Jak zmieniono domy na energooszczędne?


Dążenie do ograniczenia kosztów ogrzewania nie musi się wiązać z rezygnacją z atrakcyjnej architektury. Przekonuje o tym seria profesjonalnie opracowanych projektów domów energooszczędnych – efekt współpracy architektów i Instytutu Budynków Pasywnych przy Narodowej Agencji Poszanowania Energii.

Ideą współpracy było pogodzenie trzech najważniejszych elementów nowoczesnego budownictwa: ekonomii, ekologii i komfortu. Przy niewielkim wzroście nakładów inwestycyjnych udało się zmniejszyć koszty ogrzewania o 50%, znacznie zredukować emisję gazów cieplarnianych i podnieść komfort użytkowania budynku. Przyjmuje się, że zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania w przypadku typowych budynków mieszkalnych wynosi około 120 kWh/(m²·rok). Jednak obliczenia wykonane przez Instytut Budynków Pasywnych przy NAPE (Narodowej Agencji Poszanowania Energii) wykazały, że wartość ta jest przekraczana w większości domów jednorodzinnych i może dochodzić nawet do 160 kWh/(m²·rok). Główna przyczyna to niekorzystny współczynnik kształtu powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury budynku­ i duże straty ciepła na wentylację. Za budynki energooszczędne przyjmuje się tymczasem obiekty, których sezonowezapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania nie przekracza 70 kWh/(m²·rok). Osiągnięcie tak niskiego wskaźnika zużycia energii wymaga zastosowania kompleksowych rozwiązań budowlanych i instalacyjnych.

Usprawnienia modernizacyjne
W serii projektów domów energooszczędnych (przedstawiamy je na ss. 149-164) zastosowano kompleksowe rozwiązania konstrukcyjne oraz wykorzystano nowoczesne rozwiązania instalacji wentylacyjnej, centralnego ogrzewania, a także ciepłej wody użytkowej. Wzięto pod uwagę usprawnienia zmierzające do ograniczenia strat ciepła przez:
- wentylację – w domach wznoszonych zgodnie z obowiązującymi standardami przez wentylację grawitacyjną może uciekać 30-40% całkowitych jego strat. Wprowadzenie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, czerpanie powietrza przez gruntowy wymiennik ciepła i uszczelnienie konstrukcji budynku umożliwia redukcję strat ciepła o blisko 80%;
- okna i drzwi zewnętrzne – zazwyczaj ucieka przez nie 20-25% całkowitych strat ciepła. Ich ograniczenie jest mało opłacalne ekonomicznie z uwagi na wysoką cenę energooszczędnej stolarki okiennej, dlatego zmiany zostały wprowadzone w niewielkim stopniu;
- ściany zewnętrzne – zwykle ucieka przez nie 15-20% całkowitych strat. Dzięki zwiększeniu grubości warstwy izolacyjnej udało się zredukować straty ciepła o blisko 40%;
- dach – ucieka przez niego 10-15% całkowitych strat. Dzięki zwiększeniu grubości warstwy izolacyjnej zmniejszono straty ciepła o blisko 35%;
- posadzkę na gruncie – ucieka przez nią 5-10% całkowitych strat. Zwiększenie grubości warstwy izolacyjnej pozwoliło na zmniejszenie strat ciepła o blisko 35%;
- mostki termiczne – ucieka przez nie do 5% całkowitych strat ciepła. Dzięki zastosowaniu rozwiązań konstrukcyjnych wolnych od mostków termicznych straty ciepła zmniejszono o ponad 50%. Wprowadzone zmiany zaowocowały zmniejszeniem sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków o 50%. Miało to również wpływ na redukcję zapotrzebowania na tak zwaną obliczeniową moc grzewczą. Po wprowadzonych zmianach zmalała ona o 50%, dlatego wraz z usprawnieniami dotyczącymi konstrukcji budynku przeprowadzono prace projektowe nad dostosowaniem systemu grzewczego do nowej charakterystyki energetycznej. Prace dostosowawcze objęły również instalację przygotowania ciepłej wody użytkowej. Znaczne ograniczenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku sprawiło, że w bilansie energetycznym dużo większą rolę zaczyna odgrywać zapotrzebowanie­ na ciepło do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Dlatego podjęto również działania zmierzające do zminimalizowania strat ciepła w instalacji ciepłej wody, ale niepogarszające jednocześnie komfortu jej użytkowania.

