W przypadku domów energooszczędnych projekt jest bardzo istotnym elementem, a każde odstępstwo może skutkować pogorszeniem parametrów. Nie bez powodu w projekcie istnieją konkretne systemy, czy odpowiednio dobrane materiały, a często zdarza się, że inwestorzy planują takie zmiany już przy zakupie dokumentacji. Np: często spotykamy się z zamiarem rezygnacji z rekuperacji i zastosowaniem wentylacji grawitacyjnej. Skutkuje to niekontrolowaną ucieczką ciepła z domu i wówczas na pewno wkład finansowy poniesiony na pozostałe elementy, jak izolacja termiczna, czy stolarka o lepszych parametrach cieplnych jest bezcelowy.
Inną przyczyną jest brak dokładności przy budowie i szereg usterek naprawianych niefachowo.

Poniżej prezentujemy ciekawy przykład, w którym inwestorzy w dobrej wierze zdecydowali się na energooszczędny projekt domu Montreal, jednak szereg elementów wpłynął na zwiększenie zapotrzebowania na ciepło. Inwestorzy zdecydowali się na wykonanie audytu energetycznego, którego dokonała p. Katarzyna Jarocka z firmy PASS Doradztwo Energetyczne www.passdoradztwo.pl.

Realizacja projektu domu energooszczędnego Montreal II


Inwestorzy powiększyli powierzchnię garażu o 0,5 m na szerokości co tym samym zwiększyło powierzchnię poddasza użytkowego nad garażem. Podnieśli ścianę kolankową o 20 cm co sumarycznie zwiększyło kubaturę poddasza. Została wycięta ostatnia płyta styropianu i uszczelnione połączenie izolacji ściany- styropianu i dachu-wełny za pomocą piany otwartokomorkowej z agregatu „selection 500” przy jednoczesnym zapewnieniu drożności pozostawionych szczelin wentylacyjnych. Wejście do budynku jest od strony północno-wschodniej. Zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji to 34,7 kWh/m²rok wg. projektowanej charakterystyki energetycznej. Szacunkowe koszty ogrzewania zostały wyliczone na 2275 zł za sezon grzewczy.

Dane konstrukcyjne budynku oraz źródła ciepła
Dom wybudowany zgodnie z projektem.

• ściana z porothermu 25 cm + izolacja 25 cm, współcz. ściany U=0,14 W/m²K
• podłoga na gruncie: beton 10 cm+ izolacja 20 cm U=0,17 W/m²K
• dach konstrukcja drewniana krokwie + izolacja 30 cm U=0,13 W/m²K
• okna trzyszybowe U=0,9 W/m²K

Użyty materiał do izolacji ma współczynnik przewodzenia ciepła lambda:

• Dla ścian = 0,040 W/m²K
• Dla podłogi = 0,035 W/m²K
• Dla dachu = 0,040 W/m²K

Dom posadowiony jest na ławie fundamentowej. Nie zastosowano systemu oddzielenia ławy od ściany zewnętrznej materiałem izolacyjnym tzw. isomuru – zbrojonego styropianu w celu uniknięcia mostka termicznego.

W budynku jako źródło dodatkowe ogrzewania c.o. i c.w.u. jest zamontowany kocioł gazowy kondensacyjny.

Wentylacja jest mechaniczna z odzyskiem ciepła.

Ogrzewanie podłogowe na parterze, grzejniki płytowe na poddaszu.

Dane środowiskowe podczas badania

• Temp. zewnętrzna otoczenia -4°C
• Brak promieniowania słonecznego
• Temp. wewnętrzna użytkowa 20°C

Wyniki pomiarów
Przy pomocy wentylatora Blower Door zmierzono wielkość wymiany powietrza na godzinę n50=1,6 co oznacza, że 1,6 * V (ogrzewana kubatura) stanowi ilość powietrza wydostającego się w ciągu godziny przez nieszczelności. Norma dopuszcza dla budynków z wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła n50<=1,5 1/h. Jednak pomiary wykonywane dla takich budynków wykazały, że aby mieć korzyści z odzysku ciepła przez system rekuperacji szczelność budynku powinna być określona parametrem n50<=1,0 wymiany na godzinę.

