zasnova lesene hiše.pdf
TRANSCRIPT
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO
Mojca Doberšek
ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE
Diplomsko delo
Maribor, september 2010
I
Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa
ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE
Študent: Mojca DOBERŠEK
Študijski program: univerzitetni, Arhitektura
Smer: /
Mentor: red. prof. dr. Miroslav PREMROV, univ.dipl.inţ.grad.
Somentor: pred. Vesna ŢEGARAC LESKOVAR, univ.dipl.inţ.arh.
Maribor, september 2010
II
III
ZAHVALA
Iskreno se zahvaljujem mentorju dr. Miroslavu
Premrovu in somentorici Vesni Ţegarac
Leskovar za izkazano pomoč in poţrtvovalnost
pri izdelavi diplomskega dela.
Zahvaljujem se tudi staršem, ki so mi omogočili
študij in me pri njem tudi vseskozi podpirali.
IV
ZASNOVA LESENE PASIVNE HIŠE
Ključne besede: pasivna hiša, okolje, energijska učinkovitost, načrtovanje, lesene
konstrukcije
UDK:
Povzetek
V zadnjih desetletjih je človeštvo priča številnim, fizikalno dokazanim podnebnim
spremembam. Teh ni možno več ustaviti, saj imajo toplogredni plini dolgo življenjsko
dobo. Veliko priložnost za zmanjšanje toplogrednih izpustov in zmanjšanje potrebe po
fosilnih gorivih ima les, material preteklosti in prihodnosti. Lesene konstrukcije v
kombinaciji s toplotno izolacijo in drugimi ekološkimi materiali lahko povsem
nadomestijo klasične zidane hiše ter občutno zmanjšajo količino gradbenih odpadkov
po končani življenjski dobi objekta. Pasivna hiša je energijsko zelo učinkovita lesena
hiša, ki je prijetna za bivanje in obenem minimalno onesnažuje okolje. Spodbuja izrabo
obnovljivih virov energije s pomočjo sodobne tehnologije, brez katere to ne bi bilo
mogoče. Odločilnega pomena pa je njeno pravilno načrtovanje - brez toplotnih mostov,
z veliko toplotne izolacije in vgradnjo sodobnih naprav za izkoriščanje naravnih virov.
V diplomski nalogi se prepletata teorija in praksa pravilnega načrtovanja pasivne hiše
ter analiza vpliva na spreminjanje steklenih površin na potrebo po ogrevanju.
V
DESIGN OF A WOODEN PASSIVE HOUSE
Key words: passive house, environment, energetic efficiency, designing, wooden
structures
UDK:
Abstract
In the last decades we are dealing with an amount of climate changes.Theese can not be
stopped, thus greenhouse gases have a long period of living.Wood, the material of the
past and the future, has the big opportunity for reducing the greenhouse effect and use
of fossil fuel. Wooden structures in combination with thermal insulation and other
organic materials are able to replace classical brick houses and reduce the quantity of
construction waste when they are no longer useful. Passive house is a very efficient
wooden house, that is comfortable to live in and in the same time pollutes minimum the
environment. It encourages the use of renewable resources with the use of
contemporary technology. The most important is the good design of a passive house-
without thermal bridges, with lots of thermal insulation and installation of devices for
exploitation of natural resources. In this thesis adress there are interlacing theory and
the practice of good passive house designing and also the analasys of changing glas
areas and how theese changes influence on the need for warming.
VI
VSEBINA
1 UVOD………………………………………………………………………….1
2 OPIS GRADBENIH MATERIALOV………………………………………4
2.1 LES………………………………………………………………………..4
2.1.1 Prednosti lesa…………………………………………………………….4
2.1.2 Slabosti lesa……………………………………………………………...5
2.1.3 Mehanske lastnosti lesa………………………………………………….6
2.2 STEKLO…………………………………………………………………10
2.2.1 Zgodovina uporabe stekla……………………………………………………..10
2.2.2 Steklo v gradbeništvu………………………………………………………….10
2.2.3 Fizikalne lastnosti stekla………………………………………………………11
2.2.4 Steklo v okvirnih lesenih konstrukcijah………………………………………11
3 MONTAŢNA LESENA GRADNJA………………………………………14
3.1 Prednosti montaţne gradnje………………………………………………14
3.2 Razširjenost lesene gradnje………………………………………………15
3.3 Konstrukcijski sistemi lesene gradnje…………………………………...16
3.3.1 Masivna konstrukcija………………………………………………………...16
3.3.2 Okvirna panelna konstrukcija……………………………………………….19
3.3.3 Skeletna konstrukcija………………………………………………….........20
3.3.4 Mešan sistem konstrukcije………………………………………………..…21
4 PASIVNA GRADNJA……………………………………………………...22
4.1 Definicija pasivne hiše…………………………………………………...22
4.2 Toplotna bilanca pasivne hiše…………………………………………....23
4.2.1 Vrste toplotnih izgub……………………………………………………..24
4.2.2 Vrste toplotnih dobitkov……………………………………………....…25
VII
4.3 Izračun letne potrebne toplote za ogrevanje……………………………26
4.4 Standard pasivne hiše…………………………………………………...26
4.5 Ekologija v pasivni hiši…………………………………………………...27
5 OSNOVNA NAČELA NAČRTOVANJA PH………………………………..28
5.1 Pasivni sistemi…………………………………………………………………….28
5.1.1 Orientacija……………………………………………………………………….28
5.1.2 Izraba sončnih dobitkov skozi zasteklitve………………………………………29
5.1.3 Akumulacija toplote…………………………………………………………….30
5.1.4 Oblika zgradbe…………………………………………………………………..30
5.1.5 Temperaturno coniranje………………………………………………………….30
5.1.6 Tehnologija gradnje ovoja ……………………………………………………….31
5.1.7 Toplotna izolacija…………………………………………………………………31
5.1.8 Okna in vrata……………………………………………………………………..34
5.1.9 Konstruiranje brez toplotnih mostov………………………………………………35
5.1.10 Zrakotesnost………………………………………………………………………35
5.2 Aktivni sistemi…………………………………………………………………….36
5.2.1 Prezračevanje………………………………………………………………………36
5.2.2 Ogrevanje…………………………………………………………………………...37
5.2.3 Pretvarjanje sončne energije………………………………………………………..40
6 IDEJNA ATHITEKTURNA ZASNOVA PH……………………………..41
6.1 Tehnično poročilo……………………………………………………………41
6.1.1Lokacija………………………………………………………………………..41
6.1.2 Arhitekturna zasnova…………………………………………………………42
6.1.3 Funkcionalna zasnova……………………………….………………………..42
6.1.4 Sestave konstrukcij………………….………………………………………..44
VIII
6.1.5 Finalizacija…………………………………………………….………………44
6.1.6 Zasteklitev, okna, vrata, senčila…………….………………………………….45
6.1.7 Prezračevanje …………………………………………………………………..46
6.1.8 Ogrevanje……………………………………………………………………….47
6.1.9 Solarni sistem……………..…………………………….………………………47
6.2 Preveritev nizkoenergijskega standarda s PHPP…………........................48
6.2.1 Vhodni parametri…………..………………………………………………….48
6.2.2 Vpliv velikosti zasteklitve…………………………..………………………..49
7 ZAKLJUČEK…….…………………………………………………………...56
8 VIRI IN LITERATURA………………………………………….................57
9 PRILOGE…………………………………………………………………….60
9.1 Seznam slik……………………………………………….…….......................63
9.2 Seznam tabel……………………………………………….……....................64
9.3 Seznam grafov……………………………………………….…….................65
9.4 Kratek ţivljenjepis………………………………….......................................66
IX
UPORABLJENI SIMBOLI
U – koeficient toplotne prehodnosti v [W/m2
K]
Ψ- koeficient linijske toplotne prehodnosti (toplotni mostovi) v [W/mK]
E- energijsko število, izraţa letno potrebno toploto za ogrevanje [kWh/m2
a]
n- zrakotesnost [h-1
]
kWh/a – enota za transmisijske izgube in solarne dobitke
K- Kelvin, enota za temperaturno razliko
X
UPORABLJENE KRATICE
IPCC- Medvladni odbor za podnebne spremembe
PHPP- PassivHausProjektirungsPaket(računalniški program za načrtovanje PH)
PH- pasivna hiša
OSB plošča- vezana plošča
IBOIS- Laboratorij za lesene konstrukcije na švicarski šoli Ecole Polytechnique
Federale de Lausanne
GFRP- Glass Fiber Reinforced Polymer, krajše fiberglass
PE folija- polietilenska folija
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 1
1 UVOD
Opredelitev področja in opis problema, ki je predmet raziskave
V zadnjih desetletjih je človeštvo priča številnim, fizikalno dokazanim podnebnim
spremembam. Gospodarska rast in naraščanje prebivalstva so povezani z
naraščujočimi izpusti toplogrednih plinov, ki so v veliki meri (81%) krivi za občutno
segrevanje ozračja v zadnjih 200 letih in nastajajo pri izgorevanju fosilnih goriv.
Napovedi Medvladnega odbora za podnebne spremembe (IPCC) predvidevajo do leta
2100 dvig temperatur za 1,4 - 5,8 oC, gladino morja višjo za 9-88 cm, vedno večjo
pogostost in intenziteto ekstremnih vremenskih dogodkov- poplav, neurij, vročinskih
valov, suš. Ledeniki bodo do konca stoletja ohranili zgolj 5% svojega obsega (ARSO,
2010).
Zaskrbljujoče je dejstvo, da tudi če bi povsem zaustavili naraščanje koncentracije
toplogrednih plinov, vseeno ne bi mogli zaustaviti procesa spreminjanja podnebja, saj
imajo tovrstni plini dolgo ţivljenjsko dobo. Dejstvo, da bi naj še okrog leta 2030
prevladovala fosilna goriva, ki ob izgorevanju spuščajo v ozračje toplogredne pline,
največ ogljikovega dioksida, in to predvsem zaradi nerazvitih drţav, je zaskrbljujoče.
Do pred nekaj leti je veljalo, da rešitev podnebnih sprememb predstavlja zmanjševanje
porabe fosilnih goriv in njihova nadomestitev z obnovljivimi viri energije. Danes pa
vemo, da je les bolje kot gorivo uporabiti kot gradbeni material, saj se pri gorenju lesa
sprošča ogljikov dioksid. Veliko pozornosti bi zato morali nameniti energetski
učinkovitosti stavb, ki predstavlja trajnostni vidik gradnje. To je namreč najbolj
učinkovit način, da ustavimo rast porabe energentov in nadaljnje onesnaţevanje okolja,
v katerem bodo prisiljene ţiveti prihodnje generacije.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 2
Velik potencial pri razreševanju tega problema imajo gozdovi in lesna biomasa. Gozd
predstavlja glavni ponor ogljikovega dioksida iz ozračja, pa tudi izdelki iz lesa lahko
učinkovito nadomestijo materiale, ki pri izdelavi potrebujejo veliko fosilne energije.
Tudi lesene hiše so učinkoviti blaţilci podnebnih sprememb, saj uskladiščijo 10.000-
25.000 kg ogljika, les ima veliko sposobnost akumulacije toplote, po končani
ţivljenjski dobi pa ga lahko recikliramo ali uporabimo kot energent.
Slovenija, ena najbolj gozdnatih deţel na svetu, ima veliko perspektivo pri gradnji
lesenih montaţnih hiš, ki pa se kljub obilici lesa še vedno gradijo v manjši meri kot
klasične zidane hiše. Pasivna hiša je nastala kot rezultat večletnega ukvarjanja z
nizkoenergijsko problematiko, ki je z stalnim izboljševanjem postala ena najbolj
energijsko varčnih hiš. Njena energijska varčnost je predvsem posledica toplotno
dobro izoliranega zunanjega ovoja, ki je zrakotesen in brez toplotnih mostov, k čemur
pripomorejo tudi visokoizolativna okna in vrata ter kontrolirano prezračevanje, zaradi
česar so potrebe po ogrevanju ali hlajenju bistveno manjše (do 90% ). Pasivne hiše tudi
vselej teţijo k uporabi obnovljivih in ekoloških materialov. Na tak način pasivne hiše,
še posebej lesene pasivne, znatno manj onesnaţujejo okolje zaradi manjše porabe
(obnovljivih) virov energije in gradnje iz ekoloških materialov.
Slika 1: Slovenija je ena najbolj gozdnatih deţel na svetu
Vir: www.zgs.gov.si (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 3
Namen, cilji in osnovne trditve
Namen naloge je predstaviti pasivno montaţno gradnjo ter njene prednosti in slabosti.
Zasnovati leseno montaţno pasivno hišo in na tem primeru razloţiti in grafično prikazati
vpliv orientacije, zasteklitve, zrakotesnosti, toplotne izgube, akumulacije, oblike zgradbe,
ovoj zgradbe, prezračevanje, ogrevanje na doseganje »pasivnosti«. Z računalniškim
programom PHPP dokazati energetsko učinkovitost zgradbe in doseganje standarda
nizkoenergijske - pasivne hiše (manj kot 15 kWh/m2a letne potrebne energije za
ogrevanje). Poleg tega razloţiti vpliv spreminjanja steklenih površin in njihove
razporeditve na energetsko učinkovitost.
Cilji naloge so s predstavitvijo lesene montaţne pasivne gradnje doseči večjo ozaveščenost
ljudi o številnih prednostih tovrstne gradnje ter s tem prispevati k večji energijski
učinkovitosti objektov in večji rabi obnovljivih virov energije. Cilj je prepričati ljudi, da
velike steklene površine, ob pravilnem načrtovanju in izvedbi, ne predstavljajo energijskih
izgub, ampak celo energijske dobitke.
Teza naloge je s pomočjo programa Passivhausprojektirungspaket (PHPP) računsko
dokazati energijsko učinkovitost pasivne gradnje in dokazati, da velike steklene površine v
pasivnih hišah (ob dobrem načrtovanju in izvedbi), ne predstavljajo energijskih izgub,
temveč dobitke energije ter računsko pokazati razliko v potrebah po energiji.
Predpostavke in omejitve
Teza sloni na predpostavki, da je obravnavana pasivna hiša izvedena v skladu z osnovnimi
kriteriji za doseganje pasivnosti - konstrukcija brez toplotnih mostov, kontrolirano
prezračevanje, zrakotesnost toplotnega ovoja, trojna zasteklitev, opremljenost hiše z
energijsko učinkovitimi napravami ( prezračevalna, ogrevalna naprava, …).
Predvidene metode raziskovanja
Prvi del naloge bo teoretičen, slonel bo na dostopnem gradivu o pasivnih hišah. Drugi del
naloge bo praktičen, kjer bom predstavila idejno zasnovo pasivne hiše, ter s programom
PHPP dokazala njeno energetsko učinkovitost. Predvidevam, da bom dosegla pasivni
standard s spreminjanjem površine in orientacije steklenih površin ter z vgradnjo aktivnih
sistemov.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 4
2 OPIS GRADBENIH MATERIALOV
2.1 LES
Les je naraven material in hkrati tudi eno najstarejših gradiv, s katerim so ljudje začeli
ustvarjati prva zatočišča. Sprva se je uporabljal v konstrukcijske namene, ker je bil (skoraj)
povsod dostopen in ker ni bilo na voljo drugih umetnih materialov. Danes je les v gradnji
cenjen zaradi številnih prednosti, ki jih imajo leseni objekti in bivanje v njih. Njegove
pozitivne lastnosti, kot so zmoţnost dihanja, uravnavanja vlage, čiščenja zraka, prijetnost
na dotik ter številne druge ga delajo zelo dragocenega in zagotavljajo njegovo uporabnost
tudi v sodobnem času (www.slonep.net, 2010)
Slika 2: Les je naraven material z edinstvenimi lastnostmi
Vir: www.zgs.gov.si (prevzeto 14. 9. 2010)
2.1.1 Prednosti lesa
Prednost lesa pri uporabi v konstrukcijske namene je v tem, da ima les zaradi svoje
zgradbe majhno gostoto (4-6-krat manjšo od betona), ki mu omogoča, da ima ob enaki
masi veliko večjo nosilnost kot beton. Njegova tlačna trdnost je primerljiva z betonom, les
pa ima tudi večjo natezno trdnost kot beton. Les je dober toplotni izolator. To njegovo
lastnost s pridom uporabljajo v mrzlih deţelah, kot so Skandinavija, Japonska, medtem ko
v juţnih deţelah lesenih hiš skoraj ne najdemo. Razlog je v tem, da ko pride v hišo s
prezračevanjem vročina, se ta akumulira v les in se počasi sprošča v prostor. Les je tudi
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 5
dober absorber zvoka. Pomembno pri tem je, da so pore odprte, saj se potem zvok
absorbira, če so pore zaprte pa se zvok odbije, zaradi tega je zelo pogosto rabljen kot
akustični material.
