Jak kształtuje się architektura budynku pasywnego?

Oszczędność energii stanowi najistotniejszy element we współczesnym budownictwie. Ważne jest, by zapewnić poprawne parametry elementów i systemów już w istniejących budynkach.

Takie działanie nie tylko zmniejszy zapotrzebowanie na energię do ogrzewania, ale także podniesie jakość i trwałość konstrukcji, zwiększając wartość rynkową budynku. Coraz popularniejsza i stosowana staje się koncepcja budynku pasywnego. Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość korzystania ze sprawdzonych technologii, bez konieczności wprowadzania i testowania nowych materiałów i badań. Za ideą budynku pasywnego stoi także kwestia wykorzystywania odnawialnych źródeł energii. Budynki pasywne charakteryzują się mniejszym zapotrzebowaniem na energię niż budynki tradycyjne. Maleją koszty zastosowania różnych rozwiązań ogrzewania budynku, a także pokrycie zapotrzebowania na ciepło przez alternatywne źródła energii pozwalają zmniejszyć emisję szkodliwych gazów, chroniąc tym samym środowisko naturalne.

Definicja domu pasywnego według dr Wolfganga Feista

Budynek pasywny to budynek o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energie do ogrzewania wnętrza 15 kWh/(m²•rok), w którym komfort termiczny jest zapewniony przez pasywne źródła ciepła, tak że budynek nie potrzebuje autonomicznego, aktywnego systemu ogrzewania. Potrzeby cielne realizowane są przez odzysk ciepła i dogrzewanie powietrza wentylującego budynku.

Kryteria, jakie powinien spełniać budynek pasywny:

1. zapotrzebowanie na energię, niezbędną do ogrzania jednego metra kwadratowego powierzchni, podczas jednego sezonu grzewczego poniżej 15 kWh/(m²•rok);
2. współczynnik przenikania dla przegród zewnętrznych mniejszy niż 0,15 W/(m²•K);
3. wykonanie przegród zewnętrznych maksymalnie redukujące występowanie mostków termicznych;
4. krotność wymiany powietrza nie przekraczająca wartości 0,6 h^-1;
5. stosowanie okien o współczynniku przenikania ciepła poniżej 0,8 W/(m²•K);
6. przepuszczalność energii promieniowania słonecznego dla przeszklenia powyżej 50%;
7. zastosowanie centrali rekuperacyjnej do odzysku ciepła z wentylacji o wydajności powyżej 75%;
8. ograniczenie strat ciepła w procesie przygotowania i zapotrzebowania w ciepłą wodę użytkową;
9. efektywne wykorzystanie energii elektrycznej.

Współczynnik przenikania ciepła [W/(m²•K)] – parametr określający właściwości ciepłochronne przegrody budowlanej, wyrażający ilość ciepła, jaka przenika przez płaski element budowlany o powierzchni 1 m² przy różnicy temperatur 1 K. Im wartość współczynnika przenikania ciepła jest mniejsza tym przegroda budowlana ma lepsze właściwości termoizolacyjne.

Cechy budynku pasywnego:

• brak zastosowania tradycyjnego, hydraulicznego systemu grzewczego. Wykorzystanie systemu dogrzewania powietrza wentylacyjnego;
• wykorzystanie promieniowania słonecznego, odzysku ciepła z wentylacji oraz zysków cieplnych pochodzących od wewnętrznych źródeł (urządzenia elektryczne, mieszkańcy budynku) do zbilansowania zapotrzebowania na ciepła;
• zwarta bryła budynku;
• umiejscowienie większości okien od strony południowej;
• wykonanie przegród zewnętrznych o szczelnych i ciepłochronnych parametrach;
• pokrycie 40% zapotrzebowania na ciepło przez bierne zyski słoneczne;
• zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła;
• zastosowanie ogrzewania realizowanego poprzez nadmuch ciepłego powietrza połączonego z wentylacją mechaniczną;
• opcjonalne wykorzystanie ciepła z gruntu poprzez zastosowanie gruntowego wymiennika ciepła;
• opcjonalne zastosowanie kolektorów słonecznych w celu pozyskiwania i magazynowania ciepła z promieniowania słonecznego;
• opcjonalne montowanie pompy ciepła powietrze-powietrze, która pozwala na uzyskiwanie ciepła utajonego z powietrza wentylacyjnego.

