От термопомпи до керемиди: Пътната карта към енергонезависими сгради при ново строителство и реконструкция

Сградите с нулево потребление на енергия произвеждат толкова енергия, колкото консумират, отбелязвайки значителен напредък в устойчивото строителство. Постигането на този енергиен баланс на практика изисква комбиниране на високоефективни проекти, възобновяеми енергийни източници, енергийно ефективни ОВК системи и интегрирани интелигентни технологии. 

_{Какво представлява сграда с нулево потребление на енергия?}

Въпреки че има няколко дефиниции за сгради с нулево потребление на енергия, терминът се използва най-вече за описание на жилищни структури, които са проектирани да произвеждат толкова енергия, колкото консумират. Като се има предвид предизвикателството да се постигне това, ЕС въвежда допълнителен термин „сгради с близко до нулево потребление на енергия“ (СБНПЕ), отнасящи се до къщи, които имат висока енергийна ефективност, съчетана с ниски енергийни нужди, задоволени предимно от възобновяема енергия, произвеждана на място или от източници в близост.

Съгласно Европейската директива за енергийните характеристики на сградите, всички нови сгради в ЕС трябва да бъдат СБНПЕ от 2020 г. насам. Въпреки че всяка от държавите-членки е определила свои собствени минимални изисквания за енергийни характеристики, общите характеристики на СБНПЕ включват енергийноефективен дизайн и строителство, приемане на възобновяеми енергийни източници и включване на системи за съхранение и управление на енергия.

Изискванията ще се затягат през следващите няколко години. Преработената директива, приета през май 2024 г., налага всички нови обществени сгради да бъдат сгради с нулеви емисии от 2028 г., което означава, че не трябва да имат въглеродни емисии от употребата на изкопаеми горива и много висока енергийна ефективност. Същото изискване ще важи за всички нови сгради от 2030 г. Минималните енергийни нужди, които все още са необходими за сгради с нулево енергийно потребление, ще трябва да бъдат задоволени от възобновяеми енергийни източници на място или в близост.

_{Защо са важни сградите с нулеви емисии?}

В момента сградите са консуматори на 40% от потреблението на енергия в ЕС и 35% от свързаните с енергията емисии на парникови газове. Природният газ остава най-разпространеният енергиен източник за отопление на сгради, следван от петрола. Следователно преходът към сгради с  почти нулеви емисии е от решаващо значение за постигане на целите на Зелената сделка на ЕС до 2050 г.

Напредъкът в строителните материали, енергийните системи и дизайна, дава възможност за отстъпление от неустойчивите строителни практики, заменяйки сградния фонд на ЕС със структури, които са едновременно екологични и икономични за крайните потребители.

_{Как да изградим дом с почти нулево потребление на енергия: дизайнът има значение}

Тъй като възприемането на алтернативни енергийни технологии нараства и разходите за традиционните изкопаеми горива се увеличават, интересът към техниките за зелено строителство нараства сред строителните предприемачи, изпълнителите и клиентите.

Енергийната ефективност на една сграда зависи от множество фактори — включително местоположение на обекта, климат, наличие на енергийни източници, както и строителни материали, изолация и ОВК системи — всички те трябва да бъдат взети предвид по време на фазата на проектиране.

Съвременните технологии за строителство и проектиране помагат да се идентифицират най-икономичните и енергийно ефективни решения за всеки проект, минимизирайки рисковете от човешки грешки. Например, инструментите за информационно моделиране на сгради (BIM) позволяват автоматично откриване на конфликти. Чрез задълбочен анализ и симулация BIM моделите предоставят информация за експлоатационното поведение на сградата дори преди началото на строителството, като избягват скъпоструващи грешки по-късно, обяснява Джузепе Палмери, ръководител на екипа за стратегия за данни във wienerberger:

„BIM позволява да се анализира и симулира поведението на сградата и да се правят промени, ако е необходимо. Например, възможно е да проверите колко енергийно ефективна ще бъде вашата сграда с прозорци с един стъклопакет и как се променя енергийната ефективност с прозорци с двоен стъклопакет ."

Разчитайки на цифрови модели, заинтересованите страни предвиждат как изборът им се привежда в съответствие с текущите изисквания за устойчивост и енергийна ефективност, включително схеми за сертифициране на зелени сгради, като BREEAM, LEED и DGNB.

Ключовите елементи, на които трябва да се обърне внимание при строителството с нулеви емисии, са качеството на обвивката на сградата, вида на използваната енергия, инсталираните ОВК и решения за осветление и интегрирането на интелигентно управление на енергията.

