Współcześnie coraz częściej spotkać się możemy w budownictwie z różnego rodzaju rozwiązaniami energooszczędnymi oraz z budownictwem pasywnym. Zastosowanie jednego z tych rozwiązań pomoże nam zaoszczędzić na rachunkach za ogrzewanie, może się również przyczynić do lepszego wykorzystania energii w naszym domu, dzięki czemu będzie po prostu cieplej w sezonie zimowym. Warto także na wstępie zwrócić uwagę na to, że parametry budownictwa pasywnego oraz energooszczędnego różnią się pomiędzy sobą. Przyjrzyjmy się zatem na czym dokładanie polega budownictwo energooszczędne i pasywne i jak te rozwiązania najlepiej wykorzystać w naszych czterech ścianach.
Budownictwo pasywne i energooszczędne - najważniejsze informacje
Budownictwo pasywne oraz energooszczędne to takie rozwiązania, które pozwalają na optymalne wykorzystanie energii. Należy jednak wspomnieć o tym, że domy pasywne i domu energooszczędne różnią się pomiędzy sobą i mają różne wymagania względem energii, która jest wytwarzana. Domy pasywne i energooszczędne różnią się także pomiędzy sobą pewnymi dopuszczalnymi urozmaiceniami bryły budynku i możliwościami zastosowania pewnych dodatkowych rozwiązań architektonicznych.
W dużym uproszczeniu dom pasywny to taki dom, którego zapotrzebowanie roczne na energię przeznaczoną na ogrzewanie nie przekracza 15 kWh/m2, natomiast zapotrzebowanie na energię pierwotną w takim domu nie przekracza 120 kWh/m2. W przypadku budownictwa energooszczędnego zapotrzebowanie na energię wykorzystywaną do ogrzewania nie powinno przekraczać 40 kWh/m2. Tradycyjne budownictwo to zapotrzebowanie na energię wykorzystywaną do ogrzewania osiągające nawet 180 kWh/m2 w skali roku. Warto tutaj wspomnieć, że energia pierwotna to energia konieczna do ogrzewania, wytwarzania ciepłej wody oraz do poprawnego funkcjonowania urządzeń domowych. Domy pasywne powinny być bardzo dobrze izolowane i niemal stuprocentowo szczelne. Dzięki takiej izolacyjności oraz szczelności te nieduże ilości energii wytworzone w domu pozwolą całkowicie ogrzać jego mieszkańców, a ponadto nie przenikają na zewnątrz poprzez nieocieplone i nieszczelne płaszczyzny.
Warto zwrócić uwagę na to, że pod względami architektonicznymi budynki pasywne znacznie różnią się od budynków tradycyjnych. Budynki pasywne charakteryzują się prostą bryłą i nie znajdziemy tu wymyślnych balkonów, lukarn, czy wykuszy. Te elementy są bowiem bardzo trudne do skutecznego ocieplenia i poprawnego uszczelnienia. Domy pasywne powinny być wybudowane na planie prostokąta i mieć dach jednospadowy lub dwuspadowy. W tym kontekście powinniśmy pamiętać o współczynniku A/V, który określa stosunek przegród zewnętrznych budynku do jego kubatury. W budownictwie pasywnym i energooszczędnym powinniśmy pamiętać o tym, że współczynnik A/V powinien być jak najmniejszy. Podobnie jak w przypadku domów pasywnych, tak samo domy energooszczędne powinny charakteryzować się stosunkowo prostą bryłą i nie powinno się w nich stosować zbyt wielu lukarn, balkonów, czy też wykuszy. Mamy tu jednak większe możliwości urozmaicenia bryły budynku.