Zasada działania budynku pasywnego

Działanie budownictwa pasywnego ma na celu zapewnienie dobrych parametrów izolacyjnych oraz zastosowania rozwiązań, które zminimalizują zużycie energii w trakcie eksploatacji budynku. Aby osiągnąć maksymalizację zysków energetycznych i ograniczyć straty ciepła, wszelkie przegrody zewnętrzne powinny posiadać niski współczynnik przenikania ciepła. Dodatkowo powłoka budynku zewnętrzna musi być nieprzepuszczalna dla powietrza i zapewniać ochronę przez utratą ciepła. Podobnie wygląda sytuacja z oknami, które musza wykazywać mniejsze straty cieplne niż w tradycyjnej stolarce. W budynkach pasywnych stosowane jest rozwiązanie gruntowego wymiennika ciepła, przez które w okresie zimowym przechodzi przefiltrowane świeże powietrze, wstępnie ogrzewane. Następnie powietrze zostaje doprowadzone do centrali rekuperacyjnej, gdzie jest podgrzane ciepłem pochodzącym z powietrza wywiewanego z budynku. Zapotrzebowanie na ciepło jest zaspokajane w większej części poprzez wykorzystanie zysków cieplnych z promieniowania słonecznego, ciepła oddawanego przez urządzenia oraz ludzi przebywających w budynku. W przypadku zimnych okresów pogodowych stosuje się dodatkowo dogrzewanie powietrza nawiewanego do pomieszczeń. 

Warunki ukształtowania bryły budynku

Projektując budynek pasywny należy uwzględnić wymagania funkcjonalne, techniczne, ekonomiczne, prawne, miejscowe planowanego obiektu. Istotnym czynnikiem jest architektura, która ma bezpośredni wpływ na bilans energetyczny budynku.

Ukształtowanie bryły budynku

Aby zmniejszyć straty cieplne spowodowane przenikaniem ciepła przez zewnętrzne przegrody budowlane, w budynku należy projektować możliwie jak najbardziej zwartą i prostą konstrukcję o korzystnej proporcji przegród zewnętrznych do kubatury obiektu.

Orientacja budynku względem stron świata

Powierzchnie przeszklone w budynku należy umieszczać na elewacjach południowych, czego zadaniem jest bilansowanie strat wynikających z przenikania ciepła przez okna poprzez zyski pochodzące od promieniowania słonecznego wpadającego przez okna. Ochrona przez przegraniem w okresie letnim będzie zastosowanie różnego rodzaju rolet, żaluzji bądź markiz, które należy zastosować przy dużych przeszkleniach.

Charakterystyka cieplne budynku

Podczas projektowania budynku należy zwrócić uwagę na pomieszczenia o funkcji higieniczno-sanitarnej. Istotne jest, aby pomieszczenia te, wymagające najwyższej temperatury znajdowały się z daleka od przegród zewnętrznych. Dzięki takiemu działaniu nie dojdzie do sytuacji, gdzie powstanie najwyższa różnica temperatur po dwóch stronach przegród budowlanych, powodując najwyższe straty cieplne. Najkorzystniej zaprojektować lokalizację pomieszczeń higieniczno-sanitarnych w części północnej budynku przy ścianie zewnętrznej.

Zieleń na działce

Odpowiednią temperaturę w budynku pasywnym pomaga zapewnić właściwe zaprojektowanie zieleni na działce w ciągu całego roku. Projektowanie zieleni na działce:

• elewacja południowa – zasadzenie drzew liściastych zapewni zacienienie w okresie letnim, chroniąc przed wysokimi temperaturami oraz dostarczenie promieniowania słonecznego w okresie zimowym, kiedy drzewa zgubią liście, nie zacieniając okien;
• elewacja północna – zastosowanie zieleni iglastej, która ochroni elewację przed wiatrami ochładzającymi budynek w okresie zimowym.

Ogród zimowy

Stanowi korzystny bufor termalny do zastosowania od strony elewacji południowej. Jego zaletą jest brak konieczności ogrzewania tak jak pomieszczeń w budynku, a jako element budynku przeszklony w dużym stopniu stanowi istotną strefę darmowej energii pochodzącej z promieniowania słonecznego.

