Hipotetski (ali očekivan) scenario: Uskoro na snagu stupa novi Pravilnik o energetskoj efikasnosti zgrada i u njemu stoji sledeći član: „Svaki novosagrađeni objekat mora ispoštovati sledeća tri parametra – „X“ kg CO2 maksimalne dozvoljene operativne emisije, „Y“ kg CO2 minimalne izbegnute emisije i „Z“ kg CO2 maksimalne dozvoljene ugrađene emisije.“ Koja je Vaša prva pomisao i reakcija?
Energetske krize sedamdesetih godina prošlog veka vratile su pitanje energije u fokus arhitektonskog projektovanja. Ipak, tada je energetska efikasnost uglavnom predstavljala odgovor na pitanje kako smanjiti potrošnju energije u objektu. Danas se suočavamo sa znatno složenijim zahtevom.
Klimatske promene, Zelena agenda i potreba za smanjenjem ukupne potrošnje resursa uvode nove kriterijume koji više ne posmatraju zgradu samo kroz njenu funkciju i potrošnju tokom upotrebe, već kroz njene ukupne performanse i uticaj na životnu sredinu. Posledično, energetska efikasnost i održivost prestaju da budu samo dodatni kvalitet projekta i postaju jedan od njegovih osnovnih projektantskih parametara.
Direktiva o energetskim svojstvima zgrada (Energy Performance of Buildings Directive – EPBD)(1) postavila je temelje za postepeno uvođenje koncepta skoro nultih energetskih zgrada (nearly Zero Energy Buildings – nZEB), najpre za novogradnju, a sve više i za postojeći fond zgrada. Time energetska potrošnja prestaje da bude samo posledica projektantske odluke i postaje merljiva i regulisana karakteristika objekta.
Istovremeno, koncept proračuna emisije ugljenika tokom životnog ciklusa (Whole Life Carbon – WLC) dodatno proširuje ovu perspektivu. Predmet procene više nije samo energija koju zgrada troši tokom upotrebe, već i emisije i utrošak resursa povezani sa njenim materijalima, izgradnjom, održavanjem, rekonstrukcijama i konačnim uklanjanjem.
Kako dostupnost i potrošnja energije, ali i ukupna potrošnja resursa, postaju prioritet na globalnom nivou, a posledice usvajanja ovih koncepata se kroz nacionalno zakonodavstvo reflektuju u vidu dozvoljenih pragova potrošnje i emisija, arhitektura se prvi put može predstaviti kao jednačina sa tri nepoznate: maksimalnom dozvoljenom potrošnjom operativne energije i pratećim emisijama, minimalnom lokalnom proizvodnjom energije i izbegnutim emisijama, te maksimalnim nivoom ugrađene energije, emisija i utroška resursa.
Međutim, nepoznate u ovoj jednačini nisu same vrednosti potrošnje, proizvodnje i emisija. One će sve više biti unapred zadate kroz standarde i propise. Nepoznat ostaje projektantski put – arhitektonska sredstva i rešenja kojima će projektant te zadate performanse postići. Postavljaju se pitanja da li su današnji projektanti spremni za takvu promenu i da li su u dovoljnoj meri ovladali principima koji im omogućavaju da svojim odlukama svesno i efektivno utiču na pojedinačne kategorije performansi, ali i na ukupnu energetsku i ekološku performansu objekta? I, konačno, koje pragove performansi možemo očekivati od budućeg zakonodavstva?
Operativna energija i emisije
Dugo se pojam energetske efikasnosti vezivao samo za optimizaciju operativne energije objekta. Iako prve pasivne i bioklimatske kuće datiraju još iz doba antike, prve moderne niskoenergetske kuće pojavljuju se tokom sedamdesetih godina prošlog veka, između ostalog u Danskoj, Japanu i SAD. Kako je potreba za grejanjem predstavljala dominantnu stavku u energetskom bilansu objekta, fokus prvih niskoenergetskih kuća bio je upravo na optimizaciji potrošnje energije za grejanje.
