Ulaz za korisnike

E dom - Održiva gradnja budućnosti

E dom - Održiva gradnja budućnosti
 
E dom - Održiva gradnja budućnosti
S obzirom da zgradarstvo pojedinačno predstavlja najveći segment potrošnje energije u Europskoj uniji (više od 40 posto), posljednjih se godina sve više pobuđuje interes znanstvene i stručne javnosti u nalaženju novih tehnologija za povećanje energetske učinkovitosti zgrada i primjenu obnovljivih izvora energije.

 

Potrošnja se energije u zgradama obično odnosi na toplinsku energiju potrebnu za grijanje prostora i osiguranje potrošne tople vode, zatim na električnu energiju i tzv. primarnu energiju. Prva su tri navedena dijela energetske potrošnje dobro poznata, no malo je poznata spomenuta primarna energija. Ona predstavlja energiju koja je potrebna da bi se određeni građevni materijal ili tehnologija proizveli i varira od proizvoda do proizvoda. Za standardne je građevne elemente potrebno relativno mnogo primarne energije, a najmanje primarne energije troši se upotrebom prirodnih materijala (čak i do 10 puta manje). Osim energetsko-ekološkog aspekta, sve se više razmatra i zdravstveni aspekt zgrada u kojima se živi ili boravi. To se prije svega odnosi na toplinsku ugodnost i osiguranje svježeg zraka, pa su sustavi kontrolirane ventilacije danas sve važniji. Pritom se posebna pozornost posvećuje zaštiti od radona, plina koji nepovoljno utječe na zdravlje ljudi.

Oba navedena aspekta, i energetskoekološki i onaj kojim se osigurava zdravo stanovanje, potaknuli su velik interes Europske unije za zgrade koje su napravljene od prirodnih materijala.

Razvojni projekt E-dom

Energetsko-ekološki uvjeti novog tipa gradnje podloga su za pokretanje tehnološko-razvojnog projekta pod nazivom E-dom koji se, u osnovi, ostvaruje manjim hotelom u blizini Zagreba. Cilj je projekta pokazati kako se na sustavan način mogu primijeniti nove tehnologije za postizanje potpune energetske neovisnosti i ekološke održivosti predmetne zgrade te osiguranje što zdravijih uvjeta boravka u takvim prostorima, uz što manja ulaganja.

Osnovna je namjena E-doma kao hotelskog smještaja obogaćivanje ponude Zagreba u smislu kongresnog turizma, pri čemu bi relativno mala kongresna dvorana osiguravala prostor za održavanje radionica, skupova, konferencija, izložaba, seminara. To je i prilika da se pozornost skrene na važnost tema energije i ekologije koje se danas reflektiraju na sve segmente ljudskog života. Zbog toga se E-dom planira kao ekskluzivni prostor (wellness centar, bazen, kao i ostali sadržaji nužni za hotel s pet zvjezdica) s vrhunskim tehničko-tehnološkim uvjetima i opremom koja će se moći dokazati u svom radu. Hotel će imati oko 20 apartmana, raspoređenih na dva kata.

Iako je E-dom prije svega namijenjen kongresnom turizmu, zgrada bi mogla poslužiti i kao ogledna zgrada koja bi se mogla izgraditi bilo gdje u Hrvatskoj i svijetu, a koja ne bi bila sama sebi svrhom niti samo eksperimentalnog karaktera, već prostor u kojem bi ljudi rado boravili i živjeli.

Zbog toga projekt E-doma ima više namjena i slićne bi građevine mogle biti osnova agroturizma, promoviranja novog tipa gradnje i novih tehnologija energetske učinkovitosti. Njima bi se moglo ukazati i na najvežu zaštitu kulturnih vrijednosti te prirode i okoliša, razvijati koncepciju poboljšanja kvalitete života i radnih uvjeta, povećati mogućnosti održivog razvoja seoskih područja sa suvremenim razvojnim programima, povećati zapošljavanje i usmjereni razvitak područja prema tercijarnim djelatnostima te razvoj sustava tržišta turističkih mogućnosti (seoski turizam, eko-turizam, kongresni turizam i rekreativni turizam).

