BUDYNKI PASYWNE

dr inż. Monika Siewczyńska

Nowoczesne materiały termoizolcyjne

© M. Siewczyńska

Izolacje transparentne

Zastosowanie w przegrodzie pełnej (nieprzezroczystej) warstwa przepuszczająca promieniowanie słoneczne, doprowadzająca je do elementu absorbującego energię promieniowania słonecznego przez układ akumulacyjny lub akumulacyjno-kolektorowy przegrody.

Zastosowanie w przegrodzie przezroczystej: warstwa przepuszczająca promieniowanie słoneczne i światło naturalne do pomieszczenia, umożliwiając absorpcję energii promieniowania słonecznego przez przegrody wewnętrzne pomieszczenia i jego wyposażenie oraz doświetlenie wnętrza światłem rozproszonym.

© M. Siewczyńska

Izolacje

transparentne

© M. Siewczyńska http://www.swiat-szkla.pl/

W okresach przerw w

dopływie promieniowania

słonecznego (np. pora nocna,

jak i również w okresie

dziennym, kiedy przepływa

przez nią promieniowanie

słoneczne) izolacja spełnia

funkcję typowej izolacji

cieplnej, ograniczającej straty

ciepła z pomieszczeń.

Izolacje transparentne

© M. Siewczyńska http://www.swiat-szkla.pl/

Izolacje transparentne

rurki poliwęglanu + czarna powłoka absorpcyjna

© M. Siewczyńska

Izolacje transparentne

© M. Siewczyńska

aerożel

krzemionkowy

Izolacje transparentne

celuloza

© M. Siewczyńska

Izolacje transparentne

© M. Siewczyńska

www.rynekinstalacyjny.pl http://porady-budowlanka.blogspot.com

Izolacja próżniowa

Zestawienie materiałów izolacyjnych uwzględniające grubość danego materiału niezbędną do uzyskania przegrody budowlanej o współczynniku przenikania ciepła na poziomie 0,15 W/(m2•K).

Sprasowana słoma 55 cm

Szkło piankowe 52 cm

Płyty korkowe 30 cm

Wełna mineralna 26-28 cm

Styropian 25-28 cm

Polistyren ekstrudowany 23 cm

Izolacja próżniowa 4-5 cm © M. Siewczyńska

http://www.budynkipasywne.pl/

Izolacja próżniowa

kilkukrotnie lepsze parametry izolacyjne niż styropianu

takie parametry uzyskuje się dzięki wykorzystaniu próżni, która jest złym przewodnikiem energii cieplnej. W procesie produkcji płytę z porowatego materiału na bazie krzemionki lub włókien szklanych z mikro porami o rozmiarach 0,0001mm umieszcza się w szczelnym „opakowaniu” z nieprzepuszczalnej dla powietrza i pary wodnej wielowarstwowej folii.

© M. Siewczyńska

http://www.vip-bau.ch

Budynki pasywne

© M. Siewczyńska

Budynki pasywne

Charakterystyczne jest dla budynków pasywnych, że

zapotrzebowanie na ciepło jest pokrywane z

zysków cieplnych z:

promieniowania świetlnego

ciepła oddawanego przez urządzenia

ciepła oddawanego przez przebywających ludzi

Jedynie w okresach szczególnie niskich temperatur

stosuje się dogrzewanie powietrza nawiewanego

do pomieszczeń. © M. Siewczyńska

© M. Siewczyńska

http://www.wentylacyjny.pl/

Fundamenty

Posadowienie domu pasywnego na izolowanej płycie

fundamentowej z systemem grzewczym

przykład:

