Cresterea performantei energetice a cladirilor

Nu stiu daca paradoxal, intuind avalansa zilelor deosebit de toride care vor „invada“ Romania, specialistii stoici in ale lor abordeaza cu interes o tema care nu e proprie sezonului: cresterea performantei energetice a cladirilor.

Acest lucru s-a intamplat recent la lucrarile Uniunii Europene a Contractorilor din Constructii care s-au desfasurat in Polonia, la Cracovia.

In cadrul lucrarilor, au fost dezbatute mai multe probleme de maxim interes pentru constructorii europeni, legate de performanta energetica a cladirilor. In aceasta directie, preocuparile europene au fost indreptate spre minimizarea consumurilor de resurse energetice neregenerabile si pe reducerea emisiilor poluante de gaze de ardere, care sunt responsabile pentru efectul de sera si deteriorarea echilibrului climatic, fara insa a afecta conditiile de confort pentru utilizatori.

Textele analizate au fost publicate in Bulletin Europeen du Monitor nr. 807 si 810 din 19 martie, respectiv 9 aprilie 2007, din care mentionez in continuare cateva idei.

Pentru noi, consider ca prezinta interes comparatia internationala privind performanta energetica a cladirilor, rezultata in urma programelor de cercetari si experimentari asupra energiei in cladiri. Aceasta s-a materializat printr-un studiu comparativ privind modul in care a fost abordata si rezolvata, sau este in curs de rezolvare aceasta problema, in tari precum Germania, Statele Unite si Japonia, privite din punctul de vedere francez. Scopul sintezei prezentate il constituie invatamintele care pot fi trase in urma analizei bunelor practici din diversele tari examinate, privind atat cladirile noi, cat si cele renovate, aduse la o buna performanta energetica, considerata la nivelul anilor 2000.

Raportul a analizat programele germane Passivhaus, Maison 3 litres, Ensan, si Batiment existant a basse energie, programele americane Building America, Zero Energy Homes, Leadership in Energy and Enviromental Design (LEED) si programul japonez de cladiri a basse consummation.

Elementele componente ale cla­dirilor si echipamentele analizate au fost:

• peretii opaci cu inalte performante termice din Austria si Danemarca;

• peretii transparenti cu inalte performante termice din nordul Europei;

• ventilarea dublu flux cu recuperarea caldurii in Germania, Elvetia, Olanda si Belgia;

• sistemele compacte incalzire– ventilare–apa calda in Germania, Elvetia si Austria;

• sistemele fotovoltaice din Japonia.

Intre programele de cercetare si dezvoltare analizate au fost si programele: austriac Haus der Zukunft si olandez Compass et Energy Onderzuek Subsidie (EOS).

Intr-o a doua etapa este prevazuta studierea miscarii elvetiene Minergie, politica unui oras din sud (Barcelona), precum si un cartier care va fi reabilitat privat (Vesterbro, Copenhaga). In acest cadru au fost studiate viziunea arhitecturala de ansamblu a unei cladiri pasive bioclimatice, sistemele constructive si economia de energie, stocajul caldurii, sistemele de productie descentralizata de energie, iluminat, microcogenerare solara, termica, combinata, climatizarea si ventilatia bazata pe consumuri reduse si, in final, programul R&D finlandez.

Materialele analizate subliniaza diferentele si similitudinile cu contextul francez, in primul rand pentru cele trei tari principale analizate. Astfel, Germania, Japonia si Franta sunt mai dependente de sursele de aprovizionare decat Statele Unite. Franta si, intr-o mai mica masura, Japonia diminueaza aceasta dependenta prin alegerea energiei nucleare, care acopera mai mult de trei sferturi din productia de energie electrica in Franta si o treime in Japonia. Germania a inghetat programul sau nuclear. Apoi, consumul mediu de energie primara este de doua ori mai mare in Statele Unite fata de Uniunea Europeana sau Japonia. In sectorul locuintelor, consumul american este in mod particular ridicat din cauza climati­zarii si utilizarii, practic, continue zi si noapte a ilumina­tului.

In Germania, s-a inteles repede legatura stransa dintre mediul inconjurator si energie. Aceasta intelegere sta la baza reactiei fata de ce s-a petrecut cu poluarea industriala in regiuni cum este Ruhr-ul si este sustinuta de o miscare ecologica activa. Constientizarea este diferita in Japonia unde sunt favorizate – de exemplu – tehnologiile cele mai recente. Statele Unite fac parte din grupul de patru tari care nu au semnat Protocolul de la Kyoto, dar aceasta rezistenta federala este compensata printr-o miscare foarte activa la nivelul unor state (California si statele din nord-est) si orase (un ansamblu de doua sute de orase ce au ca lider primaria din Seattle). Preocuparea americanilor se indreapta, mai ales, spre evitarea varfurilor de consum al energiei electrice care ameninta retelele si, mai putin, spre economisirea energiei. Alta caracte­ristica ce diferentiaza tarile analizate este climatul, in medie mai riguros in Germania decat in Franta, Japonia si Statele Unite care prezinta situatii climatice foarte contrastante datorita intinderii lor teritoriale. Si longevitatea cladirilor este diferita: Franta si Germania isi reabiliteaza parcul de cladiri, in timp ce Statele Unite – mai ales – si Japonia au tendinta de a le distruge si a le reconstrui. Jumatate dintre locuintele japoneze nu au o vechime mai mare de treizeci de ani.