Razvojem projektantskih principa i tehničkih sistema ova potreba postepeno je smanjivana, što je svoj najpoznatiji izraz dobilo kroz primenu koncepta „Pasivhausa“(2).
Optimizovana orijentacija i forma objekta, kompaktnost, visok nivo termoizolacije i zaptivenosti omotača, izbegavanje toplotnih mostova, kvalitetni prozori i kontrolisana ventilacija sa povratom toplote predstavljaju osnovne principe ovog koncepta.
Sa globalnim zagrevanjem i sve većom upotrebom električnih uređaja u domaćinstvima, problem energetske potrošnje postaje složeniji. Pored grejanja, sve veći značaj dobija potreba za hlađenjem, ali i ukupna potrošnja električne energije. U energetskom bilansu objekta tako se, pored grejanja i hlađenja, pojavljuju i ventilacija, priprema tople vode, rasveta, uređaji i pomoćna energija za rad mašinskih sistema. Dok se kod većine ovih kategorija optimizacija može postići prvenstveno napretkom tehnologije, potrošnja energije za grejanje i hlađenje je u velikoj meri direktna posledica projektantskih odluka.
Povećanje energetske efikasnosti objekata na lokalnom tržištu dugo se, međutim, nije razmatralo kroz same projektantske odluke. Energetska efikasnost se najčešće svodila na povećanje debljine termoizolacije i primenu efikasnijih tehničkih sistema. Na taj način su se određene dizajnerske nelogičnosti relativno lako pokrivale dodatnim slojevima izolacije ili naprednijim tehničkim rešenjima, sve dok je objekat mogao da zadovolji zakonom propisane minimume.
U uslovima u kojima će zakonom biti utvrđena maksimalna dozvoljena energetska potrošnja, ovakav pristup više neće biti dovoljan. Projektant će morati da utiče ne samo na efikasnost sistema, već i na samu potrebu objekta za energijom. Zbog toga će principi bioklimatske arhitekture ponovo dobiti značajniju ulogu u procesu projektovanja.
Forma i raspored funkcija u odnosu na mikrolokaciju, orijentacija objekta prema suncu i dominantnim pravcima vetra, prirodna ventilacija ostvarena dvostrukom orijentacijom ili principom solarnog dimnjaka, kao i adekvatno zasenčenje mogu direktno uticati na energetsku performansu objekta.
Zasenčenje staklenih površina, na primer, može tokom zime omogućiti korišćenje pasivnih solarnih dobitaka, dok tokom leta sprečava pregrevanje objekta. Termalna masa, termalno zoniranje, dvoslojne fasade i kontrolisano korišćenje efekta staklene bašte predstavljaju dodatne strategije kojima se može uticati na akumulaciju, preraspodelu i gubitak toplote.
Energetski efikasan objekat zbog toga nije nužno isključivo kompaktan, dobro izolovan objekat jednostavne geometrije i materijalizacije. Bioklimatski principi mogu postati deo same arhitektonske ideje i generator forme i prostora.
Njihova primena može proizvesti drugačiji, svež i originalan arhitektonski izraz, koji ne nastaje uprkos fizičkim ograničenjima, već upravo iz njihovog razumevanja i korišćenja.
Arhitektura tako ponovo uspostavlja vezu između projektantske odluke, specifičnosti mesta i zakona prirode i energetskih performansi, uz mogućnost da se njen rezultat proveri kroz merljive performanse objekta.
Proizvedena energija i izbegnute emisije
Kako tranzicija ka održivoj budućnosti i dekarbonizacija gradova u velikoj meri počivaju na povećanju udela energije iz obnovljivih izvora, pre svega solarne energije, energije vetra, ali i energije iz vode i zemlje, koncepti nZEB i WLC zahtevaju sve veću lokalnu aktivaciju tih izvora u urbanim sredinama. Iz toga proizilazi da gradske površine, poput krovova i fasada, pored tradicionalnih funkcija dobijaju i novu, energetsku funkciju, što neminovno zahteva i svež pristup njihovom oblikovanju.
