Energooszczędne domy jednorodzinne

Aby budować energooszczędnie, niektóre decyzje dotyczące struktury i wyposażenia budynku, musimy podjąć już na etapie projektu, a potem, w trakcie budowy, zadbać o prawidłowe wykonanie wszystkich niezbędnych elementów. Tylko całościowe podejście pozwoli nam na osiągnięcie planowanych oszczędności — stosowanie systemów energooszczędnych bez odpowiedniej strategii skutkuje zwykle większymi nakładami inwestycyjnymi i niewielkimi korzyściami dla użytkowników. W przypadku domów jednorodzinnych możemy decydować o wszystkich szczegółach, co pozwala nam na indywidualne dopasowanie rozwiązań budowlanych.

Dobrze zaplanować

Planowanie energooszczędnego domu jednorodzinnego rozpoczyna się już na etapie projektowania formy budynku. Optymalny kształt to bryła o zwartym rzucie — im więcej załomów w ścianach i im dłuższy obwód obiektu, tym większe straty energii cieplnej będzie przynosił budynek. Kolejny krok to określenie, gdzie zastosowane zostaną ściany pełne, a gdzie umiejscowione będą różnego rodzaju przeszklenia. Warto pamiętać, że od nienagrzewanej słońcem strony północnej dom powinien mieć jak najmniej otworów okiennych i drzwiowych, które powodowałyby wychłodzenie pomieszczeń. Z kolei od strony południowej warto zaplanować duże okna. Będą one wpuszczały do wnętrza naturalne światło, pozwalając na ograniczenie zużycia energii elektrycznej. Trzeba jednak pamiętać, że w słoneczne dni duże okna wiążą się z ryzykiem przegrzania wnętrza budynku, a to może spowodować konieczność stosowania wentylatorów i klimatyzatorów, które zużywają spore ilości energii elektrycznej. Aby temu zapobiec, nad dużymi oknami warto zainstalować wysunięte okapy lub balkony. W ten sposób uzyskamy ochronę wnętrza domu w miesiącach najbardziej upalnych. Przy odpowiednim ukształtowaniu wysokości i długości zadaszenia takie rozwiązanie zapewni nam korzyści także zimą — wnętrze domu zostanie dogrzane promieniami znajdującego się nisko słońca.

Projekt domu LK&1026 ©LK&PROJECT

Podczas analizy bryły budynku, oprócz natężenia i kątów padania słońca, warto także wziąć pod uwagę miejscową różę wiatrów. Te strony budynku, które narażone są najczęściej na wiatr, należy chronić przez stosowanie ścian pełnych lub innego rodzaju osłon. Dobrą izolacją dla domu może stać się także roślinność. Na etapie planowania inwestycji warto więc przyjrzeć się już istniejącej na działce zieleni, szczególnie wysokiej oraz zaplanować wstępnie główne punkty ogrodu, które obsadzimy drzewami.

Podczas analizy bryły budynku, oprócz natężenia i kątów padania słońca, warto także wziąć pod uwagę miejscową różę wiatrów. Te strony budynku, które narażone są najczęściej na wiatr, należy chronić przez stosowanie ścian pełnych lub innego rodzaju osłon. Dobrą izolacją dla domu może stać się także roślinność. Na etapie planowania inwestycji warto więc przyjrzeć się już istniejącej na działce zieleni, szczególnie wysokiej oraz zaplanować wstępnie główne punkty ogrodu, które obsadzimy drzewami.

Kolejnym czynnikiem przyczyniającym się do ograniczenia poboru energii jest umiejętne wykorzystanie rzeźby terenu. Wszelkie stoki, skarpy oraz pagórki mogą chronić nasz dom lub odwrotnie — w przypadku usytuowania budynku na ich szczycie — narażać go na dodatkowe straty energetyczne. W zagospodarowaniu działki pomyślmy od razu o pozostałych budynkach takich jak: garaż, magazyn narzędzi ogrodniczych, drewutnia itp. Wszystkie te obiekty mogą osłonić nasz dom przed niekorzystnymi wpływami atmosferycznymi. Doskonałą inspiracją mogą stać się tu rozwiązania zaczerpnięte z architektury tradycyjnej — niebezpodstawnie drewno na zimę układano przy ścianie od strony północnej, zapewniało to bowiem dodatkową ochronę budynku przed chłodem.