System wentylacji
Bez zastosowania mechanicznej­ wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła nie można osiągnąć standardu domu energooszczędnego. Pozwala ona na znaczne ograniczenie strat ciepła z powodu wentylacji i w przeciwieństwie do wentylacji grawitacyjnej jest niezależna od panujących warunków atmosferycznych. Zapewnia stałe doprowadzanie do budynku świeżego powietrza i usuwanie zużytego. Ma to decydujący wpływ na komfort użytkowania domu, ponieważ stała wymiana powietrza chroni przed nadmiernym wzrostem stężenia zanieczyszczeń: dwutlenku węgla, pary wodnej, kurzu czy zanieczyszczeń mikrobiologicznych, na przykład zarodników grzybów pleśniowych.
Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła to główny element instalacji wentylacyjnej budynku energooszczędnego. Dostępne na rynku centrale pozwalają na odzyskanie z usuwanego powietrza od 65 do 95% ciepła. Zapewniają jednocześnie szczelne oddzielenie strumienia powietrza usuwanego od nawiewanego, zużywają niewiele energii elektrycznej i charakteryzują się cichą pracą. Centrale stosowane w budynkach energooszczędnych powinny mieć sprawność odzysku ciepła h ≥ 70%. Pozostałe parametry techniczne, takie jak konieczne ciśnienie dyspozycyjne wytwarzane na wlocie do rekuperatora oraz wydajność, trzeba obliczyć. Wymagany strumień powietrza wentylacyjnego wyznacza się na podstawie normy PN-B-03430:1983 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej – Wymagania”. Całkowitą stratę ciśnienia oblicza się na podstawie projektu instalacji wentylacyjnej z uwzględnieniem strat w gruntowym wymienniku ciepła.
Ze względu na ewentualne nieszczelności układu oraz niedokładność oszacowania strat ciśnienia zaleca się podwyższenie obu wielkości przeciętnie o 5-10%. Oprócz zapewnienia odpowiedniego strumienia powietrza wentylacyjnego i ciśnienia dyspozycyjnego centrala wentylacyjna powinna umożliwiać okresowe zmniejszanie lub zwiększanie wydatku oraz posiadać bajpas pozwalający na obejście wymiennika ciepła latem. Zalecany zakres regulacji to 60/100/150% projektowanej wydajności. Zgodnie z zaleceniami normy PN-B-03430:1983 wentylacja mechaniczna powinna działać w sposób ciągły przez całą dobę. Jej wydajność może być zredukowana maksymalnie do 60% przez osiem godzin na dobę. Wpływa to na zmniejszenie strat ciepła na wentylację i nie prowadzi do nadmiernego spadku wilgotności w pomieszczeniach.
Gruntowy wymiennik ciepła jest jednym z elementów instalacji wentylacyjnej budynku energooszczędnego. W zimie wykorzystuje on zakumulowane w gruncie ciepło do podgrzania powietrza zewnętrznego do temperatury około 0°C. Latem przepływające przez gruntowy wymiennik ciepła powietrze jest chłodzone o 10-15 K. Efekt jest zbliżony do instalacji klimatyzacyjnej. W najprostszej wersji funkcję wymiennika pełni rura z tworzywa sztucznego o średnicy 150-200 mm, długości 30-50 m ułożona na głębokości 1,5-2 m pod powierzchnią ziemi. Zastosowanie gruntowego wymiennika nie tylko zmniejsza zapotrzebowanie na ciepło, ale jest również bardzo istotne dla prawidłowego działania instalacji wentylacyjnej.­ Efektywność pracy głównego jej elementu – centrali nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła – zależy w znacznym stopniu od temperatury powietrza zewnętrznego. Jeżeli spadnie ona poniżej -3°C, może dojść do zamarzania skroplin na powierzchni wymiennika ciepła, a w konsekwencji do jego zniszczenia. Aby temu zapobiec, centrale wentylacyjne wyposaża się w układy antyoblodzeniowe. Najczęściej wykorzystywanym rozwiązaniem są nagrzewnice wstępne i cykliczne wyłączanie wentylatora nawiewu. Jednak oba systemy są niekorzystne z punktu widzenia efektywności pracy instalacji wentylacyjnej. Pierwszy z nich wpływa na zwiększenie zużycia energii, najczęściej elektrycznej, co znacznie podnosi koszty eksploatacji centrali wentylacyjnej. Drugi natomiast powoduje, że przez pewien czas, z uwagi na działanie jedynie wentylatora wywiewu, w domu panuje podciśnienie. Zgodnie z zaleceniami normy PN-B-03430:1983 jest to nie­dopuszczalne w budynkach mających paleniska z otwartą komorą spalania, takie jak kotły grzewcze, piece lub kominki. Wystąpienie podciśnienia może bowiem doprowadzić do zassania produktów spalania do wnętrza budynku. Rozwiązaniem pozbawionym takich wad i zabezpieczającym centralę wentylacyjną przed szronieniem jest gruntowy wymiennik ciepła. Przepływ powietrza w domu energo­oszczędnym musi być odpowiednio ukierunkowany. Przez wentylację nawiewno-wywiewną świeże powietrze zostaje doprowadzone bezpośrednio do sypialni, pokoi dziennych i gościnnych. W pomieszczeniach tych powinna się znajdować co najmniej jedna kratka nawiewna. Zanieczyszczone powietrze jest usuwane z kuchni i łazienek, gdzie umieszczone są kratki wywiewne. Schemat przepływu powietrza jest prosty – świeże powietrze dociera najpierw do głównych pomieszczeń mieszkalnych. Następnie przepływa przez strefę pośrednią do pomieszczeń wilgotnych, w których powinno być częściej wymieniane (umożliwia to na przykład szybkie wysychanie mokrych ręczników). Dzięki takiemu ukierunkowaniu świeże powietrze zostaje optymalnie wykorzystane.

