Publikacje własne

Polski Instalator Nr 9 2005
Eugeniusz Rylewski

Budownictwo niskoenergetyczne i pasywne.

    Choć określenie „pasywny” w stosunku do własności energetycznych budynków wydaje nam się wciąż egzotyczne i nowe, to jednak idea budowania domów pasywnych powstała w Niemczech już stosunkowo dość dawno temu. Technologie stosowane do wyposażenia domów pasywnych przez długi czas powodowały jednakże znaczący wzrost nakładów inwestycyjnych w fazie budowy i co za tym idzie długi okres zwrotu z tej dodatkowej inwestycji. To słabe uzasadnienie ekonomiczne nie spowodowało dotąd prawdziwego boomu na rozwiązania dla domów pasywnych. Dopiero czynniki makroekonomiczne takie jak rosnące stale ceny nośników energii czy wzrastająca troska o środowisko naturalne człowieka spowodowały w ostatnich latach wzmożone zainteresowanie tym tematem. Ciągle zmniejszający się dystans zarówno technologiczny jak i ekonomiczny Polski do krajów Europy zachodniej powoduje rosnące zainteresowanie budową domów pasywnych także i u nas. Ostatnio zaproponowane niskonakładowe technologie energooszczędne jak np. powietrzne panele słoneczne RymSol czynią budowę domu pasywnego naprawdę zyskowną inwestycją.

Większość praktyk obecnie stosowanych w tzw. budownictwie niskoenergetycznym to poszerzone tylko w definicji, znane od dawna techniki ocieplania przegród zewnętrznych budynków. W rezultacie stosuje się więc coraz grubsze warstwy izolacji i obniża się współczynniki przenikania ciepła przez materiały do ocieplania oraz okna. Poza wprowadzeniem technologii wentylacji z odzyskiem ciepła trudno doszukać się na rynku światowym jakichś faktycznie nowych technologii służących do redukcji zużycia ciepła do ogrzewania budynków. Do przełomu w tej dziedzinie potrzebne będą nowe rozwiązania techniczne do pozyskiwania energii odnawialnej bez względu na jej źródło. W tym miejscu absolutnie konieczna jest również przestroga przed bezkrytycznym obniżaniem zapotrzebowania na energię kosztem pogarszania się warunków higienicznych zamieszkiwania budynków. Wiele obecnych doświadczeń praktycznych pokazuje pewną patologię zachowań związanych z termomodernizacją w Polsce. Instalacja szczelnych okien w polskich mieszkaniach stała się swego rodzaju modą na obniżenie zużycia energii. Niestety, choć sposób ten przynosi wprawdzie oszczędności energii, to wprowadzony bez nowego rozwiązania działania dotychczas wykorzystywanej wentylacji grawitacyjnej prowadzi do dramatycznego obniżenia skuteczności wentylowania pomieszczeń.
W rezultacie mieszkania stają się coraz mniej przyjazne dla użytkowników. Rosnące zawilgocenie jest źródłem powstawania patogennych pleśni i przemarzania ścian. W długim okresie czasu zmiany te powodują poważne zagrożenie dla zdrowia a nawet życia mieszkańców oraz integralności stanu technicznego budynku. W praktyce należałoby unikać tej pułapki w pogoni za oszczędnościami i podchodzić do problemu termomodernizacji kompleksowo mając na uwadze czynniki zarówno ekonomiczne jak i higieniczne. Słoneczne ogrzewanie budynków i c.w.u.

Choć ogrzewanie wody użytkowej promieniowaniem słonecznym jest już w Polsce dobrze znane to wykorzystywanie tego rodzaju energii do ogrzewania budynków budzi już pewne wątpliwości.
Wszyscy wiemy, że promieniowania słonecznego w Polsce w okresie zimy nie mamy zbyt wiele. Powszechnie uważa się nawet, że słońce w zimie nie będzie w stanie ogrzać jakiegokolwiek budynku do temperatury komfortu. Klucz do rozwiązania tego paradoksu nie leży jednakże tak naprawdę po stronie słońca i jego możliwości. Okazuje się bowiem, że jeśli sezonowe zapotrzebowanie budynku na ciepło doprowadzone zostanie do dostatecznie niskiego poziomu a budynek wyposażymy w odpowiednią bezwładność termiczną to dostępne zimą promieniowanie słoneczne wystarczy w zupełności do zapewnienia odpowiednich warunków bytowych nawet dla najbardziej wymagających użytkowników. Standardowo w budynku ogrzewanym słońcem do obniżenia zapotrzebowania na ciepło musi się znaleźć np. system wentylacji z odzyskiem ciepła.
Dodatkowo należy pamiętać o tym, że w standardzie domu pasywnego uwzględniono konieczność dostarczenia pewnej energii na dogrzewanie budynku w najtrudniejszych momentach sezonu grzewczego. Ilość ta zapewnia nam jednak oszczędności rzędu 90 % w porównaniu z budynkiem tradycyjnym. Jeśli budynek projektowany jest od początku jako pasywny oszczędzić można również na spalinowym systemie ogrzewania, który w tak oszczędnym domu nie jest już po prostu potrzebny. W rezultacie oczekiwany czas zwrotu inwestycji jest znikomy lub zerowy a rentowność projektu bardzo wysoka. Technologie domu pasywnego:
Wentylacja mechaniczna - ekonomia i zdrowie.

Zgodnie z przedstawioną idea świadomego oszczędzania energii w budownictwie, od nowoczesnych technologii domu pasywnego oczekuje się nie tylko niskiego kosztu wejściowego i bezawaryjnej wieloletniej eksploatacji. Rozwiązania takie nie mogą naruszać równowagi zdrowotnej mikroklimatu wewnętrznego budynku. Jako, że dom pasywny w swojej definicji zakłada wykorzystanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła istotne jest rozwiązanie występującego powszechnie problemu stopniowego zabrudzania się instalacji tego typu. Jednym z prostszych sposobów na zapewnienie możliwości czyszczenia dróg wentylacyjnych systemu jest stosowanie urządzeń wentylacyjnych indywidualnych. W urządzeniu takim przewody ścienne są zwykle krótkie i łatwo dostępne do inspekcji i czyszczenia. Z uwagi na brak konieczności budowania sieci kanałów do rozprowadzania powietrza system taki jest również z reguły tańszy w stosowaniu.
Na bazie tych założeń zaprojektowano aparaty wentylacyjne z odzyskiem ciepła RylkAir. Dla zapewnienia perfekcyjnej higieny wentylacji moduł wymiennika wykorzystany w tym urządzeniu jest wykonany z tkaniny i w przypadku zabrudzenia po dłuższej eksploatacji pierze się go w całości w pralce automatycznej. Wielka prostota rozwiązania umożliwia również stosowanie systemu w budynkach istniejących przeznaczonych do termomodernizacji. Modyfikacje istniejącej konstrukcji konieczne do instalacji urządzeń są minimalne.
 
Technologie domu pasywnego – słoneczne panele grzewczo izolacyjne.

Panele grzewczo izolacyjne RymSol są modułami wielowarstwowymi umożliwiającymi pochłanianie promieniowania słonecznego i przenikania ciepła tylko w jednym kierunku. Oznacza to, że zawsze kiedy będzie dostępne promieniowanie słoneczne i pożądane będzie jego pochłanianie panele będą samoistnie absorbować ciepło i kumulować je w ścianie na zasadzie konwekcji naturalnej. Jako, że panele umożliwiają przenikanie ciepła tylko w jednym kierunku, w zimną noc, kiedy ucieczka ciepła na zewnątrz jest niepożądana, panele będą działały jako izolator termiczny skutecznie zapobiegając wychłodzeniu się ścian. Oprócz bezpośredniego ogrzewania ścian panele RymSol można wykorzystać do również ogrzewania wody. W takim wypadku ciepło słoneczne wykorzystuje się cały rok a nie tylko podczas sezonu grzewczego. Oczywiście uzasadnienie ekonomiczne takiego stosowania paneli jest dużo bardziej oczywiste.
W rozwiązaniu tym instalacja wodna zamontowana jest w tylnej części paneli i pochłania ciepło przekazane przez kanały w izolacji. Podgrzana woda w instalacji przemieszcza się na zasadzie termosyfonowej co znacząco upraszcza jej budowę.
Zimą, dobrze izolowana za panelami instalacja wodna nie może zamarzać nawet podczas największych mrozów. Dzięki temu można zachować prostotę konstrukcji bez konieczności stosowania pomp i podwójnego obiegu czynnika roboczego.
Prostota konstrukcji paneli zapewnia użytkownikowi niski koszt nabycia oraz bezawaryjną pracę przez wiele lat.

Dobrym przykładem wykorzystania paneli grzewczo izolacyjnych jest ostatnio zrealizowana inwestycja domu pasywnego w rejonie Wrocławia.
Ten dom o powierzchni użytkowej około 300 m2 przeznaczony jest na stały pobyt 5 osób. Budynek posadowiono na płycie fundamentowej żelbetowej ułożonej na warstwie 20 cm styropianu. Ściany nośne wykonane zostały z bloczków silikatowych pełnych o grubości 25 cm na cienkowarstwowej zaprawie klejowej izolowane 24 cm warstwą wełny mineralnej. Ściany działowe wykonane z bloczków silikatowych o grubości 18 cm. Dach o konstrukcji drewnianej pokryto blachą dachówkopodobną i ocieplono 30 cm wełny mineralnej.
Dom wyposażono ponadto w okna szerokie, niskoemisyjne o przenikalności ciepła U = 1,1 W/m2K, wentylację mechaniczną indywidualną – 9 aparatów RylkAir oraz
panele grzewcze słoneczne RymSol – 75 m2 elewacji na ścianach wschodniej i południowej. Do dogrzewania regulacyjnego przewidziano kominek z zamknięta komorą spalania. Technologia bryły tego 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.

W typowym budynku o powierzchni 150 m2 dla uzyskania efektu domu pasywnego zastosowania wymaga średnio 50 m2 paneli RymSol i 5 aparatów wentylacyjnych RylkAir. Całkowity koszt materiałów i wykonania instalacji wyniesie około 33 tysiące złotych brutto. W obecnych warunkach rynkowych koszt ten porównywalny jest z kosztem typowej instalacji ogrzewania spalinowego z kotłem, przyłączem, kominem i grzejnikami. Różnica w kosztach eksploatacyjnych będzie jednak kolosalna.