Zawsze na plusie
Dom został zaprojektowany przez architektów specjalizujących się w budownictwie pasywnym. Czas zwrotu dodatkowych kosztów budowy to sześć lat, a rachunki za energię i ogrzewanie wynoszą 27 zł na miesiąc. Czy jest sens budować inny?
Andrzej Wenskowski jest inżynierem budownictwa z Bydgoszczy, inspektorem nadzoru na wielkich budowach. Przed laty zbudował duży dom rodzinny, dworek. Kiedy dzieci usamodzielniły się, przyszła pora na kolejną budowę. Ten drugi, parterowy dom, o którym opowiemy, jest położony na skraju parku krajobrazowego, ma 147 m2 powierzchni mieszkalnej, dwustanowiskowy garaż i jest efektem przemyśleń inwestora na temat współczesnego domu.
Pan Andrzej: – Został zaprojektowany zgodnie z założeniami domu pasywnego i jest plusenergetyczny, czyli produkuje więcej energii, niż zużywa. Andrzej i Iwona mieszkają w tym budynku ponad cztery lata, mieli więc już możliwość ocenić, jak sprawdzają się zastosowane rozwiązania.
Dom zaprojektowali architekci, Agnieszka Figielek i Bartosz Królczyk, właściciele pracowni „Pasywny m2” z Poznania, specjaliści od domów pasywnych, których kursy „Zero, a cieszy” gromadzą za każdym razem ponad tysiąc architektów.
Agnieszka Figielek opowiada o tej współpracy skromnie: – Pan Andrzej podszedł do nas po konferencji na BUDMIE. Zaproponował, żebyśmy wykonali mu projekt. Miał przemyślaną wizję swojego domu, więc naszą rolą było opracowanie projektu zgodnie z jego założeniami oraz rygorami domu pasywnego. Plan domu otwartego na ogród Dom razem z podcieniami ma kształt nieregularnego prostokąta o wymiarach 13 na 16 m. Nieregularność powstaje z wysunięcia ścian.
– Bardzo zależało mi na tym, żeby bryła domu nie była regularnym prostokątem – tłumaczy pan Andrzej. – To byłoby banalne. Intrygujący jest dach zaproponowany przez architektów – to dwa rzędy jakby świetlików, tyle że zamiast przeszkleń są panele fotowoltaiczne. Taki dach określa się jako pilasty albo szedowy. Stosowany jest najczęściej na halach i warsztatach, bo umożliwia doświetlenie od góry.
– Dach szedowy – tłumaczy pan Andrzej – po to, by na domu parterowym umieścić pod jak najlepszym kątem panele fotowoltaiczne. Garaż wydaje się znajdować w bryle budynku i tak jest, ale został oddzielony od domu grubą warstwą izolacji. Są to więc dwa niezależne energetycznie budynki przykryte wspólnym dachem. Zadaszone wzdłuż garażu przejście od furtki do drzwi wejściowych to bardzo praktyczne rozwiązanie, bo chroni mieszkańców i gości przed słońcem i deszczem.
Wnętrze domu zaprojektowane zostało z myślą o czytelnym podziale na część dzienną i nocną. W części dziennej są salon, jadalnia i kuchnia, w nocnej tak wygodne rozwiązania, jak sypialnia z łazienką i garderobą oraz gabinet pana Andrzeja. Praktyczne jest też przejście z garażu do domu. To, co się rzuca w oczy, to wielkie przeszklenia kierujące wzrok na ogród i na krajobraz parku. Okna o maksymalnej dla PWC wysokości 2,5 m zajmują całą szerokość pomieszczeń. Do ogrodu można wyjść z salonu, z sypialni i z gabinetu. Wciąż mamy w pamięci, że to dom pasywny, który kojarzy nam się z nieustannym zamykaniem wszystkich otworów, by nie uciekało ciepło. Jak widać, to dom jednak otwarty.
Jak zbudowano dom pasywny
Na tej budowie spotkali się inżynier budownictwa, który chciał, by drugi dom był sumą jego przemyśleń, oraz doświadczeni architekci, specjaliści od domów pasywnych. Musi to być zatem udany przepis na dom jednorodzinny. Sprawdźmy…
Punkt wyjścia to płyta fundamentowa. Klasyk w domach energooszczędnych. Ma grubość 22 cm, jest zagłębiona w ziemi na 15 cm, a wykonana na warstwie styroduru o grubości 40 cm. Wokół płyty, z racji posadowienia powyżej poziomu przemarzania gruntu, wykonano ostrogi ze styroduru na głębokość 115 cm. Zadanie tej pionowej ściany to zabezpieczenie przed wnikaniem wody powierzchniowej pod płytę fundamentową.
Samą płytę wykonano z betonu C20/25 (B25) z dodatkiem zbrojenia rozproszonego i zbrojenia ze stali w miejscach większych obciążeń. Budowę poprzedziło badanie geotechniczne. Stwierdzono występowanie gruntów wysadzinowych, co było dodatkowym argumentem za budową płyty. Ściany są murowane z bloczków silikatowych o grubości 18 cm na zaprawie murarskiej klasy M5. Zostały ocieplone styropianem grafitowym o grubości 35 cm (EPS o współczynniku przewodzenia ciepła 0,031 W/m·K).
Strop i wiązary dachowe to przykład, jak można budować szybko – prefabrykaty przyjechały na budowę, potrzebny był tylko dźwig, by je zamontować.
– Chociaż bryła wydaje się skomplikowana – mówi Agnieszka Figielek – w rzeczywistości dom nadal jest zwartym sześcianem, który łatwo ocieplić. Łatwo i dobrze… na nieużytkowym poddaszu jest warstwa izolacji o grubości – uwaga! – 70 cm.
Choć szedowy dach wydaje się być komplikacją, to tak nie jest – wełnę mineralną po prostu ułożono na stropie. Punktem kontrolnym dla domu pasywnego, a tak naprawdę dla każdego budowanego domu, powinna być próba szczelności powietrznej.
Andrzej Wenskowski: – Próbę szczelności powietrznej robiliśmy dwukrotnie – na etapie stanu surowego zamkniętego i po zakończeniu budowy. Graniczny jest współczynnik n50 = 0,6, czyli wymiana 600 m3 powietrza na godzinę (przy różnicy ciśnień 50 Pa). Wynik dla tego domu – pokazujący, jak starannie go zbudowano – to 0,4.
Ogrzewanie, wentylacja, fotowoltaika
Pan Andrzej: – W domach pasywnych zapotrzebowanie na energię cieplną nie może przekraczać 15 kWh/m2/rok. Założyłem, że wybudowany dom będzie plusenergetyczny, to znaczy, że ilość energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną zapewni z naddatkiem zasilanie domu i „bezpłatne” ładowanie samochodu elektrycznego. Z obliczeń wynikało, że do ogrzania domu wystarczy źródło ciepła o mocy 3,3 kW.
Gruntowa pompa ciepła spełnia swoje zadanie z dużym zapasem. Ma moc 5,9 kW, a współczynnik efektywności COP = 3,5. Czynnik grzewczy podawany do ogrzewania podłogowego ma bardzo niską temperaturę 24--28oC, co oczywiście przekłada się na niski koszt ogrzewania. Pompa ciepła jest urządzeniem bezobsługowym i – co bardzo ważne – ma funkcję chłodzenia, latem w pętlach ogrzewania podłogowego krąży schłodzony czynnik grzewczy o temperaturze 20oC. Temperatura w domu wynosi 22oC i taka jest utrzymywana przez cały rok.
I jeszcze jedna ważna informacja: przez cztery lata użytkowania pompy ciepła ani razu nie włączyła się grzałka elektryczna, której zadaniem jest wspomaganie ogrzewania przy niskich ujemnych temperaturach.
Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła to kolejny element wyposażenia, który pracuje i na jakość powietrza, i na obniżenie kosztów ogrzewania. W domu pasywnym jest to kolejne wyzwanie, bo kanały powietrzne mogłyby rozszczelnić budynek. Dlatego rury zamontowane są pod stropem, ukryte nad sufitem, a więc w obrębie zamkniętej bryły budynku. Kanały są ocieplone wełną mineralną i zabezpieczone folią metalizowaną.
Ciekawym rozwiązaniem jest odprowadzenie zużytego powietrza przez garaż, gdzie część powietrza wychodzi przez wyrzutnię, a część wpada do pomieszczenia. Efekt? W nieogrzewanym garażu temperatura nigdy nie spadła poniżej zera.
Instalacja fotowoltaiczna ma moc 9,9 kW. Zamontowana pod kątem 22º produkuje rekordowe 10,5 MW rocznie. Zużycie energii na ogrzewanie budynku, podgrzanie ciepłej wody, gotowanie, używanie odbiorników elektrycznych i ładowanie samochodu elektrycznego wynosi 9 MW na rok. Koszty energii elektrycznej to wyłącznie koszty stałe zakładu energetycznego, czyli 27 zł na miesiąc. Pan Andrzej planuje, że następnym krokiem będzie zakup magazynu energii i całkowite odłączenie budynku od sieci. Znając jego konsekwencję, na pewno tak zrobi.
Przepis na nieprzegrzewanie się domu
W domach z wielkimi oknami latem często jest za gorąco, a nawet wręcz nie do wytrzymania. W domu Iwony i Andrzeja tego problemu nie ma. Pan Andrzej zapewnia: – Temperatura w upalne dni wzrasta maksymalnie o jeden stopień, do 23oC. Zbadajmy to zagadnienie, szukając recepty na chłodny dom latem. Okna w takim domu są wyzwaniem. Czy będą szczelne? Czy nie będą przegrzewały wnętrza, skoro wychodzą na słoneczną południową stronę? Zobaczmy – okno tarasowe jest cofnięte względem lica ścian, by latem zadaszenie zacieniało wnętrze. Zimą, kiedy słońce jest niżej, promienie i tak mogą wpadać do wnętrza. Okna są przeznaczone do domu pasywnego – mają współczynnik przenikania ciepła od południa 0,6, a od północy 0,4 W/(m2·K), a więc osiągają bardzo dobre, wręcz najlepsze możliwe parametry. Pakiety są trzyszybowe, profile mają dodatkowe wkładki termiczne, a ciepłe ramki izolują styk szyby i ramy, zapewniając szczelność okna. I coś więcej – zastosowano szyby o zmniejszonym współczynniku przepuszczalności energii słonecznej. Dla okien południowych, zachodnich i wschodnich g > 62%, a dla okien północnych g > 37%. Takie szyby znacznie ograniczają przenikanie ciepła. Dodajmy, że okna zostały zamontowane poza licem ścian w warstwie ocieplenia. Zastosowano belkę nośną i obramowanie z purenitu, czyli bardzo twardego izolatora PUR.
Styk okien i budynku jest uszczelniony taśmami paroizolacyjnymi i paroprzepuszczalnymi. Kolejne rozwiązania: na wszystkich oknach w części mieszkalnej ochronę przed przegrzewaniem zapewniają automatycznie sterowane żaluzje, które ustawiają położenie lameli w ten sposób, by zacieniać wnętrze. W domu jest pompa ciepła, która latem pracuje w funkcji chłodzenia. Jest też wentylacja mechaniczna z rekuperacją. Na obniżenie temperatury w domu pracują jeszcze dwa czynniki. Silikatowe ściany oraz płyta fundamentowa mają dużą pojemność cieplną, więc długo utrzymują także chłód. A można by dodać jeszcze wietrzenie, a tym samym schładzanie wnętrza po zachodzie słońca, kiedy temperatura na dworze spada.
Pora na wnioski: w przeszklonym domu można utrzymać komfortową temperaturę pod warunkiem zachowania reżimu rozwiązań i zachowań. Okna o specjalnych parametrach obniżających przenikanie ciepła, pompa ciepła w funkcji chłodzenia i zacienianie wnętrza żaluzjami oraz wentylacja mechaniczna z rekuperacją – to musi działać, by nie dochodziło do przegrzewania. Pozostawienie niezacienionych okien na pewno będzie prowadzić do przegrzania wnętrza, cudów nie ma.
Czy warto budować inny dom
Pan Andrzej skrupulatnie oblicza czas zwrotu dodatkowych nakładów na dom pasywny i fotowoltaikę. Początkowo okres zwrotu wynosił 11,5 roku. Kiedy w ostatnim czasie ceny energii elektrycznej i węgla poszły znacząco w górę, czas zwrotu skrócił się do ośmiu lat. A w tym roku, kiedy ceny paliwa skoczyły, z racji zasilania energią z fotowoltaiki samochodu czas zwrotu dodatkowych kosztów – dzięki którym ten dom różni się od zwykłego domu zbudowanego zgodnie z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi – skrócił się do sześciu lat!
Pan Andrzej: – Rozwiązania dla domu pasywnego i instalacja fotowoltaiczna zwiększyły koszt budowy, ale to dobrze wydane pieniądze. Ten dom będzie zarabiał na siebie tym, że nie ma kosztów utrzymania. To duży komfort dla właścicieli, kiedy na emeryturze będziemy mieli niższe dochody.
9 zrealizowanych zasad budownictwa pasywnego
1. Orientacja względem stron świata: ogród od południa, wejście od północy.
2. Zapewniona szczelność powietrzna budynku.
3. Maksymalna izolacja termiczna fundamentów, ścian i dachu.
4. Eliminacja wszelkich mostków termicznych.
5. Pasywne okna i drzwi (o najlepszych parametrach).
6. Zastosowanie wentylacji mechanicznej z rekuperacją.
7. Wykorzystanie energii słońca (w tym fotowoltaiki).
8. Zastosowanie rozwiązań zacieniających wnętrze.
9. Dyscyplina domowników, czyli takie użytkowanie domu i urządzeń, by zadbać zarówno o oszczędzanie energii zimą, jak i chłodzenie domu latem.
Jak uniknąć przegrzewania latem?
Jak uzyskać szczelność budynku
- Uszczelnić połączenie ścian zewnętrznych z posadzkami.
- Skleić za pomocą taśm paroszczelnych ściany zewnętrzne z foliami paroizolacyjnymi na dachu.
- Skleić wszystkie folie paroszczelne na dachu.
- Wytynkować wszystkie ściany i sufity oraz wewnętrzne otwory puszek elektrycznych na ścianach zewnętrznych (budowanych w technologii murowej).
- Zastosować ciepły montaż (a więc jedyny zgodny z obowiązującymi normami) stolarki okiennej i drzwiowej. Dodatkowo zastosować specjalistyczne taśmy i folie paroizolacyjne.
- Wykonać uszczelnienie wszelkich przejść instalacji przez przegrody zewnętrzne.
- Efekt sprawdzić przez wykonanie testu szczelności powietrznej budynku.