2.1.2 Slabosti lesa
Kot vsak material ima tudi les pomanjkljivosti. Posledica njegovega naravnega izvora je
anizotropija - različno obnašanje v različnih smereh, izpostavljenost škodljivcem in slaba
trajnost. Trajnost lesa povečamo tako, da ga osušimo in preprečimo vdor vlage, s čemer
škodljivcem odvzamemo enega osnovnih pogojev za ţivljenje in tako podaljšamo njihovo
trajnost (Premrov, Dobrila, 2008b). Zanimivo pa je, da če je les konstantno v slani vodi, ki
uniči škodljivce, ima neskončno trajnost. Zaradi svojega naravnega izvora in zgradbe je les
vedno bolj ali manj vlaţen – to imenujemo higroskopnost lesa. Posledica higroskopnosti pa
je krčenje in nabrekanje ob spremembah vlaţnosti, kar je ena najbolj neugodnih lastnosti
lesa in pogost vzrok lesnih razpok. Zaradi majhne lastne teţe je slabše odporen na zelo
močan veter. Za les značilna lastnost je poţarna neodpornost, vendar lesene konstrukcije
niso tako zlahka gorljive, kot pogosto zmotno mislimo. Leseni elementi so namreč na
površini suhi, proti notranjosti pa vedno bolj vlaţni. Zaradi tega les gori samo na površini,
kjer se ustvarja zooglenela plast, ki deluje kot samozaščita, v notranjosti pa les ne zgori.
Tako so lesene konstrukcije dejansko bolj odporne na visoke temperature kot betonske ali
jeklene. Veliki upogibi in močnejše občutenje vibracij so posledica še ene negativne
lastnosti lesa, nizkega modula elastičnosti, zaradi česar so lesene konstrukcije višinsko in
razponsko veliko bolj omejene kot jeklo ali beton.
2.1.3 Mehanske lastnosti lesa
Ene osnovnih lastnosti lesa za nosilne konstrukcije so mehanske lastnosti lesa. To so tiste
lastnosti, ki nastanejo v lesu zaradi delovanja zunanjih sil in so odvisne od strukture, napak
lesa ter nekaterih fizikalnih lastnosti lesa - poroznosti, gostote in vlaţnosti. Značilnost lesa
je izrazita anizotropija materiala, kar pomeni, da se mehanske lastnosti lesa glede na smer
vlaken izrazito spreminjajo. Mehanske lastnosti lesa ločimo v osnovi na tri skupine:
trdnost, modul elastičnosti in duktilnost/ ţilavost.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 6
2. 1. 3. 1 Trdnost lesa
Trdnost lesa je mejna napetost v lesenem elementu, pri kateri se prične rušiti antomska
struktura lesa. Trdnost, kot ena najpomembnejših lastnosti lesa neposredno vpliva na
dimenzioniranje lesenih prerezov. Kot ţe omenjeno, lastnosti lesa so zelo odvisne od tega,
ali napetosti potekajo vzporedno z vlakni ali pravokotno na njih. Znano je, da les nosi
vzporedno z vlakni bistveno več, kot pa pravokotno na njih. Ortotropija se pri lesu najbolj
kaţe pri natezni obremenitvi, nekoliko manj pri tlačni in najmanj pri upogibni trdnosti.
Poenostavljeno računamo z lesom kot ortotropnim materialom-to pomeni, da z njim
računamo kot, da ima v ima v vseh smereh enake lastnosti, razlikujemo pa le smer
vzporedno ali pravokotno na vlakna. Ločimo več vrst trdnosti: tlačno, natezno, upogibno,
striţno trdnost.
Dejavnikov, ki vplivajo na lesno trdnost je več, vsi pa so povezani z načinom rasti lesa. Na
trdnost ima največji vpliv vrsta lesa, ki na trdnost lesa vpliva s širino branik. Ta pa se
razlikuje pri iglavcih in listavcih in ker imajo iglavci širše branike, je posledično njihov les
manj trden. Poleg tega pa na trdnost vplivajo še anizotropija, poroznost, vlaţnost in napake
v lesu. Bolj kot je les porozen, manjšo ima trdnost, s tem pa tudi nosilnost. Poroznost pa ni
konstantna po celotnem prerezu, temveč razlikujemo spomladanski in jesenski les. Iglavci
hitreje rastejo spomladi, zato je njihov spomladanski les manj trden kot jesenski, medtem
ko je pri listavcih obratno- jeseni rastejo hitreje, zato je njihov jesenski les manj trden. S
poroznostjo povezana, je tudi vlaga v lesu. Na splošno velja, da vlaga negativno vpliva na
trdnost lesa. Pri tem je zanimivo, da ko enkrat doseţemo točko zasičenosti (vse pore so
zapolnjene z vodo), lahko vlaga narašča, a trdnost lesa ostaja konstantna (Premrov,
Dobrila, 2008b).
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 7
Graf1: Prikaz vpliva smeri vlaken na trdnost lesa
Vir: Premrov, Dobrila, 2008
Tlačna trdnost lesa
Tlačna trdnost lesa pomeni normalno tlačno napetost v prečnem prerezu, ki povzroči
porušitev elementa v prerezu [8]. Določevanje tlačne trdnosti se izvaja z laboratorijskimi
preizkusi na predpisanem številu vzorcev. Glede na ortotropijo lesa razlikujemo tlačno
trdnost vzporedno z vlakni lesa in tlačno trdnost pravokotno na vlakna. Velja, da je tlačna
trdnost vzporedno z vlakni 3-10-krat večja od tlačne trdnosti pravokotno na vlakna.
Za les je značilno duktilno obnašanje, kar pomeni, da se mu postopoma niţa trdnost, ob
čemer so vidni signali, da se v njem nekaj dogaja. Do točke proporcionalnosti, ki je pri
50% tlačne trdnosti, se obnaša elastično, (bolj kot povečamo tlačne obremeniteve, večje so
deformacije), nato so deformacije vedno večje - obnaša se vedno bolj plastično, vse dokler
ne preseţemo tlačne trdnosti, pri kateri se les poruši. Dolgotrajne obteţbe slabo vplivajo na
tlačno trdnost lesa, ki se zato občutno zmanjša (za okrog 55-65%). Zaradi duktilnosti les
dobro prenaša dinamične tlačne napetosti, zato ga je smiselno uporabiti, kjer so tovrstne
obteţbe pričakovane.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 8
Graf 2:Prikaz elasto-plastičnega obnašanja lesa
Vir: Premrov, Dobrila, 2008
Na tlačne napetosti pravokotno na vlakna je les slabo odporen. Pri majhnih obremenitvah
se obnaša povsem elastično, ko preseţemo mejo proporcionalnosti, se začne obnašati
plastično – vse bolj se stiska, deformira zaradi majhne trdnosti, kar imenujemo gnetenje
lesa. Glede na lego tlačne sile ločimo trdnost pravokotno na vlakna v radialni in tangentni
smeri. Zaradi večje zbitosti v radialni smeri je tudi trdnost v tej smeri nekoliko večja.
Natezna trdnost lesa je zelo odvisna od tega, v kateri smeri vlaken deluje napetost
(ortotropija). Les dosega največjo natezno trdnost vzporedno z vlakni, najmanjšo pa
pravokotno na vlakna. Natezna trdnost vzporedno z vlakni lesa je odpornost materiala na
natezne napetosti, ki delujejo vzporedno z vlakni. Velik vpliv nanjo imajo nepravilnosti v
zgradbi lesa, še posebej nevarne so grče, v katerih les ne nosi nateznih napetosti. Natezna
trdnost pravokotno na vlakna je odpornost lesa na natezne napetosti, ki delujejo
pravokotno na njegova vlakna in je v splošnem 30-50-krat manjša od natezne trdnosti
vzporedno z vlakni.
Upogibna trdnost lesa
Razlike med natezno in tlačno trdnostjo lesa oziroma razlike med njunima σ-ε
diagramoma, določajo njegovo upogibno trdnost. Glede na smer upogiba z ozirom na smer
letnic, ločimo radialni in tanegntni upogib. Pri prvem poteka obteţba radialno na letnice,
pri drugem pa tangentno.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 9
2.2 STEKLO
2.2.1 Zgodovina uporabe stekla
Steklo je v uporabi ţe od antične dobe naprej, ko so Rimljani steklene površine uporabljali
kot solarno arhitekturo - steklenjaki, strehe kopališč, podeţelskih vil. V srednjem veku se
je nanj skoraj pozabilo, intenzivneje se v začelo uporabljati šele v 19. stoletju v času
industrijske revolucije, ko so potrebovali veliko naravne svetlobe za delo s stroji.
Danes je steklo eden najpomembnejših gradbenih materialov, predvsem zaradi svoje
zmoţnosti prepuščanja naravne svetlobe v notranje prostore. Poleg tega je pomembna tudi
njegova estetika, zvočna zaščita, trajnost in enostavno vzdrţevanje ter vedno bolj tudi
energijska učinkovitost.
Vprašanje energijske učinkovitosti stekla se pojavi šele konec 20. stoletja. Steklo ima
namreč visok koeficient toplotne prehodnosti U [W/m2K], zato lahko predstavlja toplotni
most. Vendar pa sodobna okna niso več energijsko šibke točke stavbe. Odlikujejo se po
energijski učinkovitosti ter prispevajo k trajnostnemu razvoju bivalnega okolja (Šijanec
Zavrl, 1999). Tako se je skozi čas koeficient prehodnosti stekla zmanjšal, s pomočjo
večslojnih zasteklitev in izolativnih plinov. Leta 1980 je znašal koeficint za enoslojno
zasteklitev U= 5,6 W/m2K, od leta 2002 pa samo U= 1,4 W/m
2K za dvoslojno toplotno
izolativno steklo z argonom (Zbašnik Senegačnik, 2008).
2.2.2 Steklo v gradbeništvu
Steklo je anorganski proizvod taljenega kremena, ki postane pri ohlajanju na sobno
temperaturo trdo in krhko (www.montazne-hise-on.net, 2010). V gradbeništvu se
uporabljajo predvsem natrijeva - kalcijeva stekla, katerih večinski deleţ predstavlja
kremenčev pesek (60 %) in ostale primesi. Glede na način izdelave, razlikujemo številne
vrste stekla. V gradbeništvu se steklo uporablja kot okensko steklo, steklo za notranje
zasteklitve, kot arhitekturni element zgradb (fasad). Poleg tega se iz stekla izdelujejo
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 10
steklena vlakna, ki se uporabljajo kot zelo učinkovita toplotna izolacija, predvsem pri
pasivnih hišah. Posebna vrsta stekla je penjeno steklo, ki nastane s kemičnim postopkom,
pri katerem v stekleno maso vnesemo mehurčke plina, zaradi katerih je steklo bolj lahko,
izolativno, trdno, negorljivo in ne prepušča vode, uporablja se tudi kot podlaga za
temeljenje pasivnih hiš, vendar je še precej drago.
Slika 3: Penjeno steklo
Vir: http://www.misapor.si/ps/ (prevzeto 14. 9. 2010)
2.2.3 Fizikalne lastnosti stekla
Steklo je krhek, na kemikalije odporen material, dober električni izolator, predvsem pa bolj
slab toplotni izolator, s toplotno prehodnostjo U= 0,8 W/m2K. Zaradi transparentnosti in
»učinka tople grede« lahko steklene površine uporabljamo za naravno ogrevanje stavb.
Steklene površine namreč omogočajo pasivni zajem sončne energije, saj propušča valovne
dolţine sončnega obsevanja, ne propušča pa valovnih dolţin, ki jih oddajajo telesa v
prostoru.
Steklo ima visoko tlačno trdnost (700- 900 N/mm2) ter precej niţjo upogibno trdnost, ki
znaša 25 - 120 N/mm2, saj je odvisna od vrste stekla (Grobovšek, 2010). Ko nastanejo
prevelike natezne napetosti na površini stekla (upogibanje stekla, nenadne temperaturne
spremembe za 50 K), se steklo zlomi. Kosi zlomljenega stekla imajo ostre robove in so
nevarni. Če ţelimo, da bo steklo trdnejše in varnejše, ga je treba kaliti (www.reflex.si,
2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 11
2.2.4 Steklo v okvirnih lesenih konstrukcijah
Vgrajevanje večjih steklenih površin v lesene konstrukcije je trend današnjega časa,
povezan s podnebnimi spremembami in energijsko učinkovitostjo. Področje rabe velikih
steklenih površin v okvirnih lesenih konstrukcijah je do nedavnega bilo še precej
neraziskano. Neraziskane so bile predvsem konstrukcijske in tehnološke novosti stekla, ki
bi se uporabljalo kot obloţni material, ustrezno pritrjen na okvir lesa, namesto klasičnih
materialov za oblaganje, kot so mavčno-vlaknene plošče ali OSB plošče.
Do nedavnega je veljalo, da bi bila pomembna novost, če bi pri večetaţni leseni zgradbi
uporabili lesen okvir s steklenimi površinami. To namreč pomeni, da bi steklo moralo biti
dovolj natezno odporno, duktilno in poleg tega še horizontalno stabilizirati celoten objekt,
kar bi bilo moţno samo z uporabo stekla ustrezne mehanske kakovosti. Večje steklene
površine in leseni okvirji so se zato uporabljali le pri niţjih objektih, kjer horizontalne
obremenitve niso tako velike. Stabilnost konstrukcije se je dosegla z dodatno leseno ali
jekleno diagonalo, vstavljeno v stenski element, ki je ostala vidna (Premrov, Dobrila,
2008a).
Raziskave IBOISA (Laboratorija za lesene konstrukcije na švicarski šoli Ecole
Polytechnique Federale de Lausanne) iz leta 2006 - 2007, so pokazale, da je les in steklo
moţno spojiti v eni konstrukciji, ker je tak sistem horizontalno tog. Pokazalo se je, da
velike plošče stekla, ki so pritrjene na konstrukcijo lesenih okvirjev, celo povečajo
horizontalno togost stavbe. To je pomembna novost, ki bo v prihodnosti imela velik vpliv
na leseno arhitekturo. V njej bo namreč veliko stekla, ker uporaba steklenih elementov
krepi delovanje obstoječih površin. Steklo bi lahko sčasoma statično zmanjšalo ali celo
nadomestilo sisteme lesenih gradenj, ki jih uporabljamo danes (www.ibois.epfl/ch, 2010).
Največji vpliv bo to imelo na konstrukcije večetaţnih lesenih stavb, ki bodo zaradi
vgrajenega stekla in s tem povečane horizontalne togosti, imele manjše horizontalne
pomike. Posledično bodo tudi večetaţni leseni objekti imeli večje steklene površine na
fasadah, kot jih lahko imajo danes.
Vendar pa lahko povečano natezno trdnost in duktilnost stekla doseţemo samo s pomočjo
sodobnih steklenih materialov, ki omogočajo horizontalno stabilnost, zaradi česar lahko
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 12
steklo obravnavamo kot nosilni obloţni material. Ti sodobni stekleni materiali so GFRP,
kaljeno steklo in laminirano steklo.
- GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer), krajše fiberglass, je pomemben nadomestek
stekla, zaradi številnih prednosti: majhna masa, odpornost na kemikalije, kisli deţ, sol,
konstrukcije izvedene v enem kosu, nizki stroški vzdrţevanja in trajnost. Iz tega materiala
se lahko oblikujejo kakršnekoli oblike, saj se zmes iz poliestra in epoksi smole vlije v
kalup.
