Dobry klimat domu

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.

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.

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.

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 26^oC, podczas gdy w części budynku, w której zainstalowano osłony wewnętrzne, dochodziła ona do 31^oC.

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.

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.