Passiivmaja

Allikas: Vikipeedia

Passiivmaja (saksa keeles Passivhaus) on hoone, milles soojusliku mugavuse (ISO 7730[1]) saab tagada pelgalt siseõhu kvaliteedi (DIN 1946) tagamiseks hoonesse juhitava värske õhu vooluhulga järelsoojendamisel või -jahutamisel ilma õhu korduvringluse vajaduseta. See definitsioon on ainult funktsionaalne, selles ei sisaldu numbriline väärtus ja see ei sõltu kliimast.[2] Vajaliku soojusliku mugavuse ja siseõhu kvaliteedi saavutamiseks ning kontrollimiseks on seatud aga kriteeriumid, mille täitmist kontrollitakse arvutuslikult tarkvarapaketi "Passivhaus Projektierungs-Paket" (PHPP, inglise keeles "Passive House Planning Package") abil ning rõhutestiga.[3] Kriteeriumite täitmata jätmisel Passiivmaja Instituut hoonele passiivmaja sertifikaati ei väljasta.

Passiivmaju hakati ehitama 1990. aastate alguses Saksamaal.

Esimene passiivmaja, Kranichsteini linnaosas Darmstadtis Saksamaal, kevad 2006

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Prof. Bo Adamson, passiivmaja kontseptsiooni üks autoritest. Prof. Bo Adamson, passiivmaja kontseptsiooni üks autoritest.
Prof. Bo Adamson, passiivmaja kontseptsiooni üks autoritest.
Prof. Wolfgang Feist, passiivmaja kontseptsiooni üks autoritest, Passiivmaja Instituudi rajaja.

Passiivmajastandard pärineb 1988. aasta mais toimunud vestlusest Rootsi Lundi ülikooli professori Bo Adamsoni ja Saksamaal töötanud Wolfgang Feisti vahel. Nende eesmärgiks oli mõelda välja hoone kontseptsioon, mis oleks samal ajal energiatõhus, mugav ja majanduslikult mõistlik.[4] Nüüd tuntud kontseptsioon tugines ideel, et piisavalt hästi ehitatud hoonekarbi korral on võimalik jätta küttesüsteem välja ehitamata ning hädavajalik soojus tuua ruumidesse ventilatsiooni sissepuhkeõhu eelsoojendamisega. Sel juhul tekib oluline raha kokkuhoid küttesüsteemi arvelt, mida on võimalik investeerida hoonekarpi ning hoone kogumaksumus ei tule oluliselt suurem tavahoonest.[5] Kontseptsioon arenes välja tänu mitmele uurimisprojektile, mida rahastas Saksamaa Hesseni liidumaa.[6][7]

Esimesed näited[muuda | redigeeri lähteteksti]

Esimene passiivmaja oli nelja korteriga ridaelamu Darmstadtis Saksamaal. Selle tellisid eraisikud professorite Butti, Ridderi ja Westermeyeri arhitektuurifirmalt 1990. aastal ja juba järgmisel aastal kolisid elanikud sisse.[6] Hoone on andnud tänaseks üle 20-aastase aegrea praktilise kasutuse andmetest. See on olnud aluseks PHPP tarkvara pidevale edasiarendamisele ja valideerimisele.[7]

Edasine areng[muuda | redigeeri lähteteksti]

1996. aasta septembris loodi Darmstadtis Passiivmaja Instituut, et propageerida ja kontrollida standardeid.[8] Arendati välja passiivmajade planeerimise pakett PHPP ja pandi alus ehitatud passivmajades kasutatud uudsete hoonekomponentide tootmisele. Samal ajal ehitati Stuttgartis (1993), Naumburgis, Wiesbadenis ja Kölnis (1997) uusi passiivmaju.[5] Passiivmajade ehituseks vajalike komponentide edasi arendamist toetas Euroopa Liidu rahastatud projekt CEPHEUS, mis viidi läbi viies Euroopa riigis 20002001 talvel.

