Jak zmienić dom na energooszczędny?

Jak zmienić dom na energooszczędny? Dążenie do ograniczania kosztów ogrzewania nie musi się wiązać z rezygnacją z atrakcyjnej architektury.

Ideą domów energooszczędnych jest pogodzenie trzech najważniejszych elementów nowoczesnego budownictwa: ekonomii, ekologii i komfortu. Przy niewielkim wzroście nakładów inwestycyjnych można zmniejszyć koszty ogrzewania o 50%, znacznie zredukować emisję gazów cieplarnianych i podnieść komfort użytkowania budynku. Przyjmuje się, że zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania w przypadku typowych budynków mieszkalnych wynosi około 120 kWh/(m²·rok). Za budynki energooszczędne przyjmuje się tymczasem obiekty, których sezonowezapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania nie przekracza 70 kWh/(m²·rok). Osiągnięcie tak niskiego wskaźnika zużycia energii wymaga zastosowania kompleksowych rozwiązań budowlanych iinstalacyjnych.

Usprawnienia modernizacyjne

W projektach domów energooszczędnych stosuje się kompleksowe rozwiązania konstrukcyjne oraz wykorzystuje nowoczesne rozwiązania instalacji wentylacyjnej, centralnego ogrzewania, a także ciepłej wody użytkowej. Straty ciepła można ograniczyc przez:

• wentylację – w domach wznoszonych zgodnie z obowiązującymi standardami przez wentylację grawitacyjną może uciekać 30-40% całkowitych jego strat. Wprowadzenie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, czerpanie powietrza przez gruntowy wymiennik ciepła i uszczelnienie konstrukcji budynku umożliwia redukcję strat ciepła o blisko 80%;
• okna i drzwi zewnętrzne – zazwyczaj ucieka przez nie 20-25% całkowitych strat ciepła. Ich ograniczenie jest mało opłacalne ekonomicznie z uwagi na wysoką cenę energooszczędnej stolarki okiennej, dlatego zmiany zostały wprowadzone w niewielkim stopniu;
• ściany zewnętrzne – zwykle ucieka przez nie 15-20% całkowitych strat. Dzięki zwiększeniu grubości warstwy izolacyjnej udało się zredukować straty ciepła o blisko 40%;
• dach – ucieka przez niego 10-15% całkowitych strat. Dzięki zwiększeniu grubości warstwy izolacyjnej zmniejszono straty ciepła o blisko 35%;
• posadzkę na gruncie – ucieka przez nią 5-10% całkowitych strat. Zwiększenie grubości warstwy izolacyjnej pozwoliło na zmniejszenie strat ciepła o blisko 35%;
• mostki termiczne – ucieka przez nie do 5% całkowitych strat ciepła. Dzięki zastosowaniu rozwiązań konstrukcyjnych wolnych od mostków termicznych straty ciepła zmniejszono o ponad 50%.

Wprowadzone zmiany zaowocowały zmniejszeniem sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków o 50%. Usprawnienia dotyczące konstrukcji budynku, miały również wpływ na redukcję zapotrzebowania na tak zwaną obliczeniową moc grzewczą oraz sprawiły, iż w bilansie energetycznym dużo większą rolę odgrywa zapotrzebowanie na ciepło do podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Instalacja centralnego ogrzewania

W domach energooszczędnych o blisko 50% zmniejszyło się obliczeniowe zapotrzebowanie na moc grzewczą w porównaniu z zapotrzebowaniem typowych domów będących ich pierwowzorami. Teraz do ogrzania domu o powierzchni użytkowej 140 m² wystarczy kocioł o mocy około 6 kW. Moc ta może być mniejsza od zapotrzebowania na moc do przygotowania c.w.u. Dlatego moc kotła dobiera się do większej z nich. W domach energooszczędnych montowane są kotły z zamkniętą komorą spalania i wysoką sprawnością – turbo lub kondensacyjne. Kotły kondensacyjne wymagają dodatkowo wykonania niskotemperaturowej instalacji grzewczej. Mniejsze zapotrzebowanie na moc grzewczą wymusiło konieczność przeprojektowania systemu grzewczego. Wymagana ilość ciepła może być dostarczona do pomieszczeń za pomocą grzejników o dużo mniejszej powierzchni. Aby zagwarantować sprawną i efektywną pracę systemu, należy maksymalnie ograniczyć ilość ciepła doprowadzanego do pomieszczeń poza kontrolą automatyki sterującej. Można to osiągnąć poprzez zaizolowanie instalacji rozprowadzającej ciepło zgodnie z zaleceniami normowymi. Z uwagi na małe obliczeniowe zapotrzebowanie domów na moc grzewczą trzeba montować w nich kominki o niewielkiej mocy (około 10 kW) dostosowanej do potrzeb energetyczych budynku. Zamontowanie kominka o zbyt dużej mocy może prowadzić do przegrzewania pomieszczeń i zwiększenia strat ciepła.

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Należy dążyć do maksymalnego ograniczenia strat ciepła w instalacji c.w.u., zmniejszenia zużycia ciepłej wody i – o ile jest to opłacalne – ekonomicznego wykorzystania do jej przygotowania odnawialnych źródeł energii. Instalacja c.w.u. musi być starannie zaizolowana, a grubość zastosowanej izolacji może przekraczać zalecenia normatywne. Przewody rozprowadzające i przewody obiegu cyrkulacyjnego powinny mieć możliwie najmniejsze średnice. Ograniczenie strat ciepła można osiągnąć również poprzez wprowadzenie automatycznej regulacji temperatury wody oraz pracy pomp obiegowych i cyrkulacyjnych. Zmniejszenie zużycia c.w.u. może nastąpić w wyniku wprowadzenia specjalnej armatury umożliwiającej jej efektywne wykorzystanie, na przykład nowych konstrukcji baterii czerpalnych, perlatorów zamiast zwykłych sitek prysznicowych czy urządzeń zamykających przepływ wody w niezakręconych kranach.

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii

Źródłem oszczędności może być także wykorzystywanie energii ze źródeł odnawialnych:

• spalania biomasy – czyli drewna i jego odpadów (na przykład trocin) oraz słomy. Stosuje się do tego celu specjalne kotły lub, tak jak w domu energooszczędnym, kominki. Koszty ogrzewania za pomocą tego rodzaju paliw są niższe niż przy zastosowaniu paliw konwencjonalnych. Powodują jednocześnie zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych;
• promieniowania słonecznego – energia wykorzystywana za pośrednictwem kolektorów słonecznych umieszczonych na dachu lub ścianie budynku. Ciepło to może być zastosowane do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, a także do ogrzewania pomieszczeń. W naszych warunkach ze względu na ograniczone możliwości wykorzystania energii słonecznej w miesiącach zimowych stosuje się systemy wykorzystujące ciepło kolektora słonecznego skojarzone z innym źródłem ciepła. Dlatego zakup kolektorów powinien być poprzedzony dokładną analizą ekonomiczną, uwzględniającą indywidualne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową;
• zgromadzonej w gruncie – może być pozyskiwana za pomocą pomp ciepła lub gruntowego wymiennika ciepła. Uzyskane ciepło ma niską cenę jednostkową, ale jest to związane z poniesieniem wysokich kosztów zainstalowania pompy i całego systemu. W domu energooszczędnym zdecydowano się na zastosowanie tańszego sposobu pozyskania ciepła z gruntu. Wykorzystano do tego gruntowy wymiennik ciepła, który służy do wstępnego podgrzania powietrza wentylacyjnego w zimie i pozwala na jego schłodzenie latem. Zastosowanie pompy ciepła jest uwarunkowane lokalizacją budynku i w indywidualnych przypadkach może być również uzasadnione.