Energooszczędny, czyli jaki?

Dom, do którego ogrzania potrzeba mało ciepła, należy od samego początku budować zgodnie z przykazaniami energooszczędnego inwestora. A budując oszczędnie, budujemy też ekologicznie.

Wprawdzie pytanie o to, czy należy dążyć do ograniczenia kosztów ogrzewania, nie ma sensu, ale już zastanawianie się nad tym, w jakim stopniu to zrobić, okazuje się bardzo rozsądne. Wbrew pozorom nie zawsze plan maksimum musi być optymalny. Dlatego inwestor, podejmując decyzję, powinien porównać nie tylko wielkość oszczędności, ale przede wszystkim wymagania, którym trzeba sprostać, decydując się na konkretną opcję.

Projekty domów mających skromne potrzeby energetyczne cieszą się coraz większą popularnością. Jednak skromność skromności nierówna. Do uznania domu za energooszczędny potrzeba wskaźnika 70 kWh/(m2·rok), zaś zużycie energii pierwotnej (zawartej w paliwie i dostarczonej u źródła) na ogrzewanie, przygotowywanie ciepłej wody użytkowej, oświetlenie i pracę urządzeń elektrycznych w takim domu wynosi około 250 kWh/(m2·rok). Wizja płacenia jak najniższych rachunków za ogrzewanie jest kusząca, ale warto dokładnie przeanalizować konsekwencje decyzji o budowie domu energooszczędnego.