Põhja-Ameerikas ehitati esimene passiivmaja aastal 2003 Illinoisis Urbanas[9] ja esimene sertifitseeritud hoone aastal 2006 Minnesotas Bemidjis.[10] USA esimene renoveeritud hoone sertifitseeriti 2010. aasta juulis.[11]Maailma esimese pasiivmajasertifikaadiga moodulmaja ehitas 2005. aastal Iirimaale Scandinavian Homes.[12][13] See Rootsi firma on hiljem ehitanud mitmeid passiivmaju Inglismaal ja Poolas.[14]

Tänapäev[muuda | redigeeri lähteteksti]

2010. aastaks oli Euroopas ehitatud hinnanguliselt üle 25 000 passiivmaja, millest enamik asub Saksamaal, Austrias ning Skandinaavias. USAs on seni ehitatud vaid 13 passiivmaja.[15][16] 2010. aastal rajas Passiivmaja Instituut rahvusvahelise passiivmajaliidu "International Passive House Association" (iPHA).[17] iPHA-l on assotsieerunud partnerühingud erinevates riikides, Eestis on selleks Eesti Passiivmajaliit.[18]

Areng Eestis[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ajakirjanduse väitel on Eestis ehitatud juba palju passiivmaju, kuid seni on termineid valesti kasutatud ja tegelikult on valminud vaid üks passiivmaja.[19] Maja ehitati ettevõtja Kuldar Leisi tellimusel ning see sai ka rahvusvaheliselt tunnustatud passiivmaja sertifikaadi. Hoone valmis 2013. aasta kevadel.[20] Lisaks on 2014. aasta jaanuari seisuga valmimisjärgus veel üks hoone, kus on alustatud passiivmaja sertifitseerimisprotsessiga. Seda ehitatakse Õssu külas Tartumaal. [21]

Üldist[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmaja on hoone, mille planeerimiseks on kasutatud passiivmajadele omast meetodit ja saavutatud kokku lepitud passiivmajastandard, mis tagab nii madala energiatarbe kui ka mugavuse. Passiivmaja puhul väheneb kütteenergiavajadus tavahoonetega võrreldes ligikaudu 90% ning primaarenergiavajadus umbes 75%.[4] Energiatõhusus vähendab oluliselt hoone eluea jooksul õhku paisatava CO2 emissiooni hulka, mida saab lisaks kütmisvajaduse vähendamisele kärpida ka kütmiseks kasutatava energia tüübi arvelt, sest passiivmaja vähese energiavajaduse katmiseks on lihtne kasutada taastuvaid energiaallikaid.[2]

PHPP[muuda | redigeeri lähteteksti]

PHPP on Passiivmaja Instituudi poolt arendatud simulatsioonitarkvara energiaarvutuste tegemiseks, mis peaks kaasa aitama passiivmaja planeerimisele.[22] Viimane tarkvara versioon on PHPP 7 (2012). PHPP ruumide kütte- ja jahutusvajaduse arvutus baseerub standardil EVS-EN ISO 13790.[23]

Sertifikaat[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmaja kvaliteeti võib tõendada sertifikaadiga, mille on väljastanud vastava akrediteeringu saanud organisatsioon.[24] Sertifitseerimine tähendab PHPP arvutuste kontrolli, PHPP sisendväärtuste vastavuse kontrolli tegelikult ehitusobjektil realiseeritule, vajadusel PHPP simulatsiooni korrigeerimist, rõhutesti protokollimist ja tulemuste vastavuse kinnitamist. Sertifitseeritud saab olla vaid lõplikult valminud hoone. Sertifitseerimine ei eelda kasutusandmete kogumist hoone kohta. Praktikas on viimase 20 aasta jooksul tehtud palju uuringuid arvutuslike ja reaalse hoone kasutuse andmete kokkulangevuse kohta. Selle põhjal on PHPP tarkvara pidevalt arendatud ja valideeritud. Passiivmaja meetod kasutab pigem konservatiivseid lähteeeldusi (näiteks inimeste ja seadmete soojuseraldus 2,1 W/m2). Seetõttu on pikaajalise ja paljude hoonete seire keskmine heas kokkulangevus arvutatuga. Eestis korraldab sertifitseerimist Tartu Ülikooli spin-off ettevõte PassiveHouse OÜ.[25] Lisaks hoone sertifitseerimisele jagatakse sertifikaate ka passiivmaja ehituseks sobivatele komponentidele.[26]Siiski ei tähenda sertifitseeritud passiivmaja komponentide kasutamine ehitusel, et saavutatakse passiivmajastandard. Heade komponentide vigasel või valel kasutamisviisil saadud hoone ei moodusta vajalikku kvaliteetset tervikut.[27]