_{Изолирана обвивка на сградата}

Обвивката на сградата — включваща основата, покрива, външните стени, прозорците и вратите — служи като бариера между вътрешната и външната среда на сградата и е от решаващо значение за осигуряването на комфортен, енергийноефективен и здравословен живот през цялата година.

Силно изолираната обвивка на сградата минимизира преноса на топлина към/от сградата, намалявайки енергията, необходима за отопление и охлаждане. Адекватната изолация на външните стени, таванските помещения и основите, комбинирана с прозорци с троен или четворен стъклопакет, стана от съществено значение за посрещането на все по-строгите изисквания за енергийнаефективност.

Нарастваща тенденция са така наречените пасивни къщи, които се отличават със супер изолирани, херметични обвивки, позволяващи спестяване на енергия до 90% в сравнение с типичните строителни конструкции.

_{Възобновяеми енергийни източници}

Приблизително две трети от енергията, използвана за отопление и охлаждане на сгради в ЕС, все още идва от изкопаеми горива. За да постигнат нулев енергиен статус, сградите трябва да бъдат оборудвани със система за възобновяема енергия, която може да компенсира потреблението им. На ниво домакинство или общност, слънчевите панели в момента са най-използваната опция, но приемането на други технологии, като въздушни и геотермални термопомпи, също нараства.

Достигането на целта е възможно и за сгради, които разчитат на централно отопление и охлаждане чрез увеличаване на дела на възобновяемите енергийни източници в микса от енергийни носители. Интегрирането на геотермална, слънчева или отпадна топлинна енергия не само намалява свързаните с това въглеродни емисии, но също така може да допринесе за подобряване на качеството на въздуха и по-ниски сметки за отопление/охлаждане.

Общности, разчитащи на централно отопление и охлаждане без изкопаеми горива, вече съществуват в цяла Европа. Например, част от Грилщад Марина в Трондхайм, Норвегия, експлоатира система, използваща топлинната енергия на морската вода. Иновативното решение е спестило 3-4 милиона киловатчаса за период от шест години, което подчертава важността на интегрирането на местни възобновяеми енергийни източници за създаване на решения за централно отопление и охлаждане, които са едновременно устойчиви и осъществими.

_{Енергийно ефективни ОВК и уреди}

Системите за отопление, вентилация и климатизация (ОВК), заедно с изкуственото осветление и електрическите уреди, допринасят за потреблението на енергия в сградата. Въпреки че съществуват инициативи за повишаване на осведомеността сред европейците относно спестяванията и ползите от енергийно ефективни уреди и източници на светлина, възприемането на икономични и екологични решения за отопление и охлаждане на помещения върви с по-бавно темпо.

Системите за конвекционално отопление, като радиатори или уреди с принудителна вентилация, създават топлина чрез нагряване на въздуха и трябва да работят при относително високи температури, за да постигнат комфортна среда за живот. На практика това води до висока консумация на енергия и скъпи сметки за крайните потребители. Ситуацията не е по-различна, когато става въпрос за охлаждане: климатиците и вентилаторите остават най-разпространените технологии, представляващи близо 20% от световното потребление на електроенергия.

Предлагат се алтернативи за отопление и охлаждане с ниска консумация. Лъчисти системи, като хидронното отопление и охлаждане, затоплят или охлаждат обекти и повърхности директно, като изискват много по-малко енергия и по-ниски работни температури, за да осигурят равен или дори много по-добър вътрешен комфорт. Например, ако система с принудителен въздух е настроена да поддържа вътрешна температура от 22°C, за да се чувстват комфортно обитателите, лъчистата хидравлична система може да постигне същото ниво на комфорт при 20°C.

Иван Миленович, мениджър бизнес развитие за отопление и охлаждане в Pipelife, обяснява, че само чрез преминаване от конвекционални към лъчисти системи, собствениците на жилища могат да очакват спестяване на енергия от ~10%. Още по-големи намаления на сметките обаче се постигат чрез комбиниране на лъчисти системи с алтернативни източници на енергия:

„Възобновяемите топлинни източници на място, като източник на въздух и геотермални термопомпи, са най-подходящи за нискотемпературни решения за отопление и охлаждане като лъчистите системи. Комбинацията често се използва в сгради с нулево потребление на енергия и пасивни къщи.“

_{Интелигентно управление на енергията}

Дори най-енергийно ефективните сгради могат да имат различно потребление в зависимост от нуждите и навиците на жителите. Скорошно проучване, фокусирано върху енергийните подобрения в сградите в Италия и Обединеното кралство, установява, че действителните енергийни спестявания са значително по-ниски от прогнозираните. В наблюдаваните домове в Обединеното кралство, общото спестяване на енергия е само 14%, за разлика от прогнозираното изчисление от 88%. В Италия съответните цифри са 38% и 67%. Изследователите заключават, че някои домакинства не пестят енергия поради ефекта на отскок, което означава, че тяхното потребление на енергия и навици се различават преди и след подобренията на енергийната ефективност.