Uwaga! Nie będzie to jednak możliwe, jeśli poszczególne pomieszczenia zostaną szczelnie od siebie oddzielone. Dlatego pod wszystkimi drzwiami muszą być szczeliny o wysokości 2 cm, natomiast w drzwiach do łazienek i WC kratki o powierzchni 220 cm².

W poszczególnych pomieszczeniach, takich jak: kotłownia, pokój dzienny z kominkiem i kuchnia, potrzebne są indywidualne, szczegółowe rozwiązania wentylacji nawiewno-wywiewnej. Każde z tych pomieszczeń ze względu na swoją specyfikę ma inne wymagania niż pozostała część budynku.
Kotłownia to pomieszczenie, które w przypadku montażu kotła z otwartą komorą spalania musi być wyposażone w przewód spalinowy, przewód naturalnej wentylacji wywiewnej i przewód doprowadzający powietrze do spalania. Wielkość i umiejscowienie poszczególnych przewodów zależą od mocy kotła i rodzaju spalanego paliwa. W domu energooszczędnym z uwagi na wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła powinno się dążyć do ograniczenia niekontrolowanej infiltracji powietrza zewnętrznego poprzez zminimalizowanie liczby otworów w budynku. Dlatego zamiast kotłów z otwartą komorą spalania zaleca się stosowanie tych z zamkniętą komorą – turbo lub kondensacyjnych. Są one wyposażone w system rura w rurze, który pozwala na pobieranie powietrza do spalania bezpośrednio z zewnątrz, a nie z pomieszczenia. Dzięki temu nie ma potrzeby wykonywania kanału­ nawiewnego, a spalanie odbywa się niezależnie. Zmniejsza się tym samym strumień powietrza zewnętrznego doprowadzanego do budynku z pominięciem systemu mechanicznej wentylacji, redukuje­ się straty ciepła na wentylację i te powodowane wychłodzeniem kotła oraz zasobnika c.w.u. Wykorzystanie kotła z zamkniętą komorą spalania­ nie zwalnia jednak z obowiązku wykonania w kotłowni naturalnej wentylacji wywiewnej i zastosowania odpowiednich nawiewników.­ Z uwagi na podłączenie gazu pomieszczenie to musi mieć niezależny, naturalny system wentylacji. Aby jednak nie doszło do zakłóceń między wentylacją mechaniczną a naturalną, drzwi pomiędzy kotłownią a wnętrzem budynku powinny być szczelne.
Pokój z kominkiem również wymaga specjalnego traktowania (zwłaszcza kwestia montażu i bezpiecznej eksploatacji kominka). W domach tradycyjnych kominki pobierają powietrze do spalania z pomieszczenia. Dlatego w czasie ich użytkowania dochodzi do zwiększenia strumienia powietrza zewnętrznego napływającego do budynku. W przypadku wadliwego działania wentylacji naturalnej może dojść nawet do odwrócenia ciągu w przewodach wywiewnych, co jest bardzo niebezpieczne. Zwiększenie strumienia powietrza wentylacyjnego prowadzi również do powstania dodatkowych strat ciepła. Aby ich uniknąć, a jednocześnie nie dopuścić do zakłócenia pracy systemu wentylacji w domu energooszczędnym, należy zastosować kominek z zamkniętą komorą spalania. Kominków takich nie należy jednak mylić z typowymi kominkami wyposażonymi w szybę żaroodporną. Te z zamkniętą komorą spalania mają niezależne doprowadzenie powietrza do paleniska – najczęściej za pośrednictwem przewodu zlokalizowanego pod budynkiem. Dzięki temu nie dochodzi do zakłócenia pracy wentylacji mechanicznej oraz zwiększenia niekontrolowanego przepływu powietrza zewnętrznego. Bezpieczna praca kominka jest zagwarantowana również wtedy, gdy zostanie wyłączona wentylacja mechaniczna, na przykład na skutek przerwy w dostawach energii elektrycznej. Kominek staje się wtedy głównym źródłem ciepła w domu (pompy obiegowe c.o. są również zasilane energią elektryczną), a rolę wentylacji mechanicznej musi przejąć wentylacja naturalna. Dlatego przy kominku przewidziano grawitacyjny kanał wywiewny zakończony zamykaną kratką wentylacyjną. W normalnym trybie użytkowania budynku powinna ona pozostawać zamknięta. Jednak wtedy, gdy dojdzie do przerwania pracy wentylacji mechanicznej, otwarcie kratki wentylacyjnej umożliwia bezpieczne korzystanie z kominka.
W kuchni podczas przygotowywania posiłków powstaje sporo zanieczyszczeń, które po pierwsze nie powinny przedostawać się do pozostałej części domu, a po drugie – prowadzić do zanieczyszczenia kanałów wentylacyjnych. Dlatego w kuchni przewidziano dodatkowy system filtracji powietrza. Składa się on z okapu znajdującego się nad miejscem gotowania i filtru przed kratką wywiewną. Okap nie jest podłączony do systemu wentylacji mechanicznej ani wentylacji naturalnej. Jego zadaniem jest pochłanianie powstających zanieczyszczeń i zapachów. Oczyszczone wstępnie powietrze jest transportowane do pomieszczenia, a stąd wywiewane przez kratkę wentylacji mechanicznej. Kratka taka powinna być dodatkowo zabezpieczona filtrem przeciwtłuszczowym zamontowanym w kratce lub przed nią.



W domu energooszczędnym nie może zabraknąć wentylacji mechanicznej, która pozwala na odzyskanie z usuwanego powietrza nawet do 95% ciepła.
Autor: Andrzej Szandomirski
Dom z wentylacją mechaniczną nie ma komina wentylacyjnego – na dachu jest jedynie wyrzutnia powietrza.
Autor: Andrzej T. Papliński


Izolacja ścian zewnętrznychOgraniczenie strat ciepła przez ściany zewnętrzne polegało na zwiększeniu grubości warstwy izolacji i zastosowaniu materiału o wysokiej izolacyjności. Docieplenie oprócz zmniejszenia strat ciepła spowoduje także podwyższenie temperatury na wewnętrznej powierzchni ściany, co korzystnie wpływa na komfort użytkowania oraz eliminuje możliwość skraplania się pary wodnej i powstawanie pleśni. Stopień izolowania cieplnego ścian charakteryzuje współczynnik przenikania ciepła U. Im jest niższy, tym mniejsza ucieczka ciepła przez ścianę. Ściany budynków wznoszonych obecnie zgodnie z rozporządzeniem ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie powinny mieć wartość współczynnika U równą 0,3 W/(m²·K). W domach energo-oszczędnych współczynnik ten wynosi 0,15 W/(m²·K), czyli jest dwukrotnie mniejszy.
Tak dobre właściwości cieplne ścian zewnętrznych uzyskano dzięki zastosowaniu warstwy izolacji termicznej o grubości 20 cm wykonanej z materiału o wysokich właściwościach izolacyjnych. Powinien się on charakteryzować współczynnikiem przewodzenia ciepła λ wynoszącym co najmniej 0,036 W/(m·K). Materiały o takich parametrach izolacyjnych są oferowane przez producentów zarówno styropianu, jak i wełny mineralnej. Grubość warstwy izolacji termicznej dobrano, opierając się na doświadczeniach, jakie mają w tym zakresie kraje zachodnie, oraz obliczeniach komputerowych.
W krajach skandynawskich, w których standard domu energooszczędnego jest powszechnie obowiązującym standardem budowlanym, typowa grubość izolacji cieplnej ścian wynosi 20-22 cm. Także w Niemczech obiekty wznoszone jako energooszczędne­ cechują się właśnie taką grubością izolacji. Zasadność jej stosowania w polskich warunkach klimatycznych potwierdzają również analizy ekonomiczne. W zależności od wykorzystywanego paliwa ekonomicznie uzasadniona grubość izolacji waha się dla ścian zewnętrznych od 13 (ogrzewanie gazem) do 31 cm (ogrzewanie energią elektryczną). Przyjęcie grubości 20 cm jest więc w pełni uzasadnione i pozwala – jak wykazały obliczenia – na znaczne ograniczenie strat ciepła przez ściany zewnętrzne. Grubość ta powinna być zachowana w przypadku wszystkich ścian zewnętrznych domu, również tych stykających się z dostawionym, nieogrzewanym garażem.
Sytuacja wygląda inaczej, gdy garaż jest ogrzewany i stanowi integralną część bryły domu. Na podstawie obowiązującego rozporządzenia założono w nim minimalną dopuszczalną temperaturę wewnętrzną 5°C. Rozwiązanie takie pozwoliło na zmniejszenie całkowitego zapotrzebowania na ciepło budynku. Jak wykazały obliczenia wykonane za pomocą programu TRNSYS, zasadne jest również odizolowanie garażu od pozostałej części budynku, w której panuje wyższa temperatura wewnętrzna. Dlatego w domach energooszczędnych ściany wewnętrzne i stropy stykające się z ogrzewanym garażem ocieplono 10-centymetrową warstwą styropianu lub wełny mineralnej.

