Dlaczego Twój dom walczy ze słońcem?
Większość ludzi buduje dom, myśląc o widoku, układzie pokoi lub estetyce. Mało kto zdaje sobie sprawę, że ustawienie budynku względem stron świata to najważniejsza decyzja energetyczna, jaką podejmą.
W przypadku nowoczesnego budownictwa, a zwłaszcza domów pasywnych, ta decyzja jest kluczowa. Dom pasywny jest jak precyzyjnie zaprojektowana maszyna , super skuteczny termos , który ma zapewniać komfort termiczny przez cały rok i zużywać nawet 90% mniej energii na ogrzewanie. Ta maszyna ma swoje główne źródło paliwa: darmowe zyski pasywne, przede wszystkim z energii słonecznej wpadającej przez okna.
Dowiedz się więcej o zasadach projektowania domu pasywnego, jeżeli chcesz lepiej zrozumieć to zagadnienie.
Jeśli postawisz dom pasywny w złym miejscu – w cieniu, na północnym stoku lub po prostu obrócisz go w złą stronę – odcinasz mu główne źródło paliwa. Żadna, nawet najgrubsza warstwa izolacji czy najdroższe okna, nie zrekompensują braku słońca. Twój dom zaczyna walkę ze słońcem, której nie może wygrać.
Oś północ-południe, o co w ogóle chodzi?
Słońce porusza się po niebie inaczej w różnych porach roku:
- zimą słońce znajduje się nisko nad horyzontem
- latem wędruje wysoko
„Idealna orientacja” budynku wykorzystuje ten cykl. Oznacza to ustawienie głównych przeszkleń (np. salonu) na południe. Każde znaczące odchylenie od tej osi to większe straty energii.
Wpływ orientacji zimą.
Zimą słońce to Twoje główne darmowe paliwo w budynku pasywnym. Jego promienie wpadają głęboko do wnętrza przez południowe okna, ogrzewając podłogi i ściany. To fundamentalny mechanizm działania domu pasywnego.
Okna na ścianie północnej zimą generują jedynie na straty. Okna po tej stronie powinny być eliminowane lub ograniczane za wszelką cenę. Ideałem jest umieszczenie tam wjazdu lub pomieszczeń buforowych, jak garaż czy spiżarnia.
Okna zachodnie i wschodnie są zazwyczaj neutralne energetycznie, bądź generują niewielkie zyski energii ze słońca. Te zyski będą jednak nieporównywalnie mniejsze od tych samych okien na elewacji południowej.
Grafika poniżej pokazuje symulację strat energii przez okna z programu do obliczania budynków pasywnych PHPP wykonaną dla jednego z naszych projektów.
Wpływ orientacji latem.
Jedną z kluczowych cech domu pasywnego jest to, że latem chroni przed przegrzewaniem , zapewniając przyjemny chłód bez aktywnej klimatyzacji.
Niezbędnym elementem projektu budynku pasywnego jest odpowiednie zaprojektowanie przesłon słonecznych.
Na elewacji południowej można zastosować rolety zewnętrzne lub poziome zacieniające pergole, daszki i gzymsy. W przypadku tych drugich należy odpowiednio dobrać ich wysięg, żeby zapewniały zacienienie latem ale jednocześnie wpuszczały do środka niskie promienie zimowego słońca.
Elewacja wschodnia i zachodnia są trochę trudniejsze. Latem lepiej sprawdzą się tu przesłony pionowe, chroniące pomieszczenia przed światłem wpadającym z boku.
Oczywiście zawsze możemy zastosować rolety zewnętrzne, ale w zależności od pory dnia, konieczne może być ich zupełne zamknięcie na oknach zachodnich i wschodnich.
Elewacja południowa daje większe możliwości ochrony przed przegrzewaniem, przy jednoczesnej możliwości podziwiania pełnego widoku za oknem.
Nie chcę przez to powiedzieć, że gdy masz piękny widok na stronę zachodnią to koniecznie powinieneś usuwać stamtąd duże okna i wstawiać je na południu, chociaż tam widoki są dużo mniej ciekawe. Absolutnie nie! Są takie widoki, które są warte miliony niezależnie od innych okoliczności.
W każdym wypadku warto jednak wybierać w pełni świadomie rozumiejąc konsekwencje swoich decyzji. Przy projektowaniu domów pasywnych narzędziem, które pozwoli oszacować straty i zyski energii dla różnych wariantów jest arkusz kalkulacyjny PHPP, który z projektowania usuwa element „wróżenia” zastępując go twardymi danymi.
Odchylenie od osi północ – południe w liczbach.
Wybór orientacji budynku pasywnego na działce to jedna z najważniejszych decyzji projektowych. Oczywiście wpływ na nią ma wiele innych uwarunkowań związanych między innymi z zapisami miejscowego planu, warunkami zabudowy i przepisami budowlanymi. Dzisiaj jednak nie o tym. Dziś policzymy wpływ odchylenia budynku od osi północ-południe na konkretnym przykładzie jednego z naszych projektów.
Dane wejściowe.
Nasz projekt jest zlokalizowany w Gdyni, na wysokości 150 m.n.p.m. Te dane są istotne, gdyż ten sam budynek, z tą samą orientacją i warunkami zacienienia może mieć zupełnie inne zapotrzebowanie na energię grzewczą w innych strefach klimatycznych lub na innej wysokości nad poziomem morza.
Zakładane ocieplenie:
- ściany : 30 cm styropianu grafitowy
- płyta fundamentowa: 30 cm styropianu
- dach: 50cm wełny mineralnej
Odchylenie 0°
Idealna orientacja budynku.
Zapotrzebowanie na energię grzewczą = 16 kWh/(m²a) Zapotrzebowanie nieznacznie przekracza wartość graniczną dla domu pasywnego, tj. 15 kWh/(m²a). Dodanie lub poprawa parametrów izolacji powinno pomóc w osiągnięciu standardu domu pasywnego.
Odchylenie 18°
Rzeczywista orientacja naszego projektu.
Zapotrzebowanie na energię grzewczą = 16 kWh/(m²a). Przy takim odchyleniu, budynek zachowuje się podobnie do idealnej orientacji. Osiągnięcie standardu pasywnego wymaga poniesienia dodatkowych kosztów podczas budowy.
Odchylenie 30°
Zapotrzebowanie na energię grzewczą = 19 kWh/(m²a). Osiągnięcie standardu pasywnego dla domu z takim odchyleniem wymaga jeszcze wyższych nakładów finansowych.
Odchylenie 108°
Jeden z wariantów, który rozważaliśmy dla tego projektu, ale wykluczyliśmy na etapie wstępnych szkiców po wykonaniu wstępnych obliczeń zużycia energii.
Zapotrzebowanie na energię grzewczą = 20 kWh/(m²a) Zapotrzebowanie przekracza graniczną dla domu pasywnego, tj. 15 kWh/(m²a). Osiągnięcie standardu domu pasywnego dla tej orientacji będzie wiązało się z wyższymi kosztami niż w przypadku odchylenia 18°.
Wnioski.
Odchylenie budynku od osi północ-południe może mieć istotny wpływ na koszty związane z uzyskaniem tego standardu. Im większe odchylenie, tym większe realne zapotrzebowanie budynku na energię.
W przypadku naszego konkretnego projektu (odchylenie o 18°), inwestor ma dwie możliwości:
- pogrubić warstwy izolacji w ścianach, dachu i posadzce lub zainwestować w izolację o lepszych parametrach. Ten wybór wpłynie na koszty budowy domu.
- zrezygnować ze standardu pasywnego, na rzecz budynku wysoce energooszczędnego, zadowalając się zapotrzebowaniem na energię nieznacznie większym niż 15kWm/(m²a). Ten wybór nie wpłynie na koszty budowy, ale będzie miał wpływ na koszty ogrzewania. W tym przypadku mówimy jednak o bardzo małej różnicy i o bardzo komfortowym budynku z niskim zapotrzebowaniem na energię grzewczą.
Podsumowanie.
Nie-idealna orientacja budynku wymuszona np. przez kształt działki, nie przekreśla Twoich planów o budowie domu pasywnego. W dużo trudniejszej sytuacji są właściciele działek zacienionych bez dostępu światła słonecznego od strony południowej, o czym pisałam wcześniej w artykule o idealnej działce pod dom pasywny.
Odchylenie od kierunku północ-południe będzie prawie zawsze wymagało kompromisów. W przypadku niewielkiego odchylenia – różnice są niezauważalne. Przy odchyleniu o 90° różnice robią się większe a osiągnięcie standardu domu pasywnego może wymagać dużo wyższych nakładów finansowych.
Wielkość różnic w zapotrzebowaniu na energię przy różnym usytuowaniu budynku będzie zależała od wielu czynników i będzie różna dla każdej lokalizacji i projektowanego kształtu budynku.
Ważne jest, żeby projektując dom nie wróżyć z fusów tylko wykonać obliczenia dla Twojego konkretnego przypadku. Tylko wtedy Twoje decyzje będą w pełni świadome, oparte na liczbach a nie na domysłach.
Jeżeli szukasz architekta, który specjalizuje się w projektowaniu domów pasywnych, skontaktuj się z nami. Przygotujemy ofertę projektu indywidualnego dla Twojej działki.