Zacznij od projektu

• Wybierz nieduży dom. Rezygnacja z dużej przestrzeni to najprostszy sposób od teorii do praktyki na dom tani w budowie i eksploatacji. Niezależnie od tego, jak ciepły budynek wzniesiemy, zawsze koszty ogrzewania będą tym większe, im większą przestrzeń trzeba będzie ogrzewać.
• Niech ma zwartą bryłę. Chcąc zmniejszyć zapotrzebowanie na ciepło, trzeba zminimalizować jego straty. A ciepło jest tracone przede wszystkim dlatego, że przenika przez przegrody zewnętrzne domu: ściany, dach, podłogę, okna i drzwi. Im mniejsza powierzchnia tych przegród, tym mniejsze będzie zapotrzebowanie na ciepło. Dlatego warto wybudować dom o takim kształcie, by stosunek przegród zewnętrznych do jego kubatury (A/V) był jak najmniejszy. Oznacza to, że dom powinien mieć zwartą bryłę, na przykład zbliżoną do sześcianu (idealny pod tym względem jest kształt kuli, ale trudno byłoby w niej mieszkać). Największe straty ciepła występują w narożnikach i załamaniach ścian i dachu, dlatego powinno być ich jak najmniej. Z tego względu lepiej też unikać skomplikowanego dachu – najkorzystniejszy jest dwuspadowy, a nawet jednospadowy, czyli pulpitowy. Zapotrzebowanie na ciepło zwiększa duża wysokość pomieszczeń. Przestrzeń nad naszymi głowami też musi być ogrzewana, choć właściwie z niej nie korzystamy. Dlatego lepiej, by kondygnacje były jak najniższe, z zachowaniem minimalnych wysokości gwarantujących komfort (zgodnych z normami). Zdecydowanie niekorzystne z punktu widzenia energooszczędności są domy parterowe. Jeśli wybudujemy dom piętrowy lub z użytkowym poddaszem, to za jego ogrzewanie będziemy płacić o kilkaset złotych rocznie mniej niż za ogrzewanie domu parterowego o takiej samej powierzchni użytkowej i oczywiście w ten sam sposób ocieplonego.
• Zrezygnuj z balkonów. W domach energooszczędnych unika się projektowania balkonów, których płyta jest połączona ze stropem. Straty ciepła wynikające z takiego rozwiązania, gdy płyta balkonu jest nieocieplona (a w praktyce na ogół nie jest, bo trudno to zrobić), są tak duże jak w przypadku braku ocieplenia kilku metrów kwadratowych ściany zewnętrznej. Dlatego jeżeli już dom musi mieć balkon lub taras, to lepiej, aby był on dostawiony na własnej konstrukcji, tak by ściana domu mogła zostać w całości zaizolowana. Można też połączyć płytę balkonu ze stropem specjalnymi łącznikami umożliwiającymi zastosowanie między nimi warstwy izolacji, ale w tym wypadku pewna ilość ciepła będzie przez te łączniki przewodzona.
• Nie dziel niepotrzebnie wnętrza. W domach z podziałami wyraźne staje się zróżnicowanie temperatury i powstaje ryzyko przegrzewania nasłonecznionej strefy południowej przy jednoczesnej konieczności dogrzewania strefy północnej. Dla zapewnienia komfortu cieplnego można wówczas zastosować wentylatory wymuszające przepływ powietrza ze strefy nasłonecznionej do zacienionej, trzeba wtedy uwzględnić dodatkowe zużycie energii elektrycznej i hałaśliwość wentylatorów.
• Buduj z materiałów akumulujących ciepło. Jest ono potrzebne nie tylko wtedy, gdy świeci słońce. Bardzo ważne jest, by dom to ciepło akumulował, bo w przeciwnym razie po zachodzie słońca lub nawet przy zachmurzeniu w domu natychmiast nastąpiłby jego deficyt. W domach murowanych akumulatorami ciepła są ściany, podłoga i strop. Szczególnie ważną rolę odgrywa ściana wewnętrzna naprzeciwko okien wychodzących na południe. Warto zadbać o to, by była z materiałów dobrze akumulujących ciepło, na przykład z cegły pełnej, betonu lub kamienia – i to także w domach drewnianych lub szkieletowych. Gdy promienie słońca przestaną bezpośrednio wnikać do wnętrza domu, ta ściana stanie się grzejnikiem – będzie emitować zmagazynowane w niej ciepło. Jeśli będzie masywna, starczy go nawet na parę godzin grzania. Zalecana grubość ściany akumulacyjnej to 20-45 cm. Najlepiej, gdy może nią być ściana nośna, bo nie trzeba wtedy ponosić dodatkowych kosztów wykonania specjalnie pogrubionej, masywnej ściany. Elementem akumulującym ciepło może być też obudowa kominka znajdującego się na wprost okna. Trzeba ją tylko zrobić z materiałów magazynujących ciepło, takich jak cegła lub bloczki betonowe.Zdolność ściany akumulacyjnej do pochłaniania promieniowania można zwiększyć, malując ją na ciemny kolor (może wtedy akumulować nawet o 75% więcej ciepła niż ściana biała). Jednak pozostałe powierzchnie w pomieszczeniu powinny być jak najjaśniejsze, aby odbijały i rozpraszały światło. Chcąc możliwie najefektywniej wykorzystywać promieniowanie słoneczne do ogrzewania pomieszczeń, trzeba ograniczyć ich głębokość. Aby napromieniowanie masywnej ściany akumulującej ciepło było optymalne, musi się ona znajdować jak najbliżej południowego okna – maksymalnie w odległości równej dwuipółkrotnej jego wysokości. Gdy ściana jest dalej, wskazane jest zastosowanie okien dachowych (o ile jest to możliwe, to znaczy gdy pomieszczenie jest na najwyższej kondygnacji). Ściana nie powinna być też zacieniona przez meble i inne elementy wyposażenia.

Zobacz galerię 7 zdjęć

Autor: archiwum muratordom

Wnętrza domu energooszczędnego nie powinny być niepotrzebnie dzielone – unikamy znacznego zróżnicowania temperatury – i wysokie – unikamy ogrzewania przestrzeni, z której nie korzystamy.

Wpływ kształtu domu na zapotrzebowanie na ciepło do jego ogrzewaniaPorównujemy domy o różnych bryłach, ale o takiej samej powierzchni i tak samo rozmieszczonych względem stron świata oknach.

Różnice nie są duże, ale widać, że domy o większej powierzchni przegród zewnętrznych potrzebują więcej energii do ogrzewania. Między domem o najkorzystniejszym kształcie – na rzucie kwadratu – a domami na rzucie litery L lub krzyża różnica w zapotrzebowaniu na ciepło wynosi jedynie 3,5%. W praktyce nieco bardziej skomplikowany kształt domu może ułatwić usytuowanie większej liczby okien od strony południowej i likwidację przeszkleń od strony północnej, co może sprawić, że różnica ta będzie jeszcze mniejsza.

