Strona główna » Archiwum dla Kwiecień 2021

Kwiecień 2021

Jaka ściana zewnętrzna w budynku pasywnym?

Jaki materiał konstrukcyjny wybrać na ściany zewnętrzne budynku pasywnego?

Pierwszym pytaniem z jakim musimy się zmierzyć przy projektowaniu ścian jest rodzaj materiału konstrukcyjnego z którego zostaną wykonane.

Najbardziej popularne w budownictwie mieszkaniowym to ściany o konstrukcji szkieletowej drewnianej oraz murowanej np. z bloczków wapienno-piaskowych (potocznie nazywanych silikatami), betonu komórkowego (gazobetonu) czy pustaków ceramicznych. Są również mniej popularne ściany z CLT, szkieletowe stalowe, prefabrykowane żelbetowe, styropianowo-betonowe itp. Typów ścian jest naprawdę wiele.

Jaki zatem wybrać materiał konstrukcyjny dla ściany zewnętrznej domu pasywnego?

Nie ma to większego znaczenia, bowiem z każdego materiału można wykonać konstrukcję ściany zewnętrznej która spełni wymagania stawiane dla budownictwa pasywnego. Każdy wybór niesie za sobą pewne korzyści oraz „straty”, ale ściana w standardzie pasywnym może być wykonana o dowolnej konstrukcji.

Jaki współczynnik przenikania ciepła dla ściany zewnętrznej w domu pasywnym?

Zakłada się, że współczynnik przenikania ciepła U dla ściany zewnętrznej w budynku pasywnym powinien wynosić maksymalnie U<0,15 W/m2K. Czy to reguła? Niestety nie.

Budynek pasywny to nie tylko ściany zewnętrzne. To cały zespół elementów który docelowo prowadzi do ograniczenia do minimum energochłonności budynku. Zakłada się, że zapotrzebowanie na energię na cele grzewcze powinno wynosić EUH<15 kWh/m2a. Aby to uzyskać musimy pracować nad wszystkimi składowymi budynku, tak by ograniczyć straty ciepła, zwiększyć zyski i uzyskać ostatecznie wspomniane zapotrzebowanie na energię na poziomie 15 kWh/m2a.

Ściana zewnętrzna to tylko składowa całego budynku, której udział zwykle wynosi około 20-30% całkowitych strat przez przenikanie. Straty te bezpośrednio wpływają na bilans budynku i są jednym z najłatwiejszych i stosunkowo najtańszych elementów do ulepszenia w celu zminimalizowania strat ciepła. W związku z tym aby osiągnąć korzystniejszy bilans cieplny często schodzimy współczynnikiem U poniżej 0,15 W/m2K.

W Polskich warunkach zalecany współczynnik przenikania ciepła dla budynków pasywnych wynosi U<0,10 W/m2K. Osiągnięcie takiego parametru z reguły pozwala osiągnąć standard budynku pasywnego i zejście z zapotrzebowaniem na energię do wartości EUH<15 kWh/m2a, oczywiście przy spełnieniu pozostałych kryteriów dla budynków pasywnych. Nie jest to jednak reguła.

Warto również zaznaczyć, że aktualne Polskie wymagania zawarte w Warunkach Technicznych na rok 2021 pod względem współczynnika przenikania ciepła U dla ściany zewnętrznej wynoszą U < 0,20 W/m2K.

Jaki wybrać materiał izolacyjny do ocieplenia ścian zewnętrznych?

Zaraz po wyborze konstrukcji pojawia się kolejny zawrót głowy związany z wyborem materiału izolacyjnego. Na rynku dostępnych jest wiele materiałów izolacyjnych: styropian EPS, XPS, wełna mineralna, skalna, drzewna, pianka PIR, PUR, tynki ciepłochronne, maty termoizolacyjne, płyty próżniowe i inne kosmiczne technologie.

Znowu pojawia się pytanie jaką izolację wybrać dla budynku pasywnego?

I po raz kolejny odpowiedź jest prosta, a zarazem złożona. Otóż wybór rodzaju izolacji nie ma większego znaczenia. Z każdego rodzaju izolacji można uzyskać ścianę zewnętrzną spełniającą wymagania stawiane dla budynku pasywnego. Każda izolacja ma swoje plusy i minusy, każda ma swoje zalecane miejsca montażu i specyficzne właściwości użytkowe.