Inovatiile in toate aceste tari pleaca de la aceeasi analiza a bilantului energetic orientat spre reducerea pierderilor, utilizarea energiilor regenerative si produ­cerea complementara de caldura intr-o maniera cat mai eficace.

Se pot sistematiza directiile de actiune spre:

• izolarea peretilor si reducerea puntilor termice, inlocuirea unei ventilatii necontrolate (cu acces de aer rece) cu un sistem ce poate controla debitul de aer proaspat si recupera caldura;

• recurgerea la energii regenerative, in particular la captatori solari, pompe de caldura, sau la utilizarea lemnului de foc;

• utilizarea generatorilor de caldura de inalta eficienta si reducerea pierderilor pe reteaua de distributie.

Diferentele esentiale intre programele dezvoltate in tarile analizate sunt indreptate spre:

• nivelul „ambitiei“ vizat in pri­vinta consumurilor de caldura: mode­rat in „Building America“, ridicat in „Maison 3 litres“, foarte ridicat in „Passivhaus“;

• atentia acordata consumului de electricitate: scazut in unele programe si central in programele ce integreaza sistemele fotovoltaice;

• tratarea confortului de vara, programele cuprinzand numai sisteme pasive, in programe cum este „Passivhaus“, sau recurgand la sisteme performante de climatizare in Statele Unite;

• centrarea actiunilor pe cladiri noi sau luarea in considerare si a problemelor de reabilitare a celor existente;

• modul de animare si implementare a programelor.

Asadar, programele sunt diferite si prin performantele ce se doresc a fi atinse si prin tipurile de solutii care permit atingerea nivelelor „barem“. De exemplu, „Passivhaus“, programul care corespunde nivelului celui mai exigent, cere pentru o cladire noua un consum pentru incalzire foarte redus de 15 KWh/mp/an energie primara, si o etanseitate la aer de 0,6 volume pe ora.

Solutiile care permit aceste performante sunt:

• o izolatie putand atinge 30 cm, cu ferestre triple;

• o ventilatie dublu flux cu recuperarea caldurii;

• atentie deosebita pentru detalii care sa reduca puntile termice si permeabilitatea la aer;

• castiguri solare pasive si, cateodata, active;

• aparataj electro – menajer, mic consumator de energie.

O cladire „Passivhaus“, practic, nu are instalatii de incalzire, aceasta fiind asigurata prin recuperarea caldurii continute de aerul interior inainte de a fi evacuat, aporturi solare si aporturile interne ale ocupan­tilor si aparatajului electromenajer. Programul „Passivhaus“ este foarte ambitios, dar si alte programe germane au o conceptie interesanta. In programul „Maison a trois litres“, consumul de incalzire este limitat la 34 KW/mp/an de energie primara.

In activitatile de reabilitare termica, programul EnSan, cu aplicatie la cladirile experimentale si programul „Batiment a basse consummation dans l’existent“, care se refera la imobilele apropiate de conditiile actuale de piata, performantele sunt ceva mai ridicate, situandu-se la 40-60 KW/mp/an de energie primara pentru incalzire. In Statele Unite, o locuinta economica tip care intra in programul „Building America“ este de fapt o casa cu structura din lemn, cu o membrana pentru etansare la exterior, cu anvelopa bine izolata, cu ferestre cu dublu vitraj slab emisiv, dotata cu ventilatie mecanica, cu un sistem de incalzire de inalta eficienta si lampi compacte.

Cand locuinta se inscrie in perspectiva unui program de tipul „Zero Energy Home“, dispozitivul este completat cu un sistem solar pentru prepararea apei calde si fotovoltaic pentru productia de electricitate. Scaderea consumului este apreciata in raport cu standardele obisnuite la 30-60%. Asa cum s-a aratat, efortul se indreapta spre cladirile noi, obiectivul in domeniul reabilitarilor putand atinge 20-30%.

In Japonia, o locuinta care se inscrie in categoria celor tip, avand consum redus, este caracterizata de urmatoarele atribute: este o casa prefabricata, avand totul electric, cu izolatia termica marita, ferestre dublu vitraj, ventilatie mecanica, pompa de caldura si productie proprie locala de energie electrica prin module fotovoltaice integrate in modul. Si in cazul Japoniei, la inceput reducerea consumului si aplicarea inovatiilor nu privea decat locuintele noi.

Pentru cladirile de birouri, eticheta LEED (Leadership in Energy and Environomental Design) este un fel de eticheta Haute Qualite Environmentale Tertiare si are sase tinte: sit durabil, apa, energie, materiale de calitate, confort si inovare si patru nivele de performanta (standard, argint, aur si platina), care se acorda atat pentru locuintele noi, cat si pentru reabilitari.

