Dobry klimat domu

Dorota Bidzińska
Dorota Bidzińska

To nie tylko przenośnia. Chodzi o światło i jakość powietrza w domach, o to, aby wnętrza nie były zimne ani przegrzane, a ich mieszkańcy mogli oddychać swobodnie i cieszyć się zdrowiem. Nowoczesne projektowanie to także troska o klimat wewnętrzny budynku.

Nowe domy będą coraz bardziej efektywne energetycznie, ale jaki będzie to miało wpływ na komfort życia mieszkańców? Niższe koszty ogrzewania to przecież nie wszystko. Ważne jest, by rozwiązania, które w założeniu mają ograniczyć zużycie energii, nie wpływały negatywnie na inne czynniki klimatu wewnętrznego, takie jak oświetlenie, skuteczna wentylacja, ochrona pomieszczeń przed przegrzewaniem. Między innymi tym zagadnieniom była poświęcona organizowana przez „Muratora” konferencja „Jakość budynku: energia – klimat – komfort”.

– Nikt nigdy nie twierdził, że energooszczędność jest priorytetem, który ma być realizowany kosztem innych elementów komfortu – mówił Piotr Jurkiewicz, architekt projektujący budynki w standardzie pasywnym. – Wręcz przeciwnie, projektowanie powinno być zintegrowane. Musimy pamiętać o tym, że na końcu całego procesu jest użytkownik, który po prostu ma się w domu czuć dobrze.

Dobry klimat domu

Na klimat wewnętrzny budynku składają się między innymi dostęp światła naturalnego, wentylacja i ochrona pomieszczeń przed przegrzewaniem. Wszystkie te czynniki mają wpływ na zdrowie i komfort życia mieszkańców

fot. GREEN CANOE STUDIO

Jasno i ciepło

Aby zapewnić niskie zapotrzebowanie na energię, ściany i dach budynku powinny być należycie ocieplone. Równocześnie dla komfortu mieszkańców bardzo ważne jest oświetlenie wnętrz naturalnym światłem bezpośrednim lub rozproszonym. Oświetlenie elektryczne powinno stanowić jedynie uzupełnienie dla światła słonecznego. Dlatego w projekcie domu tak ważne są okna. Szacuje się, że w większości współczesnych budynków mieszkalnych stanowią one od 22 do 27% całej powierzchni bryły zewnętrznej.

Jednak więcej okien to większe straty energii. By chronić dom przed zbytnim chłodzeniem przez szyby, w budownictwie pasywnym i energooszczędnym zwraca się szczególną uwagę na orientację przeszkleń względem stron świata. Powszechnie znana jest zasada, że największe okna planowane są na ścianie z ekspozycją południową, dzięki czemu promienie słoneczne, przenikając przez szyby, dodatkowo dogrzewają pomieszczenie. Od strony północnej liczba i wielkość otworów okiennych jest na ogół ograniczona, by jak najmniej ciepła uciekało przez szklane przegrody.

Są one zresztą coraz cieplejsze. Współczesna technologia produkcji okien zapewnia wysoki standard pod względem izolacyjności termicznej. Już dziś wiele produkowanych okien spełnia standardy wymagań technicznych przewidzianych na rok 2021 (współczynnik przenikania ciepła poniżej 0,9 W/(m²·K)). Obok popularnych dwuszybowych coraz częściej spotyka się okna trójszybowe. Aby zwiększyć izolacyjność, komory między szybami wypełniane są gazami szlachetnymi: argonem lub kryptonem. Na rynku pojawiły się też okna czteroszybowe, których właściwości izolacyjne są zbliżone do właściwości ścian. Ich współczynnik przenikania ciepła dochodzi nawet do 0,3 W/(m²·K).

