Definicja budownictwa energooszczędnego w Polsce

Według polskich przepisów za budynek energooszczędny uznawany jest obiekt w którym wartość wskaźnika zapotrzebowania sezonowego na energię wykorzystywaną w celu ogrzewania go i wentylacji „E” nie wynosi więcej niż 70 kWh/m² na okres całego roku. To tyczy się budynków zaprojektowanych po 2008 roku. Natomiast dla wszystkich zaprojektowanych i wybudowanych przed tym rokiem lub w nim wskaźnik ten według ówczesnych przepisów wynosił około 90-120 kWh/m² powierzchni użytkowej na rok.

Budynki energooszczędne można łatwo sklasyfikować podając ich wartości progowe zużycia energii potrzebnej do ogrzania lub wentylacji na metr kwadratowy wykorzystywanej powierzchni użytkowej. Przykładem niech będą litry oleju opałowego na metry kwadratowe ogrzewanej przez niego powierzchni. W takiej klasyfikacji zatem możemy wyróżnić:

• 7-litrowe budynki energooszczędne

- w nich zapotrzebowanie na energię cieplną to ok. 70 kWh/m², jest to ok. 7 litrów oleju opałowego na każdy m² na cały rok

• 5-litrowe budynki energooszczędne

- tego typu budynek cechuje się zapotrzebowaniem na energię cieplną na poziomie ok. 50 kWh/m², co daje w przeliczeniu 5 litrów oleju opałowego na metr kwadratowy powierzchni,

- koszt wybudowania tego typu budynku jest o ponad 10% wyższy niż tzw. referencyjnego budynku stawianego według obecnie obowiązujących przepisów budowlanych, zużywajacego na ogrzewanie ok. 120 kWh/m² energii cieplnej na rok.

•  3-litrowe budynki energooszczędne

- taki budynek ma zapotrzebowanie na energię cieplna rzędu tylko 30 kWh/m², co w przeliczeniu daje 3 litry oleju opałowego na metr kwadratowy powierzchni użytkowej w skali roku,

- wybudowanie takiego budynku jest droższe o ok. 15% niż wspomnianego już budynku referencyjnego,

- dla porównania można jeszcze przypomnieć o budynku pasywnym w któtym roczne zapotrzebowanie na energię cieplną wynosi maksymalnie 15 kWh/m², czyli w przeliczeniu 1,5 litra oleju opałowego albo 1,5 m³ gazu ziemnego,

- doskonałym przykładem 3-litrowego budynku energooszczędnego jest budowany w Pobierowie na morzem Bałtyckim Apartamentowiec „Kornel”.

Wytyczne dla domu i mieszkania energooszczędnego

Wraz ze zmiana wymogów w zakresie efektywności energetycznej budynków zmienić musiała się także oferta pracowni projektowych. Obecnie bardzo często spotykać się można z praktyka dodawania do standardowych projektów domów specjalnych katalogów z przygotowanymi liniami domów energooszczędnych. Pracownie projektowe i ich architekci coraz częściej przygotowują także tzw. pakiety energooszczędne, które pokazują klientom, co i jak zmienić w zwykłym projekcie, aby zwiększyć standard energetyczny budowanego domu. Praktyki te stosuje się po to, aby sprawić by dom był bardziej energooszczędny i żeby realnie zmniejszyć koszty jego ogrzewania, a przy tym wszystkim zachować pełną efektywność ekonomiczna oraz komfort użytkowania.

Żeby dom mógł nosić miano energooszczędnego musi on spełnić szereg kryteriów. Typowymi cechami takiej budowli są na pewno zwarta bryła oraz spora powierzchnia przeszkleń na elewacji wystawionej na słońce, czyli południowej.

Instrukcje do projektowania domów energooszczędnych

Około 70 kWh/m² zużywa budynek energooszczędny energii w ciągu roku. Dla przekonania się jak to niewiele wystarczy przypomnieć, że standardowe domy zużywają od 150 do 200 kWh/m² rocznie. Jest to cała energia końcowa wykorzystywana i zużywana do ogrzania domu, jednak wielkość ta nie zawiera w sobie energii potrzebnej do podgrzania wody.

Obecnie najczęściej energooszczędne domy buduje się jako murowane trój- lub dwuwarstwowe, albo szkieletowe, które dzięki swej konstrukcji pozwalają na zastosowanie grubej izolacji termicznej. Jeśli zaś chodzi o ściany jedno warstwowe w domu energooszczędnym to sprawdzą się one tylko w przypadku gdy w całości zostaną wykonane z bloczków styropianowych wypełnionych zbrojonym betonem. Przy budowie domu energooszczędnego nie ważne jest czy wybierzemy beton komórkowy, ceramikę, keramzyt czy tez silikaty – liczy się tylko to, aby ściany posiadały odpowiednie parametry cieplne. W ścianach wybudowanego domu powinny one wynosić 0,15-0,2 W/(m²/K).

Oto lista podstawowych wymagań – ich spełnienie daje realną szansę na zbudowanie energooszczędnego domu:

•  Działka pod budowę pozwalająca na postawienie budynku w kierunku południowym oraz na wykorzystanie naturalnie występujących zagłębień, skarp, drzew itp.,
•  Zapewnienie  jak  najlepszej termoizolacyjności wszystkich przegród wewnętrznych w budynku,
• Zastosowanie w budowanym budynku wentylacji mechanicznej z odzyskiwaniem ciepła,
• Wysoka szczelność wszystkich przegród, czyli podłóg, ścian, dachu, okien i drzwi zewnętrznych,
• Wyeliminowanie z projektu mostków termicznych,
• Wybranie energooszczędnego systemu ogrzewania np. kotła kondensacyjnego, pompy ciepła,
• Wykorzystanie ciepła z energii słonecznej – montaż instalacji solarnej na dachu
• Zamontowanie  i wykorzystywanie w domu energooszczędnych urządzeń AGD i oświetlenia, a także tych zużywających wodę, czyli baterii umywalkowych, wannowych, spłuczek itp.,
• Podział budynku na wyraźne strefy termiczne:

- łazienka – 22-24°C

- pokoje dzienne i dla dzieci, salon, gabinet – 20-22°C

- kuchnia, sypialnie – 18-20°C

- korytarze, pokoje do ćwiczeń lub gier – 16-18°C

- pomieszczenia gospodarcze np. składzik, spiżarnia, pralnia, weranda – 12-15°C  

- garaż, magazyn na narzędzia i sprzęt – 4-8°C

Bardzo istotne jest, aby różnica temperatur pomiędzy sąsiadującymi ze sobą pomieszczeniami nie przekraczała 8°C. Jest to o tyle ważne, że dzięki temu ściany działowe mogą być postawione tanim kosztem i nie musza być zbyt grube (12 cm). W przypadku gdy różnice miałyby być większe, ściany wewnętrzne trzeba pokryć ociepleniem, co sprawiłoby, że stałyby się one o wiele grubsze.

Prezentowane podejście jest bardzo kompleksowe, jednak to właśnie dzięki niemu można osiągnąć zamierzony efekt w postaci zaprojektowania i wybudowania domu, w którym zużycie energii będzie o wiele niższe niż w standardowo budowanych domach według obowiązujących przepisów. Najważniejsza cechą budownictwa energooszczędnego jest to, że dąży ono do stworzenia domu, którego koszty utrzymania będą maksymalnie zminimalizowane w stosunku do kosztów utrzymania standardowych domów wybudowanych w innych technologiach.

Żaden dom nie obejdzie się bez energii elektrycznej – jest ona potrzebna do oświetlenia, zapewnienia prawidłowej wentylacji, ogrzewania pomieszczeń oraz wody użytkowej, czy tez do prawidłowego działania urządzeń domowych. Jak wiadomo opłaty za energie są uzależnione od poziomu jej zużycia, więc rachunek jest bardzo prosty – im mniej zużyjemy energii, tym niższe będą otrzymywane rachunki za prąd. Należy tez pamiętać, że koszty energii związane z działaniem i wykorzystywaniem urządzeń domowych, czy oświetlenia domu są głównie uzależnione od przyzwyczajeń i nawyków jego mieszkańców. Jednak koszty energii zużywanej na ogrzewanie domu, podgrzanie wody użytkowej oraz wentylację zależą w dużej mierze od zastosowania odpowiednich rozwiązań budowlanych i przestrzennych.

Rozwiązania konstrukcyjne dla domu i mieszkania energooszczędnego

Tym co ma kluczowy i ważny wpływ na uzyskanie właściwego komfortu termicznego pomieszczeń w budynku jest odpowiednie zaizolowanie i ocieplenie wszystkich jego przegród. Źle wykonane ściany konstrukcyjne, zbyt mała ilość materiałów do izolacji na poddaszu i na podłodze mogą spowodować, że roczne koszty ogrzewania osiągać będą bardzo wysokie sumy. Utrata ciepła może być bardzo dotkliwa i sięgać nawet ponad 70% całej energii przeznaczonej na ogrzewanie domu, a to tylko przez niewłaściwie zbudowane przegrody. Jak więc łatwo zauważyć zadbanie o odpowiedni poziom izolacji termicznej wpłynie nie tylko na obniżenie kosztów utrzymania domu, ale i na wysoki komfort cieplny całego budynku i znajdujących się w nim pomieszczeń.

To rodzaj i grubość materiałów izolujących oraz konstrukcyjnych ma znaczenie dla poprawnego przygotowania przegród budowlanych. Aby można było mówić o budynku równomiernie i poprawnie ocieplonym, to materiał izolujący zamontowany w nim powinien być od zewnętrznej strony przegród - dzięki temu ogranicza się ilość mostków termicznych oraz poprawia akumulowanie się ciepła w ścianach. Można ułożyć mniejsza warstwę ocieplenia wykorzystując do budowy domu materiały konstrukcyjne odznaczające się wysoką akumulacją ciepła oraz niskim współczynnikiem jego przewodzenia. Wybierając więc konkretne rozwiązania budowlane i technologiczne warto sprawdzić, czy grubość izolacji w pełni odegra swą rolę. Zbyt mała ilość materiału izolacyjnego spowoduje, że ciężko będzie uzyskać dobry współczynnik przenikania ciepła. Z kolei położenie zbyt grubej warstwy będzie zwyczajnie nieopłacalne finansowo – przypuszczalne różnice w stratach ciepła mogą być na tyle znikome, ze inwestycja w grubszą izolację nigdy się nie zwróci.

Jak ocieplić podłogi na gruncie oraz fundamenty

W przypadku podłóg na gruncie i fundamentów występują zazwyczaj znaczące straty ciepła oraz jego przenikanie. W obecnie obowiązujących przepisach budowlanych wymagane jest, aby te przegrody konstrukcyjne miały współczynniki przenikania nie większe niż 0,45 W/(m²/K) dla budynków standardowych oraz 0,15-0,20 W/(m²/K) dla domów energooszczędnych i pasywnych. Dobrym przykładem uzyskania bardzo niskiego współczynnika przenikania ciepła jest budynek Apartamentów „Kornel” w Pobierowie – dzięki wykorzystaniu odpowiednich technologii współczynnik jest tam na poziomie 0,19 W/(m2/K).

 Jedną z najprostszych metod ocieplenia przegród przyziemnych jest położenie w nich płyt polistyrenu ekstrudowanego (XPS). Materiał ten cechuje się lepszymi właściwościami termicznymi niż popularny styropian, co sprawia, że przy jego zastosowaniu nie zachodzi konieczność układania warstw grubszych niż 14-16 cm. Dodatkowo tworzywo XPS wspaniale sprawdza się przy bezpośrednim kontakcie z gołym gruntem, a także gdy zostanie znacznie obciążone ciężarem wylewki betonowej. Polistyren ekstrudowany można jednak zastąpić innym tworzywem np. specjalną, wzmocnioną wełna mineralną do izolacji fundamentów. Wełna ta charakteryzuje się hydrofobizowaną i nienasiąkliwą powierzchnią co sprawia, że jest odporna na kapilarne podciąganie wody z gruntu. Unika się w ten sposób ryzyka związanego z zawilgoceniem izolacji. Należy przy tym jednak wciąż pamiętać, ze wełnę w trakcie budowy użyć można tylko wtedy gdy poziom wód gruntowych jest poniżej linii, na której znajdują się fundamenty.

Ściany zewnętrzne

Do dużych start ciepła na poziomie 30-35% przyczyniają się ściany konstrukcyjne, a to wszystko przez ich dużą powierzchnię. Ma to ogromne znaczenie w sezonie grzewczym, przez utratę tak dużej energii źle ocieplony budynek będzie ulegać bardzo szybko wychłodzeniu. Dla uzyskania dobrej izolacyjności cieplnej ścian istotna jest zarówno grubość zastosowanej izolacji, jak i sama precyzja wykonania oraz materiały użyte do budowy samych przegród. Wyjątkowo znaczące jest to w przypadku ścian jednowarstwowych. Wybudowanie ich z materiałów ciepłochłonnych pozwala zastosować w nich cieńszą warstwę, a nawet, choć tylko teoretycznie – całkiem zrezygnować z warstwy ocieplenia.

Wprawie budowlanym współczynnik przenikania ciepła wymagany jest od domu na poziomie U=0,30 W/ (m²/K), jednak zastosowanie do budowy betonu komórkowego, betonu keramzytowego z wkładka styropianową czy ceramiki poryzowej pozwala uzyskać współczynnik U na poziomie 0,19-0,26 W/ (m²/K). Mimo, że spełniają one normy izolacyjności cieplnej przewidziane prawem, to w praktyce nawet dla ścian dwu- oraz trzywarstwowych zachodzi konieczność stosowania izolacji cieplnej, a wszystko przez to, że inaczej ściany te nie zapewnią ochrony cieplnej pozwalającej zaoszczędzić energię.

Istnieje wiele metod ocieplania przegród pionowych. Jedną z najczęściej wykorzystywanych w budynkach energooszczędnych jest metoda lekka mokra – na warstwę wełny mineralnej nakładana jest warstwa tynku, uzyskuje się w ten sposób ocieplenie budynku oraz elastyczna elewację. Dobre efekty można także uzyskać stosując metodę lekka suchą – materiał termoizolacyjny umieszczany jest pomiędzy metalowym lub drewnianym rusztem przytwierdzonym na stałe do ściany, następnie pokrywany jest wiatroizolacją i wykańczany zewnętrzną okładziną np. oblicówką drewnianą lub winylową. Metoda ta sprawdzi się idealnie do ocieplania domów o konstrukcji szkieletowej, a dodatkowo charakterystyczna dla niej jest łatwość z jaką może zostać zrobiona. Dużo więcej nakładu pracy wymaga, powoli odchodząca w zapomnienie metoda ciężka mokra. Po pierwsze dlatego, że jest ona kosztowna, a po drugie stosowanie zbrojonej siatki oraz grubowarstwowego tynku bardzo obciąża ścianę. Zawsze jednak należy pamiętać, aby grubość warstwy termoizolacyjnej określała technologia budowy przegród oraz wybrana metoda ocieplenia. Przyjmuje się ogólnikowo, że minimalna grubość zastosowanej termoizolacji powinna wynosić 20 cm, a dla domów energooszczędnych 30 cm, co da wtedy rezultat w postaci współczynnika przenikania ciepła na poziomie 0,20-0,25 W/(m²/K).

Izolacja poddasza i dachu

Nieogrzewane poddasze i dach mogą przynieść duże straty ciepła. Dlatego też, aby uzyskać pożądane rezultaty należy zastosować do ocieplenia poddasza materiał izolacyjny o grubości minimum 18 cm, co da w przyszłości przyzwoity współczynnik przenikania ciepła U dla tej właśnie przegrody.

Do ocieplenia poddasza jednym z najczęściej wykorzystywanych materiałów jest wełna mineralna. Daje ona łatwe możliwości układania oraz pozwala się łatwo docinać do odpowiednich wymiarów. Wełnę mineralną należy mocować wraz z warstwą folii aluminiowej lub welonem szklanym – zapewni to dodatkową ochronę i nie pozwoli przepuszczać ciepła. W wręcz identyczny sposób wykonuje się ocieplenie dachu. Wełnę mineralną dzięki jej właściwością łatwo dokładnie umieścić między krokwiami, w taki sposób by do minimum ograniczyć pustki powietrzne. Pewna alternatywą, która można spotkać jest włókno celulozowe i styropian FS 12 łączony pióro-wpust.

Niezależnie od wybranego materiału, jego grubość nie powinna być mniejsza niż 20 cm. Trzeba przecież pamiętać, ze straty ciepła przez przenikanie w tej przegrodzie mogą wynieść nawet 25%. Zatem jak łatwo zauważyć, to od wykonania właściwej izolacji termicznej będzie zależeć jak dużo się zaoszczędzi na kosztach ogrzewania. Polskie prawo budowlane ustaliło minimalny współczynnik przenikania ciepła dla dachów i stropodachów na poziomie U < = 0,25 W/(m²/K) dla zwykłych standardowych domów, a dla domów energooszczędnych U < = 0,20 W/(m²/K).

Ocieplenie dodatkowe

Ocieplenie ścian, podług i dachu to nie wszystko, należy także pamiętać o miejscach newralgicznych, przez które mogą następować znaczące straty ciepła. Oprócz przegród budowlanych ważne jest także zaizolowanie narożników stawianego budynku, a także przestrzeni wokół ościeży, nadproży i w miejscach gdzie są łączenia płyt balkonowych ze ścianą domu. Występujące tam mostki termiczne przyczyniają się bowiem znacząco do strat ciepła.

Bardzo starannego ocieplenia bezwzględnie wymagają też ściany wewnętrzne oddzielające przestrzeń ogrzewaną od nieogrzewanej. Gdy ściany nieocieplone oddzielające wnętrze ogrzewane od nieogrzewanego mają dużą powierzchnię, to w pomieszczeniu ogrzewanym znacząco obniża się komfort cieplny, a jak łatwo zauważyć to oznacza starty ciepła i podwyższone rachunki za ogrzewanie.

Tutaj również polskie prawo budowlane wprowadziło pewne wymogi dla współczynnika przenikania ciepła dla ścian wewnętrznych. Ustalony jest on obecnie na poziomie 1,0 W/(m²/K), co jednak jest wartością niewystarczającą dla wszelkich styków przestrzeni ogrzewanej i nieogrzewanej pozbawionej ciepła. Ułożenie 10-15 cm warstwy izolacji cieplnej dopiero zapewni odpowiednią ochronę termiczną i komfort cieplny.

Przykład budowli energooszczędnej

W tekście już kilkukrotnie wspomniany został budynek Apartamentów „Kornel”. Nie bez przyczyny. Jest on bowiem doskonałym realnym przykładem wykorzystania omówionej wcześniej wiedzy w praktyce. Dzięki doborowi odpowiednich technik budowy i materiałów termoizolacyjnych osiągnięto w nim współczynnik przenikania ciepła dla ścian na poziomie 0,19 W/(m²/K). Jest to na prawdę doskonały wynik, który w przyszłości przełoży się na oszczędności finansowe. Budynek ten praktycznie nie posiada żadnych mostków termicznych ponieważ albo zostały one w sposób fachowy zabezpieczone, albo w drugim przypadku wszelkie konstrukcje balkonów oraz schodów zewnętrznych zostały punktowo połączone z budynkiem. Jak więc widać dzięki odpowiedniemu projektowi i wykonaniu można osiągnąć doskonałe efekty pozwalające mieszkańcom cieszyć się później odpowiednim komfortem cieplnym oraz niewysokimi kosztami ogrzewani.

Systemy grzewcze

W trakcie eksploatacji domu to ogrzewanie budynku pochłania największą część zużywanej energii – może to być nawet ok.70%. Dlatego też nawet w budownictwie energooszczędnym największe korzyści dla domowego budżetu przyniesie ekonomiczny system grzewczy.

Przy wyborze rodzaju ogrzewania dla domu energooszczędnego należy się kierować indywidualnymi cechami danego miejsca i lokalnymi czynnikami. Wybór sposobu ogrzewania uzależniony jest od jego klasy energetycznej. Można popatrzeć na to ta – im bardziej energooszczędne rozwiązania konstrukcyjne budynku, to tym bardziej opłacalne są rozwiązania o niskich kosztach inwestycyjnych, czuli np. urządzenia elektryczne. Patrząc na to obiektywnie i stosując sumaryczne kryterium, można stwierdzić, że biorąc pod uwagę całkowite koszty wykonania instalacji grzewczej i koszty jej eksploatacji w okresie użytkowania urządzeń grzewczych, to najlepszym sposobem uzyskiwania ciepła w warunkach naszego kraju jest wybór kondensacyjnego kotła gazowego – oczywiście jeśli do działki doprowadzona jest sieć gazowa. Gdy takiej możliwości nie ma, alternatywa dla gazowej instalacji grzewczej jest zamontowanie pompy ciepła, która będzie pobierać potrzebne ciepło z gruntu lub powietrza, a także będzie współpracować z niskotemperaturowym ogrzewaniem podłogowym. Pompy ciepła nie są jednak tanią inwestycją. Zakup i montaż pompy powietrznej to koszt nim. 20 tys., a pompy gruntowej to już ok.40 tys. zł. Kwoty inwestycji są więc bardzo wysokie, ale rekompensują je późniejsze oszczędności wynikające z minimalnego zużycia energii. Według obliczeń pompa ciepła zasilona 1 kWh energii elektrycznej jest w stanie oddać do 3 kWh energii cieplnej.  

Kolektory słoneczne zamontowane na dachu lub elewacji mogą się także okazać niekłopotliwym i dobrym źródłem ciepła. Trzeba jednak przy nich pamiętać, że w panującym w Polsce klimacie kolektory słoneczne będą mogły funkcjonować jako niezależne źródło ciepła zapewniającego ciepłą wodę tylko między kwietniem, a wrześniem, czyli przez pół roku.

Bardzo ważne jest także to przy nowoczesnych urządzeniach grzewczych, że mogą one pracować same. Dzięki zastosowaniu rozwiązań elektronicznych można ustawić pożądane parametry i cieszyć się ciepłem bez potrzeby ciągłego doglądania instalacji grzewczej.

Rady, aby zaoszczędzić więcej energii cieplnej

• Ogrzewaj pomieszczenia tylko wtedy gdy z nich korzystasz lub zajdzie taka potrzeba. Staraj się wyłączać ogrzewanie w nieużywanych pomieszczeniach.
• Zastosuj w domu zawory termostatyczne – dzięki nim można ustawić indywidualną temperaturę dla każdego pomieszczenia. Komfort cieplny dla każdej osoby jest sprawą indywidualną i ma na niego wpływ wiele czynników. Dane statystyczne mogą posłużyć za pewien punk wyjściowy. Dane te wskazują dla przykładu, ze w czasie snu temperatura w sypialni powinna być mniejsza niż 18°C.
• Staraj się utrzymywać właściwa temperaturę w pomieszczeniach. Unikaj przegrzewania pokoi. Obniżenie temperatury o 1°C to już oszczędność rzędu 6% energii.
• Pamiętaj o odpowietrzeniu kaloryferów przed każdym sezonem grzewczym.
• Rozsądnie wietrz pomieszczenia. Wietrzenie powinno być krótkie i intensywne. Popularne wietrzenie przy uchylonych oknach jest bardzo nieefektywne i wprowadza niepotrzebne straty energii cieplnej.
• Zamontuj w domu żaluzje i okiennice. Zamykając je co noc, nie tracisz ciepła.
• Powieszone w oknie zasłony pomagają oszczędzać energię, ale tylko wtedy gdy przysłaniają taflę okna jednocześnie nie zasłaniając kaloryferów i zaworów termostatycznych.

Przytaczany już budynek Apartamentów „Kornel” w Pobierowie zastosował u siebie dwa systemy grzewcze posiada pompy ciepła oraz kolektory słoneczne. Daje to doskonałe efekty i zabezpiecza uzyskiwanie ciepłej wody, a przy okazji bardzo tez obniża koszty eksploatacji. Aby ograniczyć je do minimum w budynku tym zostały wprowadzone wszystkie wymienione powyżej rady i zalecenia.