Kontynuując temat autonomicznego i energooszczędnego budownictwa, chciałbym opisać ideał pod kątem energooszczędności, czyli budynek zeroenergetyczny. W anglojęzycznej literaturze takie domy określa się mianem net-zero energy buildings, czyli budynków, które netto zużywają zero energii. Oczywiście to trochę nie jest tak, że budynek nie zużywa energii w ogóle, bo to przecież jest niemożliwe. Chodzi natomiast o to, by nie pobierać energii z sieci. Dlatego mowa o zużyciu netto.
Jak taki budynek wygląda? Co należy zrobić, by budynek mógł być zeroenergetyczny?
W mojej ocenie zbudowanie domu zeroenergetycznego w polskim klimacie jest niesamowicie trudne. W naszych warunkach większość energii zużywamy na cele grzewcze, tj. do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Bez długookresowego przechowywania energii (tj. gromadzimy ją latem a zużywamy zimą), nie jesteśmy w stanie zapewnić niezależności od dodatkowego źródła ciepła nawet w budynku pasywnym. Ogrzewanie słoneczne w naszym klimacie do tego nie wystarczy, ale z powodzeniem wystarczyłaby odpowiednio duża turbina wiatrowa podłączona do elektrycznego ogrzewania, np. grzałka w centrali wentylacyjnej. Ale czy ta sama turbina dałaby dość prądu, by było na czym ugotować zimą obiad, albo upiec ciasto? Baterie słoneczne z góry odrzucam, bo ilość energii, którą mogą wytworzyć zimą, jest znikoma.
Dom zeroenergetyczny tak naprawdę jest domem autonomicznym. Może mieć wygląd naprawdę futurystyczny, tj. sześciennej bryły z olbrzymimi przeszkleniami i zewnętrznymi żaluzjami z ogniwami fotowoltaicznymi. Ale może też wyglądać jak budynek tradycyjny, tj. parterowy z poddaszem użytkowym i dwuspadowym dachem.
Dom zeroenergetyczny od frontu, zbudowany przez Catawba Valley Habitat for Humanity w USA w 2005 r. Jak widać, nie różni się znacząco od budynków najpopularniejszych w Polsce, a wyposażony jest w pasywne ogrzewanie słoneczne, kolektory do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, baterie słoneczne. Jest bardzo dobrze ocieplony, a dogrzewa go też pompa ciepła z wymiennikiem gruntowym (czego ja akurat nie pojmuję). Miesięczny koszt ogrzewania i chłodzenia budynku nie przekracza 17$ (ok. 60 PLN). Foto: skrobotic (licencja CC).
Systemy w domu zeroenergetycznym
Dom zeroenergetyczny z całą pewnością musi być domem o bardzo niskim zapotrzebowaniu na ciepło, spełnienie standardu budynku pasywnego będzie w tym celu bardzo pomocne. Chodzi między innymi o:
- bardzo dobre ocieplenie ścian, dachu, podłogi,
- okna o dużej powierzchni po południowej stronie budynku, małe po północnej (lub w ogóle ich brak), dobre parametry termoizolacyjne okien,
- wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła.
Co się z tym wiąże, jako że zapotrzebowanie na ciepło będzie niewielkie, dom może być pozbawiony tradycyjnej instalacji ogrzewczej (tj. nie ma kotła ani wodnego centralnego ogrzewania). Większość ciepła pozyskiwana jest za pomocą pasywnego ogrzewania słonecznego. Do przygotowania ciepłej wody użytkowej jako podstawowe źródło energii służy oczywiście kolektor słoneczny.
Wszystkie sprzęty powinny być energooszczędne. W szczególności dotyczy to tych, których eksploatacja powoduje zwiększenie kosztu energetycznego gdzie indziej. Mam tu na myśli np. lodówkę i piekarnik, które oddają ciepło do otoczenia, zwiększając latem koszty klimatyzacji. Ale także oświetlenie, bo tradycyjne żarówki tylko ułamek energii zamieniają na światło — dlatego w domu zeroenergetycznym spotkamy raczej świetlówki kompaktowe i żarówki LED.