Projekt domu Heban ©MTM STYL

Ważną decyzją, konieczną do podjęcia na etapie projektu, jest kąt nachylenia dachu oraz materiał pokryciowy. Przykładowo w austriackich Alpach buduje się dachy stosunkowo płaskie, by zalegający w zimie śnieg tworzył na nich naturalną warstwę termoizolacyjną. Z kolei dach bardziej stromy mniej narażony jest na podciekanie i nie wymaga tak silnej więźby. W bilansie energetycznym znaczenie może mieć nawet kolor pokrycia dachowego — dach w lecie nagrzewa się do wysokich temperatur, więc im jego kolor jest ciemniejszy, tym silniej efekt ten będzie odczuwalny.

Ważną decyzją, konieczną do podjęcia na etapie projektu, jest kąt nachylenia dachu oraz materiał pokryciowy. Przykładowo w austriackich Alpach buduje się dachy stosunkowo płaskie, by zalegający w zimie śnieg tworzył na nich naturalną warstwę termoizolacyjną. Z kolei dach bardziej stromy mniej narażony jest na podciekanie i nie wymaga tak silnej więźby. W bilansie energetycznym znaczenie może mieć nawet kolor pokrycia dachowego — dach w lecie nagrzewa się do wysokich temperatur, więc im jego kolor jest ciemniejszy, tym silniej efekt ten będzie odczuwalny.

Ściany

Dom energooszczędny może powstać w technologii ścian jednorodnych, dwulub trójwarstwowych. Ściany jednorodne to takie, których cały przekrój zbudowany jest z jednego materiału budowlanego posiadającego odpowiednie właściwości konstrukcyjne i termoizolacyjne. Z kolei w ścianach dwuwarstwowych funkcje te rozdzielone są między dwa różne materiały. Ściany trójwarstwowe to takie, gdzie okładzina zewnętrzna pełni dodatkową rolę ochronną dla znajdującej się wewnątrz izolacji. W systemach dwui trójwarstwowych rolę termoizolatora pełni najczęściej styropian lub wełna mineralna. Domy energooszczędne można wybudować w technologiach innych niż murowane. Mogą to być domy drewniane w technologii szkieletowej, prefabrykowane czy budowane z materiałów biodegradowalnych. Współczynniki termoizolacyjności ścian i innych przegród należy dopasować tak, by rocznie dom nie potrzebował do ogrzania więcej niż 70kWh/m² energii.

Rozważając wybór materiału budowlanego, warto zastanowić się nie tylko nad tym, jakie oszczędności energii przyniesie podczas eksploatacji, ale także ile energii konieczne jest do jego produkcji, transportu oraz utylizacji. Takie informacje nie są jeszcze w tej chwili ujęte żadnymi obiektywnymi miarami czy certyfikatami, jednak pewne rozpoznanie tematu można uzyskać, studiując informacje publikowane przez producentów.

Stolarka okienna i drzwiowa

Odpowiednia stolarka to niezwykle ważny element mający duży wpływ na straty energetyczne budynku. Aby im zapobiegać, producenci okien i drzwi prześcigają się w opracowywaniu coraz lepszych rozwiązań. We wszystkich przypadkach podstawą jest wysokiej jakości zestaw szklany, czyli zespolony trwale konglomerat szyb. Dla zwiększenia ochrony termicznej spomiędzy szyb usuwa się powietrze atmosferyczne, tłocząc zamiast niego gaz szlachetny o niskim współczynniku przewodzenia ciepła. Styki poprzeczne szyb zabezpiecza się ramkami metalowymi również blokującymi drogi ucieczki ciepła. Ponadto w trakcie produkcji na szybach można nakleić specjalne folie dodatkowo chroniące wnętrze domu przed wychładzaniem oraz zapobiegające przegrzewaniu się pomieszczeń. Jakość zestawu szklanego podaje współczynnik przepuszczalności ciepła U. Im jest on niższy, tym mniej energii ucieka na zewnątrz przez zestaw szklany. Wybierając stolarkę, warto zwrócić uwagę nie tylko na parametry dotyczące samego zestawu, ale także (rzadziej podawany) współczynnik dla całej ramy okiennej. Jest on wyższy, gdyż uszczelnienie styku szyb i ramy stanowi nie lada wyzwanie konstrukcyjne. Wszystko zależy tu od budowy wewnętrznej ramy i skrzydła — producenci proponują ramy wielokomorowe łączone termoizolacyjnymi przekładkami i uszczelkami.