Izolacja dachu
W domach energooszczędnych całkowita grubość izolacji dachu to 30 cm. Dobierając ją, kierowano się takimi samymi kryteriami jak przy doborze grubości warstwy ocieplenia ścian. Zgodnie z nimi grubość warstwy izolacyjnej dachów i stropo­dachów powinna być większa od grubości stosowanej w ścianach zewnętrznych. Różnica ta wynika z mniejszych kosztów wykonania izolacji oraz zwiększonej ucieczki ciepła przez tego typu przegrody. Ocieplenie dachu powinno być układane w dwóch warstwach. Pierwsza warstwa izolacji znajduje się pomiędzy krokwiami, natomiast druga – pod nimi. Rozwiązanie takie zmniejsza ryzyko powstania mostków termicznych, dzięki czemu polepszają się właściwości izolacyjne dachu. Druga warstwa materiału izolacyjnego powinna mieć grubość około 10 cm i być ułożona w sposób ciągły. Tę warstwę izolacji należy­ zamontować w taki sposób, aby połączenia płyt nie pokrywały się z tymi w poprzedniej warstwie. Zastosowanie dodatkowej warstwy izolacji i polepszenie parametrów termicznych materiału izolacyjnego (λ = 0,036 W/(m·K)) pozwoliło na uzyskanie przez dach współczynnika przenikania ciepła U wynoszącego 0,14 W/(m²·K). W konsekwencji ilość traconego przez dach ciepła zmniejszyła się o 35%.

Izolacja posadzki na gruncie
Przegroda, w której najbardziej zwiększono grubość warstwy izolacji, to posadzka na gruncie. Grubość izolacji zmieniono z 8 (w typowych domach) na 20 cm (w energooszczędnych). Zastosowano przy tym materiał izolacyjny charakteryzujący się współczynnikiem przewodzenia ciepła λ wynoszącym 0,038 W/(m·K). Pozwoliło to na uzyskanie współczynnika U wynoszącego 0,15 W/(m²·K) i zmniejszenie strat ciepła do gruntu o blisko 45%. Przyjęta grubość izolacji znajduje­ się na granicy opłacalności. Ma jednak swoje uzasadnienie energetyczne i praktyczne. W większości obecnie wznoszonych budynków instalacja rozprowadzająca systemu grzewczego i ciepłej wody użytkowej jest układana właśnie w warstwie izolacji posadzki. Niewielka grubość izolacji sprawia, że przewody – zamiast znajdować się w izolacji – są układane bezpośrednio na podkładzie betonowym. Jeśli dodatkowo nie mają wymaganej izolacji, efektem są znaczne straty ciepła. W systemie ciepłej wody użytkowej mogą one dochodzić nawet do 50%. Zastosowanie 20-centymetrowej warstwy izolacji w podłodze domu nie tylko zmniejsza straty ciepła do gruntu, ale też ogranicza przesyłowe straty ciepła, które mogą wystąpić w instalacji c.o. i c.w.u.


Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Mostki termiczne
To miejsca, w których mamy do czynienia z wielowymiarową wymianą ciepła – większą od wymiany przez regularną część przegrody. Wyróżnia się dwa rodzaje mostków. Pierwsze z nich – geometryczne, występują wszędzie tam, gdzie powierzchnia przegrody od strony zewnętrznej jest różna od powierzchni przegrody od strony wewnętrznej, na przykład w narożach budynku. Takie mostki występują oczywiście we wszystkich domach, nawet w pasywnych.
Drugi rodzaj mostków – konstrukcyjne, powstaje w miejscach pocienienia lub przerwania warstwy izolacji oraz niejednorodności konstrukcji przegrody. Takie mostki muszą być wyeliminowane z budynków energooszczędnych. Ograniczenie do minimum ilości mostków w konstrukcji budynku osiąga się poprzez zachowanie ciągłości warstwy izolacyjnej w przegrodach zewnętrznych i na ich połączeniach. W domach energooszczędnych udało się to zrealizować niemal wszędzie. Jedynym miejscem, w którym nie można zapewnić ciągłości warstwy izolacji, są ściany fundamentowe. Tam negatywne skutki mostków termicznych zniwelowano nieznacznie przez pogrubienie izolacji ścian fundamentowych. Zapobiega to przedostawaniu się zimna pod posadzkę­ budynku i wpływa na zwiększenie temperatury znajdującego się pod nią gruntu.

Okna i drzwi
Jest wiele sposobów ograniczenia strat ciepła przez okna i drzwi, ale najważniejsze z nich to: zastosowanie stolarki okiennej i drzwiowej o podwyższonych parametrach termicznych oraz zmniejszenie wielkości okien, ich odpowiednie usytuowanie, a także zastosowanie okiennic i żaluzji. Zdecydowano się na pierwsze rozwiązanie. Dwa kolejne wiążą się bowiem ze znaczną ingerencją w architekturę budynku, a tego starano się uniknąć. Na rynku są różne typy energo-oszczędnych okien: drewniane, z tworzywa i aluminium. W oknach tych są zestawy złożone z dwóch lub trzech fabrycznie sklejonych szyb, przy czym kilkumilimetrowa przestrzeń miedzy szybami jest wypełniona suchym powietrzem lub specjalnym gazem. Wymiana okien na energooszczędne jest, niestety, kosztowna. Dlatego w domach energooszczędnych zdecydowano się na zastosowanie okien o podwyższonej izolacyjności termicznej, lecz nie aż tak jak w przypadku domów pasywnych.
Dostępne są na rynku okna charakteryzują się współczynnikiem przenikania ciepła U­ o wartości około 1,6 W/(m².K). Wartość współczynnika należy wyznaczać zgodnie z zaleceniami normy PN-EN 10077 „Cieplne właściwości użytkowe okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła”. Bierze ona pod uwagę różne właściwości izolacyjne ram okiennych i szklenia oraz uwzględnia stratę ciepła przez mostek termiczny na połączeniu ramy z oszkleniem. Typowe okna są wykonane z ram o współczynniku U = 1,5 W/(m²·K) i szklone szybami o U=1,1 W/(m²·K). W domu energooszczędnym zdecydowano się na zastosowanie ram okiennych o współczynniku U ≤ 1,3 W/(m²·K) i szklenia o współczynniku U ≤ 1,0 W/(m²·K). Niestety, ze względu na swoją konstrukcję i sposób montażu okien dachowych warunek dotyczący ram nie może być przez nie spełniony. Dlatego mają one gorsze parametry izolacyjne niż pozostałe okna. Zwiększenia wymagała również izolacyjność termiczna drzwi zewnętrznych i garażowych. Powinny mieć współczynnik przenikania ciepła U o wartości ≤ 1,3 W/(m²·K). Usprawnienia w zakresie stolarki okiennej i drzwiowej pozwoliły na ograniczenie powodowanych przez nie strat ciepła o blisko 10%.

Instalacja centralnego ogrzewania
W domach energooszczędnych o blisko 50% zmniejszyło się obliczeniowe zapotrzebowanie na moc grzewczą w porównaniu z zapotrzebowaniem typowych domów będących ich pierwowzorami. Teraz do ogrzania domu o powierzchni użytkowej 140 m² wystarczy kocioł o mocy około 6 kW. Moc ta może być mniejsza od zapotrzebowania na moc do przygotowania c.w.u. Dlatego moc kotła dobiera się do większej z nich. W domach energooszczędnych montowane są kotły z zamkniętą komorą spalania i wysoką sprawnością – turbo lub kondensacyjne. Kotły kondensacyjne wymagają dodatkowo wykonania niskotemperaturowej instalacji grzewczej. Mniejsze zapotrzebowanie na moc grzewczą wymusiło konieczność przeprojektowania systemu grzewczego. Wymagana ilość ciepła może być dostarczona do pomieszczeń za pomocą grzejników o dużo mniejszej powierzchni. Aby zagwarantować sprawną i efektywną pracę systemu, należy maksymalnie ograniczyć ilość ciepła doprowadzanego do pomieszczeń poza kontrolą automatyki­ sterującej. Można to osiągnąć poprzez zaizolowanie instalacji rozprowadzającej ciepło zgodnie z zaleceniami normowymi. Z uwagi na małe obliczeniowe­ zapotrzebowanie domów na moc grzewczą trzeba montować w nich kominki o niewielkiej mocy (około 10 kW) dostosowanej do potrzeb energetyczych budynku. Zamontowanie kominka o zbyt dużej mocy może prowadzić do przegrzewania pomieszczeń i zwiększenia strat ciepła.

Instalacja ciepłej wody użytkowej
Należy dążyć do maksymalnego ograniczenia strat ciepła w instalacji c.w.u., zmniejszenia zużycia ciepłej wody i – o ile jest to opłacalne – ekonomicznego wykorzystania do jej przygotowania odnawialnych źródeł energii. Instalacja c.w.u. musi być starannie zaizolowana, a grubość zastosowanej izolacji może przekraczać zalecenia normatywne. Przewody rozprowadzające i przewody obiegu­ cyrkulacyjnego powinny mieć możliwie najmniejsze średnice. Ograniczenie strat ciepła można osiągnąć również poprzez wprowadzenie automatycznej regulacji temperatury wody oraz pracy pomp obiegowych i cyrkulacyjnych. Zmniejszenie zużycia c.w.u. może nastąpić w wyniku wprowadzenia specjalnej armatury umożliwiającej jej efektywne wykorzystanie, na przykład nowych konstrukcji baterii czerpalnych, perlatorów zamiast zwykłych sitek prysznicowych czy urządzeń zamykających przepływ wody w niezakręconych kranach.

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii
Źródłem oszczędności może być także wykorzystywanie energii ze źródeł odnawialnych:
- spalania biomasy – czyli drewna i jego odpadów (na przykład trocin) oraz słomy. Stosuje się do tego celu specjalne kotły lub, tak jak w domu energooszczędnym, kominki. Koszty ogrzewania za pomocą tego rodzaju paliw są niższe niż przy zastosowaniu paliw konwencjonalnych. Powodują jednocześnie zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych;
- promieniowania słonecznego – energia wykorzystywana za pośrednictwem kolektorów słonecznych umieszczonych na dachu lub ścianie budynku. Ciepło to może być zastosowane do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, a także do ogrzewania pomieszczeń. W naszych warunkach ze względu na ograniczone możliwości wykorzystania energii słonecznej w miesiącach zimowych stosuje się systemy wykorzystujące ciepło kolektora słonecznego skojarzone z innym źródłem ciepła. Dlatego zakup kolektorów powinien być poprzedzony dokładną analizą ekonomiczną, uwzględniającą indywidualne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową;
- zgromadzonej w gruncie – może być pozyskiwana za pomocą pomp ciepła lub gruntowego wymiennika ciepła. Uzyskane ciepło ma niską cenę jednostkową, ale jest to związane z poniesieniem wysokich kosztów zainstalowania pompy i całego systemu. W domu energooszczędnym zdecydowano się na zastosowanie tańszego sposobu pozyskania ciepła z gruntu. Wykorzystano do tego gruntowy­ wymiennik ciepła, który służy do wstępnego podgrzania powietrza wentylacyjnego w zimie i pozwala na jego schłodzenie latem. Zastosowanie pompy ciepła jest uwarunkowane lokalizacją budynku i w indywidualnych przypadkach może być również uzasadnione.