Budownictwo pasywne i energooszczędne - rozmieszczenie pomieszczeń
W przypadku budownictwa pasywnego oraz energooszczędnego duże znaczenie ma także odpowiednie rozmieszczenie pomieszczeń w takim domu. Musimy pamiętać o tym, aby strefa dzienna budynku energooszczędnego umiejscowiona była po stronie większego usłonecznienia, czyli w południowej części takiego budynku. W tej części lokujemy więc salon oraz pokoje dziecięce, wszystkie pomieszczenia, w których przebywamy w ciągu dnia. W przypadku domu pasywnego bardzo dobrym rozwiązaniem jest nawet całkowite przeszklenie południowej jego części. Musimy wówczas pamiętać o maksymalnym ograniczeniu przeszkleń w północnej części takiego budynku. W przypadku okien powinniśmy także pamiętać o tym, aby zastosować odpowiednie ruchome osłony okienne, jak na przykład rolety zewnętrzne. Okna o dużych powierzchniach będą bowiem pomagać w pozyskaniu energii w zimie, w lecie natomiast pomieszczenia te mogą się nadmiernie nagrzewać.
W północnej części budynków pasywnych i energooszczędnych umieszcza się takie pomieszczenia jak sypialnie, kuchnie, łazienki, ciągi komunikacyjne, korytarze, pomieszczenia techniczne. Ułożenie pomieszczeń wewnątrz budynków pasywnych i energooszczędnych ma bardzo duże znaczenie. Jednak niektóre pomieszczenia można również umiejscowić poza bryłą części mieszkalnej. Gdy w naszym pasywnym lub energooszczędnym domu jednorodzinnym chcemy mieć garaż, powinniśmy go umieścić poza bryłą budynku, najlepiej w oddzielnym specjalnie przygotowanym do tego celu budynku.
Budownictwo pasywne i energooszczędne - materiały i wykończenie
Materiały wykorzystywane w budownictwie energooszczędnym przy konstrukcji ścian i dachów nie są tak bardzo ważne jak izolacja termiczna oraz materiały służące do łączenia i uszczelniania. Do budowy domów energooszczędnych i pasywnych możemy użyć w zasadzie każdych dostępnych na rynku materiałów budowlanych, musimy jednak pamiętać o tym, aby właściwie ocieplić ściany. Najlepszym rozwiązaniem jest zatem stosowanie najwyższej jakości materiałów izolacyjnych.
Jeżeli nasz dom pasywny lub energooszczędny chcielibyśmy ocieplić przy użyciu tradycyjnego styropianu, powinniśmy zastosować warstwę o grubości 35 cm - 40 cm, jest to jak łatwo sobie wyobrazić, bardzo gruba warstwa. W przypadku styropiany grafitowego, który charakteryzuje się najwyższym współczynnikiem termoizolacyjności ta warstwa wynosić będzie ok. 25 cm. Warto znów przytoczyć pewne istotne wartości. Współczynnik przenikania ciepła U dla ścian budynku pasywnego powinien przyjmować wartości zbliżone do ok. 0,12 W/m2K, natomiast w przypadku budownictwa pasywnego wartość ta powinna przyjmować ok. 0,20 W/m2K.
Budownictwo pasywne i energooszczędne - stolarka okienna
W budownictwie pasywnym oraz energooszczędnym bardzo duże znaczenie ma zastosowanie odpowiednich okien. Musimy tutaj pamiętać o tym, że stolarka okienna powinna maksymalnie wykorzystywać energię słoneczną oraz jednocześnie minimalizować ewentualne straty ciepła. W przypadku stolarki okiennej bardzo duże znaczenie ma przede wszystkim odpowiednie umiejscowienie przeszkleń, jak już wspomniano południowa strona takiego budynku powinna być maksymalnie przeszklona, natomiast północna część może być nawet zupełnie pozbawiona okien. W przypadku przeszkleń zalecane są bardzo duże powierzchnie szyb, przy jak najmniejszym udziale profili. Warto również wspomnieć o tym, że wielu producentów ma w swojej ofercie okna spełniające warunki budownictwa energooszczędnego i pasywnego. Konstrukcja takich okien oraz ich właściwy montaż zapobiegają powstawaniu mostków termicznych, czyli niekontrolowanych ubytków ciepła. Okna spełniające warunki budownictwa energooszczędnego i pasywnego mają szczególne znaczenie w przypadku połaciowych okien dachowych.