Wyposażenie i instalacje

Istotnym zagadnieniem determinującym energooszczędność w budynkach są instalacje. O tym, jakie systemy będziemy chcieli zastosować, warto pamiętać już na etapie projektu. Większość z rozwiązań stosowanych w budynkach energooszczędnych wymaga dostosowania do nich projektu architektonicznego — oczywiście adaptacja wtórna jest możliwa, jednak jest ona droższa i zwykle obniża wartości estetyczne budynku.

Projekt domu Tacoma II ©LIPIŃSCY

Wyposażenie instalacyjne w budynkach energooszczędnych dzieli się na dwa typy: to, które pozwala na ograniczenie zużycia surowców oraz umożliwiające ponowne wykorzystanie energii. Do pierwszej grupy zaliczają się urządzenia grzewcze i chłodzące, AGD i RTV, największe znaczenie ma tu przede wszystkim sprawność i tzw. klasa energetyczna.

Drugą grupę stanowią urządzenia bardziej złożone pod względem technologii funkcjonowania. Większość z nich instalowana jest w obrębie systemów wentylacyjnych, gdyż to właśnie tu i w przegrodach zewnętrznych, ponoszone są największe straty energetyczne. Ponieważ nie ma możliwości, by obieg powietrza w domu był zamknięty, jedynym rozwiązaniem tej kwestii jest odzyskanie energii cieplnej z powietrza usuwanego z domu przez instalację wentylacyjną. Urządzenie, które do tego służy to rekuperator. Bez względu na zastosowaną technologię (a tych jest wiele w zależności od rodzaju urządzenia), zasadą jego działania jest ograniczenie strat ciepła polegające na odebraniu energii cieplnej z powietrza usuwanego z budynku i przekazanie jej do powietrza dostającego się do wnętrza w ramach tzw. ogrzewania wstępnego. System ten może być wspomagany pompą ciepła, która, wykorzystując bezwładność cieplną gruntu, ogrzewa lub chłodzi (w zależności od pory roku) powietrze znajdujące się w instalacji wentylacyjnej.

Pozyskiwanie naturalnej energii

Projekt domu Nikko II ©LIPIŃSCY

Dom energooszczędny może zostać wyposażony także w instalacje, które są w stanie energię nie tylko zaoszczędzić, ale także pozyskać. Czerpią one z wszelkiego rodzaju źródeł odnawialnych takich jak: promienie słoneczne, siła wiatru czy energia geotermalna. Zdecydowanie najpopularniejsze i najłatwiejsze jest pozyskiwanie energii cieplnej ze słońca. Wymaga ono instalacji kolektorów i sprowadzenia pozyskanej przez nie energii do zbiornika z wodą, która zostaje dzięki temu podgrzana. Podłączenie tego systemu do pieca gazowego pozwala na regulację temperatury wody — gdy słońce świeci za słabo, kocioł dogrzeje wodę do pożądanej temperatury użytkowej. Z kolei gdy w lecie woda w zbiorniku osiągnie temperaturę nawet 80°C kocioł wymiesza ją z chłodną wodą pobraną z sieci. Warto pamiętać, że w pomieszczeniu, w którym zainstalujemy zbiornik, bez względu na jego własną termoizolację, z pewnością będzie zawsze nieco cieplej. Możemy wykorzystać tę właściwość, urządzając w tym miejscu np. suszarnię prania.

Ze słońca można pozyskiwać także prąd elektryczny — jest to bardziej zaawansowana i, co za tym idzie, droższa technologia. Wytwarzanie własnego prądu wymaga wyposażenia domu w odpowiednie akumulatory i urządzenia do przetwarzania prądu. Niestety obecnie w Polsce regulacje prawne na tej płaszczyźnie są niespójne i ciągle się zmieniają, co nie pozwala wykorzystać przydomowych elektrowni słonecznych lub wiatrowych jako darmowych źródeł zasilania gospodarstwa domowego.

Domy energooszczędne cieszą się coraz większą popularnością, trudno się temu dziwić, gdyż budowanie pozwalające na ograniczenie zużycia surowców jest uzasadnione względami ekonomicznymi. Energia jest coraz droższa i wszystko wskazuje na to, że w przyszłości jej ceny będą nadal wysokie. Oznacza to, że energooszczędne inwestycje poczynione na etapie budowy będą zwracać się użytkownikom coraz szybciej i będą przyniosić wymierne korzyści.

arch. Ewa Burejza

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 04/2012
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl