Dom pasywny. Komfort, oszczędność i ekologia

Dom pasywny. komfort, oszczędność i ekologia

Budynki odpowiadają za 40 proc. całkowitego zużycia energii w Unii Europejskiej, dlatego w świetle ambitnej strategii Europa 2020 podejmowane są działania zmierzające do nacjonalizacji wykorzystywanej energii, zastosowania jej odnawialnych źródeł i wdrażania nowych wysokoefektywnych technologii. Jednym z rezultatów takich działań spełniające wszystkie wymienione kryteria są budynki pasywne.

Dom pasywny – najważniejsze informacje

Dom pasywny jako jedna z form budownictwa energooszczędnego, cieszy się coraz rosnącą popularnością. Innowacyjność technologii pasywnej jest zasługą dążenia do poprawy parametrów elementów i systemów istniejących w każdym budynku, zamiast wprowadzania kolejnych dodatkowych rozwiązań. Dzięki temu poza zmniejszeniem zapotrzebowania na energię do ogrzewania, uzyskujemy podniesienie jakości i trwałości budynku, a tym samym zwiększenie jego wartości rynkowej. Przejdźmy jednak do konkretów zadając sobie pytanie, czym różni się dom pasywny od pozostałych budynków?

Koncepcja budynku pasywnego nie została zdefiniowana w polskich przepisach budowlanych, dlatego wzorem zagranicznych przepisów mówiąc o budownictwie pasywnym mamy na myśli budynek, którego sezonowe zapotrzebowanie na ciepło utrzymuje się na poziomie 15 kWh/(m²·rok). Są to budynki szczelne, super-izolowane pod względem termicznym i zapewniające mieszkańcom przez cały rok bardzo wysoki komfort cieplny, bez konieczności stosowania tradycyjnej instalacji grzewczej lub klimatyzacyjnej. Dlatego w skrócie można powiedzieć, że istotą budownictwa pasywnego jest maksymalizacja zysków energetycznych i ograniczenie strat ciepła.

Z mojego doświadczenia wiem, że radykalne zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło w Europie Środowej nie da się osiągnąć bez zastosowania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Zastosowanie wentylacji przy jednoczesnym bardzo dobrym zaizolowaniu budynku pozwala na całkowitą rezygnację z konwencjonalnych grzejników.

modele-de-case-cu-beci-subsol-2

Zdj. 1. Duże przeszklenie strony południowej jest istotnym elementem w budynku pasywnym

Zapotrzebowanie na ciepło

Bilans energetyczny domu pasywnego znacząca rożni się od bilansu powstających obecnie budynków. Największe różnice można dostrzec przede wszystkim w bardzo niskim sezonowym zapotrzebowaniu na ciepło do celów grzewczych. Zapotrzebowanie to nie przekracza 15 kWh/(m²·rok), i jest ono wielokrotnie mniejsze niż w nowych budynkach (średnio 120 kWh/m²·rok). Omówmy to na przykładzie, jeżeli ktoś buduje tradycyjnie – mogę w dużym uproszczeniu przyjąć że, dla budynku jednorodzinnego o powierzchni ok. 150 m² zamieszkałego przez czteroosobową rodzinę na potrzeby grzewcze rocznie wydać trzeba przynajmniej 5 tys. zł. Budując analogiczny budynek pasywny, dzięki bardzo małym zapotrzebowaniu na moc grzewczą, koszty ogrzewania w skali roku ograniczają się w przybliżeniu do 600 zł.

Jak już wspomniałem wcześniej, technologia budownictwa pasywnego pozwala na całkowitą rezygnację z tradycyjnej instalacji grzewczej. Jej rolę przejmuje system wentylacyjny wraz z odzyskiem ciepła, który bez konieczności zwiększania strumienia powietrza może dostarczyć wymaganą ilość ciepła do budynku.

Konstrukcja przegród zewnętrznych

Wymagająca konstrukcja przegród zewnętrznych domu pasywnego ma zapobiec nawet najmniejszym stratom ciepła. Ściany zewnętrzne, podłogi, stropy i dachy muszą być zaizolowane tak, aby wartość współczynnika przenikania ciepła nie przekraczała 0,15 W/(m²·K). Warunek ten wymusza zastosowanie warstwy izolacyjnej o grubości 30-35 cm, co jest możliwe w przypadku większości konstrukcji przegród zewnętrznych. Konstrukcja przegród zewnętrznych musi być również wolna od mostków termicznych, czyli miejsc w których nastąpiło osłabienie warstwy izolacyjnej, a co za tym idzie – zwiększenie strat ciepła.

Czym ocieplić ściany zewnętrzne?

Szczelność budynku

Dom pasywny posiada podwyższone wymagania dotyczące szczelności powietrznej przegród budowlanych. Zgodnie z obowiązującymi wymaganiami współczynnik krotności wymian przy różnicy ciśnienia równiej 50 Pa powinien wynosić n50 < 0,6 1/h. Osiągnięcie takiego poziomu szczelności wymaga odpowiednich rozwiązań na etapie projektowym i ich starannego wykonania podczas budowy. Szczelność konstrukcji ma bardzo duży wpływ na ilość zużywanej energii – szczelna konstrukcja oznacza niskie koszty ogrzewania budynku oraz wysoką jakość komfortu cieplnego wewnątrz pomieszczeń.

