Jakie ogrzewanie domu?

Ten temat może przyprawić o zawrót głowy. Opcji jest bardzo dużo: piec gazowy, pompa ciepła powietrzna, pompa ciepła gruntowa, piec elektryczny, kable grzewcze, maty na podczerwień i inne. Dodatkowo czy stosować ogrzewanie podłogowe czy tradycyjne grzejniki? Czy powinniśmy montować fotowoltaikę? Ostatni wpis dotyczący wyboru źródła ogrzewania napisaliśmy podczas budowy Stodoły M w 2018 roku. Jest to jeden z najpopularniejszych wpisów, bo też temat jest jednym z najważniejszych podczas budowy domu. To właśnie ogrzewanie będzie dominującym kosztem eksploatacyjnym (ponad 50%) naszego przyszłego domu. W obecnych czasach dużych podwyżek cen energii temat tym bardziej jest aktualny i ważny. Z tych względów warto go więc odświeżyć, pisząc wpis bardziej kompleksowy, bazując na tym co dzieje się na rynku i opierając się na naszych doświadczeniach z ostatnich lat- zarówno jako użytkowników energooszczędnego domu typu nowoczesna Stodoła jak i praktykujących architektów.

Poprzedni wpis, który napisaliśmy, dotyczył wyboru ogrzewania naszej modelowej Stodoły, czyli:

Pompa ciepła czy piec gazowy?

W tamtym wpisie opisaliśmy nasze dylematy i ostatecznie dokonaliśmy wyboru powietrznej pompy ciepła, częściowo ukierunkowanego ze względu na opóźnienia w budowie sieci gazowej.  Nasz budynek wg Projektu Stodoła M użytkujemy już prawie 4 lata, to jest 4 sezon grzewczy, w tym zeszły rok o bardzo niskich temperaturach zimą.

Budynek ogrzewamy pompą ciepła typu powietrze- woda o mocy 8kW Mitsubishi Ecodan, w całości za pośrednictwem ogrzewania podłogowego. W następnym roku po budowie udało się uzyskać dofinansowanie na instalację fotowotaiczną. Budynek jest w dobrym standardzie energooszczędnym, ale bez kompromisów kosztem funkcji, nieprzeinwestowanym. O naszych założeniach, wszystkich decyzjach projektowych i wyborach budowlanych pisaliśmy w wielu wpisach na tym blogu. Co roku podsumowujemy jak wygląda nasze zużycie, produkcja z fotowoltaiki, liczymy bilans i rachunki. Sprawdzamy jak nasze założenia projektowe i decyzje z etapu budowy sprawdzają się w praktyce. Możecie prześledzić to w poszczególnych zakładkach lub wpisach, których kilka publikuję poniżej:

1. Pompa ciepła rok ogrzewania 2018 i wszystkie parametry i zastosowane materiały

2. Pompa ciepła, podsumowanie rok 2018, 2019

3. Pompa ciepła, mrozy podsumowanie rok 2020

Modelowy budynek wg Projektu Stodoła M

W skrócie rok, rocznie do tej pory wydawaliśmy nieco więcej niż 800 zł na całą energię elektryczną, łącznie z ogrzewaniem, a 2000 zł na wszystkie wydatki eksploatacyjne. Co jest świetnym wynikiem, często niższym niż wydatki eksploatacyjne w 3 razy mniejszym mieszkaniu.

Ogrzewanie domu, a wybór działki i usytuowanie budynku

Jak wspomniałem wcześniej zależy nam na kompleksowym podejściu do tematu. Zaczynając od podstawowych założeń dotyczących pozostałych elementów składowych- poszczególnych części i wyposażenia budynku. Bardzo wiele z nich można wprowadzić na etapie usytuowania budynku na działce i projektowania budynku. Większość jest tanich w realizacji na tym etapie, a przekładają się na późniejsze koszty eksploatacyjne- ogrzewanie domu. To na przykład wybór działki i usytuowanie budynku:

Wybór działki pod budowę domu? 

Często  można spotkać się z różnymi opiniami użytkowników, gdzie dane rozwiązanie jest chwalone lub wręcz przeciwnie, opisywane bardzo negatywnie. np.

„Mam dom 200m2, płace 500 zł miesięcznie za pompę ciepła, to nie działa”

Opinie tego typu operują tylko ogólnikami: typem ogrzewania i wielkością domu. Pomijając przy tym cały szereg innych elementów mających kolosalny wpływ na całościowy obraz danego rozwiązania. Możliwe, że autor tej opinii, ma źle ustawioną pompę (tutaj jest także szereg przeróżnych czynników, które mogą optymalizować jej pracę) lub/albo jego budynek jest słabo ocieplony, tym samym ma duże zapotrzebowanie na energię. Powodów może być naprawdę sporo.

Celem tego wpisu jest więc uświadomienie co ma wpływ na rachunki, na ogrzewanie oraz jakie wiążą się z tym elementy i usystematyzowanie, które z nich są najważniejsze. Postaram się, by forma nie była za skomplikowana,  niektóre rzeczy nieco mniej istotne świadomie pominę, ponieważ temat jest naprawdę bardzo szeroki. Chcę, by była to pomoc dla budujących, by świadomie dokonać wyboru lub zadać odpowiednie pytania znając ogólne zasady.

Stodoła ML, Prosta bryła budynku i ukierunkowanie na południe to proste zabiegi poprawiające energooszczędność

Kluczowe elementy- skorupa budynku

Zawsze podkreślamy, że najważniejszy jest sam budynek, dobrze usytuowany, ukształtowany zgodnie z zasadami energooszczędności- o zwartej bryle, szczelny, dobrze izolowany, ukształtowany w stronę południa, z dobrymi oknami, z ograniczonymi przeszkleniami od strony północnej. Założenia projektowe oraz parametry dla budynków energooszczędnych i pasywnych, można znaleźć np. na stronach Instytutu budynków pasywnych w Darmstad.

Wszystkie te parametry ułatwia prosta bryła typu nowoczesna stodoła. Bardzo ważnym elementem zmniejszającym straty cieplne jest wentylacja mechaniczna z rekuperacją, która w sposób kontrolowany wentyluje pomieszczenia i odzyskuje z nich ciepło, a także ogranicza występowanie mostków cieplnych. To przekłada się na lepszą szczelność budynku. Szczelność budynku i gruba izolacja powoduje, że ciepło dłużej jest w budynku akumulowane i nie ucieka tak szybko, przez co potrzebujemy mniej ciepła do niego dostarczyć. Czyli zmniejsza się nasze zapotrzebowanie na ciepło, a latem odwrotnie- na chłód w budynku, bo działa to w dwie strony.  Niskie zapotrzebowanie, czyli mała ilość ciepła, którą musimy dostarczyć jest najważniejszym parametrem. Od tego zależy ile będziemy wydawać na ogrzewanie domu.

Łatwo o tym pomyśleć w ten sposób, że budynek to termos, jeśli mamy go dobrej jakości, to po nalaniu do niego kawy będzie on bardzo długo trzymał ciepło. Dlaczego? Bo ma porządnie izolowane grube ścianki z próżnią, porządny korek. Jeśli jednak nie zakręcimy korka lub będzie on miał szczeliny, to przy zimnej pogodzie bardzo szybko ciepło ucieknie. A my będziemy pili zimną kawę. Tu analogicznie możemy sobie porównać to do budynku. Jego skorupa- fundamenty, ściany, dach to ścianki termosu, okna i inne przejścia przez przegrody to jego korek.

Cena kompromisu

Oczywiście całkowity rezultat to suma składowych wszystkich elementów budynku i naszych oczekiwań estetyczno-funkcjonalnych, które często są w opozycji do energooszczędności. Po prostu nie jest tak, że jeżeli chcemy zbudować budynek energooszczędny to jesteśmy z góry skazani tylko na najbardziej optymalny kształt rzutu  i na zrezygnowanie z przeszkleń od strony północy. Każdy z tych elementów ma wpływ, trzeba mieć tego świadomość, ale to nie znaczy że nie możemy zbudować energooszczędnego budynku w kształcie litery L czy budynku z atrium 🙂

To tylko kompromisy. Jeśli więc dana forma nam się podoba lub od północy mamy przepiękny widok na las- czemu mamy z tego rezygnować? Np. kosztem 300 zł w skali roku? W takim przypadku gdy jeden z elementów zmniejsza energooszczędność naszej powłoki, należałoby wzmocnić inne elementy- izolację termiczną, szczelność, likwidację mostków cieplnych by uzyskać ten sam wynik.