pod posadzką styropian 16 cm

cokół izolowany styropianem 17 cm

ogrzewanie podłogi gorącym powietrzem

rozprowadzanym rurami spiro ukrytymi w betonie

© M. Siewczyńska

© M. Siewczyńska

/Zębala K., Nowe technologie energooszczędne w aspekcie ich kosztorysowania/

© M. Siewczyńska http://www.przewodnik-budowlany.com.pl/

Zalety

idealnie zabezpieczona przed wilgocią, pleśnią i

radem pochodzenia gruntowego

przenoszenie obciążenia z budynku na grunt

poprzez zwiększoną powierzchnię, co umożliwia

budowę na gruntach o małej nośności lub podatnych

na osiadanie

posadowiona jest płytko, bez wykonywania

wykopów można ją stosować na terenach o

wysokim poziomie wody gruntowej

© M. Siewczyńska

Zalety

Krótki cykl budowlany – 4 do 7 dni (130 m²) –

przyspiesza znacznie budowę domu oraz obniża jej

koszty

Zastosowanie powietrza jako nośnika energii

cieplnej do minimum ogranicza niebezpieczeństwo

przecieków wody, a w przypadku nagłego spadku

temperatury poniżej zera, zamarznięcia instalacji

wodnej

uniemożliwia przenikanie wilgoci do betonu

© M. Siewczyńska

Zalety

Temperatura podłogi 22°C do 24°C zapewnia

brak prądów konwekcyjnych powietrza, dzięki temu

kurz nie podnosi się i pozostaje na poziomie

podłogi,

Ciepłe powietrze płynące w fundamencie krąży w

obiegu zamkniętym, w ten sposób wykluczone jest

zanieczyszczenie powietrza czynnikami

wywołującymi alergie

stabilizuje temperaturę

© M. Siewczyńska

Ściany zewnętrzne

obniżona wartość współczynnika przenikania ciepła

właściwy dobór okien (współćzynnik U < 0,8

W/m2K)

właściwy montaż okien z uszczelnieniem

obwodowym gwarantującym szczelność ściany, np.

taśmy trójwarstwowe oraz pianka poliuretanowa

niskoprężna

© M. Siewczyńska

Okna

© M. Siewczyńska

•sześciokomorowe, o głębokości zabudowy 80 mm

•w profilach wzmocnienia o podwyższonej izolacyjności termicznej,

•których komory wypełniono wkładem izolującym z pianki poliuretanowej

•trzecia uszczelka wydziela tzw. suchą komorę, w której pracują okucia

http://www.aluplast.com.pl/

Trójwarstwowe uszczelnienie

Strefa uszczelnienia wewnętrznego - paroszczelne taśmy:

stanowi „tarczę ochronną” dla warstwy izolacji termicznej, uniemożliwiając przenikanie do niej pary wodnej i wilgoci z wnętrza budynku

standardowa taśma, posiadająca butylowy pasek klejący

membrana pokryta butylem na całej powierzchni

silikon neutralny

© M. Siewczyńska http://www.infookno.pl/

Trójwarstwowe uszczelnienie

Strefa izolacji termicznej i akustycznej:

wysoka sprężystość i elastyczność

specjalistyczne pianki poliuretanowe

© M. Siewczyńska

Trójwarstwowe uszczelnienie

Strefa izolacji zewnętrznej:

ochronę wnętrza szczeliny przed wilgocią z zewnątrz, przy jednoczesnym umożliwieniu przenikania wilgoci z wewnątrz budynku na zewnątrz

paroprzepuszczalna taśma

w przypadku ścian z węgarkiem wygodniejszym rozwiązaniem będzie taśma rozprężna, która nie tylko ochroni warstwę pianki przed zawilgoceniem, ale sama stanowi dodatkowa izolację

© M. Siewczyńska

Kolektory słoneczne

System przygotowania c.w.u. powinien być połączony

z systemem wentylacji:

wykorzystanie energii pochodzącej ze zużytego

powietrza wywiewanego z budynku do podgrzania

c.w.u.

ciepło z kolektorów słonecznych może być

wykorzystane do ogrzewania powietrza

nawiewanego

© M. Siewczyńska

Kolektory słoneczne

wspomaganie

podgrzewania

c.w.u.