Najbardziej popularną izolacją dla budownictwa mieszkaniowego w przypadku ścian zewnętrznych jest styropian EPS i wełna mineralna, skalna, a w przypadku budownictwa szkieletowego również wełna drzewna.

Do tego pojawia się współczynnik przewodzenia ciepła λ (lambda), który dla każdego materiału również przybiera różne wartości. Im niższy współczynnik przewodzenia ciepła λ (lambda) tym większa izolacyjność.

Czy warto zatem brać jak najniższy? Niekoniecznie.

Niższy parametr lambda pozwala osiągnąć ten sam współczynnik przenikania ciepła U przegrody przy mniejszej grubości izolacji, co często ma ogromne znaczenie i właśnie to powoduje konieczność zmiany materiału na inny. Kiedy nie ogranicza nas przestrzeń wybór materiałów o bardzo niskim współczynniku przewodzenia ciepła λ zazwyczaj nie ma ekonomicznego uzasadnienia.

Poniżej zobrazowano taką samą izolacyjność ściany zewnętrznej przy zmianie rodzaju materiału izolacyjnego.

Rozszerzony przykład wpływu współczynnika λ na grubość izolacji przedstawia również poniższa tabela:

 

Przykładowe rodzaje ścian zewnętrznych w budynku pasywnym

Poniżej przedstawiamy dwa popularne przekroje przez ścianę zewnętrzna dla budynku pasywnego założeniu standardowego U<0,15 W/m2K.

  • Ściana murowana z popularnych bloczków wapienno-piaskowych (silikatów).

  • Ściana szkieletowa z wełną drzewną

Uprzedzając komentarze na temat układu warstw w ścianach szkieletowych – jest to bardzo obszerne i często kontrowersyjne zagadnienie ze względu na różne „szkoły”. Powyższy przykład ma bardziej za zadanie zobrazowania przekroju przez ścianę w technologii szkieletowej niż wywołanie dyskusji na temat prawidłowego przekroju. Tym zajmiemy się kiedy indziej.

Przegrodę warto zweryfikować pod kątem fizyki budowli poprzez analizę cieplno-wilgotnościową. W standardowych konstrukcjach zazwyczaj nie ma problemu, jednak przy konstrukcjach szkieletowych lub bardziej zaawansowanych przekrojach może pojawić się problem z kondensacją pary wodnej i destrukcyjnego wpływu wody na materiały izolacyjne.

 

Na koniec raz jeszcze:

Ściana zewnętrzna jest tylko częścią składową budynku pasywnego i nawet najlepiej zaizolowana ściana zewnętrzna bez zachowania pozostałych składowych budynku pasywnego (jak szczelność, redukcja mostków termicznych, stolarka okienna, wentylacja itp.), nie pozwoli uzyskać prawdziwego budynku pasywnego!

Wybór grubości izolacji powinien być zawsze poprzedzony analizą opłacalności.

Dzięki za udostępnianie i komentarze!

Co to jest budownictwo pasywne?

Definicja „pasywności” budynku

Energię na cele grzewcze uzyskuje się zasadniczo na dwa sposoby: aktywnie i pasywnie.

Za aktywne źródła ciepła uważa się energię wytworzoną z wykorzystaniem dodatkowych urządzeń pomocniczych np. elektrycznych.

Określenie „pasywny” pochodzi ze sposobu wykorzystania naturalnych źródeł energii, które pozyskujemy bez konieczności wykorzystywania specjalistycznych urządzeń, czyli pasywnie.

W budynkach pasywnych maksymalnie wykorzystujemy źródła pasywne, takie jak energia promieniowania słonecznego. Dodatkowo sięgamy po wysokoefektywne źródła ciepła, które również korzystają z alternatywnych źródeł energii, jak słoneczne, wodne, wiatrowe, geotermalne itp.

Jednak mimo określenia budynku mianem „pasywny”, nadal potrzebujemy dostarczyć do niego energię w sposób aktywny, jednak energia ta jest ograniczona do minimum.

Poruszana tematyka budownictwa pasywnego i określanie budynku pasywnym wymaga zatem szczegółowej definicji.

Budownictwo pasywne a polskie prawo

W polskim prawie brakuje wyraźnej definicji budynku pasywnego. W związku z polityką energetyczną Europy wprowadzono natomiast w Polsce definicję budynku o niemal zerowym zużyciu energii. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków wprowadziła następującą definicję: 

„budynek o niemal zerowym zużyciu energii” (NZEB) oznacza budynek o bardzo wysokiej charakterystyce energetycznej określonej zgodnie z załącznikiem I. Niemal zerowa lub bardzo niska ilość wymaganej energii powinna pochodzić w bardzo wysokim stopniu z energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu”. Brakuje jednak szczegółowych wytycznych dla takiego budynku.

