Dom energooszczędny – jak go zbudować i jakie rozwiązania techniczne obniżają koszty jego eksploatacji

Mieszkanie w domu jednorodzinnym o różnej kubaturze, większym lub mniejszym, ma z pewnością swoje zalety, ale jednocześnie i pewne wady, spośród których najistotniejsza to stale rosnące koszty utrzymania. Największe rachunki generuje z pewnością ogrzanie takiego budynku, co dodatkowo powiększają ewentualne błędy popełnione przy jego budowie, powodujące duże straty ciepła w miesiącach jesienno-zimowych. Źle ocieplone ściany, niewłaściwie dobrane materiały budowlane, czy po prostu niedokładnie wykonane prace budowlane, wszystko to natychmiast odbija się niekorzystnie na naszej kieszeni. Dlatego lepiej zawczasu zaoszczędzić sobie tego typu kłopotów i już w fazie wyboru projektu przyszłego lokum dla swojej rodziny zdecydować się na dom energooszczędny.

Dom energooszczędny – dlaczego warto taki zbudować

Budowa domu to duża odpowiedzialność, a od właściwego projektu i jego późniejszej realizacji zależeć będzie wiele czynników wpływających nie tylko na komfort użytkowania, ale i na wysokość rachunków za najważniejsze media, wodę, ogrzewanie czy nawet wentylację. Nie da się ukryć, że większość inwestorów czy właścicieli nie przywiązywała dotychczas do tego zbyt dużej wagi, lecz zazwyczaj tylko do momentu, kiedy koszty eksploatacji zaczęły przekraczać ich możliwości finansowe. Z tego też powodu coraz większą popularność zaczęły zyskiwać właśnie domy energooszczędne, stawiane z wykorzystaniem wszystkich dostępnych technologii umożliwiających zminimalizowanie tych kosztów. Trend ten dotarł już i do naszego kraju, będąc jednak w większości przypadków nadal traktowany jako nowość, w przeciwieństwie do wielu innych państw Unii Europejskiej, gdzie energooszczędne budownictwo mieszkaniowe stało się wręcz powszechnie obowiązującym standardem.

Dom energooszczędny – definicja pojęcia

Wpisując w wyszukiwarkę internetową hasło „dom energooszczędny”, możemy otrzymać wiele różnych definicji tego pojęcia, trudno jest więc jednoznacznie określić, na czym ta energooszczędność ma polegać. Za najbardziej zbliżoną do prawdy definicję uznaje się jednak budynek, w którym wszystkie przynależne mu instalacje, elektryczna, grzewcza, wentylacyjna czy wodno-kanalizacyjna, nie zużywają zbyt dużo energii. Najważniejszym czynnikiem to charakteryzującym jest łączne zapotrzebowanie na energię, oznaczane międzynarodowym współczynnikiem EUco, powszechnie obowiązującym na terenie całej UE. Określa on całkowite zapotrzebowanie domu, czy każdego innego budynku stawianego w technologii energooszczędnej, na energię zużywaną następnie do podgrzania wody oraz ogrzewania. W przypadku EUco od razu widać różnice standardów pomiędzy Polską, gdzie maksymalna obowiązująca norma zużycia energii wynosi 130 kWh/m2 na rok użytkowania, a resztą Unii, gdzie wartość ta musi być równa lub mniejsza niż 70 kWh, co jest uznane za europejski standard ISO. Budując taki dom, warto zadbać o jak najniższą wartość także z innego powodu niż koszty użytkowania, można bowiem uzyskać dopłatę do domu energooszczędnego, finansowaną przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

Dom energooszczędny – elementy decydujące o jego energooszczędności

Skoro znamy już definicję i najważniejsze czynniki decydujące o energooszczędności domu, czas poznać, jakie jego elementy mają bezpośredni wpływ na wielkość powstałych strat energii, zwłaszcza cieplnej. Nie da się ukryć, że większość budynków jest stawiana niezgodnie z tymi zasadami, a o stale rosnących kosztach eksploatacji decyduje między innymi:

