Nesiltināta ārsiena nulles enerģijas ēkai – tā ir realitāte

03.02.2021

Šī gada ziema apliecina – aukstums un sniegs nekur nav pazudis. Mājokļu skursteņi kūp, apkures skaitītāji griežas un rēķinu cipari kāpj uz augšu. Tiesa, ne visiem.

Kādā ģimenes ēkā Upesciemā, Pierīgā, izdevumi par apkuri pat bargākajā ziemas salā ir niecīgi. Turklāt šīs ēkas ārsiena nav papildus siltināta, tā būvēta no īpašiem bauroc gāzbetona blokiem un celtniecība veikta, ievērojot energoefektīvas būvniecības principus. Konkursā “Energoefektīvākā ēka Latvijā 2020” šis ģimenes nams ieguva pirmo vietu privātmāju kategorijā. Vai tiešām Latvijas klimatā visu gadu var dzīvot ēkā bez papildu ārsienas siltināšanas? Jā, var! Par to arī šis stāsts.

Sākās ar projektēšanu dabā

2014.gadā tika iegādāts zemes gabals Garkalnes novada Upesciemā un radās  iespēja sākt plānot mājas būvniecību. Ēkas projekts tika pabeigts 2014.gadā, kad vēl neeksistēja prasības par gandrīz nulles enerģijas ēku projektēšanu. Tomēr, ņemot vērā Eiropas Savienībā un Latvijā esošo normatīvu tendences bija skaidrs, ka jābūvē energoefektīva māja.

Strādājot pie projekta ir būtiski, lai arī arhitekts pilnvērtīgi izprot konkrēto vidi un atrašanās vietu. Izejot no visiem pamat kritērijiem debess pusēm, mežaudzes un augošiem kokiem ēkas tuvumā, saules starojuma, valdošiem vējiem tika izveidots ēkas skiču stadijas projekts. Ārkārtīgi svarīga nozīme ir projektēšanā izmantot dabā esošos pasīvos elementus, piemēram, lapu koks bērzs, kas vasarā dod ēnojumu, bet ziemā caur tā zariem tiek saņemta saules starojuma siltuma enerģija. Pārdomāti orientējot ēkas lielos logus uz dienvidu pusi ir iespēja no saules saņemt vairāk siltuma enerģijas nekā tā tiek zaudēta caur logu konstrukcijām, jo, kā zināms, logu siltumcaurlaidība ir apmēram 5 reizes lielāka salīdzinot ar ārsienām. Nākamais projekta solis bija to pārvērst jau tehniskajā stadijā un sākt ieprojektēt konkrētus materiālus, mezglus un tehniskos sistēmu risinājumus.

Energoefektīvie gāzbetona bloki

Ēkas konstrukcija būvēta no bauroc piedāvātās kompleksās gāzbetona būvniecības sistēmas. Tas ir ērts risinājums, jo praktiski visi norobežojošo konstrukciju elementi, t.i., bloki, armētās PĀRSEDZES, PĀRSEGUMA PANEĻI nāk no viena ražotāja un līdz ar to ēka veidojas viendabīga un homogēna. Gāzbetons ir ekoloģiski tīrs materiāls, kura galvenās sastāvdaļas ir smilts, cements, kaļķis un ģipsis. Ar precīzu šo izejmateriālu apstrādes tehnoloģiju var saražot ģeometriski precīzus (precizitāte ± 1mm), energoefektīvus ( λ10,dry ≤0,072 W/(mK) ), ugunsdrošus (klase A1) un slodzi nesošus (līdz pat 7MPa) būvizstrādājumus. Pateicoties šīm autoklavētā gāzbetona lieliskajām īpašībām ēka ir samontējama 2 – 3 nedēļu laikā.

Visa būvniecības tehnoloģija un ēkas savienojumu mezglu konstrukcijas ir vienkāršas. Augstu darba rezultātu var vienkārši sasniegt vidējas kvalifikācijas būvnieks vai pat pasūtītājs, esot praktisks, to var darīt pats. Gāzbetona ēku ārsienas ir vienkāršas un efektīvas vienslāņa 500 mm konstrukcijas, un šajā gadījumā ēkas ārsienām netika veikta papildu siltināšana.

Ēkām no gāzbetona ir vēl būtiskas papildus īpašības: laba siltuma inerce, neliela gaisa caurlaidība un laba skaņas izolācija. Šīs īpašības ēkai nodrošina patīkamu iekšējo mikroklimatu gan ziemā, gan vasarā.

Ārsienām vienslāņa gāzbetona bloki

Ārsienām tika izvēlēti vienslāņa bloki bauroc ECOTERM+ 500 (U=0,15 W/(m2K) ieskaitot apdari). Šeit īpaši svarīga loma ir pirmās bloku rindas ieklāšanai, jo cik taisni un līdzeni tiks ieklāta pirmā bloku rinda tā arī veidosies turpmākās sienas. Bauroc bloku montāžas (līmēšanas) temps ir samērā ātrs, tas ir divas reizes ātrāks nekā mūrēt blokus uz mūrjavas.

Virs logiem un durvīm tika montētas bauroc gatavās armētās PĀRSEDZES. Tās ir viendabīgas gāzbetona PĀRSEDZES, kurās ražošanas procesā ir iestrādāts nesošs armējošs karkass. Noslēdzot pirmā stāva bloku rindu uz blīvējošās minerālās vates tika montēti bauroc armētie PĀRSEGUMA PANEĻI . Tie saskaņā ar ēkas projektu tika pasūtīti ražotājam pēc to tipveida izmēriem ar soli 200 mm. Līdzīgi tika veikta ēkas otrā stāva izbūve.

