pierwszy_certyfikowany_dom_pasywny_w_Polsce.pdf

Pierwszy certyfikowany dom pasywny w Polsce

mgr inŜ. Szymon Firląg, Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji PW, Instytut Budynków

Pasywnych przy NAPE

Wstęp

Tegoroczna, międzynarodowa konferencja poświęcona budownictwu pasywnemu – 11

Passivhaustagung 2007, która odbyła się w Bregenz w Austrii miała bardzo istotny polski

akcent. OtóŜ prezentowany na niej dom pasywny wzniesiony w Smolcu koło Wrocławia jako

pierwszy, nie tylko z Polski ale i całej Europy Środkowo-Wschodniej, otrzymał oficjalny

certyfikat Passivhaus Institut w Darmstadt. Sukcesem zakończyła się zatem współpraca

Instytutu Budynków Pasywnych przy Narodowej Agencji Poszanowania Energii i biura

projektowego Lipińscy Domy, której celem było opracowanie autorskiego projektu i

zbudowanie na jego podstawie modelowego domu pasywnego.

Idea

Definicja budynku pasywnego została stworzona przez dr Wolfganga Feista i prof. Bo

Adamsona z Uniwersytetu w Lund. W roku 1988 załoŜyli oni, Ŝe moŜliwe jest wybudowanie

domu, który dzięki znacznemu ograniczeniu strat ciepła będzie się mógł obejść bez

tradycyjnego systemu grzewczego. Po trzech latach akademicka teoria znalazła potwierdzenie

w pierwszym domu pasywnym powstałym w miejscowości Darmstadt w Niemczech. Po

piętnastu latach od tego wydarzenia ilość wybudowanych obiektów pasywnych jest

szacowana na 5000 a budownictwo pasywne przeŜywa obecnie okres dynamicznego rozwoju

w całej Europie. W standardzie pasywnym wznoszone są domy jedno- i wielorodzinne,

szkoły, przedszkola, biura, fabryki czy takie obiekty jak wysokogórskie schroniska, a

przedsięwzięcia w zakresie budownictwa pasywnego mają miejsce równieŜ w krajach

pozaeuropejskich takich jak Chiny, USA czy Rosja.

Projekt architektoniczny domu Pasywny 1

Zaproponowana przez biuro projektowe, Lipińscy Domy architektura domu

pasywnego nawiązuje do archetypu domu jednorodzinnego, przy czym doskonale wpisuje się

w polski krajobraz zurbanizowany. Projekt domu i jego konstrukcja zapewnia maksymalne

ograniczenie strat ciepła przy jednoczesnym pozyskaniu jak największej ilości zysków ciepła

od słońca. Kompaktowy charakter budynku potwierdza współczynnik A/V wynoszący 0,75 a

dostawiony od strony zachodniej garaŜ o niezaleŜnej konstrukcji pełni rolę dodatkowego

bufora ciepła. Maksymalizację solarnych zysków ciepła osiągnięto dzięki odpowiedniemu

rozmieszczeniu okien na fasadach domu. Największą ilość promieniowania słonecznego

przypada na kierunek południowy, dlatego dom pasywny ma duŜą przeszkloną fasadę od

strony południowej. Sytuacja jest odwrotna, jeśli chodzi o fasadę północną. PoniewaŜ ilość

promieniowania słonecznego przypadająca na ten kierunek jest niewielka to umieszczenie

okien na północnej elewacji powoduje tylko dodatkowe straty ciepła. W domu pasywnym

zrezygnowano jednak z tak zwanego „zamknięcia” fasady północnej. Doprowadziłoby to

znacznego pogorszenia architektury domu i zmniejszenia jego atrakcyjności.

Rozmieszczenie powierzchni przeszklonych jest korzystne z punktu widzenia

pozyskiwania zysków ciepła ale moŜe doprowadzić do przegrzania domu w okresie lata. Aby

temu zapobiec w projekcie architektonicznym przewidziano odpowiednie elementy

zacieniające, np. wysunięte poza obrys budynku okapy. Dzięki nim ilość promieniowania

słonecznego docierającego do domu w okresie lata zostaje zoptymalizowana. Innym

rozwiązaniem pozwalającym na zminimalizowanie zysków ciepła od słońca latem jest

odpowiedni projekt zieleni. Zasadzone od strony południowej drzewa i krzewy okresowo

zielone dają cień latem. Natomiast zimą po zgubieniu liści, nie ograniczają dostępu

promieniowania słonecznego.

Funkcjonalnie dom przeznaczony jest dla czteroosobowej rodziny ewentualnie dla

rodziny wielopokoleniowej. Jest tu miejsce na prace w domu, pokój hobby. Strefę ogólnego

uŜytkowania tworzy pokój dzienny z antresolą. DuŜa przeszklona południowa fasada

powoduje optyczne powiększenie wnętrza. Dom mimo stosunkowo nieduŜej powierzchni

(132 m 2 ) jest bardzo przestronny. Kuchnia połączona z jadalnią posiada pomieszczenie

gospodarcze, w którym umieszczone jest zintegrowane urządzenie grzewczo-wentylacyjne.

Zastępuje ono w domach pasywnych tradycyjne medium grzewcze. Jest tu równieŜ miejsce na

pralkę i podręczną spiŜarkę. AŜurowe schody prowadzą na poddasze, gdzie znajdują się dwie

sypialnie dla dzieci z tarasem nad garaŜem, duŜa sypialnia rodziców z garderobą oraz widna

łazienka. Antresola doskonale spaja wnętrze domu.

Biuro projektowe zdecydowało się na wybudowanie budynku na pięknym terenie

nowo realizowanego osiedla domów jednorodzinnych w Solcu k/Wrocławia. Działka, na

której powstaje dom ma powierzchnię 700 m 2 . Ze względu na jej naroŜnych charakter dom

nie jest zasłonięty od strony południowej Ŝadnymi obiektami, które ograniczałyby dostęp

promieniowania słonecznego. Orientacja budynku róŜni się jednak nieznacznie do załoŜeń

projektowych. Elewacja ogrodowa o duŜej powierzchni przeszklonej jest zorientowana na

południowy-zachód a nie na południe. RóŜnica ta została uwzględniona w obliczeniach

energetycznych, które potwierdziły, Ŝe równieŜ dla takiej orientacji dom osiągnie standard

pasywny. Po zakończeniu inwestycji obiekt ma pełnić funkcję domu pokazowego.

Rys. 1 Wizualizacja elewacji frontowej i ogrodowej domu Pasywny 1.

Rys. 2 Rzut parteru i poddasza domu Pasywny 1.

Przegrody zewnętrzne

Konstrukcja przegród zewnętrznych domu pasywnego jest podporządkowana

maksymalnemu ograniczeniu strat ciepła przez przenikanie. W standardowych wytycznych

konstrukcyjnych moŜna znaleźć warunek mówiący, Ŝe wartość współczynnika przenikania

ciepła U ścian zewnętrznych, podłóg, stropów i dachów nie moŜe przekraczać 0,15 W/m 2 K.

Podczas prac projektowych okazało się jednak, Ŝe aby dom pod Wrocławiem osiągnął

standard pasywny średni współczynnik U przegród zewnętrznych musi wynosi około 0,1

W/m 2 K. Osiągnięcie tak niskiego współczynnika wymusiło konieczność zastosowanie warstw

izolacji o grubości 30 – 44 cm i najlepszych materiałów izolacyjnych.

W pierwszym etapie prac budowlanych wykonano fundamenty i płytę Ŝelbetonową

posadzki. Dom pasywny nie jest podpiwniczony, co znacznie uprościło konstrukcję budynku.

Posadzkę zaizolowano od spodu warstwą 30 cm styropianu odpornego na działanie wody,

charakteryzującego współczynnikiem przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/mK. Pozwoliło to na

uzyskanie przez posadzkę na gruncie współczynnika U = 0,11 W/m 2 K.

Po wykonaniu płyty Ŝelbetonowej nastąpił montaŜ ścian zewnętrznych. Zajął on tylko

trzy dni, dzięki zastosowaniu technologii prefabrykatów z keramzytobetonu. Oprócz

szybkiego montaŜu system ten posiada kilka zalet szczególnie istotnych w budownictwie

pasywnym. Pierwszą z nich jest duŜa masa akumulacyjna prefabrykatów

keramzytobetonowych. Ilość solarnych zysków ciepła pozyskanych przez dom pasywny nie

zawsze pokrywa się z jego aktualnym zapotrzebowaniem na ciepło, dlatego moŜe dojść do

przegrzania budynku. Aby do tego nie dopuścić naleŜy magazynować zyski ciepła a następnie

uwalniać je w momencie spadku temperatury w budynku. Najprostszym sposobem

magazynowania ciepła jest akumulacja bezpośrednia w masywnej konstrukcji budynku. Jej

prawidłowe wykorzystanie wpływa korzystanie na komfort uŜytkowania domu pasywnego i

jego bilans energetyczny.

Drugą zaletą technologii prefabrykowanej jest niewielka grubość konstrukcji nośnej

wynosząca 15 cm. Ma to szczególne znaczenie dla grubości całej ściany zaizolowanej 30 cm

warstwą izolacji. Zastosowanie cienkiej konstrukcji nośnej pozwoliła na uniknięcie tzw.

„efektu bunkra”, który moŜe wystąpić w domach pasywnych. Prefabrykaty

keramzytobetonowe zaizolowano szarym styropianem z dodatkiem grafitu charakteryzującym

się bardzo dobrym współczynnikiem przewodzenia ciepła λ = 0,031 W/mK. Pozwoliło to na

uzyskanie przez ściany zewnętrzne współczynnika U = 0,10 W/m 2 K.

Więźbę dachową domu Pasywny 1 wykonano w sposób tradycyjny. Jedyna róŜnica

polega na zastosowaniu trójwarstwowego systemu izolacji. Pierwszy z jej elementów

stanowią styropianowe panele dachowe o średniej grubości 14 cm. Drugą warstwą izolacyjną

jest szary styropian przeznaczony do izolacji dachu, wypełniający przestrzeń między

krokwiami. Grubość styropianu wynosi 20 cm natomiast jego współczynnik przewodzenia

ciepła λ = 0,033 W/mK. Ostatnią warstwę izolacji stanowią płyty z szarego styropianu o

grubości 10 cm dobite pod krokwiami. Dzięki zastosowaniu trójwarstwowego systemu

izolacji współczynnik przenikania ciepła dachu osiągnął wartość U = 0,08 W/m 2 K, co ma

szczególne znaczenie, gdyŜ straty ciepła przez dach mają znaczny udział w bilansie

energetycznym budynków.

Rys. 3 MontaŜ prefabrykatów keramzytobetonowych.

Rys. 4 Izolacja ścian zewnętrznych wykonana z 30 cm szarego styropianu oraz styropianowe

panele dachowe.

Mostki cieplne

Nawet najlepiej zaizolowane przegrody zewnętrzne nie zapewnią osiągnięcia

standardu pasywnego, jeśli nie wyeliminujemy z konstrukcji domu mostków cieplnych.

Mostki cieplne to miejsca, w których mamy do czynienia z wielowymiarową wymianą ciepła

większą zazwyczaj od wymiany przez regularną część przegrody. WyróŜnia się dwa rodzaje

mostków. Pierwsze z nich geometryczne, występujące wszędzie tam gdzie powierzchnia

przegrody od strony zewnętrznej jest róŜna od powierzchni przegrody od strony wewnętrznej.

Mostki geometryczne to np. naroŜa budynku, których nie uniknie się nawet w domu

pasywnym. Drugim rodzajem mostków ciepła są mostki konstrukcyjne powstające w

miejscach pocienienia lub przerwania warstwy izolacji oraz niejednorodności konstrukcji

przegrody. Ten typ mostków musi być bezwzględnie eliminowany z budynków pasywnych.

Problem mostków cieplnych został rozwiązany w domu pasywnym juŜ na etapie

projektowym. Mostki konstrukcyjne udało się ograniczyć do minimum, między innymi

poprzez termiczne oddzielenie garaŜu od bryły domu. NiezaleŜna konstrukcja nośna

umoŜliwiła wykonanie nieprzerwanej warstwy izolacji pomiędzy obydwoma częściami

budynku.

Bardzo istotne jest równieŜ zachowanie ciągłości warstwy izolacyjnej w przegrodach

zewnętrznych i na ich połączeniach. W domu pasywnym udało się to zrealizować w niemal

wszystkich przypadkach. Jedynym miejscem gdzie nie dało się zapewnić ciągłości warstwy

izolacji są ściany fundamentowe, ale negatywne skutki zostały częściowo zniwelowane

poprzez zastosowanie przekładki termicznej z cokołowych pustaków izolacyjnych.

Dzięki zastosowaniu kompleksowych rozwiązań obliczona strata ciepła przez mostki

cieplne dla domu Pasywny 1 wynosi – 128 kWh/rok. Ujemna strata ciepła wynika z faktu

przeprowadzenia obliczeń w odniesieniu do wymiarów zewnętrznych. Przy takich

załoŜeniach wartość geometrycznego mostka ciepła dla idealnie zaizolowanego rogu wynosi

– 0,054 W/mK. MoŜna więc stwierdzić, Ŝe uzyskanie ujemnej wartości start ciepła jest

moŜliwe, kiedy usunięte zostaną wszystkie mostki cieplne.

Rys. Cokołowe pustaki izolacyjne

Szczelność

Dom pasywny wyposaŜony jest w mechaniczną wentylację nawiewno-wywiewną z

odzyskiem ciepła. ŚwieŜe powietrze dostaje się do pomieszczeń za pośrednictwem kratek

nawiewnych a nie poprzez nieszczelne okna. Fakt ten a zarazem konieczność ograniczenia

strat ciepła na wentylację sprawia, Ŝe dąŜy się do maksymalnego ograniczenia

niekontrolowanej infiltracji powietrza zewnętrznego. Budowa szczelnego domu pasywnego

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: