozděleny do dvou tříd. Jsou upraveny v kapitole 7.2.4 předpisů: Nízkoenergetické předpisy.

Německo

Nízkoenergetické domy certifikované podle RAL-GZ 965 mají o 30 procent menší tepelné ztráty, než je regulováno v národním stavebním zákoně EnEV. Další kritéria ovlivňují izolaci , vzduchotěsnost a ventilaci . Nízkoenergetické budovy mohou být pro plánování nebo výstavbu certifikovány podle RAL-GZ 965.

Švýcarsko

Nízkoenergetické budovy mohou získat certifikaci Minergie , což je „značka kvality pro nové a renovované budovy“. Norma Minergie vyžaduje, aby budovy nepřesahovaly 75 procent průměrné spotřeby energie budov a spotřeba fosilních paliv nesmí překročit 50 procent průměrné hodnoty.

Severní Amerika

Směrnice Evropské unie objasnila nízkoenergetické domy v Evropě a velká část diskusí o budování nulové energie v Severní Americe pochází od americké Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL).

Program Energy Star je největším certifikátorem nízkoenergetických domů a spotřebního zboží v USA. Přestože certifikované domy Energy Star spotřebují nejméně o 15 procent méně energie než standardní nové domy postavené v souladu s Mezinárodním rezidenčním zákonem, obvykle dosahují 20 až 30-procentní úspora. United States Department of Energy představila program v roce 2008 pro distribuci nulovou energetickou bydlení přes thecountry.

Kanadští stavitelé mohou k prokázání vysoké úrovně energetické náročnosti v daném projektu použít řadu norem, štítků a certifikačních programů. Tyto zahrnují:

• Certifikace Net Zero Home a Net Zero Ready Home, spravovaná Kanadskou asociací domácích stavitelů
• Štítky Built Green, spravované společností Built Green Canada
• Energy Star for Homes, spravuje Natural Resources Canada
• Kanadský standard pasivních domů spravovaný Kanadským institutem pasivních domů

V Britské Kolumbii jsou výše uvedené programy v souladu s BC Energy Step Code , provinčním předpisem, který má stimulovat (nebo vyžadovat) úroveň energetické účinnosti v nové výstavbě nad rámec základního stavebního zákona. Tento kód byl navržen jako technický plán, který má provincii pomoci dosáhnout cíle všech nových budov připravených na čistou energii s nulovou energií do roku 2032.

Typy

Nízkoenergetické domy jsou široce definovány, ale jsou obecně známé jako domy s nižší energetickou náročností než běžné budovy regulované národním stavebním zákonem. Pojem „nízkoenergetický dům“ se v některých zemích používá pro konkrétní typ budovy.

Nízkoenergetický dům je vodítko zřídka specifikované ve skutečných hodnotách (tepelné zatížení nebo minimum vytápění prostoru). Pasivní dům je standard s konkrétními doporučeními pro úsporu energie na vytápění.

Na jednom konci spektra jsou budovy s ultranízkým požadavkem na vytápění prostoru, které vyžadují nízkou úroveň dovezené energie (i v zimě) a přibližují se k autonomní budově . Na opačném konci jsou budovy, kde je jen málo pokusů o snížení jejich požadavku na vytápění prostoru a které v zimě využívají vysokou úroveň dovážené energie. I když to může být vyváženo vysokou úrovní výroby obnovitelné energie po celý rok, znamená to během zimy větší nároky na národní energetickou infrastrukturu.

Překážky a příležitosti

Energeticky efektivní design se často spoléhá na nové technologie a techniky. Ty mohou vytvářet technické překážky kromě sociálních, kulturních a ekonomických netechnických překážek. Navzdory těmto překážkám existují příležitosti pro kvalifikované a znalé profese k vytváření nákladově efektivních řešení pro energetickou účinnost budov.

Budovy navržené pro dobrou energetickou účinnost ne vždy splňují designové cíle; k tomuto rozdílu ve výkonu vedou různé důvody .

Technologie

Nízkoenergetický design budov je považován za důležitý pro podporu efektivního využívání zdrojů a snížení globálních klimatických změn souvisejících se spalováním fosilních paliv . Návrh zahrnuje dvě obecné strategie: minimalizace potřeby využití energie v budovách (zejména pro vytápění a chlazení) prostřednictvím energeticky účinných opatření (EEM) a přijetí obnovitelné energie a dalších technologií (RET) ke splnění zbývajících energetických potřeb. Mezi EEM patří obvodové pláště budov , vnitřní podmínky a systémy stavebních služeb; RET zahrnují fotovoltaiku nebo fotovoltaiku integrovanou do budovy, větrné turbíny , solární energii (solární ohřívače vody), tepelná čerpadla a dálkové vytápění a chlazení. Mezi dopady patří náklady na životní cyklus, dopady na životní prostředí a otázky změny klimatu a sociální politiky. Nejlepší nízkoenergetické konstrukce nabízejí obyvatelům kromě snížených nákladů na energii i lepší prostředí a stabilnější a kontrolovanou tepelnou pohodu.

