Czy dom będzie tani w eksploatacji?

Od kilku już lat, wybierając projekt domu, zwraca się baczną uwagę na technologię, w jakiej został zaprojektowany. Każdy chce mieć dom tani nie tylko w budowie, ale i w eksploatacji. Nie zawsze jednak uświadamiamy sobie, ile będzie kosztować energia potrzebna do jego ogrzania. A przecież wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło można obliczyć na podstawie projektu. Jak to zrobić, pokażemy na przykładzie projektu gotowego "Przestronny".

Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Dom jednorodzinny (D08a "Przestronny" - wariant II), którego projekt przeanalizujemy, jest  parterowy z użytkowym poddaszem, wolno stojący z garażem na dwa samochody, niepodpiwniczony, zaprojektowany dla sześcioosobowej rodziny.




Razem powierzchnia przegród zewnętrznych A= 553,84 m².
Współczynnik przenikania ciepła [W/(m²·K)]:
- Ściany zewnętrzne U = 0,28
- Dach U = 0,29
- Podłoga na gruncie U = 0,28
- Okna U = 2,0
- Drzwi zewnętrzne U = 2,6




Powierzchnia drzwi zewnętrznych 2,7 m²Kubatura ogrzewanych pomieszczeń V = 945,7 m³A/V = 553,84/945,7 = 0,6
Poniewwż A/V jest większy od 0,2, lecz mniejszy od 0,9, to graniczny wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło E₀ = 26,6 + 12·0,6 = 33,8 kWh/(m³·rok).

Poddasze (132.4 m2). Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Parter (161.5 m2). Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Kiedy dom jest energooszczędny?
Zapotrzebowanie na energię do ogrzania domu w sezonie grzewczym określa wskaźnik E. Jest on wyrażony średnią ilością energii potrzebnej do ogrzania w ciągu roku 1 m³ kubatury domu. Wskaźnik E nie powinien przekroczyć wartości granicznej E₀, która wynosi od 29 do 37,4 kWh/(m³·rok). Dla domu, w którym wysokość kondygnacji wynosi 2,9 m, oznacza to roczne zużycie energii od 84,1 do 108,5 kWh/m².
Wartość E₀ zależy od stosunku A/V, czyli powierzchni wszystkich przegród chłodzących (oddzielających część ogrzewaną budynku od powietrza zewnętrznego, gruntu i pomieszczeń nieogrzewanych) do kubatury ogrzewanej części domu.
 E₀ = 29 jeśli A/V Ł 0,2
 E₀ = 26,6 + 12 A/V, jeśli 0,2 < A/V < 0,9
 E₀ = 37,4, jeśli A/V > 0,9
Jeśli E ma mniejszą wartość niż E₀, wówczas dom ma niskie zapotrzebowanie na energię potrzebną na jego ogrzanie. O domu energooszczędnym można mówić wtedy, gdy E jest mniejsze o 10% lub więcej od E₀.
Zdarza się, że dom zaprojektowany zgodnie z obowiązującymi wymaganiami cieplnymi – czyli taki, w którym wszystkie przegrody zewnętrzne charakteryzują się odpowiednim współczynnikiem przenikania ciepła U – ma wskaźnik E większy od E₀. Nie oznacza to, że ten projekt jest zły, lecz jest sygnałem, że nie można go zaliczyć do domów o niskim zapotrzebowaniu na ciepło. I trzeba się liczyć z wyższymi kosztami jego eksploatacji.

Jak obliczyć sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania domu?

Wskaźnik E sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania najczęściej jest obliczany za pomocą jednego z dostępnych na rynku programów komputerowych. Dla tych, którzy nie mają do nich dostępu, pozostaje obliczanie „na piechotę”, czyli według załącznika G do normy PN-B-02025. Jest to bilans cieplny domu, uwzględniający wymianę ciepła między wnętrzem a otoczeniem.
Ten uproszczony sposób obliczeń można stosować do prawie wszystkich domów wielo- i jednorodzinnych. Wyjątek stanowią domy z obudowanymi loggiami i te, do których przylegają ogrody zimowe.

1 Obliczamy, ile ciepła przenika przez przegrody w sezonie grzewczym, czyli straty ciepła.

Ciepło przenika nawet przez przegrody, które spełniają bardzo rygorystyczne wymagania cieplne. Powinno się zatem uwzględnić każdą płaszczyznę, która ogranicza przestrzeń, którą ogrzewamy. Należy uwzględnić nie tylko przegrody stykające się z powietrzem zewnętrznym: ściany, okna, dach czy strop nad przejazdem, ale również podłogę na gruncie oraz stropy i ściany między pomieszczeniami ogrzewanymi i nieogrzewanymi.




2 Obliczamy, ile ciepła tracimy przez wentylację, czyli straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego w sezonie grzewczym.
Należy określić, ile powietrza musi zostać wymienione w domu w ciągu godziny, czyli strumień powietrza wentylacyjnego. Według normy PN-B-03430 przyjmuje się, że dla kuchni jest to 70 m³, dla łazienki – 50 m³, a dla WC i każdego pokoju mieszkalnego na poddaszu – 30 m³.

Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Zatem całkowity strumień powietrza wentylacyjnego wynosi:




Straty ciepła w sezonie grzewczym na podgrzanie powietrza wentylacyjnego wynoszą:
38 ^. 290 = 11 020 kWh/rok.
Całkowite straty ciepła  wynoszą zatem: 23174,3 + 11020 = 34194,3 kWh/rok.

3 Obliczamy zyski ciepła od promieniowania słonecznego w sezonie grzewczym.
Dom nie tylko traci ciepło przez okna, lecz także zyskuje energię, która pokrywa część zapotrzebowania. Zyski ciepła od promieniowania słonecznego zależą nie tylko od wielkości okna i jego współczynnika przepuszczania promieniowania słonecznego, ale przede wszystkim od usytuowania okna względem stron świata.




4 Obliczamy wewnętrzne zyski ciepła w sezonie grzewczym, czyli zyski od ciepła wytwarzanego przez mieszkańców.

Autor: Agnieszka Sternicka , Marek Sternicki

Całkowite zyski ciepła wynoszą zatem:  2785,4 + 4001,5 = 6786,9 kWh/rok

5 Obliczamy sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania domu.
Jest to bilans całkowitych strat i całkowitych zysków ciepła.




6 Obliczamy wskaźnik E sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania domu.
Jest to sezonowe zapotrzebowanie na ciepło w przeliczeniu na każdy m³ ogrzewanej części domu.
E = 28086,1 : 945,7 = 29,7 kWh/(m^3 . rok)

E jest mniejsze od E₀ aż o 12%, zatem dom można zaliczyć do energooszczędnych. Na tak korzystny wynik ma niewątpliwie wpływ przyjęcie w założeniach, że ściana z największą powierzchnią okien jest od południa. Gdyby ten dom odwrócić o 180° względem stron świata, zyski z promieniowania słonecznego zmniejszą się do 1834,7 kWh/rok. W związku z tym sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania domu wzrośnie do 28941,7 kWh/rok. W dalszym ciągu dom ma niskie zapotrzebowanie na energię potrzebną do jego ogrzania, bo E jest mniejsze od E₀ o 9%.

Ile zapłacimy za ogrzanie domu?
Wiemy, że na ogrzanie domu potrzeba 28086,1 kWh/rok. Spróbujmy zatem oszacować, ile w ciągu roku wydamy na ogrzewanie. Wydatki będą zależały od paliwa, z jakiego korzystamy: gaz ziemny kosztuje 0,13 zł/kWh, lekki olej opałowy – 0,15 zł/kWh, gaz płynny – 0,24 zł/kWh, a prąd – 0,3 zł/kWh.
Jeśli dom będzie opalany gazem, to za ogrzewanie w ciągu roku zapłacimy 28086,1 · 0,13 = 3651 zł.
Zakładając, że sezon grzewczy trwa siedem miesięcy (od 15 września do 15 kwietnia), opłata miesięczna wyniesie 3651 : 7 = 522 zł.
Gdyby do ogrzewania wykorzystać energię elektryczną, miesięczna opłata wyniosłaby 1204 zł.