Zalety standardu domu pasywnego na przykładzie szkół

Zalety standardu domu pasywnego na przykładzie szkół (ekonomiczność, komfort użytkowania)
Axel Bretzke, Profesor ,Dipl. Fizyker,., Diplom Energiewirt (FH), Hochbauamt der Stadt Frankfurt, Abt.
Energiemanagement, Gerbermühlstr. 48, 60594 Frankfurt am Main, T +49 (0) 69-212-38697, Fax 37851, [email protected] teraz Profesor FH. Gießen.
1 Streszczenie
Miasto Frankfurt w lutym 2003 roku po intensywnych rozważaniach stwierdziło, że zalety i niewielkie
koszty dodatkowe sprawiają, że szkoły i przedszkola powinny być budowane w standardzie domu
pasywnego. Uchwałę tą, dzięki dobrym doświadczeniom, rozszerzono następnie we wrześniu 2007 na
wszystkie budynki [ Miasto Frankfurt 2007]. Wraz z wydaniem uchwały, miasto Frankfurt stało się
przykładem odpowiednich założeń w innych miastach i regionach jak również narodowych i
międzynarodowych gremiów w Unii Europejskiej, które przewidują stosowanie standardów domu
pasywnego i innych wyższych standardów. Powodem tego były we wszystkich przypadkach
pozytywne doświadczenia wymagających badań domu pasywnego pod względem ekonomiczności,
ochrony klimatu, jak również przyjazności dla użytkowników oraz komfortu.
Ponadto pojawia się wymóg bardzo dobrej wydajności energetycznej w ramach wymagań
jakościowych dla domu pasywnego stawianych przed każdym budynkiem, takich jak wymagania
użytkowników, statyka, ochrona przeciwpożarowa, ekonomiczność. Ponadto brak jest jakichkolwiek
dodatkowych wymagań, które można by pominąć.
Jasno wyłaniają się z tego ramy dalszych rozważań: nie chodzi już o to czy, lecz o to jak i dlaczego
stosować standard domu pasywnego.
Od czasu powstania pierwszego budynku pasywnego w 2000 roku władze miasta miały okazje
zebrania wielu doświadczeń. W 2004 roku otworzono pierwszą ze szkół wybudowanych w
standardzie domu pasywnego, a miejskie przedsiębiorstwo budowlane ABG osiągnęło uznany
ponadregionalnie sukces w budowaniu nowych budynków jako domów pasywnych oraz przy
modernizacji starych domów z wykorzystaniem technologii budynku pasywnego. Jedynym
negatywnym spostrzeżeniem podczas budowy jest ciągle niewystarczająca ilość odpowiednio
wykwalifikowanych architektów, co sodowane jest między innymi dużym wzrostem
zapotrzebowania.
Jednakże temat dodatkowych inwestycji i ekonomiczności standardu domu pasywnego staje się tym
bardziej marginalny, im więcej narodowe i międzynarodowe dyrektywy zbliżają się kosztom
standardu domu pasywnego. W porównaniu dodatkowe koszty inwestycji w wysokości 5% , które
rekompensują się dzięki [późniejszych] oszczędności oraz zaletom płynących z zastosowania
materiałów dobrej jakości, a niezbywalne w ramach projektu, nie są warte dalszej uwagi.
Komponenty domu pasywnego takie jak ocieplenie o grubości 25 cm, przeszklenie czy też instalacje
wentylacyjne nadające się do domu pasywnym, stały się popularne na rynku. Rozważa się również
czy szczelnie wykonana konstrukcja powłoki budynku pod względem fizykalno-budowlanym oraz
dobra mechaniczna wentylacja wywiewna w klasach nie powinny być standardem, a tym samym nie
być traktowane jako koszty dodatkowe.
Nawet po bardzo skrupulatnym dopasowaniu komponentów budowlanych do standardu domu
pasywnego (nawet klimatyzacji) opłacalność została potwierdzona przez wielu autorów nawet pod
wcześniejszymi warunkami. Według aktualnych wymagań oraz z konserwatywnymi założeniami cen
energii, w domu pasywnym już od pierwszego roku użytkowania można zaobserwować pozytywny
1
stosunek wydatków względem zwyczajnego dotychczasowego standardu energetycznego. [Feist
2006a].