Kriteeriumid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmaja on hoone, mis vastab kõigile järgnevatele kriteeriumitele (kasulik põrandapind, inglise keeles TFA - treated floor area, mille kohta energiavajadus esitatakse, on passiivmaja meetodi puhul defineeritud mõiste[28]):[29]

  • hoone kütteenergiavajadus on maksimaalselt 15 kWh ruutmeetri TFA kohta aastas VÕI hoone küttekoormus on maksimaalselt 10 W ruutmeetri TFA kohta
  • hoone jahutusvajadus on maksimaalselt 15 kWh ruutmeetri TFA kohta aastas kui mugavuse tagamiseks kasutatakse aktiivset jahutust VÕI hoone jahutuskoormus on maksimaalselt 10 W ruutmeetri TFA kohta
  • hoone kütte, sooja vee ja kogu majapidamise elektrienergia tarbimine kokku on primaarenergianäitajana maksimaalselt 120 kWh ruutmeetri TFA kohta aastas
  • hoonekarbi õhupidavus mõõdetud 50 Pa rõhuerinevuse korral on maksimaalselt 0,6 1/h (korda tunnis).

Kriteeriumite 1 – 3 paikapidavust peab olema kontrollitud arvutuslikult tarkvarapaketiga PHPP ja õhupidavust peab olema mõõdetud meetodil Blower-door test, kusjuures mõõdetav väärtus on n50 näitaja, standardi EVS-EN 13829 alusel.[30] Passiivmaja kriteeriumid on natuke erinevad eluhoone ja muu otstarbega hoone jaoks.[31][32]

Passiivmaja sisekliima[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kui kõik passiivmaja kriteeriumid on täidetud, võib hoones eeldada väga head sisekliimat. Tänu soojustagastusega ventilatsioonile, heale isolatsioonile ning õhupidavusele on hoones: [33]

  • võrdselt soojad pinnad
  • sarnane sisekliima kogu aeg kogu majas
  • sarnane temperatuur kogu aeg
  • puhas meeldivalt soe ja värske õhk
  • pole tõmbusi

Põhimõtted[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmaja põhimõtte skeem

Paljud uuringud tõdevad, et kõrge energiatõhususe, hea sisekliima ja majanduslikus ei ole üksteist välistavad (CEPHEUS [34]). Passiivmajas peaks see olema saavutatud. Varasemaga võrreldes energiavajaduse oluline vähendamine nõuab ka teistmoodi lähenemist hoone planeerimisele ja ehitusele. Passiivmaja eeldab põhjalikku täiendõpet, seega koolitatakse spetsiaalseid passiivmaja asjatundjaid.[35] Passiivmajade puhul on väga oluline projekteerimisel detailid korrektselt lahendada, korrektselt kirjeldada hoonekomponente ja hoolikat teostada ehitustöid platsil. Erilist tähelepanu pööratakse järgnevale:[33]

  • Kompaktsus: passiivmajad püütakse ehitada geomeetrialt võimalikult kompaktsed, et vähendada hoone välispinda ruumi või põrandapinna kohta.
  • Superisolatsioon: passiivmajadele iseloomulik paks soojustuskiht vähendab oluliselt läbi seinte, katuse ja põranda liikuvat soojusvoogu ja seega ka piirete U-väärtust.
  • Avade paiknemine ja suurus: passiivmajadel hoitakse põhifassaad ekvaatori suunas (põhjapoolkeral lõunasse), lõunaakendest peab talvel päike sisse paistma, kuid suvel ei ole see soovituslik, seega väga oluline on akende varjutamine. Ida- ja lääneaknad võivad kergesti põhjustada kõrgeid temperatuure toas, seega neid on väga oluline enne simuleerida.
  • Kõrgkvaliteediga aknad ja nende paigaldus: aknad on kui augud hoone isolatsioonis, seega tuleb neile väga suurt tähelepanu pöörata. Piisava taseme saavutamiseks tuleb kasutada väga hea kvaliteediga aknaid ning need tuleb ka korrektselt isolatsiooni ülekattega paigaldada.
  • Soojustagastusega ventilatsioon: hoonest välja juhtiva õhu soojust kasutatakse ära tuppa juhitava õhu soojendamiseks, nii ei lähe energia kaduma.
  • Külmasillavaba konstruktsioon: külmasillad peavad olema nii väiksed, et hoone sisepinnad oleksid temperatuuri poolest homogeensed.[36]
  • Hoonekarbi õhupidavus: passiivmaja peab olema õhupidav, see saavutatakse ühtse pideva õhupidava kihiga ning materjalide liitekohtade teipimise teel.

Passiivmajade planeerimisel peetakse silmas hoone paiknemist, ümbruskonda ja kliimat, kuhu see ehitatakse. Hoone põhifassaad akendega suunatakse passiivse päikeseenergia kasutuse maksimeerimiseks ekvaatori poole: lõunapoolkeral põhja, põhjapoolkeral lõunasse. Siiski kõige olulisem, eriti parasvöötme piirkonnas, on hoone koguenergia vajaduse minimeerimine. Jahutusvajaduse vähendamiseks on paljudes piirkondades vaja piirata suvel ruumi sisenevat päikeseenergiat. Selleks paigaldatakse erinevaid päikesevarje, istutatakse heitlehist kõrghaljastust, ronitaimi jne.

Passiivmaja ehitamisel pole materjalid olulised, kuid tihti kasutatakse vähemalt mõne siseseina jaoks massiivset konstruktsiooni, et termilist massi tõsta ja seega temperatuuri kõikumist vähendada: suviseid tipptemperatuure vähendada, talvel väga külmaga temperatuuri kõrgemal hoida ning kevadist ja sügisest ülekuumenemist vältida.

Passiivmaja erineva kliimaga piirkondades[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmaja meetodit saab kasutada väga erineva kliimaga piirkondades [37]. Üldine põhimõte püsib igal pool sama, kuid sama tulemuse saavutamiseks tuleb erinevates kliimavöötmetes varieerida nõudmisi komponentidele ja ehituskvaliteedile.

Põhjamaad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Külmemas kliimas on põhiline probleem talviste tipptemperatuuride ajal hoones piisavalt kõrge temperatuuri hoidmine. Sama kvaliteedi saavutamiseks peab hoone olema Kesk-Euroopas ehitatud majast märgatavalt paremini isoleeritud ja õhupidav.

Tehniliselt on passiivmaju võimalik ehitada ka 60. laiuskraadist põhja poole, kuid hinnangute kohaselt on seal ehituse maksumus oluliselt suurem.[38][39]

Troopiline kliima[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuumemas kliimas tuleb suuremat tähelepanu pöörata hoone jahutamisele. Passiivmajade puhul kasutatakse valdavalt passiivseid jahutusviise nagu päikesevarjud ja öine tuulutus akende kaudu.