Potom, takav tip gradnje i primijenjenih tehnologija energetske učinkovitosti i obnovljivih izvora energije nije pogodan samo za individualne stambene građevine, već se od prirodnih materijala i s novim tehnologijama mogu graditi i manje poslovne građevine.

 S obzirom na zaista veliku širinu takvog tipa projekta, Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije u prvoj je fazi okupio skupinu iskusnih stručnjaka različitih struka: kemijskih inženjera (dr.sc. Ljubica Matijašević, dr.sc. Ante Jukić, Igor Dejanović, dr.sc. Robert Wimmer iz instituta GrAT – Center for Appropriate Technology at the Vienna University of Technology), energetičara zgrade (mr.sc. Mladen Sesartić iz Švicarske), strojarskih inženjera (dr.sc. Veljko Filipan, Tomas Doerig iz Švicarske i Dino Omahić idejni začetnik E-doma) i elektroinženjera (dr.sc. Zvonimir Glasnović) te je za cjelovito arhitektonsko- urbanističko rješenje angažirao i jednog od najboljih svjetskih arhitekata na području zgrada od prirodnih materijala mr.sc. Wernera Schmidta (Atelier Werner Schmidt iz Švicarske). Zbog toga je realno očekivati da će izgradnja E-doma ujedno postati i osnova za uspostavu jednog potpuno novog standarda građenja koji bi mogao regulirati takvu gradnju u budućnosti.

 Građevinski materijali

Osnovni će građevinski materijali od kojih će se zgrada izgraditi biti prirodnog podrijetla. Tu se u prvom redu misli na drvo, slamu, glinu, ovčju vunu. Zidovi će biti napravljeni od prešane slame debljine od 90 do 120 cm. Na taj se način osigurava vrlo mali koeficijent prolaza topline (ispod 0,1 W/m2K), što takav zid svrstava među najbolje izolirane konstrukcije.

Na zgradi se predviđaju energetski učinkoviti prozori koeficijenta prolaza topline ispod 0,5 W/m2K, a na južnoj strani i solarni zidovi kojima će se zahvaćati solarna energija te time smanjiti potrebe za grijanjem unutarnjih prostora na toj strani zgrade i do 35 posto. Stropovi zgrade i dijelovi pročelja bili bi načinjeni od termički obrađenog drva (thermowood) koje u svojoj eksploataciji pokazuje vrlo dobra svojstva i otpornost na atmosferske uvjete.

 Toplinska energija (grijanje prostora i topla voda)

Grubi energetski proračuni zgrade pokazuju da bi potrošnja energije za grijanje prostora mogla biti ispod vrijednosti od 6 kWh/m2g., što je znatno manje čak i od pasivnog, odnosno Minergie-P standarda građevine (15 kWh/m2g.). S obzirom da se radi o hotelskom prostoru, logično je planirati relativno velike potrebe za toplom vodom. Također grubi proračuni pokazuju da bi se ta potrošnja mogla kretati između 15 i 20 kWh/m2g. Potrebna toplinska energija i za grijanje prostora i za potrošnu toplu vodu osiguravat će se istodobno iz dva izvora, uz pomoć geotermalne dizalice topline i solarnih termalnih kolektora, pri čemu će se rabitiravni, vakuumski cijevni i hibridni termalno-fotonaponski kolektori.

Ljeti se mogu proizvesti relativno velike količine toplinske energije iz solarnih kolektora, a zimi su evidentni manjkovi energije, stoga se projektom predviđa i sezonski spremnik energije kojim bi se viškovi i manjkovi toplinske energije međusobno uravnotežili. S druge strane, planirani sezonski spremnik energije znatno bi smanjio i potrebni kapacitet geotermalnih dizalica topline jer bi se toplina iz njega mogla zimi rabiti i za grijanje hotelskih prostora. Hotelska će se zgrada projektirati s posebnom prostorijom (strojarnicom) iz koje će se distribuirati toplinska energija u sve prostore zgrade. U zgradi će se predvidjeti podna grijanja te stropna hlađenja jer će se tako osigurati maksimalno učinkovita distribucija energije, dok će i sustav ventilacije također imati svoj doprinos u grijanju i hlađenju hotelskih prostora.

Električna energija

Iako će se u E-domu upotrebljavati energetski učinkoviti električni potrošači (svi A klase), ipak se zbog ekskluzivnosti prostora očekuje relativno velika potrošnja električne energije. Najveći dio te energije trošit će se za električnu rasvjetu koja će se zbog toga pažljivo projektirati jer se istodobno mora postići i najveća ugodnost (relativno visoka razina rasvjete kao i potrebne boje svjetlosti) i što manja potrošnja električne energije.

Uz rasvjetu, drugi relativno veliki potrošači električne energije mogli bi biti hotelski restoran i dizalica topline koja postiže svoju vršnu snagu upravo u zimskim mjesecima kada je i najmanje dozračene Sunčeve energije.

S obzirom na postavljeni cilj projekta o postizanju potpune energetske neovisnosti, potrebe za električnom energijom ostvarile bi se s pomoću solarnih fotonaponskih kolektora. Oni će se postaviti i na krovu glavne zgrade hotela i na pojedinim apartmanima (rabit će se i hibridni solarno-termalni kolektori te najnovija tehnologija ugradbenih aktivnih fotonaponskih slojeva na staklima). Nazivna električna snaga fotonaponskih kolektora bit će određena na osnovi potreba za električnom energijom i mogućnosti njezine proizvodnje iz tih kolektora. Pri tome se za takav sustav predviđa i nužno skladištenje električne energije vodikovim sustavom kojim će se uravnotežiti dnevni i sezonski viškovi i manjkovi električne energije.

 Usklađivanje tehnologija

Svi aktivni sustavi za zahvat i spremanje energije bit će optimirani, odnosno dimenzionirani tako da na najbolji način zadovolje potrebe za energijom u klimatskom području zgrade E-doma. Pritom je bitno uvažiti ekonomsko-tehničke uvjete te međusobni odnos tih tehnologija (npr. veći broj termalnih kolektora značit će i manju dizalicu topline i manju električnu snagu fotonaponskih kolektora, a to bi moglo rezultirati relativno manjim ulaganjima – ili ako se npr. projektira relativno veće spremište topline, to bi opet moglo imati slične reperkusije). S obzirom na zahtjevnost ovako složenog sustava i predmetnog problema optimalnog dimenzioniranja opreme svih navedenih tehnologija, što je u djelokrugu sistemskog inženjerstva, ono je od posebnog interesa za Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije.

Da bi hotelski prostori E-doma imali najveću udobnost i da bi se postigla najveća energetska učinkovitost te ostvarila nužna zaštita građevine (požar, provala, poplava), zgrada će se projektirati kao inteligentna. Pojednostavljeno to znači i da će u zgradi biti postavljeni razni senzori i aktuatori koji će upravljati svim sustavima zgrade prema situacijama koje će ti inteligentni sustavi prethodno naučiti, odnosno za koje će se prethodno programirati.

Reguliranje zraka

Osnova je zdravog stanovanja zdrav zrak koji će se u E-domu osiguravati kontroliranom ventilacijom, pri čemu će se i koncentracija radona svoditi na one količine koje nisu štetne za ljudsko zdravlje. Također, smještanjem biljaka u takve prostore oni neće dobiti samo na estetskoj vrijednosti, već i na poboljšanju kvalitete zraka jer će te biljke stvarati kisik i vezivati na sebe otrovne komponente. To se najbolje postiže tzv. zelenim zidovima, zidovima koji su obrasli biljkama i na taj način u sebi sjedinjuju funkcionalnost i moderni dizajn (interesantni su podaci da se njima postiže i do 10 posto ušteda u energiji koja je potrebna za ventilaciju te da se najpovoljnija kvaliteta zraka postiže kada se zelenim zidovima pokrije oko 1 posto tlocrtne površine određenog prostora).

Zahvaljujući mikroorganizmima koji žive u sustavu korijena biljaka, zagađivači zraka poput formaldehida, toluena i benzena mogu se na taj način pretvoriti u bezopasnu vodu i ugljični dioksid. Naime, same biljke ipak nemaju toliki utjecaj na razgradnju otrova prisutnih u zraku, nego one pružaju ekološko okružje za učinkovito funkcioniranje tih mikroorganizama.

 Glavni zagađivač zraka u stambenim prostorima su hlapljivi organski spojevi ili poznati VOC (od eng. Volatile Organic Compounds) kojima pripada široki broj organskih supstancija koje se nalaze u bojama, lakovima i elektronskoj opremi. To su tvari koje sadrže ugljik i različite omjere ostalih elemenata poput vodika, kisika, fluora, klora, broma, sumpora i dušika. One lako postanu pare ili plinovi na sobnoj temperaturi i često imaju oštar miris. Hlapljive organske tvari sudjeluju u stvaranju površinskog ozona, a površinski ozon čini veliku komponentu smoga. Izlaganje VOC-ima može uzrokovati zdravstvene probleme: glavobolju, umor, suhe oči te bolesti dišnih putova kao npr. astmu. Neke vrste biljaka (npr. Howea forsteriana, Spathiphyllum wallisii var Petite i Dracaena sp.) mogu u roku od 24 sata ukloniti gotovo sto posto svih količina VOCa u zraku.

Za uklanjanje formaldehida najviše se rabe Philodendron, Chlorophytum comosum, Sanseveria trifasciata i Aloe barbadensis. Cvjetne biljke kao Gerbera Jamesonii i Chrysanthemum čiste zrak od benzena. Dracaena massangeana i Spathyphyllum wallisii također efikasno uklanjaju benzen. Pri tome Spathyphyllum dodatno neutralizira statički elektricitet koji nastaje uporabom elektronskih uređaja u prostorijama. Osim činjenice što čiste zrak i stvaraju kisik, zeleni zidovi mogu smanjiti troškove jer time mehanički filtri postaju nepotrebni. Naravno, evidentno je i da biljke imaju pozitivni psihološki efekt na ljude, a poznato je i da one povećavaju njihovu produktivnost.

Krov zgrade

Krov zgrade E-doma bit će napravljen kao zeleni krov čime neće samo uljepšati ukupni izgled zgrade, već ostvariti i ozbiljne ekonomske i ekološke prednosti. Naime, zelenim krovovima će se troškovi održavanja znatno smanjiti jer će oni štititi pojedine zgrade E-doma od ultraljubičastog zračenja, ekstremnih klimatskih promjena i razlika u temperaturi. Krovne će biljke također služiti i kao filtri jer će na sebe vezati čestice prašine te ostale štetne supstancije, a moći će apsorbirati čak i zvuk te time poboljšati zvučnu izolaciju zgrade. Ciljanim odabirom biljaka mogu se stvoriti ekološke oaze za lokalnu floru i faunu. Za to su posebno prikladne biljke niskog rasta koje ne zahtijevaju dodatnu njegu i samostalno se razmnožavaju. Time je smanjena potreba za održavanjem te postignut pozitivni ekološki efekt. Biljke koje su povoljne za zelene krovove su, između ostalih, Allium sp. Bromus tectorum, Centaurea scabiosa, Hieracium sp., Potentilla sp., Sedum sp. i Sempervivum sp.

Okoliš

Pri planiranju okoliša E-doma nastojat će se zatvoriti lokalni biološki krugovi i održavati taj prostor na ekološki prihvatljiv način. Također, okoliš će se povezati s nasadima voća i povrća, pri čemu će se paziti na zasad domaćih vrsta voća i povrća te starih ili zaboravljenih vrsta radi povežanja biodiverziteta.

Dr. sc. Zvonimir Glasnović, Fakultet kemijskog inženjerstva itehnologije Mr. sc. Mladen Sesartić, Švicarska www.casopis-gradjevinar.hr

Materijali