PRZED MONTAŻEM

Podczas projektowania domu

Jeśli marzysz o wybudowaniu domu energooszczędnego, idąc w myśl zasady, że to domy projektuje się pod pompy ciepła a nie na odwrót, koniecznie musisz zwrócić uwagę na 5 zagadnień:

Izolacja termiczna

Izolacja termiczna o odpowiedniej grubości oraz z niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła ,np. λ=0,031 W/(m·K).

Dla wszystkich przegród zalecamy wartość U minimum 0,15 W/(m²•K).

Jaki ma to związek z pompą ciepła?

Im mniejszy współczynnik przenikalności cieplnej U osiągniesz na każdej przegrodzie tym bardziej ograniczysz straty ciepła. Efektem tego będzie dobór pompy ciepła o mniejszej mocy grzewczej oraz zmniejszenie kosztów ogrzewania. Wydane pieniądze na dodatkowe np.5 cm ocieplenia na każdej przegrodzie pozwoli Ci na zakup pompy ciepła o mniejszej mocy co wiąże się z jej niższą ceną. Całkowite koszty inwestycyjne wyjdą na tym samym poziomie, ale każdego roku zyskasz na niższych rachunkach.

Potrójne oszklenie ciepłochronne

Potrójne oszklenie ciepłochronne potocznie zwane oknami trzyszybowymi. Jednak nie każde okno trzyszybowe jest takiej samej jakości. Należy zwrócić uwagę na wartość współczynnika przenikalności cieplnej dla całego okna wraz z profilami okiennymi.

Dla wszystkich okien i drzwi zalecamy Uw, Ud minimum 0,8 W/m2k.

Poniższa ilustracja przedstawia różnicę pomiędzy oknem pasywnym a standardowym. W obydwu domach utrzymywana jest temperatura 21°C przy temperaturze zewnętrznej -12°C. Temperatura powierzchni szyby w oknie standardowym spada poniżej 17°C przez co powstaje różnica temperatur wynosząca ponad 5°C. Efektem tego jest promieniowanie zimnej powierzchni przyczyniające się do powstania odczucia chłodu i przeciągu, spowodowanym migracją zimnego powietrza w głąb domu. Przy oknie o współczynniku min. 0,8 W/m2k temperatura powierzchni szyby utrzymuje się powyżej bezpiecznej granicy 17°C. Dzięki temu różnica temperatur jest mniejsza niż 5°C i nie odczuwamy chłodu.

Jaki ma to związek z pompą ciepła?

Im „cieplejsze” okna wybierzesz tym bardziej ograniczysz straty ciepła. Efektem tego będzie dobór pompy ciepła o mniejszej mocy grzewczej oraz zmniejszenie kosztów ogrzewania. Różnica w cenie pomiędzy oknem dwuszybowym o współczynniku U = 1,3 W/m2k a pasywnym o U=0,8 W/m2k jest na dzień dzisiejszy tak nie wielka, że rezygnacja z okien o standardzie pasywnym jest nieuzasadniona ekonomicznie.

Szczelna powietrznie powłoka budynku

Szczelna powietrznie powłoka budynku zabezpiecza dom przed nadmierną stratą ciepła. Jest podstawowym warunkiem wybudowania domu pasywnego. W sezonie grzewczym wywiewanie ciepłego powietrza i nawiewanie zimnego przez nieszczelności budynku powoduje obniżenie temperatury wewnętrznej, w skutek czego zwiększa się zapotrzebowanie na energię potrzebną do ogrzania budynku. Duże straty ciepła występują również wtedy, kiedy para wodna kryjąca się w powietrzu przenikającym przez nieszczelności ulega wykropleniu w przegrodzie. Zjawisko to przyczynić się może do pogorszenia parametru współczynnika przewodzenia ciepła λ izolacji termicznej i będzie skutkować zwiększeniem strat ciepła. Szczególnie zagrożona jest wełna mineralna, w której wilgoć wykrapla się w przestrzeniach między włóknami materiału. Krótko mówiąc woda zastępuje powietrze i powoduje obniżenie izolacyjności termicznej materiału.

Dla zachowania szczelności powietrznej budynku zalecamy utrzymanie jednej, nieprzerwalnej, szczelnej powietrznie powłoki otaczającej całą ogrzewaną kubaturę budynku ( rys.2).

Rys. 2

Rys. 3

(1) włazy strychowe (2 ) listwy przypodłogowe ( 3 ) przewody kominowe ( 4 ) okna i drzwi (5) stropy podwieszane ( 6 ) ściany zewnętrzne działowe (7 )oprawy oświetleniowe ( 8 ) przejścia instalacyjne ( 9 )gniazdka elektryczne (10) okna i drzwi (11) wieńce ( 12) inne szczeliny i otwory

Jaki ma to związek z pompą ciepła?

Im bardziej szczelny dom zbudujesz tym bardziej ograniczysz straty ciepła. Efektem tego będzie dobór pompy ciepła o mniejszej mocy grzewczej oraz zmniejszenie kosztów ogrzewania.

Brak mostków cieplnych

Brak mostków cieplnych jest podstawowym warunkiem wybudowania domu energooszczędnego. Wydaje się to łatwe do wykonania, jednak praktyka pokazuje co innego. Wyobraź sobie sytuację kiedy po przeprowadzeniu badania kamerą termowizyjną otrzymujesz raport z podobnym zdjęciem (rys.4). Na pewno nie było by to miłe przeżycie. Możesz tego uniknąć już na etapie projektowym, zwracając projektantowi uwagę na odpowiednie ocieplenie newralgicznych miejsc w których potencjalnie mogą wystąpić mostki termiczne. Są to tzw. słabe miejsca w warstwie ocieplenia, do których niewątpliwie należą: punkty osadzenia okien i drzwi, strop piwnicy, płyty balkonowe lub inne elementy połączone konstrukcyjnie ze ścianą zewnętrzną, nadproża, rolety zewnętrzne schowane w warstwie elewacji, właz na strych, połączenie dachu ze ścianką kolankową.
Zastosuj jedną prostą zasadę – ciągłość izolacji cieplnej musi być zachowana nieprzerwalnie w każdym punkcie.

Jaki ma to związek z pompą ciepła?

Mostki cieplne to niepożądane zjawisko, ponieważ przyczyniają się do punktowego wychłodzenia przegród budowlanych. W konsekwencji zawsze powodują duże straty energii cieplnej. Efektem tego może być sytuacja w której pompa ciepła zużyje więcej energii niż zakładały wyliczenia w analizie pracy pompy ciepła.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła

W domu z pompą ciepła nie jest elementem koniecznym, jednak warto ją posiadać. Budując szczelny powietrznie dom jesteśmy de facto zmuszeni zamontować wentylację mechaniczną, ponieważ grawitacyjna będzie nieskuteczna.
Jaki ma to związek z pompą ciepła ?

Posiadając wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła jak już sama nazwa wskazuje, odzyskujemy energię cieplną z zabieranego z domu zużytego powietrza. Dobry rekuperator jest w stanie odzyskać dla nas około 85% energii cieplnej, co przyczynia się na około 30% oszczędności w eksploatacji pompy ciepła. Podczas wyliczania kosztów eksploatacji pompy ciepła często spotykamy się z sytuacją, w której po uwzględnieniu zastosowania wentylacji mechanicznej z rekuperatorem zapotrzebowanie na energię cieplną budynku spada i możemy dobrać pompę ciepła o mniejszej mocy. Ma to bezpośrednie przełożenie na niższy koszt montażu.

Podczas budowy domu

Odpowiedni projekt domu to tylko połowa sukcesu. Równie istotną kwestią jest jakość wykonania robót budowlanych. Powinieneś śledzić wszystkie prace związane z ociepleniem domu i jego szczelnością powietrzną. Są to etapy budowy, które mają ogromny wpływ na późniejsze użytkowanie pompy ciepła.

Nie odpowiednie ułożenie izolacji termicznej doprowadzi do zerwania jej ciągłości. W skutek tego powstaną mostki cieplne przez które ciepło wydostawać się będzie z domu. To samo dotyczy jakości wykonania powłoki uszczelniającej powietrznie dom. Na tym etapie należy również zachować ciągłość jednej lini ( rys.2) zwracając uwagę na potencjalne miejsca w których najczęściej dochodzi do jej zerwania ( rys.3) tj. montaż okien i drzwi, wszelkie przejścia przez ściany zewnętrzne, montaż puszek elektrycznych w ścianach zewnętrznych, wentylacja, kominek, wykończenie poddasza.

Zlekceważenie wykonania powyższych prac na odpowiednim poziomie doprowadzi do powstania strat energii cieplnej. Szczególnie zauważalne to będzie w nieszczelnych domach podczas dużych mrozów, kiedy dojdzie do dużej różnicy temp.zew. i wew. ( np. -10°C/22°C ) lub przy silnym wietrze dochodzącym do 30 m/s. Przy takich warunkach da znać o sobie fizyka budowli. Powstanie duża różnica ciśnień i nastąpi infiltracja zimnego powietrza do domu. Spowoduje to obniżenie temperatury komfortu i zwiększenie zapotrzebowania na energię cieplą, którą będzie musiała nadrobić pompa. ciepła.

Proszę wziąć pod uwagę istotny fakt. Moc pompy ciepła zawsze dobierana jest pod kątem OZC – czyli obliczenia zapotrzebowania cieplnego budynku, który określa ilość energii, potrzebnej do dostarczenia ciepła w sezonie grzewczym przy założonych temperaturach obliczeniowych i przy uwzględnieniu istniejącego ocieplenia oraz szczelności powietrznej budynku ( tzw. wielokrotność wymiany powietrza na godzinę ) ! Błędy wykonawcze nie są brane do obliczeń pod uwagę. Doprowadzić to może do sytuacji w której przy -7°C moc pompy ciepła nie wystarczy do utrzymania zadanej temperatury komfortu np. 21°C, mimo, że według obliczeń powinna go zapewnić jako samodzielne źródło ciepła aż do -14°C. W skutego tego potrzebne będzie wcześniejsze uruchomienie drugiego źródła energii, wspomagającego pracę pompy ciepła, np. grzałki elektrycznej co odbije się na Twoim portfelu.

W domach z wentylacją mechaniczną z odzyskiem ciepła szczelność powietrzna powinna być priorytetem, ponieważ przy błędach w wyregulowaniu bilansu powietrza wywiewanego i nawiewanego do domu doprowadzić można do stworzenia nadciśnienia lub podciśnienia. Efektem tego będzie niekontrolowana ucieczka ciepła na zewnątrz (nadciśnienie) lub niekontrolowane przedostawanie się mroźnego powietrza do wnętrza domu ( podciśnienie ). Sprawność rekuperatora spadnie mocno poniżej 80% powodując nawiewanie do domu powietrza o temperaturze kilka stopni niższej niż zwykle. Powstaną nie uwzględnione straty ciepła, które zniwelować będzie musiała pompa ciepła.

Prawda jest taka, że większość projektantów, wykonawców i inwestorów zwraca uwagę tylko na zachowanie odpowiedniej izolacji cieplnej nie dbając o szczelność powietrzną budynku. Wyobraź sobie sytuację w której wjeżdżasz zimą na lodowiec i jesteś ubrany w super ciepłą, wiatroszczelną, specjalistyczną kurtkę narciarską. Na dworze jest -17°C i silny wiatr. Jest Ci ciepło, bo masz zachowaną odpowiednią izolację termiczną, szczelne zamki i szczelny materiał. Jeśli rozepniesz delikatnie zamki pod pachami na około 2 cm i zaczniesz zjeżdżać, to poczujesz jak mroźne powietrze przedostaje się pod kurtkę i rozchodzi się po całym ciele – wychładzając je. Taka sama sytuacja ma miejsce w dobrze ocieplonym domu z nieszczelnościami. Podczas dużej różnicy ciśnień ( silny wiatr lub duża różnica temperatur ) dziurawy dom jest jak opisana kurtka narciarska.

Nie bez powodu jednym z kryteriów uzyskania certyfikatu domu pasywnego Niemieckiego Instytutu Budownictwa Pasywnego w Darmstadt jest spełnienie wymaganej szczelności powietrznej budynku a w niektórych krajach Europy warunkiem odbioru budowy domu.

Górne źródło ciepła – ogrzewanie podłogowe czy grzejniki ?

Budując dom z pompą ciepła, wielu inwestorów zastanawia się nad wyborem odpowiedniego systemu rozprowadzającego ciepło… i słusznie. Sama pompa ciepła jest (tylko) urządzeniem, które wyprodukuje nam ciepłą wodę. Musimy jeszcze stworzyć wydajny system znajdujący się za pompą ciepła, tzw. górne źródło ciepła. W dużym stopniu to od niego zależeć będzie charakterystyka pracy pompy ciepła i wysokość otrzymywanych rachunków.

Według Strefy Pomp Ciepła jedynym słusznym rozwiązaniem jest zastosowanie na całej ogrzewanej powierzchni instalacji niskotemperaturowej. Najczęściej stosowanym rodzajem jest instalacja ogrzewania podłogowego – potocznie zwana „podłogówką”. Jeżeli z jakiś powodów nie możemy zastosować instalacji podłogowej to ewentualnie możemy ją zastąpić niskotemperaturowym ogrzewaniem ściennym lub klimakonwektorami. Najgorszym rozwiązaniem na jakie może zgodzić się inwestor to ogrzewanie grzejnikowe – wysokotemperaturowe.

Chcąc porównać ogrzewanie niskotemperaturowe z wysokotemperaturowym należy zahaczyć o dwa zagadnienia: komfort cieplny i ekonomia systemu.

System wysokotemperaturowy

tzw. grzejnikowy z uwagi na małą powierzchnię grzejną musi być zasilany wodą obiegu grzewczego o temperaturze minimum 55oC. Utrzymywanie tak wysokiej temperatury na zasilaniu powoduje bardzo duże zużycie energii i wiąże się z dużymi kosztami eksploatacyjnymi. Grzejniki zawieszone na ścianach powodują, że pomieszczenia stają się „mniej ustawne” powodując ograniczenie w aranżacji wnętrza. Nierównomierny rozkład temperatury w pomieszczeniach (tzw. punktowy) powoduje dyskomfort. Najcieplej jest przy grzejniku a im dalej od niego –tym chłodniej. System grzejnikowy stosowany był w starym budownictwie, a sam grzejnik umieszczany był pod oknem dzięki czemu automatycznie podgrzewał zimne powietrze infiltrujące przez nieszczelności w stolarce okiennej. System wysokotemperaturowy dedykowany jest dla kotłów stałopalnych – nie dla pomp ciepła.

System niskotemperaturowy

• ogrzewanie płaszczyznowe podłogowe, pozwala na stosowanie niskiego parametru wody zasilającej wynoszącego 35 oC. Utrzymywanie tak niskiej temperatury na zasilaniu wpływa na ekonomiczną pracę pompy ciepła a równomierne rozprowadzanie ciepła na całej płaszczyźnie pomieszczenia wpływa na komfort mieszkańców. Rozkład temperatury jest idealny dla fizjologii człowieka – ciepło w stopy, chłodniej w głowę.

Rozkład temperatury przy ogrzewaniu podłogowym

Rozkład temperatury przy ogrzewaniu grzejnikowym

klimakonwektory

– to nic innego jak „grzejniki z nadmuchem”. Dzięki wymuszeniu przepływu powietrza przez wentylator zastosowanie takiego rozwiązania pozwala na równomierne rozprowadzenie ciepła w pomieszczeniach. Uzyskujemy to przy zasilaniu wodą grzewczą o niskim parametrze wynoszącym maksymalnie 35oC. Klimakonwektory oprócz funkcji grzania, posiadają możliwość chłodzenia. Wystarczy, że zmienimy w ustawieniach tryb pracy pompy ciepła na „chłodzenie”. Jedyną wadą klimakonwektorów w porównaniu do systemu ogrzewania podłogowego jest ich wysoka cena. Jeśli zdecydujesz się na system ogrzewania oparty na klimakonwektorach to będziesz musiał zamontować je w każdym pomieszczeniu co podnosi znacznie koszty inwestycyjne.

Strefa Pomp Ciepła zaleca stosowanie klimakonwektorów przy modernizacji istniejących, starych instalacji grzejnikowych oraz w przypadku wykorzystania funkcji aktywnego chłodzenia pompą ciepła.

System mieszany – podłogówka + grzejniki

Ogrzewanie mieszane składające się z grzejników i instalacji podłogowej to często spotykany system w polskich domach. Występuje najczęściej w budynkach dwukondygnacyjnych w układzie z podłogówką na parterze i z grzejnikami na piętrze, lub w układzie z grzejnikami w sypialni i pokojach dzieci a w pozostałej część domu z instalacją podłogową. Na wybór takiego systemu decydują się ludzie którzy uważają, że w części sypialnej powinny być zamontowane grzejniki , bo… tak zdrowiej, lepiej się śpi itp. Uważamy, że przy dobrze zaprojektowanej instalacji górnego źródła oraz właściwym jej wyregulowaniu nie będziesz odczuwać jakiegokolwiek dyskomfortu. Dodatkowo, pompa ciepła nie będzie zmuszona do podgrzewu wody w buforze C.O. do wysokiej temperatury co przyczyni się jej bardziej ekonomicznej pracy.

Jedynym odpowiednim systemem mieszanym jest połączenie ogrzewania podłogowego z grzejnikami niskotemperaturowymi np. drabinkowymi, które montuje się w łazienkach i pralniach. Taki układ pozwoli na ewentualne dogrzanie łazienek oraz wykorzystanie drabinki na suszenie ręczników. Temperatura zasilania grzejnika będzie taka sama jak podłogówki co nie spowoduje zwiększenia zużycia energii.