Domy energooszczędne. Czy okna i ściany mogą pozyskiwać i oszczędzać energię?

Jeśli zależy Ci na budowie domu ekonomicznego, przede wszystkim trzeba pomyśleć o jego energooszczędności. Oznacza ona tanią eksploatację przez długie lata dzięki funduszom dobrze zainwestowanym już od momentu wznoszenia murów. Ciepłe ściany to połowa sukcesu. Drugą są oczywiście ciepłe okna.

Ponieważ ciepło w największym stopniu jest tracone przez przegrody zewnętrzne, jakimi są głównie ściany, im mniejsza będzie ich powierzchnia, tym lepiej. Ale to niejedyna wytyczna.

Dom energooszczędny = prosta bryła

Jeśli dom ma zużywać mało energii do ogrzewania, powinien mieć zwartą bryłę. Może być wybudowany na planie prostokąta, z prostym dwu-, a najlepiej jednospadowym dachem (pulpitowym), bez wykuszy i lukarn. Zwarta bryła domu to nie tylko mniejsza powierzchnia wymiany ciepła między jego wnętrzem a otoczeniem, ale także mniejsza liczba mostków termicznych, przez które ucieka najwięcej ciepła, a którymi są na przykład wszystkie narożniki i krawędzie domu. Argumentem przemawiającym za takim rozwiązaniem jest również to, że dom o prostej bryle jest tańszy w budowie, a wykonawcy mają mniej okazji do popełnienia błędów. Niezależnie od tego, jak ciepły i o jak zwartej bryle wzniesiemy budynek, koszty ogrzewania będą tym większe, im większą przestrzeń trzeba będzie ogrzewać. Rezygnacja z dużej kubatury to najprostszy sposób na dom tani w budowie i eksploatacji.

Usytuowanie budynku energooszczędnego

Zabiegi utrudniające straty ciepła przez ściany to część sukcesu w poszukiwaniu oszczędności. Opłaca się wykorzystać słońce do ogrzewania domu. W tym celu trzeba budynek usytuować tak, by promienie słoneczne jak najdłużej padały na jak największą jego część, a największa elewacja znajdowała się od strony południowej (gdzie zyski są największe). Ze względu na kształt działki nie zawsze się to udaje. Warto jednak wiedzieć, że odchylenie o 15° nie wpływa znacząco na ilość ciepła docierającego do domu. W polskich warunkach największe odchylenie od osi wschód-zachód, przy którym napromieniowanie słoneczne jest korzystne, wynosi 20° w kierunku północnym i 35° w kierunku południowym. Analogicznie warto zadbać o to, by powierzchnia elewacji od strony północnej była jak najmniejsza. Uda się to na przykład wtedy, gdy wybierzemy dom z dachem jednospadowym, w którym największa ściana będzie usytuowana od południa, a przeciwległa (znacznie mniejsza) – od północy.

Zobacz galerię 2 zdjęcia

Autor: Marcin Czechowicz

Ideałem domu energooszczędnego jest północna elewacja pozbawiona okien. Zwykle jednak tak się nie buduje, dbając, by przeszklenia z tej strony były jak najmniejsze

Pozyskiwanie energii przez... okna

Jeśli zależy nam, aby dom był energooszczędny, zatroszczmy się, by zyski z promieniowania słonecznego czerpać też przez odpowiednio dobrane i rozmieszczone w domu okna.

Przed podjęciem decyzji o lokalizacji okien powinniśmy spojrzeć na dom z perspektywy słońca. Na najcieplejszej, południowej elewacji warto zaplanować najwięcej przeszkleń. Od wschodu i zachodu zyski ciepła nie są tak duże, a na elewacji północnej raczej znikome. Większe są natomiast jego straty. Nie oznacza to jednak, że zmuszeni jesteśmy całkiem zrezygnować z okien po tej stronie. Wystarczy, jeśli dobrze zabezpieczymy się przed stratami ciepła i wybierzemy jak najcieplejsze okna oraz zadbamy, by nie było ich zbyt dużo.

Pamiętajmy, że aby uzyskać właściwą ilość światła dziennego i jednocześnie zapewnić dodatni bilans energetyczny, powierzchnia okien powinna stanowić około 20% powierzchni podłogi od strony południa, 10% od strony północnej oraz 10-20% od wschodu i zachodu.

Okna mogą mieć naprawdę duży wpływ na bilans energetyczny. Jest on obliczany jako ciepło pozyskane przez okno, pomniejszone o straty energii przez okno w sezonie grzewczym. Na straty ciepła ma wpływ współczynnik U, określający izolacyjność termiczną okna (im niższy jest współczynnik U, tym lepiej). Na zyski ciepła wpływa współczynnik g (TR), charakteryzujący zdolność szyby do pozyskiwania energii ze słońca. Im większa wartość współczynnika g, tym więcej energii przedostanie się do wnętrz. Jednak okna charakteryzujące się niskim współczynnikiem przenikania ciepła U z reguły wpuszczają do domu mniej promieni słonecznych. Dla przykładu podwójna szyba ma współczynnik g równy 0,75, potrójna – 0,7, a potrójna szyba zespolona dwukomorowa z dwiema powłokami niskoemisyjnymi – 0,5. W bardzo dobrze zaizolowanym domu, wyposażonym w wentylację mechaniczną z rekuperatorem, udział zysków ciepła przez szyby może w sezonie grzewczym stanowić nawet blisko połowę zapotrzebowania na energię do ogrzewania domu. Przy wyborze okien należy więc zwrócić szczególną uwagę na te dwa kluczowe parametry.

