Przemiana domu z typowego na energooszczędny. Cieplejszy dom


Gotowe projekty domów energooszczędnych Polsce jeszcze rzadkość. W katalogach są prezentowane domy, które powinny być dostępne dla jak największej liczby potencjalnych inwestorów. Dlatego na ogół unika się rozwiązań, które powodują zwiększenie kosztów budowy domu.


Z tego względu ściany, dach i podłoga w typowych projektach są ocieplone jedynie w minimalnym stopniu – tak, by zostały spełnione wymagania prawne dotyczące ochrony cieplnej budynków. Także projektowana stolarka okienna to wyroby standardowe, w przystępnej cenie. Wentylacja domów w projektach gotowych jest zawsze grawitacyjna. Nietrudno zgadnąć, że dom wybudowany według takiego projektu nie będzie spełniał standardów domu energooszczędnego.
W katalogach projektów bardzo rzadko jest podawany wskaźnik zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania domu. Trudno zatem stwierdzić, czy jego ogrzewanie będzie kosztowne, czy straty ciepła doprowadzą nas do bankructwa. Jak dalece dom wybudowany według typowego projektu odbiega od standardu domu energooszczędnego? Zbadamy, jakie zmiany trzeba wprowadzić do projektu domu Murator M03a – Moje miejsce – wariant I, aby obniżyć wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do wartości mniejszej niż 70 kWh/(m²·rok), co pozwoli uznać ten dom za energooszczędny.

Co jest w projekcie?Ściany zewnętrzne zaprojektowano z pustaków ceramicznych poryzowanych grubości 25 cm (a więc z materiału „ciepłego”) i ze styropianu grubości 12 cm. Podłoga na gruncie jest ocieplona styropianem grubości 8 cm, ściany fundamentowe styropianem grubości 10 cm. Dach kryty dachówką ceramiczną jest ocieplony wełną mineralną grubości 20 cm umieszczoną między krokwiami. To wystarczy, by współczynniki przenikania ciepła U ścian, podłogi i dachu spełniły wymagania obowiązujących przepisów. W projekcie przewidziano okna drewniane dwuszybowe o współczynniku przenikania ciepła ram U=1,58 W/(m²·K), wyposażone w zestaw szyb o współczynniku U=1,0 W/(m²·K) – okna o takich parametrach są dostępne u większości producentów, w tej chwili już jako standardowe. Maksymalny dopuszczalny współczynnik przenikania ciepła U dla okien wynosi 2,0-2,6 W/(m²·K) (w zależności od strefy klimatycznej), a więc można uznać, że okna zaproponowane w projekcie mają bardzo dobre właściwości termoizolacyjne. Wentylacja w projekcie domu Murator M03a jest oczywiście grawitacyjna.

