Mały domek jednorodzinny - co zmienić, by mieć tańsze ogrzewanie
Dom jednorodzinny to nie tylko cztery ściany i dach. Dom ma być miejscem wygodnym, przytulnym i zarazem solidnym. Projekt domu Murator M05L Niewielki spełnia wszystkie warunki. Jest to domek ciepły, tani w budowie i w eksploatacji. Podpowiadamy, jakie zmiany wprowadzić, by dom według tego projektu był bardziej energooszczędny.
Agnieszka i Mariusz nie wyobrażali sobie życia w mieście. Wiedzieli, że najlepszą, lecz jednocześnie niełatwą decyzją, będzie budowa domu na wsi.
Przyznają, że w projekcie, który wybrali, zwrócili na niego uwagę z powodu stosunkowo niskich kosztów budowy. Potem zauważyli inne atuty projektu: zwartą bryłę domu (w którą wbudowany jest garaż) i funkcjonalny rozkład pomieszczeń. Pokój dzienny to otwarta przestrzeń połączona z kuchnią. Poza tym na parterze jest wygodny przedsionek ze schowkiem pod schodami i WC oraz dodatkowy pokój, który można przeznaczyć na gabinet albo sypialnię.
Atutem domu są dwa pomieszczenia gospodarcze. Większe z nich (o powierzchni 12,9m²) dostępne jest z holu i można je wykorzystać jako kotłownię, pralnię lub suszarnię. Drugie – zaprojektowane z tyłu domu – można przeznaczyć na ogrodowy schowek, magazynek lub warsztat. Poddasze jest zagospodarowane – są tam dwie sypialnie i duża łazienka.
Autor: Katalog Murator PROJEKTY DOMÓW
M05L Niewielki - widok od frontu
Autor: Katalog Murator PROJEKTY DOMÓW
M05L Niewielki - widok od frontu
W oczekiwaniu na budowę domu Niewielki M05L
Zgodnie z projektem ściany zewnętrzne miały być wykonane z bloczków z betonu komórkowego zaizolowanych 12-centymetrową warstwą styropianu. Izolacja miała się zmniejszać do 10 cm w dolnej części ścian obłożonych płytkami klinkierowymi.
Agnieszka i Mariusz zdecydowali się jednak na zmianę materiału konstrukcyjnego ścian na ceramikę poryzowaną. Jednocześnie zwiększyli grubość warstwy izolacji ścian zewnętrznych odpowiednio do 15 i 13 cm w ich dolnej części.
Rozwiązanie takie pozwoli na ograniczenie strat ciepła przez ściany oraz mostki cieplne na połączeniu ścian zewnętrznych i wewnętrznych z fundamentowymi. Nie zamierzali natomiast zmieniać grubości izolacji w pozostałych przegrodach. Ściany fundamentowe miały być zaizolowane 10-centymetrową warstwą styropianu od poziomu gruntu do ław fundamentowych.
Niewielki - dom energooszczędny
Aby dom Agnieszki i Mariusza osiągnął standard energooszczędnego, konieczna jest kompleksowa modernizacja pierwotnego projektu. Będzie ona miała na celu ograniczenie strat ciepła i zagwarantowanie wysokiej sprawności systemu grzewczego oraz instalacji c.w.u.
Jak wykazały obliczenia, ciepło tracone jest przede wszystkim na podgrzanie powietrza wentylacyjnego. Dlatego w pierwszej kolejności należy zmodernizować system wentylacji, a następnie zwiększyć izolacyjność cieplną przegród zewnętrznych. Dociepleniu ścian, posadzki i dachu powinno towarzyszyć ograniczenie mostków cieplnych. Większą izolacyjność musi mieć również stolarka okienna i drzwiowa.
Wprowadzone modyfikacje spowodują nie tylko zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania, ale i redukcję obliczeniowej mocy grzewczej. Konieczne jest zatem przeprojektowanie instalacji c.o. i dostosowanie jej do nowej charakterystyki energetycznej budynku.
Modernizacja systemu wentylacyjnego domu
Standardu domu energooszczędnego nie da się osiągnąć bez zastąpienia wentylacji naturalnej wentylacją mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła.
Pozwala ona na znaczne ograniczenie strat ciepła i w przeciwieństwie do wentylacji naturalnej jest niezależna od warunków atmosferycznych. Zapewnia tym samym stałe doprowadzanie do budynku świeżego powietrza zewnętrznego i usuwanie zużytego powietrza wewnętrznego. Ma to decydujący wpływ na komfort użytkowania domu, ponieważ stała wymiana powietrza chroni przed nadmiernym stężeniem zanieczyszczeń gazowych – dwutlenku węgla czy pary wodnej – zanieczyszczeń mikrobiologicznych, na przykład zarodników grzybów pleśniowych, oraz zanieczyszczeń pyłowych – kurzu.
Wysoką koncentrację takich zanieczyszczeń często obserwuje się w budynkach wyposażonych w wentylację grawitacyjną.