• kształt, stopień nachylenia, nasłonecznienie oraz lokalizacja działki, na której zastanie postawiony dany budynek;
• jego wielkość, im jest większy, tym więcej powierzchni mamy do ogrzania, rośnie też powierzchnia ścian, zwłaszcza zewnętrznych wymagających odpowiedniej izolacji termicznej;
• bryła budynku, im ma bardziej skomplikowany kształt, pełen załamań, wykuszy, balkonów czy zewnętrznych ozdób, tym będzie trudniejszy on do ogrzania i izolacji. Z tego też powodu warto wybierać projekty domów o prostym kształcie, bez zbędnych ozdób tworzących niekorzystne mostki termiczne;
• liczba i wielkość okien oraz stopień ich szczelności, również mający duży wpływ na powstanie strat ciepła sięgających 10 – 15 procent;
• rodzaj zastosowanych materiałów budowlanych, praktycznie do wszystkich elementów domu, począwszy od jego piwnicy powodującej straty ciepła rzędu 10 – 15 procent, poprzez ściany zewnętrzne i wewnętrzne, przez które tracimy 20 – 30 procent ciepła, aż po więźbę dachową razem z jej pokryciem generujące straty na poziomie nawet 25 – 30 procent;
• system ogrzewania, który powinien łączyć w sobie pozornie dwie przeciwstawne cechy, z jednej strony być maksymalnie wydajny, a z drugiej osiągać tę wydajność kosztem jak najmniejszego zużycia opału;
• wydajny, cichy i oszczędny system wentylacji, a źle wykonany i zaprojektowany to kolejna strata w wysokości aż 25 – 35 procent.

Jak widać na powyższych przykładach, zaprojektowanie i budowa domu energooszczędnego nie jest prostym zadaniem, dlatego każdy z wymienionym elementów należy wykonać ze szczególną starannością, a niektóre z nich opiszemy nieco dokładniej.

1. Zakup działki pod dom energooszczędny

Pierwsze co zazwyczaj robimy, decydując się na budowę wymarzonego domu dla naszej rodziny, to znalezienie odpowiedniej działki. Niestety nie na każdej da się postawić tego typu budynek i jeśli mamy naprawdę mieć wymierne oszczędności, musi ona spełniać pewne ściśle określone warunki. Najważniejszy jest jej stopień nasłonecznienia i mimo że najczęściej szukamy działek położonych pod lasem, w otoczeniu chroniącej nas przed gorącem zieleni, parcela pod dom energooszczędny musi być dobrze oświetlona promieniami słonecznymi. Przecież postawienie budynku w cieniu samo z siebie wymusza jego intensywniejsze ogrzewanie, a w takiej sytuacji o jakichkolwiek oszczędnościach możemy po prostu zapomnieć. Dom stojący w słońcu będzie z pewnością wymagał lepszej wentylacji czy klimatyzacji w miesiącach letnich, ale za to w zimie będą go naturalnie dogrzewały promienie słoneczne, zmniejszając ilość zużywanego opału, niestety coraz droższego.

Kolejnym czynnikiem decydującym o wyborze konkretnej działki, jest jej kształt oraz lokalizacja. Najbardziej optymalna będzie parcela lekko nachylona w kierunku południowym, płaska o kształcie zbliżonym do kwadratu albo prostokąta. Spad pozwoli na postawienie ściany skierowanej na północ o mniejszej powierzchni, minimalizującej w ten sposób straty ciepła, z jednoczesnym zwiększeniem powierzchni nasłonecznionej ściany południowej. Regularny kształt ułatwi nam z kolei prawidłową lokalizację budynku właśnie względem stron świata, a ostatnim elementem działki, o jaki warto zadbać, to zapewnienie sobie odpowiedniego sąsiedztwa. Nie mówimy tu oczywiście o ludziach, ale o tym, co będzie ewentualnie budowane na sąsiednich posesjach i istotne jest, aby w przyszłości nie postawiono na nich żadnych wysokich budynków mogących rzucać cień na nasz dom.

