Jeszcze kilka lat temu pojęcie domu pasywnego funkcjonowało w dziale ciekawostek architektoniczno-budowlanych. Dzisiaj już nie tylko skutecznie wpisuje się on w ideę oszczędzania energii, ale też zyskuje coraz większą popularność na świecie. I nic dziwnego. Rosnące ceny kosztów utrzymania domów jednorodzinnych wymuszają poszukiwanie alternatywnych, skutecznych nośników energii, które dodatkowo uwzględniałyby poszanowanie środowiska naturalnego.

Koncepcja pasywnego wykorzystania naturalnych i odnawialnych źródeł energii narodziła się w Niemczech. Jej twórcy założyli, że dom wybudowany w tej technologii będzie czerpał nie tylko z energii słonecznej i ciepła odzyskiwanego z powietrza, ale też z innych źródeł, takich jak ciepło wytwarzane przez ludzi czy przez urządzenia gospodarstwa domowego. Aby osiągnąć zakładany cel, opracowano standardy wznoszenia budynków pasywnych, co pozwoliło w 1991 r. wybudować w Darmstadt (Niemcy) pierwszy dom pasywny. Pięć lat później, również w Darmstadt, pod kierownictwem dr Wolfganga Feista powołano do życia Instytut Domów Pasywnych (Passivhaus Institut).

Założenia domu pasywnego

Zgodnie z definicją dom pasywny zapewnia mieszkańcom wysoki komfort cieplny bez konieczności stosowania tradycyjnej instalacji grzewczej. Zużywa przy tym nie więcej niż 15 kWh energii na jeden metr kwadratowy powierzchni użytkowej w ciągu jednego roku. Oznacza to, że ogrzewając dom tradycyjnymi źródłami ciepła, potrzebowalibyśmy zaledwie 1,5 l oleju opałowego, 1,7 m³ gazu lub 2,3 kg węgla na metr kwadratowy jego powierzchni. Dla porównania – budynki w tradycyjnej technologii ze standardowymi systemami ogrzewania zużywają od 70 do 120 kWh energii w ciągu roku.

Tak niskie zużycie energii w domu pasywnym możliwe jest dzięki zastosowaniu skutecznej wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła (przejmuje ona rolę instalacji grzewczej), bardzo dobremu zaizolowaniu budynku – współczynnik przenikania ciepła U dla ścian wynosi poniżej 0,15 W/(m²K) oraz rozwiązaniom budowlano-architektonicznym, takim jak odpowiednia bryła budynku czy też usytuowanie względem stron świata.

W budownictwie pasywnym poszukiwane są wszelkie możliwości oszczędności energii i wyeliminowania strat ciepła, a dodatkowo optymalizacji jego pozyskiwania. Stąd wykorzystuje się w nim energię słoneczną, ciepło z gruntu czy nawet ciepło wewnętrzne człowieka.

Prosta bryła

Według założeń Instytutu Budynków Pasywnych bryła domu pasywnego powinna być konstrukcją zwartą i prostą, bez architektonicznych detali, np. wykuszy, balkonów. Ważne jest również takie jego usytuowanie na działce, aby maksymalnie wykorzystać energię słoneczną. Wejście do domu, garaż, pomieszczenia gospodarcze i techniczne najlepiej umieścić od strony północnej. Natomiast od strony południowej powinny znajdować się pokoje dzienne z dużymi przeszkleniami, które umożliwią wykorzystanie światła słonecznego. „Pasywne” idee zakładają również niskie zużycie prądu oraz doskonałą szczelność budynku, co musi zostać potwierdzone odpowiednimi badaniami.

Okna na południe

Odpowiednimi parametrami muszą również charakteryzować się okna. Współczynnik przenikania ciepła U dla szyb powinien być niższy niż 0,8 W/(m²K), równocześnie przy wysokim stopniu przenikalności energii słonecznej. Podobnymi parametrami powinny się również charakteryzować ramy okienne. Dlaczego? W tradycyjnym budownictwie znaczna część ciepła ucieka przez okna, natomiast w domu pasywnym służą one do pozyskiwania energii. Stosowane w oknach trójwarstwowe szklenie, z powłokami niskoemisyjnymi i z gazem szlachetnym jako wypełnieniem ma zadanie maksymalnie ograniczyć straty ciepła. W budynkach pasywnych sprawdzają się zarówno profile drewniane, jak i z PVC. Aby zapobiec ucieczce energii przez okna w pochmurne dni, stosuje się okiennice, żaluzje, rolety. Ściana północna w budownictwie pasywnym jest strefą „zamkniętą”.

Gruba powłoka

W tradycyjnych budynkach częstym zjawiskiem są mostki termiczne, czyli miejsca, przez które ucieka ciepło. W technologii pasywnej, aby zapobiec powstawaniu takich „dziur energetycznych”, szczególną uwagę przywiązuje się do odpowiedniego zaizolowania budynku. Budynek musi być również tak skonstruowany, aby izolacja cieplna zachowała ciągłość. Aby zredukować do minimum straty ciepła, stosujemy odpowiednią warstwę termoizolacji. W zwykłych domach stosuje się warstwę ocieplenia o grubości od 12 do 14 cm, natomiast w domach pasywnych grubość zastosowanej warstwy izolacji termicznej kształtuje się od 20 do 25 cm, a niekiedy i więcej.

Grzanie przez wentylację

Idea budownictwa pasywnego wyklucza stosowanie tradycyjnej instalacji centralnego ogrzewania i tradycyjnych – grawitacyjnych metod wentylacji powietrza. Zdaniem specjalistów zastosowanie wentylacji grawitacyjnej Dom, który ogrzewa się sam czy też jakiejkolwiek wentylacji mechanicznej bez odzysku ciepła dyskwalifikuje budynek jako dom pasywny. Zabronione jest też zamontowanie okiennych nawiewników. Jeśli dom ma nosić miano domu pasywnego musi być wyposażony w wydajny system wentylacji nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła.

Rekuperator służy nie tylko do ogrzewania nawiewanego powietrza ciepłem pobranym z powietrza wywiewanego. W porze letniej świeże, ciepłe powietrze nawiewane do pomieszczeń może być schładzane zimniejszym powietrzem pobieranym z gruntowego wymiennika ciepła. Rekuperatory, czyli centrale z odzyskiem ciepła, są coraz częściej stosowanym rozwiązaniem. Z pewnością decyduje o tym rosnąca popularność budownictwa, dla którego odzysk ciepła stanowi istotny element. Ważnym aspektem jest również ekonomiczność rekuperatorów, których zastosowanie wiąże się z niższym zużyciem energii.

Dobierz rekuperator

Przy wyborze rekuperatora powinniśmy zwrócić uwagę na procentowy wskaźnik odzysku ciepła oraz rodzaje wymiennika. Jednym z popularniejszych na rynku jest wymiennik krzyżowy, który cechuje się cichą pracą, brakiem ruchomych, potencjalnie awaryjnych, elementów oraz separacją strumieni powietrza. Z kolei wśród zalet wymiennika obrotowego należy wymienić odzysk wilgoci z wywiewanego powietrza, brak konieczności wymiany kasety na letnią oraz brak wykraplania. Istotna jest również właściwie dobrana izolacja termiczna rekuperatora, gwarantująca dużą efektywność cieplną oraz izolacja akustyczna, która zapobiega przenoszeniu się odgłosów z urządzenia po kanałach wentylacyjnych. Na szczególną uwagę zasługują ochronne elementy, zabezpieczające nagrzewnice wodne przed zamarznięciem, a nagrzewnice elektryczne przed przegrzaniem. Ich dobra jakość zapewni długi okres bezawaryjnego działania.

Pompuj ciepło

Rozwiązaniem chętnie stosowanym w budownictwie pasywnym jest pompa ciepła, która, zintegrowana z centralą rekuperacyjną oraz kolektorami słonecznymi, nie tylko posłuży do ogrzania i wentylacji pomieszczeń, ale zapewni też ciepłą wodę użytkową. Pobiera ona ciepło z gruntu, wody lub powietrza, które jest kumulowane w wymienniku ciepła, a następnie przekazywane do górnego źródła ciepła, czyli np. systemu ogrzewania podłogowego. Z 1kW pobranej mocy urządzenie uzyskuje nawet 4kW mocy grzewczej. Jednak inwestycja w pompę ciepła ma sens tylko wtedy, gdy zapotrzebowanie na energię jest bardzo duże, bo jest ona zasilana prądem elektrycznym.

Energia ze słońca

Dom pasywny wyposażony jest też w kolektory słoneczne, które pozyskują energię cieplną bezpośrednio z promieniowania słonecznego i przekształcają je w ciepło. System solarny bardzo dobrze wpisuje się w ideę budynku pasywnego, gdyż ma on być samowystarczalny energetycznie. W przypadku wspomnianych powyżej instalacji centralnego ogrzewania taki bilans może być bliski zeru, jeśli wykorzysta się np. odzysk ciepła z powietrza wywiewanego i ciepła z urządzeń pracujących w budynku, a wydzielających je w trakcie swojej pracy. Jeśli chodzi o wodę użytkową tu trudno już jest ją podgrzać, korzystając z tych urządzeń. Kolektory słoneczne stanowią więc idealne źródło ciepła, gdyż do ich pracy potrzeba znikomych ilości energii elektrycznej – praca pompy solarnej na I biegu to pobór na poziomie 30 W. Kolektory zazwyczaj instaluje się na dachu. Najlepiej, aby urządzenie było zamontowane na południowej połaci lub skierowane w tę stronę, pod odpowiednim kątem. Jedynym warunkiem, jaki należy spełnić przy montażu kolektorów, jest utrzymanie optymalnego kąta nachylenia 45° i orientacja w kierunku południowym.

Idea ideą, ale....

Wysokie koszty wznoszenia domów pasywnych generowane są przede wszystkim przez zastosowanie takich urządzeń, jak rekuperator, pompa ciepła czy kolektory słoneczne. Mimo że z roku na rok są one coraz tańsze, to jednak stanowią znaczny procent wartości inwestycji. A to sprawia, że budowa domu pasywnego, w zależności od zastosowanych materiałów i rozwiązań, jest droższa od tradycyjnego czy energooszczędnego o 10% – 30%. W Polsce powstała do tej pory znikoma, w porównaniu do średniej europejskiej, liczba domów pasywnych. Ale czynnikiem decydującym o tych statystykach są nie tylko wyższe nakłady. Większość inwestorów nie jest też przekonana do niższych kosztów eksploatacji, trwałości domu czy komfortu zamieszkania. Powodem tej rezerwy są liczne mity, jakie narosły wokół budownictwa wykorzystującego odnawialne źródła energii. Dlatego też idea budowy domu pasywnego jest od kilku lat wciąż tylko ideą, a nie wykorzystywaną na co dzień technologią. Niestety, możemy się spodziewać, że ten stan będzie utrzymywał się dłużej. Chyba że, tak jak to się dzieje w innych krajach UE, inwestorzy będą mieli możliwość uzyskania dopłat.

Źródło: www.najciekawszeprojekty.pl
Opracowanie: Redakcja