Wariant I wentylacji
W pierwszym wariancie modernizacyjnym przewidziano zastąpienie wentylacji naturalnej wentylacją mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. W obliczeniach przyjęto, że strumień powietrza wentylacyjnego wynosi 200 m3/h. Jest on mniejszy niż dla wentylacji naturalnej, ponieważ wprowadzeniu wentylacji mechanicznej powinno towarzyszyć zastąpienie kotła z palnikiem atmosferycznym kotłem z zamkniętą komorą spalania. Rozwiązanie takie pozwala na zrezygnowanie z kanału nawiewnego w kotłowni i uniezależnienie procesu spalania od warunków wewnętrznych. Zmniejsza się tym samym strumień powietrza zewnętrznego doprowadzanego do budynku z pominięciem systemu mechanicznej wentylacji i redukują straty ciepła na wentylację, a także straty ciepła powodowane wychłodzeniem kotła oraz zasobnika c.w.u.
Również kominek musi zostać wyposażony w niezależny system doprowadzania powietrza i zamknięty wkład kominkowy. Montaż systemu wentylacji mechanicznej nie powinien być kłopotliwy od strony technicznej. Centralę wentylacyjną można umieścić w dużej kotłowni na parterze budynku, natomiast większość kanałów nawiewnych i wywiewnych rozprowadzić za ściankami kolankowymi na poddaszu. Zastosowanie wentylacji nawiewno-wywiewnej zamiast naturalnej pozwala na zmniejszenie strat ciepła na wentylację i ciepło do ogrzewania budynku. Dodatkowo jednak trzeba będzie płacić za energię elektryczną zużywaną przez wentylatory.
Wariant II wentylacji
Dobrym uzupełnieniem systemu mechanicznej wentylacji nawiewno-wywiewnej będzie gruntowy wymiennik ciepła. Pozwala on na wstępne podgrzanie powietrza wentylacyjnego w zimie i schłodzenie go w okresie lata. Podnosi w ten sposób sprawność całego systemu wentylacji i zabezpiecza centralę wentylacyjną przed szronieniem.
W projekcie GWC należy uwzględnić lokalne warunki geologiczne, a przede wszystkim poziom wód gruntowych. Ponieważ dom będzie zlokalizowany na terenie podmokłym, trzeba wykonać szczelną studnię na kondensat i zamontować odpowiednią pompę do jego odprowadzania.
Zastosowanie wentylacji nawiewno-wywiewnej i GWC pozwala na zmniejszenie strat ciepła na wentylację i zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku. Wygeneruje jednak dodatkowe koszty poniesione na energię elektryczną zużywaną przez wentylatory.
Podwyższenie izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych
Osiągnięcie standardu energooszczędnego wymaga również podwyższenia izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych. Polega to przede wszystkim na zwiększeniu grubości warstwy izolacji i zastosowaniu materiału o wysokich właściwościach izolacyjnych. Docieplenie oprócz zmniejszenia strat ciepła powoduje także podwyższenie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegród, co pozytywnie wpływa na komfort użytkowania domu oraz eliminuje możliwość skraplania się pary wodnej i powstawania pleśni.
Przeprowadzone obliczenia wykazały, że średnia wartość współczynnika przenikania ciepła przegród zewnętrznych w domu energoosz-czędnym powinna wynosić około 0,15 W/(m²·K). Jest to wartość dwukrotnie mniejsza od wartości współczynnika U wymaganej przez obowiązujące w Polsce przepisy; jest jednak ekonomicznie uzasadniona.
Cieplejszy dach i strop nad podcieniem wejściowym
Zaproponowano, by dach ocieplić grubszą niż ściany izolacją – 30 cm. Różnica ta wynika z mniejszych kosztów wykonania izolacji oraz zwiększonej ucieczki ciepła przez tego typu przegrodę. Docieplenie dachu w domu energooszczędnym należy wykonać w systemie dwuwarstwowym.
Pierwsza warstwa izolacji znajduje się pomiędzy krokwiami, natomiast druga pod nimi. Takie rozwiązanie zmniejsza ryzyko powstania mostków termicznych, dzięki czemu polepszają się właściwości izolacyjne dachu. Druga warstwa materiału izolacyjnego powinna mieć grubość około 10 cm i być ułożona w sposób ciągły. Montaż dodatkowej warstwy izolacji należy wykonać w taki sposób, aby połączenia płyt poszczególnych warstw nie pokrywały się ze sobą. Zastosowany materiał powinien mieć współczynnik przewodzenia ciepła co najmniej 0,036 W/(m·K).
Izolacyjność cieplną dachu można zwiększyć również dzięki zmniejszeniu szerokości krokwi, na przykład do 8 cm – obecnie mają 10 cm – lub zastosowaniu belek dwuteowych. Rozwiązania takie zmniejszają udział drewna, które w konstrukcji dachu lepiej od izolacji przewodzi ciepło. O tym jednak, czy można wykorzystać elementy o mniejszym przekroju, powinien zdecydować konstruktor po przeprowadzeniu obliczeń wytrzymałościowych.
