Dom energooszczędny - sposoby oszczędzania energii

Czego dowiesz się z artykułu?

• Dlaczego odpowiednio dobrane instalacje mają duży wpływ na energooszczędność domu?
• Jak zaplanować wentylację dla energooszczędnego domu?
• Jak rodzaj ogrzewania ma wpływ na energooszczędność domu?
• Jakie urządzenie wybrać do przygotowania c.w.u.?
• Czy opłaca się montować kolektory słoneczne i panele PV w domu energooszczędnym?

Nie sztuka wznieść dom, w którym będzie mnóstwo energooszczędnych instalacji. Tyle że samo ich nagromadzenie niekoniecznie będzie miało sens i może wywindować koszty budowy do niebotycznego poziomu. Niezastąpiony jest tu zdrowy rozsądek i chłodna kalkulacja.

Mało kto zdaje sobie przy tym sprawę, że w instalacjach tkwi ogromny potencjał oszczędzania energii. Nowoczesne urządzenia i dobrze zaprojektowane systemy, przede wszystkim wentylacji i ogrzewania, są w stanie dać znacznie lepsze efekty, niż pogrubianie izolacji ścian.

Na początek powinniśmy zastanowić się, w jakim celu budujemy energooszczędny dom i co chcemy ostatecznie osiągnąć.

Dom energooszczędny

Ten dom będzie samowystarczalny! Wszystko dzięki instalacji fotowoltaicznej o mocy 9 kW. Źródłem ciepła będzie powietrzna pompa ciepła. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła o wydajności 520 m3 na godzinę. Jest też klimatyzacja split.

Celem może być po prostu obniżenie kosztów jego utrzymania. Dla jednych jest to kwestia jak najkorzystniejszego zrównoważenia rachunku ekonomicznego. Szukają takiego rozwiązania, żeby wydać pieniądze w sposób jak najbardziej efektywny, bo liczą je skrupulatnie i na etapie inwestycji, i eksploatacji. Będą porównywać np. kolektory słoneczne i pompy ciepła przeznaczone tylko do c.w.u.

Inni z kolei są skłonni wydać obecnie sporo, zaś tanią eksploatację domu postrzegają jako rodzaj materialnego zabezpieczenia na przyszłość. Ci chętniej kupią kocioł lub centralę wentylacyjną o najwyższej sprawności, choćby były drogie.

Coraz bardziej rośnie też grupa osób chcących budować domy ekologiczne, możliwie mało uciążliwe dla środowiska. Będą oni szukać rozwiązań wykorzystujących maksymalnie energię odnawialną - kolektorów słonecznych, paneli fotowoltaicznych (PV), pomp ciepła.

Budujesz dom energooszczędny? Działaj kompleksowo!

Najlepszy wariant to zaplanować wszystkie instalacje już na etapie projektowania budynku. Konieczna jest przy tym koordynacja działań projektantów z różnych branż. Ostatecznie przecież dom to pewna całość i jeżeli np. zdecydujemy się na wentylację z odzyskiem ciepła (rekuperatorem), to zapotrzebowanie budynku na ciepło spadnie nawet o ponad 30%. A to nie tylko oszczędności w przyszłości. Kocioł lub pompa ciepła powinny mieć wówczas niższą moc, wystarczą też mniejsze grzejniki. W przypadku pompy ciepła - również mniejsze źródło dolne.

Z kolei metoda przekazywania ciepła do pomieszczeń, wybór pomiędzy grzejnikami ściennymi i podłogówką albo innym ogrzewaniem płaszczyznowym wręcz wymusza odmienny sposób sterowania instalacją grzewczą. W końcu na odczuwalną zmianę temperatury podłogi czeka się nawet kilka godzin, grzejniki zaś nagrzewają się lub stygną w ciągu kilkunastu minut. Tego rodzaju przykłady można mnożyć.

Dlatego nad projektem domu jako całością powinien czuwać specjalista, analizujący wpływ ewentualnych zmian na końcowe zapotrzebowanie na energię oraz to, na ile są one racjonalne z punktu widzenia kosztów. Ten ostatni element - rachunek ekonomiczny - jest bardzo trudny. Ceny paliw i energii nie są stałe, a przecież na koszty eksploatacyjne będziemy patrzeć w perspektywie wielu lat. Fachowej wiedzy wymaga też ocena tego, jak długo posłużą rozmaite urządzenia, np. kocioł, centrala wentylacyjna.

Wentylacja w domu energooszczędnym

Obecnie trudno mówić o energooszczędności domu, nie uwzględniając w pierwszym rzędzie sposobu jego wentylacji. Paradoksalnie, staje się to ważniejsze niż metoda ogrzewania. W bardzo energooszczędnych obiektach, w szczególności pasywnych, typowej instalacji grzewczej może w ogóle nie być, bo zamiast niej wystarcza samo podgrzewanie powietrza wentylacyjnego. Ale takiego standardu nie da się osiągnąć bez odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego.