© M. Siewczyńska http://www.pompy-ciepla.com/

Kolektory słoneczne

wykorzystanie w ciągu roku

© M. Siewczyńska http://www.ann-dach.pl/

Kolektory słoneczne

przykładowy montaż

możliwe miejsca montżu

© M. Siewczyńska

http://www.leski.com.pl/

Gruntowy wymiennik ciepła

zimą świeże powietrze po przefiltrowaniu przechodzi

przez gruntowy wymiennik ciepła, gdzie jest

wstępnie ogrzewane

następnie dostaje się do rekuperatora, gdzie dalej

jest podgrzewane ciepłem odzyskanym z

wywiewanego powietrza

układ rur zakopany pod ziemią

złoże płukanego żwiru ułożonego pod ziemią

© M. Siewczyńska

Gruntowy wymiennik ciepła

© M. Siewczyńska

http://www.klima-pol.com.pl

Gruntowy wymiennik ciepła

© M. Siewczyńska

http://www.linkair.pl/

Gruntowy wymiennik ciepła

przykłady

© M. Siewczyńska

http://ogrzewanie.drewnozamiastbenzyny.pl/ http://www.gpwc.pl/

Rekuperator

Wentylacja grawitacyjna generuje zbyt duże straty

W wentylacji mechanicznej ważne jest zapewnienie

ukierunkowanego przepływu powietrza przez

wszystkie strefy – kolejność wentylowania

pomieszczeń, by zapewnić komfort użytkowników

centrala wentylacyjna wymusza obieg powietrza z

rekuperatorem odzyskującym ciepło z powietrza

zużytego

© M. Siewczyńska

Rekuperator

rekuperator jednostopniowy – odzysk ciepła ok. 52%

rekuperator dwustopniowy – odzysk ciepła ok. 95%

© M. Siewczyńska http://www.artechcieszyn.com/

Rekuperator

© M. Siewczyńska http://www.instalklim.pl

Kompaktowa centrala grzewcza

Kompaktowa centrala grzewcza sprzęga do pracy

wentylatory, rekuperator, filtry powietrza, zbiornik

ciepłej wody użytkowej, pompy cyrkulacyjne i

nagrzewnicę:

zapewnia największą wydajność

oszczędność miejsca

lepsza wydajność

© M. Siewczyńska

Kompaktowa centrala grzewcza

© M. Siewczyńska http://www.yogico.pl/

Kompaktowa centrala grzewcza

kompaktowa centrala grzewcza zbudowana w

oparciu o gazowy kocioł kondensacyjny

z wbudowanym podgrzewaczem ciepłej wody

użytkowej

automatyką i armaturą

posiada integralną funkcję współpracy z

kolektorami słonecznymi

© M. Siewczyńska

http://www.bosterm.pl/

Pompa ciepła

odnawialne źródło energii

pobór ciepła z gruntu, wody gruntowej, powietrza

koszt użytkowy – prąd elektryczny potrzebny do

napędu sprężarki

wyższy koszt zakupu – zwrot po ok. 5 latach

efektywne również przy temperaturach ujemnych

latem wykorzystywana do chłodzenia pomieszczeń

© M. Siewczyńska

Pompa ciepła – kolektor gruntowy

© M. Siewczyńska

Pompa ciepła – sonda gruntowa

© M. Siewczyńska

Pompa ciepła – z wody gruntowej

© M. Siewczyńska

Pompa ciepła – z powietrza

w zimne dni wymagają wspomagania innym

urządzeniem grzewczym

© M. Siewczyńska

Kominek z zamkniętą komorą spalania

Ze względu na energooszczędność i specyficzną

wentylację – kominek z zamkniętą komorą spalania.