Aby jeszcze dokładniej przedstawić wymagania dotyczące efektywności energetycznej i ich zalet jak
tolerancja błędów, komfort użytkowania, i ochrona klimatu względem innych wymagań jak statyka,
architektura, ochrona przeciwpożarowa należy przeprowadzić rozważania ekonomiczne w oparciu o
wszystkie wymienione wymogi. Również w obliczu dużej rozpiętości kosztów inwestycji sięgającej aż
do 100% wartości porównywalnych projektów można rozpocząć od ogólnych rozważań. Sama
wartość kosztów zaoszczędzona na eksploatacji, przy jakości domu pasywnego względem aktualnego
wymaganego poziomu w przeciągu danego czasu daje ogólną wartość, która otwiera pole dla
dodatkowych kosztów inwestycyjnych na komponenty konieczne w domu pasywnym [Baumgärtner
2008]. W ten sposób przy względnie dobrych cenach komponentów można sobie pozwolić na
droższy projekt lub postawić na większe wykorzystanie odnawialnych źródeł energii.
W konsekwencji dzięki wzmocnionemu ociepleniu, lepszym oknom, i prostemu systemowi
wentylacyjnemu otrzymuje się prawie niezależny energetycznie budynek szkoły o jakości domu
pasywnego o znacznie wyższym komforcie, minimalnych kosztach ogrzewania, większej tolerancji
błędów, dobrej ekonomiczności oraz ze znaczącym wkładem w ochronę klimatu.
2 Wytyczne publiczno – prawne
Wymagania dotyczące domów pasywnych zostały przedstawione już propozycji do nowej dyrektywy
o wydajności energetycznej budynków [Komisja Europejska 2008] : kraje członkowskie musza od
2011 podać liczbę budynków (!), których emisja dwutlenku węgla oraz podstawowe zużycie energii
jest niewielkie (dom pasywny) lub wynosi zero. Dane te będą wiążące i sprawdzone w latach 20152020. Dla stwierdzenia minimalnych wymagań należy jeszcze przyjąć „ metodę porównawczą do
obliczania optymalnych finansowo minimalnych wymagań w odniesieniu do łącznej wydajności
energetycznej budynków”. W podobnym tonie wypowiedział się z resztą Parlament [Europejski] w
styczniu 2008 oraz kwietniu 2009 roku: ”…w obliczu długiego użytkowania budynków, wskazuje na
to, że szczególnie ważnym jest aby nowe budynki budowane były według wymagających norm
wydajności energetycznej, a istniejące już budynki były stopniowo modernizowane; … jest zdania że
wyburzanie energetycznie niewydajnych budynków przy jednoczesnym budowaniu opłacalnych
energetycznie budynków czasem traktowane może być jako alternatywa do renowacji starych
budynków;… wzywa Komisję do zaprezentowania jako wiążącego postanowienia, że wszystkie
nowopowstające budynki, które muszą dysponować systemem grzewczym i/lub klimatyzacją od
2011 spełniać powinny normy dotyczące domów pasywnych lub inne podobne normy tyczące
budynków niemieszkalnych.”
Nie tylko miasta i regiony jak Antwerpia (2008), Frankfurt (2007), Freiburg, Lipsk, Okręg Lippe,
Vorarlberg, Wels, Wiesbaden ale również narodowe parlamentach we Flandrii i wielkiej Brytanii
postanowiły wydać dyrektywy dotyczące standardu domów pasywnych. W Wielkiej Brytanii na
przykład standard domu pasywnego powinien być przestrzegany od 2013 roku, a standard dotyczący
zerowej emisji dwutlenku wegla od 2016 roku ( code level 6 for sustainable house) [Lang IGPassivhaus (AU) 2008]. We Flandrii budowanych jest 25 nowych szkół w standardzie domu
pasywnego [Passiefhuis platform 2008b].
2
Miasto Frankfurt postanowiło we wrześniu 2007, że „wszystkie nowe budynki projektowane będą w
oparciu o standard domu pasywnego. Jeżeli standard ten nie zostanie osiągnięty to konieczne będzie
podanie przyczyn”. Jakoś domu pasywnego jest tym samym porównawczym standardem
ekonomiczności (HGO) i częścią dyrektywy miasta zamieszczonej w „Dyrektywy ekonomicznego
budownictwa” [Miasto Frankfurt 2008] dotyczącej ekonomicznie zrównoważonego budownictwa.