Nowoczesne okna w domach mogą więc być naprawdę duże. I to nie tylko dlatego, że dobrze izolują termicznie. Dawniej technicznym ograniczeniem wielkości przeszklenia była wytrzymałość ram. Obecnie sam zestaw szybowy może być solidną strukturą. Dzisiaj rama nie musi już pełnić funkcji konstrukcyjnej. Może być tylko ramką pozwalającą na montaż okna.

Trzeba jednak pamiętać też o tym, że wszystkie zabiegi, które mają prowadzić do zwiększenia izolacyjności okien (montaż dodatkowych szyb i wypełnienie komór między nimi gazem szlachetnym), zarazem ograniczają ilość światła i ciepła, które dostają się do pomieszczeń.

Dobry klimat domu

W przypadku domów pasywnych i energooszczędnych ważne jest ukształtowanie bryły zgodnie z orientacją względem stron świata. Elewacja północna powinna być pozbawiona dużych przeszkleń, aby ograniczyć straty ciepła

fot. Mariusz Bykowski
Dobry klimat domu

Współczesne duże przeszklenia, zwłaszcza trój- i czteroszybowe, dobrze izolują termicznie, a poza tym zapewniają dostęp światła naturalnego i otwierają dom na otoczenie. Stały się atrybutem nowoczesnego budynku

fot. Piotr Mastalerz, projekt: Jan Gutt, Marcin Rubik

Tylko bez przegrzewania

W bardzo dobrze ocieplonym i szczelnym domu z dużymi oknami skierowanymi na południe problemem może być nie tyle niedogrzanie, ile przegrzewanie pomieszczeń. Pozyskiwanie ciepła ze słońca zimą sprzyja oszczędności energii, ale w okresie letnim bywa uciążliwe.

– W ostatnich latach zauważamy stałą tendencję: klimat coraz bardziej się ociepla – mówi dr inż. Szymon Firląg z Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. – Może się okazać, że w kolejnych latach okresy występowania wysokiej temperatury będą się wydłużać. Być może trzeba zacząć projektować budynki bardziej z myślą o lecie niż o zimie.

Jeśli na etapie projektowania lub budowy domu energooszczędnego zostaną popełnione błędy, latem może być wewnątrz zbyt gorąco. – Wówczas mieszkańcy mogą dojść do wniosku, że brakuje im systemu chłodzenia lub klimatyzacji – dodaje Szymon Firląg. – A kiedy zainstalują go w takim budynku, wkrótce okaże się, że pochłonął wszystkie oszczędności energetyczne – podsumowuje.

Wśród czynników, które zwiększają ryzyko przegrzania domu energooszczędnego, wskazuje się między innymi na niewłaściwą regulację i eksploatację systemu wentylacji mechanicznej. Jeśli w okresie letnim wentylacja nie zostanie odpowiednio wyregulowana, istnieje ryzyko, że pomieszczenia będą się dodatkowo nagrzewać ciepłym powietrzem pochodzącym z zewnątrz. Innym czynnikiem ryzyka jest brak elementów zacieniających. Zyski od słońca pożądane zimą mogą doprowadzić do nadmiernego wzrostu temperatury w lecie. Dr Firląg badał rolę tych czynników na przykładzie domu pasywnego w Hannowerze. Jego badania potwierdziły, że nawet w budynkach energooszczędnych, szczególnie narażonych na przegrzewanie, można zapewnić komfort cieplny w okresie letnim bez konieczności instalowania aktywnego systemu chłodzenia lub klimatyzacji, który podważałby sensowność wprowadzonych wcześniej rozwiązań energooszczędnych. Wystarczy tylko dobrze wyregulować system wentylacji i nie zapomnieć o zacienieniu.

Już na etapie projektowania domu warto zastanowić się, jakie rozwiązania będą chronić wnętrza przed przegrzaniem i zbyt ostrym światłem w okresie letnim

fot. Andrzej Szandomirski, projekt: Marcin Rubik

Osłony przeciwsłoneczne

Jednym z najprostszych sposobów na poprawę klimatu wewnętrznego domu, chroniącym zarówno przed przegrzaniem, jak i przed olśnieniem, czyli zbyt ostrym światłem, są osłony przeciwsłoneczne. Które z nich są najbardziej skuteczne?

– Tak zwane oszklenia inteligentne – odpowiada dr Jerzy Żurawski, współzałożyciel Dolnośląskiej Agencji Poszanowania Energii. Przy czym od razu dodaje: – Potrafią dostosowywać się do wszystkich parametrów, oprócz jednego, czyli ceny.

Rzeczywiście, koszty sprawiają, że jest to rozwiązanie, którego z pragmatycznego punktu widzenia nawet nie należy brać pod uwagę. Podczas gdy zwykła szyba kosztuje około 250 zł/m², szyba inteligentna to koszt 1000 dol./m².

Spośród powszechnie znanych, dostępnych i stosowanych w domach jednorodzinnych najskuteczniejsze są osłony zewnętrzne – przekonuje dr Żurawski. Dowodem są wyniki badań, które przeprowadził w budynku własnego biura. W części okien zainstalowane zostały osłony zewnętrzne, w części wewnętrzne. Okazało się, że tam, gdzie zastosowano osłony zewnętrzne, temperatura w pomieszczeniu nie przekraczała 26oC, podczas gdy w części budynku, w której zainstalowano osłony wewnętrzne, dochodziła ona do 31oC.

Funkcję osłony przeciwsłonecznej może także spełniać odpowiednio posadzona roślinność. Częstą praktyką jest, że przy projektowaniu terenów zielonych wokół budynków pasywnych lub energooszczędnych od strony północnej sadzi się iglaki, które stanowią dodatkową barierę dla wiatru i częściowo odgrywają rolę izolacyjną, zaś od strony południowej – drzewa liściaste, które w okresie letnim chronią przed zbyt silnym promieniowaniem słonecznym, zaś zimą, kiedy tracą liście, swobodnie przepuszczają promienie słońca i ułatwiają dogrzewanie domu przez duże powierzchnie szklane. Podobną funkcję może pełnić pnąca się po elewacji winorośl. W lecie gęste listowie zacienia pomieszczenia, natomiast zimą gubi liście i pozwala na przenikanie promieni słonecznych przez szyby okienne.

Ryzyko przegrzewania budynków (zwłaszcza przy tendencji do stosowania dużych przeszkleń) ma zminimalizować wprowadzenie przepisu (będzie obowiązywał od 2020 r.) ograniczającego dopuszczalny współczynnik przepuszczalności energii całkowitej promieniowania okien w budynkach (g = 0,35). W większości przypadków oznacza to, że aby osiągnąć pożądany parametr, konieczne jest zastosowanie osłon (współczynnik g waha się między wartością 0,5 dla okien trójszybowych a 0,85 dla okien pojedynczo szklonych). Są wprawdzie okna o takich szybach, które spełniają przepisowe wymagania (g = 0,35), ale dr Żurawski przekonuje, że nie warto się na nie decydować. Lepiej zastosować te, które przepuszczają więcej promieniowania słonecznego, i wyposażyć okna w osłony przeciwsłoneczne. Wówczas nie tylko zapotrzebowanie na energię do ochłodzenia pomieszczeń znacznie się zmniejszy, lecz także zmaleje ilość energii potrzebnej do ogrzewania, ponieważ zimą dom będzie dodatkowo dogrzewany przez słońce.

Wśród osłon przeciwsłonecznych najskuteczniejsze są te montowane po zewnętrznej stronie szyby. Pozwalają one uzyskać w pomieszczeniach temperaturę przynajmniej o kilka stopni niższą niż osłony wewnętrzne

fot. Andrzej T. Papliński
Dobry klimat domu

Winorośl i drzewa liściaste latem chronią wnętrze domu przed zbyt silnym promieniowaniem słonecznym, a zimą przeciwnie – tracą liście, dzięki czemu promienie słońca wpadające przez duże przeszklenia dogrzewają pomieszczenia

fot. Marcin Czechowicz, projekt: Stanisław Arciuch

Zdrowe powietrze wewnątrz domu

Jak o nie zadbać? Wbrew pozorom to nie brak tlenu jest największym zagrożeniem dla jakości powietrza we wnętrzach, ponieważ zapotrzebowanie na ten pierwiastek wcale nie jest takie duże. Problemem mogą być natomiast różne substancje chemiczne zawarte w powietrzu.

– Kiedy ich stężenie nie jest zbyt wielkie, na przykład przy używaniu kosmetyków lub środków czyszczących, odczujemy jedynie nieprzyjemny, drażniący zapach albo intensywniej zamrugamy oczami, bo zareagują nasze spojówki. Jednak jeśli zostanie przekroczony pewien próg tolerancji na daną substancję lub będzie się ona kumulować w naszym organizmie, może to nie tylko wpłynąć na nasze chwilowe samopoczucie, ale nawet zagrozić zdrowiu – mówił w trakcie konferencji dr inż. Jerzy Sowa z Politechniki Warszawskiej, ekspert w dziedzinie wentylacji, klimatyzacji i jakości powietrza wnętrz. – W przypadku substancji rakotwórczych w ogóle nie ma czegoś takiego jak bezpieczny poziom. Jeśli w powietrzu pojawią się nawet w małym stężeniu, natychmiast powstaje ryzyko zachorowań.

Stan regulacji prawnych dotyczących kwestii jakości powietrza nie napawa optymizmem, bo brakuje norm, które obowiązywałyby projektantów.

– Jedynym rozwiązaniem jest zdrowy rozsądek i poszukiwanie wiedzy – podsumowuje dr Sowa. – Na bałagan prawny, my, specjaliści, nic nie możemy poradzić.

By poprawić jakość powietrza w domu, często inwestuje się w zaawansowany system wentylacji, który zużywa dużo energii. Rodzi się konflikt pomiędzy potrzebą poprawienia jakości powietrza a założeniem o ograniczeniu do minimum zużycia energii.

Tymczasem, jak zauważa dr Sowa, wentylacja to niejedyny sposób poprawy jakości powietrza we wnętrzach. Najważniejsza jest kontrola źródeł zanieczyszczenia powietrza. Chodzi tu o codzienne nawyki, jak chociażby zakaz palenia w pomieszczeniu, troska o to, żeby w mieszkaniu nie namnażały się bakterie i grzyby, ale też o założenia towarzyszące projektowaniu budynku. Na jakość powietrza w domu wyraźnie wpływa to, czy wykonano go z materiałów niskoemisyjnych. Za takie uważa się przede wszystkim substancje naturalne, takie jak drewno, kamień czy szkło. Przy rozsądnym doborze materiałów już na etapie budowy można zachować dobrą jakość powietrza w domu mimo zainstalowania mniej energochłonnego systemu wentylacji.

Przepisy nie chronią jakości powietrza

W polskim Internetowym Systemie Aktów Prawnych znajduje się zarządzenie ministra zdrowia i opieki społecznej z marca 1996 r. w sprawie dopuszczalnych stężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w pomieszczeniach. Jednak w Polsce obowiązują ustawy i rozporządzenia, a nie zarządzenia. Dlatego sądy uchylają decyzje podejmowane w oparciu o to zarządzenie jako niezgodne z konstytucją. W rozporządzeniu ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie wskazana jest norma odnosząca się do tych kwestii (PN-83/B-03430), ale została ona wycofana przez Polski Komitet Normalizacyjny. Istnieje jeszcze Norma Europejska (PN-EN 15251), która jednak zawiera jedynie zbiór sugestii i zaleca, by państwa w zakresie swojego prawodawstwa określiły odpowiednie normy.

Wydanie: Murator 2/2016 Tekst Dorota Bidzińska
warto przeczytać
tematy z okładki