Jumta daļā bauroc PĀRSEGUMA PANEĻI h = 250 mm tika nosiltināti ar 200 mm akmens vates kārtu (U=0,14 W/(m2K)). Uz paneļiem tika balstīta arī jumta konstrukcija.

Svarīgais parametrs tvaiku caurlaidība

Liela uzmanība jāpievērš sienu apdares materiālu tvaiku caurlaidības rādītājam, jo no tā atkarīga izvēlētā apdares materiālā atbilstība un attiecīgi ilgmūžība uz konkrētās fasādes. Tvaiku caurlaidības rādītājam būtu jābūt pēc iespējas tuvākam sienas bloku rādītājam. Bauroc gāzbetonam ūdens tvaika pretestības faktors µ = 4 – 6. Iekšsienām ir rekomendējams cementa – kaļķa vai ģipša apmetums un ārsienām silikona  apmetums, kas nodrošina atbilstošu tvaiku caurlaidību. Apdares materiālu tvaiku caurlaidību norāda tās ražotājs.

Ģimenes mājai orientējoši 40 – 50% no kopējiem siltuma zudumiem ir zudumi caur norobežojošām konstrukcijām: cokolu, grīdām, ārsienām, jumta pārsegumiem, termiskiem tiltiem, logiem, durvīm un garāžas vārtiem. Pārējie 50 – 60% ir atkarīgi no ēkas orientācijas pret debespusēm, ēkas gaisa caurlaidības, ārsienu siltuma inerces un pielietoto tehnisko sistēmu apkurei, ventilācijai un apgaismojumam lietderības koeficienta.

Apkures sistēmas izvēle

Lai sasniegtu ēkai izvirzīto mērķi “nulles enerģijas ēka”, tika plānota videi draudzīga apkures sistēma, kas darbotos ar  atjaunojamo energoresursu palīdzību. Apkurei un karstā ūdens sagatavošanai tika izvēlēts NIBE zemes siltumsūknis F 1255, kas jau sevi ir pierādījis ziemeļu klimatā. Šim siltumsūknim, salīdzinot ar citām apkures sistēmām, ir augsts lietderības koeficients COP 3,18-5,06.

Ventilācija ar rekuperāciju

Sanitārie normatīvi nosaka, ka gaisa apmaiņai ir jānotiek 3 reizes stundā, tāpēc svarīgi izvēlēties efektīvu gaisa rekuperācijas sistēmu, kura nodrošinās kontrolētu svaiga silta gaisa pieplūdi telpās. Konkrētajā ēkā tika izvēlēts SystemAir rekuperācijas iekārta, kurai īpaši aukstos vai karstos laikapstākļos svaigs gaiss tiek padots, pasīvi to uzsildot vai atdzesējot, izmantojot zemes pastāvīgo temperatūru, kas ir apmēram  5°C caur 30 m zemē ieraktu gaisa padeves kanālu.

Ēkas energosertifikāts

Aprēķinātais enerģijas patēriņa novērtējums ir sekojošs:

  • apkurei 47,16 kWh/m2 gadā
  • karstā ūdens sagatavošanai 16,66 kWh/m2 gadā
  • mehāniskajai ventilācijai 2,83 kWh/m2 gadā
  • apgaismojumam 6,85 kWh/m2 gadā
  • papildus 3,77 kWh/m2 gadā
  • patēriņš kopā: 77,27 kWh/m2 gadā
  • primārās enerģijas novērtējums: 91,51 kWh/m2 gadā

Saskaņā ar energosertifikāta datiem, teorētiskais nepieciešamās siltumenerģijas patēriņš apkurei ir 47,16 kWh/m2 gadā un atbilst B klases ēkas rādītājiem, bet kopējais primārās enerģijas novērtējums 91,51 kWh/m2 gadā atbilst gandrīz nulles enerģijas vai A klases rādītājiem. Lai apkurei iekļautos A klasei atbilstošās prasībās 40 kWh/m2 gadā varēja, piemēram, projektā par 10 – 15% samazināt logu virsmu. Taču mājas īpašniekam tāds variants nebija pieņemams, jo arī bez tā ēkai ir ļoti augsti energoefektivitātes rādītāji.

Apkures izmaksas pārsteidzoši zemas

Trīs gadu laikā no 2018. – 2020. gadam ēkai fiksēts faktiskais elektroenerģijas patēriņš apkurei, karstajam ūdenim un kopējais elektroenerģijas patēriņš. Vidējā trīs gadu laikā izmērītā vērtība elektroenerģijas patēriņam apkurei + karstajam ūdenim bija 15,62 kWh/m2 gadā.  Kopumā ēkas ar platību 278m2 ekspluatācijas izmaksas par apkuri un karsto ūdeni šo trīs gadu periodā vidēji sastādīja tikai 51,26 EUR/mēnesī, kas ir 0,18 EUR uz vienu ēkas kvadrātmetru mēnesī. Gadā attiecīgi tas veido 2,21EUR/m2.

Tik zems elektroenerģijas patēriņš sasniegts pateicoties ne tikai pareizai norobežojošo konstrukciju un inženiertehnisko sistēmu izvēlei. Ļoti svarīga loma ir arī gāzbetona ēkas ārsienu siltuma inercei un ēkas gaisa caurlaidībai.

Ieteikumi ēkas energoefektivitātes palielināšanai

Ēkas projektā netika izmantota atjaunojamā enerģija (vēja, saules, biogāzes, koksnes utt.). Turpmāk arī atkarībā no ekonomiskās lietderības ir iespējams elektroenerģiju no elektrotīkla aizvietot ar elektroenerģiju no saules paneļiem. Tas nākotnē dos iespēju sasniegt ēkai izvirzīto mērķi “nulles enerģijas ēka”.

Foto skatīt šeit…