Maksumus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ehituskulud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmajas on võimalik jätta küttesüsteem välja ehitamata, seega saab nii säästetud raha kasutada parema hoonekarbi ehitamisele ja soojustagastusega ventilatsiooniseadme ostmisele. Tänapäeval on tänu passiivmajakomponentide turu konkurentsi tekkele Saksamaal võimalik hooneid hoolikalt planeerides võimalik passiivmaju ehitada juba tavamajaga võrreldes sama hinnaga. Seda on näidatud kortermaja jaoks Fribourgi kantonis Vaubanis.[40] Üldiselt on aga passiivmaja ehitamine kuni 14% tavamajast kallim.[41]

Ülalpidamiskulud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Passiivmaja kütteenergia vajadus on väga väike ning seega on hoone kasutusajal jooksev kulu samuti.

Toetused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Poliitiliste otsuste tõttu paljudes riikides toetatakse passiivmajade ehitust rahaliselt toetuste maksmise või madala intressiga laenudega. Mõnes riigis toetatakse ka passiivmaja komponentidega renoveerimistöid.

Seosed teiste kontseptsioonidega[muuda | redigeeri lähteteksti]

Šveitsis kasutatakse passiivmajale sarnast standardit MINERGIE-P.[42]

Euroopa Liit on liginullenergiahoonet defineerides toetunud osaliselt viimase 20 aasta jooksul passiivmaja arendamisest saadud kogemustele. Kõrge energiatõhususe saavutamise järel saaks riikide hoonete sektori väikese allesjääva energiavajaduse aastaks 2050 katta üksnes taastuvate energiaallikate baasil.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. EVS-EN ISO 7730:2006 Ergonomics of the thermal environment - Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. 1–64 (2006)
  2. 2,0 2,1 PHI Passive house definition
  3. Passive House Planning package
  4. 4,0 4,1 Passipedia - What is a Passive House?
  5. 5,0 5,1 Building for a future - Birth of passivhaus
  6. 6,0 6,1 Passipedia, The Passive House – historical review
  7. 7,0 7,1 The First Passive House
  8. About Passive House Insitute
  9. First US Passive House
  10. Certified US Passive House
  11. Solar Knights Construction Website has Passive House Institute U.S.certification and project details; this house is also the first certified passive house in California.
  12. Construct Ireland Articles - Passive Resistance
  13. Scandinavian Homes Ltd
  14. Diss Express, UK - How to build a house in days
  15. Zeller, Jr., Tom. Beyond Fossil Fuels: Can We Build in a Brighter Shade of Green?, New York Times, September 26, 2010, p.BU1.
  16. PHI US Projects
  17. iPHA brochure
  18. Eesti Passiivmajaliit
  19. Ehitaja: Passiivmaja mõistet on vääriti tõlgendatud
  20. Valmis Eesti esimene sertifitseeritud passiivmaja
  21. Tartu lähedal Õssu külas valmib sertifitseeritav passiivmaja
  22. Passivhaus Planning Package
  23. EVS-EN ISO 13790:2008 Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling
  24. Passive House Institute accredited Building Certifiers
  25. PassiveHouse OÜ
  26. Certified Components
  27. http://www.passivehouse-international.org/index.php?page_id=188
  28. Passipedia - Treated Floor Area Calculation
  29. Certification Requirements
  30. EVS-EN 13829:2001 Thermal performance of buildings - Determination of air permeability of buildings - Fan pressurization method. 1–24 (2005).
  31. Certification criteria for residential buildings
  32. Certification criteria dor non-residential buildings
  33. 33,0 33,1 http://www.passivehouse-international.org/download.php?cms=1&file=Passive_House_Brochure.pdf
  34. Cost Effective Passive Houses as European Standard
  35. Certified Passive House Designers
  36. Passipedia - Thermal bridge free design
  37. Passive Houses in different climates, http://passipedia.passiv.de/passipedia_en/basics/passive_houses_in_different_climates
  38. Passive Houses in High Latitudes
  39. Passive Houses in Norway
  40. Cost Efficient Apartment Passive House
  41. Passivhäuser im Bau bis zu 14% teurer
  42. Minergie-Standard

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]