TermoDom.pl

Newsletter

Mgr inż. Jakub Kliś

Mgr inż. Jakub Kliś ukończył Wydział Organizacji i Zarządzania Produkcją... więcej

Budujesz z ENERGO i...

Jak zbudować dom, w którym zatrzymasz ciepło, by ogrzewanie było efektywniejsze,... więcej

Źródło ciepła

Budowanie domu, w którym w ciągu roku potrzeba do ogrzewania zaledwie 15 kWh energii... więcej

Inne Dobry projekt Jak zbudować dom energooszczędny

Jak zbudować dom energooszczędny

Często występujące określenie “budynek energooszczędny” używane jest bez definiowania go, oraz bez uzasadniania użycia go w stosunku do konkretnego budynku. Jakie czynnik składają się na budynek o niskim zapotrzebowaniu na energię i o czym należy pamiętać przy wyborze projektu?

Obecnie określenie „budynek energooszczędny” jest wykorzystywane coraz częściej, gdyż efektywność energetyczna staje się już obecnie ważną cechą budynku, a w najbliższych latach będzie wymaganiem powszechnie stosowanym przez budujących i użytkowników. Celowym byłoby bliższe zdefiniowanie pojęcia energooszczędności w zastosowaniu do budynku oraz określenie kryteriów oceny energooszczędności, gdzie podstawą może być pojęcie energochłonności (zapotrzebowania na energię).


Energochłonność określa się jako ilość energii zużywanej w związku z eksploatacją budynku w ciągu roku, przy czym jako energię zużywaną rozumie się dostarczaną z zewnątrz do budynku energię elektryczną lub ciepło, albo wartość energetyczną dostarczanych z zewnątrz paliw: stałych, ciekłych lub gazowych.


Poziom zużycia energii na potrzeby grzewcze budynku jest określony przez wielkość strat spowodowanych przenikaniem ciepła przez przegrody zewnętrzne i ogrzewaniem powietrza wentylacyjnego przy uwzględnieniu zysków ciepła z promieniowania słonecznego i eksploatacyjnych. Zużycie energii do ogrzewania jest tym większe, im niższa jest sprawność wykorzystywanych, w tym obiekcie, urządzeń grzewczych.


Zużycie energii w budynkach mieszkalnych związane jest również z potrzebami związanymi z: 
- przygotowaniem ciepłej wody użytkowej, 
- oświetleniem, 
- napędami urządzeń (windy, wentylatory, hydrofory).


Do całkowitego zużycie należy doliczyć również energię wykorzystywaną w mieszkaniach, której wielkość zależy bezpośrednio od zachowań mieszkańców. Zaliczyć tu można zużycie energii na przygotowanie c.w.u. (w przypadku indywidualnych urządzeń do ogrzewania wody lub w przypadku indywidualnych rozliczeń kosztów według wskazań liczników ciepłej wody), a także zużycie energii na oświetlenie i napędy urządzeń gospodarstwa domowego.


Energia związana z ogrzewaniem ma największy udział w energochłonności budynku i zależy przede wszystkim od rozwiązań przestrzennych i technicznych całego budynku i jego poszczególnych części składowych. Dlatego też za miarę energochłonności budynku można przyjąć sezonowe zapotrzebowanie na energię na ogrzewanie w odniesieniu do 1m2 powierzchni ogrzewanej (czyli wskaźnik E wyrażony w MJ/(m2·a) lub w kWh/(m2·a)), albo w odniesieniu do 1 m3 (czyli wskaźnik Ev wyrażony w MJ/(m3·a) lub kWh/(m3·a)).


Posługując się wartościami liczbowymi wskaźnika E lub Ev można ocenić, że budynek ma niską energochłonność (czyli jest energooszczędny) lub też charakteryzuje się średnią lub wysoką energochłonnością. Uznanie pewnych wartości wskaźników E jako granicy, poniżej której można mówić o budynkach energooszczędnych jest całkowicie umowne.


W różnych krajach, zależnie od stanu techniki, zamożności, a także w zależności od warunków klimatycznych, poziom wskaźnika E charakteryzujący budynki jako energooszczędne jest różny i zmienia się w czasie w miarę rozwoju nauki i techniki. Obecnie wznoszone w Polsce budynki mieszkalne odpowiadają wymaganiom Rozporządzenia MSWiA z 30.9.97 (Dz.U. 132, poz. 878), co odpowiada średniemu zużyciu 90 - 120 kWh/(m2*a).