W drodze do standardu NZEB wyznaczono maksymalne wskaźniki w zakresie m.in. energii pierwotnej EP oraz współczynników przenikania ciepła przegród U, które z roku na rok są coraz bardziej rygorystyczne i mają za zadanie ograniczenie zużycia energii w budownictwie (czytaj dalej o warunkach technicznych).

Budownictwo pasywne w Polsce wywodzi się jednak ze standardów panujących za granicą już wiele lat wcześniej i z nich czerpie wzorce.

Definicje budynku pasywnego

Mimo braku oficjalnej, prawnej definicji budynku pasywnego możemy znaleźć wiele różnych interpretacji takiego standardu.

  • Literatura

W polskiej literaturze występuje wiele definicji budynku pasywnego. Definicje te ewoluowały również przez lata. Najnowsze definicje odnoszą się głównie do zapotrzebowania budynku na energię na cele grzewcze, ograniczając energię pierwotną zazwyczaj do 15 kWh/m2rok. W większości przypadków brakuje szczegółowych wymagań.

  • Passive House Institute

Niemiecki Instytut Budownictwa Pasywnego (Passive House Institute) jest jednym z prekursorów budownictwa pasywnego na świecie. Już od 1996 roku tworzony i rozwijany jest tam standard budownictwa pasywnego. To właśnie z ich opracowań i badań wywodzi się wiele przyjmowanych na świecie, w tym w Polsce, rozwiązań i standardów. Rozwiązania sugerowane przez Instytut często wydają się dość radykalne, ale rozpatrując budynek kompleksowo okazuje się, że wszystko jest bardzo dokładnie przemyślane i zweryfikowane.

Istotną informacją jest fakt, że standard budynku pasywnego opracowany przez PHI został stworzony głównie z myślą o użytkowaniu obiektu, a nie tylko aspektach ekonomicznych.

  • NF15 i NF40

W Polsce został niegdyś wprowadzony program wspierania budowy budynków energooszczędnych, niskoenergetycznych przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w formie programu dofinansowującego takie inwestycje. Wprowadzono wówczas standardy NF15 i NF40. Program dobiegł końca, ale nazewnictwo cały czas się utrzymało i często jest przytaczane. Za każdym standardem kryły się wytyczne z zakresu izolacyjności, szczelności, systemu grzewczego, wentylacji itp. Standardy te były bliskie budownictwu pasywnemu i stanowią dobre podstawy do projektowania budynków energooszczędnych.

  • Internet

W Internecie możemy spotkać wiele różnych definicji budynku pasywnego oraz pochodnego nazewnictwa i stopni energooszczędności budynków. Coraz częściej deweloperzy i firmy wykonawcze tworzą własną nazwę i standard, który jednak niewiele ma wspólnego z prawdziwym budownictwem energooszczędnym. Widząc w ofercie takie budynki, warto dwa razy zweryfikować, co tak naprawdę kryje się pod tym pojęciem.

Niezależnie od autora definicji zazwyczaj budynek pasywny  opisywany jest jako obiekt o podwyższonej energooszczędności. Szczegółowe parametry określane są w wymaganiach dla takiego budynku i odnoszą się zazwyczaj do energii grzewczej, izolacyjności przegród, szczelności, urządzeń grzewczych i wentylacji.

Wymagania dla budynku pasywnego

Niezależnie od wyboru definicji, budynek pasywny wymaga za każdym razem szczegółowych analiz energetycznych. Wykorzystanie najlepszej izolacji, najlepszej stolarki, najlepszego źródła ciepła czy wentylacji nie czyni go jeszcze budynkiem pasywnym. Sama zmiana lokalizacji zaprojektowanego budynku pasywnego na inną już może spowodować, że nie będzie on dalej „pasywny”.

Jeżeli zależy nam na prawdziwym pasywnym budownictwie, to projekt musi być uszyty na miarę.

W następnych artykułach skupimy się na szczegółowych wytycznych dla budownictwa pasywnego. Najbliższe naszym przekonaniom jest budownictwo pasywne zdefiniowane przez Passive House Institute (PHI) i na nim będziemy w dużej mierze bazować.

Dzięki za udostępnianie i komentarze!