3 Śmierć w domu pasywnym i inne błędy
W dalszej części opisane zostaną zalety jakości domu pasywnego w odniesieniu do popularnych
uprzedzeń wobec nich:
- Jakoś domu pasywnego jest nieznośna, jego wymagania ograniczają możliwości twórcze architekta
- budowanie domu pasywnego to jak kupno mercedesa, prestiżowe ale drogie
-zastosowana technika domowa jest skomplikowana, konieczne jest szerokie szkolenie
użytkowników, urządzenia wentylacyjne są szkodliwe dla zdrowia, wymagają miejsca, powodują
hałas, ich utrzymanie jest kosztowne
- nie można otwierać okien
- ochrona przed ciepłem w lecie jest konieczna jedynie z powodu budowania wedle standardu domu
pasywnego
4 Dla czego należy budować szkoły i przedszkola w jakości domu pasywnego?
4.1 Mniejsze wymagania do osiągnięcia standardu domu pasywnego
Tak samo jak każdy rodzaj dobrych budynków o wysokiej jakości , wymagania stawiane przez
standard domu pasywnego wymagają od architekta umiejętności budowniczego o kreatywnym
podejściu do rozwiązywania problemów. Przy tym specyficzne uwarunkowania szkoły lub przedszkola
ułatwiają architektom stworzenie różnorodnych form budynków.
Rys. 1 a-d
a)Szkoła Montesorie Aufkirchen
b) model szkoły podstawowej Preungesheim
c)budynek laboratoriów szkoły zawodowej Waldshut
d) projekt instalacji wentylacyjnej pasywnej hali sportowej
3
W budynku szkoły pasywnej wystarczy ciepło 25 uczniów oraz nauczyciela (2kW) aby zapewnić
wystarczające ogrzewanie w klasie podczas użytkowania w przeciągu całego roku. Do tego dochodzi
jeszcze zysk energetyczny dostarczany przez promienie słoneczne przez okna w wysokości około
2 kW przy 10 m2 powierzchni przeszklenia. Straty przypadające na przewodzenie ciepła wynoszą
poniżej 0,5 kW. Przekonywujące dla użytkownika oraz gościa jest zawsze doświadczenie wzrostu
temperatury, który można śledzić podczas prezentacji w takiej klasie. Dla tego podczas normalnego
użytkowania w sezonie grzewczym, użytkownicy mogą samą swą obecnością wyrównać w przeciągu
godziny utraty ciepła, które nastąpiły w nocy w skutek transmisji ciepła. W takiej klasie, w
przeciwieństwie do budynku mieszkalnego ogrzewanie stosowane jest jedynie do podgrzania
powietrza np. po weekendzie lub dniach wolnych. Wymagania dotyczące odpowiedniego ocieplenia
wymaganego do osiągnięcia standardu domu pasywnego w szkole lub przedszkolu są dla tego niższe
od tych koniecznych w pasywnych budynkach mieszkalnych.
Również realizacja hali sportowej o standardzie domu pasywnego jest mniej wymagająca i pociąga za
sobą jedynie niewielkie koszty dodatkowe. Zapotrzebowanie powietrza dla użytkowników
powierzchni hali odpowiada w zasadzie zapotrzebowaniu na wentylację i odprowadzaniu wilgoci
przypadających na szatnie oraz prysznice. Jako nakład dodatkowy oprócz ocieplenia i lepszych okien
należy uwzględnić elementy do odzyskiwania ciepła z systemu wentylacyjnego.
4.2 Czego potrzebuje szkoła w standardzie domu pasywnego?
Zapotrzebowanie na energię grzewczą (bez ciepłej wody)
Podstawowe zapotrzebowanie energetyczne
Wydajność energetyczna wentylacji :
Gęstość powietrza n50
Ogrzewanie:
<=
<=
<=
<=
~
15 kWh/m2a
120 kWh/m2a
0,45 Wh/m3 *
< 0,6 / h
10 W/m2
W porównaniu z certyfikatem energetycznym należy zwrócić uwagę na to, że wymagania domu
pasywnego 15 kWh/(m2a) odnoszą się tylko do ogrzewania i klimatyzacji. Do tego dochodzi jeszcze
np. przygotowanie ciepłej wody oraz straty ciepła podczas ogrzewania (spaliny, gotowość cieplna).
Wartość użytkowa domu pasywnego może w rzeczywistości sięgać 30 kWh/m2a! Koszty energii dla
instalacji wentylacyjnej szkoły podstawowej, wynoszącej kilka setek €/a , która działa w sezonie
grzewczym jedynie 8 godzin w przeciągu dnia, można pominąć.
Aby osiągnąć te cele, w szkole lub przedszkolu o standardzie budynku pasywnego, w porównaniu z
popularnym standardem, konieczne są jedynie następujące ulepszenia: ocieplenie powłoki budynku
należy wzmocnić o około 10 – 15 cm (U-wartość ściany < 0,15 W/m2K, U-wartość dachu ~0,1 ,
U-wartość podłogi <0,2). Poza tym utraty ciepła na mostkach cieplnych należy konstruktywnie
zredukować (<0,01 W/m2K), a w oknach zastosować potrójne przeszklenie oraz zastosować ramy
okienne stosowane w domu pasywnym. Na niemieckim rynku dostępne są one z oszkleniem o
wartości Uw 0,5 lub 0,5.
Dodatkowo oprócz już dziś obecnych systemów wentylacyjnych (hale sportowe, kuchnie i kantyny),
do klas i pomieszczeń zbiorowych istnieje zapotrzebowanie na mechaniczną wentylację wywiewną o
parametrach 20 m3/h i na osobę z bardzo wydajnym systemem odzyskiwania ciepła. Muszą one
spełniać wymagania normy europejskiej DIN 13779 o wydajności energetycznej SFP klasa 1 lub 2
(standard) i zapewniać jakość powietrza IDA 4. Wymóg suchego odzyskiwania ciepła według normy
DIN EN 13053 o wartości wyższej od 0,75 odpowiada w prawdzie wymaganiom H1 tej normy dla
4
dużych budynków. Oczywiste jest też planowanie szczelnej powietrznie powłoki budynku, wykonanej
właściwie przez budowniczych na samej budowie, która w przypadku budynków wielkości
przedszkola i szkoły generuje wartość n50 0,6.
4.3 Jakość domu pasywnego dla szkół i przedszkoli też się opłaca
Koszty budowania budynku o takim samym standardzie mogą być zredukowane np. dzięki mniejszej
powierzchni powłoki budynku, zoptymalizowanemu zarysowi budynku i mniejszemu nakładowi na
zagospodarowanie jak ukazały to przykładowe badania w Heidelbergu (patrz rysunek). Dodatkowe
koszty inwestycji przeznaczone na ekonomiczny standard domu pasywnego nie odgrywają prawie
żadnej roli w porównaniu z przedstawionymi relacjami (20-100%) pomiędzy promowanym
opłacalnym i drogim do realizacji wariantem.
Rys. 2: „Opłacalność” projektów architektonicznych w porównaniu z kosztami dodatkowymi
budownictwa oszczędnego energetycznie; źródło: ebök Opłacalność budownictwa oszczędnego
energetycznie, Heidelberg 2004)
W obliczu tej rozpiętości kosztów inwestycyjnych dla tego samego projektu, usprawiedliwione jest
ogólne rozważanie nad opłacalnością. Może ono przebiegać w oparciu o podstawową wartość
zaoszczędzonych kosztów użytkowania domu pasywnego względem aktualnego ich stanu w
przeciągu danego czasu. Daje to wartość do amortyzacji oraz otwiera pole dla dodatkowych kosztów
inwestycyjnych na komponenty wymagane w domu pasywnym. W oparciu o to można wykonać
pierwszą analizę [finansową] i następnie głębszą optymalizację ekonomiczną w samym projekcie.
Już prosta, pobieżna analiza wykazuje dużą opłacalność budynku o standardzie pasywnym.
zapotrzebowanie dużego budynku według EnEV [rozporządzenia o oszczędności energii] wynosi
zazwyczaj około 100-120kWh/m2 przez cały rok, zapotrzebowanie domu pasywnego wynosi
15 kWh/m2. Przy kosztach ogrzewania 7 Ct/kWh powstaje oszczędność w wysokości 8€ /m2.
Zaoszczędzona wartość kosztów użytkowania w przeciągu 40 lat bez uwzględnienia wzrostu cen
energii wynosi około 240 €/m2 ( oszczędność 8€/m2a przy dodatkowym nakładzie na konserwację
2€/m2). Przy kosztach budowy (brutto) w wysokości 2000 €/m2 oraz znanych dodatkowych kosztach
inwestycji w wysokości 5-8% t. j. 160€/m2 czas amortyzacji wynosi około 20 lat lub mniej. Dokładne
5
analizy, np. z Frankfurtu [Baumgärtner 2008] potwierdzają tą wartość. Wskazują one przy
dodatkowych kosztach inwestycyjnych w wysokości 5-8%, podstawową wartość zaoszczędzonych
kosztów użytkowania (włącznie z konserwacją itp.) w wysokości 10-12% kosztów całej inwestycji
(standard porównawczy rozporządzenie o oszczędności energii 2004).