Ważne jest to, że dom zeroenergetyczny wcale nie musi być odłączony od sieci elektroenergetycznej (off-grid). Jeśli mam być szczery, byłoby to nierozsądne. Pozyskiwanie energii z odnawialnych źródeł nacechowane jest sporą zmiennością w ciągu roku i w ciągu dnia. Z tego względu warto się do sieci przyłączyć i odsprzedawać tamże nadwyżki energii. Można też traktować sieć jako magazyn energii elektrycznej, rezygnując z jej gromadzenia w akumulatorach. Przy odpowiednim sposobie rozliczeń (rozliczeniach netto), nie powinno być to drogie, ani kłopotliwe.
w Polsce zbudowanie takiego domu wydaje mi bardzo trudne nie tylko ze względu na klimat ale również przez przepisy. Nie orientuję się dobrze w tym temacie, ale mam wrażenie, że ustawienie turbiny wiatrowej jest skomplikowane pod względem prawnym. Czy nie trzeba opłacać akcyzy mimo tego, że to na własny użytek? Jak wygląda sprawa sprzedawania tej energii? Do tego dochodzi fakt, że nie wszędzie opłaca się je stawiać. Od lat marzę o tym, żeby mieszkać w autonomicznym domu..a najchętniej w wiosce autonomicznej! Niestety kojarzy mi się to z wielką walką z biurokracją i ogromnymi(jak dla mnie)kosztami(by to zbudować, nie utrzymać). Ja bym szukała kompromisów np. zbudowanie spiżarni w której by było na tyle chłodno, żeby nie używać lodówki.Przynajmniej nie na co dzień. Do tego kuchnia/piec w którym można palić drewnem zimą. Jeśli się ma swój mały las (a może konopie?szybko rosną…ale tu jest kolejna przeszkoda prawna). Sądzę, że nie byłoby wielkich szkód dla środowiska ani kieszeni przy takim rozwiązaniu. Idealnie byłoby zbudować taki dom bez papierów, zezwoleń, na polu posiać co chcę i wykorzystywać jak chcę…
Nie znam przepisu, który wymagałby płacenia akcyzy od wyprodukowanego własnoręcznie i zużytego przez siebie prądu.
Myślę, że można dom autonomiczny zbudować za niewiele większe pieniądze, niż nie-autonomiczny. Oczywiście, zamiast wydawać pieniądze na drogie materiały wykończeniowe czy niepotrzebne metry kwadratowe domu, zbudowalibyśmy mniejszy dom i autonomiczne źródło energii.
Za 100 000 PLN można postawić już naprawdę fajne źródło prądu…
Witam.
„przygotowania ciepłej wody użytkowej. Bez długookresowego przechowywania energii (tj. gromadzimy ją latem a zużywamy zimą), nie jesteśmy w stanie zapewnić niezależności od dodatkowego źródła ciepła nawet w budynku pasywnym”
skleroza nie boli ale trzeba się nachodzić.
Po grzyba mamy coś magazynować sami? najlepiej robi to przyroda w szeroko pojętej biomasie.
Długo jeszcze kolektory słoneczne same mnożyć się nie będą, a cudem natury jest moc zaklęta w chlorofilu
i gromadzeniu energii przez rośliny, pochodzącej w prost ze słońca.
Ile nam trzeba do ogrzania domu co potrzebuje 15kWh na rok na metr? 100m^2? 1500 co daje 500kg drzewa licząc już uzysk z kg na poziomie 3,3 kWh.
to jest bardzo mało.
urywam wypowiedź…
„wygląd naprawdę futurystyczny, tj. sześciennej bryły z olbrzymimi przeszkleniami”
„Ale może też wyglądać jak budynek tradycyjny, tj. parterowy z poddaszem użytkowym i dwuspadowym dachem.”
Chcąc budować obiekt, którego straty energii będą małe, to raczej dom z dachem dwuspadowanym nie będzie zbyt dobrym przykładem, a bynajmniej wzorowym. Idealnie natomiast spisałaby się nazwana w artykule „futurystyczna sześcienna bryła”. Należy eliminować możliwości wystąpienia mostków termicznych – konstrukcja dachu dwuspadowego w większości przypadków wpływa na ich występowanie. Ostatnio pojawił się artykuł, w którym jeden z architektów zauważa wzrost zainteresowania sześcienną bryłą – co przekłada się na kubaturę obiektu jak również daje zielone światło do rozwijania możliwości budowy domy energooszczędnych.
@Paweł: idealna byłaby sfera. 😉
Idealna z pewnością… ale w standardzie budownictwa jej wykonanie jest nieopłacalne i nierealizowane.
