TECHNOLOGIE

Czysta Energia 4 ⁄ 2007 27Czysta Energia 4 ⁄ 2007 27

▲

Realizacja innowacyjnego projektu domu pasywnego to wyjąt-kowa inwestycja. Dom ten powstał w Smolcu k. Wrocławia(woj. dolnośląskie) wg autorskiego projektu biura Lipińscy

Domy we współpracy ze specjalistami z Instytutu Budynków Pasywnychprzy Narodowej Agencji Poszanowania Energii.

Rys. 1. Wizualizacja elewacji północnej Rys. 2. Wizualizacja elewacji południowej

Dom pasywny w warunkach polskich

Założenia projektu

Podstawowym założeniem projektu byłaadaptacja obowiązujących wytycznychkształtowania domów pasywnych, opraco-wanych w Niemczech przez Instytut Bu-dynków Pasywnych1, do lokalnych warun-ków klimatycznych okolic Wrocławia. Domten ma stać się obiektem badawczo-dydak-tycznym i spełnić również rolę propagan-dową. Ma mieć miano rozwiązania pros-tego technologicznie i racjonalnego.

W jednorodzinnym budownictwie pasyw-nym w Europie można zaobserwować dwagłówne nurty. Pierwszy tworzy zabudowamieszkaniowa nastawiona na indywidual-nego klienta zainteresowanego uzyskaniemkomfortu zamieszkania oraz niskich cenza utrzymanie przy niewygórowanych kosz-tach realizacji. A drugi kształtowany jestpoprzez budownictwo eksperymentalne,gdzie stosowane są wymyślne materiałyi technologie, które pozwalają na uzys-kiwanie budynków zeroenergetycznych czywręcz produkujących energię2.

Obecnie w Polsce zaistniała podobnasytuacja, jaka miała miejsce w Niemczechok. 7 — 10 lat temu. Propagowanie budow-nictwa energooszczędnego dobrze wpisujesię w kontekst szeroko dyskutowanych zaga-dnień energetycznych. Szybko rośnie rzeszapotencjalnych inwestorów zainteresowa-nych indywidualnym budownictwem ener-gooszczędnym. Nadchodzącą koniunkturęzaczynają wyczuwać co uważniejsi produ-cenci technologii budowlanych. Możliwado kupienia staje się energooszczędna

stolarka okienna i drzwiowa, nowoczesneurządzenia grzewcze, pompy ciepła, wydaj-ne rekuperatory itp. Popyt realny jest jesz-cze niewielki ze względu na wysokie cenytych technologicznie zaawansowanychproduktów.

Autorzy projektu obok problemów natu-ry konstrukcyjnej i technologicznej stanęliprzed koniecznością rozwiązania dwóchniełatwych do pogodzenia założeń. Jed-nym było opracowanie domu o architek-turze i funkcji wyrastającej z tradycji bu-downictwa polskiego, a drugim maksy-malne zminimalizowanie kosztów budowy,a co z tym związane — opracowanieodpowiedniej technologii budowlanej i za-stosowanie prostych, ale efektywnych roz-wiązań instalacyjnych.

Projekt architektoniczny

Architektura domu pasywnego nawiązu-je do archetypu domu jednorodzinnego.Prosta, zwarta bryła założona na rzucieprostokąta o stromym dwuspadowym da-chu, doskonale wpisuje się w polski krajob-raz zurbanizowany (rys. 1, 2). Proporcjedachu i ścian zbliżone zostały do tychwystępujących w tradycyjnych domach. Je-dynym elementem wzbogacającym bryłędomu jest trójkątna lukarna na elewacjifrontowej z oknem doświetlającym łazien-kę. Garaż przylega do bryły budynku,ponieważ jest on wymogiem koniecznymdla polskich inwestorów. Ukształtowanieotworów okiennych zostało podporządko-wane wymogom energetycznym.

Maksymalizację solarnych zysków ciep-ła osiągnięto dzięki odpowiedniemu roz-mieszczeniu okien na fasadach domu. Dużeokna na południowej elewacji domu opróczzapewnienia zysków energetycznych z pro-mieniowania słonecznego nadały nowocze-sny posmak architekturze obiektu, co zo-stało dodatkowo wzmocnione centralnieumieszczonym kolektorem słonecznymna połaci dachu. Na pozostałych ścianachwielkość okien jest tak dobrana, aby spełnićwymagania polskich norm ilości światłanaturalnego, a jednocześnie ograniczyćdo minimum straty ciepła. Celowo zrezyg-nowano z zamknięcia fasady północnej,gdyż doprowadziłoby to do znacznego po-gorszenia architektury domu i zmniejszeniajego atrakcyjności.