Zlokalizowano nieszczelności:

• przy oknach na pierwszej kondygnacji
• przy oknach połaciowych
• w gniazdkach

Ponieważ badania przeprowadzano przy temp. zewnętrznej, poniżej 0°C dlatego lokalizację zimnych miejsc powstałych w wyniku wychłodzenia infiltrującym zewnętrznym powietrzem przeprowadzono przy pomocy kamery termowizyjnej.

Pomiary zewnętrzne
Poniżej termogramy z pomiarów pokazują wyciek ciepłego powietrza przez kratki wentylacyjne między krokwiami a ścianą zewnętrzną. Temp. powietrza wydostającego się z tych kratek to nawet 4,3°C przy zewnętrznej temp. -4°C

Dach jest wykonany:

• Dachówka
• Łaty
• Papa
• Deskowanie
• Papa
• Szczelina (pustka wentylacyjna)
• Krokwie i wełna między nimi 15 cm
• Wełna na krokwiach
• Folia paroizolacyjna
• Płyta g-k

Widoczne na termogramach ubytki ciepłego powietrza powodują duże straty ciepła jak również dostawanie się przez kratki zimnego powietrza i penetrację do wełny. Należy wspomnieć, że budynek wystawiony jest na działanie silnych wiatrów, ponieważ teren, na którym się znajduje nie jest osłonięty. W tym wypadku lepszym rozwiązaniem byłoby położenie na wełnie folii, wiatroizolacyjnej w miejscu pod pustką wentylacyjną. Odchodzi się również od stosowania papy na deskowanie, ponieważ ma ona opór dyfuzyjny zbliżony do folii paroizolacyjnej i stanowi barierę dla odparowania wilgoci z desek, które są materiałem bardzo chłonnym. Prowadzi to często do niszczenia desek przez grzyb i pleśń. Na rynku jest dostępnych wiele materiałów – membran o specjalnym przeznaczeniu.

Termogramy ścian zewnętrznych pokazują, że elewacja jest pokryta styropianem w sposób prawidłowy. Rozkład temp. jest równomierny na całej powierzchni ścian.

Pomiary wewnętrzne
Wychłodzenia ścian zlokalizowano:


1a. w miejscu betonowych słupów w konstrukcji na poddaszu. Spadek temp. z ok. 20°C do 14,5°C

1b. w narożnikach ścian na poddaszu

2. (ściana kolankowa). Spadek temp. do 8,2°C, co przy wilgotności normatywnej 50% jest temp. poniżej temp. punktu rosy. Na ścianach narożnika może nastąpić kondensowanie wilgoci i w rezultacie zagrożenie powstaniem pleśni i grzybów szkodliwych dla zdrowia mieszkańców.

3. Narożnik-lukarna. Spadek temp. do 13,6°C

4. Parter. Narożnik ścian zewnętrznych. Spadek temp. do 13,9°C

5. Poddasze. Zabudowa komina. Spadek temp. do min 11,4°C i 12,5°C
Obecnie bardzo popularne są kominy systemowe z keramzytu. Mają strukturę porowatą, ponieważ zawierają dużo wolnych przestrzeni. Są bardzo nieszczelne i powinny być otynkowane bardzo starannie przed położeniem płyt g-k.

6.a.b. W gniazdkach Bardzo duże spadki temp. do 9,4°C powodujące wychłodzenie ścian. Powstały na skutek osłabienia struktury poryzowanej cegły porothermu (robieniu miejsca na gniazdka) nalatywaniu zimnego powietrza przez szczeliny w cegle a dostającego się na górze przy wlocie przez kratki wentylacyjne i przechodzącego w dół do listwy startowej. Cyrkulacja powietrza jest możliwa przez nieszczelności w spoinie między płytami styropianu a murem z cegieł. Jak się okazało wykonawcy nie smarowali płyt styropianu po obwodzie klejem a jedynie robili placki. Taki sposób mocowania pogarsza parametry izolacyjności ściany i wsp. przenikania ciepła się zwiększa, co nie jest korzystne.