W Niemczech, od 1995 r., obowiązują przepisy, które ustalają energochłonność budynku na poziomie 180 - 360 MJ/(m2·a), czyli 50 - 100 kWh/(m2·a), a przewidywane jest obniżenie tych wartości do poziomu 100 - 180 MJ/(m2·a), czyli 30 - 70 kWh/(m2·a). W Szwajcarii jako energooszczędne określa się domy o zużyciu energii poniżej 200 MJ/(m2·a), czyli 55 kWh(m2·a).


Dlatego też aktualnie w Polsce można proponować uznanie wartości E na poziomie 90 kWh/(m2·a) jako wartości granicznej, poniżej której dopiero można mówić o budynku energooszczędnym, licząc się z tym, że ta granica wkrótce powinna być obniżona do 70 kWh/(m2·a).


W praktycznych analizach odróżnia się dwa rodzaje wskaźników sezonowego zapotrzebowania energii na ogrzewanie:
- wskaźniki E i Ev, opisane powyżej, zależne od cech budynku, a więc od jego usytuowania, kształtu, powierzchni okien, a zwłaszcza od izolacyjności termicznej przegród budowlanych (ścian, dachów, okien itd.),
- wskaźniki Es i Evs uwzględniające dodatkowo sprawność systemu grzewczego, tj. sprawność wytwarzania, przesyłu, regulacji i wykorzystania ciepła.


Osiągnięcie niskiego wskaźnika zużycia energii na ogrzewanie wymaga zastosowania szeregu nowych rozwiązań, materiałów i wyrobów, które sprzyjają energooszczędności. Są to na tyle głębokie zmiany, że w ostatnich latach można mówić o nowym modelu budownictwa; energooszczędnego i ekologicznego, przy czym należy stwierdzić, że nie ma i nie może być jednego typu budynków energooszczędnych, natomiast istnieje szereg cech i rozwiązań, które umożliwiają spełnienie wymagań energooszczędności.

 

Najważniejszą cechą budynków energooszczędnych jest podporządkowanie wszystkich szczegółowych rozwiązań budowlanych i instalacyjnych wymaganiom niskiego zużycia energii. Do głównych cech budynku energooszczędnego można zaliczyć:


1. Usytuowanie w terenie w miejscu osłoniętym od wiatrów.
2. Rozwiązanie przestrzenne budynku maksymalnie sprzyjające ochronie cieplnej (zwarta bryła, bez występów i wnęk, minimalna liczba okien od strony północnej itp.).
3. Bardzo wysokie parametry izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych, a także przegród wewnętrznych dzielących pomieszczenia o różnej temperaturze wnętrz.
4. Dobre rozwiązanie wentylacji wnętrz, co w bardziej zaawansowanych rozwiązaniach oznacza zastosowanie wentylacji mechanicznej, przy jednoczesnym odzyskiwaniu ciepła z powietrza wentylacyjnego.
5. Instalacja grzewcza o bardzo wysokiej sprawności, zaopatrzona w urządzenia pomiarowe, regulacyjne i automatykę pogodową.
6. Świadome, przemyślane wykorzystanie energii promieniowania słonecznego, jako czynnika zmniejszającego zużycie energii i paliw dostarczanych do budynku.

 


Wpływ rozwiązań projektowych na energochłonność ogrzewania budynków jest znany, lecz praktycznie w niewielkim stopniu uwzględniany przez projektantów i inwestorów. Budownictwo energooszczędne powinno wykorzystywać te wszystkie środki, które prowadzą do zmniejszenia zapotrzebowania na energię grzewczą, jak np. koncentrację zabudowy w terenie, zwartą formę zabudowy, korzystne usytuowanie względem stron świata, zwartą bryłę budynku, odpowiednie rozmieszczenie otworów okiennych i drzwiowych, itp. Można przewidywać, że w szerszym zakresie będą też stosowane takie rozwiązania, jak osłony ziemne części budynku, zieleń na dachu i ścianach, osłony przed wiatrem w formie drzew, itp.