Slika 4: Mobilni paviljon Zahe Hadid, narejen iz GFRP Slika 5: Prosojna steklena izolacija
Vir: www.bdonline.co.uk (prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008
- Kaljeno steklo se izdeluje s procesom kaljenja: močnega segrevanja pri 600 oC in hitrega
ohlajanja, s čemer dobimo okrog petkrat močnejše steklo. Pred začetkom procesa kaljenja
lahko nanj nanesemo tudi barve, ki se nato trajno oprimejo površine, zato je barvni nanos
odporen na čiščenje, vzdrţevanje (emajlirano steklo). Ob lomu razpade na majhne koščke.
Uporablja se za zasteklitve fasad, samodejnih vrat.
- Laminirano steklo je sestavljeno iz dveh ali večih medsebojno povezanih stekel s
posebno PVB folijo, kar mu daje odlično zvočno izolacijo. V primeru loma ne razpade na
koščke, ampak ostane zlepljeno.
Slika 6: Kaljeno steklo Slika 7: Laminirano steklo
Vir:www.abs.hr.steklo (prevzeto 14. 9. 2010) Vir:www.abs.hr.steklo (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 13
3 MONTAŢNA LESENA GRADNJA
Lesena montaţna gradnja je gradnja prihodnosti. Zanjo je značilen nekoliko drugačen
potek gradnje, kot ga poznamo pri klasični gradnji. Kletna plošča (oziroma klet s temelji)
se zgradi enako kot pri zidani hiši, le da je potrebna večja natančnost zaradi postavljanja
montaţnega dela. V proizvodnji se izdela večina posameznih sestavnih delov hiše, na
gradbišču poteka samo suhomontaţna gradnja - montaţni del hiše postavijo na kletno
ploščo, zaradi česar ima tovrstna gradnja številne prednosti pred klasično gradnjo
(www.slonep.si, 2010).
1.1 Prednosti montaţne gradnje
Montaţne hiše imajo boljše gradbeno fizikalne lastnosti od klasičnih, saj imajo bolje
izoliran toplotni ovoj, zato prihranimo na energiji za ogrevanje/hlajenje ter s tem manj
obremenjujemo okolje. Tovrstne hiše so sestavljene iz naravnih materialov – večinoma
lesa in mavčno-vlaknenih plošč, ki sta izjemno zdrava materiala, ekološko neoporečna in
pri njuni proizvodnji se porabi bistveno manj energije kot za izdelavo opečnatih ali
betonskih zidakov.
Tabela 1: primerjava različnih lastnosti lesene in opečne hiše
Vir: raziskava Kitek Kuzman M. na Biotehniški fakulteti, Univerze v Ljubljani, Ali bo les kot obnovljivi
Material postal gradbeni material 21. stoletja?
Naslednja pomembna prednost je hitrost gradnje. Zaradi suhomontaţnega načina gradnje
in prefabrikacije elementov v proizvodnji, kjer so konstantno idealni pogoji za izdelavo
elementov, poteka montaţna gradnja zelo hitro in natančno. Ena od prednosti je tudi ta, da
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 14
lahko pri enakih zunanjih gabaritih stavbe pri lesenih zgradbah pridobimo tudi do 10%
tlorisne površine, zaradi manjše potrebne debeline sten. Ţivljenjska doba montaţnih hiš je
primerljiva z ţivljenjsko dobo zidanih, paziti pa moramo, da so primerno vzdrţevane in da
so preprečeni vdori vode, saj vlago iz lesene hiše le steţka osušimo. Dobavitelji nam
nudijo garancijo na izdelavo in montaţo. Lesene zgradbe so dobro odporne na potresne
sunke, saj se les elastično odziva na potresne sunke. Zaradi majhne lastne teţe (nekje 4-
krat manjša od klasične) je manjša tudi potresna sila, zato so mehanske poškodbe na hiši
manjše kot sicer.
Montaţne hiše so tudi ognjevarne, saj les pri poţaru zoogleni le na površini, poleg tega pa
je lesena konstrukcija zaščitena z dvojnimi mavčno-vlaknenimi ploščami, debeline 15
mm, vsaka zagotavlja 30-minutno varnost pred ognjem. Mavčne plošče imajo v sebi
vezano vodo - 3 litre vode/m2 površine. Pri gorenju mavčna plošča odda vodo na svoji
hrbtni strani, ki se spremeni v paro in pri tem temperatura ne preseţe 110 o
C, kar zadrţuje
širjenje poţara (www.knauf.si, 2010).
3.2 Razširjenost lesene gradnje
Uporaba lesa za gradbene konstrukcije se v zadnjih letih povečuje tudi v Sloveniji, v
zadnjih petih letih smo zaznali kar 35% porast lesene montaţne stanovanjske gradnje
(www.bob.cpz-vecer.si, 2009). Razširjenost lesenih konstrukcij je v svetu zelo različna- v
nekaterih drţavah je gradnja lesenih objektov ţe tradicionalna (Kanada 95% vseh gradenj,
ZDA 65%, Japonska 50%, Skandinavija 70%), v drugih obravnavajo les kot manjvreden
material, objekte pa kot začasne (mediteranske drţave- juţna Evropa 3% vseh gradenj,
delno tudi srednjeevropske drţave, razen Nemčije 7%, Avstrije 8%). Slovenija je nekje v
sredini, saj vsi poznamo prednosti gradnje v lesu in imamo veliko lesa na voljo, kljub temu
pa je deleţ lesa v gradbeništvu še vedno precej nizek, okrog 7% (Srpčič, 2010).
V Severni Ameriki se gradi s klasičnim, ne-montaţnim sistemom - »balonska gradnja«,
kjer je nosilni del konstrukcije sestavljen iz okvirja - nosilni tramovi so povezani s stebri,
ki potekajo kontinuirno od tal do strehe, pri čemer je višina stebrov omejena na 8-10
metrov. Zato je ta sistem primeren le za niţje objekte do dveh etaţ. Drugi sistem pa
imenujemo »post and beam« okvirni sistem, kjer potekajo stebri le od etaţe do etaţe, ter so
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 15
večinoma nekoliko večjega prereza kot pri »balonskem sistemu«. Zaradi dobrih
izolativnih lastnosti lesa in številnih gozdov je les v Skandinaviji zelo priljubljeno
gradivo. Zelo malo lesenih objektov se zgradi v vzhodni in juţni Evropi, zaradi
predsodkov o trajnosti in gorljivosti, predvsem pa zaradi lesne akumulacije toplote, ki
oteţuje hlajenje v vročih klimatskih razmerah.
3.3 Konstrukcijski sistemi lesene gradnje
Strešne konstrukcije večine hiš so lesene, in to ne naključno. Les je namreč ţe od nekdaj
znan kot odličen material za izdelavo gradbenih konstrukcij. Tudi trendi v sodobni
arhitekturi narekujejo vedno večjo uporabo lesa: v naravni masivni obliki in obliki
kompozitnih materialov. Poznamo več lesenih konstrukcijskih sistemov, katerega bomo
izbrali za našo gradnjo pa je odvisno od številnih zahtev, ki jih mora konstrukcija oziroma
objekt izpolniti. V konstrukciji se morajo preplesti arhitekturne, gradbeno-konstrukcijske
in gradbeno-fizikalne zahteve na način, da je zagotovljena tudi dobra funkcionalnost
objekta. Ločimo šest različnih lesenih konstrukcijskih sistemov (Zbašnik Senegačnik,
2009/a).
Kladna, predalčna in stebrna konstrukcija predstavljajo tradicionalne vrste nosilne
konstrukcije lesenih objektov, ki jih v novejšem času vse bolj nadomeščajo sodobne
nosilne konstrukcije - panelna, okvirna in masivna nosilna konstrukcija (Lopatič, 2009).
Značilnost tradicionalnih sistemov je velika poraba časa za montaţo na gradbišču.
3.3.1 Masivna konstrukcija
Ena najstarejših gradbenih tehnik oziroma konstrukcij je brunasta (kladna) konstrukcija,
značilna za Alpe, Skandinavijo ter sredno in vzhodno Evropo, kjer prevladujejo iglasti
gozdovi. Zanjo je značilno, da so stene grajene iz brun (hlodov, kasneje tudi klad in
plohov) poloţenih ena na drugo, ki se izdelajo v delavnici in se potem na gradbišču
sestavijo. Brune so okrogle oblike in praviloma povezane brez veznih sredstev, samo s
kriţnimi zarezami, na katere deluje lastna teţa konstrukcije in blokira premike. V vzdolţni
smeri so minimalno prirejene, da dobro nalegajo ena na drugo, v vogalih pa so stikovane
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 16
na uleg. Klade pa so oglate, na vseh štirih straneh obţagane ali obtesane, vzdolţno se med
sabo lahko stikujejo po sistemu utor – pero ali s sidranimi vezmi. Skozi čas sta se razvili
dve tehniki kladne gradnje: pri prvi imamo zgolj masivne brune, ki morajo imeti posebej
izveden in zatesnjen vzdolţni stik in so brez toplotne izolacije, pri drugi pa novejše kladne
zgradbe, ki imajo stene sestavljene iz večih plasti – na zunanji strani so tanjše brune,
znotraj lesena stenska obloga, vmes pa toplotna izolacija.
Slika 8: Sodobna montaţa brunarice Slika 9: Povezava brunastega in panelnega sistema
Vir: www.homesteadtimbers.com (prevzeto 14.9.2010) Vir: www.epicstrendz.com (prevzeto 14. 9. 2010)
Kladne konstrukcije dobro prevzemajo natezne, striţne, tlačne in upogibne napetosti.
Zaradi majhne višine in mase so praviloma potresno dobro odporne, sicer pa vso
horizontalno obteţbo potresa prevzamejo polkroţni vogalni stiki, v katerih nalegajo brune
ena na drugo. Potresno najbolj varne so sodobne kladne konstrukcije, ki imajo natančno,
strojno izvedene stike in sidrane vezi med brunami. Historične kladne konstrukcije pa so
pogosto potresno problematične zaradi nepovezanosti brun v vertikalni smeri in reţ v
vzdolţnih stikih brun, ki zmanjšujejo togost objekta. Omejitev pri načrtovanju brunastih
konstrukcij predstavlja dolţina hloda, brune oziroma ploha, zato se na tak način gradijo
predvsem manjši objekti (Koren, 2010).
V zadnjih desetih letih se je razvil drug inovativni sistem masivne gradnje, ki je zaradi
številnih prednosti danes vse bolj uporabljan: masivni panelni (KLH) sistem. To je
sodobno kompozitno gradivo, sestavljeno iz kriţno lepljenih lesenih panelov (lamel
oziroma desk), ki so pod visokim pritiskom zlepljene skupaj. Stena je torej sestavljena kot
kompozit, iz večih plasti lesenih lamel, ki so enkrat zlepljene prečno in drugič vzdolţno s
steno. Ker ima les vzporedno in prečno z vlakni drugačne lastnosti, jih ta sistem kombinira
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 17
in ima zato boljše in enakomernejše mehanske lastnosti kot masivni les ali zgolj
enosmerno lepljeni elementi. S kriţnim lepljenjem lesenih lamel doseţemo, da imajo leseni
elementi enakomernejše mehanske lastnosti ter se pri obremenitvah bo lj homogeno
obnašajo, zaradi česar se tudi prerezi manj krivijo in ne pokajo (Dujič, 2010).
Slika 10: KLH sistem v notranjosti objekta Slika 11: Prikaz kriţnega lepljenja desk
Vir: www.archiexpo.com (prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Kitek Kuzman, 2008/b (prevzeto 14. 9. 2010)
Zaradi kriţnega lepljenja lamel sistem enako dobro prenaša obteţbe v obeh pravokotnih
smereh, zato se uporablja tako za stenske kot stropne elemente. Kriţno lepljenje tudi omeji
krčenje in nabrekanje lesa na minimalno vrednost. Zaradi masivnosti je sistem dobro
odporen na poţar. Uporablja se les iglavcev, število plasti pa mora biti liho (tri, pet ali
sedem) in je lahko celo do 50cm debeline. Nosilnost zidu lahko prilagajamo z ustreznim
številom plasti, njihovo debelino in usmerjenostjo lesenih lamel. Zaradi dobre nosilnosti je
moţno vgraditi veliko steklenih površin. Sistem je ekonomičen, saj se porabijo tudi manjši
kosi lesa, stopnja prefabrikacije velika, posledično je potek gradnje na gradbišču hiter.
Zaradi sestave iz lamel, ta sistem nima dimenzijskih omejitev, zato njegova uporaba
narašča predvsem pri večnadstropnih in večjih objektih. »Tako postajajo večnadstropni
objekti iz kriţno lepljenega lesa dan za dnem vse močnejša in ekonomsko upravičena
alternativa tudi betonskim in zidanim konstrukcijam po vsej Evropi» (Dujič, 2010). Pred
kratkim je bila v Londonu po tem sistemu zgrajena najvišja moderna zgradba z v celoti
leseno nosilno konstrukcijo- Murray Grove Tower, ki ima osem lesenih masivnih etaţ nad
betonskim pritličjem. V zadnjem času se na trţišču pojavljajo tudi leseni zidaki, ki se
spajajo na utor in pero, zato je omogočena hitra gradnja in svoboda pri oblikovanju tlorisa.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 18
3.3.2 Okvirna panelna konstrukcija
Zaradi izboljšav v 80-ih letih na področju montaţne gradnje se je po celem svetu razširila
okvirna panelna konstrukcija. Ta je v slovenski lesni industriji tudi najpogosteje
uporabljana. Pomembne izboljšave so bile: prehod od izvedbe na gradbišču do
prefabrikacije v tovarni, prehod od osnovnih mer k modularnim, vedno večja uporaba lesa
v gradbeništvu, razvoj od malostenskega k velikostenskemu montaţnemu panelnemu
sistemu (Premrov, Dobrila, 2008/a).
Osnovni nosilni vertikalni elementi so panelne stene, ki nosijo obremenitve in so
sestavljene iz nosilnih lesenih okvirjev ter obloţnih plošč. Okvirji so sestavljeni iz stebrov
in prečk ter obojestransko obloţeni z mavčno-kartonskimi ploščami, mavčno-vlaknenimi
lesocementnimi, OSB ali ivernimi ploščami, prostor med njimi pa je zapolnjen s toplotno
izolacijo. Okvir je torej nosilni element, obloga ščiti notranjost objekta in konstrukcijo pred
atmosferskimi vplivi, poţarom, poveča togost okvirja, polnilo pa ima izolacijsko funkcijo.
Gradnja poteka etaţno - platformno: ko so enkrat zmontirane stene, se zmontirajo tla za
naslednjo etaţo. Zato je ta sistem zelo uporaben za večnadstropne stavbe in interes zanj v
svetu narašča. Poleg tega so vsi elementi montaţni, zato je potek gradnje zelo hiter. Glede
na velikost elementov ločimo malopanelni in velikopanelni montaţni sistem (Hrovatin,
2008).
Slika 12: Tipski element malopanelnega sistema Slika 13: Montaţa velikopanelnega sistema
Vir: Kitek Kuzman, 2008/b Vir: www.slonep.si (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 19
Za malopanelni sistem so značilni manjši elementi, tipske širine 125 cm in višina etaţe
250-265 cm ter sestavljenost lesenega okvirja iz treh lesenih stebričkov tipskih dimenzij ter
dveh, treh gred pritrjenih med njih. Širina elementov se ujema z modularno mreţo objekta.
Lesen okvir je obloţen z dvojnimi obloţnimi ploščami, ki so lahko različnih vrst, in so s
sponkami v določenem razmaku pritrjene na lesen okvir. Osnovni elementi so se izdelali v
tovarni, nato pa so se na gradbišču povezali v konstrukcijo, vgradile so se instalacije,
toplotna izolacija, obloţne plošče. Ta sistem je za današnje razmere zastarel in ni več
veliko v uporabi (Premrov, Dobrila, 2008/a).
