LUMINA House, przykład budownictwa zrównoważonego
O oszczędzaniu energii i ekologii należy myśleć już w fazie tworzenia założeń projektowych. Dotyczy to przede wszystkim zwrócenia uwagi wszystkich uczestników procesu projektowego, również inwestora i projektantów branżowych, na założone cele prośrodowiskowe. Chcąc dać przykład optymalnych rozwiązań ARCHIPELAG stworzył projekt domu modelowego LUMINA HOUSE - wzorca dla budownictwa zrównoważonego.
LUMINA to dom o niskim zapotrzebowaniu na energię i wysokim komforcie użytkowania. Jest to budynek, w którym położono nacisk nie tylko na oszczędności energii, ale również na jej aktywne pozyskiwanie ze źródeł naturalnych - słońca, ziemi i wody. Wykorzystano najnowszą wiedzę techniczną poprzez zastosowane urządzeń takich jak pompa ciepła, wentylacja mechaniczna z rekuperacją, panele słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne, system odzysku wody deszczowej oraz zintegrowane sieci teleinformatyczne pozwalające zarządzać zużyciem energii w domu jednorodzinnym.
Jakie cechy budynku sprzyjają energooszczędności?
Nowoczesne systemy murowe dla ścian jednowarstwowych od dawna zapewniają już Umax= 0,29 [W/m2K], ale chcąc wyjść naprzeciw ideom energooszczędności i coraz ostrzejszym wymaganiom dotyczącym ochrony budynku przed stratami energii, konsultanci zalecają, aby przy projektowaniu nowych budynków uwzględniać już współczynnik Umax=0,25 [W/m2K]. Takie działania potwierdzają, że aby wyjść naprzeciw wymaganiom współczesnego, zrównoważonego budownictwa, które coraz bardziej rygorystycznie przestrzega zasad energooszczędnego budowania i realizowania celów prośrodowiskowych, należy brać pod uwagę zarówno wymagania, potrzeby i możliwości inwestora, jak i prognozy dotyczące dalszego funkcjonowania realizowanego obiektu, kosztów jego eksploatacji, a nawet warunków, które mogą wpływać na późniejszy koszt nieruchomości. Ściany zewnętrzne w LUMINIE wykonane zostały z ciepłych bloczków YTONG PP2/0,4 grub. 24 cm i zapewniają one przede wszystkim wysoką termoizolacyjność ścian. Niski współczynnik przewodzenia ciepła λ = 0,11 W/mK sprawia, że ściana taka wymaga jedynie niewielkiego docieplenia, by spełnić wymaganie U ≤ 0,30 W/m2K. W przypadku domu LUMINA, celem projektantów było uzyskanie możliwie najniższego współczynnika U. Dzięki zastosowaniu bloczków YTONG PP2/0,4 grub. 24 cm oraz warstwy docieplenia o grubości 20 cm, możliwe jest uzyskanie współczynnika U = 0,14 W/m2K. Zastosowanie bloczków YTONG pozwala zatem na wykonanie budynku wysoko energooszczędnego i osiągnięcie minimalnych strat ciepła.
Im bardziej bryła budynku jest zwarta i prosta, tym mniej istnieje w niej miejsc, które mogą być narażone na niebezpieczeństwo strat energii przez ewentualne mostki termiczne. Takim miejscem może być choćby narożnik budynku, taras nad pomieszczeniem użytkowym, płyta balkonowa czy połączenie lukarny z połacią dachu. Należy minimalizować możliwość wystąpienia mostków termicznych, wspomagając słabe miejsca w budynkach takimi rozwiązaniami jak np.: stosowanie gotowych płyt stropowych, które można wysunąć poza obrys budynku tworząc balkon bez mostków termicznych; stosowanie płyt balkonowych na łącznikach termoizolacyjnych, wykorzystanie pustaków izolacyjnych, które mają za zadanie likwidację mostka na poziomie cokołu, stosowanie dobrych materiałów izolacji termicznej do ocieplenia elementów konstrukcyjnych zarówno żelbetowych, jak i drewnianych. Przegrody takie jak ściany zewnętrzne czy połacie dachu mają za zadanie izolację wnętrza budynku od skrajnych temperatur na zewnątrz. Chodzi tu zarówno o mroźne zimy, jak i upalne lata. Wiadomo, że straty energii przez te elementy rosną wprost proporcjonalnie do ich powierzchni. Rozważając dalej - znaczyłoby to, że najlepszym rozwiązaniem dla budynków niskoenergetycznych byłoby stosowanie prostych form przekrytych płaskim stropodachem o jak najmniejszej powierzchni w stosunku do ich rzutu. Są to oczywiście skrajne rozwiązania, które nie zawsze uwzględniają rozmaite funkcjonalno-estetyczne plany projektanta i inwestora.