Oblikovanje volumena i masa, kako na nivou objekta tako i na urbanom nivou, materijalizacija fasada, ali i integracija zelenila u urbanom prostoru postaju predmet dodatnog izazova i zahtevaju novu senzitivizaciju prema dualnoj ulozi gradskih površina.
Arhitektura tako mora istovremeno da odgovori na potrebe prostora i njegovih korisnika, ali i na potrebu za proizvodnjom energije, regulacijom mikroklime i smanjenjem uticaja objekta na životnu sredinu.
Uloga arhitekte je da pomiri ove, na prvi pogled kontrastne, zahteve i da u što većoj meri zadrži pozitivne tekovine i kvalitete savremenog gradskog prostora, a da istovremeno omogući maksimalno iskorišćenje dostupnog energetskog potencijala.
I u ovoj kategoriji povećanje efikasnosti se delom zasniva na napretku tehnologije, a delom postaje direktna odgovornost projektanta. Razvoj solarnih panela je u poslednjoj deceniji značajno povećao njihovu efikasnost, ali je istovremeno doveo i do pojave čitavog asortimana novih proizvoda koji omogućavaju njihovu lakšu integraciju u arhitekturu.
Takozvani fasadno integrisani fotonaponski sistemi (Building Integrated Photovoltaics – BIPV) danas se mogu naći u različitim oblicima – od tankoslojnih (thin-film) sistema i solarnih crepova do aluminijumskih i HPL fasadnih ploča sa integrisanim solarnim ćelijama. Na taj način energetska infrastruktura može biti delimično ili gotovo potpuno integrisana u arhitektonski izraz, umesto da predstavlja naknadno dodatu tehničku opremu. Poseban potencijal predstavlja razvoj transparentnih i polutransparentnih solarnih ćelija, kojima bi i zastakljene površine objekta mogle postati aktivni elementi za proizvodnju energije.
Time se granica između arhitektonskog omotača i energetske infrastrukture dodatno briše.
Međutim, povećanje dostupnosti ovih proizvoda samo po sebi ne rešava problem. Tokom procesa projektovanja, optimizacijom forme, orijentacije i međusobnog odnosa objekata, ali i jasnom demarkacijom zelenila i energetske infrastrukture, potrebno je naći rešenja koja će izbeći direktna senčenja površina sa najvećim potencijalom za proizvodnju energije, dok diversifikacija proizvoda na tržištu omogućava adekvatniji izbor tehnologije u odnosu na solarni potencijal lokacije, ciljanu energetsku performansu i poziciju panela na objektu.
S obzirom na to da se u ovoj kategoriji posmatraju sve prirodne sile koje na mikrolokaciji mogu aktivno generisati energiju, odnosno toplotu ili električnu energiju, ovde treba spomenuti i energiju vetra. Upotreba vetroturbina je i dalje u najvećoj meri rezervisana za vetroparkove, mada postoje primeri i proizvodi koji pokazuju da je njihova primena moguća i na mikronivou.
U urbanim uslovima, međutim, njihov potencijal je ograničen. Najveće prepreke za širu integraciju miniturbina predstavljaju dinamička dejstva rotora koja mogu imati štetan uticaj na statiku objekta, kao i relativno niske brzine vetra, posebno kod nižih objekata, što dovodi u pitanje njihovu ekonomsku isplativost.
Ugrađena energija, emisije i utrošak materijala
Monitoring i evaluacija uticaja objekta na životnu sredinu u ovoj kategoriji su novijeg datuma i zasnivaju se na primeni metode procene životnog ciklusa objekta (Life Cycle Assessment – LCA). Ova metoda omogućava kvantifikaciju utroška energije i resursa, kao i procenu različitih potencijalnih uticaja na životnu sredinu tokom kompletnog životnog ciklusa objekta.
Počevši od proizvodnje ugrađenih materijala i njihove dopreme na gradilište, preko izgradnje i operativne upotrebe objekta, do njegovog rušenja, obrade otpada, reciklaže i ponovne upotrebe materijala. Uobičajeni period procene operativne faze objekta iznosi 50 godina.
Imajući u vidu obim i kompleksnost, LCA metodologija je i dalje predmet razvoja i kontinuirane revizije. Paralelno s tim, teži se uspostavljanju jasnih struktura i sistemskih granica proračuna kako bi rezultati pojedinačnih analiza bili merljivi i međusobno uporedivi. Kvantifikacija utroška resursa i uticaja na životnu sredinu zasniva se na dostupnosti transparentnih podataka o proizvodima.
U tom smislu, ugrađeni materijali i proizvodi treba da imaju svojevrsnu „ličnu kartu“ – ekološku deklaraciju proizvoda (Environmental Product Declaration – EPD), u kojoj su definisani relevantni indikatori uticaja na životnu sredinu, kao i podaci o procesu proizvodnje i pravilima prema kojima je deklaracija izrađena.
Smanjivanje uticaja na životnu sredinu, kao i utroška energije i resursa, i ovde se može vršiti na više načina. Pametnim projektantskim rešenjima, odnosno optimizovanim izborom konstruktivnog sistema, ali i drugih elemenata i sklopova zgrade, moguće je smanjiti ukupan utrošak materijala, dok se davanjem prednosti materijalima sa manjim uticajem na životnu sredinu prilikom njihovog izbora može dodatno optimizovati ukupni bilans objekta.
U tom kontekstu prednost, gde je to moguće i tehnički opravdano, treba davati organskim materijalima u odnosu na sintetičke (izolacijama organskog porekla, poput vune i celuloze, u odnosu na stiropor, stirodur i različite poliuretanske pene), kao i niskoemisionim materijalima u odnosu na one sa visokim emisijama. Tako, na primer, drvene konstrukcije i određeni zidani sistemi mogu imati prednost u odnosu na konstrukcije sa velikim udelom betona i čelika, dok se kod prozora izbor drvenih ili aluminijumskih ramova može posmatrati kao povoljniji u odnosu na PVC, posmatrano u kontekstu ukupnog životnog ciklusa.
Prilikom odabira materijala treba voditi računa o njihovom životnom veku, predviđenim ciklusima održavanja i renoviranja, ali i o mogućnosti njihove ponovne upotrebe. Konstruktivni sistem od materijala koji mogu trajati sto ili više godina ne bi trebalo direktno vezivati za elemente i sklopove zgrade sa znatno kraćim životnim vekom.
Elemente i sklopove zato treba projektovati tako da omogućavaju jednostavnu zamenu, demontažu i razdvajanje, bez nepotrebnog uklanjanja drugih delova objekta. Na taj način se princip cirkularnosti ugrađuje već u proces projektovanja i gradnje, uz minimizaciju građevinskog otpada i stvaranje mogućnosti za ponovnu upotrebu, reciklažu i korišćenje materijala kao sirovine za sekundarnu proizvodnju ili, u određenim slučajevima, za proizvodnju energije.
Benchmarking
Do sada su u Republici Srbiji Pravilnikom o energetskoj efikasnosti zgrada definisani energetski razredi objekata u isključivoj zavisnosti od specifične potrošnje energije za grejanje(3). Tako se zakonom zahteva ispunjavanje najmanje uslova za klasu C, u kojoj se benchmark za stambenu novo- gradnju kreće u rasponu od 60-65 kWh/m², dok je za ostale tipologije poslovnog i javnog karaktera u domenu od 55-100 kWh/m².