Velikopanelni sistem pa je pomembna izboljšava malopanelnega. Od malopanelnega
sistema se loči po veliko večjih dimenzijah, saj je enake dolţine kot ena stranice hiše,
doseţe lahko maksimalno 12,5 m dolţine v enem kosu. Celotna stena vključno z
instalacijami in stavbnim pohištvom je izdelana z računalniško natančnostjo v tovarni in je
nato s kamioni prepeljana na gradbišče, kjer se z ţerjavi samo sestavi skupaj.
Problematični so stiki med paneli, ki morajo biti čim boljše načrtovani izvedeni, kar pa z
današnjo tehnologijo ni več problem. To daje sistemu veliko prednosti- zelo natančno
izdelavo, manjše moţnosti napak, manj teţav z vremenom in hitro gradnjo (www.slonep.si,
2010).
3.3.3 Skeletna konstrukcija
Skeletne ali stebrne konstrukcije so klasične konstrukcije in ne montaţne, saj temeljijo na
skeletu iz lesenih stebrov in nosilcev, ki se sestavijo na gradbišču. Skelet je nosilen in
prevzema obremenitve. Stene pa nimajo nosilne funkcije, zato so moţne naknadne
spremembe tlorisov, kar nam omogoča arhitekturno neodvisnost. Skelet se lahko zastekli,
zazida ali zapolni s prefabriciranimi elementi, npr. opeko. Strojne instalacije se, kot pri
klasični gradnji, izvedejo na gradbišču. Stebri in nosilci so največkrat iz masivnega
ţaganega lesa, pri javnih objektih ali organsko zasnovanih objektih pa iz lepljenega
lameliranega lesa in konstrukcijskega kompozitnega lesa (Hrovatin, 2008). Skeletno
konstrukcijo ločimo od okvirne po tem, da stebri potekajo kontinuirno od tal do strehe
objekta, medtem ko pri okvirni potekajo le čez eno etaţo. Spoji se izvajajo predvsem s
kovinskimi veznimi elementi. Skeletne konstrukcije so najpogostejše v ZDA, kjer jih
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 20
imenujejo »balloon« sistem, jih pa proizvajamo tudi pri nas (npr. Kager hiša). Najlepši
tradicionalni slovenski primeri skeletne gradnje so kozolci.
3.3.4 Mešan sistem konstrukcije
Ta sistem danes ni več v rabi, je pa značilen za tradicionalne hiše številnih mestnih jeder v
celinskem delu Evrope (Norveška, Švedka, Finska). Mešan sistem konstrukcije pomeni, da
imajo leseno konstrukcijo (stebre), spojeno s tesarskimi zvezami in lesene diagonale, ki
konstrukciji dajejo togost, vmesni prostor je zapolnjen z ometano opeko.
Slika 14: Mešana konstrukcija Slika 15: Skeletni sistem
Vir: www.public-domain-image.com (prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Kitek Kuzman, 2008/b
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 21
4 PASIVNA GRADNJA
4.1 Definicija pasivne hiše
Začetki »pasivnega dizajna« sodijo v 80. leta preteklega stoletja na Danskem in Švedskem,
kjer so prvi začeli z gradnjo nizkoenergijskih in solarnih hiš. Leta 1991 sta dr.Wolfgang
Feist in Bo Adamson v Darmstadtu v Nemčiji zgradila prvo pasivno hišo. V naslednjem
desetletju se je ta koncept močno razširil, nastal je standard pasivnih hiš, ki se gradijo od
leta 1998. Največ pasivnih hiš je nastalo v Nemčiji, Avstriji, razširjene so tudi v Švici, na
Nizozemskem, Italiji ter drugih celinah (Zbašnik Senegačnik, 2008).
Nizkoenergijske so vse hiše, katerih poraba je manjša kot jo zahtevajo standardi za
energijsko učinkovitost novih hiš. Nizkoenergijske hiše, ničenergijske, pasivne, energijsko
samozadostne, plusenergijske hiše spadajo v skupino energijsko varčnih hiš, vsaka od njih
je kategorizirana po količini toplote, ki jo potrebuje za ogrevanje. Značilnost tovrstnih hiš
je tudi toplotno ugodje, zdrav ambient, niţje stroške ogrevanja, visoko stopnjo
zadovoljstva uporabnikov (Premrov, Ţegarac Leskovar, 2010).
Podlaga pasivnega modela hiše je, da se v največji moţni meri izkoristi pasivne
tehnologije, in s tem zmanjša potreba po aktivnih tehnologijah, ki porabljajo fosilna
goriva. Pasivna hiša je energijsko varčna zgradba, ki ima zaradi izkoristkov sončne
energije in izkoriščenih notranjih virov toplote ob minimalnih toplotnih izgubah minimalne
potrebe po dodatnem ogrevanju v zimskem času ali hlajenju v poletnem času. Tovrstne
zgradbe nudijo najvišje bivalno ugodje ob minimalnih stroških ogrevanja, saj v njih ne
potrebujemo klasičnega, aktivnega ogrevalnega sistema ali klimatskih naprav. Zaradi
pasivne izrabe sončne energije jih tudi imenujemo »pasivne hiše«. Zgrajene so lahko iz
različnih gradiv- opeke, lesa ali celo betona.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 22
Vendar pa pasivna gradnja ni nova tehnologija gradnje, ampak le dosledno izpeljana in
ponekod nadgrajena, nizkoenergijska gradnja. Tlorisna zasnova in oblika zgradbe nista
omejeni, čeprav je smiselno graditi kompaktne zgradbe, s premišljeno razporeditvijo
prostorov, zaradi optimiranja toplotnih izgub. V pasivnih hišah se ţivi enako kot v vseh
drugih hišah. Pasivne hiše so poleg eno/večstanovanjskih zgradb tudi šole, vrtci, športne
hale, poslovne zgradbe, saj omejitev glede velikosti ni.
Razlike med nizkoenergijsko in pasivno hišo so majhne, saj tudi nizkoenergijske
predvidevajo vgradnjo tehničnih naprav za ogrevanje in prezračevanje. Pasivne hiše pa
morajo, poleg tega imeti še tehnično bolj izpopolnjen ovoj zgradbe in inovativnejše
tehnike. Glavni značilnosti pasivne hiše sta namreč odlično toplotno izoliran zunanji ovoj
(tudi okna in vrata), ki je zrakotesen, brez toplotnih mostov ter sistem kontroliranega
prezračevanja z vračanjem toplote odpadnega zraka. Zaradi tega ima pasivna hiša tudi 90%
manjšo potrebo po dodatni toploti kot običajne hiše (Zbašnik Senegačnik, 2008/a).
Slika 16: Shematičen prikaz izoliranosti klasične in pasivne hiše
Vir: http://hise.freevar.com/pasivne_hise.html (prevzeto 14. 9. 2010)
4.2 Toplotna bilanca pasivne hiše
Vsaka pasivna hiša ima enak osnovni koncept: zmanjšati toplotne izgube in optimizirati
solarne dobitke. Pri nas, v srednjeevropskem podnebju se v prvi vrsti posvečamo
zmanjševanju toplotnih izgub skozi ovoj zgradbe, saj mora biti zgradba dobro toplotno
izolirana, da se toplotni dobitki ne izničijo. To je pomembno predvsem pri velikih
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 23
steklenih površinah, kjer skozi njih pridobimo veliko dobitkov sončnega obsevanja, a
hkrati je veliko tudi toplotnih izgub. Razmerje med sončnimi dobitki in toplotnimi
izgubami je zato odvisno od vrste in kakovosti zasteklitve. Če so toplotni dobitki večji od
izgub, jih imenujemo neto dobitki. Značilnost pasivnih hiš je, da se ti neto dobitki
pojavljajo v prehodnih letnih časih, zato takrat ni potrebno ogrevanje.
4.2.1 Vrste toplotnih izgub
Pri vsaki zgradbi se toplota izgublja na dva načina: s transmisijo in prezračevanjem.
Transmisijske toplotne izgube so posledica prehoda toplote skozi gradbeni element.
Kolikšen deleţ toplote se izgubi je odvisno od toplotne prevodnosti gradbenega materiala.
Transmisijske toplotne izgube označujemo s toplotno prehodnostjo U [W/m2K] in linijsko
toplotno prevodnostjo ψ –toplotni mostovi [W/mK]. Bolj kot je izoliran ovoj zgradbe in
manj kot je toplotnih mostov, manjše so tudi transmisijske izgube.
Prezračevalne toplotne izgube so posledica izmenjave zraka med zgradbo in okolico. Ta
izmenjava je lahko namenska- prezračevanje skozi okna ali nenamenska, ko skozi fuge,
špranje izgubljamo toploto. Prezračevalne izgube lahko zmanjšamo z zrakotesnim ovojem
ter okni in vrati, ampak s tem onemogočimo tudi dovod sveţega zraka v prostor. V ta
namen v pasivnih hišah vgrajujemo prezračevalne naprave z rekuperacijo.
Slika 17: Prikaz vrst izgub in dobitkov
Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 24
4.2.2 Vrste toplotnih dobitkov
Toplotne dobitke v zgradbo dobimo s sončnim obsevanjem in z notranjimi viri.
Skozi prosojne dele zgradbe, kot so steklene površine, prosojna toplotna izolacija, dobiva
hiša dobitke sončnega sevanja. Njihova količina je odvisna od orientacije prosojnih delov
in njihove površine (največ dobitkov je na juţnih površinah, manj na zahodnih in
vzhodnih, najmanj na severnih površinah), senčenja, vpadnega kota sončnih ţarkov,
umazanije na oknih…
Dobitki notranjih virov nastajajo, ko se sprošča toplota pri delovanju električnih naprav,
strojev, ljudi v zgradbi. Vsak človek oddaja v prostor toploto okrog 100 W, zato pri
izračunu upoštevamo število stalnih uporabnikov zgradbe. Vendar pa se nekaj notranjih
dobitkov izgubi zaradi izhlapevanja (-25 W) in hladne vode (-5W). Število uporabnikov pa
vpliva tudi na količino toplote, ki nastaja pri delovanju električnih naprav.
Graf 3: Vrste in deleţi izgub in dobitkov
Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 25
4.3 Izračun letne potrebne toplote za ogrevanje
Letno potrebno toploto za ogrevanje izraţamo z energijskim številom E [kWh/m2a].
Postopek je takšen, da najprej določimo toplotne izgube skozi ovoj (transmisijske,
prezračevalne) in nato od njih odštejemo toplotne dobitke (sončnega obsevanja in notranjih
virov). Razlika pomeni letno potrebno toploto za ogrevanje - ki pa ne sme preseči 15
kWh/m2a. Pri večji potrebi po ogrevanju ne zadostuje več toplozračno ogrevanje, ampak
klasični ogrevalni sistem. Ker načrtovanje toplotne bilance pasivne hiše ni enostavno in je
odvisno od mnogih faktorjev, si pri načrtovanju pomagamo s programom PHPP, ki je bil
razvit ravno s tem namenom.
4.4 Standard pasivne hiše
Trenutno veljavni Pravilnik o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi energije v stavbah, za
razliko od običajnih zgradb, za pasivne hiše ne predvideva nobenih dodatnih gradbeno-
fizikalnih zahtev. Ker v Sloveniji še ni ustanove, ki bi preverjala kakovost načrtovanja in
izvedbe pasivnih hiš, jih za nas certificirajo tuji instituti (npr. Passivhaus Institut Darmstadt
v Nemčiji).
Hišo lahko upravičeno imenujemo pasivna, ko dobi tudi ustrezen certifikat, s katerim se
potrdi, da hiša zadošča naslednjim specifičnim vrednostim za pasivne hiše (Feist v Zbašnik
Senegačnik, 2009a):
- letna potrebna toplota za ogrevanje ≤ 15 kWh/m2a
- letna skupna poraba primarne energije ≤ 120 kWh/m2a
- letna poraba električne energije ≤ 18 kWh/m2a
- letne toplotne izgube ≤ 10 kWh/m2a
Poleg tega pa morajo tudi komponente, ki so bile uporabljene pri izvedbi, izpolnjevati
visoke zahteve:
- toplotna prehodnost (U) vseh gradbenih elementov < 0,15 W/m2K
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 26
(pri prostostoječi enodruţinski hiši celo < 0,10W/m2K)
- izvedba brez toplotnih mostov ψ ≤ 0,01 W/mK
- izredna zrakotesnost, kontrolirana s tlačnim preizkusom- vrednost n50 pri 50 Pa
tlačne razlike ≤ 0,6 h-1
- zasteklitve s toplotno prehodnostjo Uw < 0,8 W/m2K
- okenski okvirji s toplotno prehodnostjo Uf < 0,8 W/m2K
- poraba električne energije za pogon prezračevalne naprave ≤ 0,4 Wh/m3
prečrpanega zraka
- najniţje toplotne izgube pri porabi in distribuciji sanitarne vode
- učinkovita izraba električne energije v gospodinjstvu (stroji in naprave energijskega
razreda A in A+)
4.5 Ekologija v pasivni hiši
Pasivna gradnja bi morala biti tako energijsko, kakor tudi ekološko učinkovita. Nenazadnje
se pasivne hiše gradijo predvsem zaradi čim manjšega obremenjevanja okolja. V prvi vrsti
k temu spada ekološka izbira gradiv. To so energijsko nepotratni in zdravju ter okolju
prijazni materiali, ki bi morali za svojo proizvodnjo in odstranitev po končani ţivljenjski
dobi porabiti čim manj energije, in ne bi smeli spuščati nobenih strupenih emisij v
prostore, kar je sicer pogost vzrok bolezni. Lep primer ekoloških pasivnih hiš so pasivne
hiše iz slame in ilovice, ki imajo leseno konstrukcijo. Slama v obliki pravokotnih bal sluţi
kot izolacija, ilovnat omet jo varuje pred škodljivci in poţari, deluje kot parna zapora,
uravnava vlago v prostoru, shranjuje toploto. Konstrukcija je lesena – les pa ne rabi nobene
energije za svoj nastanek, po končani ţivljenjski dobi se lahko reciklira.
Slika 18: Slama in les sta ekološki gradivi
Vir: www.hisa.si (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 27
5 OSNOVNA NAČELA NAČRTOVANJA PASIVNE HIŠE
Ključna faza v procesu nastajanja pasivne hiše je zasnova. Ta je namreč pri pasivnih hišah
nekoliko bolj zapletena zaradi usklajevanja vgrajene tehnologije s tlorisi. Zato je ţe v fazi
zasnove pasivne hiše potrebno sodelovanje različnih strokovnjakov - arhitekta,
strokovnjaka gradbene fizike, strojnih in elektroinstalacij. Velikega pomena pri tem je
dodatno izobraţevanje strokovnjakov, saj sicer ni moţno optimalno načrtovati, niti
pravilno izvesti pasivne hiše (Zbašnik Senegačnik, 2009/b).
Zaradi številnih faktorjev, ki vplivajo na delovanje pasivne hiše, so se kot pomoč pri
načrovanju oblikovala načela, predstavljena v nadaljevanju. Zaradi preglednosti so
razdeljena na pasivne in aktivne sisteme.
5.1 Pasivni sistemi
Mednje štejemo vse sisteme, ki imajo posreden vpliv na delovanje pasivne hiše. Sem spada
izraba naravnih danosti okolja (orientacija), primernost zasnove objekta (izraba dobitkov
sončnega obsevanja skozi zasteklitve, akumulacija toplote, oblika zgradbe, temperaturno
coniranje, toplotna prehodnost gradbene konstrukcije, ter kakovost izvedbe (zrakotesnost,
konstrukcija brez toplotnih mostov). Velik pomen pri doseganju pasivnega standarda ima
toplotni ovoj zgradbe- njegova oblika, sestava in kakovost izvedbe. Zato je zelo
pomembno optimalno načrtovanje pasivne zgradbe.