Bardzo istotne są przegrody zewnętrzne tzw. przezroczyste, czyli okna. Zwłaszcza przy dużych przeszkleniach w budynku należy zwrócić uwagę na ich parametry cieplne (zarówno ram, jak i szklenia). Istnieją już na rynku budowlanym okna dwukomorowe o współczynniku przenikania ciepła dla szyb U=0,4 [W/m2K]. Budynki energooszczędne tzw. aktywne powinny posiadać okna o współczynniku U poniżej 0,8 [W/m2K]. Dopuszcza się jednak, aby te parametry kształtowały się na poziomie 1,1-0,8 [W/m2K]. Odchodząc jednak od wszelkich liczb, należy pamiętać o dość istotnych, a nie zawsze docenianych przez inwestorów faktach. Na przykład w przypadku położonych obok siebie dwóch okien o określonej powierzchni, to, czy są one ze sobą złączone, czy też dzieli je fragment muru, będzie miało bezpośredni wpływ na wystąpienie start ciepła lub ich brak. Połączone okna o tej samej powierzchni szyb mają mniejszą powierzchnię ram i tym samym minimalizują niebezpieczeństwo strat ciepła zarówno na ramach, jak i połączeniach okna ze ścianą budynku. Podobne zasady dotyczą okien połaciowych. Współczesne okna mogą być wyposażone w specjalne powłoki, które w zależności od usytuowania budynku względem stron świata pozwalają na pozyskanie energii lub nie dopuszczają do jej strat. Powłoki nisko-emisyjne lub specjalne siatki zatrzymujące światło rozproszone, którymi mogą być pokryte szyby, to doskonałe rozwiązania stosowane już w nowoczesnym budownictwie.
Wysokie wymagania cieplne stawia się też drzwiom zewnętrznym. Dom energooszczędny aktywny zakłada dla stolarki drzwiowej zewnętrznej współczynnik nawet U= 0,8 [W/m2K]. Warto więc zwracać uwagę nie tylko na estetykę drzwi wejściowych, ale również na ich izolacyjność cieplną.
Systemy wspomagające energooszczędność dla budownictwa jednorodzinnego
Współdziałanie zastosowanych w danej inwestycji systemów i rozwiązań, takich jak:
- wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła,
- pompa ciepła oraz system ogrzewania podłogowego,
- panele solarne do ogrzewania wody użytkowej,
- ogniwa fotowoltaiczne zamieniające energię słoneczną w elektryczną,
- wykorzystanie deszczówki w celu oszczędzania wody pitnej,
- przydomowe oczyszczalnie ścieków,
daje możliwość uzyskania dodatkowych oszczędności eksploatacyjnych i stanowi podstawę działań prośrodowiskowych.
Rosnąca świadomość projektantów i inwestorów pozwala na daleko idące oszczędności w zakresie ograniczenia strat energii cieplnej, zmniejszenia zużycia wody pitnej oraz wykorzystania naturalnej energii ze źródeł odnawialnych.
Jak poprawić parametry cieplne budynku?
Podstawowe zalecenia dla budynku energooszczędnego aktywnego, w którym zapotrzebowanie na ciepło wynosi 40-30 kW•h/(m2•rok):
1. Fundamenty oraz podłoga na gruncie - zalecany współczynnik U = 0,15 [W/m2K]
2. Strop nad piwnicą - współczynnik U = 0,30 [W/m2K]
Aby uzyskać podobne parametry, należy zastosować ocieplenie z polistyrenu ekstrudowanego, oraz izolacyjne pustaki cokołowe.
3. Ściany zewnętrzne - współczynnik zalecany Umax = 0,25 [W/m2K]
Bardzo ważna jest dokładność wykonania murów z ich cienkowarstwowymi spoinami. Zbyt duże ilości zaprawy mogą stanowić znaczące mostki termiczne. Zalecane są ściany dwuwarstwowe, gdzie zwłaszcza zewnętrzna warstwa termoizolacyjna pozwala na uzyskanie doskonałych parametrów - poniżej 0,15 [W/m2K] - przy łącznej grubości muru wynoszącej 36 cm. Należy także pamiętać o wyborze materiałów konstrukcyjnych o bardzo dobrych parametrach.
4. Dach i stropodachy - współczynnik U zalecany 0,2-0,15 [W/m2K]
Przy zastosowaniu 30 cm wełny mineralnej w połaci dachu uzyskamy współczynnik U poniżej 0,15 [W/m2K]. Należy pamiętać, aby materiał izolacyjny na połaciach układać przynajmniej w dwóch warstwach dla izolacji elementów konstrukcyjnych.
5. Stolarka okienna - zalecane współczynniki U = 1,4-0,8 [W/m2K]
Należy zwrócić uwagę na parametry cieplne zarówno ram jak i szklenia. Dla kompletnych okien parametr powinien wynosić raczej 0,8 [W/m2K].
6. Stolarka drzwiowa zewnętrzna - zalecany współ-czynnik Umax = 2,0 [W/m2K]
7. Wentylacja - zalecana wentylacja z odzyskiem ciepła.
Przy zastosowaniu tradycyjnego systemu wentylacji grawitacyjnej musimy liczyć się ze stratami nawet do 40% energii cieplnej z budynku.