Przegrody zewnętrzne – Okna

Okna stanowią w budownictwie pasywnym element gwarantujący największe zyski pochodzące od promieniowania słonecznego w momencie właściwej lokalizacji. Taką lokalizację stanowi umiejscowienie przeszkleń w południowej części elewacji budynku. Okna musza charakteryzować się niskim współczynnikiem przenikania ciepła. Stosowane są zarówno okna drewniane jak i PCV. Rama okna jest wykonana w specjalny sposób, poprzez zastosowanie wkładki termicznej ograniczającej straty cieplne. Standardem jest wykorzystywanie szyb zespolonych z potrójnym szkleniem, tworzącym dwie hermetyczne komory, wypełniane gazem szlachetnym, na przykład argonem. Zastosowanie gazu szlachetnego zwiększa energooszczędność elementu w porównaniu z wykorzystaniem powietrza atmosferycznego w komorach. Dwie szyby zostają pokryte powłoką niskoemisyjną, której zadaniem jest selektywne przepuszczanie promieniowania cieplnego. Powłoka przepuszcza wpadające do pomieszczenia wysokotemperaturowe promieniowanie słoneczne o krótkiej długości fali, stanowiąc barierę dla niskotemperaturowego promieniowania z wnętrza pomieszczenia o długich falach. Przeszklenia w oknach budynku pasywnego powinny charakteryzować się całkowitą przepuszczalnością energii promieniowania słonecznego większą niż 50%. Okna wykonane w sposób właściwy dla budownictwa pasywnego powodują, ze temperatura szyby wewnętrznej nawet w najzimniejszym okresie roku nie spada poniżej 17°C. Dzięki temu przebywający w budynku nie odczuwają dyskomfortu od warstwy zimnego powietrza, jak w przypadku okien wykonanych z niewłaściwych parametrów.

Przegrody zewnętrzne – Ściany, dachy, fundamenty

W budownictwie pasywnym przegrody zewnętrzne musza spełniać wysokie standardy dotyczące współczynnika przenikania ciepła i szczelności na konwekcję powietrza. Na etapie projektowania budynku należy upewnić się, że nieprzepuszczalna powłoka zewnętrzna otacza w sposób ciągły ogrzewana kubaturę obiektu. Istotne jest, aby na zewnętrznej powłoce budynku nie tworzyły się nieszczelności powodujące powstawanie mostków termicznych. Mostek termiczny to element przegrody budowlanej charakteryzujący się znacznie wyższym niż sąsiadujące z nim elementy współczynniku przewodzenia ciepła. Przy różnicy temperatur wewnątrz i na zewnątrz budynku powoduje punktowe wychłodzenie przegrody. Do takich miejsc należy między innymi połączenie dachu i ściany zewnętrznej, miejsce obsadzenia okien oraz połączenie balkonu ze ścianą zewnętrzną. Aby uchronić się przed występowaniem mostków termicznych należy zapewnić odpowiednią, ciągłą izolację cieplną oraz powłoki zapewniające szczelność. Wartość współczynnika przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych w budynku pasywnym powinna wynosić poniżej 0,15 W/(m²•K). Można go osiągnąć stosując izolacje wykonaną ze styropianu lub wełny mineralnej o grubości 25 – 28 cm. W budownictwie tradycyjnym stosuje się zazwyczaj izolację termiczną dla tych samych materiałów o grubości 12 – 14 cm.

Najnowsze rozwiązanie izolacyjne stanowią materiały próżniowe, które pozwalają zredukować grubość izolacji do warstwy kilku centymetrów. Jednak ze względu na wysoką cenę izolacja próżniowa nie stanowi rozwiązania rozpowszechnionego. Wykorzystywane jest w sytuacjach, gdy należy uzyskać ścianę skutecznie chroniącą przed utratą ciepła o niewielkiej grubości. Zastosowanie odpowiedniej izolacji termicznej o właściwie niskim współczynniku przenikania ciepła pozwala wyeliminować stosowanie centralnego ogrzewania oraz wpływa na zapewnienie ochrony przed przegrzaniem budynku w sezonie letnim. Zapewnienie prawidłowej charakterystyki termicznej obiektu stanowi zasadnicze kryterium dla energooszczędności w budynku pasywnym. Dlatego też ważne jest, aby nie doprowadzać do powstawania mostków termicznych poprzez stosowanie niewłaściwych rozwiązań w konstrukcji budynku.

