Pasywne podejście do budowy domu

Dom zeroemisyjny, zeroenergetyczny, pasywny, niskoenergetyczny – używając tych różnych określeń mamy na myśli dom mieszkalny pro-ekologiczny, o bardzo niskim lub zerowym koszcie wytworzenia ciepła/chłodu, podgrzania wody użytkowej i obsługi urządzeń elektrycznych w domu. Koszty związane z mieszkaniem w domu jednorodzinnym, na których wysokość mamy niewielki wpływ, to koszt dostawy wody, opłata za odbiór nieczystości płynnych, opłata za wywóz śmieci i podatek od nieruchomości. Opłaty te są zróżnicowane w zależności od miejsca zamieszkania. Mimo tego, że prognozowo opłaty te będą z pewnością stale rosły, ich udział w comiesięcznym budżecie domowym jest relatywnie niski. To, na co mamy wpływ, to ogrzanie domu i ogrzanie wody użytkowej z użyciem niskich kosztów własnych. W domach przestarzałych technologicznie koszty ogrzania domu i wody mogą pochłaniać nawet 80% wszystkich kosztów jego utrzymania. Budynki energooszczędne niwelują te koszty do prawie zera lub zera, chociaż wymagają w zamian za to większego wysiłku inwestycyjnego (finansowego) w trakcie budowy. Na co więc warto wydać pieniądze, aby utrzymanie domu kosztowało nas 200 zł, a nie 2 000 zł średnio-miesięcznie?

Poprzez zastosowanie odnawialnych źródeł energii pozyskujemy ciepło do ogrzania domu i wody. W naszym domu referencyjnym i kolejnych projektowanych domach jest to pompa ciepła powietrze-powietrze. Tańsza niż pompy ziemne, łatwa w montażu, wydajna, wykorzystuje energię cieplną pobraną z powietrza znajdującego się na zewnątrz budynku.

Pozyskane z zewnątrz powietrze, ogrzane pompą ciepła, jest dostarczane do domu systemem wentylacji mechanicznej. System kanałów nawiewnych i wywiewnych w domu zapewnia równomierne rozłożenie ciepłego powietrza w całym domu, ciągła jego wymiana daje komfort świeżego powietrza. Wentylacja w naszych domach w pracy nieprzerwanej regularnej oferuje wymianę 260 m3 powietrza na godzinę, co odpowiada połowie kubatury domu. W ciągu doby całe powietrze w domu jest wymienione i oczyszczone 12 razy. Aby ciepło z powietrza wywiewanego można było odebrać, stosuje się rekuperatory. Rekuperator jest najważniejszym elementem systemu rekuperacji, czyli centralą wentylacyjną z odzyskiem ciepła. Jego głównym zadaniem jest nawiewanie świeżego powietrza do wnętrza domu oraz wywiewanie na zewnątrz zużytego. W centralnym miejscu rekuperatora znajduje się wymiennik ciepła, w którym powietrze zużyte, wywiewane z budynku, mija się z powietrzem świeżym, nawiewanym. Strumienie te mijają się, ale nie mieszają się ze sobą. Dochodzi między nimi do wymiany energii, dzięki czemu świeże powietrze nawiewane do wnętrza domu, zostaje ogrzane. Wymiennik ciepła stara się wyrównać różnicę temperatur pomiędzy dwoma strumieniami powietrza. Dzięki temu zimą, gdy do budynku nawiewane jest świeże zimne powietrze, strumień ten zostaje wstępnie ogrzany przez powietrze zużyte i wywiewane z domu. Natomiast latem ten obieg jest odwrócony i powietrze nawiewane jest chłodzone przez powietrze wywiewane. W rekuperatorze znajdują się także filtry, których zadaniem jest zatrzymanie wszelkich zanieczyszczeń powietrza, kurzu oraz owadów. Stanowią one nie tylko ochronę kanałów i wymiennika ciepła, ale także gwarantują, przy zastosowaniu odpowiedniego rodzaju filtrów, nawiewanie do domu świeżego, czystego powietrza.

Pompa ciepła i wentylacja mechaniczna wymaga ciągłego zasilania energią elektryczną. Energię elektryczna pozyskujemy z kolejnego odnawialnego źródła energii, czyli paneli fotowoltaicznych. W naszym domu referencyjnym w Binowie jest to zestaw 22 modułów o mocy maksymalnej 330W każdy moduł. Energia wytwarzana przez panele fotowoltaiczne daje nam możliwość praktycznie pełnego pokrycia zapotrzebowania działania pompy ciepła i wentylacji mechanicznej. czyli ogrzania domu i ogrzania ciepłej wody użytkowej oraz działania wszystkich urządzeń elektrycznych w domu, bez ponoszenia dodatkowych kosztów.

