574

Jerzy OLSZEWSKI
Akademia Ekonomiczna w Poznaniu

ERGONOMICZNE ASPEKTY BUDOWY DOMÓW ENERGOOSZCZ

ĘDNYCH

Uwagi wst

ępne

Celem artyku

łu jest ukazanie zalet budowy Domów Pasywnych. Technologia

ta powoduje zmniejszenie zu

życia energii i jej racjonalne wykorzystanie. Oznacza

to ochron

ę klimatu w skali świata, państw i lokalnego środowiska. Zmniejszenie

emisji spalin ma równie

ż istotny wpływ na zdrowie społeczeństwa, w szczególności

m

łodych ludzi, a więc przedłużenie przeciętnego trwania życia i zmniejszenia za-

padalno

ści na wszelkiego rodzaju choroby. Uwarunkowania związane z oszczęd-

no

ścią energii oraz ochrony środowiska, przy jednoczesnym polepszeniu komfortu

u

żytkowania domów (aspekt ergonomiczny), wyłoniły kierunek rozwoju budownic-

twa zwany bioklimatycznym, dostosowanym do lokalnych warunków, nie zanie-
czyszczaj

ącym środowisko, energooszczędnym w zakresie inwestycji, eksploatacji

i rozbiórki. W budownictwie tym wykorzystywane s

ą materiały lokalne i surowce

wtórne. Budownictwo bioklimatyczne (pasywne), w odró

żnieniu od tradycyjnego,

traktuje budynek jako „

żywy organizm”, oddychający, odczuwający ciepło i chłód –

wspó

łdziałający z otoczeniem.

Definicja Domu Pasywnego
Dom Pasywny jest budynkiem, który nie wymaga dostarczania energii do

ogrzewania wzgl

ędnie chłodzenia. Tak więc jest to budynek zero-energetyczny.

Energi

ę do ogrzewania względnie chłodzenia wytwarzają przebywający w domu

jego u

żytkownicy, ciepło odzyskane z wentylacji, energia słoneczna, zainstalowane

urz

ądzenia jak: lodówka, pralka, etc.

1

Jest to mo

żliwe, ponieważ budynek ten cha-

rakteryzuje si

ę niskim zapotrzebowaniem na energię do ogrzewania wnętrza (15

kWh/m

3

/rok)

.

Termin „pasywny” w tym znaczeniu okre

śla stan nie dostarczania

energii konwencjonalnej. z zewn

ątrz, lub brak aktywności w jej dostarczaniu (por.

rysunek nr 1 i tabela nr 1).

Rysunek nr 1. Zu

życia energii w tradycyjnym domu i Domu Pasywnym.

Źródło: http://cieplej.pl/

1

Por. R. Wnuk: Budowa Domu Pasywnego w praktyce. Warszawa 2006, s. 12

575

Tabela nr 1. Porównanie zu

życia energii w różnych typach budynków

Rodzaje

Domów

Zu

życie

energii

grzewczej

kWh/m

2

a

Zu

życie cie-

plej wody

kWh/m

2

a

Zu

życie pra-

du kWh/m

2

a

Zu

życie prą-

du do celów

wentylacji

kWh/m

2

a

Dom tradycyjny rok bud. 1980

275

30

30

0

Dom tradycyjny rok bud. 1995

100

30

30

0

Dom niskoenergetyczny

50

30

30

0

Dom ultraniskoenergetyczny

30

30

30

0

Dom pasywny

15

15

10

5

Dom zeroenergetyczny

0

0

0

0

Dom plusenergrtyczny

0

0

-10

0

Źródło: Por. rysunek 1.

Ergonomiczne przes

łanki budowy Domów Pasywnych

Optymalizacja mikroklimatu jest zagadnieniem bardzo wa

żnym w pomiesz-

czeniach mieszkalnych i biurowych. Do podstawowych czynników kszta

łtujących

mikroklimat

środowiska należy zaliczyć temperaturę powietrza, wilgotność, ruch

powietrza, promieniowanie cieplne oraz ci

śnienie atmosferyczne. Wszystkie części

sk

ładowe mikroklimatu wywierają wpływ na ogólne samopoczucie człowieka, jego

sprawno

ść fizyczną i umysłową, na wydajność pracy oraz zachowanie dobrego

stanu zdrowia. Mikroklimat decyduje o gospodarce cieplnej organizmu, jak równie

ż

o wielko

ści i rodzaju reakcji przystosowawczych. Dlatego też projektanci Domów

Pasywnych zwracaj

ą w szczególności uwagę na to zagadnienie.

Z powodów higienicznych i energetycznych jest wymagana kontrolowana

wentylacja mieszkania jako niezb

ędny element do utrzymania optymalnych warun-

ków komfortu przestrzeni. Wyci

ąg mechaniczny nie jest zalecany. Napływ świeże-

go powietrza mo

że być wykorzystany do dostarczenia ciepła (zimna w lecie). We-

d

ług DIN 1946 niezbędna jest wentylacja powietrza 30 m

3

/h na osob

ę, a maksy-

malna temperatura powietrza przy urz

ądzeniu grzejnym nie powinna przekraczać

50

o

C, w celu ograniczenia powstawanie kurzu.

