ŠTA JE SAMOODRŽIVA KUĆA (OFF-GRID KUĆA)?

Off-grid ili samoodrživa kuća je energetski nezavisna kuća koja funkcioniše potpuno bez konekcije na javnu infrastrukture. To podrazumeva:

• Sopstvenu proizvodnju električne energije (solarni paneli + baterije)
• Sopstveni izvor vode (bunar, kišnica)
• Alternativni sistem grejanja
• Rešenje za otpadne vode (bio-septik, tretman)

Projektu se pristupilo sa ciljem da se zadovolji zahtev klijenata da kuća bude mesto za povratak prirodi i duboko opuštanje, te je acenat bio da priroda koja okružuje buduću kuću ostane netaknuta. Sa druge strane, uslovi lokacije koja je u potpunosti „off-grid“, bez mogućnosti priključenja na električnu mrežu, vodovod ili kanalizaciju pružili su priliku da se okrenemo održivoj arhitekturi – kroz minimalnu upotrebu električne energije i vode, pametan izbor lokalnih i reciklabilnih materijala koji imaju mali ugljenični otisak, očuvanje biodiverziteta i minimizaciju otpada.

Zajedno s klijentima smo kao cilj projekta postavili kreiranje prostora u kojem se priroda i čovek susreću u harmoničnom balansu, omogućavajući održiv način života u kojem su udobnost i ekologija pažljivo proračunati i usklađeni.

Off-grid kuća može, ali ne mora biti energetski razreda A+.

A+ kuća je objekat sa najvišim energetskim razredom je energetski efikasna, ali nije energetski nezavisna jer je priključena na mrežu elektrodistribucije, vodovoda, kanalizacije, gasa i sl.

Više o A+ energetski efikasnim kućama možete pročitati na linku.

ARHITEKTONSKA FORMA

Projektna strategija podržava ideju svedenog arhitektonskog oblikovanja kuće, prilagođenog prirodnom okruženju. Jednovodni krov svojim padom prati nagib terena i južnu orijentaciju, što olakšava postavljanje solarnih panela i prikupljanje kišnice, sa svedenim brojem olučnih vertikala koji uključuju filtere i taložnike nečistoća.

Forma objekta razvijena je sa ciljem optimizacije energetske efikasnosti kroz niži “faktor oblika” i analizu sunčevih putanja tokom godine radi smanjenja pregrevanja leti i maksimizacije solarnih dobitaka zimi. Projekat uključuje i delimično ukopavanje objekta zbog dodatne energetske efikasnosti ostvarene kroz smanjenje toplotnih gubitaka.

SISTEM GREJANJA

Specifičnosti lokacije, dimenzije objekta, kao i raspoloživi budžet, diktirali su izbor elemenata off-grid sistema. Osnovna zamisao projekta u smislu grejanja objekta jeste da se ono izvede korišćenjem raketne peći sa masivnom akumulacijom (RMH – Rocket Mass Heater).

Raketna peć sa masivnom akumulacijom predstavlja sistem grejanja poznat po visokoj efikasnosti i niskoj potrošnji biomase. RMH koristi princip gotovo potpunog sagorevanja drveta pri visokim temperaturama.  Ima dva osnovna dela: jedinicu za sagorevanje i izmenjivač toplote.

Zahvaljujući izmenjivaču toplote (masivnom akumulatoru toplote), RMH zadržava toplotu u zidovima i sedištima, koji zrače toplotu satima nakon što se vatra ugasi.

Ovi sistemi su često izrađeni od prirodnih i lokalno dostupnih materijala (gline, cigle i kamenja), što smanjuje potrebu za industrijskom proizvodnjom i transportom.

Korišćenjem obnovljivih izvora goriva, poput drveta, i to u malim količinama u odnosu na konvencionalne sisteme grejanja, RMH minimalnom emisijom štetnih gasova dodatno doprinosi smanjenju negativnog uticaja na životnu sredinu.

Pored grejanja, RMH-a služi i za kuvanje i proizvodnju toplog vazduha koji se može sistemom podnog razvoda cevi preneti u obližnje prostorije.

PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE

Zbog zavisnosti rada PV sistema od vremenskih uslova, projekat kao ključno pitanje postavlja skladištenje električne energije.

Razmatrana je upotreba dve vrste baterija, gde su litijum-gvožđe-fosfatne (LiFePO₄) i olovno-kiselinske (Lead Acid) baterije bile uporedjene sa aspekata trajnosti, ekološkog uticaja, energetske efikasnosti i mogućnosti reciklaže.

Proizvodnja LiFePO4 baterija je složenija i zahteva više energije. One imaju duži životni vek, odnosno veći broj ciklusa punjenja i pražnjenja, visoku energetsku efikasnost, niske gubitke tokom ciklusa, niži toksični uticaj, ali i trenutno niži stepen reciklaže, jer tehnologija reciklaže litijuma nije u potpunosti razvijena. Lead Acid baterije imaju prednost u visokom stepenu reciklaže (preko 95%) i nižoj ceni, ali predstavljaju značajan rizik za životnu sredinu i ljudsko zdravlje zbog sadržaja olova. Zaključeno je da LiFePO4 baterije, koje, iako imaju veći početni CO₂ otisak zbog složenije proizvodnje, ipak predstavljaju ekološki prihvatljivije rešenje.

Budući da klijenti neće živeti u ovoj kući, usvojene su prenosive LFP baterije s integrisanim inverterom. Odnošenjem baterija iz kuće kada klijenti nisu prisutni izbegava se potpuno pražnjenje baterije, koje može nastati kada temperatura padne ispod nule.

PRIKUPLJANJE I TRETMAN KIŠNICE

Iako postoji mogućnost bušenja bunara, klijenti su želeli da primarni izvor vode bude kišnica. Zbog toga je bilo neophodno projektovati efikasan sistem za njeno prikupljanje i obradu, u što “analognijoj” formi.

Prilikom projektovanja sistema za prikupljanje kišnice kao primarni cilj odredjeno je obezbeđivanje optimalne upotrebe vodenih resursa uz sprečavanje neadekvatnog ispuštanja vode u prirodu. Projekat predvidja da se kišnica prikuplja i koristi kao tehnička voda, dok se deo filtrira za piće. Prikupljena kišnica se u nivou oluka od inoksa preko mrežastog filtera prvo filtrira od grančica i lišća, a zatim se cilindričnim taložnikom sa plutajućim čepom iz nje odvaja nečistoća koju sa krova spira “prva voda”. Ovim se sprečava formiranje taloga na dnu cisterne zakopanoj iza kuće u kojoj se skladišti voda. Filtrirana “meka” voda se sistemom taložnih filtera sa kamenjem, krupnijim i stinijim peskom i aktivnim ugljem obogaćuje mineralima (posebno Magnezijumom i Kalijumom). Pre neposrednog korišćenja se voda izlaže i procesima ultrafiltracije (ili reverzne osmoze) i UV zračenja.

Ističe se potreba za redovnim održavanjem čistoće krovnog pokrivača, isto kao i solarnih panela sa kojih se takodje sliva atmosferska voda u sistem filtracije. Obavezno je korišćenje nerdjajućih elemenata za fiksiranje PV panela.

KANALIZACIJA

Lokacijskim uslovima se zahtevalo korišćenje septičke jame, pa je ugradnja kompostnog toaleta, kao najefikasnijeg sistema po pitanju potrošnje vode i energije, od početka bila isključena.

Opcija nepropusne jame (koja se mora redovno prazniti) nije bila održiva zbog nepristupačnosti lokacije. Projekat je uzeo u obzir i korišćenje eco-toaleta sa sagorevanjem (Incinerating Eco Toilet), sistema koji spaljivanjem ljudskog “otpada” ostavlja minimalne količine pepela i ne zahteva ikakvu potrošnju vode, ali je zbog visoke potrošnje struje (0.8 do 2 kWh po spaljivanju) bio brzo isključen iz razmatranja.

Kao najbolja opcija se pokazao bio-prečistač (bio-reaktor). Ovo postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda biološki uklanjanja azot i fosfor preko patentiranog vertikalnog protočnog lavirinta. Očišćena voda se može koristiti za navodnjavanje okolne vegetacije.

Otpadna voda iz kuhinje, kupatila i veš-mašine, tzv. „siva voda“ se tretira pomoću biofiltracije, procesa koji uključuje uklanjanje svih ostatka deterdženata i sapuna pomoću biofiltracionih biljaka koje u svom tkivu fiksiraju štetne materije. Planira se korišćenje biorazgradivih sredstava za čišćenje i ličnu higijenu, uz kompostiranje organskog otpada.

MATERIJALI

Čak i sama organizacija realizacije/gradnje razmatrana je na održiv način.

Da bi se zaštitila prirodna okolina tokom izvođenja radova, uzimajući u obzir i nepristupačan teren, projekat predvidja svodjenje iskopavanja i promene zemljišta na minimum, korištenjem manjih alata i prenosivih materijala umesto teške mehanizacije koja može oštetiti okolnu floru i faunu.

Na gradilištu je zamišljeno postavljanje privremenih zaštitnih barijera za biljke i staništa. Cilj je smanjenje otpada na samoj lokaciji, što se ostvaruje kompostiranjem organskog otpada i recikliranjem ili uklanjanjem preostalog materijala u skladu s propisima. Pošto objekat nema pristup električnoj mreži, planira se korišćenje solarnih panela i prenosivih baterija za napajanje alata i izbegavanje korišćenja dizel-agregata.

ZAKLJUČAK

Jedna od najvećih vrednosti ovog projekta jeste netaknuta priroda koja ga okružuje. Ambijent Homoljskih planina ostaje autentičan i neizmenjen.

Pored pažljivo planiranog kapaciteta fotonaponskih panela, prenosivih baterija, prirodne ventilacije i zasenčenja, kao i efikasnog sistema grejanja, projekat definiše kuću kao energetski efikasnu, sa što nižim koeficijentima prolaza toplote kao i optimalnom termičkom masom spoljašnjih elemenata kuće koja pozitivno utiče na kašnjenje oscilacija temperature tokom letnjeg perioda.

Iskreno verujemo da će ovaj projekat doprineti širenju svesti o održivoj arhitekturi – kroz minimalnu upotrebu električne energije i vode, pametan izbor lokalnih i reciklabilnih materijala koji imaju mali ugljenični otisak, očuvanje biodiverziteta i minimizaciju otpada.