Si in acest caz exigentele energetice sunt relativ ridicate fapt ce a permis pe un lot de 60 de cladiri o reducere de 28% in raport cu standardele obisnuite. Exista o versiune LEED pentru cladirile de birouri existente care urmareste trei obiective: mentenanta si exploatare, reabilitare interioara si reabilitarea anvelopei.

Sunt in curs de dezvoltare programe pentru locuinte individuale, amenajarea teritoriului, scoli si comert.

In termeni de label sau de programe pentru constructii, orasul Osaka este la originea programului CASBEE care urmareste calitatea integrarii energetice in mediul inconjurator.

In cele trei tari analizate inovatiile sunt elaborate si difuzate cu o larga implicare a sectorului privat si se bucura de sustinerea voluntara a statului (in cazul SUA a regiunilor si oraselor.

Se poate spune ca in cele trei tari, programele inovative au depasit stadiul experimental. Azi exista in Germania in jur de 5.000 de locuinte „Passivhaus“ si in jur de 12.000 locuinte ce respecta cerintele, programului „Maison a trois litres“. Faza operatiilor pilot din anii 90 este depasita. Partea de piata pentru constructiile noi este inca marginala, dar rata de crestere anuala este semnificativa. In timp ce in Elvetia, casele label „Minergie“ reprezinta in diferitele cantoane intre 10 si 20%.

Programul „Building America“ a depasit stadiul experimental, 315.000 de locuinte fiind realizate pana acum la performantele cerute. La sfarsitul anului 2005, 356 de cladiri erau inscrise in labelui LEED si 3.000 de cereri pentru certificare in curs de analiza. In Japonia, chiar daca nu toate locuintele noi se inscriu in categoria celor incadrate in „consumuri reduse“, 58.000 din acestea dispun de un sistem fotovoltaic.

Trecerea spre cladirile existente este in curs in Germania, cu un decalaj sensibil fata de cele noi. Programul „EnSan“, care este expe­rimentul programului „Batiment existant a basse consumation d’energie“, a realizat obiectivele unei prime etape, care se traduc prin renovarea in 2004 a 33 de cladiri, apoi in 2005, intr-o a doua etapa au fost renovate 110 cladiri. „Passivhaus“ este interesat de cladirile existente, la fel ca si programul „Maison a trois litres“. Investitia suplimentara pentru a corespunde etichetarii „Passivhaus“ este de obicei superioara cu 5-12% in raport cu o locuinta uzuala, in calculele de deviz din Germania superioare celor din Franta, tara fata de care s-a facut comparatia. Calculul de tip „cost global elementar“ in care sunt actua­lizate costurile de investitii si cele de exploatare nu sunt concludente deoarece acestea depind de taxele de actualizare, diferite in Franta de cele din Germania si de pretul viitor al energiei.

• Problemele legate de finan­tarea investitiilor sunt importante si necesita o atentie speciala. A fost facut un recensamant al instrumentelor financiare care sprijina constructiile durabile. In Germania, 75.000 de gospodarii beneficiaza in fiecare an de imprumuturi si alte conditii preferentiale. Aceste avantaje sunt acordate 60% de banci publice teritoriale si 40% de banci private cooperative. Si in Statele Unite sunt acordate conditii preferentiale particularilor. In raport de conditiile standard, pot fi acordate pe termene mai lungi si negociate in avantajul solicitantului. In cele trei tari analizate sunt practicate mari reduceri fiscale pentru inovatii si, in special, in Japonia si SUA, pentru sistemul fotovoltaic.

• Problemele legate de utilizarea rationala a energiei au constituit un domeniu important de preocupare si in tara noastra, atat pentru reduce­rea consumurilor energetice propriu-zise in investitii si in exploatare, cat si pentru efectul benefic privind reducerea emisiilor poluante cu implicatii globale.

• Din pacate, pana in 1989, reducerea consumurilor energetice si, implicit, a emisiilor poluante s-a realizat prin nelivrarea energiei necesare nici macar la nivelul unui minim de confort.

• Dupa 1989 mostenim un parc de imobile, in primul rand de locuinte, slab izolate termic, multe afectate de condens, igrasie, neintretinute, imbatranite prematur, care cer urgent lucrari de reabilitare.

• Specialistii care au inteles situatia, adica intrarea in normal, au constatat ca nu sunt suficiente numai cunostintele si rezol­varile tehnice ci, in primul rand, vointa politica. Abia in anul 2000 a fost emisa o ordonanta de urgenta pentru reabilitarea termica a fondului existent si au fost elaborate normativele necesare pentru stabilirea solutiilor tehnice. Pentru constructiile noi, au inceput sa se elaboreze solutii constructive avand capa­citati de izolare termica mai ridicate, urmarind satisfacerea cerintelor unui normativ care plafoneaza un coeficient global de izolare termica.

• In paralel, s-a actionat pentru inchegarea unui ansamblu de reglementari privind auditarea cladirilor existente, a instalatiilor de incalzire si preparare a apei calde de consum casnic, expertizarea tehnica si energetica a acestora si acordarea certificatului energetic dupa reabilitarea cladirilor existente.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 29 – august 2007

Autor:
dr. arh. Gheorghe POLIZU