Prilikom rekonstrukcije objekata dovoljno je predviđenim merama podići klasu objekta za jedan nivo. Takav pristup i date vrednosti daleko su od pragova postavljenih konceptom nZEB unutar razvijenih zemalja Evropske unije.
Iako Srbija još uvek nije njen formalni član, članstvom u Energetskoj zajednici obavezala se na usklađivanje sa evropskom energetskom politikom, pa se shodno tome može očekivati skorije uvođenje koncepta nZEB i na domaćem tržištu, koje će biti praćeno strožim zahtevima u pogledu potrebnih pragova potrošnje i proizvodnje energije, tj. operativnih emisija.
S obzirom na to da na globalnom nivou i u različitim klimatskim uslovima već postoji respektabilan broj nZEB objekata, radni timovi unutar Evropske komisije su analizom postignutog došli do predloga referentnih vrednosti za najzastupljenije tipologije objekata unutar svih pet klimatskih zona na evropskom kontinentu (tabela 1).
Ovde se pod produkovanom energijom podrazumeva „zelena“ struja iz fotonaponskih panela, dok potrošnja podrazumeva zbir pojedinačnih specifičnih količina finalne energije za grejanje, hlađenje, pripremu tople vode, ventilaciju i rasvetu (kod poslovnih objekata) pomnoženih nacionalnim faktorima primarne energije za odabrani izvor. Električni uređaji i pomoćna energija su u usvojenoj definiciji ostavljeni van balansa.
Za referentne stope ugrađene energije i emisija najčešće se koriste jedinice koje odgovaraju dvama najčešće korišćenim indikatorima: kWh/m² za dozvoljeni nivo utrošene energije fosilnog porekla (primary energy non-renewable – PENRT) i kg CO2eq/m² za prikaz doprinosa globalnom otopljavanju (global warming potential – GWP).
majući u vidu ograničenu dostupnost podataka i regionalnih baza EPD-ova u ovom trenutku je još uvek teško napraviti konzistentan predlog za dozvoljene pragove analogan predlogu za operativnu energiju i emisije. Tabela 2 predstavlja projekciju vrednosti na nivou EU za očekivano smanjenje emisija po m² kao posledicu poboljšanja tehnologije izrade materijala, prelaska na obnovljive izvore u tom procesu, kao i mera optimizacije u dizajnu.
Podaci su dati odvojeno za novogradnju i rekonstrukciju i diferencirani prema tome da li je reč o standardnim ili inovativnim projektima, ali se vrednosti odnose isključivo na fazu izgradnje, što znači da se faze održavanja, rušenja i eventualne reciklaže ne odražavaju u ovim brojkama.
Brojne vodeće privatne sertifikacione agencije za zelenu gradnju koje trenutno imaju primat u sektoru komercijalnih nekretnina, poput LEED-a, BREEAM-a i DGNB-a, u svojim najnovijim izdanjima su usvojile koncepte nZEB i WLC, ali su svoj benchmarking, ukoliko postoji, vezale za brojke obuhvaćene unutar nacionalnih standarda.
Za sada jedino Pasivhaus institut(6), koji je na globalnom nivou prepoznat kao lider u polju operativne energetske efikasnosti, ide korak dalje uvodeći tri kategorije objekata čiji su zahtevi znatno stroži u odnosu na nZEB jer su sve kategorije potrošnje unutar zadatih brojki, a nivo produkcije energije je dosta ozbiljniji. Tako se u kategoriji Premium (slika 5) može govoriti o zgradama sa nultim operativnim emisijama, ali ne i sa apsolutno nultim emisijama jer ugrađena energija i emisije nisu kompenzovani dovoljnom proizvodnjom.
U sklopu istraživanja autora ovog teksta u kojem su upoređivane moguće granice i dometi nultoenergetske novogradnje i rekonstrukcije u zavisnosti od gustine izgradnje i spratnosti, izvodi se zaključak da objekti sa nultim emisijama, posmatranim kroz ceo životni ciklus, u kontekstu današnje tehnologije još uvek nisu mogući(7).