2. Wybór optymalnego projektu budynku

Skoro dom energooszczędny, jak sama jego nazwa wskazuje, ma dać nam oszczędności kosztów jego utrzymania, to naturalne jest, że nie może to być duży, wielopiętrowy budynek o powierzchni użytkowej kilkuset lub nawet więcej metrów kwadratowych. Powiedzmy sobie już na wstępie, że energooszczędny równa się mały i właśnie takiego gotowego projektu powinniśmy szukać lub zlecać jego przygotowanie doświadczonemu w tej dziedzinie architektowi. Wielkość takich domów zaczyna się już od 70 do 90 metrów kwadratowych, kubaturą można je więc porównać z typowym mieszkaniem w bloku. Oczywiście nie musimy od razu decydować się na taki niewielki, ale raczej starajmy się nie przekraczać granicy 100 metrów, a taka wielkość w zupełności spełni przecież wymagania nawet licznej, wieloosobowej rodziny. Dom nie musi koniecznie być stawiany w tradycyjnej technologii murowanej, równie często spotyka się te, budowane z wykorzystaniem zyskującej coraz większą popularność drewnianej technologii szkieletowej.

Jeśli chodzi o ilość pięter, to mamy w tej kwestii większy wybór i możemy bez odczuwalnych strat energii zdecydować się na budynek piętrowy. Przeprowadzone badania i wyliczenia pokazały, że taki dom, mający właściwie zaizolowane poddasze i całą konstrukcję dachu, powoduje mniejsze straty ciepła niż budynek parterowy o takiej samej powierzchni użytkowej, zajmujący większą powierzchnię działki i przez to trudniejszy do ogrzania. Najlepiej sprawdzi się więc zwarta bryła budynku, piętrowego, ze spadzistym, nasłonecznionym dachem, bez zakłócających symetrię zbędnych ozdób, o powiększonej ścianie południowej, zlokalizowana na osi północ – południe. Przy sporządzaniu projektu należy również uwzględnić wymienione wyżej warunki panujące na danej działce, a sam budynek, o ile nie jest to niezbędne, raczej nie powinien być podpiwniczony. Nie zapominajmy również o odpowiednim wykonaniu izolacji ścian oraz dachu, która musi być grubsza niż w innych, nieenergooszczędnych budynkach. W przypadku ścian zewnętrznych jest to minimum 20 cm styropianu, wełny mineralnej lub innego materiału izolacyjnego, a na dachu warstwa ta powinna mieć co najmniej 30 – 40 cm.

3. Jakie okna i drzwi sprawdzą się w domu energooszczędnym

Kolejnym elementem wymagającym naszej szczególnej uwagi, jest stolarka okienna i drzwi zewnętrzne, które zamontujemy w nowo budowanym domu mającym spełniać wszystkie wymogi energooszczędności. Z wyborem szczelnych i minimalizujących straty ciepła drzwi zewnętrznych nie powinniśmy mieć większego problemu. Na rynku jest dostępnych wiele modeli skrzydeł drzwiowych produkowanych z nowoczesnych, odpornych materiałów, ale jak zawsze najlepiej sprawdzają się solidne drzwi wejściowe w wersji antywłamaniowej. Dzięki swojej wzmacnianej metalowej konstrukcji są w pełni odporne na próby siłowego otwarcia, a wnętrze domu przed warunkami atmosferycznymi chroni z kolei gruba warstwa izolacji. Stanowi ją zazwyczaj styropian lub wełna mineralna, umieszczone wewnątrz skrzydła, a ucieczce ciepła zapobiegnie też dokładnie dopasowana ościeżnica. Zadbajmy także o odpowiednio szczelne drzwi wewnętrzne, pozwalające z kolei uniknąć niepotrzebnego wychłodzenia wszystkich pomieszczeń w sytuacji, kiedy obniży się temperatura w którymś z nich.

W przypadku okien czeka nas już niestety trochę trudniejsze zadanie, jest to bowiem element wykończenia budynku, przez który, przy niewłaściwym jego dobraniu, ucieka najwięcej cennego ciepła. Ważne jest więc, aby wybierać stolarkę okienną najwyższej jakości, której profile są robione z materiałów będących dobrymi izolatorami cieplnymi. Naszym zdaniem natychmiast należy więc skreślić coraz popularniejsze w ostatnim czasie okna aluminiowe, które wyglądają z pewnością niezwykle efektownie, ale ich metalowe ramy szybko wychładzają wnętrze. Może trochę pomóc dodatkowa izolacja termiczna, ale w miarę możliwości lepiej wybrać okna z innego materiału. Nieco lepsze będą już modele produkowane z tworzyw sztucznych, zazwyczaj z najpowszechniej używanego PCV, ale nie kupujmy tych z najniższej półki cenowej. Warto wydać trochę więcej i mieć w rezultacie przyzwoity poziom ochrony przed czynnikami atmosferycznymi mogącymi doprowadzać do szybkiego wychłodzenia wnętrza budynku. Jeśli zaś zależy nam na najwyższej jakości, to nic nie zastąpi okien drewnianych, których ramy, klejone z kilku warstw drewna charakteryzują się najkorzystniejszym współczynnikiem przenikalności cieplnej (U). Jest on najczęściej na poziomie maksymalnie 0,8 W/(m2·K), a lepiej, aby był jeszcze niższy. Energooszczędne okna muszą też mieć odpowiednie oszklenie, dwie lub nawet trzy szyby, niestety decydując się na nie, musimy liczyć się z wyższymi kosztami zakupu, co jednak szybko zwróci się nam w obniżonych rachunkach za ogrzewanie.

Równie istotny, jak rodzaj okien, jest sposób i miejsce ich umieszczenia, a najwięcej powinno znajdować się na nasłonecznionej ścianie południowej, najskuteczniej nagrzewającej wszystkie pomieszczenia. Z kolei na ścianie północnej, wschodniej oraz zachodniej lepiej jest ograniczyć ilość otworów okiennych, a te, które tam zamontujemy, powinny charakteryzować się najwyższym współczynnikiem izolacyjności termicznej.

4. Tradycyjne systemy ogrzewania przeznaczone dla domu energooszczędnego

Skoro zminimalizowanie strat ciepła leży u podstaw samej idei domu energooszczędnego, czas zatem zająć się jego systemem ogrzewania to umożliwiającym. Dobierając najbardziej nam odpowiadający, musimy wziąć pod uwagę, że do ogrzania niewielkiego domku, o powierzchni rzadko kiedy przekraczającej 100 m2 nie zużywamy aż tak dużo energii i to jedno z najważniejszych kryteriów wyboru kotła CO. Istnieje wiele ich rodzajów, które możemy z powodzeniem wykorzystać, a najczęściej montowane to kondensacyjne kotły gazowe, charakteryzujące się wyjątkowo niskim zużyciem opału. Ich nieodłączną częścią są obecnie nowoczesne systemy elektronicznego sterowania, automatycznie dopasowujące się do faktycznego zapotrzebowania na ciepło w poszczególnych miesiącach, większego jesienią i w zimie, a zdecydowanie mniejszego wiosną lub latem. Dodatkowo montuje się w nich również urządzenia płynnie regulujące moc grzewczą w zależności od jakości gazu ziemnego dostarczanego do budynku. W sytuacji, kiedy brak jest możliwości przyłącza gazu ziemnego w danym rejonie, zawsze można skorzystać z kotłów na gaz płynny, a dodatkowe oszczędności da nam zabudowa na terenie posesji zbiornika do jego przechowywania.

Wiele osób decyduje się również na wykorzystanie kotła zasilanego olejem opałowym, jednak konieczność zbudowania specjalnej kotłowni, odizolowanej ze względów bezpieczeństwa od reszty budynku, jak i zbiornika, także w pewnej odległości od budynku, powoduje, że sumarycznie ta inwestycja może okazać się bardzo kosztowna. Można także rozważyć montaż ogrzewania elektrycznego, jednakże przy stale rosnących i trudnych do przewidzenia cenach energii elektrycznej, opłaca się ją stosować jedynie przy jednoczesnym zamontowaniu wydajnej instalacji fotowoltaicznej umieszczonej na dachu budynku.

5. Ogrzewanie domu energooszczędnego z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii

W ostatnich latach na znaczeniu zyskują ekologiczne systemy ogrzewania korzystające z odnawialnych źródeł energii. Spośród nich najczęściej są wybierane pompy cieplne, nie tylko ogrzewające dom w zimie, ale i jednocześnie obniżające w nim temperaturę w miesiącach letnich. Jest to najbardziej uniwersalne rozwiązanie, dające możliwość nie tylko ogrzewania pomieszczeń, lecz również wody do mycia. Pompy cieplne działają z wykorzystaniem wielu źródeł energii, pochodzącej między innymi z wody, gruntu, a nawet z powietrza. Wyglądem przypominają niewielką lodówkę, w której konstrukcji najważniejsze są cztery elementy:

• parownik, odpowiedzialny za pobieranie ciepła z wody, powietrza lub bezpośrednio z gruntu;
• sprężarka, jak sama nazwa mówi, sprężająca gaz;
• skraplacz, część oddająca zgromadzone w pompie ciepło do wnętrza budynku;
• zawór bezpieczeństwa, czyli tzw. zawór rozprężny, odpowiedzialny za rozprężanie gazu.

W trakcie pracy ciepło jest pobierane ze źródła, poprzez odparowanie czynnika chłodniczego, skąd w postaci sprężonego gazu trafia do sprężarki. W wyniku procesu szybkiego sprężania gaz zostaje podgrzany do wysokiej temperatury i po trafieniu do skraplacza stopniowo się schładza, oddając jednocześnie nagromadzone ciepło do otoczenia. Ogrzewanie pompą wodną ma wielu zwolenników, nie tylko miłośników rozwiązań ekologicznych, takich jak np. szamba betonowe umożliwiając bezpieczne odprowadzanie ścieków, jednak zanim się na nie zdecydujemy, warto poznać jego niewielkie, ale istotne wady, takie jak:

• wysokie koszty zakupu i montażu wszystkich potrzebnych elementów instalacji, która ponadto zajmuje sporo miejsca, zwłaszcza wymiennik ciepła;
• konieczność zasilania całego systemu energią elektryczną, lecz koszty tego można obniżyć, decydując się na zasilanie wspomnianymi bateriami słonecznymi;
• wybierając pompę ciepła w wersji powietrznej, musimy się też liczyć z emitowanym przez nią hałasem, nie większym jednak niż ten, jaki emituje typowa instalacja klimatyzacyjna;
• w większości przypadków zastosowanie pompy ciepła wymusza użycie systemu ogrzewania podłogowego, ale można to również uznać za zaletę, ponieważ ten sposób wykazuje najwyższą wydajność z jednoczesnym najniższym zużyciem energii.

Na szczęście zalety pomp ciepła zdecydowanie przewyższają nieliczne wady i są one warte zastosowania, mimo że poniesione wstępne koszty zwrócą się dopiero po kilku latach eksploatacji. Kolejną ich cechą, przemawiającą za zakupem, jest fakt, że pompę ciepła można z powodzeniem zamontować praktycznie w każdym budynku, oraz to, że podczas pracy nie emituje spalin ani żadnych innych szkodliwych zanieczyszczeń. Nowoczesne modele pomp są też całkowicie bezobsługowe, nie trzeba dla nich wydzielać osobnego pomieszczenia, a uzyskane z nich ciepło jest zdecydowanie najtańsze.