Domy Pasywne musz

ą być bardzo szczelne, wręcz hermetyczne, wszystkie

po

łączenia pomiędzy częściami budowli (okno/ściana, ściana/strop itd.) powinny

by

ć bardzo dobrze uszczelnione, co z kolei wymaga zaprojektowania świetnie

dzia

łającego systemu wentylacji nawiewno-wywiewnej. Interesującym wynikiem

bada

ń jest, że superizolowane konstrukcje mogą być całkowicie pozbawione most-

ków termicznych.

W ostatnich 30. latach dokonano znacz

ących odkryć w technice przeszkleń.

Do lat 80 w znacznej cz

ęści Europy Środkowej używano tylko pojedynczego prze-

szklenia. Cz

ęsto skutkowało to wykwitami lodowych kwiatów zimą na szybach. Od

1984 do 1995 pojawi

ły się ogólnie dostępne podwójne przeszklenia z

U = 3W/(m

2

K). Obni

żyło to straty ciepła przez przeszklenia o blisko połowę, wciąż

jednak wyst

ępowało zjawisko roszenia na wewnętrznych powierzchniach. Od 1990

obserwuje si

ę rosnący rynek na przeszklenia izolacyjne (2-szybowe, z wewnętrz-

nym wype

łnieniem Argonem) z U=1,5W/(m

2

K). Te przeszklenia s

ą jednak wciąż

576

niewystarczaj

ące dla standardów Domów Pasywnych - temperatura wewnętrznych

powierzchni mo

że spaść poniżej 14,5

o

C.

Przeszklenia w Domach Pasywnych s

ą potrójne z podwójnym wypełnieniem

gazem szlachetnym, osi

ągają współczynniki przenikalności cieplnej na poziomie

U = 0,7 do 0,8 W/m

2

K, dzi

ęki temu temperatura wewnętrznych powierzchni prze-

szkle

ń jest zbliżona do temperatury pokojowej. Niestety wszystkie zyski solarne

mog

ą być utracone przez duże straty ciepła poprzez ramy okienne, czy też mostki

termiczne wynikaj

ące ze złego posadowienia okna w ścianie. Współczesne ramy

okienne maj

ą współczynnik U pomiędzy 1,6 a 2,2 W/m

2

K, strata ciep

ła przez m

2

ramy jest zatem prawie dwa razy wi

ększa niż przez superprzeszklenie. Znaczące

mostki termiczne powoduj

ą profile zespalające na rantach szyby zespolonej, które

zwykle wyt

łaczane są z aluminium.

Dla Domów Pasywnych zosta

ły wynalezione szczególnie dobrze izolujące

termicznie ramy okienne, które „otulaj

ą” głębiej rant szyby. Skoro tylko „efektyw-

no

ść” budynku poprawia się przez grubą izolację superokna i rekuperator ciepła,

spada jego roczne zapotrzebowanie na energi

ę, jednocześnie rosną jednak jedno-

razowe koszty wybudowania (niebieska krzywa – por. rysunek nr 3).

Ekonomiczne przes

łanki budowy Domów Pasywnych

O skali zmian w zakresie kszta

łtowania się wskaźników ekonomicznych niech

świadczy fakt, iż domy z lat 80. potrzebowały około 220 kWh/m

2

a energii do

ogrzania domu. Po 1995 roku zgodnie z nowymi regulacjami dotycz

ącymi ochrony

cieplnej warto

ść ta została obniżona o połowę. Obecnie wystarcza około 28

kWh/m

2

do przygotowania ciep

łej wody i 32 kWh/m

2

na potrzeby elektrycznych

urz

ądzeń domowych (wyłączając energię potrzebną do ogrzewania). W budynkach

niskoenergetycznych które w Niemczech buduje si

ę od lat 80, spada zapotrzebo-

wanie na energi

ę ogrzewania o 25-30%, do wartości 30-70 kWh/m

2

. W Domu Pa-

sywnym roczne zapotrzebowanie na ogrzanie przestrzeni u

żytkowej jest mniejsze

od 15 kWh/m

2

a, co stanowi mniej ni

ż 7% energii pobieranej przez budynki trady-

cyjne. Zapotrzebowanie na energi

ę dla wszystkich potrzeb mieszkania (urządzenia

AGD, ciep

ła woda) jest mniejsze o około 75% w stosunku do budownictwa trady-

cyjnego (por. rysunek nr 2).

Rysunek nr 2. Bilans energetyczny w domu tradycyjnym w porównaniu z Domem Pa-

sywnym.

Źródło: www//http.dompasywny.wlo.pl

577

Na pierwszy rzut oka wydaje si

ę niemożliwe aby przy rozsądnych kosztach

obni

żyć roczne zapotrzebowanie na energię cieplną do poziomu poniżej 30

kWh/m

2

.

Okazuje si

ę, że kiedy obniżymy zapotrzebowanie budynku na ciepło do

15 kWh/m

2

mo

żemy zrezygnować z konwencjonalnego systemu ogrzewania. Za-

oszcz

ędzone w ten sposób środki można przeznaczyć na nowoczesny system

wentylacji, okna z superprzeszkleniami i dodatkow

ą izolację. Sumując skapitalizo-

wane koszty energii w cyklu

życia budynku, Dom Pasywny może być wybudowany

po kosztach domu konwencjonalnego (por. rysunek nr 3). Mo

żna przypuszczać że

w nast

ępstwie większej dostępności na rynku elementów dedykowanych do Do-

mów Pasywnych cena dobrze zaprojektowanego budynku w tej technologii obni

ży

si

ę (por. rysunek nr 4).

Rysunek nr 3. Warianty kosztów energii w zale

żności od zapotrzebowania energe-

tycznego budynku.

Źródło: www//http.dompasywny.wlo.pl

Rysunek nr 4. Struktura nak

ładów inwestycyjnych na budowę domu tradycyjnego i

Domu Pasywnego.

Źródło: www//http.dompasywny.wlo.pl

578

Ekologiczne przes

łanki budowy Domów Pasywnych

Obecnie nasz

ą Planetę zamieszkuje 6 miliardów ludzi. Z liczby tej tylko około

1 miliard

żyje w dobrobycie. Ta grupa ludzi zużywa dla własnych potrzeb prawie

ca

ły zapas wytwarzanej na Ziemi energii i surowców naturalnych.

Wykorzystywanie energii niezale

żnie od sposobu jej wytwarzania obciąża

środowisko naturalne. Stwierdzenie to odnosi się w szeroko rozumianym znacze-
niu do wszystkich rodzajów energii. Przy spalaniu surowców kopalnych wytwarza-
j

ących energię powstaje obok szkodliwych związków również tlenek węgla (czad),

dwutlenek siarki, tlenek azotu, py

ł i kurz, a także dwutlenek węgla CO

2

. Techniki

pozwalaj

ące „zneutralizować” bądź zamienić gaz CO

2

przy urz

ądzeniach grzew-

czych budynków nie s

ą na razie dostępne. Jedynym środkiem zaradczym jest w

dniu dzisiejszym zmniejszenie wydzielania CO

2

poprzez drastyczn

ą redukcję zuży-

cia energii.

Rysunek nr 5.. Projekt budowy Domów Pasywnych w Unii Europejskiej w 2000r.

Źródło: http://cieplej.pl/

Czynnikiem, który stymuluje prace nad budownictwem energooszcz

ędnym są

stale rosn

ące ceny konwencjonalnych surowców energetycznych. Dlatego też Unia

Europejska opracowa

ła projekt EU – CEPHUS, który założył wybudowanie w kra-

jach UE 250 Domów Pasywnych (por. rys. 5). Nale

ży zdawać sobie sprawę z faktu,

że obecnie wybudowany dom ze swoim zapotrzebowaniem na ciepło i energię
b

ędzie przez wiele lat miał wpływ na obciążenie środowiska i na koszty związane z

jego eksploatacj

ą. Jest rzeczą bezsprzeczną, że podniesienie standardu energe-

tycznego nowo budowanego obiektu wi

ąże się z większymi wydatkami inwestycyj-

nymi. Nie mniej przy rachunku amortyzacji budynku przez wiele lat i uwzgl

ędnieniu

korzy

ści dla środowiska naturalnego, inwestycja taka jest ze wszech stron opłacal-

na. Surowce pierwotne (w

ęgiel, gaz, olej opałowy) nie są odnawialne i według naj-

nowszych prognoz ich zasoby oblicza si

ę na około 40 lat (ropa naftowa), 45 lat

(gaz), 60 lat (w

ęgiel).

Niskoenergetyczne sposoby budowania domów s

ą jednoznacznie jedynym i

nie maj

ącym alternatywy sposobem na ochronę środowiska i podniesienie szeroko

rozumianego standardu mieszkania.

579

Uwagi ko

ńcowe

Przedstawiona wieloaspektowa analiza zalet Donów Pasywnych w porów-

naniu z budownictwem tradycyjnym wskazuje jednoznacznie,

że pod każdym

wzgl

ędem jest to rozwiązanie konkurencyjne. Dlatego też należy podjąć wysiłki, w

wyniku których zostanie stworzone zaplecze techniczno-technologiczne budowy
tego rodzaju domów. Do obecnej chwili nie produkuje si

ę na skalę przemysłową

prefabrykatów s

łużących do budowy w tej technologii.

Bibliografia

J. Olszewski: Podstawy ergonomii i fizjologii pracy. Pozna

ń 1997

R. Piotrowski, P. Dominiak: Budowa Domu Pasywnego krok po kroku. Przewodnik Budowlany.

Warszawa 2006

R. Wnuk: Budowa Domu Pasywnego w praktyce. Warszawa 2006

Strony internetowe

www//http.dompasywny.wlo.pl
http://cieplej.pl/