Opłacalność szkół pasywnych oraz przedszkoli sprawdzono również we Frankfurcie w wielu
przypadkach poprzez całościowe rozliczenie kosztów i udowodniono w ich zestawieniu.
Element budowlany
Fundamenty
Netto
43,900
Koszty dodatkowe 18%
7,900
Podatek
8,300
Ścian zewnętrzna
124,800
22,500
23,600
Pojedyncze okna ścian
zewnętrznych
Podwieszany sufit
Dach i nadbudówki
Wentylacja/
zaopatrywanie w ciepło
137,000
24,700
25,900
47,700
148,500
156,700
6,600
26,700
28,200
9,000
28,000
29,600
658600
118,600
124,400
5,3%
Suma
udział
Uwagi
Wydłużona izolacja obwodowa z
ociepleniem, izolacja podłoża
2160m2. Ocieplenie 1,3 €/cmm2,
wzmocniona statyka fasady
1780 m2 przeszklenie o standardzie
domu pasywnego 75 – 100 €/m2
2560 m2
3600 m2
3 dodatkowe systemy wentylacyjne,
mniejszy
nakład
statyczne
ogrzewanie, GLT, centrala grzewcza
Około 900,000 €
z 16,7 milionów € łącznych kosztów
brutto
Tabela 1: Rozważania nad dodatkowymi kosztami inwestycji w oparciu o rozporządzenie o
oszczędności energii 2004 – 30%, spojrzenie na szkołę podstawową Riedberg, dane z zestawienia
kosztów dla dofinansowania przez Niemiecką Fundację Federalną Środowisko
Rys. 3: Średnie łączne koszty szkoły podstawowej Preungesheim 2005, obliczone w łącznym
rozliczeniu kosztów [Miasto Frankfurt 2009], przyjęte koszty odsetek 3,5%, koszt ogrzewania z
elektrociepłowni 6,7 Ct/kWh, koszt pellets 2,9 Ct/kWh, wzrost cen 5%, 40 lat.
Koszty ogrzewania szkoły pasywnej względem jeszcze dziś obowiązującego standardu w Niemczech
(EnEV 2004/2007) mogą być zredukowane o od 5 do 10 %. Prawie nierealne dane dotyczące kosztów
użytkowania potwierdziły się np. w szkole pasywnej Riedberg ( około 120,000 – 150,000kWh ~ 25-30
t pellets/a na 7700m2 powierzchni budynku netto wraz ze stratami ciepła i ogrzewaniem wody).
6
Oszczędność kosztów ogrzewania wynosi również około 8 €/m2 lub 320 €/m2 w przeciągu 40 lat bez
wzrostu cen!
Rys. 4: Obecne skalkulowane koszty ogrzewania szkoły podstawowej Preungesheim 2005
Rys. 5 nZapotrzebowanie cieplne szkoły podstawowej Riedberg, szkoła i przedszkole, powierzchnia
użytkowa 5540 m2 2008: 14,9 kWh/m2
4.4 Prosta technika dla zapewnienia dobrego komfortu w pomieszczeniach
Ponieważ w szkole lub przedszkolu podczas obecności użytkowników nie trzeba włączać ogrzewania,
a sprawne, niezawodne doprowadzenie świeżego powietrza staje się priorytetem, rozsądnie jest
rozdzielić te dwa systemy. Ogrzewanie pomieszczeń dokonuje się w tedy przez małe, indywidualnie
rozstawione grzejniki w pomieszczeniach. Grzejniki umieszczone są optymalnie pod względem
finansowym (zazwyczaj na ścianach w korytarzach). Koszty są porównywalne z kosztami
zastosowania grupowej nagrzewnicy do ocieplania powietrza w strefie pomieszczeń klas. Sterowanie
wentylacją i ogrzewaniem może jednak być tu bardziej uproszczone i zapewniać więcej
indywidualnego komfortu. Grzejniki zapewniają podgrzewanie i ogrzewanie pustych pomieszczeń,
ponieważ wentylacja musi być włączona tylko jeżeli z pomieszczeń korzystają ludzie (pokrywy jedynie
otworzyć lub zamknąć wedle potrzeby). W wentylacji konieczna jest tylko jedna centralna
nagrzewnica do ochrony przed zamarzaniem i wstępnej wymiany powietrza przed rozpoczęciem
zajęć. Zróżnicowane sterownie ogrzewaniem w domu pasywnym jest z ekonomicznego i
energetycznego punktu widzenia zbędne. Aby jednak podnieść komfort użytkowania i zaoszczędzić
tym samym wysiłek obsługi urządzeń, poszczególne pomieszczenia mogą być wyposażone w
7
regulatory lub wentyle z termostatem umożliwiającym manualny wybór przedziału temperatury. W
domu pasywnym użytkownikom można zapewnić podwyższony komfort przy nieznaczących
dodatkowych kosztach na ogrzewanie. Do ogrzewania korytarzy wystarcza często powietrze
odprowadzane/transmisja ciepła z ogrzewanych pomieszczeń. Jeżeli zajdzie tak potrzeba, ogrzewanie
może wyłączyć się automatycznie podczas otwarcia okna dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu po
osiągnięciu odpowiedniej temperatury przez układ regulacji temperatury powietrza nawiewanego
lub głowicę termostatu. Rozwiązanie takie jednak dla ogrzewania domu pasywnego należy
skalkulować (patrz 4.6)! Ogólnie można stwierdzić, że szkoła o standardzie budynku pasywnego jest
miejscem bardzo przyjaznym. Nawet po wyłączeniu ogrzewania, wewnątrz przez kilka dni panować
będą przyjemna warunki, a pomieszczenia klas znów się ogrzeją, kiedy tylko dzieci powrócą do szkoły
lub przedszkola.
