Projekty domów energooszczędnych. Architektura budynku i założenia budownictwa energooszczędnego

Jakie są założenia budownictwa zrównoważonego, jak dobrze wybrać projekt domu energooszczędnego? Czy każdy projekt domu możemy tak przekształcić, by był ekologiczny? Radzimy, jaka powinna być architektura budynku, żeby był to dom energooszczędny, jaką bryłę powinniśmy mu nadać oraz jaki rodzaj dachu i ścian zastosować, aby zapotrzebowanie na energię było minimalne.

Zobacz galerię 5 zdjęć

Autor: Projekty z kolekcji Muratora

Projekt EC317 Dom oszczędny (z wentylacją mechaniczną i rekuperacją)

Pytania te są o tyle istotne dla każdego inwestora planującego budowę domu jednorodzinnego, że od 2021 roku, po zmianie przepisów budowlanych, każdy dom ma być energooszczędny. Wymagane wartości współczynnika przenikania ciepła U to 0,2 W/(m²·K) dla ścian, 0,15 W/(m²·K) dla dachów oraz 0,9 W/(m²·K) dla okien. Kryterium decydującym o tym, czy dom jest energooszczędny, czy nie, będzie wartość wskaźnika EP - informującego o rocznym zapotrzebowaniu na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowywania ciepłej wody użytkowej (w niektórych przypadkach także chłodzenia) – który nie będzie mógł przekroczyć 70 kWh/m². Dla porównania, za dom pasywny uznaje się taki budynek, którego roczne zapotrzebowanie na energię wynosi maksymalnie 15 kWh/m², zaś zwykłe domy zużywają około 120-180 kWh/(m²·rok). Wskaźnik EP nie informuje o ilości energii faktycznie potrzebnej użytkownikom domu, tylko o tym, ile nieodnawialnej energii pierwotnej trzeba czerpać ze środowiska, żeby te ich potrzeby zaspokoić. Obejmuje więc także energię potrzebną do wytworzenia i dostarczenia do budynku nośnika energii, czyli na przykład wydobycia i przetransportowania paliwa, czy też wyprodukowania z niego energii elektrycznej i przesłania jej do odbiorcy.

Poniżej przedstawiamy zasady, jakimi powinien się charakteryzować projekt domu na miarę XXI wieku - szanujący środowisko i portfel inwestora oraz przyszłych użytkowników.

Projekty domów energooszczędnych: orientacja względem stron świata

Myśląc o domu energooszczędnym, strefowanie pomieszczeń w zależności od stron świata musimy uwzględnić już na etapie koncepcyjnego planowania funkcji w domu. Zaleca się umieszczenie wejścia, pomieszczeń gospodarczych, technicznych i sanitarnych oraz garażu od północy, natomiast strefy dziennej domu - od południa. Dobrze jest połączyć salon lub jadalnię z ogrodem zimowym tak, aby zmaksymalizować pasywne zyski ciepła. Sypialnie mogą być usytuowane od wschodu lub zachodu - w zależności od ukształtowania działki i upodobań właścicieli. Z jednej strony miło jest, gdy budzi nas wschodzące słońce, z drugiej - to wieczorami i popołudniami zwykle jest się w domu i dobrze jest przebywać w pomieszczeniu oświetlonym światłem dziennym. Ma to znaczenie przede wszystkim w przypadku pokoi dziecięcych, które są jednocześnie miejscami nauki i zabawy, nie tylko snu.  

Projekty domów energooszczędnych: zwarta bryła

Prostota, zwartość, kompaktowość - te cechy powinny charakteryzować bryłę domu energooszczędnego. Zwarta bryła to mniejsze straty ciepła, a tym samym niższe koszty użytkowania domu - wynika to z faktu, że zawsze najlepszy dla energooszczędności będzie jak najmniejszy współczynnik A/V określający stosunek przegród zewnętrznych do kubatury domu, a najniższy jest on właśnie dla prostych  projektów domów z dwuspadowym dachem, poddaszem użytkowym, o rzucie prostokąta. Domy o wymyślnych kształtach, z licznymi przybudówkami, wykuszami i załamaniami ścian oraz skomplikowanym, łamanym dachem mają powierzchnię przegród większą, niż domy tej samej wielkości zaprojektowane na rzucie prostokąta. Jako że do znaczącej części strat ciepła dochodzi przez dach, a w domu parterowym powierzchnia dachu jest największa w stosunku do powierzchni użytkowej, to prawie zawsze domy pasywne i ekologiczne są dwukondygnacyjne.

Projekty domów energooszczędnych: wykorzystanie południowej połaci dachu do uzyskania pasywnych zysków ciepła

Mając dach dwuspadowy, możliwe jest bierne pozyskiwanie energii cieplnej ze słońca poprzez zastosowanie paneli słonecznych na południowej połaci. Odpowiednie wykorzystanie energii słonecznej jest w stanie zagwarantować domownikom znaczną ilość ciepłej wody użytkowej, podgrzanej w sposób równoważony. Zainstalowanie kolektora słonecznego na dachu zmniejsza nie tylko koszty związane z wykorzystaniem energii do podgrzewania wody, lecz także wspomaga działanie systemu ogrzewania np. ogrodu zimowego, co znacząco poprawia bilans energetyczny domu.

Projekty domów energooszczędnych: ogród zimowy jako bufor ciepła

Ogród zimowy to fantastyczne rozwiązanie z czysto funkcjonalnego punktu widzenia - stanowi połączenie między wnętrzem i zewnętrzem domu, może być miejscem upraw roślin np. warzyw, a także stanowić część miejsca spotkań - jadalni lub pokoju dziennego. Patrząc od strony energetycznej, stanowi bufor cieplny między domem a dworem, umiejscowiony zazwyczaj od południa, dzięki czemu możliwe jest uzyskiwanie pasywnych zysków ciepła w słoneczne dni i oddawanie nagromadzonej energii cieplnej do wnętrza domu. Istota ogrzewania pasywnego oparta jest na podgrzaniu zimnego powietrza w ogrodzie zimowym, a następnie wyprowadzeniu podgrzanego już powietrza do pomieszczeń ogrzewanych.

Projekty domów energooszczędnych: brak mostków cieplnych

W największym stopniu straty ciepła następują przez przegrody zewnętrzne – ściany, okna, drzwi, podłogę na gruncie, dach. Dlatego najbardziej odczuwalne oszczędności na kosztach ogrzewania wynikają z ocieplenia domu. Nadając bryle budynku korzystny kształt i odpowiednio rozmieszczając w niej przeszklenia, można spowodować, że zapotrzebowanie na energię do ogrzewania z konwencjonalnych urządzeń grzewczych będzie mniejsze niż w budynku o nieprzemyślanej architekturze. Wówczas nie trzeba inwestować bardzo dużych pieniędzy w jego ocieplenie, by cieszyć się niskimi rachunkami za ogrzewanie.

Mostkami termicznymi w domach jednorodzinnych są najczęściej miejsca styku różnych przegród budynku, na przykład połączenie podłogi na gruncie ze ścianą fundamentową, płyty fundamentowej ze ścianą zewnętrzną, miejsca osadzenia okien i drzwi, połączenie ściany zewnętrznej z płytą balkonową, stropodachem czy tarasem użytkowym. By ich uniknąć, konieczna jest szczelność budynku – stąd tak duży nacisk kładziony jest na kompaktowość i zwartość bryły domu, bo każdy taras, balkon, wykusz czy lukarna to potencjalny mostek cieplny. Jednakże nawet w prostej bryle domu niezwykle ważna jest izolacja termiczna ścian, podłóg i dachu. By spełnić wymagania na 2021 rok, powinno się zaprojektować minimum 20 cm izolacji ścian i 30-40 cm ocieplenia dachu.

Projekty domów energooszczędnych: wykorzystanie oświetlenia dziennego

Wykorzystanie oświetlenia naturalnego jest nieodzownie powiązane z punktem pierwszym tj. strefowaniem domu mając na uwadze na orientację względem stron świata. Odpowiednio zaprojektowane duże przeszklenia wpływają na zmniej­sze­nie zużycia energii zasilającej sztuczne oświetlenie. Poza tym światło dzienne ma pozytywny wpływ na zdrowie: ogranicza zmęczenie, a tym samym polepsza wydajność, dokładność i bezpieczeństwo wykonywanej pracy, motywuje, stymuluje i ułatwia proces uczenia się, a także wpływa pozytywnie na nasz nastrój: poprawia samopoczucie i wrażenia estetyczne, redukuje objawy depresji, korzystnie oddziałuje na wzrok.

Światło dzienne jest też, a może przede wszystkim, głównym wskaźnikiem czasu w środowisku, który reguluje ludzki cykl dobowy, czyli tzw. zegar biologiczny, kontroluje wyczucie czasu w 24-godzinnym rytmie. Niewłaściwa ekspozycja na światło może zakłócić normalne rytmy okołodobowe, które mogą powodować niekorzystne konsekwencje zdrowotne.

Właściwe doświetlenie wnętrza domu energooszczędnego to przede wszystkim umiejętne wykorzystanie w maksymalnym stopniu światła dziennego. Oświetlenie sztuczne powinno uzupełniać, a nie zastępować światło słoneczne. Normy europejskie definiują wymagania odnośnie doświetlenia wg prostej metody obliczania stosunku powierzchni przeszklenia do powierzchni podłogi. W Polsce warunki techniczne określają ten stosunek jako 1:8. Ważna jest jednak nie tylko powierzchnia przeszkleń, ale przede wszystkim ich orientacja. Nasłonecznioną stronę warto wykorzystać do umieszczenia tam funkcji, w których użytkownicy będą długo przebywać, związanych z praca, nauką i wypoczynkiem, zaś od północy stworzyć bufor z pomieszczeń technicznych i pomocniczych. Tym samym od południa ilość przeszkleń powinna być jak największa, a od północy jak najmniejsza. Analogicznie, elementy ochrony przeciwsłonecznej takie jak okiennice, rolety czy żaluzje powinny być umiejscowione głównie od południa.

Projekty domów energooszczędnych: naturalne materiały

Materiały użyte do budowy domu energooszczędnego powinny pochodzić z lokalnych źródeł, dzięki czemu ograniczymy emisję CO₂ powodowaną przez transport ich z miejsca wydobycia czy wytworzenia. Dobrym pomysłem jest użycie materiałów z recyklingu. Materiałem, który najlepiej nadaje się do powtórnego wykorzystania jest drewno. Demontaż i przeróbki domu z drewna są stosunkowo proste, a drewno można użyć zarówno do konstrukcji szkieletowych, jak i do wykończenia elewacji oraz elementów wnętrza takich jak schody czy podłogi. Cegły, które są całkowicie pochodzenia naturalnego, także można wykorzystać ponownie i kupić cegły z rozbiórki do wykończenia ścian w salonie czy korytarzu. Jest to nie tylko korzyść dla środowiska, ale i dla budżetu przeznaczonego na budowę domu, ponieważ takie cegły są kilkukrotnie tańsze od nowych. Należy pamiętać, aby korzystać z materiałów o dużej akumulacyjności cieplnej - grube mury, które długo oddają ciepło, będą sprzymierzeńcem domu w stylu „eko”. Poza tym, dom ekologiczny powinien być zaprojektowany z materiałów trwałych, które nie wymagają częstych napraw i remontów.

Projekty domów energooszczędnych: energooszczędne wyposażenie domu

By nasz dom był naprawdę ekologiczny, należy pomyśleć o kompleksowym podejściu do oszczędzania energii. Dom powinno się wyposażyć w sprzęty pobierające jak najmniej energii - pralkę, lodówkę, zmywarkę w najwyższej klasie A+++, należy zmywać w zmywarce i korzystać z LED-owych źródeł światła. Można pomyśleć też o kontroli zużycia energii poprzez zastosowanie inteligentnej techniki pomiarowej i regulacyjnej, tzw. BMS (ang. Building Management System).

Niezwykle ważne w projektach domów energooszczędnych jest także zróżnicowanie liczby przeszkleń w zależności od stron świata. W domach pasywnych zalecane jest całkowite przeszklenie strony południowej. Także w przypadku domów energooszczędnych właśnie od strony południowej powinny być zaprojektowane największe okna, natomiast konieczne jest ograniczenie, a najlepiej całkowite wyeliminowanie, przeszkleń od północy.

Powiązane ze strefowaniem funkcji w domu ze względu na dostęp do światła dziennego jest strefowanie temperaturowe, polegające na odpowiednim rozmieszczeniu pomieszczeń na kondygnacjach ze względu na pożądane w nich ciepło lub chłód. Od strony północnej należy lokalizować pomieszczenia o niższych temperaturach projektowanych, np. garderoby, pomieszczenia techniczne, korytarze czy przedpokoje. Natomiast od południa powinny znajdować się pokoje dzienne, sypialnie i jadalnie. Łazienki, WC, pralnie i kotłownie należy zaprojektować jak najbliżej siebie, dzięki czemu może je obsługiwać jeden pion instalacyjny.

Wybieramy projekty domów energooszczędnych

W tym celu projektant domu powinien zwrócić uwagę, by projekt domu energooszczędnego miał zwartą bryłę, a jego ściany i dach miały jak najmniej załamań. Najlepiej, by był wybudowany na planie prostokąta i miał dach dwu-, a nawet jednospadowy. Elewacja o największej powierzchni, a przede wszystkim ta z największymi oknami, powinna się znaleźć od południa, by jak najdłużej padały na nią promienie słońca. Zimą okna nie powinny być zacienione. Najlepiej, by pomieszczenia, w których temperatura ma być najwyższa, znalazły się od południa, a te, które nie wymagają ogrzewania – od północy.

Kupując gotowy projekt domu energooszczędnego trzeba wiedzieć, że duże znaczenie dla bilansu energetycznego budynku ma jego usytuowanie, położenie działki, a nawet sposób jej zagospodarowania. Rozwiązania, dobre w jednej strefie klimatycznej, mogą się okazać  niewystarczające w innej. Nie na każdej działce uda się wykorzystać promieniowanie słoneczne, które miało zapewnić zyski ciepła. Pamiętajmy, że choć niemal każdy projekt da się zaadaptować tak, aby spełnił wymagania energooszczędności, nie zawsze jest to opłacalne. Prawidłowe ocieplenie rozległego domu o skomplikowanej bryle będzie drogie, a likwidacja mostków cieplnych w niektórych sytuacjach wręcz niemożliwa. Dlatego inwestorzy zainteresowani efektami energooszczędności powinni przede wszystkim wybrać odpowiedni projekt domu.

Warto podkreślić, że domy energooszczędne są nie tylko atrakcyjne wizualnie, ale też zapewniają komfortowe warunki życia, mają jasne, przestronne wnętrza, dobrą jakość powietrza. Projekty są różnorodne, więc każdy inwestor może znaleźć wśród nich swój wymarzony. Poniżej prezentujemy gotowe projekty domów energooszczędnych z kolekcji Muratora.

• Projekt domu: EM173 Pełen energii

Projekt domu EM173 Pełen energii (z wentylacją mechaniczną) >>> z kolekcji Muratora dla cztero-, pięcioosobowej rodziny. Poziom parteru to komfortowa część wspólna dla wszystkich domowników. Powierzchnia użytkowa 92,9 m². Ściany zewnętrzne z betonu komórkowego 24 cm i styropianu 22-26 cm (λ = 0,032 kWh/(m^.K)). Kocioł gazowy. Wentylacja z odzyskiem ciepła. EUco = 39,5 kWh/(m^2.rok), EP = 71,89 kWh/(m^2.rok).

Sprawdź szczegóły projektu domu: EM173 Pełen energii >>>

• Projekt domu: EC348 Dbały

Projekt domu EC348 Dbały (z wentylacją mechaniczną) >>> z kolekcji Muratora. Powierzchnia użytkowa 142,5 m². Piętrowy dom o zwartej bryle, z ciekawym układem przeszkleń. Ściany z bloczków wapienno-piaskowych 24 cm ocieplonych styropianem 20 cm (λ = 0,031 W/(m^.K)). Ogrzewanie pompą ciepła. EP = 68,34 kWh/(m^2.rok).

Sprawdź szczegóły projektu domu: EC348 Dbały >>>

• Projekt: EC317 Dom Oszczędny

Projekt EC317 Dom Oszczędny >>> z wentylacją mechaniczną z kolekcji Muratora. Parterowy dom na planie prostokąta, z płaskim dachem i prawie całkowicie przeszkloną elewacją ogrodową. Powierzchnia użytkowa 142 m². EUco na poziomie 36,6 kWh /(m^2.rok), EP = 67,3 kWh/(m^2.rok).

Sprawdź szczegóły projektu: EC317 Dom Oszczędny >>>