Publikacje własne

Kalejdoskop Budowlany Nr 2 2005
Eugeniusz Rylewski
  
Domy pasywne i autonomiczne.

    Coraz więcej ludzi fascynuje wielka moda na domy pasywne lansowana przez Niemców i przedostająca się powoli do Polski. Dom pasywny to budynek, na ogrzewanie którego na sezon zużywa się mniej niż 15 kWh na m2 powierzchni użytkowej.
Czy można jednak zadowolić się już zupełnie tym wynikiem ?
Po obliczeniu rocznego zapotrzebowania na ciepło w dużym 300 metrowym domu nawet przy zużyciu tylko 15 kWh/m2 na rok globalne zużycie wyniesie 4500 kWh na rok. Dodatkowo liczba ta zależy oczywiście od surowości klimatu i rocznych odchyleń od średniej klimatycznej.

Obecnie obserwowana tendencja budowy domów pasywnych sprowadza się do wprowadzenia do budynków systemów wentylacji z odzyskiem ciepła oraz stosowania coraz lepszych i grubszych warstw izolacji ścian domu. Jako, że straty ciepła przez wentylację w dobrze ocieplonym domu reprezentują pokaźny udział w bilansie ogólnym trudno by było w ogóle wyobrazić sobie dom pasywny bez jakiegokolwiek systemu do odzysku ciepła z wentylacji. Izolowanie domu choć znacząco wpływa na obniżenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło nie może być jednak rozciągane w nieskończoność. Grubość izolacji w technologii muru dwuwarstwowego po osiągnięciu pewnego poziomu jest technicznie i ekonomicznie niewykonalna. Mur trójwarstwowy z kolei również powoduje dodatkowe koszty, które trzeba uwzględniać w bilansie finansowym w porównaniu z osiąganymi oszczędnościami. Na szczęście w otoczeniu mamy okresowo do naszej dyspozycji duże źródło dodatkowej energii – promieniowanie słoneczne. Gdybyśmy mogli dobrze izolować i jednocześnie pochłaniać promieniowanie słoneczne, w większości sytuacji można by osiągnąć zupełną autonomię energetyczną w budynku. Technologia umożliwiająca nam osiągniecie takiego rezultatu już dzisiaj to panele grzewczo izolacyjne RymSol.

Panele są specjalnym rodzajem izolacji termicznej posiadającym możliwość pochłaniania promieniowania słonecznego i transportowania otrzymanego ciepła do muru na zasadzie konwekcji naturalnej. Dzięki dużej izolacyjności U = 0,25 W/m2K panele nie pozwalają na ucieczkę ciepła pochłoniętego od słońca. W ten sposób stają się wentylem cieplnym umożliwiającym kumulację w murze nadwyżek cieplnych pochodzących od słońca. Instalacja paneli nie wymaga zastosowania żadnych mediów do transportu ciepła jak np. woda czy niezamarzające mieszanki. Panele montuje się bezpośrednio na masywnej ścianie południowej lub/i południowo- zachodniej lub/i południowo wschodniej.

Panele izolacyjne posiadające zdolność pochłaniania promieniowania słonecznego zmieniają radykalnie charakterystyki termiczne muru, na którym są zastosowane i pośrednio również zapotrzebowanie sezonowe na ciepło całego budynku. W tabeli przedstawionej poniżej zebrano typowe przykłady charakterystyk ścian występujących w praktyce budowlanej w Polsce. Jak widać zwiększanie właściwości izolacyjnych ściany ponad określone w normach współczynniki doprowadzić może jedynie do zbliżania się bilansu netto przenikania ciepła w sezonie do zera. Należy przy tym zwrócić uwagę na fakt iż każde zmniejszenie współczynnika przenikania ciepła poniżej wartości 0,1 W/m2K wiąże się ze znacznym zwiększeniem nakładów inwestycyjnych. Ściana z izolacją przepuszczającą ciepło słoneczne umożliwia nam tymczasem osiąganie pozytywnego bilansu sezonowego transportu ciepła. Przy porównywalnych nakładach inwestycyjnych można więc zrównoważyć straty ciepła przez przenikanie przez ściany i dodatkowo zapewnić skumulowaną energię bilansującą straty przez ściany z izolacją tradycyjną. W istocie każdy m2 izolacji grzewczej RymSol oprócz pokrywania całości swoich strat kompensuje również straty 11,6 m2 ścian nie mających dostępu do promieniowania słonecznego, które izolowane są w sposób tradycyjny.

W bardziej surowych klimatach niż ten występujący w Niemczech jak np. w rejonach górskich typowy dom pasywny z wykorzystaniem jedynie bardzo dobrej izolacji nie byłby już domem pasywnym. W klimacie 5800 stopniodni jak ma to miejsce np. w szwajcarskim Davos dom z izolacją rzędu 0,1 W/m2K na ścianach nie zapewniłby standardu zużycia 15 kWh/a·m2. W tym przypadku jednak wykorzystanie części dostępnej energii 1000 kWh/a·m2 promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię pionową da nam gwarancję obniżenia zużycia energii na cele grzewcze do poziomu standardu domu pasywnego.

Przykładem wykorzystania technologii słonecznych paneli grzewczo – izolacyjnych w warunkach polskich jest dom jednorodzinny wybudowany w okolicach Wrocławia.

Dom o powierzchni użytkowej ca 300 m2 przeznaczony jest na stały pobyt 5 osób. Budynek posadowiono na płycie fundamentowej żelbetowej ułożonej na warstwie 20 cm styropianu. Ściany nośne wykonano z bloczków silikatowych pełnych o grubości 25 cm na cienkowarstwowej zaprawie klejowej izolowane 24 cm warstwą wełny mineralnej.
Ściany działowe wykonano z bloczków silikatowych o grubości 18 cm.
Dach budynku wykonano w konstrukcji drewnianej z blachą dachówkopodobną ocieplony 30 cm wełny mineralnej.

W zakresie wyposażenia ograniczającego sezonowe zapotrzebowanie na ciepło zastosowano:
· Okna szerokie, niskoemisyjne o przenikalności ciepła U = 1,1 W/m2K
· Wentylacja mechaniczna indywidualna – 9 aparatów RylkAir
· Panele grzewcze słoneczne RymSol – 75 m2 elewacji na ścianach wschodniej i południowej.
· Kominek z zamknięta komorą spalania do okresowego dogrzewania awaryjnego.

Technologia konstrukcji bryły budynku zapewnia dużą masę termiczną i bezwładność na zmiany temperatur. Szczelne okna i drzwi umożliwiają wymianę powietrza tylko poprzez wymienniki ciepła. Niskoemisyjne szyby oraz wysoka izolacyjność ścian U = 0,15 Wm2K umożliwiają sprowadzenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło w budynku do poziomu domu pasywnego. Jako, że w domu tym nie zainstalowano tradycyjnego centralnego sytemu ogrzewania faktyczne koszty inwestycyjne poniesione przez inwestora w tej budowie nie przekroczyły zauważalnie nakładów inwestycyjnych koniecznych do wybudowania domu tradycyjnego. W następnych latach inwestor będzie mógł jednak cieszyć się znaczącymi oszczędnościami w kosztach eksploatacyjnych.