5.1.1 Orientacija
Orientacija pasivnih hiš je zelo pomembna, saj omogoča optimalno izrabo sončnih
dobitkov. Količina dobitkov je odvisna od letnega časa, dnevnega gibanja sonca ter
orientacije fasade. Najprimernejša za pasivne hiše so juţno orientirana zemljišča, priporoča
se čim manjši odklon od juga, za največ ±20 ⁰, zaradi manjših toplotnih dobitkov. Večjih
zastekljenih površin se posluţujemo na juţnih fasadah, ki so idealne za izrabo sončnih
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 28
dobitkov, saj je poleti juţna fasada manj obsijana od vzhodne in zahodne, pozimi pa je
obsevana intenzivneje kot na vzhodni in zahodni fasadi, kar zmanjša stroške ogrevanja za
40%. Poleti je zjutraj najbolj obsijana vzhodna fasada, zahodna pa popoldan. Čim manjše
steklene površine naj bodo na severni fasadi, saj bo s tem tudi manj toplotnih izgub.
5.1.2 Izraba sončnih dobitkov skozi zasteklitve
Skozi steklene površine pride v prostor sončna energija, ki pripomore k ugodju v prostoru -
ne le zaradi svetlobe, temveč tudi zaradi toplote. Sončni ţarki, ki prosevajo v prostor skozi
steklene površine po eni strani ustvarjajo dobitke toplote, po drugi pa toplotne izgube.
Kljub toplotnim izgubam skozi steklene površine in teţji finančni dostopnosti imajo
zasteklitve v pasivnih hišah pomembno vlogo.
Za čim večjo izrabo dobitkov sončnega obsevanja je treba paziti, da sončni ţarki padajo
direktno na zgradbo, brez neposrednega senčenja. V skladu s tem je potrebno razmike med
sosednjimi zgradbami dimenzionirati glede na zimski vpadni kot sončnih ţarkov, ob
pasivnih hišah pa zasadimo le listopadna drevesa, ki pozimi ne ovirajo dostopa sončnih
ţarkov na zgradbo, poleti pa jo senčijo.
Ker večina sončne energije preide skozi steklo pod pravim kotom, bi idealna pasivna hiša
morala slediti gibanju sonca (npr. okrogle hiše, ki se vrtijo okrog svoje osi in dnevno
sledijo gibanju sonca), kar pa je predrago, zato si lahko pomagamo z naklonom steklenih
površin (sončni kolektorji), zaradi česar spomladi in jeseni učinkoviteje izrabljamo sončne
dobitke.
Slika 19: Prikaz spreminjanja vpadnega kota ţarkov z letnim časom
Vir: http://www.podsvojostreho.net/ (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 29
5.1.3 Akumulacija toplote
Akumulacija pomeni shranjevanje toplote v zgradbi. Pomeni, da sončno sevanje takrat ko
je na voljo, torej čez dan, shranimo, v poznejšem, nočnem času, ko ga več ni na voljo, pa
ga izkoristimo. Na tak način zmanjšamo potrebo po ogrevanju.
Ko sončni ţarki prodrejo skozi steklo, naletijo na gradbene elemente. Nekaj toplote se
absorbira in ogreje gradivo, nekaj pa se ga odbije do drugega elementa, kjer se postopek
absorbcije in odboja ponovi. Absorbcija je najbolj učinkovita pri masivnih gradivih (opeka,
silikatna opeka, beton), ki zaradi velike specifične toplote zelo dobro shranjujejo toploto,
in jo nato z zamikom oddajajo v prostor, ter pri čim večjih in temnejših površinah. Ko je
sončno obsevanje končano, začne toplota, shranjena v masivnem gradivu, segrevati
prostor. Če je stena debela 10-12cm poteka shranjevanje in oddajanje sončnih dobitkov pri
masivnih stenah, v 24-urnemu ritmu. Debelejše stene pa učinkujejo šele na daljše obdobje,
na kratek rok so manj primerne. Največ toplote shranijo masivna tla, saj so direktno
obsijana, vendar le, če na njih ni talnih oblog (preproge, parketi..), ki niso dovolj masivna,
da bi lahko učinkovito shranila toploto.
5.1.4 Oblika zgradbe
Pasivna hiša skozi celoten ovoj izgublja toploto zaradi transmisije. Za njeno optimiranje
poskrbimo tako, da je zunanjih površin glede na volumen objekta čim manj. Razmerje med
površino in volumnom imenujemo faktor oblike in je najugodnješi pri kompaktnih,
enostavnih volumnih, kot je okrogla, kvadratna, osemkotna in elipsasta oblika zgradbe.
Tudi z bolj dinamičnimi, razčlenjenimi oblikami lahko doseţemo pasivni standard, vendar
teţje. Oblika strehe nima bistvenega pomena, vendar imajo enokapnice (med njimi tudi
ravna streha) manjšo površino in če so orientirane na jug, tudi sprejmejo več sončnega
sevanja pozimi.
5.1.5 Temperaturno coniranje
Podobno kot pri zunanjih stenah, tudi v notranjosti hiše prehaja toplota med prostori z
različno temperaturo - to imenujemo transmisijske toplotne izgube. Večje so temperaturne
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 30
razlike med obema površinama, večje so toplotne izgube. Zato je smiselno dati prostore, ki
imajo niţje temperature čim bolj skupaj (stopnišče, shramba, utility, ostali pomoţni
prostori) na severno stran hiše, kjer je tudi temperatura na zunanji steni najniţja. Na
najtoplejšo juţno fasado orientiramo bivalne prostore (kuhinja, jedilnica, dnevna soba,
otroške sobe), ki zahtevajo višje temperature in se tako segrevajo s sončnimi dobitki.
Toplotno coniranje torej pomeni ločevanje prostorov v dve coni - cono z višjimi
temperaturami in cono z niţjimi. Pri načrtovanju je nujno premisliti tudi o tem, ali bo klet
ogrevana ali ne, saj se v primeru neogrevane kleti pojavijo številne teţave s toplotnimi
mostovi med ogrevanim pritličjem in neogrevano kletjo. Zato ponavadi v neogrevano klet
dostopamo z zunanjim stopniščem. Notranje stopnišče je lahko hladno, izven ovoja ali pa
ogrevano, če je samo v ogrevani coni. S temi principi učinkovito in enostavno zmanjšamo
nepotrebne transmisijske toplotne izgube.
5.1.6 Tehnologija gradnje ovoja
Ovoj zgradbe je lahko iz dveh vrst konstrukcij: lahke in masivne konstrukcije. Odločitev s
katero bomo gradili, je pogojena predvsem s ceno in osebno naklonjenostjo investitorja, saj
lahko z obema doseţemo enake rezultate.
6.1.6.1 Masivne stene
Tudi pasivne hiše se še vedno najpogosteje zidane iz opečnih zidakov, opečnih polnjenih s
perlitom, lahkega betona ali betonskih zidakov in na zunanji strani obloţene s toplotno
izolacijo. Druga moţnost je, da na gradbišču v prefabricirane opaţne elemente, npr. opaţne
elemente iz polistirena, vlijemo beton, s čemer je ţe vgrajena tudi toplotna izolacija.
Toplotna prehodnost stene ne sme presegati U=0,15 W/m2K.
5.1.6.2 Montaţne stene
Za izvedbo lahkih sten se najpogosteje uporablja les v obliki prefabriciranih elementov.
Poznamo več načinov gradnje pasivnih lesenih konstrukcij (sistem stebrov in prečk, leseni
okvirji, sistem balloon frame, konstrukcije iz masivnega in ţebljanega lesa, votli elementi
iz trislojnih plošč…), ki so natančneje opisana v 3. poglavju, Lesena montaţna gradnja.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 31
Najpogostejša sta sistem stebrov in prečk ter leseni okvirni sistem. Vmesni prostor je
zapolnjen s toplotno izolacijo (mineralno volno, ovčjo volno, toplotno izolacijo iz
celuloznih kosmičev, lesenih vlaken ali lanom). Stene pasivnih hiš so debelejše od
običajnih in so sestavljene iz večih plasti, zaradi doseganja ustrezne toplotne izolativnosti.
Izvedene so lahko v delavnici ali na gradbišču, vendar pogosteje v tovarni, zaradi
natančnejše izdelave. Deleţ masivnega lesa v stenskih konstrukcijah mora biti čim manjši,
saj les pomeni toplotni most, ker ima večji koeficient toplotne prehodnosti kot toplotna
izolacija. Zato so najbolj ustrezni leseni I-profili, s koeficientom U = 0,09 W/m2K in
sestavo iz dveh masivnih letev, ter vmesne stojine iz lesnih gradiv (vezane, OSB plošče).
Nudijo kar 20% boljšo toplotno izolativnost, kot če bi bili masivni. Na notranji strani sten
je dodatna plast toplotne izolacije, ki sluţi tudi kot instalacijska ravnina. Značilnosti
montaţnih sten so tudi manjša lastna teţa, slabša sposobnost shranjevanja toplote, teţje je
doseči zrakotesnost, še posebej proti vetru.
Slika 20: Prikaz montaţne stene z vgrajenim oknom
Vir: http://montazne-hise-on.net/ (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 32
5.1.7 Toplotna izolacija
Pri pasivni hiši morajo biti vsi elementi toplotnega ovoja (brez izjeme) dobro toplotno
izolirani. Zelo pomembno je, da toplotnoizolativna plast poteka neprekinjeno po vsem
ovoju. Toplotna izolacija mora prekrivati okvirje oken in vrat, ki so tudi
toplotnoizolacijska (Zbašnik Senegačnik, 2008).
Toplotni ovoj zgradbe so vsi gradbeni elementi, ki mejijo na dve temperaturni coni
(zunanje stene, notranje, ki mejijo na neogrevane dele zgradbe, streha, tla, okna, zunanja
vrata) in ne smejo preseči dovoljenih vrednosti. Ker morajo stene pasivne hiše dosegati U
≤ 0, 15 W/m2K, je v stenah več toplotne izolacije (25 - 40cm), ki je lahko umetna ali
organska, pri čemer dajemo prednost slednji (celulozna, kokosova, lanena, ovčja,
konopljina vlakna, pluta, slama). Poleg teh se uporablja tudi prosojna toplotna izolacija,
sestavljena iz številnih vzporednih steklenih tankih cevk, v katere je ujet zrak, ki deluje kot
toplotni izolator. V zimskem času omogoča dodatne dobitke toplote, poleti pa se prekrije s
posebno folijo, ki prepreči pregrevanje prostorov. Namešča se na zunanjo stran masivnih
sten, zato da lahko sončno sevanje skoznjo ogreje masiven zid, ki potem z zamikom
sprošča shranjeno toploto. Sistem deluje tudi pri montaţnih stenah. Poznamo pa tudi
prosojno izolacijo iz celuloznega satovja, ki zaradi različnih barv satovja nudi številne
oblikovalske moţnosti.
5.1.8 Okna in vrata
Preprečevanje toplotnih izgub pri zasteklitvah se je v zadnjih desetletjih zelo okrepilo - od
enoslojnih zasteklitev z Ug =5,6 W/m2K smo danes prišli na običajnih Ug =1,2- 1,4 W/m
2K.
Pri pasivnih hišah danes uporabljamo specialna okna s troslojno toplotnoizolacijsko
zasteklitvijo, polnjeno s kriptonom ali argonom, ki imajo Ug =0,6 - 0,7 W/m2K. Tovrstna
okna so bila razvita posebej za pasivno hišo, saj s klasičnimi dvoslojnimi enostavno ni bilo
moţno doseči pasivnega standarda. Ta toplotna prehodnost zasteklitve je zelo podobna kot
jo ima zunanja stena po trenutno veljavnem Pravilniku o toplotni zaščiti in učinkoviti rabi
energije v stavbah. Prednost troslojne zasteklitve je, da se pozimi v prostor spusti več
toplote kot iz njega (v srednji Evropi) ter da so površinske temperature na notranji strani
pozimi tako visoke, da ni zmanjševanja sevalne toplote, niti slapa padajočega zraka ob
oknu. Pasivne hiše morajo imeti distančnike med stekli iz umetnih snovi, zaradi
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 33
preprečevanja toplotnih mostov, okenski okvirji morajo biti na zunanji strani dodatno
toplotno zaščiteni - z vgrajeno toplotno izolacijo. Senčila (rolete, ţaluzije) pri pasivnih
hišah imajo pomembno nalogo uravnavanja prehoda toplote: v hladnem delu leta naj bodo
ponoči spuščene, v zelo vročih dneh jih zaradi toplotne izolacije spustimo, ob običajnih
temperaturah naj bodo dvignjene, zaradi toplotnih dobitkov. Poletno pregrevanje
preprečujemo tudi s nepremičnimi sončnimi zaščitami na juţnih fasadah- nadstreški,
previsi fasad, balkonov.
Vhodna vrata morajo biti zrakotesna (dvojna tesnila ob straneh in zgoraj, spodaj najmanj
enojna, dodatni zapahi, ki stisnejo krilo ob tesnilo), dobro toplotno izolativna, Umax= 0,8
W/m2K ter brez nevarnosti toplotnih mostov, zato je prag visok kar 1,5mm.
Zrakotesnost se dokaţe z »Blower door testom«, pri katerem na vhodna vrata namestimo
napravo, s katero vpihujemo/izpihujemo zrak. Ko doseţemo razliko 50 Pa med stavbo in
okolico, izmerimo količino zraka, ki ga moramo konstantno vpihovati, da ohranjamo
razliko tlakov. Na tak način izračunamo razmerje med celotnim volumnom stavbe in
količino zraka, ki ga moramo vpihovati. Pri pasivni hiši je največja dovoljena izmenjava
zraka 0,6 celotnega volumna stavbe.
Slika 21: Zgoraj prikaz pravilno vgrajenega okna, spodaj nepravilno
Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 34
5.1.9 Konstruiranje brez toplotnih mostov
Na zunanjem ovoju se zaradi napak pri načrtovanju in izvedbi lahko pojavljajo toplotni
mostovi. To so površine gradbenih elementov, kjer je povečan prehod toplote. Pri pasivnih
hišah se najpogosteje pojavljajo konstrukcijski toplotni mostovi, ti nastanejo, kjer je
toplotni ovoj zgradbe prekinjen. Največkrat so posledica slabo načrtovanih detajlov pri
prebojih, previsih (konzolah), priključkih, rebrih, prekinitvah topolotne izolacije (Zbašnik
Senegačnik, 2009/b). Pri pasivnih hišah ţe samo eden toplotni most pomeni bistveno
motnjo celega pasivnega sistema.
Zavedati se moramo, da se konstrukcijskim toplotnim mostom lahko izognemo samo s
skrbno načrtovanimi in izvedenimi detajli, domišljenimi ţe v fazi načrtovanja. Ko je objekt
ţe zgrajen, je te napake zelo teţko odpraviti. Temeljno načelo preprečevanja toplotnih
mostov je, da mora toplotnoizolativna plast biti ustrezne debeline (masivne stene - nad 25
cm, montaţne 25 – 40 cm) in načrtovana tako, da brez prekinitve ovije stavbo.
5.1.10 Zrakotesnost
Pogost vzrok toplotnih izgub so tudi nezatesnjena mesta v zunanjem ovoju. Pojavljajo se
predvsem na stikih posameznih elementov (folij, plošč, stene in strehe, stene in okna,…),
ki se jim skušamo izogniti s pomočjo tesnilnih trakov in profilov, lepilnih trakov,
mehanskih pritrditev. Ovoj mora biti zrakotesen, zato je treba dobro načrtovati detajle in
paziti na izvedbo. Zrakotesnost se preverja s testom »Blower door«, opisanim v poglavju o
oknih in vratih. Zrakotesna ravnina mora biti samo ena, napake se ne odpravljajo z drugo
ravnino. Zrakotesni ovoj je vedno na notranji strani ovoja in deluje tudi kot parna zapora,
zato ne sme biti popolnoma difuzijsko zaprt. Posebno pozorni na zrakotesnost moramo biti
pri vgradnji oken in vrat ter instalacijskih prebojih. Zrakotesnost masivnih sten se doseţe z
zrakotesnimi notranjimi ometi, pri montaţnih konstrukcijah pa se na notranji strani vgradi
parna zapora, v obliki folije ali armirane gradbene lepenke.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 35
Slika 22: Vsa netesna mesta na ovoju je potrebno dodatno zatesniti, npr. s posebnim zrakotesnim
ekspanzivnim lepilnim trakom
Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a
5.2 Aktivni sistemi
To so sistemi, ki za svoje delovanje potrebujejo energijo (fosilna, električna, sončna,…).