7. Nieszczelny wyłaz

8. Zimny ciąg powietrza w ścianie 6.

9.a.b. Braki izolacji w połaci dachowej

9.c. Braki izolacji w połaci dachowej

10. Przejście kabli przez strop na poddaszu (pod kalenicą w lukarnie) Okazało się, że duży ubytek ciepła i spadek temp. do min. 11,2°C mógł być spowodowany przebiciem folii paroizolacyjnej przez kable. Należy unikać przebić a jeśli są konieczne to należy je uszczelniać dostępnymi na rynku specjalnymi taśmami.

11. Okna – lukarna, nieszczelność na styku skrzydła z ościeżnicą okna. Spadek temp. do min. 8,6°C

12. Okno połaciowe, nieszczelność na styku skrzydła okna z ościeżem i ościeża z wnęką. Spadek do min. temp. 10,7°C

13. Nieszczelność na styku uszczelki z szybą. Spadek temp. do min. 11,6°C

14. Narożnik ściany z podłogą przy oknie, spadek temp. do 14,1°C

15. Okno – przy podłodze nieszczelności, spadek temp. do min. 14,1°C

16. To samo okno, nieszczelności na styku skrzydła z ramą okna, spadek temp. do min. 13,1°C
W celu uniknięcia nieszczelności przy oknach należy stosować trójwarstwowy system montażu okien. Zabezpiecza on przed korozją pianki PUR. Do ramy okna po obwodzie przykleja się na połowie taśmę paroizolacyjną a na drugiej połowie taśmę paroprzepuszczalną. Następnie okleja się dodatkowo całą ramę taśmą rozprężną lub tradycyjnie po włożeniu w otwór montuje się przy pomocy pianki PUR. Taśmy po obu stronach muru wywija się na zewnątrz i wykleja a następnie pokrywa tynkiem.

17. Narożnik – połączenie okna z murem, nieszczelność i spadek temp. do min. 12,1°C

18. Przejście rury przez połać dachu, spadek temp. do min. 10,3°C Takie przejścia należy uszczelniać specjalnymi taśmami
W budynku wykonano ok. 200 termogramów. Zlokalizowane nieszczelności powodowały duże ubytki ciepła i w rezultacie większe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania.

Podsumowanie
Reguła zachowania komfortu cieplnego w pomieszczeniach jest taka, że temp. odczytana na ścianie nie powinna spadać poniżej temp. wewnętrznej użytkowej o 2°C czyli jeśli mamy 20°C temp. użytkową to na ścianie nie mniej niż 18°C. W narożnikach mniej o 2-3°C jeśli to są 2 ściany zewn. i 3-4°C jeśli 3 ściany zewnętrzne czyli w normie są temp. w narożnikach z dwoma ścianami ok. 17-16°C a z trzema ścianami zewnętrznymi ok. 16-15°C. Jak widać na termogramach temp. w narożnikach spadały do min. ok. 8°C
Na połączeniu okna ze ścianą nie powinno być nieszczelności w przeciwnym razie wszystkie nieszczelności powodują przeciągi i obniżenie komfortu cieplnego. W tym celu właśnie zostały wykonane pomiary, aby ustalić przyczynę wychłodzenia budynku. Inwestor zainwestował duże środki finansowe z zamiarem wykonania budynku o obniżonym zapotrzebowaniu na ogrzewanie. Przygotował się do tego zadania zdobywając wiedzę i angażując również własne siły. Był również w Smolcu obejrzeć dom pasywny. Niestety był rozczarowany pierwszym sezonem grzewczym, kiedy zużycie gazu i tym samym koszty utrzymania domu przekroczyły wyliczenia z deklarowanego zużycia ciepła w charakterystyce energetycznej budynku. Wyniki pomiarów posłużyły mu do przeprowadzenia napraw, które udało mu się wyegzekwować od wykonawców. Zostały nawiercone dziury w styropianie na elewacji, w które wpuszczono kilkadziesiąt opakowań piany PUR. Został zdjęty dach i poprawiona izolacja murłaty – dołożono wełny na narożach i zamknięto w większości kratki wentylacyjne, uszczelniono listwę startową. Poprawiono szczelność okien specjalnymi silikonami. Uszczelniono gniazdka elektryczne oraz przejścia komina, rur i kabli przez warstwę izolacji i paraizolacji. To spowodowało poprawienie komfortu cieplnego, jednak nie wszystkie wady udało się usunąć. Przez cały rok zużył na cele ogrzewania i przygotowanie ciepłej wody 1400 m³gazu, co wskazuje w praktyce na zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i ciepłej wody 54 kWh/m²rok czyli przy powierzchni 260 m² wychodzi że zużywa ok. 5,4 m³ gazu na każdy m² powierzchni. Jednak jeszcze zużył opał do kominka tzn., że zapotrzebowanie na ciepło jest większe. Zakładając cenę gazu za 1 m³ 2,5 zł. – sezon grzewczy wraz z ciepłą wodą kosztuje 3500 zł+ 540 zł opał = 4400 zł. Średnie zużycie gazu jest na poziomie ok. 6 – 7 m³ na dobę, w tym na ciepłą wodę ok. 1,4 m³, Czyli na ogrzewanie można przyjąć ok. 5 m³, czyli na sezon 910 m³, co stanowi 2275 złna ogrzewanie. Należy dodać jeszcze koszt opału do kominka, którego zużył ok. 3 mp czyli koszt ok. 540 zł. Razem koszty 2815 zł. Z wyliczonego zapotrzebowania na energię użytkową Ea wynika zużycie gazu 2275 zł co stanowi 81 % realnych kosztów. Oszacowane zużycie ciepła na ogrzewanie, pokrywa się w 80 % z realnymi kosztami. Można zatem uznać, że inwestor po naprawach osiągnął bardzo zbliżone założone w projekcie zużycie ciepła.