powietrze potrzebne do spalania tworzy obieg

całkowicie niezależny od powietrza wewnętrznego

doprowadzenie powietrza z zewnątrz specjalnym

przewodem, po spaleniu wyrzucane przez komin

należy unikać mostków termicznych i nieszczelności

© M. Siewczyńska

Kominek z zamkniętą

komorą spalania

izolacja termiczna kanałów jest niezbędna - gdy kominek nie jest używany, w przewodzie kominowym cały czas zachodzi cyrkulacja powietrza, co przy braku izolacji generowałoby straty cieplne

kominek zaopatrzony jest w przeszklone, szczelne drzwiczki, które nie pozwalają na mieszanie się powietrza z obiegu kominkowego z powietrzem w pomieszczeniu, a pozwalają na wgląd do komory spalania

w zależności od przyjętego rozwiązania ciepło wytworzone w urządzeniu wykorzystywane jest do:

ogrzania budynku przez bezpośrednie promieniowanie termalne kominka

ogrzewanie powietrza rozprowadzanego przez układ wentylacyjny do pomieszczeń - możliwe jest równomierne dogrzewanie wszystkich pomieszczeń

© M. Siewczyńska http://www.budynkipasywne.pl/

Kominek z zamkniętą komorą spalania

W budynkach pasywnych stosuje się:

kominki opalane drewnem

urządzenia spalające granulat z biomasy t.zw. “pellets”. W rozwiązaniach tego typu – podobnie jak w kominkach – stosowane są przeszklenia, przez które widać ogień. Zalety:

proces spalania jest zautomatyzowany, do tego stopnia, że paliwo podawane jest mechanicznie do komory spalania

niewielkie zapotrzebowanie budynków pasywnych na energię sprawia, że nawet przy najniższych temperaturach na ich pokrycie wystarczy spalenie kilku kilogramów granulatu dziennie

© M. Siewczyńska

Liniowe mostki cieplne

Zasada ciągłości izolacji termicznej otaczającej

przestrzeń ogrzewaną

© M. Siewczyńska http://poznanskie-nieruchomosci.pl/

budynek pasywny

Liniowe mostki cieplne

© M. Siewczyńska

http://www.info-ogrzewanie.pl/

http://poznan.olx.pl/

http://pasywnybudynek.pl/

Kształtowanie budynku

minimalny obwód przy maksimum powierzchni

jak najmniej ścian okrywających kubaturę

przeszklenia dają darmowe zyski ciepła

słonecznego (od południa)

cień latem, słońce zimą

strefa buforowa, np. ogród zimowy

© M. Siewczyńska http://www.budynkipasywne.pl/

© M. Siewczyńska

Kształtowanie budynku

zwarta bryła

raczej budynek piętrowy niż parterowy o dużej

powierzchni dachu

małe okna w ścianie północnej

duże okna w ścianie południowej

przesłony pionowe i poziome okien

balkony na oddzielnych konstrukcjach wsporczych

roślinność liściasta od strony południowej

© M. Siewczyńska

Kształtowanie budynku

© M. Siewczyńska

http://bryla.gazetadom.pl/bryla

Kształtowanie budynku

© M. Siewczyńska

Kształtowanie budynku

© M. Siewczyńska

http://z500.pl/

Budynek zeroenergetyczny

© M. Siewczyńska

© M. Siewczyńska

http://www.argox.com.pl/

Również w Polsce trwają prace nad definicją takiego budynku. Ich głównym kierunkiem jest dziś stworzenie budynku opartego o tzw. regułę kosztu optymalnego. Reguła ta łączy zastosowanie energooszczędnych technologii, ale w ekonomicznie uzasadniony sposób. Oznacza ona projektowanie i wykonanie budynku z takich rozwiązań, które po uwzględnieniu ich dodatkowych kosztów na inwestycję i tak przyniosą oszczędności w okresie eksploatacji w porównaniu do obiektu, w którym tych energooszczędnych rozwiązań nie zastosowano.

© M. Siewczyńska http://inwestycje.pl

Większość domów nisko- i prawie zeroenergetycznych stosuje kombinację z jednej strony produkcji energii ze źródeł odnawialnych, z drugiej jej oszczędność poprzez minimalizację strat.

Produkcja odbywa się poprzez stosowanie paneli wykorzystujących energię słoneczną, turbiny wiatrowe, kolektory do podgrzewania ciepłej wody użytkowej i tym podobne rozwiązania

Ze względu na klimat, w polskich warunkach to właśnie na oszczędzanie energii cieplnej powinno się kłaść największy nacisk.

© M. Siewczyńska http://inwestycje.pl

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki

Wodnej przewiduje dotacje na częściowe spłaty

kapitału kredytów bankowych przeznaczonych na

zakup i montaż kolektorów słonecznych.

© M. Siewczyńska http://inwestycje.pl

Usytuowanie budynku

zeroenergetycznego

Najlepsza jest działka umożliwiająca usytuowanie budynku na południe – w tym kierunku musi być też zwrócona największa powierzchnia elewacji.

Korzystnie jest aby od strony północno-zachodniej budynek był osłonięty przed wiatrami naturalnym wzniesieniem lub drzewami położonymi w takiej odległości od domu, by ich cień nie padał na budynek.

Jeśli w pobliżu znajdują się naturalne cieki wodne (stawy, jeziorka, rzeczki), można je wykorzystać dla pozyskania energii cieplnej.

© M. Siewczyńska

http://regiodom.pl/

Technologie zeroenergetyczne

Dom zeroenergetyczny powinien mieć kompaktową, zwartą bryłę (bez zbędnych dobudówek, mansard i wykuszy) a jego obwód zminimalizowany w stosunku do powierzchni. Dach budynku powinien mieć prostą konstrukcję, umożliwiającą łatwy montaż kolektorów słonecznych i ogniw fotowaltaicznych.

Materiały o bardzo dobrych parametrach odpowiednich dla budownictwa zeroenergetycznego:

materiały izolacyjne,

tzw. ciepłe fasady,

okna o niskim współczynniku przenikania ciepła,

systemy wentylacji z rekuperacją (odzyskiem ciepła),

kolektory słoneczne,

przydomowe elektrownie wiatrowe,

ogniwa fotowoltaiczne.

© M. Siewczyńska

http://regiodom.pl/

Inne rozwiązania zeroenergetyczne

Do budowy domów zeroenergetycznych można również zastosować biotechnologie:

opony wypełnione ziemią – Earthship,

worki z ziemią – Eartbag,

kostki słomy – Strawbale,

domy z izolacją ziemną – Earth sheltered,

drewno + glina – Cordwood,

domy z masy papierowej – Papercrete,

cegła gliniana suszona na słońcu – Adobe,

domy z ubijanej ziemi – Rammed earth.

© M. Siewczyńska

http://regiodom.pl/

Earthship

© M. Siewczyńska http://de.wikipedia.org/wiki

Eartbag

© M. Siewczyńska

http://sitearm.wordpress.com/ http://www.rochestergreenliving.com/

http://www.structure1.com/

Strawbale

© M. Siewczyńska

http://www.solarhaven.org

http://www.organicformsdesign.com/rise

Earth sheltered

© M. Siewczyńska

http://en.wikipedia.org/wiki

http://www.gardenvisit.com/

http://www.evekushner.com/

Cordwood

© M. Siewczyńska http://koos.hu/

http://construction-worker.constructionzz.com

http://naturalbuildingblog.com/cordwood

Papercrete

© M. Siewczyńska

http://www.laurelnestyurts.com/

http://jcomeau.unternet.net

Adobe

© M. Siewczyńska

http://unconventionaltravel.com/

http://www.shutterstock.com/

Rammed earth

© M. Siewczyńska

http://flickrhivemind.net

http://carriesdesignmusings.blogspot.com/

http://www.justmeans.com/

mieszanka wilgotnej ziemi

z piasku,

żwiru, gliny lub cementu

Budynek plusenergetyczny

Zyski energii są większe niż

straty. Budynki takie

wyposażane są w

rozbudowane systemy

kolektorów słonecznych,

turbin wiatrowych i ogniw

fotowoltaicznych. Energia

elektryczna wytworzona i

nie wykorzystana w budynku

odprowadzana jest do sieci.

© M. Siewczyńska

http://www.argox.com.pl/

Dziękuję za uwagę