Operativni višak energije ne može da nadomesti ugrađene emisije ni u slučaju novogradnje ni u slučaju rekonstrukcije, ni u jednom od razmatranih scenarija i ni pri jednoj od razmatranih gustina izgrađenosti.
Izazovi za buduće arhitekte
Iz svega navedenog jasno je da nadolazeće doba zahteva novi, drugačiji i održiviji pristup arhitekturi, ali i arhitekte spremne da odgovore na nove zahteve. U tom kontekstu Srbija bi u skorijoj budućnosti mogla očekivati brojke koje su u skladu sa tabelom 1 i preporukama Evropske komisije za kontinentalnu klimu. Naša struka moraće da bude u stanju da istovremeno obezbedi kulturološki uspostavljen i tržišno očekivan nivo vizuelnog, akustičnog i klimatskog komfora, uz minimalan utrošak materijala, energije i drugih resursa
Era spektakla i obilja, simbolično započeta uspehom projekta Gugenhajma u Bilbau, postepeno ustupa mesto vremenu u kojem će dominantna parola biti „build using less“ – graditi koristeći manje resursa. Pitanje je samo trenutka kada će se ovaj trend u punoj meri preliti i na naše tržište. To, međutim, ne mora nužno značiti i kraj kreativnosti u arhitekturi. Naprotiv, bezbroj puta do sada se pokazalo da upravo ograničenja mogu biti pokretač kreativnosti i da najzanimljivija arhitektonska rešenja često nastaju kao odgovor na složene uslove i jasno postavljene granice.
Održivost zato ne bi trebalo posmatrati kao skup ograničenja koja treba zaobići, već kao novi okvir unutar kojeg arhitektura može da pronađe drugačije forme, izraze i rešenja.
Kao i mnogo puta do sada, razvoj same struke, ali i arhitektonske prakse, generisaće nove profile stručnjaka i specijalizovanih konsultanata čiji će zadatak biti da projektantskom timu pomognu da, pored tehničkih i zakonskih, ispuni i sve složenije ekološke zahteve.
Međutim, od arhitekte će se očekivati da razume vokabular i osnovne principe ekološke i bioklimatske gradnje, kako bi efekat sinergije bio maksimalan, a predlozi uspešno integrisani na način koji dodatno oplemenjuje arhitektonsko rešenje.
U suprotnom, postoji opasnost da se bitne projektantske odluke koje u velikoj meri utiču na finalni izgled objekta postepeno izmeštaju iz ruku arhitekte i prepuštaju konsultantima, što bi donekle poljuljalo i ugrozilo projektantski integritet.
Bibliografija
- (1) European Commission. Energy Performance of Buildings Directive Internet. Brussels: European Commission; 2024
- (2) Australian Government Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water. ‘Passive House’ [online]. YourHome; 2025.
- (3) Ministarstvo građevinarstva, saobraćaja i infrastrukture Republike Srbije. Pravilnik o energetskoj efikasnosti zgrada [Internet]. Beograd: Službeni glasnik Republike Srbije; 2011.
- (4) Kurnitski J. NZEB requirements in Nordic countries. The REHVA European HVAC Journal. Vol 56. 6/2019.
- (5) BPIE. How to establish Whole Life Carbon benchmarks: Insights and lessons learned from emerging approaches in Ireland, Czechia and Spain. 2024.
- (6) Passive House Institute. The Passive House Classes: Classic, Plus and Premium [online]. Passipedia; 2025.
- (7) Tepavcevic A. The future of modernist housing estates: the “Refurbish vs. Replace” dilemma in the context of urban densification and the European Performance of Buildings Directive (EPBD). 2024.
Autor teksta: dr Aleksandar Tepavčević, osnivač i direktor Studio Ener-tekt