Wpływ liczby kondygnacji domu na zapotrzebowanie na ciepło do jego ogrzewaniaPorównujemy domy o takiej samej powierzchni, tak samo rozmieszczonych oknach względem stron świata, lecz o różnej liczbie kondygnacji.

Nie ma wątpliwości – dom parterowy wypada niekorzystnie. Kto chce oszczędzać na ogrzewaniu, powinien wybudować dom o przynajmniej dwóch kondygnacjach. Trzeba będzie chodzić po schodach, ale za to ciepło z pomieszczeń na parterze nie będzie od razu uciekać przez dach, lecz ogrzeje jeszcze pomieszczenia położone wyżej. W domu parterowym powierzchnia dachu, przez który ucieka dużo ciepła, w stosunku do powierzchni użytkowej jest zdecydowanie największa, dlatego tak znaczna jest różnica w zapotrzebowaniu na ciepło – blisko 17%. Zastanawiać może różnica w stratach ciepła przez podłogę w domu z poddaszem użytkowym i domu piętrowym. Wynika ona z tego, że w domu z poddaszem na skutek dużego pochylenia połaci dachowych tracona jest pewna część powierzchni użytkowej pod jego skosami. Aby pod względem funkcjonalnym dom ten odpowiadał pozostałym dwóm, z którymi jest porównywany, odpowiednio (o blisko 16%) zwiększyliśmy jego powierzchnię liczoną na wysokości podłogi. Zwiększenie powierzchni przegród zewnętrznych skutkuje oczywiście zwiększeniem strat ciepła, stąd taki, a nie inny wynik.

Zadbaj o szczelność budynku

Budynki energooszczędne muszą być szczelne. Świeże powietrze może się do nich przedostawać tylko przez system wentylacji. Wymóg szczelności dla domu energooszczędnego określany jest na poziomie n50 ≤ 1,5 h-1. Oznacza to, że przy wytworzonej między wnętrzem a zewnętrzem domu różnicy ciśnienia 50 Pa w ciągu godziny przez wszystkie szczeliny w domu nie powinna przepłynąć większa objętość powietrza niż 1,5 kubatury wewnętrznej domu. Szczelność domu mierzy się, wykonując specjalny test (Blower-Door Test), który mogą przeprowadzić tylko firmy dysponujące specjalistycznym sprzętem, robiące pomiary budowlane. Aby budynek był szczelny niezbędne jest również staranne wykonanie detali narażonych na nieszczelności – styki okien i drzwi ze ścianami uszczelnia się specjalnymi taśmami.

Standard budynku energooszczędnego pozwala na wykorzystanie kominka. Oczywiście wymóg energooszczędności nie zniósłby pracy dowolnego kominka, może to być jedynie kominek zamknięty z niezależnym doprowadzeniem powietrza do paleniska – najczęściej przewodem zlokalizowanym pod budynkiem, dzięki któremu nie zwiększa się niekontrolowany przepływ powietrza z zewnątrz.

Kup dobre okna

Powinny one przepuszczać energię słoneczną, ale też powodować jak najmniejsze straty ciepła. Okna montowane w domach energooszczędnych powinny mieć współczynnik U całego okna nie większy niż 1,3 W/(m2·K) i składać się z zestawów dwóch lub trzech sklejonych szyb, z przestrzenią między nimi wypełnioną gazem szlachetnym (argonem) lub suchym powietrzem.

Wentyluj mechanicznie

By osiągnąć standard budynku energooszczędnego, trzeba zastosować mechaniczną wentylację nawiewno- -wywiewną z odzyskiem ciepła. Dostarcza ona świeże powietrze, ogranicza straty ciepła, pozwala na zmniejszenie wilgotności powietrza wewnątrz domu i skuteczne usunięcie szkodliwych zanieczyszczeń powstających w budynku. Stała wymiana powietrza chroni przed nadmiernym wzrostem stężenia zanieczyszczeń: mikrobiologicznych, dwutlenku węgla i kurzu. Dla standardu domu energooszczędnego sprawność odzysku ciepła przy zrównoważonych strumieniach powietrza powinna wynosić 70%, a wykorzystanie gruntowego wymiennika ciepła pozwala na poprawienie sprawności odzysku ciepła. Zapobiega on szronieniu powierzchni wymiennika krzyżowego centrali wentylacyjnej i eliminuje konieczność pracy energochłonnej nagrzewnicy wstępnej.

Ogrzewaj ekonomicznie

W domu energooszczędnym potrzebna jest instalacja grzewcza, tyle że moc urządzeń może być mniejsza niż w domu standardowym. Dobrze, by źródłem ciepła był ekonomiczny kocioł kondensacyjny albo pompa ciepła wykorzystująca energię czerpaną z gruntu, wody, a nawet powietrza. Grzejniki powinny mieć małą pojemność wodną, aby instalacja szybko reagowała na zmieniające się zapotrzebowanie na ciepło. Rury powinny być zaizolowane, by nie tracić ciepła i mieć nad nim pełną kontrolę. Natomiast instalacja przygotowywania ciepłej wody może być podłączona do zasadniczego systemu grzewczego. A więc źródło ciepła dobiera się, dopasowując je do stosunkowo dużego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania domu. Warto zadbać , by źródło ciepła wykorzystywało energię ze źródeł odnawialnych, a także miało jak największą sprawność.

Zobacz galerię 2 zdjęcia

Autor: archiwum muratordom

Dobrze jest, gdy duże przeszklenia znajdują się w pomieszczeniach, które nie muszą być stale użytkowane i zimą można utrzymywać w nich obniżoną temperaturę.

Wybierz technologię

Domy energooszczędne można wznosić w różnych technologiach – zapewniających odpowiednią izolacyjność termiczną. Mogą to być ściany szkieletowe wypełnione materiałem termoizolacyjnym albo kształtki szalunkowe ze styropianu wypełniane betonem. Bardzo dobrym rozwiązaniem jest dwuwarstwowa budowa ścian, przy czym część konstrukcyjna może być wzniesiona z silikatów, ceramiki tradycyjnej, prefabrykowanych elementów keramzytobetonowych, z ceramiki poryzowanej, betonu komórkowego, keramzytobetonu lub bali.

Starannie ocieplaj

Wybudowanie domu spełniającego opisane powyżej warunki nie musi pociągać za sobą dodatkowych nakładów finansowych. Dzięki przemyślanej koncepcji, wprawdzie rezygnując niekiedy z wymarzonego charakteru domu, można uzyskać oszczędności na jego ogrzewaniu sięgające kilkunastu procent, a więc rzędu kilkuset złotych rocznie.Aby dom był energooszczędny, średni współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych nie powinien być większy niż 0,2 W/(m2·K). Tak radykalne obniżenie zapotrzebowania na ciepło jest możliwe dopiero po zaangażowaniu znacznych kwot. Przede wszystkim trzeba zainwestować w staranne ocieplenie odpowiednio grubą warstwą izolacji termicznej ścian, podłóg i dachu domu. Niskiego wskaźnika zapotrzebowania na ciepło, kwalifikującego dom do grupy energooszczędnych, nie da się osiągnąć bez zastosowania na ścianach materiału termoizolacyjnego, nawet jeśli będą one wzniesione z „ciepłej” ceramiki poryzowanej lub bloczków z betonu komórkowego.

Standardem w Polsce jest ocieplanie muru styropianem lub wełną mineralną grubości 10-12 cm – by dom był energooszczędny grubość warstwy izolacji ścian zewnętrznych powinna wynosić co najmniej 20 cm. Także podłoga na gruncie powinna być zaizolowana warstwą materiału podobnej grubości. Jeszcze większe znaczenie ma izolacja dachu i stropodachu, bo ogrzane powietrze unosi się w jego kierunku – powinna mieć co najmniej 30 cm (jest to spowodowane większą ucieczką ciepła przez tę przegrodę). Koszt jej wykonania jest mniejszy niż koszt zaizolowania innych przegród.

Uwaga! Izolacja nie zabezpieczy domu przed stratami ciepła, jeżeli nie będzie prawidłowo ułożona. Unikaj mostków cieplnych Zwiększają zapotrzebowanie domów na energię, dlatego – tam, gdzie to możliwe – trzeba je zlikwidować. O ile mostków geometrycznych, wynikających z kształtu przegrody, trudno uniknąć, to konstrukcyjne trzeba eliminować. Powstają one w miejscu pocienienia i przerwania izolacji.

Anna Okołowska

Piotr Laskowski

dr inż. Szymon Firląg