Projektując budynki zawsze staramy się, myśleć i stosować powyższe zasady tj. dobre usytuowanie, skorupa budynku, stosując czasem kompromisy by podnieść walory estetyczne lub widokowe, wychodząc z założenia, że dom musi być też po prostu ładny i funkcjonalny, cieszyć nas. Dlatego jest ważne zachowanie równowagi. Wszystkie projekty indywidualne i gotowe, które dostepne są w naszym sklepie, podporządkowujemy tym zasadom.

Wszystkie te rozważania należy również ocenić poprzez pryzmat kosztu samej inwestycji, ponieważ będzie się on przekładał na późniejszy koszt eksploatacji i naszą stopę zwrotu. Piszę o tym dlatego, że osiągnięcie średniego energooszczędnego poziomu jest stosunkowo proste i nie obciążające budżetu. Możliwy jest również do uzyskania przy wprowadzeniu stosunkowo prostych rozwiązań jak i również podstawowego reżimu na budowie. Podczas, gdy standard pasywny jest już o wiele bardziej trudny do uzyskania i wymagający bardzo wysokiego standardu rozwiązań oraz wielu kompromisów projektowych. Często też jest kosztowny i może się po prostu nie zwrócić.

Piszemy również o tym w kontekście nie tylko samej oszczędności na budowie, ale również w celu wartościowania poszczególnych decyzji. Pisząc wprost- mając założony, ograniczony budżet, lepiej zainwestować np. w rekuperację ponieważ straty cieplne przez wentylację to ok 30-40 %, niż w płytę fundamentową i lepszą izolację fundamentów, które odpowiadają za 5-10% strat cieplnych. Taka decyzja ma większy sens, ponieważ w większym stopni obniży nasze rachunki i szybciej się zwróci.

Teraz jeszcze trochę teorii, którą postaramy się przybliżyć w maksymalnie prosty sposób, a jest ona istotna w celu dalszych rozważań o ogrzewaniu domu.

Charakterystyka energetyczna budynku

Jest to podstawowa analiza energooszczędności budynku na etapie projektowania. Czyli: Projektowana charakterystyka energetyczna, która pozwala oszacować zapotrzebowanie na ciepło budynku i podstawowe parametry określające ile energii będzie konsumował i jak przełoży się to na ogrzewanie domu. W Charakterystyce możemy znaleźć kilka wartości określających (nazwijmy to) energooszczędność.

• „EU” czyli energia użytkowa to energia potrzebna do ogrzania 1 m2 budynku. Można powiedzieć, że parametr ten charakteryzuje standard zastosowanych rozwiązań budowlanych (ściany, dach, drzwi i okna, wentylacja usytuowanie na działce oraz w danej strefie klimatycznej. Czyli jest to parametr odnoszący się do samej skorupy/powłoki budynku bez uwzględniania rodzaju źródła ciepła.
• „EK” czyli energia końcowa to energia, którą musimy dostarczyć do budynku by uzyskać zadaną temperaturę oraz zapewnić ciepłą wodę w budynku uwzględniając urządzenia znajdujące się w budynku, źródło ciepła i jego sprawności, wentylację mechaniczną lub panele fotowoltaiczne. Jest to parametr odnoszący się do całkowitego zużycia energii na ogrzewanie i ciepłą wodę, czyli pokazuje nam wartość przyszłych rachunków. Należy pamiętać, że dla ostatecznej wartości należy jeszcze dodać zużycie urządzeń używanych wewnątrz budynku tj. oświetlenie, elektronika, urządzenia AGD.
• „EP” czyli energia pierwotna to energia ze źródeł nieodnawialnych, która jest dostarczona do budynku. Jest to parametr formalny odnoszący się do ograniczenia energii z nieodnawialnych źródeł energii, promując energię odnawialną. Przykładowo ogrzewanie budynku prądem jest najbardziej niekorzystne dla EP, nawet z zastosowaniem pompy ciepła. Z drugiej strony palenie w kominku lub peletem jest korzystne ponieważ drewno jest traktowane jako energia odnawialna :). Wiemy brzmi nieco absurdalnie. (Przykładowe współczynniki: prąd elektryczny 3.0, biomasa 0.2, węgiel gaz, olej opałowy 1.1). Fotowoltaika, kolektory słoneczne, energia wiatrowa polepszają ten parametr.

Oczywiście wyniki z charakterystyki energetycznej nie są idealnym odzwierciedleniem rzeczywistości, ponieważ zakładają pewien standard rozwiązań budowlanych (wykonania budynku i ewentualnych mostków termicznych) oraz standard urządzeń w nim zamontowanych, również bazując na wartościach normatywnych i uśrednionych. Na całkowite zużycie ma wpływ bardzo wiele innych czynników bytowych. Są to np. ile osób mieszka w budynku, jaką lubimy temperaturę wewnątrz, jak często się kąpiemy (ciepła woda użytkowa), czy wietrzymy pomieszczenia. Również występowanie mostków termicznych czyli nieszczelności w budynku, tutaj np. istotny jest ciepły montaż okien z użyciem taśm paroszczelnych,  które eliminują nieszczelności na połączniu okno/mur.

We wpisie dla uproszczenia piszemy o ogrzewaniu, ale sytuacja i dobre parametry powłoki budynku będą również miały wpływ na chłodzenie budynku, ponieważ upalnym latem mamy odwrotną sytuację. O chłodzeniu pisaliśmy już tutaj we wpisie.:

Klimatyzacja i inne sposoby chłodzenia budynku

Należy pamiętać, że na kwotę na naszym rachunku składa się zużycie energii na ogrzewanie i ciepłą wodę użytkową (CWU) , czyli Wartość ” EK” + zużycie bytowe czyli oświetlenia, urządzenia AGD, elektronika i wszystkie inne, które użytkujemy w budynku. Niektóre z nich mogą generować znaczne zużycie np. sauna, jaccuzi etc. i warto to wziąć pod uwagę.

Charakterystyka energetyczna budynku- przykład

By lepiej zrozumieć współczynniki i nadać temu wszystkiemu realności przyjmijmy dom o powierzchni ok.150 m2 tj. taki jak nasz modelowy budynek Stodoła M.

1.  W standardowym budownictwie EU wynosi ok. 100 kWh/ m2 na rok czyli taki budynek potrzebuje 15000 kWh wyprodukowanej energii cieplnej. W tym miejscu pojawia się drugi element czyli źródło ciepła. Jeśli byłby ogrzewany bezpośrednio z prądu potrzebujemy pobrać i potem zapłacić dokładnie tyle samo czyli 15000 kWh. Jeśli budynek wyposażony jest w pompę ciepła dzielimy tą wartość przez sprawność i potrzebujemy tej energii ok. 3 razy mniej czyli 5000 kWh dając nam właśnie wartość EK czyli zapotrzebowanie uwzględniając źródło ciepła.
2. Dom energooszczędny posiada na poziomie EU= 15-45 kWh/m2 na rok czyli w górnej granicy 6750 kWh (45x150m2), przy założeniu pompy ciepła Ek= 2250 kWh. Jest to mniej więcej poziom Projektu Stodoła M .

Podsumowując- jeśli zależy nam na niskich kosztach eksploatacyjnych, bardzo ważne jest „mądre” podejście do tematu już na wczesnych etapach usytuowania budynku na działce i projektowania budynku, a nawet wyboru działki pod przyszłą budowę. Drugim etapem jest wyposażenie budynku w instalacje, odpowiedni dobór urządzeń, źródła ciepła, sposób dystrybucji ogrzewania oraz zbilansowanie tego ze sobą. Ten wpis jest pierwszym rozpoczynającym temat, mającym zadanie przygotować fundament do dalszych rozważań 🙂 Bardzo proszę Was o feedback w komentarzach, czy ta forma do Was przemawia? A może macie inne pytania? Staramy się wyważyć szczegółowość, nie uogólniać, ale też nie wchodzić w za duży detal.

Projekt Stodoła L Parterowa – dostępny jest Sklepie

W następnych wpisach skupimy się na kolejnych elementach mających wpływ na ogrzewanie domu, na wyborze źródła ciepła: Pompa ciepła, piec gazowy czy ogrzewanie elektryczne? Oraz na sposobie dystrybucji ciepła, czyli czy wybrać grzejniki czy ogrzewanie podłogowe? Przełożymy to oczywiście na realne doświadczenia.

Do usłyszenia !

słowa kluczowe: ogrzewanie domu, jakie ogrzewanie do domu, pompa ciepła, piec gazowy, energooszczędność, dom stodoła