Zaradi ekološke naravnanosti pasivnih hiš se njihove uporabe v čim večji meri izogibamo
in jih uporabljamo le kot dopolnilo pasivnih sistemov. Sem sodijo prezračevalni sistemi, ki
izrabljajo toploto odpadnega zraka, ogrevanje z izrabo geotermalne energije, pretvarjanje
sončne energije v aktivnih solarnih sistemih.
5.2.1 Prezračevanje
Človek za svoje delovanje potrebuje sveţ zrak. Pasivne hiše bi zaradi visokoizolativnega,
zrakotesnega ovoja ter zaradi toplotnih izgub nezaţeljenega odpiranja oken, hitro postale
neprijetne za bivanje, če ne bi potekal poseben sistem prezračevanja, imenovan
rekuperacija. To je sistem mehanskega, kontroliranega prezračevanja z vračanjem toplote
odpadnega zraka – topel odpadni zrak odda toploto hladnemu zraku, ki vstopa v prostor,
kar dodatno zmanjšuje toplotne izgube zaradi prezračevanja. Izmenjava zraka znaša n 50 <
0,6 h -1
. V sistem se vgrajeni tudi filtri, ki neprestano čistijo zrak.
V pasivnih hišah je zrak vedno sveţ. Odpiranje oken ni potrebno, čeprav ni prepovedano.
Uporabniki lahko okno odprejo vedno, ko si to ţelijo (Zbašnik Senegačnik, 2008). Sveţ
zrak se zajema skozi rešetko na fasadi, potem gre po izoliranih ceveh do prezračevalne
naprave skozi filter. Nato se ta sveţ zrak segreje s pomočjo toplote, ki se odvaja iz
zgradbe. Segret zrak nato poteka po razvodnem sistemu in se dovaja v dovodne prostore -
bivalne prostore kot sta dnevna soba, jedilnica ter spalnica, otroške sobe. Izrabljen zrak pa
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 36
se po ceveh odvaja od tam, kjer je najbolj vlaţen in poln različnih vonjav – v kuhinji,
kopalnici, stranišču in shrambi. Po ceveh nato pride do prezračevalne naprave, v
prenosniku toplote odda odpadno toploto sveţemu, hladnemu zraku, nato pa se po ceveh
spet odvede navzven.
Poudariti je treba, da prezračevalna naprava ni klimatska, proti kateri ima veliko ljudi
pomisleke. Ta namreč ves čas ohlaja isti zrak, ki je v prostoru, le majhen del ga pride od
zunaj. Pri mehanskem prezračevanju pa v zgradbo ves čas prihaja sveţ zrak od zunaj in se
v prenosniku toplote le segreje s toploto izrabljenega zraka, ki zgradbo zapušča (Zbašnik
Senegačnik, 2009b). Kanali za dovod in odvod zraka potekajo po ploščatih, fleksibilnih
ceveh, širine 10-20cm in se vgradijo pod talnih estrihom ali še bolje, pod stropom. Zaradi
učinkovitosti, dovodne in odvodne šobe ne smejo biti preblizu skupaj (Zbašnik
Senegačnik, 2008/a).
Slika 23: Prikaz rekuperacije
Vir: http://www.marles-hise.si/tl_files/slike/tehnologija/ (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 37
5.2.2 Ogrevanje
Pasivne hiše imajo izredno nizko potrebo po ogrevanju, ki letno znaša manj od 15
kWh/m2a, kar pomeni, da lahko 30 m
2 veliko dnevno sobo ogrejemo z močjo, ki jo
porabijo tri 100 W ţarnice na ţarilno nitko. Zasluge za to imata kakovosten ovoj zgradbe
in prezračevalni sistem, ki izrablja toploto odpadnega zraka (Zbašnik Senegačnik, 2009/b).
Pasivne hiše je pravzaprav potrebno ogrevati le pri temperaturah med 0 in 5o
C, v
hladnejših dneh je nebo jasno, zato zadoščajo toplotni dobitki.
Za ogrevanje pasivnih hiš se najpogosteje namesto klasičnih ogrevalnih sistemov uporablja
toplozračno ogrevanje. Zanj je značilno, da v hladnih dneh malo dogreje zrak, ki se s
prezračevalno napravo dovaja v prostore. Najpogostejši toplozračni sistem je toplotna
črpalka – naprava, ki zajema toploto okolice in jo dvigne na višji temperaturni nivo.
Toploto zajema iz različnih medijev, ki imajo akumulirano sončno energijo (zemlja, voda,
zrak). Uporablja se za ogrevanje zgradb in sanitarne vode. Razvita je bila ţe pred pasivno
hišo, vendar pri običajnih hišah ne zadošča ogrevalnim potrebam.
Razmisliti je tudi treba o načinu ogrevanja sanitarne vode. Pasivne hiše porabijo kar
dvakrat več energije za ogrevanje sanitarne vode kot za ogrevanje prostorov, saj se mora
sanitarna voda ogrevati vso leto, prostori pa le pozimi. Sanitarno vodo segrevamo s
kombiniranjem toplotne črpalke in sprejemnikov sončne energije. Z njimi se pokrije kar
40-60% energije potrebne za segrevanje sanitarne vode (Zbašnik Senegačnik, 2009/b).
Toplotna črpalka deluje na istem principu kot hladilnik. Hladilnik ohlaja svojo notranjost s
tem, ko ţivilom odvzema toploto, ta se potem odvaja iz hladilnika kot odpadna toplota. S
pomočjo toplotne črpalke izkoristimo toploto nekega medija in z njo ogrevamo prostore ali
sanitarno vodo. Pridobljena toplota je rezultat termodinamičnega procesa in ne izgorevanja
goriva, kot pri klasičnih ogrevalnih sistemih. V toplotni črpalki je uparjalnik, ki iz
odvzema toploto iz okolice (zemlje, vode, zraka), ta toplota pri nizkih temperaturah upari
in segreje delovno snov (hladivo), ki nato potuje do kompresorja. Ta jo stisne in s tem
segreje. Nato se v kondenzatorju kondenzira vroča para, ki odda toploto ogrevanemu
mediju. Hladivo potem potuje preko ekspanzijskega ventila, ki mu zniţa tlak, ponovno v
uparjalnik, kjer se proces ponovi. Za pogon toplotne črpalke rabimo električno energijo, ki
poganja kompresor in ventilator. Vendar je razmerje med porabljeno elektriko in
brezplačno energijo 1:3 ali celo pri novejših 1:5 (Zbašnik Senegačnik, 2008/a).
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 38
Slika 24: Shematičen prikaz delovanja toplotne črpalke
Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a
Poznamo več vrst toplotnih črpalk, glede na medij izkoriščanja: zrak/voda, voda/voda,
zemlja/voda. Na prvem mestu je medij, ki ga hladimo, na drugem tisti, ki ga grejemo. V ta
nemen lahko izkoriščamo toploto zraka, površinske zemlje, kamnin, podtalnice ali
površinskih voda.
Slika 25: Toplotna črpalka skrbi za ogrevanje ter ima moţnost segrevanja sanitarne vode
vir: http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT275.htm (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 39
5.2.3 Pretvarjanje sončne energije
Sončna energija je povsod dostopen, obnovljiv, okolju prijazen in brezplačen vir energije.
Danes je na trţišču veliko tehnologij, ki pretvarjajo sončno energijo. Ločimo sprejemnike
sončne energije in sončne celice.
Sončni kolektorji - sprejemniki sončne energije sluţijo predvsem za ogrevanje sanitarne
vode. Sestavljata jih iz transparentni pokrov in absorber, kjer se delovno sredstvo
(medij)ogreje. Ta se prenese v prenosnik toplote, kjer se lahko toplota dogreje z drugimi
viri (elektriko, fosilnimi gorivi). Ko je temperatura medija v kolektorju višja kot v
hranilniku, regulacija zagotavlja vklop toplotne črpalke.
Poznamo dva tipa sprejemnikov sončne energije: ploščate in vakuumske. Ploščati imajo
absorber nameščen v ploščatem ohišju s toplotno izolacijo na spodnji strani, vakuumski pa
v vakuumu v steklenih ceveh. Vakuumski so zelo učinkoviti, ker ni toplotnih izgub, so pa
zato veliko draţji. Namestimo jih na čim bolj juţno orientirana mesta pod naklonom 45o-
strehe, balkonske ograje, fasade, lahko so prostostoječi. Na tak način lahko letno
prihranimo 60% energije, potrebne za segrevanje sanitarne vode. Poleti se vsa energija za
segrevanje sanitarne vode pridobi s sprejemniki sončne energije, pozimi jo je treba
dogrevati oziroma sistem izključiti.
Sončne celice pa delujejo kot diode, ki izkoriščajo energijo svetlobe za izbijanje
elektronov, kar vodi do nastanka izmeničnega toka. Njihova uporaba vztrajno narašča,
čeprav so trenutno najdraţji način pridobivanja elektrike in čeprav se pri njihovi
proizvodnji porabi ogromno energije (Zbašnik Senegačnik, 2008/a).
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 40
6 IDEJNA ARHITEKTURNA ZASNOVA PASIVNE HIŠE
V skladu s cilji te diplomske naloge sem zasnovala enodruţinsko pasivno hišo ter s
pomočjo računalniškega programa PHPP ugotavljala, kako povečanje oziroma zmanjšanje
steklenih površin na sever oziroma jug vpliva na njeno energijsko učinkovitost.
Na tem mestu naj omenim, da se sočasno s to diplomsko nalogo izdeluje tudi diplomska
naloga o nizkoenergijski hiši, ki temelji na enaki tlorisni zasnovi in uporabi aktivnih
sistemov. Namen tega je doseči primerjavo potrebne energije za ogrevanje enake hiše, ki
se razlikujeta le po površini okenskih odprtin in konstrukcijski sestavi.
6.1 Tehnično poročilo
6.1.1 Lokacija
Obravnavana idejna zasnova pasivne hiše je izdelana glede na lokacijo v Kraigherjevi
ulici v Slovenski Bistrici, parcelna številka 102/2. Lokacija je zelo primerna za postavitev
pasivne hiše, saj ima minimalni odklon (6 o) od navpičnice v smeri sever-jug ter sosednje
objekte dovolj oddaljene, da ne senčijo hiše.
Slika 26: Prikaz lokacije zasnovane hiše v Slov.Bistrici
Vir: www.piso.si (prevzeto 14. 9. 2010)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 41
6.1.2 Arhitektonska zasnova
Zunanja in notranja podoba hiše sta sodobni, saj je hiša zasnovana za urbano okolje.
Objekt je enodruţinska, dvonadstropna hiša z leseno okvirno konstrukcijo, postavljena na
talno ploščo in je brez kleti. Zaradi nizkoenergijskega standarda ima povečane steklene
površine proti jugu ter ravno streho s sončnimi kolektorji za ogrevanje sanitarne vode. Hiše
se drţi avtomobilski nadstrešek z zunanjo shrambo na severni ter lesena pergola na juţni
strani hiše, ki sluţi kot senčilo poleti. Okrog hiše je predvideno tlakovanje, tlakovan dovoz,
lesena terasa ter travnate površine.
Slika 27: Zahodna fasada
6.1.3 Funkcionalna zasnova
Po obliki je hiša kubična, in to iz mnogih razlogov. Kubična hiša ima manjšo površino
ovoja, zato se laţje in ceneje doseţe pasivni standard, s tem potrebujemo veliko manj
aktivnih sistemov. Enostavnejša je izvedba lesene konstrukcije, in s tem manj moţnosti za
toplotne mostove, zaradi ravne strehe je površina ovoja manjša kot pri poševni strehi in
tudi tlorisna površina v ovoju maksimalno izkoriščena, vsi prostori imajo enako višino.
Namesto potratnega podstrešja oziroma kleti, je ob hiši manjša zunanja shramba za
shranjevanje.
V pritličju se nahaja vhodna veţa, tehnični prostor, sanitarije, utiliti, shramba ter velik
bivalni prostor, ki zajema kuhinjo, jedilnico in dnevno sobo. V nadstropju so spalnica, dve
otroški sobi, garderoba, sanitarije, kopalnica in hodnik.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 42
Slika 28,29: Tloris pritličja, desno tloris nadstropja
Doseganje pasivnega standarda je doseţeno z:
- zamaknjenim nadstropjem, ki v poletnih mesecih senči velike steklene površine na
jug
- kompaktno kubično zasnovo, ki ima manjšo površino ovoja, enostavnejšo izvedbo
- ustreznimi sestavami konstrukcij
- velikimi steklenimi površinami na jug in zahod ter majhnimi na sever
- postavitvijo na juţno orientirano zemljišče brez senčenja drugih objektov
- stopnišče pozicionirano sredi prostora, v »topli coni«
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 43
- ekološkimi materiali (les, celuloza, prodec)
- vgradnjo manj potratnih naprav in aktivnih sistemov
- zrakotesnostjo ovoja
6.1.4 Sestave konstrukcij
Vsa hiša, razen talne plošče, je iz lesene konstrukcije. Hiša se postavi na dobro izolirano
betonirano temeljno ploščo. Zidovi so montaţni. Nosilna je lesena okvirna konstrukcija,
med katero je toplotna izolacija, na notranji strani obloţena s mavčno-vlakneno ploščo, na
zunanji pa z gradbeno lesno-vlakneno ploščo in zaključnim slojem ometom oz. lesenimi
horizontalnimi letvami. Notranje stene so tanjše in imajo na obeh straneh konstrukcije s
toplotno izolacijo, po dve mavčno-vlakneni plošči. Stropovi so leseni, nosijo jih stropniki,
izvede se cementni estrih. Tudi strešna konstrukcija je lesena, dobro izolirana in prekrita s
s prodcem ter hidroizolacijo na osnovi PVC ( npr. Sika )..
Toplotne prehodnosti posameznih gradbenih konstrukcij, izračunane s programom PHPP
so naslednje (vse sestave so natančneje zrisane v detajlih v prilogi):
- zunanja stena, zaključni sloj omet: Ustena1=0,093 W/m2 K
- zunanja stena, zaključni sloj horizontalne letve: Ustena2=0,096 W/m2 K
- talna plošča: Utla=0,10 W/m2 K
- ravna streha: Ustreha=0,10 W/m2 K
Slika 30: Vzdolţni prerez
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 44
6.1.5 Finalizacija
Predvideni notranji tlak je parket, keramične ploščice v pogosto vlaţnih prostorih
(kopalnice, vhodna veţa, hodnik, utiliti) ter lesene letve na terasi. Notranje stene so
obloţene z OSB in mavčno-vlaknenimi ploščami oziroma s keramičnimi ploščicami.
Predvidena je montaţa sanitarnih elementov, rekuperacije in finalna električna dela. V
spodnjem nadstropju je bela demit fasada, v zgornjem nadstropju pa lesena fasada iz
horizontalnih letev, sestavljenih po sistemu utor-pero.
Slika 31, 32: Prostorski prikaz hiše
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 45
6.1.6 Okna, vrata, senčila
Ker so pri pasivni hiši zasteklitve izrednega pomena, smo pri izračunu upoštevali trislojno
okensko zasteklitev Unitop 0,51 - 52- UNIGLAS (4 mm-12 mm-4 mm-12mm-4mm), z
dvema nizkoenergijskima nanosoma in polnilom kriptonom v obeh zračnih slojih.
Toplotna prehodnost stekla znaša odličnih Ug = 0,51 W/(m2 K). Vgrajeni okenski okvirji so
leseni, debeline 114 mm in imajo izboljšano toplotno izolativnost Uf = 0,73 W/(m2
K),
zaradi dodatne toplotne izolacije v okvirju. Zelo pomembna pa je tudi sama vgradnja oken,
saj morajo biti skrbno vgrajena v toplotno izolacijo, zaradi preprečevanja toplotnega
mostu.