Podobnie jak w przypadku ścian, tak samo w przypadku okien należy przytoczyć kilka istotnych wartości. Okna w budownictwie pasywnym i energooszczędnym powinny mieć podwyższone właściwości izolacyjne, gdyż odpowiednie umiejscowienie okien, choć ważne, nie zagwarantuje nam jeszcze spełnienia wszystkich warunków budownictwa energooszczędnego i pasywnego. Współczynnik przenikania ciepła Uw dla całej powierzchni okna nie może przekraczać 1,1 W/m2K (od 2021 roku wartość ta będzie wynosić 0,9 W/m2K) w przypadku domów energooszczędnych, natomiast w przypadku domów pasywna wartość ta nie powinna przekraczać 0,8 W/m2K.
Okna o współczynniku przenikalności ciepła niższym od 1,1 W/m2K stanowią bardzo dobrze izolowane przegrody. Okna takie powinny charakteryzować się ciepłymi pakietami trzyszybowymi, a ich ramy powinny mieć grubość co najmniej 70 mm. W przypadku okien o niższym współczynniku przenikania ciepła mogą w pełni wystarczyć profile dwuszybowe. Najlepsze efekty dają okna o bardzo niskim współczynniku przenikania ciepła z pakietami trzyszybowymi. Takie okna mogą spełniać warunki konieczne nie tylko dla budownictwa energooszczędnego, ale także dla pasywnego.
W sprzedaży dostępne są profile okienne klasy A oraz B. Okna z profilami klasy A posiadają zewnętrzne ścianki o grubości wynoszącej co najmniej 2,8 mm. Okna tej klasy są sztywne i wytrzymałe, sprawdzają się szczególnie przy bardzo dużych przeszkleniach. W przypadku profili okiennych klasy B mamy do czynienia z nieco mniejszą grubością ścianek zewnętrznych profili. Są one tańsze od okien klasy A. Największą popularnością cieszą się okna z dwukomorowymi pakietami szybowymi, których współczynnik przenikania ciepła zawiera się w przedziale od 0,5 W/m2K do 0,9 W/m2K. Okna takie zaopatrzone są zazwyczaj w szyby, których grubość wynosi 4 mm. W trzyszybowych pakietach dwie szyby mają zwykle powłoki niskoemisyjne. Warto zwrócić uwagę na fakt, iż pakiety szybowe charakteryzujące się niskim współczynnikiem przepuszczalności ciepła umożliwiają konstruowanie okien o bardzo dużej powierzchni, które w pełni spełniają warunki budownictwa pasywnego i energooszczędnego. Mogą one jednocześnie zapewniać dużą przepuszczalność światła, odpowiednie doświetlenie wnętrz oraz zyski ciepła pochodzącego z energii słonecznej.
Dobrym rozwiązaniem w przypadku okien do domów pasywnych i energooszczędnych jest także zastosowanie w oknach ciepłej ramki dystansowej wykonanej z aluminium. Takie rozwiązanie szczególnie istotne jest przy oknach dwuskrzydłowych, gdyż w nich mamy większą łączną długość ram okiennych, a co za tym idzie więcej miejsc, gdzie ciepło może uciekać i które wymagają izolacji i uszczelnienia. Warto również stosować różnego rodzaju dodatkowe elementy izolacyjne. Ponadto powinniśmy pamiętać o zastosowaniu osłon okiennych, takich jak na przykład żaluzje, rolety lub ekrany. Mogą one być wykonane z tworzyw sztucznych, tworzyw tekstylnych lub drewna. Osłony okien są konieczne zwłaszcza w dni o niskim usłonecznieniu, gdyż przeszklenia o dużych powierzchniach mogą powodować wówczas duże straty ciepła. Szacuje się, że rolety mogą nawet o 15% zmniejszać współczynnik przewodzenia ciepła w przypadku profili okiennych nieocieplonych, a nawet o 30% w przypadku profili ocieplonych.
Budownictwo pasywne i energooszczędne - sposoby na ogrzewanie
Instalacja grzewcza znacząco różni się w domach energooszczędnych i w domach pasywnych. W przypadku domu energooszczędnego stosuje się standardową instalację grzewczą, taką jak w tradycyjnym budownictwie z tym, że moc urządzeń do ogrzewania może być mniejsza niż w standardowym domu. Jako źródło ciepłą można tu zastosować ekonomiczny kocioł kondensacyjny, pompę ciepła wykorzystującą energię czerpaną w wody, gruntu lub nawet z powietrza. Dobrze, aby grzejniki miały małą pojemność wodną, dzięki czemu instalacja może szybko zareagować na zmieniające się zapotrzebowanie na ilość ciepła. Natomiast rury w takim domu powinny być zaizolowane, wówczas nie tracą ciepła i możemy mieć nad nimi pełną kontrolę.