Szczelność przegród zewnętrznych

W budownictwie pasywnym szczelność budynku stanowi bardzo dokładne zabezpieczenie przegród zewnętrznych przed niekontrolowanym przepływem przez nie powietrza. Zadaniem tego parametru jest zredukowanie wielkości konwekcji tak, aby nie dopuścić do strat cieplnych i zawilgocenia przegród. W przegrodach budynku dochodzi do dyfuzji pary wodnej, dzięki czemu usuwany jest nadmiar wilgoci z wnętrza. Jednak bardzo trudne jest wykonanie budynku, w którym całkowicie zostanie wyeliminowane powstawanie nieszczelności w powłoce zewnętrznej budynku. Dlatego też na etapie budowy przeprowadza się tak zwaną próbę ciśnieniową.

Badanie szczelności w budynku pasywnym

Norma stanowiąca o warunkach przeprowadzenia próby ciśnieniowej to PN-EN 13829 „Właściwości cieplne budynków. Określenie przepuszczalności cieplnej budynku. Metoda pomiaru ciśnieniowego z użyciem wentylatora”. Próba ciśnieniowa polega na mierzeniu parametru n₅₀, określającego ilość wymian powietrza w kubaturze budynku w ciągu godziny przy różnicy ciśnień na zewnątrz i wewnątrz budynku wynoszącej 50 Pa. Badanie wykonuje się dwukrotnie, przy wytworzeniu wewnątrz budynku nadciśnienia i podciśnienia względem wartości ciśnienia powietrza na zewnątrz, w celu sprawdzenia szczelności przegród badanego obiektu na konwekcje powietrza w obu kierunkach. Przeprowadzenie próby ciśnieniowej odbywa się w trakcie budowy po wykończeniu budynku od zewnątrz oraz w trakcie prac wykończeniowych wewnątrz. Wielkość czynnika n50 dla budownictwa pasywnego powinna być mniejsza od wartości 0,6 h^-1. Jeżeli podczas badania zostanie wykryta nieszczelność w powłoce, jej położenie będzie lokalizowane ręcznie przy pomocy urządzenia do pomiaru prędkości przepływu powietrza.

Instalacje w budynku pasywnym

Komfortowe warunki bytowe wewnątrz budynku pasywnego zapewnia się dzięki ograniczeniu strat cieplnych, pozyskiwaniu ciepła z otoczenia, a także akumulowaniu ciepła wewnątrz budynku. Idea budownictwa pasywnego sprawiła, że wartość bilansu energetycznego wynosi maksymalnie 15 kWh/(m²•K) energii z zewnątrz, kiedy to dla budownictwa tradycyjnego wartość ta przekracza przeważnie 120 kWh/(m²•K). Niewielkie zapotrzebowanie na energię w domach pasywnych powoduje, że projektowanie i montowanie tradycyjnego systemu centralnego ogrzewania, obecnego w budynkach tradycyjnych, staje się zbędne. Stosuje się natomiast inne instalacje. Jedną z nich jest system wentylacji, dzięki któremu możemy ogrzewać pomieszczenia. Często stosowanych rozwiązaniem w budynkach pasywnych jest gruntowy wymiennik ciepła oraz kominki.

System wentylacji do ogrzewania pomieszczeń

Poprzez generowanie zbyt dużych strat cieplnych, w budownictwie pasywnym nie stosuje się wentylacji grawitacyjnej. W tradycyjnym budownictwie wykorzystuje się powietrze wpadające do budynku przez nieszczelności w przegrodach zewnętrznych. Nie jest to dopuszczalne w budownictwie pasywnym, ponieważ wszelkie nieszczelności są przyczyną niekontrolowanej wymiany powietrza, która działa na wzrost start cieplnych. System wentylacji w budynku pasywnym powinien charakteryzować się:

• minimalizacją strat cieplnych poprzez zastosowanie odzysku ciepła z powietrza zużytego, wyrzucanego na zewnątrz budynku,
• odpowiednim poziomem wentylacji pomieszczeń zgodnie z warunkami technicznymi,
• rozprowadzaniem ciepła w budynku i ilości odpowiedniej do zapewnienia komfortu termicznego użytkowników pomieszczeń.