Jakie jest zapotrzebowanie na ciepło?Adaptację domu Murator M03a – Moje miejsce – wariant I do standardu domu energooszczędnego wykonali Szymon Firląg i Joanna Rucińska pod kierownictwem Aleksandra Panka z Instytutu Budynków Pasywnych przy Narodowej Agencji Poszanowania Energii (www.ibp.com.pl), posługując się dwoma programami komputerowymi: TRNSYS (Transient Simulation Program) i PHPP (Passivhaus Projektierung Paket). Pierwszy opracowano w USA, wykorzystywany w nim model obliczeniowy został zweryfikowany w wielu projektach badawczych. Algorytm programu PHPP powstał na podstawie niemieckich i europejskich norm oraz instrukcji Passivhaus Institut z Darmstadt.
Założono, że dom znajduje się w III strefie klimatycznej. Dane pogodowe wykorzystane do obliczeń to średnie z wielu lat wartości temperatury i promieniowania słonecznego zaobserwowane w stacji meteorologicznej Warszawa-Okęcie. Programy umożliwiają wykorzystanie danych z 16 stacji meteorologicznych z różnych rejonów Polski.
Powierzchnia ogrzewana domu to 116,3 m², kubatura – 650,7 m³. Wyniki obliczeń są następujące: roczne zapotrzebowanie na ciepło obliczone programem TRNSYS wynosi 20 800 kWh, a obliczone programem PHPP 21 480 kWh – średnio 21 140 kWh. Oznacza to, że wskaźnik zapotrzebowania na ciepło domu Murator M03a wynosi 182 kWh/(m²·rok), czyli ponad dwa i pół razy więcej niż przyjęta za wyznacznik domu energooszczędnego wartość 70 kWh/(m²·rok).
Jakie zmiany wprowadzić w projekcie, by do ogrzania domu wystarczyło mniej ciepła? Oczywiście dom trzeba lepiej zaizolować termicznie, czyli zastosować grubszą warstwę izolacji. Na pewno konieczne jest też zastąpienie wentylacji grawitacyjnej systemem wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Można jeszcze zamontować okna i drzwi o mniejszym współczynniku przenikania ciepła. O korzyściach, jakie dają poszczególne usprawnienia, możemy się przekonać dzięki obliczeniom wykonanym za pomocą wspomnianych programów komputerowych przez Instytut Budynków Pasywnych.
Aby dom „Moje miejsce” można było uznać za energooszczędny, czyli aby jego wskaźnik zapotrzebowania na ciepło nie przekraczał 70 kWh/(m²·rok), roczne zapotrzebowanie na ciepło nie może być większe niż 8141 kWh. Warunek ten będzie spełniony, gdy zostaną wprowadzone przynajmniej dwa z zaproponowanych usprawnień (tabela 1) – skuteczniejsza izolacja ścian, dachu i podłogi oraz zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Lepsze okna oczywiście jeszcze bardziej poprawiłyby sytuację, ale – jak widać – tylko w niewielkim stopniu (w domu Murator M03a powierzchnia okien jest stosunkowo nieduża). Zatem by dom był energooszczędny, konieczne będą zmiany polegające na zwiększeniu grubości izolacji (wariant 1a) oraz wykonaniu wentylacji mechanicznej z rekuperatorem (wariant 3a). Wówczas roczne zapotrzebowanie na ciepło domu wyniesie 8720 kWh, a wskaźnik zapotrzebowania na ciepło 75 kWh/(m²·rok). Jeśli bardzo nam zależy, by był mniejszy niż 70 kWh/(m²·rok), musimy zastosować lepsze okna albo materiał izolacyjny o podwyższonych parametrach (l=0,035 W/(m·K)) lub wybudować gruntowy wymiennik ciepła.

Co się opłaca?
Najciekawsze jest oczywiście to, jakie korzyści finansowe wynikają z faktu, że dom jest energooszczędny. Co z tego, że na ogrzewanie nie będziemy wydawać dużo, jeśli na budowę domu wydamy dodatkowe kilkaset tysięcy złotych. Za opłacalne uznaje się inwestycje, które zwrócą się w niezbyt długim czasie, powiedzmy 10-15 lat.
Wentylacja. Z obliczeń wynika, że największe korzyści energetyczne przyniesie zastąpienie wentylacji grawitacyjnej mechaniczną z odzyskiem ciepła. Trzeba pamiętać, że tak jest, pod warunkiem że wentylacja grawitacyjna działa przez całą zimę z zakładaną wydajnością. W praktyce zdarza się, że kratki wentylacyjne bądź nawiewniki są zatykane przez użytkowników i wtedy straty ciepła – a co za tym idzie także realne korzyści finansowe z zastosowania odzysku ciepła – nie są aż tak duże. Skutki zatykania kratek bywają jednak opłakane – zawilgocone i zagrzybione ściany, a nawet choroby, więc zastosowanie wentylacji z rekuperatorem tak czy inaczej jest korzystne. A jak jest z jej opłacalnością?
Koszt zastąpienia wentylacji grawitacyjnej, czyli kominów i nawiewników, instalacją wentylacji mechanicznej z rekuperatorem umożliwiającą odzyskiwanie 70% ciepła (wymiennik ciepła o wysokiej sprawności, kanały wentylacyjne izolowane termicznie) w domu Murator M03a wynosi około 10 tys. zł. Jest to różnica kosztów wykonania wentylacji mechanicznej i oszczędności na nawiewnikach okiennych oraz kanałach wentylacji grawitacyjnej, z których w takim wypadku rezygnujemy.
Wymiennik gruntowy to po prostu rura o długości 40-50 m, średnicy 20-25 cm, ułożona na głębokości 1,5-2 m pod powierzchnią terenu, przez którą przepływa powietrze zasysane przez wentylator rekuperatora. Jego zastosowanie umożliwia wstępne podgrzewanie powietrza wentylacyjnego ciepłem z gruntu, co pozwala zaoszczędzić dodatkową ilość konwencjonalnej energii oraz uniknąć szronienia powierzchni wymiennika ciepła w rekuperatorze. Koszt wymiennika gruntowego ze zwykłych rur kanalizacyjnych to około 4 tys. zł. Przyjmując, że dzięki wentylacji z rekuperatorem i wymiennikiem gruntowym zużyjemy w ciągu roku 9550 kWh energii mniej (tak wynika z obliczeń), zaoszczędzimy od 723 do 3434 zł rocznie – w zależności od tego, jakim paliwem ogrzewamy dom (tabela 2). To kwoty obliczone dla aktualnych cen paliw. Najprawdopodobniej za kilka lat będą one znacznie wyższe. Warto sobie przypomnieć, ile kosztowały paliwa jeszcze pięć czy dziesięć lat temu.
Z prostego rachunku wynika, że jedynie wtedy, gdy dom będzie ogrzewany węglem, dodatkowe koszty związane z droższą instalacją nie zwrócą się w ciągu 15 lat. W pozostałych przypadkach taka inwestycja jest z pewnością opłacalna, i to z uwzględnieniem, że koszt energii elektrycznej zużywanej do napędu wentylatorów rekuperatora wyniesie około 300 zł rocznie.
Ocieplenie przegród zewnętrznych. Podajemy orientacyjne koszty zastosowania grubszych warstw izolacji termicznej (wariant 1a):
- ocieplenie ścian zewnętrznych: izolacja grubości 20 cm zamiast 12 cm ułożona na 142 m² – styropian – 1800 zł, wełna mineralna – 3800 zł;
- ocieplenie fundamentów: izolacja grubości 20 cm zamiast 10 cm ułożona na 40 m²  – styropian – 640 zł;  wełna mineralna – 1080 zł;
- ocieplenie podłogi na gruncie: izolacja grubości 20 cm zamiast 8 cm ułożona na 78 m²  – styropian – 1500 zł, wełna mineralna – 5750 zł;
- ocieplenie dachu: 250 m² płyt z wełny mineralnej grubości 10 cm – 3050 zł;
- ocieplenie ściany między garażem i częścią mieszkalną: 32 m² styropianu grubości 20 cm – 1000 zł – lub wełny mineralnej grubości 20 cm – 2100 zł.
W sumie dodatkowe ocieplenie domu będzie kosztować 7990-15 780 zł w zależności od zastosowanego materiału, a dzięki niemu roczne oszczędności energii wyniosą 3377 kWh. Pozwoli to obniżyć koszty ogrzewania o 270-1283 zł rocznie. W przypadku ogrzewania elektrycznego, gazem płynnym lub olejem opałowym taka inwestycja na pewno się opłaci – zwrot poniesionych nakładów może nastąpić w czasie krótszym niż dziesięć lat. Jeśli dom ma być ogrzewany gazem ziemnym albo peletami, potrwa to o połowę dłużej. Gdy chcemy się ogrzewać węglem, to za pieniądze, które trzeba wydać na dodatkowe ocieplenie, można by kupić paliwo na ponad 20 lat, więc opłacalność jest dyskusyjna. Trzeba tylko pamiętać, że na pewno ceny energii co roku będą wyższe.
Lepsze okna. Zastosowanie okien o lepszych właściwościach termicznych niż standardowe wymaga stosunkowo dużych nakładów finansowych (3000 zł), a jak wynika z obliczeń, korzyści są niewielkie (900 kWh/rok). Z pewnością różnica w zapotrzebowaniu na ciepło byłaby większa, gdyby okna miały większą powierzchnię. Wtedy mniejsze straty ciepła przez okna przekładałyby się na duże oszczędności. W naszym projekcie różnica w kosztach ogrzewania po zastosowaniu lepszych okien to 70-340 zł rocznie. Opłacalność jest podobna jak w przypadku rozwiązania z materiałem izolacyjnym o podwyższonych parametrach lub wybudowania gruntowego wymiennika ciepła. Czas zwrotu poniesionych nakładów jest stosunkowo długi.

