Zgrajena je bila po projektu, ki ga je izdelala skupina strokovnjakov. Je funkcionalen, energijsko varčen, električna energija, pridobljena v njem, pa se lahko uporablja tudi za pogon vozil, ki jih uporabljajo stanovalci. Bodo to domovi prihodnosti? Plus energija in elektromobilnost?

Plusenergijska in elektromobilna hiša je prelomen projekt zadnjega desetletja. Izveden je bil leta 2011 v Berlinu na zahtevo zveznega ministrstva za promet, gradnjo in urbanizem. Avtor projekta je znani arhitekt Werner Sobek skupaj z ekipo znanstvenikov in producentov.Letvica je bila postavljena zelo visoko, saj je bilo treba uporabiti takšne tehnične rešitve, ki bodo zagotavljale višje energetske donose, kot so izhajali iz izračunanih potreb stavbe, ter zagotavljati mobilnost stanovalcev z lastno obnovljivo energijo. Na izbiro je bilo veliko preizkušenih tehnologij, poudarek pa je bil na izbiri naprav, ki delujejo skupaj. Ključno je bilo tudi pametno upravljanje energije in naprav. Projektanti so ustvarili stavbo z zgledno arhitekturo, funkcionalno in tehnično napredno.

Stanovalcem prijazna plusenergijska hiša

Hiša je namenjena štiričlanski družini. Funkcionalno zasnovan bivalni prostor je razporejen v dveh etažah. V odprtem prostoru v pritličju prevladuje dnevna funkcija. Ima prostor za sedenje, jedilni kot in kuhinjo. Zahvaljujoč stekleni fasadi so prostori svetli in blizu okoliške narave. V prvem nadstropju sta dve sobi za otroke in spalnica za starše.Tehnični prostor, kuhinja, kopalnica in WC so združeni in tvorijo racionalno in ekonomično instalacijsko ter funkcionalno razporeditev. V tehnični prostor, kjer se nahajata toplotna črpalka in rekuperator s spremljajočimi inštalacijami, je možen dostop z zunanje strani, s sprednje niše. Pred objektom je parkirišče za električne avtomobile s potrebno infrastrukturo za polnjenje baterij.

Polnjenje avtomobila doma s solarno instalacijo>

Steklene fasade zagotavljajo obilico dnevne svetlobe, tesen stik z naravo in dajejo vtis prostornosti, večje, kot se zdi iz projekcij stavbe.

Plusenergijska hiša - konstrukcija in materiali

Namen investitorja je bil zmanjšati povpraševanje po primarni energiji. Zato so projektanti izbrali leseno konstrukcijo, ki omogoča gradnjo pasivne hiše ob zagotavljanju želenega učinka ekološkega ravnovesja. Les je naravni material, ki je vir obnovljivih virov, hkrati pa kopiči ogljikov dioksid.V fazi proizvodnje lesenih materialov in med gradnjo hiše je poraba primarne energije večkrat manjša kot pri uporabi drugih gradbenih materialov. Hiša ima leseno okvirno konstrukcijo LVL (lamelirano furnir lepljen les) z uporabo I-nosilcev. Uporaba tega materiala je omogočila oblikovanje odprtih, prostornih notranjih prostorov brez jeklenih nosilcev. Okvirna konstrukcija je utrjena z dvostranskim plaščem iz OSB plošč. Za toplotno izolacijo zunanjih predelnih sten je bila uporabljena celuloza, vnesena z vpihavanjem v sloju debeline 36 cm.

Kako izolirati hišo s celulozo>

Vse predelne stene - tla, stene in streha - so izdelane iz montažnih elementov. Odlikuje jih nizek koeficient toplotne prehodnosti in bistveno zmanjšajo delež toplotnih mostov v zunanjih predelnih stenah.

Stavba je pasiven objekt. Stene in stropi z notranje strani objekta so zaključeni z mavčnokartonskimi ploščami.Sprednji in vrtni nadstropji so izdelani iz steklenih sten iz dvojne zasteklitve. Bočne nadstreške so izvedene kot prezračevane z uporabo stenskih fotovoltaičnih modulov. Izbiro konstrukcijskih in zaključnih materialov je arhitekt skrbno uravnotežil tako z vidika vizualnih, funkcionalnih in tehničnih vrednosti kot tudi z vidika vplivov na okolje med proizvodnjo, izvedbo investicije, obratovanjem objekta in na koncu v procesu recikliranja.

Da bi proizvedli dovolj električne energije za potrebe zgradbe in vozil, so na streho in stranske fasade namestili več kot 22 kWp fotovoltaične celice

Obnovljivi vir energije v plusenergijski hiši

Plusenergijska stavba proizvaja lastno obnovljivo energijo v tolikšni količini, da je energetsko samozadostna. V tej hiši sta vir obnovljive energije dve fotovoltaični inštalaciji - ena z zmogljivostjo 14,1 kWp, ki se nahaja na strehi stavbe, druga z zmogljivostjo 8,0 kWp pa je integrirana v fasado stavbe.V projektantskih predpostavkah je bila predvidena letna poraba električne energije za potrebe stavbe 10 MWh, za električna vozila pa 6 MWh, kar je bilo upoštevano pri izbiri PV napeljave. Čeprav je bila hiša zgrajena leta 2011 in imajo fotonapetostni moduli, s katerimi je opremljena, nižjo moč in izkoristek od trenutno uporabljenih, so doseženi takrat predvideni parametri donosa električne energije.

Vsaka fotovoltaična instalacija je odvisna od intenzivnosti sončnega sevanja, zato je izziv sinhronizirati proizvodnjo energije z energetskimi potrebami stavbe. Razpoložljive tehnologije in sistemi upravljanja se še vedno ne morejo spopasti z neželeno prekomerno proizvodnjo in nato s pomanjkanjem energije v zgradbi.

Shranjevanje energije: kako shraniti sončno energijo>

Da bi nadomestili to napako, obstajata dva načina kopičenja energije. Prednost je imela litij-ionska baterija s kapaciteto 40 kWh, sledilo ji je električno omrežje (na osnovi izravnave omrežja).Nameščena baterija je sestavljena iz izrabljenih celic, ki so bile prej uporabljene v električnih avtomobilih – ta pobuda gre za podaljšanje življenjske dobe baterij in odložitev postopka recikliranja. Čeprav celice niso imele več potrebne kapacitete za nadaljnjo uporabo v vozilih, so bile še vedno funkcionalne za shranjevanje fotovoltaične energije v stavbi. Celotno energijsko bilanco stavbe nadzoruje inteligentni sistem upravljanja z energijo.

Prezračevanje in vir toplote v plusenergijski hiši

Objekt ogreva električna toplotna črpalka zrak-voda 5,8 kW z vodnim talnim ogrevanjem. Toplotna črpalka z dovodom in odvodom zunanjega zraka je nameščena v tehničnem prostoru.

merilnik EP. Kako zmanjšati izgradnjo EP>

V sistem mehanskega prezračevanja je bil vgrajen dodaten spodnji vir za toplotno črpalko, ki vrača toplotno energijo iz porabljenega zraka.Ker kot v vsaki pasivni hiši je prezračevanje izvedeno strojno z vračanjem toplote v rekuperator. Tu je nameščena naprava s kapaciteto 400 m3/h in skoraj 80-odstotnim izkoristkom.

Avtomatizacija plusenergijske in elektromobilne zgradbe

Proces upravljanja z energijo v stavbi je popolnoma samodejen. Številni senzorji izvajajo meritve in vizualizacije parametrov stavbe se prenesejo v odprtokodni sistem, ki zagotavlja vnaprej določeno upravljanje z energijo. Program optimizira delovanje naprav, upravlja izravnavo in akumulacijo električne energije. Uporabniki si lahko sistem ogledajo preko tablice ali pametnega telefona. Stanovalci lahko ročno prilagajajo temperaturo v prostorih, jakost svetlobe in funkcije okenskih senčil.

Stanovanje v plusenergijski in elektromobilni hiši

Da bi lahko ocenili, ali bo praksa potrdila načrtovalske predpostavke, od marca 2012 do junija 2013.in od maja 2014 do aprila 2015 sta v stavbi zaporedno živeli dve štiričlanski družini. Med vsakodnevno uporabo hiše so spremljali porabo in proizvodnjo električne energije, ekipa znanstvenikov raziskovalnega inštituta Fraunhofer pa je dodatno preučevala delovanje zgradbe in vanjo nameščenih naprav. Prva družina je rada uporabljala električna vozila – z avtom so prevozili 8000 km, z dvokolesniki pa 3500 km. Precej varčno je porabljala tudi elektriko, za katero ni bilo nobenih dodatnih stroškov. Meritve so pokazale, da je kljub neugodnim vremenskim razmeram proizvodnja električne energije s fotonapetostnimi inštalacijami na strehi in fasadah večja od porabe za potrebe stavbe. Vendar je bil opažen rahel primanjkljaj energije za pogon električnih avtomobilov.

Ko se je v hišo vselila druga družina, so se rezultati raziskav izkazali za ugodnejše in potrdili smiselnost pilotnega programa. Tokrat je bil presežek proizvedene energije za potrebe hiše 5530 kWh, za vozila pa 3543 kWh.Splošna ugotovitev opravljene raziskave je tesna povezava med energetsko učinkovitostjo stavbe in racionalnim načinom njene rabe. Dokazano je, da imajo navade ljudi, ki uporabljajo stavbo, in proekološki odnos pomemben vpliv na porabo energije. Leta 2016 je bila stavba spremenjena namembnost, v njej pa se je nahajal informacijsko kompetenčni center za gradnjo prihodnosti Zveznega ministrstva za gradnjo. Hiša, zgrajena v Berlinu, je bila pilotna plusenergijska gradnja in je postala vzor na poti k nevtralnemu človekovemu vplivu na okolje ter baza znanja in izkušenj za bodoče investitorje. Od takrat je bilo zgrajenih vedno več tehnično dovršenih hiš.

Kategorija:

Gradnja