Какво представлява пасивната къща?
Пасивната къща се отличава с това, че не се нуждае от допълнително подавана, „активна“ отоплителна енергия. Сградата е изолирана толкова добре, че цялата необходима топлина се осигурява от слънчевото греене, от излъчваната телесна топлина и от излишната топлина на електрическите потребители като готварска печка, домакински уреди или осветление. Предпоставка за това е вентилационна инсталация, която отнема остатъчната топлина на изхвърляния навън въздух и с нея затопля постъпващия свеж въздух. Освен това обвивката на сградата трябва да притежава много добри изолационни свойства.
Определеният от законодателя стандарт за пасивна къща изисква годишната потребност от топлина за отопление, включително за подгряване на битова гореща вода, да не надвишава 15 kWh на m² жилищна площ (киловатчаса на квадратен метър жилищна площ). Вентилационната инсталация също консумира енергия, а повечето пасивни къщи разполагат и с допълнително подгряване на бойлера за случаите, в които слънчевото греене върху колекторното поле не е достатъчно за осигуряване на топла вода. Всички тези потребители заедно не бива да надхвърлят посочената по-горе стойност.
Ефектът от прозорците за пасивна къща в обвивката на сградата
За да бъде една сградна обвивка от стени, подове и покривни конструкции подходяща за пасивна къща, тя не бива да има коефициент на топлопреминаване (U-стойност) над 0,15 W/(m²K). Тази стойност изразява във ватове на квадратен метър и келвин температурна разлика колко топлина се губи през квадратен метър площ към по-студената страна. По естеството си остъклените площи не могат да бъдат изолирани също толкова добре, тъй като те са отвори, които осигуряват връзката с външния свят. За стандарта на пасивната къща е прието, че те трябва да достигат 0,8 W/(m²K) или по-ниска стойност. Тъй като с тази физична величина могат да боравят само физици и строителни инженери, ето и еквивалентът в отоплителна енергия: през квадратен метър прозоречна площ с U-стойност 0,8 W/(m²K) за цяла година от къщата излиза само толкова топлина, колкото може да се получи от седем литра нафта. А тъй като при южно изложение – и в по-малка степен при източно или западно – прозорецът същевременно допринася за отоплението на къщата чрез уловената слънчева топлина, такъв прозорец за пасивна къща в крайна сметка има положителен енергиен баланс за сградата.
Остъкляването на прозорци по стандарта за пасивна къща
За да достигне един прозорец стандарта за пасивна къща, трябва да бъдат изпълнени няколко конструктивни изисквания. На първо място е необходимо тройно топлоизолационно остъкляване, което постига Ug-стойност (g идва от английското „glazing“ и означава U-стойността на остъкляването) значително под целевите 0,8 W/(m²K). Това е нужно, защото Uf-стойностите (f от английското „frame“, рамка) дори при най-добрите материали не достигат 0,8 W/(m²K). За да достигне общата стойност на прозореца (Uw-стойност, w от английското „window“, тоест прозорец) изискваните 0,8 W/(m²K), остъкляването трябва да е съответно по-добро. Ug-стойността посочва коефициента на топлопреминаване на остъкляването заедно с периферното уплътнение. То се състои от дистанционни рамки, които държат отделните стъкла. По-рано те се произвеждаха предимно от алуминий, който обаче поради добрата си топлопроводимост не е подходящ за стандарта на пасивната къща. Съвременните дистанционни рамки, които осигуряват стъклопакет с „топъл ръб“, се изработват от композитна пластмаса или от неръждаема стомана с пластмасова обвивка. Понятието „топъл ръб“ означава, че температурата от вътрешната страна на стъклото в периферията е само минимално по-ниска, отколкото в средата. Това е необходимо за добрата U-стойност на целия стъклопакет, но същевременно води и до това, че такива стъкла осигуряват уютен микроклимат. Голямата температурна разлика между средата и ръба на стъклото предизвиква движение на въздуха в помещението чрез конвекция, което се усеща като неприятно течение. Прозорецът за пасивна къща с „топъл ръб“ изключва това. То означава също, че усещаната температура е по-висока от действителната, което на свой ред води до икономия на енергия.
Профили за прозорци за пасивна къща
Какви свойства трябва да имат профилите на рамката, за да бъдат подходящи за прозорци за пасивна къща? На първо място трябва да се оцени изолационната стойност на самия материал. Дървото само по себе си притежава много добра U-стойност. Ако бъде вложено по правилния начин, с него може да се конструира прозорец по стандарта за пасивна къща. Металът провежда топлината добре, затова прозорците с метални рамки са подходящи за пасивна къща само в комбинация с пластмасови елементи, които осигуряват съответната топлоизолация. Профилите от PVC трябва да са конструирани така, че няколко затворени в себе си въздушни камери да осигуряват добра Uf-стойност.
Независимо от използвания материал е необходимо профилите на прозореца да разполагат с три уплътнителни равнини при прехода между касата и крилото. Така и на това място се образуват две затворени въздушни камери, които при затворен прозорец осигуряват много добра Uf-стойност.
Характеристиките на прозореца за пасивна къща накратко:
- Uw-стойност 0,8 W/(m²K) или по-добра
- Тройно остъкляване
- Дистанционна рамка „топъл ръб“
- Подходящи профили за много добра Uf-стойност
- Три уплътнителни равнини с две затворени въздушни камери между касата и крилото
- Стъкла с покритие
- Пълнеж от благороден газ в междустъклията
Енергийният баланс на прозорците за пасивна къща
Стъклата, използвани при топлоизолационното остъкляване, се покриват от едната страна с метален слой, който позволява дълговълновото слънчево лъчение да прониква вътре, но не пропуска обратно навън късовълновото топлинно излъчване от помещението. Така прозорците действат още по-силно като топлинен капан за постъпващата слънчева топлина, отколкото това вече се случва при обикновеното стъкло. Освен това междустъклията се пълнят с благороден газ, най-често аргон, което допълнително повишава изолационната способност.
Прозорците, конструирани и изпълнени по описания начин, имат положителен енергиен баланс за къщата, при условие че са ориентирани на юг. Това означава, че в рамките на една година те улавят повече топлина от слънчевата енергия, отколкото губят през площта си. Това обяснява и защо в пасивната къща обърнатите на юг прозоречни площи се планират възможно най-големи, а обърнатите на север – възможно най-малки.