4.5 Prosta wentylacja w budynku pasywnym gwarantuje wysoką jakość powietrza przy
niezrównanej efektywności energetycznej
Mechanicznie doprowadzona masa powietrza 20 m3 / osobę bez ogrzewania zapewnia trwałą jakość i
wilgotność powietrza według DIN (1500 ppm CO2, wilgotność powietrza >35%) przy znikomej utracie
energetycznej dzięki zastosowaniu elementów do odzyskiwania ciepła [Heudorf 2008]. Wielokrotnie
dowiedziona została polepszona zdolność koncentracji uczniów dzięki lepszej jakości powietrza w
szkołach [Ribic 2008]. Konieczna dla domu pasywnego wydajność energetyczna wentylacji została
zapisana w DIN 13779. Wymagania dyrektywy dotyczącej stanowiska pracy zostały spełnione. Można
spodziewać się że w przyszłości mechaniczna wentylacja nie będzie tylko wymaganiem w budynkach
o standardzie domu pasywnego. Rozdzielone systemy wentylacyjne i grzewcze mają olbrzymią zaletę.
Doprowadzenie i odprowadzenie powietrza jest uproszczone , podobnie sterowanie wentylacją. W
przypadku odłączenia wentylacji np. z powodu połączenia go z czujnikami przeciwpożarowymi,
ogrzewanie jest nadal sprawne. Poza krótkim okresem ogrzewania szkoły pasywnej, wentylacja może
być wyłączona. Przy dużych temperaturach panujących na zewnątrz , wentylacja okienna może być
wystarczająca i może bez strat energetycznych przejąć funkcję systemu wentylacyjnego jeżeli zajdzie
taka potrzeba. Niewielkie ilości powietrza według DIN EN 13779 i brak funkcji grzewczej w
porównaniu z normalnym system wentylacyjnym wykazują niższe wymagania co do wielkości,
sterowania, doprowadzania i odprowadzania powietrza, również i w klasach („wentylacja okienna” z
wentylatorem, filtrem i przewodem wentylacyjnym). Dodatkowe koszty, zbyt wymagająca finansowo
konserwacja, wydawanie dźwięków i zapotrzebowanie na miejsce sprawiły we Frankfurci,e że nie
skorzystano z niecentralnego systemu wentylacyjnego.
8
Rys.6: źródło: profesor Dr. Ing. Bjarne W. Olesen International Centre for Indoor Environment and
Energy
4.6 Użytkowanie domu pasywnego wymaga mniej szkolenia
Użytkowanie domu pasywnego wymaga mniej szkolenia. W budynku pasywnym można otwierać
okna nawet w zimie, straty są przy tym zdecydowanie niższe niż budynkach budowanych zgodnie z
EnEV lub całkiem tradycyjnie (brak dużych strat ciepła przez duże grzejniki 6 kW pod otwartymi
oknami, brak zamarzania mniejszych grzejników na ścianie wewnętrznej).