Wykonanie szczelnej konstrukcji pozwala na wyposażenie budynku w wentylację nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. Świeże powietrze dostaje się do pomieszczeń za pośrednictwem kratek nawiewnych, a nie nieszczelności okiennych.

Dom pasywny

Rys. 1. Dom pasywny to prosta i zwarta bryła

Okna pasywne

Przy tak niskim zapotrzebowaniu na moc grzewczą oraz sezonowym zapotrzebowaniu na ciepło, jak w przypadku budynku pasywnego –  konieczne jest dokładne i staranne przeprowadzenie obliczeń energetycznych. Drobne błędy, czy też niedokładności mogą doprowadzić do poważnych problemów eksploatacyjnych. Obliczenia energetyczne są szczególnie ważne dla okien, odpowiadają one za największe straty ciepła w budynku pasywnym. Za pomocą okien realizowane są także zyski ciepła od promieniowania słonecznego.

Aby ograniczyć straty ciepła w okresie zimy stosowane w domach pasywnych okna muszą spełniać rygorystyczne wymagania dotyczące ich konstrukcji i charakterystyki. Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla całych okien nie powinna przekraczać 0,8 W/(m²·K), a współczynnik całkowitej przepuszczalności energii promieniowania słonecznego g, powinien wynosić minimum 0,5. Im większa wartość współczynnika, tym więcej energii promieniowania słonecznego dostaje się do wnętrza budynku.

Konstrukcja okien pasywnych jest podporządkowana maksymalnemu ograniczeniu strat ciepła. Stosuje się w tym celu trójwarstwowe szklenie a przestrzenie między szybami wypełnia gazem szlachetnym np. argonem. Okna przeznaczone do budynków pasywnych mają również specjalną konstrukcję ram. Nie zapominajmy o tym, aby profile okienne zarówno plastikowe jak i drewniane również były ocieplone.

Wentylacja mechaniczna

Standardu pasywnego nie da się osiągnąć bez zastosowanie mechanicznej wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. Jej głównym elementem jest wydajna centrala wentylacyjna z rekuperatorem, gdzie następuje przekazanie ponad 90 proc. ciepła z powietrza wywiewanego do powietrzna nawiewanego. Warto zadbać aby zastosowana centrala charakteryzowała się niskim zużyciem energii elektrycznej. Nawiewane powietrze jest w tym przypadku nośnikiem ciepła dostarczanym do niemalże wszystkich pomieszczeń w budynku. W pomieszczeniach tych powinna znajdować się każdorazowo, co najmniej jedna kratka nawiewna. Zanieczyszczone powietrze usuwane jest z kuchni i łazienek, gdzie umieszczone są kratki wywiewne.

Typowe centrale wentylacyjne wykorzystują do podgrzania powietrza nagrzewnice elektryczne. Lepszym rozwiązaniem jest zastosowanie nagrzewnic wodnych współpracujących z zasobnikami c.w.u. – zastosowanie nagrzewnicy o mocy 1-2 kW wystarcza do pełnego pokrycia zapotrzebowania budynku pasywnego na moc grzewczą. Często spotykanym rozwiązaniem są tzw. urządzenia kompaktowe, które pełnią jednocześnie rolę centrali wentylacyjnej, instalacji grzewczej oraz odpowiadają za przygotowanie wody użytkowej. Ich konstrukcja oparta jest o mała pompę ciepła, która pobiera ciepło zawarte w powietrzu usuwanym z budynku.

Urządzenia kompaktowe mogą współpracować z gruntowymi wymiennikami ciepła i kolektorami słonecznymi, co pozwala na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii.

Pasyw08

Zdj. 2. Dom pasywny zbudowanych według standardów NF15

Dom pasywny – budynek doskonały?

Bardzo dobrze zaizolowane budynki są w stanie zapewnić swoim użytkownikom komfort cieplny niezależnie od pory roku, również w chłodniejszym klimacie Polski. Charakteryzują się przy tym bardzo małym zapotrzebowaniem na ciepło, przez co możliwa jest rezygnacja z tradycyjnej instalacji centralnego ogrzewania.

Budowa domu pasywnego wymaga zaangażowania doświadczonej grupy specjalistów składającej się z architekta, projektanta instalacji wewnętrznych oraz specjalisty energetycznego. Każda inwestycja tego typu musi być traktowana indywidualnie, a obliczenia energetyczne wykonywane w oparciu o dane odpowiadające rzeczywistym warunkom lokalizacji budynku.

Jak uzyskać dotację na budowę domu pasywnego?

Podsumowanie

  • W standardzie pasywnym wartość współczynnika przenikania ciepła przegród zewnętrznych budynku musi być mniejsza od 0,15 W/(m²·K).
  • Wartość współczynnika przenikania ciepła dla całych okien (szyba plus ramy) nie powinna przekraczać 0,8 W/(m²·K), a współczynnik przepuszczalności energii słonecznej szyby powinien wynosić nie mniej niż 0,5.
  • Centrala wentylacyjna powinna charakteryzować się sprawnością odzysku ciepła powyżej 80 proc. i niskim zużyciem energii elektrycznej (poniżej 0,45 W/m3).
  • Powietrze zewnętrzne czerpane w okresie zimowym przez wentylację mechaniczną, może być dogrzewane grzałkę elektryczną – bądź doprowadzane do budynku poprzez gruntowy wymiennik ciepła.

Zdjęcia: fotolia.pl, lipinscy-projekty.pl

Rysunek: opracowanie własne

Damian Czernik

inż. Damian Czernik, młodszy projektant instalacji

6 komentarzy na temat “Dom pasywny. komfort, oszczędność i ekologia”

  1. Witam. Ciekawy blog. Ja obecnie przymierzam się do budowy domu pasywnego. Od roku dyskutuję z architektami i budowlańcami by dowiedzieć się dlaczego płacić za drogie instalacje grzewcze skoro zainwestowałem w ocieplenie budynku. Nie mogę znaleźć producenta kompaktowych urządzeń do wentylacji i ogrzewania. Do niedawna stawiałem na ogrzewanie elektryczne pozyskiwane z fotowoltaiki. Niestety prawo jest tak niestabilne, że tą inwestycję odkładam do czasu, kiedy Polska będzie zmuszona płacić kary za bojkotowanie energii odnawialnej.
    Może mi ktoś pomóc w znalezieniu kompaktowego urządzenia do ogrzewania domów pasywnych?

    1. Witaj Wojciechu,
      w budynkach pasywnych możemy wykorzystać ogrzewanie płaszczyznowe lub nadmuchowe. W kwestii ogrzewania płaszczyznowego dominuje elektryczne ogrzewanie podłogowe. Całe zapotrzebowanie na ciepło może pokryć także nagrzewnica elektryczna w centrali wentylacyjnej, drugim wariantem może być centrala wentylacyjna z zintegrowaną pompą ciepłą powietrze-powietrze, ta może grzać lub chłodzić w zależności od zapotrzebowania. Jaka centrala – niestety nie zamierzam nikogo reklamować 🙂 Pozdrawiam!

  2. Witaj Wojciechu,
    w budynkach pasywnych możemy wykorzystać ogrzewanie płaszczyznowe lub nadmuchowe. W kwestii ogrzewania płaszczyznowego dominuje elektryczne ogrzewanie podłogowe. Całe zapotrzebowanie na ciepło może pokryć także nagrzewnica elektryczna w centrali wentylacyjnej, drugim wariantem może być centrala wentylacyjna z zintegrowaną pompą ciepłą powietrze-powietrze, ta może grzać lub chłodzić w zależności od zapotrzebowania. Jaka centrala – niestety nie zamierzam nikogo reklamować 🙂 Pozdrawiam!

  3. Witaj Damianie,
    zastanawiając się nad systemem mam na uwadze cyrkulację powietrza. W ogrzewaniu podłogowym ciepło jest chyba najlepiej i najekonomiczniej rozprowadzane. Nie przekonuje mnie jednak koncepcja, że warto ogrzewać płytę podłogową w nocy, gdy jest tani prąd. Płyta będzie oddawał ciepło w dzień, kiedy jestem w pracy.
    Myślę o bardziej elastycznym systemie. Jest jakaś szansa, żeby odizolować termicznie wylewkę z ogrzewaniem podłogowym od płyty fundamentowej? Warto zrobić tak, by ciepło promieniowało tylko na mieszkanie a nie w płytę? Czy jest dobrym kierunkiem poszukiwań, próba odizolowania jastrychu anhydrytowego, w którym będzie umieszczone ogrzewanie podłogowe, od płyty fundamentowej?
    Co sądzisz o koncepcji na płytę fundamentową: styropian, zbrojenie, beton, izolacja termiczna, wylewka anhydrytowa z ogrzewaniem podłogowym?
    Ja buduję 120 metrowy dom dla dwojga. Córka dorosła wpada od czasu do czasu. salon z otwartą kuchnią ma ok 40m2.
    Tak sobie myślę, że idealnym rozwiązaniem byłoby utrzymywanie stałej temperatury przy pomocy rekuperacji i nadmuchem ciepłego powietrza i dogrzewanie podłogi w czasie przebywania w salonie. Ja na noc wyłączam ogrzewanie w sypialni, pokój gościnny jest też używany okazjonalnie. Te pomieszczenia chciałbym dogrzewać grzejnikiem elektrycznym na podczerwień
    Koncepcja ogrzewania całej płyty, również pod sypialnią w nocy, by zakumulowane ciepło odzyskać w dzień jest z mojego punktu widzenia wadliwa, gdyż lubię spać w pokojach, w których jest chłodniej.
    Pozdrawiam

  4. Sam zastanawiam się nad budową domu pasywnego, nie jestem jednak pewien czy fundusze mi na to pozwolą. Świetny artykuł, dużo przydatnych informacji.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *