(Zalety standardu domu pasywnego na przyk³adzie szkół)

Zalety standardu domu pasywnego na przykładzie szkół (ekonomiczność, komfort
użytkowania)
Axel Bretzke, Dipl. Passivhausys., Diplom Energiewirt (FH), Hochbauamt der Stadt
Frankfurt, Abt.
Energiemanagement, Gerbermühlstr. 48, 60594 Frankfurt am Main, T +49 (0) 69-21238697, Fax 37851, [email protected]
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
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 2015- 2020. 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 węgla
od 2016 roku ( code level 6 for sustainable house) [Lang IG-Passivhaus (AU) 2008]. We
Flandrii budowanych jest 25 nowych szkół w standardzie domu pasywnego
[Passiefhuis platform 2008b].
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
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 (Uwartość 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 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 58% t. j. 160€/m2 czas amortyzacji wynosi około 20 lat lub mniej. Dokładne 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 1012% 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
Netto
Fundamenty
43,900
Koszty
18%
7,900
dodatkowe
Podatek
Uwagi
8,300
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
Ścian zewnętrzna
124,800
22,500
23,600
Pojedyncze
okna
ścian zewnętrznych
137,000
24,700
25,900
Podwieszany sufit
Dach i nadbudówki
Wentylacja/
zaopatrywanie
w
ciepło
47,700
148,500
156,700
6,600
26,700
28,200
9,000
28,000
29,600
Suma
udział
658600
118,600
124,400
5,3%
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).
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 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 Frankfurcie, że nie skorzystano z niecentralnego systemu
wentylacyjnego.
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 świeżym 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 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 wnętrza 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:
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.stadtfrankfurt.de/energiemanagement/pdf/Leitliniewirtschaftliches-
Bauen.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.