Rys. 7: Porównanie utraty ciepła
Użytkownicy bez wcześniejszych instrukcji zachowują się poprawnie. Dziej się tak gdyż żaden grzejnik
w domu pasywnym, który ogrzewa powietrze dostarczane do wewnątrz nie ochładza się przy
otwartym moknie pomieszczenia. Użytkownik reaguje właściwie i zamyka okno w dowolnym
momencie (gdy powietrze jest zimne i pomieszczenie wypełnione jest świerzym powietrzem). Małe
grzejniki na ścianie wewnętrznej nie oddają ciepła przez otwarte okna, lecz dopiero w tedy gdy
dotrze do nich chłodne powietrze i to dopiero po tym jak użytkownik zamknie okno. Inteligentne
termostaty lub pojedyncze układy regulacji temperatury automatycznie wyłączają grzejniki podczas
dużego spadku temperatury , nie dopuszczając jednak do ich zamarznięcia. Okna standardzie domu
pasywnego gwarantują uczucie komfortu nawet jeżeli osoba siedzi bezpośrednio przy oknie bez
grzejnika. Zyskane dzięki temu wolne przestrzenie nie były dotąd brane pod uwagę podczas badania
ekonomiczności, są jednak znaczne. Użytkownik musi się jednak przyzwyczaić do tego aby w
przypadku przegrzania spowodowanego w lutym promieniami słońca oraz wewnętrznym
ogrzewaniem jednak otwierać okna.
4.7 Polepszona i ekonomiczniejsza ochrona przed upałem w lecie
Nakład na ochronę przed upałem w lecie, w porównaniu ze standardowymi oknami, jest mniejszy
dzięki zastosowaniu przeszklenia chroniącego przed nadmierną temperaturą i promieniami
słonecznymi przy jednocześnie polepszonej możliwości obniżania temperatury w nocy przez system
wentylacyjny. Ponieważ jednak ochrona przed letnim upałem jest nieuważnie pomijana wedle
błędnego motta, że jest to kwestia dotycząca jedynie domów pasywnych, poniżej kilka wskazówek
dla wszystkich zarówno nowopowstających jak i już dla istniejących budynków: przy założeniu że na
25 uczniów przypada 80 W oraz że nasłonecznienie, pomimo dobrej ochrony słonecznej dostarcza
200 W/m2 , sale szkolne wykazują bardzo wysoką wewnętrzną wartość 4kW na 60 m2! Te obciążenia
9
cieplne przekraczają zakres wartości przewidziany dla budynków biurowych w DIN 4108 T2, część
letnia ochrona cieplna! Według EnEV 2007 konieczna jest przynajmniej prosta symulacja i
zmniejszenie wartości według DIN 4108 T2. Oddawanie ciepła poprzez jego transmisję w lecie jest z
powodu małych różnic temperatur marginalne i niezależne od grubości ocieplenia budynku. Ciepło
musi być zatem w czasie dnia magazynowane a następnie w nocy oddawane poprzez system
wentylacyjny. Oprócz solidnej konstrukcji, powierzchnie okien zostały zoptymalizowane tak aby
sprostać zarówno wymaganiom przepuszczalności światła dziennego oraz ochronie cieplnej w lecie.
Nadproża powinny być zminimalizowane, a o nieprzezroczystych balustradach nie powinno być
mowy aby przy takiej samej powierzchni okna doprowadzić do wnętra pomieszczeń możliwie dużo
światła słonecznego. Zewnętrzne żaluzje powinny być zawsze sterowane automatycznie lecz z
czasową możliwością sterowania z pomocą przełącznika kluczowego. Funkcja kontroli natężenia
światła, względnie przechylenie jednej trzeciej górnej części żaluzji jest bardzo przydatne przy
zapewnieniu odpowiedniego nasłonecznienia i redukcji zapotrzebowania na sztuczne oświetlenie.
Akustyka pomieszczeń musi być zoptymalizowana wraz z wymaganiami dotyczącymi masy
akumulacyjnej, tak aby zachowane były normy ochrony przed hałasem, ale równocześnie
zapewniając sufitom, podłogom i powierzchnia ścian wystarczającą masę do osiągnięcia
odpowiedniej masy akumulacyjnej. Nocna wentylacja poprzez automatyczne klapy wywietrznikowe
w pomieszczeniach klas jest niezależna od funkcjonowania systemu wentylacyjnego i nie generuje
dodatkowych kosztów dzięki oszczędności na konserwacji wentylacji, która jednak poprzez obwód
letni może służyć w nocy jako chłodzenie.
5 Podsumowanie
W konsekwencji powyższych rozważań, dzięki wzmocnionemu ociepleniu, trochę lepszym oknom i
prostemu systemowi wentylacyjnemu można stworzyć prawie niezależny energetycznie budynek
szkoły, w standardzie budynku pasywnego, o znacznie wyższym komforcie, marginalnych kosztach
ogrzewania, dobrej opłacalności i znaczącym wkładzie w ochronę klimatu. Dzięki zastosowaniu
dużych ogniw fotowoltaicznych na dachu, już tylko krok do szybkiego osiągnięcia standardu domu
zeroenergetycznego .