Autor opracowania: Katarzyna Jarocka
www.passdoradztwo.pl

Unia Europejska chce narzucać coraz bardziej wyśrubowane przepisy dotyczące ochrony cieplnej budynków. Choć cel jest szlachetny to jego osiągnięcie może jednak przynieść w Polsce poważne skutki uboczne. Najbardziej niepokojące jest nie stopniowe zaostrzanie przepisów czy norm cieplnych, ale próba gwałtownej zmiany standardu energetycznego budynków mieszkalnych i narzucenia standardu budynku pasywnego, jako obowiązującego.

Działania Komisji Europejskiej, dotyczące standardów zużycia energii w budynkach, są skierowane w stronę budynków pasywnych oraz tych o niemal zerowej emisji energii (w budynkach takich zużywana energia powinna pochodzić w wysokim stopniu z odnawialnych źródeł energii oraz być wytwarzana na miejscu lub w pobliżu obiektu). Przyjęta w dniu 19 maja 2010 r. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE mówi, że do 31 grudnia 2020 r. wszystkie nowe budynki mają być o niemal zerowym zużyciu energii. W wielkiej Brytanii założenie to ma być spełnione już w 2016 roku, w niektórych landach Austrii budownictwo pasywne obowiązuje już teraz. Warto zadać sobie pytanie, jak na tym tle wygląda polskie budownictwo mieszkaniowe.

  Idea

 domu pasywnego powstała pod koniec lat 70-tych w Niemczech.  Kryzys energetyczny końca wspomnianej dekady uświadomił wszystkim jak ograniczone są zasoby energetyczne ziemi oraz, że energia będzie coraz droższa a w dodatku mogą wystąpić jej niedobory.

   W tamtych latach grupa naukowców niemieckich na czele z dr Wolfgangiem Feistem postawiła sobie nieco inne pytanie dotyczące zaradzeniu niedoborom i wysokim cenom energii potrzebnej dla gospodarstw domowych. Większość interesowało jak spowodować by energia była tańsza, skąd ją wziąć i jak efektywnie pozyskiwać z wydawałoby się tanich źródeł odnawialnych jak słońce czy wiatr. Oni zadali sobie pytanie jak budować by dom nie zużywał energii przetworzonej w ogóle lub bardzo niewiele. Odpowiedzią było opracowanie założeń domu pasywnego.  Nieco później powstał instytut Domów Pasywnych w Darmstadt, który postawił sobie za cel propagowanie budownictwa nazwanego pasywnym właśnie.

Dom pasywny został nieomal literacko zdefiniowany. Współczynnikami opisane zostały tylko podstawowe parametry, osiągnięcie, których gwarantuje spełnienie idei takiego domu.

 Definicja

domu pasywnego podaje, że jest to budynek, w którym można uzyskać przyjemną temperaturę zarówno w lecie jak i zimie przy ekstremalnie niskim zużyciu energii. Oferuje on podwyższony komfort cieplny mieszkańców przy zapotrzebowaniu na ciepło mniejszym niż 15kwh/m2rok, oraz zapotrzebowaniu na energię pierwotną, łącznie z ciepłą wodą i prądem, poniżej 120Kwh/m2rok.

   To ostatnie sugeruje, że obok energii na cele grzewcze istotne jest ograniczanie zużycia energii na cele bytowe.

 Założenia

  Dom pasywny praktycznie nie potrzebuje aktywnych systemów ogrzewania a zadowoli się jedynie energią promieniowania słonecznego pozyskiwaną bezpośrednio, czyli biernie (pasywnie) oraz energią powstającą w każdym gospodarstwie domowym podczas wszelkich czynności codziennych jak gotowanie, korzystanie z oświetlenia i różnych sprzętów elektrycznych, zużywanie ciepłej wody oraz oddawaną do otoczenia przez domowników (każdy człowiek wydziela ok. 70W energii cieplnej).

  W teorii wyliczono, że wspomniane powyżej źródła energii biernej mogą pokryć zapotrzebowanie energetyczne domu jednorodzinnego czy mieszkania w ilości do 15Kwh/m2rok. Ograniczenie zużycia energii pierwotnej można uzyskać tylko dzięki oszczędnościom i energooszczędnym urządzeniom (podgrzewanie wody, oświetlenie, sprzęt AGD).

  Aby w praktyce osiągnąć taki rezultat należy:

- doskonale dom zaizolować.  Ściany nie mogą mieć gorszego współczynnika przenikalności cieplnej U od 0,15W/m2K, dach oraz podłoga na gruncie powinny mieć przenikalność cieplną nie gorszą jak 0,1 W/m2K.

-wyeliminować wszelkie mostki termiczne, także te od gruntu i te, które powstają na skutek wszelkich przebić ścian zewnętrznych lub dachu nawet tak drobnych jak wyprowadzenie kabla do dzwonka przy drzwiach.

- zapewnić doskonałą szczelność powietrzną budynku.  Dla różnicy 50 Pa musi ona wynosić poniżej 0,6 kubatury budynku na godzinę. Można powiedzieć, że ten parametr określa szczelność powietrzną budynku.

- odzyskać ciepło z powietrza usuwanego, czyli zapewnić sprawną wentylację nawiewno-  wywiewną z rekuperacją.

Obecnie

  Doczekaliśmy czasów, w których staramy się przestawiać produkcję energii ze źródeł nieodnawialnych na taką pozyskiwaną ze źródeł odnawialnych, czyli biomasy, wiatru, słońca a tam gdzie to możliwe ze źródeł geotermalnych. Wszystko w imię poprawy stanu naszego środowiska naturalnego.  Domy pasywne wydają się idealnie wpisywać w taki trend. Ich zapotrzebowanie na energię jest ostatecznie około osiem razy niższe od domów standardowych (takich, które spełniają obecne przepisy ochrony cieplnej budynków)

Urzędnicy unijni coraz chętniej spoglądają na energooszczędne metody budowania i na budynki pasywne. W ślad za tym idą odpowiednie regulacje prawne zaostrzające parametry cieplne przegród czy określające ilość zużywanej energii przez domy. Wprowadzone zostały certyfikaty energetyczne budynków.

  W każdym kraju Unii regulacje te wyglądają inaczej choćby ze względu na zróżnicowanie klimatyczne, ale też, co mniej zrozumiałe inaczej klasyfikuje się budynki i innymi metodami oblicza ich zapotrzebowanie na energię. Uniemożliwia to łatwe i jednoznaczne porównania. Dla przykładu w Polsce wprowadzono linijkę energetyczną, na której uwidoczniono parametry zużycia energii pierwotnej w odniesieniu do tzw. Budynku referencyjnego, czyli jakby takiego samego, który jest oceniany, ale spełniającego obecne przepisy. Oceniany nie powinien być gorszy. Natomiast, co to jest energia pierwotna i co tak naprawdę obrazuje ten parametr wymagałoby oddzielnego artykułu z objaśnieniem.