Więcej o współczynnikach U i g oraz o zestawach szybowych i ramach okiennych okien energooszczędnych, a także o montażu okien w ścianach jedno-, dwu- i trójwarstwowych – przeczytasz w lipcowym numerze "Zbuduj dom".

Energooszczędne drzwi zewnętrzne

Chcąc zbudować dom energooszczędny, nie możemy zapomnieć o wybraniu ciepłych drzwi zewnętrznych, a jeśli garaż jest ogrzewany – także ciepłej bramy garażowej. Standardowa izolacyjność termiczna drzwi, czyli U = 2,0 W/(m²·K), to stanowczo za mało. Troszcząc się o wysokość rachunków za ogrzewanie, powinniśmy zamontować drzwi zewnętrzne o U nie większym niż 1,3 W/(m²·K). Producenci oferują różne rozwiązania spełniające te kryteria – poszycie drzwi energooszczędnych może być drewniane albo metalowe – najczęściej jest z blachy aluminiowej lub stalowej ocynkowanej. Zawsze na całej powierzchni takie drzwi wypełnione są warstwą termoizolacji – z reguły pianką poliuretanową grubości 4 cm, niekiedy grubszą. Jako bramę do ogrzewanego garażu najlepiej wybrać któryś z modeli rolowanych, bo taki zagwarantuje największą szczelność. W bramie o podwyższonych parametrach termoizolacyjnych między dwoma panelami ocynkowanej blachy umieszczone jest ocieplenie z pianki poliuretanowej, a w jej dolnej części znajduje się uszczelka podłogowa, która dodatkowo zabezpiecza przed ucieczką ciepła.

Przesłony do okien

To bardzo prosty i skuteczny sposób na zmniejszenie strat ciepła przez okna w noce i niesłoneczne dni. Jest on wręcz niezbędny przy dużych przeszkleniach, ale warto go zastosować nawet przy oknach o wymiarach uznawanych za typowe. Osłonami, które skutecznie chronią przed ucieczką ciepła, mogą być żaluzje zewnętrzne, ekrany czy rolety wykonane z drewna, materiałów tekstylnych albo tworzyw sztucznych. Najlepsze efekty można osiągnąć, montując zewnętrzne rolety z warstwą ocieplenia. Zysk z ich zastosowania z reguły jest pokaźny – współczynnik przenikania ciepła U okna może się zmniejszyć o 15, a nawet o 30%.

Ciepłe ściany zewnętrzne

Wybór rodzaju ścian zewnętrznych jest bardzo ważny. Przede wszystkim ze względu na to, że przez nie ucieka blisko jedna trzecia ciepła. Wielu inwestorów, starając się podchodzić racjonalnie do wyboru rodzaju ścian zewnętrznych, decyduje się na rozwiązania, które pozwalają ograniczyć koszt budowy murów do minimum. Z ekonomicznego punktu widzenia jest to uzasadnione tylko wówczas, gdy nie odbywa się kosztem ich parametrów cieplnych. A o tym informuje głównie współczynnik przenikania ciepła U. To właśnie on decyduje, czy ściana jest rzeczywiście ciepła.

Zmniejszenie strat ciepła = oszczędności na ogrzewaniu

Zredukowanie strat ciepła uciekającego z domu przez ściany zewnętrzne jest możliwe dzięki poprawieniu ich wskaźnika izolacyjności termicznej. Według przepisów nie powinien on przekraczać 0,3 W/(m²·K). Jeśli jednak chcemy budować energooszczędnie, powinny być one cieplejsze. Przyjmuje się, że w domach energooszczędnych współczynnik przenikania ciepła U nie powinien przekraczać 0,2 W/(m²·K). Tak niski parametr najłatwiej jest uzyskać, wznosząc ściany warstwowe, ponieważ umożliwiają one zastosowanie odpowiedniej grubości materiału termoizolacyjnego. Na rynku dostępne są też takie odmiany betonu komórkowego, dzięki którym można wznosić równie ciepłe ściany jednowarstwowe – ich współczynnik U wynosi jedynie 0,19 W/(m²·K) przy grubości muru 48 cm. Budowa ścian jednowarstwowych jest mniej pracochłonna niż warstwowych, gdyż wymaga starannego wykonania tylko jednej warstwy. Jeśli zastosuje się rozwiązania systemowe producentów materiałów ściennych, budowa domu z takimi ścianami powinna przebiegać sprawnie i być porównywalna z kosztem wzniesienia innych murów.

Przegrody zewnętrzne w domach pasywnych powinny charakteryzować się jeszcze lepszym współczynnikiem U. Przyjmuje się, że dla ścian nie powinien on przekraczać 0,13 W/(m²·K). Uzyskanie aż tak niskiego parametru jest możliwe tylko dzięki warstwowej budowie ścian – najbardziej racjonalne jest w przypadku dwuwarstwowych (ściany trójwarstwowe byłyby zbyt grube). Przy takim rozwiązaniu można sporo obniżyć współczynnik przenikania ciepła, zwiększając grubość ocieplenia.