Wnioski
Jak wynika z obliczeń, dzięki grubszej warstwie izolacji i zastosowaniu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła na ogrzewaniu domu „Moje miejsce” można zaoszczędzić rocznie około 13 000 kWh energii. Przy dzisiejszych cenach paliw umożliwia to oszczędności od 1000 do prawie 5000 zł rocznie (zależy, jakim paliwem ogrzewamy dom). Biorąc pod uwagę wzrost cen w kolejnych latach, zwłaszcza gazu ziemnego, który zapewne zdrożeje najbardziej, nie można mieć wątpliwości, że dodatkowa inwestycja się opłaci. Jeśli ogrzewamy dom energią elektryczną, po dziesięciu latach zaoszczędzimy około 50 tys. zł, gazem płynnym – 42 tys. zł, olejem opałowym – 34 tys. zł, gazem ziemnym – 20 tys. zł, ale jeśli założymy, że gaz zdrożeje w tym czasie o połowę, będzie to o kilka tysięcy złotych więcej. W każdym przypadku uzyskane oszczędności wystarczą na pokrycie dodatkowych kosztów inwestycji, a nawet przyniosą zysk.
Opisywany projekt w wersji energooszczędnej będzie dostępny od 15.03.07.


Okna połaciowe
Wdomu Murator M03a jest osiem okien dachowych o wymiarach 78 x 140 cm. Współczynnik U takich okien wynosi 1,4-1,6 W/(m²·K). Zestawy szybowe oferowane do nich mają współczynnik U=1,0-1,1 W/(m²·K). Parametry typowych okien dachowych są zatem porównywalne z parametrami dobrych okien elewacyjnych. Ucieczkę ciepła można ograniczyć przez stosowanie rolet zewnętrznych lub okien cieplejszych niż typowe (są już dostępne w sprzedaży). Ich zamontowanie może się okazać uzasadnione energetycznie, gdy w projekcie przewidziano dużą liczbę okien dachowych.

Sprawdź, gdzie budujeszWarto wiedzieć, że do ogrzania tego samego domu zużylibyśmy mniej więcej o 20% mniej paliwa, gdyby zamiast w Warszawie był on wybudowany na przykład we Wrocławiu. Wynika to z nieco innego klimatu w różnych regionach Polski. Analizując opłacalność różnych inwestycji, trzeba mieć to na uwadze, bo czas zwrotu nakładów finansowych dla domu zlokalizowanego w innej strefie klimatycznej jest inny, inne są też nakłady niezbędne, by osiągnąć założony wskaźnik zapotrzebowania na ciepło. Podział Polski na pięć stref klimatycznych, obowiązujący przy wykonywaniu obliczeń cieplnych, znajduje się w normie PN-82/B-02403.

Murator M03a – Moje miejsce – wariant I

powierzchnia netto 150,3 m²
powierzchnia domu (h>1,90 m)* 116,3 m²
powierzchnia zabudowy 152,6 m²
kubatura 650,7 m³
minimalne wymiary działki 26,4 x 18,4 m
kąt nachylenia dachu  35°
wysokość domu w kalenicy  7,14 m
wysokość parteru  2,70 m
wysokość poddasza/piętra 1,45-3,14 m
garaż/wiata (liczba stanowisk) 1
kominek tak
liczba pokoi 5
*bez tarasów, loggii, garaży, wiat

Proponowane materiały:- ściany zewnętrzne: dwuwarstwowe: pustak ceramiczny poryzowany 25 cm + styropian lub wełna 12 cm;
- strop: gęstożebrowy;
- konstrukcja dachu: drewniana, krokwiowa;
- pokrycie dachu: dachówka ceramiczna;
- elewacja: tynk cienkowarstwowy, na fragmentach ścian płytki klinkierowe i cegła klinkierowa.

Poznaj swoją przyszłość

Jedna z najlepszych wróżek w Polsce Wróżka Mira Elżbieta Sobczyk odpowiada na pytania na swoim Facebooku  lub przez e-mail. Problemy ze zdrowiem lub w sprawach "miłosnych" ? A może interesują Cię kwestie finansowe?  Sprawdź swoją przyszłość. Jej odpowiedzi pomogły już tysiącom ludzi w Polsce. Można się z nią skontaktować Jej profil na Facebooku lub http://twojawrozka24.pl
Podobne posty