Budownictwo pasywne

Standardowym sposobem ogrzewania budynków jest w Polsce centralne ogrzewanie wodne z grzejnikami, kotłem i rurami rozprowadzającymi. Maksymalna moc grzewcza takich systemów wynosi 100 W/m². Oznacza to, że dla 200 m² domu potrzebny jest piec o mocy min. 20 kW. Gdybyśmy ten sam budynek chcieli ogrzać żarówkami, to na każdym metrze kwadratowym trzeba by zapalić jedną żarówkę o mocy 100 W (zakładając, że całą energię zużyje na produkcję ciepła), czyli 200 w całym domu.

Naukowcy od dawna zastanawiali się jak zmniejszyć koszty ogrzewania i zmniejszyć negatywne oddziaływanie na środowisko. Jednym z narzucających się kierunków myślenia było ograniczenie strat ciepła. Już w 1988 r. dr Wolfgang Feist określił kryteria budowy budynków, w których straty ciepła są tak małe, że nie jest konieczny osobny system ogrzewania. Nazwał je budynkami pasywnymi. Muszą spełnić dwa warunki:

• Roczne zapotrzebowanie na energię cieplną do ogrzewania nie może przekraczać 15 kWh/m²rok (Passivhaus-Projektierungs-Paket).
• Całkowite zapotrzebowanie na energię pierwotną (na wszystkie potrzeby związane z utrzymaniem budynku - ogrzewanie, c.w.u. i prąd elektryczny) nie może być większe niż 120 kWh/m²rok.

Poza tym dom pasywny musi oferować komfort w lecie bez zastosowania urządzeń klimatyzacyjnych!
W budynkach pasywnych nie można też przekroczyć mocy grzewczej 10 W/m². Oznacza to, że do ogrzania całego domu o powierzchni 200 m2 potrzeba dwóch wspomnianych wcześniej żarówek. Dwóch, a nie dwustu!

Osiągnięcie takich parametrów jest możliwe przy zastosowaniu odpowiedniego projektu, sposobu wykonania i wykorzystaniu najwyższych jakościowo materiałów. Wytyczne do projektowania budynków pasywnych można sprowadzić do następujących punktów:

1. Wzorowa ochrona cieplna (izolacja) budynku.
2. Eliminacja mostków termicznych.
3. Szczelna powłoka budynku.
4. Pasywne wykorzystanie energii słonecznej.
5. Wysoka jakość wentylacji z możliwością dogrzania pobieranego z zewnątrz powietrza przez kolektory ziemne.
6. Ograniczanie strat w systemie c.w.u. i korzystanie z odnawialnych źródeł energii.
7. Ograniczenie zużycia energii elektrycznej, m.in. przez dobór odpowiedniego wyposażenia (kuchnia, lodówka, pralka itd).

Dzięki tak małemu zapotrzebowaniu na ciepło może być ono dostarczone przez i tak już istniejący system wentylacji, a do ogrzania powietrza można wykorzystać nagrzewnicę. Ze względów higienicznych (ograniczenie ilość kurzu, roztoczy i bakterii) powietrze nawiewane można ogrzać do najwyżej 50 °C. Różnica między powietrzem nawiewanym a temperaturą wewnętrzną (20 °C) wynosi zatem 30 °C.
Znając ten parametr i wiedząc, że:

• pojemność cieplna powietrza wynosi 0,33 Wh/(m₃K),
• a 1m³ na godzinę na m² to minimalna ilość powietrza dla jednej osoby (przy 30 m² na osobę daje to 30m³/h)

możemy obliczyć moc urządzenia grzewczego (P) w W/m² według wzoru
P = 1m³/(h*m²)*0,33 Wh/(m₃°C)*30°C
Otrzymujemy 10 W/m², czyli moc, która pozwala pokryć maksymalne zapotrzebowanie na ciepło. W efekcie otrzymujemy roczne zapotrzebowanie na energię cieplną 15 kWh/m²rok, czyli tyle ile wynosi maksymalna dopuszczana wartość w przypadku budynku pasywnego.
Po więcej informacji odsyłamy do książki autora definicji domu pasywnego dr Wolfgang'a Feist'a Podstawy budownictwa Pasywnego [Polski Instytut Budownictwa Pasywnego, Gdańsk, ok. 2006].