W przypadku domu pasywnego instalacja grzewcza właściwie nie istnieje. Co to oznacza? W założeniu koncepcja budownictwa pasywnego polega na tym, aby ograniczyć zapotrzebowanie na ciepło konieczne do jego ogrzania do tego stopnia, by niezbędną ilość ciepła dostarczyć można było poprzez odpowiednie ogrzanie powietrza wentylacyjnego. Tak więc w domach pasywnych instalacja wentylacyjna pełni jednocześnie rolę instalacji grzewczej. Wówczas niewielka ilość ciepła dostarczana jest poprzez podgrzewanie powietrza nawiewanego do pomieszczeń. Moc grzewcza wynosi jedynie 10 W/m2. Najczęściej do podgrzewania powietrza stosuje się nagrzewnicę powietrza, którą umieszcza się w głównym kanale nawiewnym. Nagrzewnica ta może być zasilana przez pompę ciepła. Watro zwrócić uwagę na to, że jest ona także wykorzystywana do podgrzewania wody.
Budownictwo pasywne i energooszczędne - na co zwrócić uwagę
Aby nasz dom został uznany jako dom energooszczędny lub pasywny wykonuje się specjalny test szczelności budynku. Test ten nosi nazwę Blower Door Test i daje możliwość poznania prawdziwych parametrów szczelności naszego domu. Standardowo test ten przeprowadzany jest dwukrotnie: przed wykończeniem budynku i zaraz po zakończeniu budowy. Najważniejsze urządzenie wykorzystywane przy tych pomiarach to specjalny wentylator. Podczas prowadzenia badań umieszcza się go najczęściej w drzwiach wejściowych w taki sposób, by jego konstrukcja montażowa wypełniała szczelnie cały otwór. Wentylator ten podczas zasysania powietrza wytwarza podciśnienie, a następnie, wtłaczając je nadciśnienie. Zabieg ten umożliwia ustalenie, gdzie pomimo szczelnie zamkniętych okien i drzwi powietrze w sposób niekontrolowany dostaje się do budynku i wydostaje się z niego.
Stopień szczelności budynku określa się współczynnikiem n50. Informuje on o tym ile razy w ciągu godziny powietrze pomiędzy budynkiem a jego otoczeniem zostanie wymienione przy różnicy ciśnień, która wynosi 50 Pa (odpowiada to wiatrowi o sile równej 5 w skali Beauforta). W przypadku domu pasywnego wartość tego współczynnika nie może przekraczać 0,6 [1/h], w domach bardzo dobrze zaizolowanych wynosi nawet mniej niż 0,3 [1/h]. W budynku energooszczędnym wartość współczynnika n50 powinna być niższa niż 1,0 [1/h]. Test taki wykonywany jest przez uprawnione do tego ekipy, a inwestor po jego przeprowadzeniu otrzymuje protokół, natomiast, gdy badanie to przyniesie dobre wyniki szczelności również specjalny certyfikat.
Budownictwo energooszczędne oraz pasywne cieszą się coraz większą popularnością w Polsce. W naszych warunkach klimatycznych ma to szczególne znaczenie. Odpowiednie zaprojektowanie naszego domu jednorodzinnego, zastosowanie optymalnych rozwiązań oraz użycie odpowiednich materiałów może sprawić, że nasz dom będzie w sezonie grzewczym bardzo dobrze ogrzany, a my zaoszczędzimy na wydatkach na energię potrzebą do nadania naszej przestrzeni odpowiedniej ilości ciepła. Pamiętając o tym, że specyfikacje i wymagania budownictwa pasywnego i energooszczędnego różnią się pomiędzy sobą możemy wybrać takie rozwiązanie, które będzie dla nas korzystniejsze zarówno z ekonomicznego, jak i architektonicznego punktu widzenia.