Zmiany w ukształtowaniu przestrzennym budynków muszą nastąpić także w związku z biernym wykorzystaniem energii słonecznej. Usytuowanie w stosunku do stron świata, ukształtowanie południowej elewacji i dachu - muszą być podporządkowane warunkom wykorzystania promieniowania słonecznego..

 


Postęp w budownictwie energooszczędnym


Współczesna technika umożliwia wprowadzenie pełnego sterowania i kontroli procesów cieplno-wilgotnościowych w budynkach. Jest to możliwe w budynku maksymalnie szczelnym, bardzo dobrze izolowanym, wyposażonym w automatycznie sterowane urządzenia grzewcze oraz instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Okna w takim budynku służą tylko do oświetlenia wnętrza światłem dziennym i są w znacznej części nieotwierane. Automatyczne urządzenia zaopatrzone w czujniki temperatury zewnętrznej i wewnętrznej sterują instalacjami wentylacji i ogrzewania. Ten podstawowy układ może być znacznie rozbudowany i ulepszany przez połączenie z systemem kolektorów słonecznych, a także przez system żaluzji, zasłon i okiennic regulowanych automatycznie w zależności od temperatury zewnętrznej i warunków nasłonecznienia.


Okna są aktualnie miejscem powstawania największych strat ciepła, a więc najsłabszym elementem przegród zewnętrznych z punktu widzenia ochrony cieplnej. Nowe rozwiązania okien, z zastosowaniem potrójnego szklenia, wypełnienia argonem i powłok antyrefleksyjnych oraz okiennic lub żaluzji stają się środkiem biernego wykorzystania ciepła słonecznego. Te nowe rozwiązania przestrzeni szklonych umożliwiają zupełnie inne podejście do ukształtowania ścian, tworzenie atriów, szklarni, obudowanych loggii itp.


Ściany, spełniające obecnie głównie funkcje izolacyjne, mogą być świadomie kształtowanym urządzeniem spełniającym rolę kolektora, zasobnika i emitera ciepła. Służą do tego przezroczyste warstwy izolacji termicznej umożliwiające przenikanie promieniowania słonecznego w głąb ściany, a także specjalne materiały we wnętrzu ściany, zdolne do akumulowania znacznej ilości ciepła, powoli się nagrzewające i oziębiające. Eksperymentalne budynki ze ścianami realizującymi te koncepcje posiadają wewnątrz ścian zbiorniki z wodą lub też z materiałami ulegającymi przemianom fazowym (topnienie - krzepnięcie) co zwiększa ilość magazynowanej energii i przesuwa w czasie fazę nagrzewania i oddawania ciepła.


Obecnie stosowane urządzenia grzewcze muszą być w budynkach energooszczędnych znacznie “uszlachetnione”, zwłaszcza przez stosowanie źródeł ciepła i innych urządzeń o bardzo wysokiej sprawności i niezawodności, a także przez wyposażenie w automatyczne urządzenia sterujące, regulacyjne i pomiarowe. Wspomagającymi urządzeniami grzewczymi, zwłaszcza do podgrzewania ciepłej wody, mogą być np. kolektory słoneczne. W niektórych regionach i rodzajach budynków powinna być wykorzystana energia wiatru, a także biogaz czy biomasa.


Nowoczesne instalacje stanowią skomplikowany układ techniczny, którego sprawne funkcjonowanie jest możliwe tylko przy zastosowaniu komputerowych urządzeń sterujących. Te urządzenia powinny kierować nie tylko układem grzewczo-wentylacyjnym, ale także urządzeniami oświetlenia, łączności i ochrony. Tak więc w przyszłości budynek energooszczędny będzie jednocześnie budynkiem “inteligentnym”.


Należy więc dążyć do przekształcenie aktualnego modelu budownictwa w budownictwo energooszczędne i ekologiczne, dostosowane do zasad zrównoważonego rozwoju, tzn. takiego, który:
- nie zagraża środowisku naturalnemu, pozwalający przyszłym pokoleniom czerpać z zasobów Ziemi tyle samo, ile nam się udaje dzisiaj, 
- stosuje biblijną zasadę "nie czyń bliźniemu co tobie nie miłe", przy czym bliźni, to nasi potomni, 
- zapewnia zaopatrzenie następnego pokolenia w wystarczające zasoby (m.in. kapitałowe) konieczne do utrzymania konsumpcji w przeliczeniu na jednego mieszkańca na najwyższym możliwym poziomie.