Problemy oświetlenia i utraty energiiudało się również rozwiązać w sposób zbli-żony do tradycyjnej, jednak z elementa-mi innowacyjnymi, narzuconymi choćbyprzez duże przeszklone płaszczyzny, stano-wiące ściany jadalni i pokoju dziennego.Funkcjonalnie dom przeznaczony jestdla czteroosobowej rodziny, ewentualniedla rodziny wielopokoleniowej.

Projekt i konstrukcja zapewnia maksy-malne ograniczenie strat ciepła przy jedno-czesnym pozyskaniu jak największej ilościciepła słonecznego. Kompaktowy charakterbudynku potwierdza współczynnik A/V,wynoszący 0,75, a dostawiony od stronyzachodniej garaż o niezależnej konstrukcjipełni dodatkowo rolę bufora ciepła. Projektuzyskał certyfikat energetyczny wydanyprzez Instytut Budynków Pasywnych przyNarodowej Agencji Poszanowania Energii,gdzie wyliczone zapotrzebowanie domuna ciepło przy założeniu idealnego posado-wienia budynku względem stron światawynosi 13,7 kWh/m2rok.

Technologia polskiegodomu pasywnego

Prace projektowo-koncepcyjne nad do-borem materiałów i technologii poprze-

5x

Lip

ińsc

yD

omy

TECHNOLOGIE

Czysta Energia 4 ⁄ 2007 29Czysta Energia 4 ⁄ 2007 29

Realizacja domu pasywnego, Smolec 2007, widokod frontu

Dom pasywny, Smolec 2007, widok od ogrodu

nego grafitem o współczynniku przewodze-nia ciepła λ = 0,033 W/mK. Pod krok-wiami podbito 10-centymetrowe płyty sty-ropianu, a nad krokwiami, na warstwie płytOSB ułożone zostały panele styropianoweo grubości 15 cm, wytłoczone pod kryciedachówką bez dodatkowych łat. Łącz-na warstwa izolacji dachu ma 45 cm.Dzięki użyciu trójwarstwowego systemuizolacji współczynnik przenikania ciepładachu osiągnął wartość U = 0,08 W/m2K,co ma szczególne znaczenie, gdyż stratyciepła przez dach mogą mieć znacznyudział w bilansie energetycznym budynku.

Okna wykonano z profili Clima Designfirmy REHAU o współczynniku przenika-nia ciepła U = 0,7 W/m2K. Unikalnakonstrukcja profili zapewnia doskonałe pa-rametry cieplne oraz zapewnia wymaganąszczelność. Jest to ważne w przypadkudrzwi wejściowych. W budynku zamon-towano drzwi firmy REHAU o współczyn-niku U = 0,8 W/m2K, które spełniająwymagania domów pasywnych odnośnieizolacyjności cieplnej i szczelności na prze-nikanie powietrza. Również szyby posiada-ją bardzo dobre parametry. Zastosowanyzostał zestawy szyb zespolonych firmyInsoglas, Guardian o współczynniku prze-nikania ciepła U = 0,6 W/m2K. Osiąg-nięcie tak dobrych parametrów termicz-nych było możliwe dzięki naniesieniu po-włok niskoemisyjnych i wypełnieniu prze-strzeni międzyszybowych argonem. Współ-czynnik (g) całkowitej przepuszczalnościpromieniowania słonecznego jest równy0,52. Zastosowanie tak nowoczesnej sto-larki okiennej pozwoliło na uzyskanieśredniego współczynnika (U) dla wszyst-kich okien wynoszącego 0,72 W/m2K.Do uszczelnień budynku użyto specjali-stycznych taśm firmy Soudal.

Skuteczność wszystkich zastosowanychw domu pasywnym rozwiązań zmierzają-cych do ograniczenia niekontrolowanejinfiltracji powietrza zewnętrznego zo-stała sprawdzona za pomocą testu ciśnie-niowego. Uzyskano bardzo dobry wynikn50 = 0,3 1/h.