Oprócz zwiększenia izolacyjności dachu zwiększono również warstwę izolacji w stropie nad podcieniem wejściowym – z 15 do 20 cm. Ułożenie dodatkowej warstwy izolacji i polepszenie parametrów termicznych materiału izolacyjnego pozwoliło na uzyskanie współczynnika przenikania ciepła przez strop U=0,135 W/(m²·K), a przez dach 0,142 W/(m²·K).
Cieplejsza posadzka na gruncie
Grubość izolacji zwiększono z 8 do 20 cm i zastosowano materiał izolacyjny o współczynniku przewodzenia ciepła wynoszącym 0,04 W/(m·K). Pozwoliło to na uzyskanie U=0,171 W/(m²·K). Przyjęta grubość izolacji znajduje się w górnej granicy opłacalności. Ma jednak swoje uzasadnienie energetyczne i praktyczne. W większości obecnie wznoszonych budynków instalacja rozprowadzająca systemu grzewczego i ciepłej wody użytkowej jest układana właśnie w warstwie izolacji posadzki. Niewielka grubość izolacji sprawia, że przewody, zamiast znajdować się w izolacji, są układane bezpośrednio na podkładzie betonowym. Jeśli dodatkowo nie mają wymaganej izolacji, dochodzi do znacznych strat ciepła. 20-centymetrowej warstwy izolacji w posadzce domu energooszczędnego oprócz zmniejszenia strat ciepła do gruntu ogranicza również przesyłowe straty ciepła, jakie mogą wystąpić w instalacji c.o. i c.w.u.
Docieplanie przegród wewnętrznych
Pewne oszczędności przyniesie również zaizolowanie przegród wewnętrznych domu oddzielających garaż od pozostałej części budynku – ściany wewnętrznej i stropu nad garażem. Zaizolowanie tych miejsc ograniczy niepotrzebne straty ciepła do przestrzeni o niższej temperaturze. Zgodnie z projektem obliczeniowa temperatura wewnętrzna dla garażu wynosi 8°C. Przez większość sezonu grzewczego będzie jednak wyższa z uwagi na zyski ciepła z sąsiadujących pomieszczeń. Wyższa temperatura to większe straty ciepła przez drzwi garażowe, które nie mają zbyt dobrych właściwości izolacyjnych. Aby zatem zmniejszyć zapotrzebowanie domu na ciepło, należy zaizolować przegrody oddzielające garaż od pozostałej części budynku 10-centymetrową warstwą niepalnego materiału izolacyjnego o współczynniku przewodzenia ciepła wynoszącym co najmniej 0,04 W/(m·K). Można również obniżyć temperaturę w garażu do 5°C.
Stolarka okienna i drzwiowa
Okna, drzwi zewnętrzne i garażowe są elementami domu, przez które ucieka około 22% dostarczanego do budynku ciepła. Zgodnie z projektem w domu przewidziano montaż standardowej stolarki okiennej wykonanej z ram o współczynniku ramy U=1,5 W/(m²·K).
Okna miały być szklone szybami zespolonymi o współczynniku U=1,1 W/(m²·K) i współczynniku przepuszczalności promieniowania słonecznego g=0,6. Takie samo szklenie przewidziano dla okien dachowych, charakteryzują się one jednak gorszą izolacyjnością cieplną ram. Współczynnik U ramy okien dachowych wynosi około 2,1 W/(m²·K). Zamontowanie takiej stolarki okiennej pozwalałoby na uzyskanie średniego współczynnika U=1,60 W/(m²·K) dla wszystkich okien (z uwzględnieniem mostków cieplnych na styku ościeżnicy-ościeża i ramki dystansowej). Zaprojektowane drzwi wejściowe i garażowe miały mieć współczynnik U=2,0 W/(m²·K). Warto jednak zastosować stolarkę okienną i drzwiową o podwyższonych parametrach termicznych.
Zamontowane w domu energooszczędnym okna powinny być wykonane z ram okiennych o współczynniku U 1,3 W/(m² K) i szklone szybami o współczynniku U 1,0 W/(m²·K) z ciepłymi ramkami dystansowymi. Niestety, ze względu na swoją konstrukcję i sposób montażu warunek dotyczący ram nie może być spełniony przez okna dachowe. W konsekwencji mają one gorsze parametry izolacyjne niż pozostałe okna. Podwyższenie izolacyjności stolarki okiennej pozwala na uzyskanie średniego współczynnika U=1,49 W/(m²·K) dla wszystkich okien (z uwzględnieniem mostków cieplnych na styku ościeżnicy-ościeża i ramki dystansowej). Konieczność polepszenia izolacyjności termicznej dotyczy również drzwi zewnętrznych i garażowych. Powinny się one charakteryzować współczynnikiem przenikania ciepła U o wartości 1,3 W/(m²·K).
W projekcie domu Murator M05L zastosowano przegrodę, która jest źródłem niepotrzebnych strat ciepła – luksfery. Jest to element dekoracyjny o bardzo niskim współczynniku przenikania ciepła U=4,5 W/(m²·K) piętnaście razy gorszym niż w przypadku standardowej ściany zewnętrznej. Aby ograniczyć straty ciepła, należy zastąpić luksfery oknami o wysokiej izolacyjności cieplnej.