Тук се намесват системите за автоматизация и интелигентно управление на енергията — позволяващи наблюдение и оптимизиране на енергийното потребление на сградата въз основа на моделите на заетост, използването на уреда и източника на светлина, влажността, външните температури и други фактори.

Технологията за интелигентна сграда разчита на взаимосвързани устройства и сензори, които позволяват обмен на данни между различни сградни системи. Например, работата на системите за отопление и охлаждане може да бъде подобрена с помощта на контрол на зони, зададено време за използване и функции за компенсиране на времето, което води до допълнителни спестявания за собствениците на жилища. Интелигентните сгради могат също да оптимизират използването на източници на осветление и енергоемки уреди, да наблюдават качеството на въздуха в помещенията, да предупреждават за проблеми с поддръжката и да включват усъвършенствани мерки за сигурност.

Ползите от интелигентните системи за управление на енергията надхвърлят постигането на целите за въглеродни емисии; те помагат на собствениците на жилища да разберат по-добре моделите си на потребление, да намалят сметките и да поддържат комфортна, здравословна и безопасна среда на живот.

_{Достигане на почти нулево потребление при реновиране}

Преработената Директива за енергийните характеристики на сградите не се отнася само до ново строителство; той също така задължава държавите-членки да увеличат усилията и стимулите за дълбоко реновиране, за да гарантират, че всички съществуващи сгради отговарят на стандартите за нулеви емисии до 2050 г.

Тъй като 85-95% от настоящите сгради в Европа все още се очаква да бъдат използвани до средата на века, повечето от които не са енергийно ефективни, това е критично предизвикателство. Приблизително 40 милиона европейци в момента се борят да отопляват адекватно домовете си, което подчертава спешната необходимост от справяне със застаряващия сграден фонд в Европа.

Настоящият процент на широкомащабно обновяване в целия блок остава нисък, само 1,2 % годишно. Тази цифра трябва да бъде поне удвоена, за да се декарбонизират сградите в Европа до средата на века.

Европейската стратегия за обновяване, публикувана през 2020 г., има за цел да се справи с енергийната криза чрез реновиране на най-лошите сгради и обществени сгради, както и декарбонизиране на отоплението и охлаждането. Като се има предвид, че над две трети от населението на ЕС живее в частни къщи, обучението на собствениците на жилища за ползите, техническите възможности и наличната финансова подкрепа, остава от решаващо значение за прекратяване на енергийната криза, премахване на замърсяването на въздуха, свързано с отоплението с твърдо гориво, и достигане на нулеви емисии .

Няколко държави-членки вече са въвели схеми за местно субсидиране и данъчни облекчения, като стимулират изолацията и подмяната на прозорци и инсталирането на възобновяеми енергийни източници на място, като термопомпи и слънчеви панели. 

_{Бъдещето на строителство с нулеви емисии}

Докато ЕС продължава да затяга регулациите и да настоява за сгради с нулеви емисии през следващите десетилетия, строителната индустрия трябва да прави иновации и да се адаптира. Интегрирането на интелигентни строителни технологии, заедно с високопроизводителни сградни обвивки, повишена достъпност до локални възобновяеми енергийни източници и енергийно ефективни ОВК решения, създадоха нова вълна от търсене на устойчиви жилища. И все пак е необходим персонализиран, многостранен подход за всеки проект, за да се гарантира, че изчислените енергийни спестявания няма да останат на хартия.

Двойният подход при изграждане на нови сгради с нулева енергийна незавизимост и модернизиране на старите, ще играе ключова роля за намаляване на въглеродния отпечатък на ЕС, ако блокът иска да постигне целите на Зелената сделка. По-тясното сътрудничество между правителствата, заинтересованите страни от индустрията и обществеността, остава от съществено значение за справяне с настоящите предизвикателства и пълно възприемане на възможностите на строителството с нулево енергийно потребление, проправяйки пътя за по-достъпен, ефективен и устойчив сграден фонд в цяла Европа.