Sześcian będzie najbardziej optymalną formą konstrukcji obiektu energooszczędnego.
Przydatnosc szesciennej bryly w naszym klimacie weryfikuje snieg 😉
Śnieg 🙂 na to też są sposoby… Dokonajmy kalkulacji i wybierzemy optymalna bryłę.
Śnieg zasługuje chyba na osobny temat, zwłaszcza z punktu widzenia konstrukcji o większej kubaturze – w tym hale.
Jednak sześcienna bryła daje nam większą możliwość gospodarowania przestrzenią, a wpływ śniegu ma również negatywny wpływ na dach dwuspadowy jak ktoś nie zadba o jego odśnieżanie – temat jest bardziej budowlany niż energetyczny, ale warto szerzyć wiedzę.
Nie bez kozery gro budynkow w naszym klimacie ma dachy 45 stopni. Nigdy nie odsniezalem takich dachow i nie widzialem by ktokolwiek to robil.
Za to mieszkalem jakis czas w pudelku i podczas roztopow mozna bylo zobaczyc plamy na suficie. Co prawda byl to budynek stawiany za komuny, ale problem zostaje, jedynie srodki na rozwiazanie sa teraz wieksze.
IMHO najlepszy bylby kompromis – nieocieplone poddasze. Dom mozna doskonale zaizolowac a snieg i deszcz nie beda nam spedzaly snu z powiek.
Nie do końca sprecyzowałem o co mi chodzi, bo znacznie odbiegamy od tematu. Kij ma dwa końce, zarówno dla dachu dwuspadowego jak i płaskiego. Odśnieżanie jest potrzebne – ale to równie ściśle wiąże się z rozwiązaniem konstrukcyjnym dachu i jego wykonaniem. Dach 45 stopni… idealny kąt dla dachu, przy czym dla dachów dwuspadowych o więźbie drewnianej częściej daje się spadek ~20 – 30 stopni. Dach dwuspadowy który zostanie pozostawiony sam sobie zimą, pokryty warstwą śniegu zalegającą przez dłuższy czas również może spowodować powstanie „plamy” – ale tu wina najczęściej jest po stronie wykonawcy, architekta…
Mam dom z dachem płaskim w orientacji E-W dach jest otoczony attykami, dzięki takiej konstrukcji na dachu nigdy nie było więcej niż 5 cm śniegu (natura odgarnia – zjawisko różnicy ciśnień).
Oczywiście wysokość attyk musi być odpowiednio dobrane do powierzchni dachu.
Pozdrawiam
Rozpoczynając każde rozważanie o budynku czy to pasywnym czy zeroenergetycznym należało by przedstawić warunki początkowe a według mnie takimi są stopniodni sezonu grzewczego i chłodzenia oraz położenie z ilością dni słonecznych i wiekością promieniowania słonecznego. Inaczej będziemy rozpatrywać dom w zachmurzonej polsce a inaczej w słonecznych alpach czy włoszech gdzie mimo mrozu słońce operuje dosyć intensywnie i pożytki z tego mogą być istotnym warunkiem uzysku energetycznego bez wykorzystywana dodatkowych instalacji grzewczych na paliwa nieodnawialne. Różnica pomiędzy polską a niemcami zkąd przesiąka do nas idea domów pasywnych wydawała by się nie wiekla bo tylko ok. 200 – 300 stopniodni przyjmijmy 250 STD x24 h/dzień = 6000 stopniogodzin. powiedzmy że różnica w temp. zew = 5 stp C otrzymujemy 1200 godzin dodatkowego grzania pamiętając że miesiąc ma 31 dni = 744 godzin wychodzi że musimy o 1,6 miesiąca grzać dłużej a różnica w STD wydawała się tak niewielka.
No właśnie, odłączanie się od sieci w jakiejkolwiek pasywnej formule byłoby nierozsądne.
Jak dla mnie domy „zeroenergetyczne” są zbyt futurystyczne, popieram minimalizowanie zużycia energii, ale utrzymanie zużycia netto jest naprawdę trudne, czasami wręcz nieopłacalne biorąc pod uwagę koszt niektórych rozwiązań.
Dom zerooenergetyczny to inwestycja, która zwróci nam się po kilku-nastu latach w zależności od zuzycia mediów. Jest to inwestycja na lata, która prędzej czy później zwróci nam się z nawiązką.