W budynkach pasywnych stosuje się wentylacje mechaniczną z odzyskiem ciepła, której podstawowy element stanowi centrala rekuperacyjna, wymuszająca obieg powietrza w budynku. Świeże powietrze od centrali wentylacyjnej doprowadzane jest do strefy lokalizującej pomieszczenia mieszkalne takie jak sypialnie, pokoje dzienne, gabinety, oraz jadalnie. Kolejno powietrze z tych pomieszczeń przenoszone jest do strefy pośredniej, obejmującej korytarze, halle oraz kuchnię. Przewody wyciągowe są umieszczone w strefie, która obejmuje pomieszczenia sanitarne – łazienki, natryski, toalety. Mimo, że w budynkach pasywnych rezygnuje się z tradycyjnej instalacji centralnego ogrzewania, istnieją wyjątki od tej zasady. Pomieszczenia sanitarne, które stanowią ostatnią strefę wentylowaną, otrzymują powietrze ochłodzone z innych stref. Dlatego też powietrze to nie może służyć do całkowitego ogrzania tych pomieszczeń, tym bardziej, że stanowią one pomieszczenia, gdzie temperatura powinna być dużo wyższa niż w pozostałych miejscach. Stosuje się wtedy wyjątkowo grzejniki, które rekompensują niedobory ciepła. Centrala wentylacyjna stosowana do odzysku ciepła składa się z wymiennika rekuperacyjnego odzyskującego ciepło z zużytego powietrza, a także wentylatorów, filtrów oraz nagrzewnicy elektrycznej służącej do dogrzewania powietrza nawiewanego.

Rekuperator stanowi element systemu wentylacji, odzyskujący ciepło. Działanie jego polega na ogrzewaniu powietrza nawiewanego z zewnątrz budynku przy pomocy energii odzyskiwanej ze zużytego powietrza wywiewanego z wnętrza budynku. W czasie procesu nie następuje mieszanie powietrza świeżego ze zużytym. Często stosuje się niewielką pompę ciepła powietrze/powietrze, która odbiera ciepło z powietrza usuwanego z budynku i przekazuje je do strumienia powietrza nawiewanego. Instalacja wentylacyjna jest także sprzęgana z instalacją służącą do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Pompa ciepła to urządzenie energetyczne, stosowane przy pozyskiwaniu odpadowej i odnawialnej energii. Energia cieplna zostaje pobrana ze źródła o niskiej temperaturze (dolne źródło), a następnie przekazywana do źródła o temperaturze wyższej (górne źródło). Dolne źródło może stanowić grunt, woda gruntowa, powietrze, zużyte powietrze wentylacyjne i inne. Aby pozyskiwanie ciepła w domach pasywnych było lepsze łączy się działanie centrali rekuperacyjnej z gruntowym wymiennikiem ciepła.

Gruntowy wymiennik ciepła

Urządzenie wstępnie ogrzewające powietrze zasilające wentylację poprzez pozyskiwanie ciepła zawartego w gruncie. Działanie gruntowego wymiennika ciepła opiera się na tym, że w okresie zimowym temperatura gruntu na głębokości 1,5 metra utrzymuje się na stałej wartości około 3 - 6°C. Działanie GWC opiera się na przepuszczeniu powietrza z czerpni przez urządzenie, gdzie zostaje ogrzane do temperatury powyżej 0°C, a następnie wprowadzeniu go do wentylatora. Takie działanie pozwala wykorzystać darmowo energię zawartą w gruncie. Gruntowy wymiennik ciepła można stosować także w okresie letnim jako system zasilający budynek schłodzonym powietrzem bez konieczności montowania dodatkowej instalacji chłodniczej. 

Ciepła woda użytkowa

W budynkach pasywnych przygotowanie ciepłej wody użytkowej może odbywać się na dwa sposoby:

1. system połączony z instalacją wentylacyjną,
2. system funkcjonujący oddzielnie.

W przypadku systemu wentylacyjnego wykorzystuje się energię pochodzącą ze zużytego powietrza wywiewanego z budynku. Często stosuje się kolektory słoneczne, które służą jako dodatkowe źródło. W przypadku kolektorów słonecznych ciepło może być wykorzystane do ogrzewania powietrza nawiewanego, co nie sprawdziłoby się w niezintegrowanych systemach. Kolektor słoneczny – urządzenie służące do pozyskiwania energii cieplnej z promieniowania słonecznego. Działanie kolektora polega na pochłanianiu przez absorber promieni słonecznych i przemiana ich na energie cieplną, która jest następnie przenoszona przez ciecz będącą nośnikiem energii. Wyróżniamy dwa typy kolektorów słonecznych: płaskie i próżniowe. W systemach zintegrowanych do przygotowania ciepłej wody użytkowej wykorzystuje się małą pompę ciepła, która może czerpać ciepło energię z powietrza zewnętrznego lub z powietrza wywiewanego z budynku. Do pozyskania energii można stosować także urządzenia zasilane olejem opałowym, gazem ziemnym bądź biomasą.

Kompaktowe urządzenie grzewcze

Na użytek budynków pasywnych stworzono kompaktowe urządzenia grzewcze, które zawierają w sobie wentylatory, rekuperator, filtry powietrza, zbiornik ciepłej wody użytkowej, pompy cyrkulacyjne oraz nagrzewnice. Dzięki umiejscowieniu wszystkich elementów w jednym urządzeniu uzyskujemy lepszą wydajność, minimalne straty cieplne oraz dobry poziom ochrony przed hałasem.

Poniżej schemat działania kompaktowego urządzenia grzewczego:

1. Świeże powietrze pobierane z zewnątrz jest ogrzewane wstępnie przez gruntowy wymiennik ciepła.
2. Następnie jest wprowadzane do rekuperatora, gdzie zostaje ogrzane ciepłem odzyskanym z powietrza zużytego wyrzucanego na zewnątrz budynku.
3. Po przejściu przez rekuperator ogrzane powietrze jest dogrzewane dodatkowo przez wodną nagrzewnicę powietrza zasilaną wodą ze zbiornika ciepłej wody użytkowej.
4. Przygotowane powietrze jest dostarczane kanałami wentylacyjnymi do pomieszczeń mieszkalnych i rozprowadzane po całym budynku.
5. Następnie kanałami wyciągowymi zlokalizowanymi w pomieszczeniach sanitarnych powietrze jest odprowadzane przez centralę wentylacyjną do rekuperatora. Dochodzi do odzysku ciepła na korzyść świeżego powietrza czerpanego do budynku.
6. Przy zastosowaniu małej pompy ciepła powietrze/woda z powietrza za rekuperatorem zostaje odebrane ukryte ciepło, które kolejno jest przekazywane do zasobnika ciepłej wody użytkowej.
7. Opcjonalnie do centrali można podłączyć zewnętrzne kolektory słoneczne.

Urządzenia elektryczne

Zminimalizowanie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej stanowi podstawę budownictwa pasywnego, którego idea opiera się na stosowaniu rozwiązań zmniejszających zużycie energii. W budynkach pasywnych stosuje się urządzenia, wyposażenia oraz instalacje, które ograniczają zużycie energii elektrycznej.

Zalecenia dotyczące urządzeń elektrycznych:

• wybór energooszczędnego oświetlenia oraz sprzętu AGD,
• zastosowanie pralek, lodówek, kuchenek z niskim zużyciem prądu,
• wybór modeli urządzeń, które umożliwiają podłączenie do ciepłej wody, co pozwala na wykorzystanie tańszej w przygotowaniu wody ogrzanej za pomocą pompy ciepła lub kolektorów słonecznych,
• optymalizacja instalacji znajdującej się z budynku.

Budynki pasywne a standardy wznoszenia budynków

Budynek niskoenergetyczny to budynek, cechujący się niższym niż w przypadku budynku tradycyjnego zapotrzebowaniem na ciepło, kształtującym się na poziomie od 30 do 60 kWh/(m²•rok).

Cechy obiektów niskoenergetycznych:

• dobra izolacja przegród zewnętrznych,
• montowanie okien o niskim współczynniku przenikania ciepła,
• stosunek powierzchni przegród zewnętrznych do kubatury budynku jest z reguły niższy niż w tradycyjnych obiektach,
• stosowanie kolektorów słonecznych, pomp ciepła oraz gruntowych wymienników ciepła w celu pozyskiwania energii termalnej ze źródeł alternatywnych,
• usytuowanie pomieszczeń w taki sposób, aby korzystać z energii słonecznej do ich dogrzewania i oświetlania,
• instalacja systemu hydraulicznego centralnego ogrzewania.