 
Budynki, podobnie jak wyroby przemysłowe, powinny spełniać wymóg "nieszkodliwości" dla środowiska naturalnego. Dotyczy to stosowania:
- materiałów, które w czasie budowy i użytkowania budynków nie działają szkodliwie na organizmy żywe, 
- materiałów, które po likwidacji budynku mogą być powtórnie wykorzystane, 
- instalacji i urządzeń do usuwania śmieci i nieczystości w sposób umożliwiający ich oczyszczenie, utylizację lub likwidację.

Wymaga to wprowadzenia nowych rozwiązań, technologii i materiałów, a także zmiany nastawienia projektantów i zmiany przyzwyczajeń użytkowników budynków. Musi być to proces rozłożony na szereg lat, a zmiany będą następować stopniowo.

 


Opierając się na obserwacjach i doświadczeniach budownictwa w krajach zachodnio-europejskich można przewidywać następujący etapy tych zmian:


Etap pierwszy - to wprowadzenie w masowej skali rozwiązań przegród zewnętrznych (ściany, okna, drzwi) o bardzo wysokiej izolacyjności termicznej, tzn. o współczynnikach U znacznie poniżej wymaganych w obecnie. Towarzyszy temu powszechne wprowadzanie instalacji grzewczych o wysokiej sprawności, wyposażenie tych instalacji w urządzenia regulacyjne, automatykę oraz urządzenia pomiarowe umożliwiające rozliczanie kosztów ogrzewania dla każdego indywidualnego użytkownika. Te rozwiązania powinny doprowadzić do znacznego obniżenia zużycia energii na ogrzewanie mieszkań. Etap ten wymaga niewielkich zmian w rozwiązaniach budowlanych (grubsze warstwy izolacyjne, okna nowej generacji), natomiast wymaga znacznej rozbudowy i podniesienia jakości urządzeń instalacji grzewczych, a także zmiany świadomości całego społeczeństwa (zrozumienia potrzeby i celowości obniżenia zużycia energii).


Etap drugi - to zmiana filozofii rozwiązywania problemów wymiany ciepła w budynkach przez stosowanie maksymalnej szczelności przegród zewnętrznych i wprowadzenie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Etap ten wymaga wprowadzenia istotnych zmian w rozwiązaniach budowlanych i instalacyjnych, a także zmiany przyzwyczajeń użytkowników, dla których urządzeniem do wietrzenia mieszkania przestaje być okno, a staje się nim automatycznie sterowana instalacja wentylacyjna.


Etap trzeci będzie etapem wprowadzania tych wszystkich rozwiązań, które nauka i technika  stawia do dyspozycji budownictwa, a więc bierne i czynne wykorzystanie energii słonecznej, przegrody zewnętrzne czynnie uczestniczące w procesach ciepła, stosowanie różnych elementów zmieniających swoje cechy fizyczne w zależności od pory dnia i zmian temperatury (żaluzje, zasłony) itp. Wprowadzaniu tego typu rozwiązań będzie towarzyszyć bardzo rozbudowane zastosowanie urządzeń automatyki i regulacji.


Polska wkracza powoli w etap drugi - coraz więcej budynków (zwłaszcza użyteczności publicznej posiada wentylacje mechaniczną). Jednak realizacja etapu trzeciego wydaje się, głownie ze względu na wysokie koszty, dość odległą przyszłością.

 

 

Żródło: Raport Specjalny URSA i Onet.pl

 

 

 

Zobacz także:

Co to znaczy dom energooszczędny?

EPBD - wprowadzenie

Proces wdrożenia ustawy wprowadzajcej EPBD w Polsce

Kto będzie wykonywał audyty energetyczne?

Ocena efektywności termomodernizacji

Czym jest dom pasywny?

Dom pasywny

Budowa domu pasywnego...

Ryszard Piotrowski, Paweł Dominiak   Książka opisuje powstawanie budynku... więcej

Dom autonomiczny

Dom autonomiczny, jest to rozwinięcie idei domu pasywnego. Budynek taki nie potrzebuje... więcej

Styropian: jego...

Energooszczędność, skupienie uwagi na potencjale energetycznym domów wymusza świadomość... więcej

Skomentuj





Komentarze   —   pokaż wszystkie

Brak komentarzy