Mniejsze zapotrzebowaniena ciepło

Zastosowanie kompleksowych rozwią-zań, w odniesieniu do architektury i kon-strukcji domu pozwoliło na radykalnezmniejszenie zapotrzebowania na ciepłobudynku, co potwierdziły badania wykona-ne przez IBP przy NAPE za pomocą pro-gramu PHPP.

Zapotrzebowanie na ciepło do ogrze-wania domu zrealizowanego w Smolcuk. Wrocławia w standardowym sezoniegrzewczym wynosi 15 kWh/m2a. Ten samobiekt wybudowany zgodnie z obowiązują-cymi w Polsce normami będzie zużywał123 kWh/m2a, czyli ponad ośmiokrotniewięcej. Dolnośląska Agencja Energii i Śro-dowiska przeprowadziła badania budynkukamerą termowizyjną. Potwierdziły one,że prawidłowo wykonano izolację termiczną.

Analiza kosztów

Koszty realizacji domu pasywnego w wa-runkach polskich, a także w odniesieniudo kosztów standardowego budownictwaprzedstawiają się następująco — koszt wy-kończonego budynku pasywnego pod kluczwynosi 379 tys. zł, a koszt 1 m2 — 2,4 tys. zł.Natomiast koszt 1 m2 standardowego budo-wnictwa indywidualnego to 1,8 tys. zł.

Obecnie koszt budowy domu pasyw-nego jest ok. 37% wyższy, a szacowany czaszwrotu inwestycji wynosi 20-30 lat. Należyjednak podkreślić, że koszt budownictwastandardowego indywidualnego jest ok. 3,5razy mniejszy niż w warunkach zachod-nich, a specjalistyczne produkty przezna-czone do realizacji budynków pasywnychmają takie same ceny na rynkach zachod-nich jak na polskim.

Jeśli brać pod uwagę proste przeliczeniekosztów, to okaże się, że obecnie budowadomu pasywnego może być inwestycjąnieopłacalną, bo na zwrot kosztów trzebaczekać ponad 20 lat. Z drugiej stronykoszt budowy tego obiektu wynosi poniżej2,5 tys. zł na metr kwadratowy, a uzys-kujemy dom, którego roczne koszty ogrze-wania wyniosą ok. 3 zł za m2 na rok.Dodatkowo należy wspomnieć, że budynkibędą musiały mieć certyfikaty energetyczne(dyrektywa UE), które wskażą ich klasę.

Im wyższa będzie klasa budynku, tymbardziej jego wartość zwiększy się. Obecnietrudno więc mówić o bezpośrednim zwro-cie kosztów poniesionych na realizację do-mu pasywnego. Można ostrożnie szacować,że za kilka lat obiekty te w Polsce zaczną byćopłacalne, zwłaszcza w obliczu nieustanniewzrastających cen energii.

Obserwujemy też stały wzrost kosztówbudowy domów w Polsce, a niektóre produk-

ty, np. okna czy sprawne centrale rekupera-cyjne, zaczynają być produkowane na na-szym rynku i będą dostępne w cenach niż-szych niż analogiczne produkty zachodnie.

Na pewno już dziś opłacalna jest budowadomu energooszczędnego. Będzie on droż-szy od standardowego, spełniającego obec-ne normy cieplne tylko o ok. 6 — 10%.Koszt realizacji wzrośnie ok. 100 zł za m2,a koszty ogrzewania zmniejszą się trzykrot-nie. Dodatkowe nakłady inwestycyjnezwrócą się w ciągu 7-10 lat, a uwzględniającwzrost cen energii i wartości nieruchomościz pewnością szybciej.

Zrealizowanym domem pasywnym au-torzy projektu chcieli wzbudzić zaintereso-wanie budownictwem energooszczędnymw Polsce, a wszystkie doświadczenia z pro-cesu projektowania, budowy i eksploatacjiwykorzystać przy propagowaniu projektówdomów energooszczędnych.

Warto, aby polski inwestor mógł się prze-konać, jakie są warunki zamieszkania w ta-kim domu i jak może on wyglądać. By miałmożliwość sprawdzenia za pomocą badań,jak obowiązujące założenia dla budynkówpasywnych, sformułowane przez InstytutDomów Pasywnych w Niemczech, spraw-dzą się w polskich warunkach. Niewątp-liwie dom pokazowy w Smolcu przyczynisię do popularyzacji budownictwa pasyw-nego i energooszczędnego w naszym kraju.