Domy o nieregularnych rzutach i w sposób finezyjny wypiętrzanych ścianach zewnętrznych, oraz ciekawych, ale skomplikowanych dachach mają przegród zewnętrznych bardzo dużo, a więc w konsekwencji wymagają większych środków finansowych na ich budowę, ocieplenie i uszczelnienie oraz na ich późniejsze ogrzanie. Należy dążyć do kształtów prostych, a estetyki szukać w szlachetnym wykończeniu domu i dobrych materiałach. Stąd rosnąca popularność domów tzw. „nowoczesnych stodół”.

Projektując nasze budynki zwracamy uwagę na pasywne podejście do bryły, dbając o współczynnik A/V – czyli współczynnik powierzchni przegród zewnętrznych w stosunku do objętości. Domy o aspiracjach energooszczędnych oceniane za pomocą tego współczynnika, nie powinny osiągać wartości większej niż 0,7. Dom wzorcowy  w Binowie ma współczynnik 0,71. Domy bliźniacze maja współczynnik 0,70.

Kolejnym istotnym współczynnikiem, jest współczynnik zapotrzebowania na ciepło.  Warto zaznaczyć, że współczynnik ten dla poszczególnych obiektów otrzymuje różne wartości:

170 – 200 kWh/m2, dla starszych nieocieplonych domów
140 – 160 kWhm2, dla starszych ale ocieplonych domów
80 – 120 kWh/m2, dla domów budowanych obecnie

Dla naszych budynków, kształtuje się on na poziomie 35-45 kWh/m2.

Na tak doskonały wynik zapotrzebowania na ciepło składają się głównie 4 cechy projektowanych przez nas domów:
– współczynnik przenikania ciepła U – na poziomie 0,11 W/(m²K) dla ścian, 0,09 W/(m²K) dla dachu i 0,10 dla podłogi na gruncie.
– szczelność przegród – wg n₅₀ = 0,6
– pojemność cieplna – 2100 [J / (kg * K)], która także wpływa na doskonały współczynnik przesunięcia fazowego. Dla porównania średnia wartość tego parametru, w domach w których stosowana jest często tańsza wełna mineralna, wynosi ok. 600-1000 [J / (kg * K)] zaś dla domów, w których został zastosowany dla styropian to często wartość  poniżej 500.
– opór dyfuzyjny – przegroda otwarta powietrzenie – oznacza możliwość „oddychania” ściany. Niweluje to problem tzw. „punktu rosy” czyli wykraplania się pary wodnej wewnątrz przegród i ich szybkiego niszczenia.

Warto zauważyć, że materiał przez nas stosowany ma także bardzo dobre właściwości akustyczne. Wełna drzewna o gęstości w przedziale od 45 – 80 kg/m3 rewelacyjnie pochłania fale dźwiękowe (jest to materiał polecany także  do wygłuszania pomieszczeń o bardzo dużym obciążeniu dźwiękiem np.: sale koncertowe, studia nagraniowe).

Rekomendujemy jak najmniejszą ilość przegród zewnętrznych, a więc zwartą, kompaktową bryłę domu, jak najbliższą współczynnikowi A/V = 0,7 .
Po drugie – dobra izolacja termiczna i szczelność domu, na którą trzeba zwrócić szczególna uwagę. Dobrze izolowany dom, ale źle, nieprawidłowo uszczelniony, będzie tracił ciepło w sposób niekontrolowany i zaskakiwał nas wysokimi rachunkami.

Na co więc zwracać uwagę przy zakupie domu?

• Jak wygląda kształt domu i współczynnik A/V?
• Jakie są współczynniki zapotrzebowania ciepła, przenikania ciepła U dla wszystkich przegród zewnętrznych, tj. ścian, dachu, okien pionowych i połaciowych oraz drzwi?
• Jak uzyskana jest szczelność obiektu i czy były robione badania szczelności dla obiektów referencyjnych?
• Czy w domu jest zastosowana wentylacja mechaniczna z rekuperacją?
• W jaki sposób pozyskuje się energię cieplną dla ogrzania domu?

Architekt Piotr Hofman