 We Francji np. zrobiono to dużo prościej i bardzo obrazowo dla laików, czyli praktycznie wszystkich użytkowników domów. Tam wprowadzono klasy energetyczne A, B, C itd. Dokładnie tak jak obecnie mamy dla sprzętu AGD. Każdy wie, że A do bardzo oszczędny dom a F dajmy na to słaby i będzie drogi w ogrzewaniu.

  Takie czytelne metody klasyfikacji energetycznej są bardzo pożyteczne. Uświadamiają potrzebę budowania energooszczędnie, wywołują potrzebę posiadania efektywnego energetyczne domu i pobudzają rynek deweloperski do zdrowej konkurencji. Zyskują wszyscy.

  W Polsce domy energooszczędne są obecnie niewiele droższe w realizacji od standardowych. Można je budować tylko o 4-5% drożej. Gorzej jest, z jakością wykonania. Z dobrego projektu domu energooszczędnego można zbudować dom całkiem energochłonny, jeśli wykonawcy nie mają przeszkolenia i nie ma, kto świadomie pokierować budową takiego domu.

Domy pasywne jeszcze trudniejsze w wykonaniu są w Polsce droższe o 20-30%  od standardowych. W Niemczech czy Austrii o, około 10% ale tam porównuje się je z energooszczędnymi, które stały się standardem. Bogatsze społeczeństwa stać na wyższe standardy.

  U nas budownictwo słabo się ciągle rozwija. Budujemy około 3 lokali mieszkalnych na 1000 mieszkańców. Na zachodzie około 6. U nas mamy trochę ponad 350 mieszkań na 1000osób a średnia unijna, którą spełniają nawet Czechy i Bułgaria to 450 mieszkań. Nasze domy są o wiele bardziej energochłonne. Średni wskaźnik Ea wynosi około 120kWh/m2rok w krajach zachodnich o porównywalnym lub ostrzejszym klimacie 50-70KWh/m2rok.

 Na domiar złego brakuje nam prostych jednoznacznych przepisów budowlanych i logicznych przejrzystych przepisów regulujących uzyskanie pozwolenia na budowę. Inwestorzy muszą kompletować dziesiątki dokumentów, robić uzgodnienia z wieloma instytucjami i przedkładać opasłe dokumentacje techniczne. Nakłada się na to brak odpowiedzialności urzędników za podejmowane błędne decyzje. Brakuje planów zagospodarowania przestrzennego w gminach a na warunki zabudowy trzeba czekać długie miesiące. Taki stan rzeczy w wysokim stopniu niekorzystnie wpływa na rozwój budownictwa.

Wnioski

  Oczywiście trzeba dążyć do poprawy zarówno przepisów jak i jakości samego budownictwa.

Niemniej jednak uważam, że nagłe zmiany przepisów powodujące zmianę standardów budowlanych i skutkujące wzrostem kosztów są bardzo niebezpieczne.

 Co może spowodować zmiana przepisów wprowadzająca standard pasywny, jako obligatoryjny? 20% droższy dom to dom droższy średnio o 50 -80 tys zł. Kogo będzie na to stać?

  Nie można przerzucać tak dużych kosztów na barki inwestorów tylko z powodu zmian przepisów. Przepisy muszą brać pod uwagę uwarunkowania. W przeciwnym razie będą omijane. Już dzisiaj można kupić na allegro świadectwa energetyczne dla domów za 50zł sporządzone przez pośpiesznie masowo kształconych certyfikatorów, którym obiecywano świetny dobrze płatny zawód a którzy to obecnie zrobią wszystko pod dyktando inwestora za bezcen byle przeżyć. Grozi nam kolejna fikcja by spełnić wymagania, bo niewielu będzie stać na prawdziwie pasywny dom.

  Programy pomocowe na skalę autentycznie niwelującą skutki finansowe ewentualnych zmian przepisów przy obecnej sytuacji gospodarczej długo nie będą wchodziły w rachubę.

 Odnoszę wrażenie, że ewentualne wprowadzenie obowiązkowego standardu pasywnego dla budownictwa mieszkaniowego będzie skutkowało radykalnym zastojem w tym jakże istotnym sektorze gospodarki. Będzie to skutek nadmiernego regulowania rynku przepisami przy jednoczesnej wolnoamerykance cenowej wśród architektów, wykonawców i certyfikatorów.