Načrtovanje energijsko učinkovitih stavb

  
Ljudje s svojo prisotnostjo na planetu Zemlja vedno bolj vplivamo na okolje, v katerem živimo. S povečano porabo energije in izpusti ogljikovega dioksida v ozračje smo povzročili kar precej škode, in ker nam narava na različne načine počasi že vrača udarec, se vedno bolj zavedamo, da bo treba v našem vedenju nekaj spremeniti.
 
V Evropi je s potrebami zgradb povezane več kot 40 odstotkov proizvedene energije, del je gre za proizvodnjo gradbenega materiala, transport in gradnjo, preostala energija pa za obratovanje stavbe. Z energijsko učinkovito gradnjo lahko vplivamo na zmanjšanje porabe energije za ogrevanje in hlajenje, z izbiro ekoloških materialov pa tudi na porabo energije za gradnjo stavbe.
 
Danes poznamo več različnih tipov okolju bolj prijaznih hiš, ki so dobro toplotno izolirane, težijo k zmanjšanju porabe energije za ogrevanje in izkoriščajo obnovljive vire energije. Taka stavba je izziv za projektante, saj optimalen rezultat zahteva sodelovanje različnih strokovnjakov in posebna znanja. V pomoč pri projektiranju energijsko učinkovitih stavb je sodobna programska oprema.
 
Tehnologija BIM, denimo, omogoča učinkovito sodelovanje med projektanti, informacijski model je baza vseh podatkov o stavbi in služi tudi kot podlaga za izračune. Programski paket Allplan podjetja Nemetschek poleg osnovnih modulov vsebuje tudi dodatna orodja za izračune osončenja, toplotne prehodnosti konstrukcij, porabe energije v stavbi in uporabo obnovljivih virov energije.
 
Projektiranje se začne z izbiro lokacije in postavitve
S pravilno orientacijo hiše lahko velik del energije pridobimo iz dobitkov sončnega obsevanja. Teh je največ na južnih površinah, nekaj manj na vzhodnih in zahodnih, upoštevati pa moramo tudi sence objektov v okolici. Pri zasnovi zgradbe je treba paziti, saj lahko pozimi zaželeni sončni žarki poleti povzročijo pregrevanje prostorov, zato je pomembno pravilno senčenje steklenih površin.
 
Allplan vsebuje modul za izračun študije osončenja, s katerim v fazi projektiranja predvidimo, katere površine na stavbi in kdaj bodo izpostavljene sončnemu sevanju. Ob modelu bodoče hiše narišemo še objekte v bližnji okolici, v nastavitvah vpišemo geografske koordinate lokacije, določimo smer severa ter izberemo datum izračuna. Izdelamo lahko posamezne slike senc na objektu v izbranem časovnem intervalu ali posnamemo animacijo. Tako preizkusimo izpostavljenost bodočega objekta sončnemu sevanju v različnih letnih časih in ob različnih urah dneva. Glede na rezultate prilagodimo razporeditev steklenih površin ter s tem najbolje izkoristimo brezplačno in čisto sončno energijo.
 
Izbira gradbenega sistema
Montažni sistemi so pogosta izbira za nizkoenergijske hiše, saj je toplotna izolacija navadno nameščena že med elemente lesene skeletne konstrukcije, dodaten sloj izolacije pa je še na zunanji ali notranji strani stene. Ob izbiri montažne hiše nismo omejeni le na tipske modele, ampak lahko z arhitektovo pomočjo načrte prilagodimo individualnim željam naročnika. Dodatni modul WETO v sklopu Allplana projektantom omogoča enostavnejše projektiranje montažnih hiš, vključuje pa tudi povezavo s proizvodnjo. S tem BIM-model stavbe služi tudi kot načrt za proizvodnjo elementov hiše v tovarni.
 
Izračuni porabe energije in toplotne prehodnosti
Debeline toplotne izolacije so vedno večje, materiali za nosilne konstrukcije so vedno manj toplotno prehodni, pomemben vpliv na toplotne izgube ima tudi stavbno pohištvo. Precej pozornosti se namenja detajlom, kot so balkoni, strehe, stik s terenom, s čimer preprečimo linijske toplotne izgube. Del toplote stavbe izgubljajo tudi s prezračevanjem, zato je pri nizkoenergijskih in pasivnih hišah nujna vgradnja kontroliranega prezračevalnega sistema z vračanjem toplote.
 
Izkaz toplotnih karakteristik stavbe je obvezen del projekta za pridobitev gradbenega dovoljenja. Objekt mora ustrezati minimalnim kriterijem, ki so z uvedbo pravilnika PURES 2010 precej strožji. Cilj pa ni le zadoščanje minimalnim pravilom, bodoča nizkoenergijska stavba naj bi tudi v praksi porabila čim manj energije in povzročala čim manj vplivov na okolje.
 
Za izračune toplotnih prehodnosti elementov ovoja stavbe in skupne porabe energije za ogrevanje obstajajo različna programska orodja, v katera vnesemo podatke o stavbi in lokaciji. Allplan opcijsko vsebuje tudi modul Energija, s katerim lahko te izračune izdelamo kar na našem BIM-modelu stavbe, kar pomeni, da projektantom ni treba vnašati podatkov o geometrijskih lastnostih stavbe v drug program.
 
Vsem konstrukcijam ovoja stavbe določimo sestavo in toplotno prehodnost materialov, določimo smer severa, program pa izdela izračun, ki je podlaga za energetski certifikat stavbe. Če rezultati ne ustrezajo zahtevam, spremenimo denimo debelino toplotne izolacije ali razporeditev steklenih površin in izračun ponovimo. Tako že med projektiranjem stavbe preizkusimo različne možnosti in izberemo najboljšo.
 
Obnovljivi viri energije
PURES 2010 določa tudi obvezno uporabo obnovljivih virov v stavbah. Poleg neposrednega izkoriščanja sončnega obsevanja lahko sončno energijo izkoristimo tudi za ogrevanje sanitarne vode in pridobivanje električne energije. Modulu Energija v Allplanu je brezplačno dodano tudi programsko orodje podjetja Valentin Software za nameščanje fotonapetostnih celic in sončnih kolektorjev.
 
Baza podatkov vsebuje elemente proizvajalcev solarnih elementov z vsemi parametri, dodajamo pa lahko tudi svoje. Z izbiro tipa in števila modulov, naklona ter orientacije sestavimo sistem, za katerega program izdela preizkusni izračun. Ta vsebuje tudi informacijo o količini prihranjenega goriva za ogrevanje in zmanjšanju izpustov ogljikovega dioksida.