Jak liczonoDokładny zakres rozwiązań mających na celu zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków określono na podstawie obliczeń wykonanych przy użyciu programów TRNSYS i PHPP. Program TRNSYS (Transient Simulation Program) pozwalał na wykonanie dynamicznej symulacji budynków, działania instalacji grzewczych, wentylacyjnych, systemów ciepłej wody użytkowej. Dzięki temu możliwe było uzyskanie bardzo dokładnych wyników obliczeń, które uwzględniają dynamiczny charakter zjawisk cieplnych zachodzących w budynkach.
Program PHPP (Passivhaus Projektierung Paket 2004) powstał na podstawie niemieckich i europejskich norm oraz instrukcji Pasivhaus Institut. Do obliczeń wykorzystano dane pogodowe pochodzące ze stacji meteorologicznej Warszawa-Okęcie. Obejmują one średnie wieloletnie wartości temperatur zewnętrznych i promieniowania sło­necznego dla poszczególnych miesięcy roku. Na ich podstawie otrzymano godzinowe dane pogodowe dla Warszawy za pomocą programu Meteonorm. Wykonując obliczenia, przyjęto, że w pomieszcze­niach panuje temperatura wymieniona w rozpo­rządzeniu ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, czyli:
- w pokojach 20°C;
- w łazienkach i WC 24°C;
- w wiatrołapach 16°C;
- w garażach ogrzewanych 5°C.

Co zawiera dokumentacja domu w wersji energooszczędnej
- Świadectwo energetyczne wydane przez Instytut Budynków Pasywnych przy Narodowej Agencji Poszanowania Energii;
- cztery egzemplarze projektu architektoniczno-budowlanego wraz z projektami instalacji: centralnego ogrzewania, wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z rekuperatorem, wodno-kanalizacyjnej, gazowej i elektrycznej;
- projekt gruntowego wymiennika ciepła (możliwość zakupu w pakiecie);
- wykaz materiałów potrzebnych do budowy oraz zakres prac;
- wzory pism i wniosków do urzędów;
- dziennik budowy;
- wiedzę budowlaną w prezencie, czyli publikacje Muratora.


Kolekcja Muratora projekty domów energooszczędnych
Prezentujemy 12 projektów stworzonych z myślą o tych, którzy chcą zbudować dom tani w eksploatacji. Wybierając dom, często kierujemy się przede wszystkim jego atrakcyjnym wyglądem. Dopiero w trakcie budowy zaczynamy wprowadzać zmiany, które mają poprawić go energetycznie. Choć daje to pewne efekty, najlepiej wybrać projekt zawierający już takie rozwiązania. W naszej Kolekcji prezentujemy domy energooszczędne o wskaźniku zapotrzebowania na ciepło E nieprzekraczającym 70 kWh/m²/rok. Osiągnięto to dzięki zaprojektowaniu przegród zewnętrznych o bardzo dobrych współczynnikach przenikania ciepła U i zastosowaniu wentylacji mechanicznej nawiewno­-wywiewnej z odzyskiem ciepła. Połowa z nich to domy już na etapie koncepcji projektowane jako energooszczędne. Mają proste bryły i dachy, by ograniczyć powierzchnię przegród zewnętrznych, duże i małe okna na elewacji północnej oraz wszystkie cechy domu energooszczędnego. Druga połowa to popularne, cieszące się zainteresowaniem inwestorów projekty domów zoptymalizowane i zmienione tak, by jak najbardziej ograniczyć zapotrzebowanie na ciepło, ponosząc jednocześnie jak najmniejsze wydatki. Wszystkie projekty powstały dzięki współpracy z Instytutem Budynków Pasywnych przy Narodowej Agencji Poszanowania Energii W każdej prezentacji podaliśmy, jaką powierzchnię w domu ogrzewamy, i szacunkowe roczne koszty ogrzewania dla uśrednionych warunków pogodowych i eksploatacyjnych. Zależą one od strefy klimatycznej, w której stanie dom (przyjęliśmy III strefę), i od rodzaju wybranego paliwa (najtańsze jest ogrzewanie domu węglem, a najdroższe energią elektryczną). Koszty ogrzewania podaliśmy zgodnie z taryfami z początku 2007 r.



Porównanie strat ciepła w domu standardowym i energooszczędnym


Kierunek przepływu powietrza w domu


Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki


Newralgiczne miejsca

W typowym domu

Dach.
Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki


Ściany fundamentowe i podłoga na gruncie.
Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki


Ściana między domem a garażem.
Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki


W domu energooszczędnym

Dach.
Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki


Ściany fundamentowe i podłoga na gruncie.
Autor: Marek Sternicki


Ściana między domem a garażem.
Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

.

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