Za senčenje poskrbi previs nadstropja na juţni strani, lesena pergola z listopadnimi
plezalkami ter zunanje ţaluzije vgrajene na zunanjo stran oken.
Vgrajena vhodna vrata so lesena, polnjena s izolacijsko sredico in toplotno prehodnostjo
Ud = 0,75 W/(m2
K). Tudi prag je izolativen, saj je visok 15mm. Vrata so primerna za
vgradnjo v pasivne hiše, kar dokazuje certifikat Passivhausinstituta.
Slika 33:Prerez lesenih vrat za pasivne hiše Slika 34:Prerez okna pasivne hiše
Vir: http://www.m-sora.si/(prevzeto 14. 9. 2010) Vir: Zbašnik Senegačnik, 2008/a
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 46
6.1.7 Prezračevanje
Hiša ima kontroliran sistem prezračevanja z rekuperacijo. Center za upravljanje
prezračevanja in ogrevanja je v pritličju, v tehničnem prostoru. Na fasadi sta dve rešetki-
rešetka za zajemanje zraka in rešetka za odvod odpadnega zraka. Rešetka za zajemanje
zraka je z izoliranimi cevmi povezana s prezračevalno napravo in filtrom v tehničnem
prostoru. Tam se segreje sveţ zrak s pomočjo toplote, ki se več ne potrebuje. Preden pa
hladen, sveţ zrak vstopi skozi rešetko v hišo, se predogreje v zemeljskem kolektorju –
posebni cevi v zemlji, da se porabi čim manj energije.
Slika 35: Razvod prezračevalnih cevi, ponavadi skrit pod spuščenim stropom
Vir: http://bob.czp-vecer.si/igre2006/kvadrati/ (prevzeto 14. 9. 2010)
Za sveţ zrak skrbi razvod ploščatih cevi, širine 15 - 20cm, ki se vodijo v pritličju pod
spuščenim stropom in nato so ob stenah speljane še v nadstropje. Dovodne cevi dovajajo
zrak v dnevno sobo, jedilnico, otroške sobe, spalnico. Odvodne cevi pa ga odvajajo iz
kuhinje, kopalnice, stranišča in shrambe, do tehničnega prostora kjer je prezračevalna
naprava, v prenosniku toplote odda odpadno toploto sveţemu, hladnemu zraku, in se
odvede navzven skozi drugo rešetko.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 47
6.1.8 Ogrevanje
Pasivna hiša porabi izredno malo energije za ogrevanje. Minimalnim potrebam po
dogrevanju, predvsem v prehodnih mesecih, zato zadosti ogrevanje z rekuperacijo
odpadnega zraka.
6.1.9 Solarni sistem
Sanitarna voda se ogreva s pomočjo vakuumskih sončnih kolektorjev, ki so na kovinskih
stojalih, obrnjenimi na jug, postavljeni na ravni strehi pod naklonom 45o. Površina
kolektorjev je 1,5 m2
kolektorja na osebo, torej skupno 6m2. Hranilnik toplote je 490-
litrski, kar zadostuje potrebam enodruţinske hiše in pokrije okrog 80% dnevnih potreb po
sanitarni vodi. Dodatno segrevanje tople vode je zagotovljeno z električnim grelcem.
6.2 Preveritev nizkoenergijskega standarda s PHPP
Danes je na trgu mnogo računalniških programov za preračun energijske bilance objektov.
Eden vodilnih na tem področju je PHPP, s katerim smo spreminjali velikosti steklenih
površin na različno orientiranih fasadah in opazovali, kako se s tem spreminja energija
potrebna za ogrevanje.
6.2.1 Vhodni parametri
Program PHPP potrebuje za izračun energijske učinkovitosti številne parametre, kot so:
Klimatski podatki
- za izbrano lokacijo določene geografske širine potrebujemo natančne
klimatske podatke za vsak mesec posebej
Tehnični podatke o mikrolokaciji
- orientacija parcele in objekta na njej (za izračun toplotnih dobitkov)
- vertikalne ovire
Tehnični podatki objekta
- površino ovoja (površino zunanjih sten, plošče v stiku s tlemi, strešne
konstrukcije, stavbnega pohištva)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 48
- dimenzije elementov, ki senčijo objekt (dimenzije previsov, globina špalet,
višina sosednjih objektov, dreves)
Toplotne karakteristike ovoja
- toplotna prehodnost vseh konstrukcij- zunanjih sten, plošče v stiku s tlemi,
strešne konstrukcije, okenskega okvirja in zasteklitve
- vrednosti toplotnih mostov, v kolikor obstajajo (konstrukcijski, konvekcijski,
geometrijski)
Podatke o prezračevanju
- poleti uvedemo mehansko nočno prezračevanje, da preprečimo pregrevanje
Tehnične karakteristike vgrajenih naprav
- karakteristike prezračevalne naprave, toplotne črpalke, solarnega sistema za
pripravo sanitarne vode,…
6.2.2 Vpliv velikosti zasteklitve
Pri analizi spreminjanja steklenih površin je večina podatkov ostala v vseh primerih enaka,
spreminjali pa smo površino zasteklitve na severni in juţni strani ter opazovali, kakšen
vpliv ima to na toploto, potrebno za ogrevanje in pregrevanje poleti. Obravnavali smo tri
modifikacije. V prvi smo povečali površino okenskih odprtin na sever, v drugi povečali na
jug, v tretji pa zmanjšali površino okenskih odprtin na jug.
Tabela 2: Prikaz splošnih karakteristik izhodiščnega primera
Izhodiščni primer- splošne karakteristike
Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a
Pregrevanje poleti 6,7 %
Toplotne izgube 15 W/m2
Moč potrebna za hlajenje 8 W/m2
Površina ovoja
Površina zunanjih sten 198,62 m2
Površina talne plošče 101,76 m2
Površina strešne konstrukcije 113,08 m2
Površina vhodnih vrat 2 m2
Površina stavbnega pohištva (okna) 49,74 m2
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 49
Skupaj površina ovoja 463,2 m2
Toplotne prehodnosti konstrukcij
Zunanja stena (omet) 0,096 W/m2
K
Zunanja stena (lesena obloga) 0,093 W/m2 K
Talna plošča 0,106 W/m2 K
Ravna streha 0,105 W/m2 K
Tabela 3: Prikaz karakteristik stavbnega pohištva izhodiščnega primera
Stavbno pohištvo Transmisijske
izgube
Solarni dobitki
m2 % kWh/a kWh/a
Površina stavb. pohištvo sever 3,28 6,66 223 64
Površina stavb. pohištvo jug 22,86 45,87 1300 2535
Površina stavb. pohištvo vzhod 8,59 17,27 581 449
Površina stavb. pohištvo zahod 15,01 30,2 895 936
Skupna povr. stavb.pohištva 49,74 100 2999 3984
Od tega površina zasteklitve 33,7 67,58
Od tega površina okenskega okvirja 16,04 32,26
Toplotna prehodnost zasteklitve 463,2 W/mK
1. Večanje steklenih površin na severni fasadi
V prvem koraku smo razširili in povišali dimenzije vseh oken na severni fasadi za 50%
(1,6x0,8m na 2,4x1,2m in 0,9x0,8 na 1,35x1,2). Ker so bile spremembe zelo majhne, smo
v naslednjem koraku dimenzije oken povečali za 100% (okni 1,6x0,8m na 3,2 x1,6m in
0,9x0,8m na 1,8x1,6m).
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 50
Tabela 4: Povečanje steklenih površin na severni fasadi v primerjavi z izhodiščem
Izhodiščni primer 1.povečanje 2.povečanje
Severna fasada
Površina oken sever 3,28 m2 7,38 m2 13,2 m2
Površina zasteklitve sever 2,0 m2 5,4 m2 10,5 m2
Transmisijske izgube sever 223 kWh/a 437 kWh/a 718 kWh/a
Solarni dobitki sever 64 kWh/a 175 kWh/a 345 kWh/a
Skupno fasade
Skupna površina oken 49,8 m2 53,84 m2 59,58 m2
Površina zasteklitve 33,71 m2 37,1 m2 42,2 m2
Površina okenskega okvirja 16,09 16,74 m2 17,38 m
2
Transmisijske izgube 2999 kWh/a 3213 kWh/a 3494 kWh/a
Solarni dobitki 3984 kWh/a 4096 kWh/a 4265 kWh/a
Pregrevanje poleti 6,7% 7% 7%
Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a 14 kWh/m
2a 15 kWh/m
2a
Kot je razvidno iz zgornje tabele se razlika pokaţe šele pri 302,4 % povečanju steklenih
površin na severu, ko se je letna potreba po ogrevanju zvišala iz 14 kWh/m2a na 15
kWh/m2a.
Kljub močno povečanim oknom so se potrebe po ogrevanju komaj spremenile. Iz tega
ugotovimo, da se razlike na severni fasadi kaţejo počasi, šele ob velikih spremembah.
Razlog za takšen rezultat so tudi kakovostna trislojna okna, katerih toplotna prehodnost je
samo 0,51 W/(m2
K), medtem ko je toplotna prehodnost zidu pasivne hiše nekje 5,3-krat
manjša in znaša 0,093 pri leseni fasadi oz. 0,096 pri izvedbi z ometom.
Z večanjem oken na severni fasadi so se transmisijske izgube skupno povečale za 16,5 %,
solarni dobitki pa skupno za samo 7,05%. Povečevanje oken na severni strani tako
negativno vpliva na energijsko bilanco hiše. Izgube toplote so kar 2,34 - krat večje od
solarnih dobitkov.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 51
Graf 4: Vpliv povečanja steklenih površin na severu
2. Povečanje odprtin na jug
V prvem koraku smo širino in višino vsakega okna juţne fasade povečali za 20cm, v
drugem koraku pa smo okna še dodatno razširili za 20 cm, skupno torej za 40 cm.
Tabela 5: Povečanje steklenih površin na jug v primerjavi z izhodiščem
Izhodiščni primer 1.povečanje 2.povečanje
Juţna fasada
Površina stavb.pohištvo jug 22,86 m2 29,49 m2 33,65 m2
Površina zasteklitve jug 16,8 m2 22,6 m2 26,3 m2
Transmisijske izgube jug 1300 kWh/a 1619 kWh/a 1814 kWh/a
Solarni dobitki jug 2535 kWh/a 3465 kWh/a 4070 kWh/a
Skupno fasade
Skupna površina oken 49,74 m2 56,38 m2 60,54 m2
Površina zasteklitve 33,7 m2 39,5 m2 43,4 m2
Površina okenskega okvirja 16,04 m2 16,88 m2 17,14 m2
Transmisijske izgube 2999 kWh/a 3318 kWh/a 3513 kWh/a
Solarni dobitki 3984 kWh/a 4914 kWh/a 5519 kWh/a
Pregrevanje poleti 6,7% 8,2 % 11 %
Moč potrebna za hlajenje 8 W/m2 a 9 W/m2 a 10 W/m2 a
Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a 11 kWh/m
2a 10 kWh/m
2a
Izhodišče 1.povečanje 2.povečanje
Izgube 2999 3213 4096
Dobitki 3984 3494 4265
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Do
bit
ki iz
izg
ub
e v
kW
h/a
Vpliv večanja steklenih površin na severu
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 52
Zasteklitev na juţni strani je najprej bila povečana za 29% in nato še za dodatnih 18,2%.
Pokazale so se številne spremembe in to pri veliko manjšem odstotku povečanih steklenih
površin kot na severni fasadi. Povišalo se je pregrevanje poleti, skupno za 4,3% , moč
potrebna za hlajenje se je dvignila iz 8 W/m2
a na 10 W/m2
a. Letna potrebna toplota za
ogrevanje je upadla iz 14 kWh/m2a na samo 10 kWh/m
2a.
Transmisijske izgube so zaradi povečanja oken večje za skupno 17%, solarni dobitki pa za
38,52%. Solarnih dobitkov je 2,26-krat več kot transmisijskih izgub. Tako analiza kot
spodnji graf neizpodbitno dokaţeta, da velike steklene površine na juţni strani izredno
pozitivno vplivajo na energijsko bilanco pasivne hiše.
Ta modifikacija nam kaţe, da bi bilo smiselno na našem primeru še povečati steklene
površine na juţno stran, saj bi s tem zmanjšali potrebo po ogrevanju, vendar bi bila nujna
namestitev zunanjih senčil.
Graf 5: Vpliv povečanja steklenih površin na jugu
Izhodišče 1.povečanje 2.povečanje
Izgube 2999 3318 3513
Dobitki 3984 4914 5519
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Vre
dn
ost
do
bit
kov
in iz
gub
v k
Wh
/a
Vpliv večanja steklenih površin na jugu
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 53
3. Zmanjšanje odprtin na jug
Najprej smo zooţali in zniţali juţne odprtine za 20 cm, v drugem koraku pa smo
izhodiščne odprtine še dodatno zniţali za 20 cm, torej skupno 40 cm zniţali od izhodiščnih
dimenzij.
Tabela 6: Zmanjšanje steklenih površin na jugu v primerjavi z izhodiščem
Izhodiščni primer 1.zmanjšanje 2.zmanjšanje
Juţna fasada
Površina stavb.pohištvo jug 22,86 m2 17,28 m2 15,46 m2
Površina zasteklitve jug 16,8 m2 12 m2 10,6 m2
Transmisijske izgube jug 1300 kWh/a 1025 kWh/a 929 kWh/a
Solarni dobitki jug 2535 kWh/a 936 kWh/a 1561 kWh/a
Skupno fasade
Skupna površina oken 49,74 m2 44,16 m2 42,35 m2
Površina zasteklitve 33,7 m2 28,9 m2 27,5 m2
Površina okenskega okvirja 16,04 m2 15,26 m2 14,85 m2
Transmisijske izgube 2999 kWh/a 2724 kWh/a 2628 kWh/a
Solarni dobitki 3984 kWh/a 3230 kWh/a 3009 kWh/a
Pregrevanje poleti 6,7% 4 % 3 %
Moč potrebna za hlajenje 8 W/m2 a 7 W/m2 a 7 W/m2 a
Letna potrebna toplota za ogrevanje 14 kWh/m2a 16 kWh/m
2a 17 kWh/m
2a
V prvem koraku smo steklene površine na juţni fasadi zmanjšali za 24,2%, v drugem za
32,4%. Kot pričakovano, se je skupno zniţalo poletno pregrevanje iz 6,7% na 3% ter s tem
povezana moč potrebna za hlajenje, je upadla za 1 W/m2
a. Najbolj očiten pokazatelj, kako
velik vpliv na ogrevanje imajo steklene površine pa je letna potrebna toplota za ogrevanje.
Ta se je dvignila za kar 3kWh/m2a pri 32,4% zmanjšanju steklenih površin, kar je ogromna
količina energije, še posebej za pasivno hišo.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 54
Zaradi zmanjšanja okenskih odprtin so upadle transmisijske izgube za 12,28%, solarni
dobitki pa kar za 24,24%. Kot smo ţe ugotovili, majhna površina oken na juţni strani zelo
poslabša energijsko bilanco objekta.
Graf 6: Vpliv zmanjšanja steklenih površin na jugu
Izhodišče 1.zmanjšanje 2.zmanjšanje
Izgube 2999 2724 2628
Dobitki 3984 3230 3009
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Vre
dn
ost
do
bit
kov
in iz
gub
v k
Wh
/a
Vpliv zmanjšanja steklenih površin na jugu
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 55
7 ZAKLJUČEK
Z diplomsko nalogo smo predstavili pasivno hišo v teoriji in praksi. Pri zasnovi pasivne
hiše smo skušali uporabiti čim več teoretičnega znanja o tej tematiki v praksi. Rezultat je
hiša, ki je energijsko tako učinkovita, da jo lahko imenujemo pasivna. To dokazuje izpis iz
programa PHPP. Diplomska naloga se je posvetila temu, kako ustvariti čim bolj energijsko
učinkovito hišo, ki za svoje delovanje potrebuje čim manj energije, je prijetna za bivanje in
obenem minimalno onesnaţuje okolje.