Standard domu pasywnego to projekt i kierowanie budową ze szczególnymi wymaganiami
stawianymi na:
- doświadczenie
- adaptację projektu
- jakość wykonania i detale
aby osiągnąć
- opłacalne koszty budowy
- niskie koszty ogrzewania, energetycznie niezależne funkcjonowanie
- dobry komfort i jakość pomieszczeń
- odpowiednie warunki do osiągania dobrych wyników przez użytkowników
Literatura
Baumgärtner, Cornelia (2008): Wirtschaftlichkeitsanalyse von PassivhausNichtwohngebäuden, Diplomarbeit. Darmstadt: Hochschule Darmstadt 2008
Heudorf, Ursel (2008): Innenraumklima in Schulen, Passivhausschulen im Vergleich zu
konventionellen Schulen. Frankfurt: Stadtgesundheitsamt Stadt Frankfurt 2008
EU-Parlament (2008) : Aktionsplan für Energieeffizienz Entschließung des Europäischen
Parlaments vom 31. Januar 2008 (P6_TA-PROV(2008)0033), Brüssel 2008. Url:
10
www.europarl.europa.eu/meetdocs/2004_2009/documents/ta/p5_taprov(
2008)0033_/P6_TA-PROV(2008)0033_de.pdf
Kommission der EU (2008): Vorschlag für eine RICHTLINIE DES EUROPÄISCHEN
PARLAMENTS UND DES RATES über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden
(Neufassung) {SEC(2008) 2864}{SEC(2008) 2865}, Brüssel Nov. 2008
Lang, Günter, IG-Passivhaus (AU) (2008): Die Regionen im Passivhaus Wettstreit;
Pressemitteilung. Wien: IG-Passivhaus 18.02.2008
Passiefhuis platform (2008a): Nieuwsbrief 27 - December 2008. Url:
www.passiefhuisplatform.be/index.Passivhausp?col=/nieuws/nieuwsbrief&doc=nieuwsbrief_
27 (Abruf 5.2.2009)
Passiefhuis platform(2008b): Nieuws. Url:
www.passief.eu/index.Passivhausp?col=/nieuws/overzicht&doc=overzicht_460 (Abruf
5.2.2009)
Ribic, Werner (2008): Nachweis des Zusammenhangs zwischen Luftqualität und
Leistungsfähigkeit in HLH Bd. 59 2008 Nr. 7. Köln: Springer-VDI-Verlag 2008
Stadt Frankfurt (2007): Beschluss §2443 der Stadtverordneten vom 6.9.2007: Bausteine für
den Klimaschutz: Passivhausstandard für stadteigene und städtisch genutzte Gebäude.
Frankfurt: Stadt Frankfurt 2007. Url: http://www.stadtfrankfurt.
de/energiemanagement/pdf/Passivhausbeschluss.pdf, en http://www.stadtfrankfurt.
de/energiemanagement/english/english.htm
Stadt Frankfurt (2008a): Leitlinien zum wirtschaftlichen Bauen 2008. Frankfurt: Stadt
Frankfurt 2008. Url: http://www.stadt-frankfurt.de/energiemanagement/pdf/LeitliniewirtschaftlichesBauen.pdf, en: http://www.stadtfrankfurt.
de/energiemanagement/english/english.htm
Stadt Frankfurt (2008b): Energieausweis Grundschule Riedberg. Frankfurt:
Energiemanagement, Hochbauamt 2008. Url: www.stadtfrankfurt.
de/energiemanagement/passiv/passiv.htm
Stadt Frankfurt (2009): Gesamtkostenverfahren des Energiemanagements der Stadt
Frankfurt. Frankfuert: Stadt Frankfurt 2008. Url : http://www.stadtfrankfurt.
de/energiemanagement/pro.htm
Wolfgang Feist (2006a): Sind Passivhäuser wirtschaftlich? Darmstadt: IG-Passivhaus 2006.
Url: www.passivhaustagung.de/Passivhaus_D/Wirtschaftlichkeit_Passivhaus.html (Abruf
5.2.2009)
Wolfgang Feist (2006b): Darf man im Passivhaus die Fenster öffnen? Darmstadt: IGPassivhaus
2006. Url:
www.passivhaustagung.
11