Emise skleníkových plynů spojené s výstavbou budov pocházejí hlavně z:

1. Výroba materiálů (např. Beton)
2. Přeprava materiálů
3. Doprava z demolice
4. Zpracování odpadu z demolice

Stavba, renovace a dekonstrukce typické budovy je v průměru zodpovědná za emise 1 000 - 1 500 kg CO2e / m2 (přibližně 500 kgCO2e / m2 pouze pro stavbu).

Mezi strategie přijaté nízkouhlíkovými budovami ke snížení emisí skleníkových plynů během výstavby patří:

1. Snižte množství použitých materiálů
2. Vyberte materiály s nízkými emisními faktory (např. Recyklované materiály)
3. Vyberte dodavatele materiálů co nejblíže od konst
4. Odvádějte demoliční odpad na recyklaci místo na skládky nebo spalování

Energetická účinnost

Snížení spotřeby energie je environmentálně a finančně výhodnější než zvýšení výroby na místě k dosažení nízkoenergetického cíle. Čím méně domácnost spotřebuje, tím menší systém obnovitelné energie potřebuje k dosažení téměř nulové hodnoty. Energetická účinnost by měla být vždy primární strategií návrhu nízkoenergetického domu.

Vylepšení

Pasivní solární design a terénní úpravy

Pasivní design solární budovy a energeticky efektivní terénní úpravy podporují nízkoenergetický dům v ochraně a mohou jej integrovat do sousedství a prostředí. Následující techniky pasivního solárního budování , kdy budovy mají kompaktní tvar pro zmenšení povrchové plochy a hlavní okna orientovaná směrem k rovníku (na jihu na severní polokouli a severu na jižní polokouli ) maximalizují pasivní solární zisk . Solární zisk (zejména v mírném podnebí ) je však sekundární k minimalizaci celkových energetických požadavků domu. Při vysokých teplotách může přebytečné teplo vytvářet nepříjemné vnitřní podmínky. Pasivní alternativy ke klimatizačním systémům, jako je ventilace závislá na teplotě, se ukázaly jako účinné v oblastech s potřebami chlazení. Mezi další techniky snižování přebytečného slunečního tepla patří brise-soleils , stromy , pergoly s vinicemi , vertikální zahrady a zelené střechy .

Ačkoli nízkoenergetické domy mohou být postaveny z hustých nebo lehkých materiálů, vnitřní tepelná hmota je obvykle zabudována, aby se snížily letní špičkové teploty, udržovaly stabilní zimní teploty a zabránilo možnému přehřátí na jaře nebo na podzim, než vyšší úhel slunce „zastíní“ polední expozici zdi a průnik okna. Barva vnější stěny (pokud to povrch umožňuje) odraz nebo absorpce závisí na převládající celoroční venkovní teplotě. Použití listnatých stromů a stěny laťových (nebo self-připojení) révy může pomoci v mírném podnebí.

Osvětlení a elektrické spotřebiče

Aby se minimalizovala celková spotřeba primární energie, jsou prvními denními řešeními pasivní a aktivní denní osvětlení . Pro dny s nízkým osvětlením, prostory bez denního světla a noční dobu, udržitelný design osvětlení s nízkoenergetickými zdroji (jako jsou kompaktní zářivky se standardním napětím a polovodičové osvětlení s LED žárovkami , OLED a polymerní světelné diody a nízkonapěťové lze použít žárovky , kompaktní halogenidové výbojky , xenonové a halogenové žárovky ).

Solární venkovní zabezpečení a osvětlení krajiny se solárními články na každém svítidle nebo s připojením k centrálnímu solárnímu panelu jsou k dispozici pro zahrady a venkovní potřeby. Nízkonapěťové systémy lze použít pro více řízené (nebo nezávislé) osvětlení s nižší spotřebou elektřiny než konvenční svítidla a žárovky. Časové spínače, snímače pohybu a snímače denního světla dále snižují spotřebu energie a světelné znečištění .

U nízkoenergetických domů jsou upřednostňovány domácí spotřebiče, které splňují nezávislé testy energetické účinnosti a dostávají certifikační značky ekoznačky pro snížení spotřeby elektrické energie a zemního plynu a štítky na emise uhlíku při výrobě produktů . Dalšími certifikačními značkami jsou Energy Star a EKOenergy .

Viz také

Reference

Další čtení

• Voss, Karsten a Musall, Eike. Budovy s nulovou čistou energií - Mezinárodní projekty uhlíkové neutrality v budovách . 2. vydání, listopad 2012, Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München, ISBN  978-3-920034-80-5 .
• Raad Z. Homod, inteligentní ovládání HVAC pro vysokou energetickou účinnost v budovách . Lambert Academic Publishing (2014), ISBN  978-3-8473-0625-2 .

externí odkazy

• bigEE - Váš průvodce energetickou účinností v budovách
• Výzkumný program IEA „Solární budovy s nulovou energií“
• Program úspory energie IEA v budovách a komunitních systémech.
• Common Fire Foundation - přehled zelených budov a informace o nejzelenější budově s nulovou energií ve východní části USA
• Článek o nízkoenergetickém bydlení

Příklady

• Světová mapa mezinárodně známých budov čisté nulové energie
• Stavba nízkoenergetických domů s izolačními betonovými formami