Wentylacja z odzyskiem ciepła to już praktycznie standard w energooszczędnych domach. (fot. Ekoklimax)

Jednak pamiętajmy, że wentylacja musi przede wszystkim być skuteczna. Inaczej nie będziemy zadowoleni, choćby rachunki za energię były niskie. Dlatego planowania wentylacji mechanicznej nigdy nie zaczynajmy od wyboru centrali. Pierwszym krokiem zawsze powinno być ustalenie przebiegu kanałów, obliczenie tego, ile powietrza należy dostarczyć lub usunąć z poszczególnych wnętrz. Dopiero wówczas można wyznaczyć podstawowe parametry centrali - wydajność i spręż, czyli zdolność do pokonania oporów przepływu.

Nie możemy przy tym zapomnieć o istotnych różnicach w sposobie wykonania domu, jeśli zdecydujemy się na wentylację mechaniczną zamiast grawitacyjnej. W grawitacyjnej powietrze usuwają pionowe kanały kominowe. Świeże dostarczają nawiewniki w oknach lub ścianach, a także rozmaite drobne nieszczelności przegród zewnętrznych. Z kolei w mechanicznej wyciąg i nawiew odbywa się za pomocą kanałów zbiegających się w centrali. Kominy wentylacyjne są więc niepotrzebne i rezygnacja z nich przynosi pewne oszczędności.

Poza tym jakiekolwiek nieszczelności przegród, a tym bardziej nawiewniki są nie tylko zbędne, ale ogromnie szkodliwe. Jeżeli będzie nimi przenikać powietrze, to zepsują równowagę strumieni powietrza usuwanego i nawiewanego. W nieszczelnym domu zaś, gdzie duża część wymienianego powietrza w ogóle nie przechodzi przez centralę, jej zakładanie nie ma sensu. Dlatego coraz powszechniejsze staje się wykonanie testu szczelności obiektu po zakończeniu jego budowy.

Wentylacja z odzyskiem ciepła to niemała inwestycja. Za instalację z centralą zapłacimy 15 000-20 000 zł. Choć powinniśmy pamiętać, że wydamy kilka tysięcy mniej, nie stawiając kominów i nie kupując nawiewników okiennych. Ile dzięki niej zaoszczędzimy - zależy już od ceny konkretnego paliwa i wielkości domu. Orientacyjnie można przyjąć, że w średniej wielkości budynku (ok. 150 m2) obniżymy zużycie ciepła o 25-35%.

Ogrzewanie w domu energooszczędnym

Jeżeli nasz dom będzie naprawdę energooszczędny, to koszty jego ogrzewania i tak będą niskie, niezależnie od tego, na jakie paliwo (nośnik energii) się zdecydujemy. Stąd bierze się popularność w takich budynkach ogrzewania elektrycznego. Taniego inwestycyjnie, wygodnego i bezpiecznego. Co ważne, działkę bez dostępu do sieci gazowej kupimy znacznie taniej. To też należałoby uwzględnić w rachunku ekonomicznym.

W ogóle, w domach energooszczędnych powszechniejsze są mniej popularne rozwiązania i urządzenia grzewcze - pompy ciepła, kotły elektryczne, nagrzewnice powietrza itd. Po części wynika to z większej świadomości w tej grupie inwestorów. Poza tym budynek o małym zapotrzebowaniu na ciepło da się ogrzewać do komfortowego poziomu sposobami, które gdzie indziej nie wchodzą w grę.

Dobrym przykładem są nagrzewnice powietrza wentylacyjnego. Ich moc cieplna w typowym domu by nie wystarczyła. Ponadto przy niewielkim zapotrzebowaniu na ciepło coraz bardziej odczuwamy, że ważniejsze od niskiej ceny za 1 kWh staje się dobre i wygodne sterowanie ogrzewaniem. Chętnie wybierane są sposoby ogrzewania dające możliwość pełnej automatyzacji, nie angażujące użytkownika.

W budynkach z dostępem do sieci gazowej kocioł na to paliwo jest zwykle oczywistym wyborem. I słusznie. Bowiem to rozwiązanie dość tanie zarówno pod względem kosztów zakupu, jak i późniejszej eksploatacji. Dobry sprzęt tego typu kupimy już za 4000-6000 zł. Od kilkuset złotych do ponad 2000 zł będzie jeszcze kosztować odprowadzenia spalin kominem lub przewodem powietrzno-spalinowym bezpośrednio przez ścianę zewnętrzną.

Kotły gazowe to urządzenia bezobsługowe i przyjazne dla środowiska. Ich istotną zaletą jest też to, że nie wymagają wydzielonej kotłowni. Można je umieścić w korytarzu, sieni albo kuchni. Ponadto nowoczesne modele mają zamkniętą komorę spalania (to standard w przypadku wersji kondensacyjnych). Oznacza to, że powietrze do spalania pobierają bezpośrednio z zewnątrz, zupełnie niezależnie od sposobu wentylacji pomieszczenia. To duże ułatwienie, gdy planujemy mechaniczną wentylację nawiewno-wywiewną.

Kocioł zasilany gazem z sieci jest dość tanim w zakupie i eksploatacji, bezobsługowym i ekologicznym źródłem ciepła. Jeżeli nasza działka jest zgazyfikowana, raczej nie będzie sensu decydować się np. na pompę ciepła. (fot. Junkers)

Pompy ciepła również są chętnie wybierane w domach energooszczędnych. W takich budynkach w zupełności wystarcza niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe, z którym pompy świetnie współpracują. Niestety, same urządzenia nie są tanie.

Na model typu powietrze/woda o mocy do 10 kW wydamy około 20 000 zł. Jeżeli będziemy chcieli mieć wersję grunt/woda, to na wykonanie instalacji po stronie źródła dolnego trzeba będzie poświęcić jeszcze od kilku do kilkunastu tysięcy zł. Pompy gruntowe są za to wyraźnie tańsze w eksploatacji. Za 1 kWh ciepła zapłacimy 0,12-0,15 zł, zamiast około 0,25 zł.

I tu znów dochodzimy do problemu równowagi pomiędzy kosztami inwestycji i eksploatacji. Pompa typu powietrze/woda może ostatecznie okazać się bardziej opłacalna, gdy zapotrzebowanie na ciepło nie jest duże.

W budynkach o niewielkich stratach ciepła, pompa typu powietrze/woda często okazuje się bardziej ekonomicznym rozwiązaniem od wersji gruntowej. (fot. Hewalex)

W domach energooszczędnych stosuje się także kotły na paliwa stałe. Najczęściej jednak nie na węgiel, lecz na pelety, czyli ekologiczną, przetworzoną biomasę. U nas tego rodzaju sprzęt dopiero zdobywa rynek.

Ale choćby w Niemczech i Austrii od dawna jest popularny w domach bez dostępu do sieci gazowej. Stanowi rozwiązanie dość wygodne, bo to przecież urządzenia z zasobnikiem i podajnikiem paliwa, wymagające dozoru raz na kilka dni. Ponadto biomasa należy do paliw odnawialnych, a spalając ją w nowoczesnych kotłach, nie przyczyniamy się do powstawania smogu.

Zautomatyzowany, ekologiczny kocioł na pelety to również dobry wybór w domu energooszczędnym. (fot. Nibe-Biawar)

Dom energooszczędny a przygotowywanie c.w.u.

Jeżeli nasz dom nie potrzebuje dużo ciepła na ogrzewanie, to energia konieczna do przygotowywania ciepłej wody użytkowej będzie znacznie bardziej odczuwalna w ogólnym bilansie. Myślenie o instalacji c.w.u. i o tym, jak uczynić ją energooszczędniejszą - powinniśmy zacząć od analizy własnych przyzwyczajeń i upodobań. Rzeczywiste zużycie ciepłej wody bywa nawet ponad dwa razy większe od wartości średnich, przyjmowanych przez projektantów.

Jeżeli lubimy częste kąpiele w dużej wannie i wody nie oszczędzamy, koniecznie uprzedźmy o tym projektanta. Po prostu im wyższe zużycie wody, tym bardziej uzasadnione jest szukanie alternatywnych rozwiązań. Pamiętajmy jednak, że nawet przy typowym zużyciu dziennym, rzędu 50 l na osobę, wyjątkowo trudno jest je obniżyć. Jednak zawsze da się znaleźć tańszy i być może bardziej ekologiczny sposób jej przygotowywania.

Nieco paradoksalnie, w najtrudniejszej sytuacji są ci, którzy decydują się na budowę domu o skrajnie małych stratach ciepła i w związku z tym korzystają z prądu. Podgrzewanie wody grzałką elektryczną jest po prostu dość drogie. Można wprawdzie rozliczać się wtedy według tańszej nocnej taryfy, pod warunkiem, że zbiornik ma 200-300 l dla 4 osób, ale przecież taki sposób wymusza w ogóle pewne przeorganizowanie. W nocy stawki są wprawdzie mniejsze, lecz za dnia wyższe. Ostatecznie może się to nie opłacać.

Najpopularniejsze metody obniżenia rachunków za c.w.u. to zastosowanie małych pomp ciepła tylko do c.w.u. oraz kolektorów słonecznych. Zaletą pomp jest łatwość instalacji i to, że nie musimy dysponować połacią dachu wystawioną na słońce, jak w przypadku kolektorów. Są też nieco tańsze niż system z kolektorami (6000-8000 zł wraz z zasobnikiem 200 l). Kolektory są za to bezkonkurencyjne, jeśli chodzi o niskie koszty eksploatacji.

Mała pompa ciepła tylko do c.w.u. jest stosunkowo tania i bardzo łatwa do zamontowania. (fot. Hewalex)

Kolektory słoneczne i panele PV

Montaż kolektorów jest tym bardziej opłacalny, im więcej wody zużywamy. W sytuacji gdy podgrzewamy wodę w basenie, latem prowadzimy pensjonat albo po prostu mamy liczną rodzinę, ich opłacalność nie budzi wątpliwości. Jeśli natomiast woda jest potrzebna dla 2 lub 3 osób, rachunek ekonomiczny wypada znacznie gorzej.

Jeżeli np. i tak dysponujemy dość tanim ciepłem z pompy ciepła ogrzewającej dom, w takiej sytuacji zakładanie kolektorów nie ma ekonomicznego uzasadnienia. Przy niewielkim zużyciu przez 2 czy 3 osoby, również w przypadku ogrzewania gazem ziemnym okres zwrotu może sięgać ponad 10 lat. Jednak powtórzmy, najlepiej jest poprosić fachowca o zrobienie symulacji, uwzględniającej realne zużycie wody i ceny energii w naszym przypadku.

Najczęściej popełnianym błędem, przed którym trzeba koniecznie przestrzec, jest przewymiarowanie instalacji. Czyli kupowanie większej liczby kolektorów, niż faktycznie potrzeba. Dla 4 osób zwykle wystarczają 2-3 kolektory o powierzchni blisko 2 m2 każdy. Kupując ich więcej, przepłacamy, a w chłodnych porach roku i tak nie uzyskamy dużo więcej ciepła. Za to latem, gdy nasłonecznienie jest intensywne, zafundujemy sobie problemy z ich przegrzewaniem się.

Instalacja z kolektorami słonecznymi, zbiornikiem i niezbędnym osprzętem to wydatek ok. 10 000 zł.

W ostatnich latach popularność zaczął zdobywać także drugi sposób pozyskiwania energii słonecznej - panele fotowoltaiczne (PV). Nie dostarczają ciepła, lecz energię elektryczną. A tę można spożytkować dowolnie. Jednak praktyka dowodzi, że w domach jednorodzinnych nawet 2/3 pozyskiwanej energii zostaje skierowane do sieci elektroenergetycznej. Ma to sens, bo w przypadku małych instalacji możemy następnie odebrać z sieci 80% przekazanej wcześniej energii, nic za to nie płacąc.

Istotne, żeby nie oddawać więcej, niż będziemy w stanie wykorzystać. Nic to nie daje, energia po prostu przepada. Dlatego wpisany w umowie z dostawcą energii okres rozliczeniowy musi być długi. Ewentualnie, żeby nadwyżka z jednego przechodziła na kolejny. Inaczej nie zbilansujemy nadmiaru z okresu wiosenno-letniego ze zwiększonym poborem zimą.

Małe instalacje fotowoltaiczne coraz częściej zakłada się w domach jednorodzinnych. Jednak nie są one konkurencyjne względem kolektorów słonecznych. (fot. Ruukki)

W domach jednorodzinnych moc zainstalowanych paneli PV wynosi 3-5 kWp. Jako ogólną wskazówkę można podać, że z 1 kWp mocy zainstalowanej uzyskamy w ciągu roku ok. 1000 kWh energii. Uwzględniając, że możemy odebrać nie 100%, lecz 80% przekazanej energii, na każdym 1 kWp instalacji PV zaoszczędzimy rocznie ok. 550 zł.

Mała instalacja fotowoltaiczna kosztuje zaś od 4000 zł za 1 kWp mocy zainstalowanej. Przy tym wraz ze wzrostem mocy cena jednostkowa nieco spada. Najdroższym elementem pozostają i tak same panele. Jeden o mocy nominalnej ok. 250 W kosztuje od 700 zł. W przypadku fotowoltaiki, w domach jednorodzinnych krytycznym czynnikiem może okazać się nie cena, lecz dostępne miejsce. Moc 5 kWp to aż 20 paneli o powierzchni zabudowy ok. 2 m2 każdy. W sumie to do 40 m2, które należy gdzieś pomieścić.

Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Immergas