Budynek zero-energetyczny to budynek, w którym zapotrzebowanie na energię cieplną pokrywane jest za pomocą systemów pozyskujących i gromadzących ciepło z promieniowania słonecznego.

Cechy obiektów zero-energetycznych:

• rezygnacja z zewnętrznych źródeł energii, takich jak prąd z sieci elektrycznej, urządzenia opalane gazem czy olejem opałowym,
• dobra izolacja przegród zewnętrznych,
• zastosowanie odzysku ciepła z wentylacji,
• wykorzystanie wewnętrznych źródeł ciepła,
• wykorzystanie instalacji kolektorów słonecznych o dużej powierzchni oraz zasobników pojemnych do przechowywania ciepła przez długi okres czasu,
• montaż ogniw fotowoltaicznych do pozyskiwania energii elektrycznej.

Budynek plus-energetyczny to budynek, którego bilans energetyczny charakteryzuje się tym, że zyski energetyczne przewyższają straty.

Cechy obiektów plus-energetycznych:

• wyposażone w liczne kolektory słoneczne,
• zastosowanie ogniw fotowoltaicznych umiejscowionych na dachu budynku, które produkują prąd w ilości wystarczającej do ogrzania domu i funkcjonowania zainstalowanych w nim urządzeń - dom plus-energetyczny produkuje zatem więcej energii, niż sam codziennie zużywa,
• nie zużywa więcej niż 15 kWh do ogrzania m² w ciągu roku. Jeśli przekracza tę normę i dochodzi do 30 kWh mówimy o domu energooszczędnym,
• projektowanie domu po zapoznaniu się z warunkami meteorologicznymi, jakie panują na terenie, w zakresie takim jak częstotliwość opadów, siła wiejących wiatrów i opady śniegu, a także nasłonecznienie.

Budynek 1-litrowy to budynek, którego współczynnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło wynosi 10 kWh/(m²•rok) – do ogrzania jednego metra kwadratowego powierzchni, przez cały sezon grzewczy, wystarczy 1 litr oleju opałowego.

Cechy obiektów 1-litrowych:

• zapotrzebowanie na ciepło jest mniejsze o jedną trzecią w porównaniu z budynkiem pasywnym.

Bilans energetyczny budynku pasywnego

Na wykresie przedstawiony został bilans energetyczny budynku pasywnego. Zyski ciepła z promieniowania słonecznego pokrywają aż 44% sezonowego zapotrzebowania na ciepło dla budynku Dom pasywny to obiekt o niskim zapotrzebowaniu na energię cieplną przy zagwarantowaniu bardzo wysokiego komfortu cieplnego. W obiekcie tym aktywne źródła energii zostają zastąpione pasywnymi: czyli energią cieplną wytwarzaną przez pracujące urządzenia, ludzi, ciepło słoneczne i odzysk z wentylacji. Budynek ogrzewa się i ochładza sam - w sposób bierny.

Literatura:

[1] Żurawski J., Problemy eksploatacji budynków pasywnych w Polsce, Izolacje 7/8/2015.

[2] Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, www.nfosigw.gov.pl.

[3] Firląg Sz., Wprowadzenie do budownictwa pasywnego, Instytut Budynków Pasywnych przy Narodowej Agencji Poszanowania Energii S.A., 2009.

[4] Budynki pasywne – mistrzowie oszczędzania energii, Krajowy Ruch Ekologiczno – Społeczny, 2006.

[5] Wnuk R., Instalacje w domu pasywnym i energooszczędnym, Przewodnik Budowlany, 2007.

[6] Mojkowska W., Gładyszewska-Fiedoruk K., Analiza strat ciepła domu jednorodzinnego wykonanego w dwóch technologiach, Politechnika Białostocka, Białystok, 2010.

[7] Materiały produktowe firmy Viessmann,

[8] Materiały produktowe firmy Alternatywne Systemy Komfortu,

[9] Materiały produktowe firmy Nabilaton,

[10] Materiały produktowe firmy Zehnder.

Najlepsze produkty w swoich kategoriach, wybrane na podstawie opinii ekspertów oraz ilości sprzedanych sztuk

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Opracowanie redakcja, www.klimatyzacja.pl, www.ogrzewnictwo.pl [AJ]

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą autora.

Foto: Viessmann