Źródła1. Feist W.: Gestaltungsgrundlagen Passivhauser.Das Beispiel. Darmstadt 2000.2. Forstner M.: Vakekuumgedammtes Nullheizener-giehaus: Planung. Bau, Passivhauszertifikat. Tagung-sband Passivhaus Institut. Darmstadt 2006.3. Feist W., Pfluger R., Kaufann B., Schniders J.;Kah O.: Passivhaus Projektierungs Paket. PHI.Darmstadt 2004.

dr inż. arch. Ludwika Juchniewicz-Lipiń-ska, dr inż. arch. Miłosz Lipiński, BiuroProjektowe Lipińscy Domy

Galeria zdjęć na stronie: www.domy-pasywne.pl.

28 Czysta Energia 4 ⁄ 200728 Czysta Energia 4 ⁄ 2007

TECHNOLOGIE

▲

Montaż prefabrykatów keramzytobetonowych

dzono analizą rynku pod kątem dostępnościi jakości materiałów. Konstrukcja przegródzewnętrznych domu jest podporządkowanamaksymalnemu ograniczeniu strat ciepłaprzez przenikanie.

W standardowych wytycznych konstruk-cyjnych dla domów pasywnych można zna-leźć warunek mówiący, że wartość współ-czynnika przenikania ciepła (U) ścian ze-wnętrznych, podłóg, stropów i dachunie może przekraczać 0,15 W/m2K. Pod-czas prac projektowych okazało się jednak,że w warunkach klimatycznych, jakie pa-nują w okolicach Wrocławia, dom osiągniestandard pasywny, gdy średni współczyn-nik (U) przegród zewnętrznych wyniesieok. 0,1 W/m2K. Uzyskanie tak niskiejwartości wymusiło konieczność zastosowa-nia warstw izolacji o grubości 30-44 cmi bardzo dobrych materiałów izolacyjnych.

Na fundamenty składają się tradycyjnew Polsce ławy fundamentowe, na którychpostawione zostały ściany fundamentowewychodzące nad grunt. Starannie opraco-wano izolację termiczną fundamentówi płyty podłogowej opartej na ścianachfundamentowych. Jednak nawet najlepiejzaizolowane przegrody zewnętrzne nie za-pewnią osiągnięcia standardu pasywnego,jeśli nie wyeliminuje się z konstrukcji do-mu mostków termicznych. Powstają onew miejscach pocienienia lub przerwaniawarstwy izolacji oraz niejednorodności kon-strukcji przegrody muszą być bezwzględnieeliminowane z budynków pasywnych. Bar-dzo ważne jest zachowanie ciągłości warst-wy izolacyjnej w przegrodach zewnętrz-nych i na ich połączeniach. Miejscem, gdzienie udało się jej zapewnić, są ściany fun-damentowe. W zredukowaniu pionowegomostka termicznego, wychładzającego mu-ry domu, pomógł działający od kilku miesię-cy w Polsce koncern Stahlton. Zastosowanocokołowe pustaki izolacyjne Isomur firmyJordahl & Pfeifer.

Polacy są przywiązani do technologiimurowanych z użyciem materiałów cera-micznych. W projekcie założono wy-korzystanie technologii prefabrykowanejze względu na przygotowanie oferty ,,pasyw-ny dom gotowy’’. Dobrym kompromi-sem okazała się technologia ścian prefab-rykowanych z keramzytobetonu. Dodat-kowe jego barwienie przez producentana kolor ceglany podkreśla, że jest to ma-teriał ceramiczny.

Istotnym atutem tego rodzaju materia-łów w budownictwie pasywnym jest dużamasa akumulacyjna prefabrykatów keram-zytobetonowych. Ilość słonecznych zyskówciepła osiąganych przez dom pasywnynie zawsze pokrywa się z jego aktualnymzapotrzebowaniem, dlatego może dojśćdo przegrzania budynku. Aby temu zapo-

biec należy magazynować zyski ciepła, a na-stępnie uwalniać je w momencie spadkutemperatury w budynku. Najprostszymsposobem magazynowania jest akumula-cja bezpośrednia w masywnej konstrukcjibudynku.

Do ocieplenia budynku wybrano unikal-ny, srebrnoszary styropian Platinum PlusTermo Organiki. Płyty uszlachetnionesą kompozycją grafitu, który poprawiaich właściwości izolacyjne. Współczynnikprzewodzenia ciepła jest rekordowy≤ λ 0,031 W/mK.

W momencie przygotowywania bu-dowy nie było w Polsce producenta okiendo domów pasywnych. Zastosowano więcstolarkę okienną i drzwiową Clima Designfirmy REHAU.

W domu została zaprojektowana wen-tylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła.Dodatkowo, aby polepszyć sprawność urzą-dzeń wentylacyjnych, zastosowanowymiennik gruntowy ciepła Awa-dukt Thermo REHAU. Jednostkągrzewczą jest Vitotres 343 firmyViessmann. To kompaktowe urzą-dzenie ma zintegrowaną nawiewno-wywiewną centralę wentylacyjnąz przeciwprądowym wymiennikiemciepła. Charakteryzuje się on spraw-nością odzysku ciepła rzędu 80%.Wydajność wbudowanej centraliwentylacyjnej wynosi maksymalnie230 m3/h, jednak optymalny stru-mień powietrza to ok. 150 m3/h.Taką też wartość przyjęto jako ob-liczeniową w projekcie systemuwentylacji. Strumień ten z jednejstrony pozwala na spełnienie warunkówhigienicznych, z drugiej zaś nie prowadzido nadmiernego spadku wilgotności powie-trza wewnątrz budynku.

Realizacja projektu

Budynek został zbudowany na 700-met-rowej narożnej działce na osiedlu domkówjednorodzinnych w Smolcu k. Wrocławia(woj. dolnośląskie).

Orientacja obiektu różni się nieznacznieod założeń projektowych. Elewacja ogrodo-wa o dużej powierzchni przeszklonej jestzorientowana na południowy zachód, a niena południe. Różnica ta została uwzględ-niona w obliczeniach energetycznych, którepotwierdziły, że również dla takiej orien-tacji dom osiągnie standard pasywny.

Budowę rozpoczęto w lipcu 2006 r.od ułożenia gruntowego wymiennika ciep-ła. Rury położono poniżej granicy przema-rzania na głębokości 1,5-2 m. Gruntowywymiennik ciepła ma zapewnić, że w mie-siącach zimowych temperatura powietrza,które będzie dostawało się do budynku

nie spadnie poniżej zera. W gorącym leciepowietrze przechodzące przez gruntowywymiennik ciepła zostaje w gruncie schło-dzone do przyjemnych w odczuciu tem-peratur. W sierpniu 2006 r. przeszkolonaekipa wykonała prace gruntowe, funda-menty i płytę żelbetową posadzki. Domnie jest podpiwniczony, co znacznie uproś-ciło konstrukcję budynku. Płyta żelbetowazostała zaizolowana 30-centymetrową war-stwą styropianu odpornego na działaniewody i o bardzo dobrych parametrachizolacyjnych (współczynnik przewodzeniaciepła λ = 0,035 W/mK), dodatkowo ułożo-na została opaska wokół budynku. Pozwoliłoto na uzyskanie przez posadzkę na grunciewspółczynnika U = 0,11 W/m2K.

Po wykonaniu płyty żelbetowej w ciągutrzech dni nastąpił montaż ścian zewnętrz-nych. Wybrana technologia prefabrykowa-na z keramzytobetonu Praefa pozwoliła

na szybkie wzniesienie ścian zewnętrznych.Jest to szczególnie korzystne rozwiązaniew przypadku domu realizowanego w sys-temie ,,dom gotowy pasywny’’. Dla klien-tów indywidualnych opracowano projektw technologii murowanej z cegły silikatowejSilka. W obu przypadkach poprzez dodat-kową izolacje styropianem uzyskano prze-grody zewnętrzne o współczynniku przeni-kania Uo = 0,10 W/m2K.

Zaproponowane technologie odznacza-ją się dobrą jakością i przystępną ceną.Doskonale sprawdzają się również w reali-zacji budynków pasywnych. Zaletą techno-logii prefabrykowanej jest niewielka gru-bość konstrukcji nośnej, wynosząca 15 cm.Ma to szczególne znaczenie dla grubościcałej ściany zaizolowanej 30-centymetrowąwarstwą izolacji. Zastosowanie cienkiejściany nośnej pozwoliło na uniknięcie,,efektu bunkra’’, który może wystąpićw domach pasywnych.

Więźba dachowa wykonana zostaław sposób tradycyjny. Pomiędzy krokwiamiułożono 20-centymetrową warstwę specjal-nego, samonośnego styropianu wzbogaco-