Spreminjanje steklenih površin na severu in jugu v programu PHPP je pokazalo, da se
velike steklene površine na jugu, zahodu zares obrestujejo, še posebej pozimi, saj se
zmanjša potreba po ogrevanju. Paziti je treba samo na poletno pregrevanje, ki pa ob
uporabi zunanjih senčil in nočnem mehanskem prezračevanju ni problematično.
Presenetljivo je, da pri povečanju površin na sever ni bilo bistvenih razlik, so se pa izgube
večale veliko hitreje kot dobitki, kar daje slutiti, da bi prišli do večjih sprememb, če bi
močno povečevali steklene površine na sever. S pomočjo te analize smo ugotovili, da bi
bilo smiselno na izhodiščnem primeru še povečati steklene površine na jug, saj bi se s tem
zmanjšala tudi energija, potrebna za ogrevanje, vendar bi morali nujno namestiti zunanja
senčila zaradi poletnega pregrevanja.
V diplomski nalogi smo se veliko ukvarjali s sestavami konstrukcij in izvedbami detajlov,
saj je to najbolj ključna zadeva pri vsej zasnovi, priloţena v prilogi. Konstruiranje brez
toplotnih mostov bi moralo biti v sodobnem času pravilo in ne izjema, kot kaţe trenutno
stanje v Sloveniji.
Diplomska naloga dokazuje, da pasivna hiša omogoča sodobnemu človeku izrabljati
obnovljive, naravne vire s pomočjo tehnologije, brez katere to ne bi bilo mogoče. Danes,
ko je tehnologija tako razvita, je naša dolţnost, vračati se nazaj k naravi. Sonce, les, voda,
zemlja in veter so povsod dostopni in se ponujajo, da jih izrabimo ter s tem koristimo
našemu planetu in predvsem samemu sebi.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 56
8 VIRI IN LITERATURA
1. Agencija republike Slovenije za okolje, 2010. www.arso.gov.si (3. 5. 2010).
2. Benedetti, C., 2009. Bauen mit Holz, Freie Universität Bozen, Fakultät für
Naturwissenschaften und Technik, Bozen.
3. Dujič, B., 2010. Konstrukcije iz kriţno lepljenih lesenih panelov- Nova pot
sodobnega gradbeništva. www.lesena-gradnja.si (6.5.2010).
4. Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, 2010.
http://ibois.epfl.ch/page12021.html (22.5.2010).
5. Grobovšek, B., 2010. http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT155.htm
(22.5.2010).
6. Hrovatin, J., 2008. Izvedbe sten pri leseni montaţni gradnji, Gradnja z lesom- izziv
in priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v Ljubljani,
Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str. 242-245.
7. Kajfeţ Bogataj, L., 2008. Blaţenje podnebnih sprememb je nujnost, Gradnja z
lesom- izziv in priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v
Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str. 124-128.
8. Knauf, 2010. www.knauf.si (3. 5. 2010).
9. Koren, D., Kušar, J., Kilar, V., 2010. Obnašanje kladnih konstrukcij pri potresni
obteţbi. www.lesena-gradnja.si (6.5.2010).
10. Lopatič, J., 2009. Napredni konstrukcijski sistemi lesenih konstrukcij, Inovativna
lesena gradnja, Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta,
Oddelek za lesarstvo in Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana, str. 43-47.
11. Montaţne hiše on net, 2010. www.montazne-hise-on.net (5.5.2010)
12. Premrov, M., Dobrila, P., 2008. Panelna gradnja lesenih stanovanjskih objektov,
Gradnja z lesom- izziv in priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M.(ur.),
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str.
152-156.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 57
13. Premrov, M., Dobrila, P., 2008. Lesene konstrukcije, Univerza v Mariboru,
Fakulteta za gradbeništvo, Maribor.
14. Premrov, M., Ţegarac Leskovar V., 2010. Timber framed residential buildings with
enlarged impact of glass panels, Treći Internacionalni naučno-stručni skup
GraĎevinarstvo – nauka i praksa Ţabljak, 15-19.februara 2010, Lučić, D.(ur.),
Univerzitet Crne Gore, GraĎevinski fakultet, Podgorica, str.383-388.
15. Reflex, 2010. www.reflex.si (21.5.2010).
16. Slonep, 2010. www.slonep.net (5.5.2010).
17. Srpčič, J., 2010. Les za gradbene konstrukcije. www.lesena-gradnja.si (6.5.2010)
18. Šijenec Zavrl, M., Tomšič, M., 1999. Energetsko učinkovita zasteklitev in okna,
Femopet, Ljubljana.
19. Večer, 15.6.2009. Prednosti in slabosti montaţne gradnje, časopis Večer, priloga
Kvadrati. www.bob.czp-vecer.si (6.5.2010).
20. Zbašnik Senegačnik, M., 2008/a. Pasivna hiša, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za
arhitekturo, Ljubljana.
21. Zbašnik Senegačnik, M., 2008/b. Pasivna hiša iz lesa, Gradnja z lesom- izziv in
priloţnost za Slovenijo, Kitek Kuzman, M. (ur.), Univerza v Ljubljani, Biotehniška
fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Ljubljana, str. 246-250.
22. Zbašnik Senegačnik, M., 2009. Lesene pasivne hiše, Inovativna lesena gradnja.
Kitek Kuzman, M.(ur.), Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za
lesarstvo in Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana, str. 72-75.
23. Zbašnik Senegačnik, M., 2009. Kaj mora arhitekt vedeti o pasivni hiši pred
začetkom načrtovanja?, Pasivna hiša- realnost tudi v Sloveniji, Univerza v
Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana, str.7-14.
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 58
9 PRILOGE
- Dokaz pasivnosti iz PHPP
- Diagram sanitarne vode, ki jo pokrijejo kolektorji
- Načrti idejne zasnove pasivne hiše, po naslednjem vrstnem redu:
1. Tloris situacije
2. Tloris pritličja
3. Tloris nadstropja
4. Tloris ostrešja
5. Tloris strehe
6. Vzdolţni prerez
7. Prečni prerez
8. Juţna in severna fasada
9. Zahodna in vzhodna fasada
10. Prerezi posameznih konstrukcij
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 59
Dokaz pasivnosti s programom PHPP
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 60
Prikaz potreb po sanitarni vodi, količine pokrite s kolektorji, spreminjanja količine
sončnih ţarkov, ki padajo na kolektor
Modri stolpci pomenijo mesečno pokrite potrebe po topli sanitarni vodi, črna linija je
potrebna sanitarna voda, rumena krivulja je količina sončnih ţarkov,ki padejo na sončni
kolektor
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 61
9.1 Seznam slik
Slika 1, str.3: Slovenija je ena najbolj gozdnatih deţel na svetu (www.zgs.gov.si)
Slika 2, str.4: Les je naraven material z edinstvenimi lastnostmi (www.zgs.gov.si)
Slika 3, str.10: Penjeno steklo (http://www.misapor.si/ps/)
Slika 4, str.12: Mobilni paviljon Zahe Hadid, narejen iz GFRP (www.bdonline.co.uk)
Slika 5, str.12: Prosojna steklena izolacija (Zbašnik Senegačnik, 2008)
Slika 6, str.12: Kaljeno steklo (www.abs.hr.steklo)
Slika 7, str.12: Laminirano steklo (www.abs.hr.steklo)
Slika 8, str.16: Sodobna montaţa brunarice (www.homesteadtimbers.com)
Slika 9, str.16: Povezava brunastega in panelnega sistema (www.epicstrendz.com)
Slika 10, str.17: KLH sistem v notranjosti objekta (www.archiexpo.com)
Slika 11, str.17: Prikaz kriţnega lepljenja desk (Kitek Kuzman, 2008/b)
Slika 12, str.18: Tipski element malopanelnega sistema (Kitek Kuzman, 2008/b)
Slika 13, str.18: Montaţa velikopanelnega sistema (www.slonep.si)
Slika 14, str.20: Mešana konstrukcija (www.public-domain-image.com)
Slika 15, str.20: Skeletni sistem (Kitek Kuzman, 2008/b)
Slika 16, str.22: Shematičen prikaz izoliranosti klasične in pasivne hiše:
(http://hise.freevar.com/pasivne_hise.html)
Slika 17, str.23: Prikaz vrst izgub in dobitkov (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)
Slika 18, str.26: Slama in les sta ekološki gradivi (www.hisa.si)
Slika 19, str.28: Prikaz spreminjanja vpadnega kota ţarkov z letnim časom
(http://www.podsvojostreho.net/ )
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 62
Slika 20, str.31: Prikaz montaţne stene z vgrajenim oknom (http://montazne-hise-on.net/)
Slika 21, str.33: Zgoraj prikaz pravilno vgrajenega okna, spodaj nepravilno (Zbašnik
Senegačnik, 2008/a)
Slika 22, str.35: Vsa netesna mesta na ovoju je potrebno dodatno zatesniti, npr. s posebnim
zrakotesnim ekspanzivnim lepilnim trakom (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)
Slika 23, str.36: Prikaz rekuperacije (http://www.marles-hise.si/tl_files/slike/tehnologija/)
Slika 24, str.38: Shematičen prikaz delovanja toplotne črpalke (Zbašnik Senegačnik,
2008/a)
Slika 25, str.38: Toplotna črpalka skrbi za ogrevanje ter ima moţnost segrevanja sanitarne
vode (http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT275.htm)
Slika 26, str.40: Prikaz lokacije zasnovane hiše v Slov.Bistrici (www.piso.si)
Slika 27, str.41: Zahodna fasada
Slika 28, str.42: Tloris pritličja
Slika 29, str.42: Tloris nadstropja
Slika30, str.43: Vzdolţni prerez
Slika 31,32: Prostorski prikaz hiše
Slika 33, str.46 :Prerez lesenih vrat za pasivne hiše ( http://www.m-sora.si/)
Slika 34, str.46 :Prerez okna pasivne hiše (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)
Slika 35, str.47: Razvod prezračevalnih cevi, sicer skrit pod spuščenim stropom
( http://bob.czp-vecer.si/igre2006/kvadrati/)
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 63
9.2 Seznam tabel
Tabela 1, str.13: Primerjava različnih lastnosti lesene in opečne hiše (Kitek Kuzman M.,
2010)
Tabela 2, str.48: Prikaz splošnih karakteristik izhodiščnega primera
Tabela 3, str.49: Prikaz karakteristik stavbnega pohištva izhodiščnega primera
Tabela 4, str.50: Povečanje steklenih površin na severni fasadi v primerjavi z izhodiščem
Tabela 5, str.51: Povečanje steklenih površin na jug v primerjavi z izhodiščem
Tabela 6, str.53: Zmanjšanje steklenih površin na jugu v primerjavi z izhodiščem
9.3 Seznam grafov
Graf1, str.7: Prikaz vpliva smeri vlaken na trdnost lesa (Premrov, Dobrila, 2008)
Graf 2, str.8: Prikaz elasto-plastičnega obnašanja lesa (Premrov, Dobrila, 2008)
Graf 3, str.24: Vrste in deleţi izgub in dobitkov (Zbašnik Senegačnik, 2008/a)
Graf 4, str.51: Vpliv povečanja steklenih površin na severu
Graf 5, str.52: Vpliv povečanja steklenih površin na jugu
Graf 6, str.54: Vpliv zmanjšanja steklenih površin na jugu
M. Doberšek, Zasnova lesene pasivne hiše Stran 64
9.4 Kratek ţivljenjepis
Rojstni datum: 15.09.1988
Stalni naslov: Lešje 9, 2322 Majšperk
Drţavljanstvo: slovensko
Šolanje: Obiskovala sem Osnovno šolo v Majšperku (1995-2003), ki sem jo zaključila z
odličnim uspehom. Nato sem se vpisala na Gimnazijo Ptuj (2003-2007) in jo zaključila s
prav dobrim uspehom in odličnim na maturi.
Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišePrereza, M 1:50Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010
- 0,13+- 0,0
+2,80
+2,35
2% 2%
kolektorji
2% 2% +5,97
+5,31
A-A prerez
- 0,13
- 0,10
+2,5
+2,84
2%
+5,97
+3,15
2%
B-B prerez
2%
- 0,13
+2,95
2 3 6 36 2 1
49,75
12
366
32
49,7
5
62,5
Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010
Horizontalni prerez zunanje stene- zaključni sloj horizontalne letve
-lesena fasadna obloga 2/10 cm-zračni prostor/ 3 cm/vertikalne letve 3/7cm- vetrna zapora-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm
skupna debelina stene 49,75 cm
Vertikalni prerez zunanje stene- zaključni sloj horizontalne letve
-lesena fasadna obloga 2 /10 cm-zračni prostor/ 3 cm/vertikalne letve 3/7cm- vetrna zapora-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm
skupna debelina stene 49,75 cm
S2
S2
12
366
1
62,5
1 6 36 2 1
45,6
45,6
Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010
Horizontalni prerez zunanje stene- zaključni sloj omet
-končni sloj fasade 0,2 cm-armirana malta 0,7cm-fasadna mreža 0,1 cm-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm
skupna debelina stene 45,6 cm
Vertikalni prerez zunanje stene- zaključni sloj omet
-končni sloj fasade 0,2 cm-armirana malta 0,7cm-fasadna mreža 0,1 cm-izolacija fasade z lesno-vlakneno ploščo 6 cm-toplotno-zvočna izolacijaiz celuloze 36 cm-lesena konstrukcija iz I nosilcev 36 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno-kartonska plošča 1,25cm
skupna debelina stene 45,6 cm
S1
S1
1024
200,
88
62
71
11
102
1
15
68
Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010
Horizontalni prerez notranje stene
-mavčno-vlaknena plošča 1cm-mavčno-vlaknena plošča 1,5cm-toplotno-zvočna izolacijaiz mineralne volne 10 cm-nosilna lesena konstrukcija-vertikalne letve 10x6 cm-mavčno-vlaknena plošča 1,5cm-mavčno-vlaknena plošča 1cm
skupna debelina stene 15 cm
S3
Sestava tal proti terenu
-lesena talna obloga (parket) 2,2 cm- estrih 6 cm-PE folija-mehka zvočna izolacija 8 cm- hidroizolacija- 2 sloja bitumenske lepenke 0,8cm- AB temeljna betonska plošča 20 cm- trda toplotna izolacija (ekstrudiran polistiren) 24cm- podložni beton 10 cm-utrjen gramozni tampon-geotekstil
skupaj 71 cm
S6
S3
12
101
1
15
30
12
204
216
0,4
82
0,8 10
651
24
162
45
1
35,7
5
62,5
Diplomska naloga Zasnova lesene pasivne hišeDetajli M 1:10Mojca Doberšek, G1000434mentor: red.prof.dr.Miroslav Premrov, univ.dipl.inž.grad.somentorica: pred. Vesna Žegarac Leskovar, univ.dipl.inž.arh.Maribor, september 2010
S5
Sestava ravne strehe s prodcem
- nasutje prodca 10 cm- geotekstil- PVC hidroizolacija s podložnim filcem (npr. Sika) 0,8cm- OSB plošča 1,5 cm- lesena konstrukcija v 2 % naklonu 8cm- varovalni sloj PVC hidroizolacije 0,4 cm- toplotna izolacija- ekstrudiran polistiren 2x8 cm- OSB plošča 1,5 cm- lesen stropnik 60/24 24 cm- mineralna volna 20 cm- OSB plošča 1,5 cm- mavčno kartonska plošča 1,25 cm
skupaj 64, 95 cm
S4 Sestava stropa
- talna obloga 1cm- lepilo 0,2 cm- cementni estrih 5,5 cm- PE folija- udarna zvočna izolacija 4cm- OSB plošča 1,8 cm- stropniki 10x 20 cm- zvočna izolacija 4cm- letve 7x2 cm- mavčno kartonska plošča 1,25 cm
skupaj 35, 75 cm