Dach, ściany, okna i wentylacja w domu pasywnym Cechą szczególną, wyróżniającą budynek pasywny i stanowiącą ważny element wyróżniający go na tle pozostałych budynków jest ograniczenie do minimum, strat ciepła przez przegrody zewnętrzne stykające się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym, oraz jego posadowienie na odpowiednio zaizolowanej płycie fundamentowej, tak aby ograniczyć uciekanie ciepła na zewnątrz do minimum. Już na etapie projektowania budynku pasywnego należy wyeliminować mostki cieplne, ewentualnie dążyć do ich minimalizacji. W Polsce najpopularniejszym rozwiązaniem, bardzo chętnie i powszechnie stosowanym obecnie są budynki o ścianach dwuwarstwowych, co jednak przyczynia się w miejscach połączeń do powstawania mostków termicznych, skutkujących stratami ciepła. Można je oczywiście ograniczyć np. poprzez zastosowanie materiałów o dobrych parametrach termoizolacyjnych i dużej wytrzymałości na ściskanie np. bloczki ze szkła piankowego czarnego, (które są dosyć drogie), ewentualnie bloczki wykonane z gazobetonu czy też z bloczki wykonane z włókno- betonu w obudowie z polistyrenu lub bloczki silikatowe, wszystkie te rozwiązania od strony konstrukcyjnej wymagają analizy pod kątem nośności ścian, ale to nie jedyny problem ograniczenia strat ciepła w budynku. Innym elementem generującym znaczne straty w budynku są schody. Architekci w tym przypadku zalecają aby rezygnować ze schodów żelbetowych na rzecz schodów z o tzw. lekkiej konstrukcji co również przyczynia się do ograniczenia mostków termicznych. Jeszcze innym rozwiązaniem w przypadku budownictwa pasywnego jest wykonywanie budynków w nowej technologii tzw. domów szkieletowych co również jest korzystne pod tym względem, że ciężkie murowane ściany lepiej przewodzą ciepło, niż ściany o konstrukcji drewnianej, a konstrukcje drewniane wraz z materiałem termoizolacyjnym mają mniejszą przewodność ciepła niż ściany murowane. Materiały z których wykonane będą ściany nośne w budynku pasywnym muszą odpowiadać wymaganiom stawianym standardowi budynku pasywnego. Dla przykładu mury z bloczków z betonu komórkowego, przystosowane do murowania na cienką spoinę mają w zależności od producenta l od 0,16-0,11 W/mK. Można przy użyciu tego typu materiałów zastosować mur jednowarstwowy, bo izolacyjność ścian dzięki tym parametrom zostanie zachowana w sposób wymagany dla standardu budynku pasywnego. Ważny jest też sposób łączenia ścian działowych, można w ten sposób ograniczyć się do metalowych łączników, które nie generują dużej liczby mostków termicznych. W miejscu gdzie łączy się nadproża
podokienne można stosować rozwiązania systemowe, które w zależności od firmy, oszczędzają czas i koszty budowy. Budynki o standardzie pasywnym jak podaje wiele definicji powinny w zakresie gospodarki ciepłem przypominać termos, innymi słowy powinny być dobrze zaizolowane. Szczelność konstrukcji uzyskujemy m.innymi przez zastosowanie gotowych ścian z prefabrykatów, chociaż jest to rozwiązanie drogie. No tak, może ktoś powie, ale czy to znaczy, że w tego typu domu mamy się dusić? Odpowiedź brzmi nie. Budynek pasywny powinien być wyposażony w wysokosprawną wentylację mechaniczną z możliwością odzysku ciepła (rekuperacją). Zatem w tym zakresie istnieje duże pole dla pomysłowości instalatora. Sieć kanałów wentylacyjnych powinna być tak dobrana oraz zaprojektowana, aby budynek nie generował dużych strat ciepła przez system wentylacji. Poza tym należy pamiętać, że standard przyznawany budynkom pasywnym uzyskuje się m.innymi poprzez próbę szczelności czyli parametr n50 0,6 l/h, a sprawność rekuperacji powinna wynosić 75% przy poborze energii na poziomie < 45 Wh/m 3. W tym celu dobrze jest na etapie projektu przewidzieć zintegrowane systemy wentylacyjne np. system kanałów wentylacyjnych umieszczonych w stropodachu. Kolejnym elementem budynku pasywnego jest zastosowanie odpowiedniej stolarki okiennej dla potrzeb energetycznych budynku. Okna w budynku pasywnym najlepiej aby były zespolone, wypełnione gazem i powleczone powłoką niskoemisyjną, które przepuszczają do pomieszczenia krótkofalowe promieniowanie słoneczne, a zatrzymują długofalowe promieniowanie cieplne próbujące się z niego wydostać a pochodzące od ogrzewania. Bardzo ważnym elementem jest zastosowanie szyby o niskim współczynniku np. U = 0,6 W/m 2 K. Ponieważ pamiętamy, że wymagania w zakresie współczynnika przenikania ciepła przez okna wynoszą 0,8 W/m 2 K, przy współczynniku przepuszczalności słonecznej 60%. Montaż okien w budynku pasywnym najlepiej wykonywać przy udziale wyspecjalizowanych firm, ponieważ obarczone jest to ścisłymi wymogami w zakresie montażu, poza tym okna do domów pasywnych szczególnie okna fasadowe są drogie, a zatem musimy mieć pewność, że przy ich montażu szyba nie ulegnie uszkodzeniu, a ich uszczelnienie będzie wykonane w sposób fachowy. Każda nieszczelność to dla nas strata energii. Okna do budynku pasywnego powinny posiadać certyfikat budownictwa pasywnego. Dachy w zależności od konstrukcji przy czym niekoniecznie muszą być to dachy płaskie, powinny mieć poprawnie wykonane uszczelnienia, ważne jest m.innymi. wykończenie dachu, narożniki, elementy odwodnienia, powinny mieć prawidłowo wykonaną izolację papą. Ocieplenie poddasza użytkowego powinno być tak wykonane aby zapewnić wentylację połaci poddasza użytkowego. Jak podaje literatura fachowa, grubość ocieplenia która ma zapewnić energooszczędność poddasza wynosi min.22-25 cm jest zatem większa niż grubość typowych krokwi. Przy ocieplaniu poddasza należy też pamiętać o obowiązku stosowania izolacji z materiałów ognioodpornych. Z punktu widzenia strat ciepła dach jest jednym z najważniejszych elementów budynku. Poprzez dach bowiem budynek może tracić nawet do 30 % ciepła, dlatego tak ważna jest dbałość o właściwe wykonanie i ocieplenie tego elementu budynku. Jest to szczególnie ważne w budynku pasywnym, który charakteryzuje się bardzo wysokimi wymaganiami jeśli chodzi o przenikanie ciepła przez przegrody zewnętrzne.
Niestety bardzo często zapomina się o tym, iż dach również należy do przegród zewnętrznych i, razem ze ścianami, powinien tworzyć nieprzepuszczalną dla ciepła i ciągłą powłokę zewnętrzną budynku. Tym bardziej, że, analizując zachowanie się ciepłego powietrza wewnątrz obiektu, wiadomo, iż ciepłe powietrze zawsze unosi się do najwyższego punktu pomieszczenia. Tym bardziej w domu pasywnym, gdzie nie znajduje ujścia w niższych elementach szczelnego budynku, tj. ścianach i otworach okiennych i drzwiowych. Najwyższym elementem budynku jest dach i tam również ciepło nie powinno znaleźć ujścia, aby nie być stracone, tylko służyć użytecznie mieszkańcom budynku. Z tego powodu dach powinien charakteryzować się możliwie najniższym współczynnikiem przenikania ciepła. W budynku pasywnym powinno to nie więcej jak 0,15 W/m 2. Tak niski współczynnik przenikania ciepła można uzyskać dzięki dobrej, zwykle grubej, termoizolacji dachu. Wypada przy tym wspomnieć, że w domach z nieużytkowym poddaszem powinno skupić się na ociepleniu stropu poddasza, a nie dachu lecz poddasza takiego typu nie powinny występować w domach pasywnych więc główny wysiłek termoizolacyjny należy skupić na dachu budynku. Izolacja dachu powinna być wielowarstwowa. Należy bowiem pamiętać o tym, że, oprócz izolacji termicznej, dach powinien być również zabezpieczony przed przedostawaniem się wilgoci z zewnątrz oraz z wewnątrz domu. Zjawiskom tym zapobiega się odpowiednio przez stosowanie warstwy wstępnego krycia oraz warstwy paraizolacji, wykonanych przeważnie na bazie folii dachowej i paroizolacyjnej. Dopiero pomiędzy nimi znajduje się warstwa termoizolacyjna, która również może być kilkuwarstwowa. W domach pasywnych będzie ona zwykle dwuwarstwowa, przy czym pierwsza warstwa izolacji zapełnia przestrzenie międzykrokwiowe, a druga znajduje się na krokwiach lub pod nimi, czyli na pierwszej warstwie izolacji. Całkowita grubość izolacji termicznej zależy od rodzaju zastosowanego materiału, a ściślej od jego współczynnika przenikania ciepła. Tak więc, aby otrzymać całkowity współczynnik przenikania ciepła dachu na odpowiednim poziomie, należy zastosować grubszą warstwę izolacji wykonanej z materiału o wyższym współczynniku przenikania ciepła lub cieńszą warstwę wykonaną z materiału o niższym współczynniku przenikania ciepła. Zwykle będzie to jednak kilkanaście do kilkudziesięciu centymetrów. Materiały wykorzystywane do ocieplania dachów to: styropian, wełna mineralna, wełna szklana, pianka poliuretanowa. Z powyższych materiałów najwygodniejsza wydaje się być pianka poliuretanowa, która charakteryzuje się dobrymi parametrami termicznymi, a możliwość jej natrysku na ocieplaną powierzchnię skutkuje jednolitością powierzchni, pozbawioną łączeń i przerw. Bardzo ważnym elementem, o którym trzeba pamiętać przy budowie domu pasywnego, jest eliminacja mostków cieplnych. Należy pamiętać o tym, że mostki takie są również związane z dachami i mogą powstawać przede wszystkim w miejscach połączeń między ścianami zewnętrznymi, a więźbą dachową. Z tego powodu należy szczególnie dbać o właściwe zaizolowanie takich miejsc. Wykonywanie ocieplenia dachu dobrze jest robić przy dodatnich temperaturach otoczenia, aby zapobiec niekorzystnym skutkom działania ujemnej temperatury na materiał ociepleniowy.
Kolejnym ważnym elementem przy budowie domu pasywnego, również wpływającym na jego energooszczędność, jest kształt i powierzchnia dachu. Przede wszystkim dach budynku pasywnego powinien być prosty i płaski, bez załamów, przybudówek i innych niekonwencjonalnych i skomplikowanych kształtów, ponieważ w takich właśnie elementach mogą występować największe straty ciepła. Poza tym dach w domu pasywnym może być zarówno płaski (stropodach), jak i jedno lub dwuspadowy. Najważniejsze jest jednak, aby pamiętać o zachowaniu jak najmniejszego współczynnika A/V, czyli współczynnika kształtu domu, określającego zależność pomiędzy powierzchnią wszystkich przegród zewnętrznych i kubaturą ogrzewanej części budynku. Z tego powodu powinno się dążyć do minimalizacji powierzchni dachu, np. poprzez rezygnację z domów parterowych o rozbudowanej szerokości na korzyść domów piętrowych, jak również zmniejszać współczynnik A/V poprzez rezygnację z wysokich pomieszczeń. Ponadto dobrze jest wysunąć część dachu poza bryłę budynku, dzięki czemu będzie ona ograniczała przedostawanie się promieni słonecznych do wnętrza budynku przez okna, co zmniejszy zapotrzebowanie budynku na chłód latem. W domach pasywnych dach jest często wykorzystywany również jako podłoże do rozmieszczenia urządzeń klimatyzacyjnych oraz produkujących energię (najczęściej paneli słonecznych). Warto również i to przemyśleć przed podjęciem decyzji o kształcie dachu. Jest to szczególnie ważne w przypadku dachu spadowego, ponieważ jego wykorzystanie pod instalację termicznych kolektorów słonecznych lub modułów PV uzależnione jest od jego orientacji względem stron świata (spad dachu powinien być skierowany na południe), jak również pochylenia (najkorzystniejsze pochylenie dachu zawiera się pomiędzy 30-45o). Warto również zastanowić się, czy urządzenia takie mają być na dachu, czy też zintegrowane z dachem. Opracowanie: mgr inż. Joanna Kopica, mgr inż. Radosław Turski Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji. KONTAKT Biuro Obsługi Klienta E-mail: biuro@pasywny-budynek.pl WWW: www.pasywny-budynek.pl Tel: 42 653-57-03
Adres: Morgowa 4 90-950 Łódź