Ogrzewanie w domu energooszczędnym

Czego dowiesz się z artykułu?

• Dlaczego chcemy budować energooszczędnie?
• Co znaczy energooszczędny dom?
• Czy zawsze mamy możliwość budować energooszczędnie?
• Ogrzewanie jakiego domu kosztuje najtaniej?
• Ogrzewanie w domu energooszczędnym: grzejniki czy podłogówka?

Chyba najczęstszym powodem dla którego decydujemy się budować energooszczędnie jest chęć zaoszczędzenia pieniędzy. W końcu w naszym klimacie koszt ogrzewania to zwykle główna część nakładów na utrzymanie domu. Silny jest też aspekt ekologiczny - dom zużywający mało energii jest bardziej przyjazny dla środowiska.

Trzeba sobie jednak uświadomić, że nie zawsze energooszczędność idzie w parze z niskimi kosztami wykonania i użytkowania instalacji grzewczej. Łatwo tu popaść w przesadę. Nie musimy mieć przecież na raz wszystkich najbardziej energooszczędnych i najnowocześniejszych rozwiązań.

Czy na pewno potrzebna nam pompa ciepła wraz z potężnym zestawem paneli fotowoltaicznych i jeszcze kolektorami do ciepłej wody? Może znacznie bardziej uzasadniony ekonomicznie będzie mały kocioł gazowy albo nawet elektryczny? Kluczem jest tu optymalizacja rozwiązań. Innymi słowy, takie wydanie posiadanych pieniędzy, żeby osiągnąć dzięki nim jak największe korzyści.

Co znaczy energooszczędny?

Nie ma ścisłej technicznej definicji domu energooszczędnego, nie znajdziemy jej też w przepisach prawa. Tak naprawdę należałoby uznać, że na to miano zasługuje każdy budynek w wyższym standardzie, niż wymagają tego obowiązujące przepisy prawa. Płyną stąd jednak dwa bardzo istotne wnioski.

Po pierwsze, energooszczędność jest pojęciem względnym. To co dziś jest standardem, 10 czy 20 lat wcześniej uznano by za rewelację. Obecnie współczynnik U ścian nie może przekroczyć 0,23 W/(m2·K). Jeszcze 5 lat temu (od 2014 r.) wynosił 0,25. Za to kilkanaście lat temu dozwolone było wznoszenie ścian o U = 0,50.

Wiele się zmieniło, ale przez kolejne lata nie spodziewajmy się już tak dużych zmian. Po prostu obecny poziom izolacyjności przegród trudno już znacząco poprawiać bez zasadniczej zmiany materiałów i technologii. O opłacalności takich działań nie wspominając.

Po drugie, energooszczędność można stopniować. Da się przecież osiągnąć wynik zarówno o 10 jak i 50% lepszy od dzisiejszego standardu. Zależy, co zdecydujemy się poprawić oraz ile na to wydać.

Rozsądnym wydaje się w większości przypadków dążenie do osiągnięcia poziomu, który będzie obligatoryjny od 2021 r. Oznacza on, poza poprawieniem współczynnika U przegród także obniżenie zapotrzebowania na tzw. nieodnawialną energię pierwotną (EP) z obecnego poziomu 95 do 70 kWh/(m²·rok).

Trzeba tu jednak zaznaczyć, że wskaźnik EP jest przede wszystkim miarą obciążenia wywieranego na środowisko naturalne, głównie przez emisję dwutlenku węgla, czyli CO2. Nie ma on bezpośredniego przełożenia na faktyczne zużycie energii za którą płacimy, bo zależy od rodzaju paliwa, czy jakości sterowania naszą instalacją grzewczą.

Niemniej jednak wyraźna jest proporcja. Zakładając, że mamy dwa z taką samą instalacją grzewczą, ten dostosowany do standardów roku 2021, powinien zużywać ok. 25% mniej energii niż obecnie budowany. Dostosowanie się do przyszłych wymagań ma istotną, praktyczną zaletę. Nasz dom nie będzie za kilka lat obiektem o niższym standardzie. A to oznacza choćby wyższą wartość przy ewentualnej sprzedaży.

Na co pozwala prawo i dostępność mediów?

Tym co ogranicza nas najbardziej w wyborze sposobu ogrzewania, są nie tyle względy techniczne, co uregulowania prawne, wynikające z zapisów miejscowego planu zagospodarowania lub decyzji o warunkach zabudowy. Po prostu są one dla nas obligatoryjne i jeżeli zakazano w nich np. wykorzystywania paliw stałych, to nie wstawimy sobie kotła na pelety albo węgiel. Choć byśmy uważali, że to najrozsądniejsze rozwiązanie.

Dlatego najlepiej, jeżeli na pytanie "czym ogrzewać dom?" odpowiemy sobie już na etapie poszukiwania działki. W miejscach gdzie jest sieć gazowa, kocioł na gaz ziemny zwykle jest oczywistym wyborem. Jednak coraz częściej zagospodarowuje się działki bez dostępu do infrastruktury. Niejednokrotnie dostępny jest tam wyłącznie prąd. A wtedy decydujemy czy kupić:

• kocioł na węgiel, pelety lub drewno;
• gazowy zasilany z przydomowego zbiornika;
• olejowy;
• elektryczny;
• pompę ciepła.

Za każdym razem musimy uwzględnić uwarunkowania wynikające ze specyfiki działki. Choćby, może być zbyt mała na pompę ciepła z kolektorem gruntowym. Albo nie mamy miejsca na gromadzenie większej ilości drewna. Takie przykłady można mnożyć. Każdy przypadek wymaga indywidualnego podejścia.

Jeżeli tylko działka ma dostęp do sieci gazowej, prawie zawsze decydujemy się na ten sposób ogrzewania. (fot. Termet)

Energooszczędnie, czyli tanio

Ogrzewanie jakiego domu kosztuje najtaniej? Takiego, który zużywa niewiele energii. Tę prostą zasadę warto zapamiętać. Bo na nic tanie paliwo, jeżeli będziemy je zużywać w ogromnych ilościach. Nasze rachunki i tak będą wysokie. Za to jeżeli nie potrzebujemy wiele ciepła to i nie musimy zbytnio martwić się jego ceną. Wtedy zyskują na atrakcyjności jego dość drogie nośniki, takie jak prąd czy gaz płynny.

Doceniamy za to inne zalety tych rozwiązań, takie jak bezobsługowość i możliwość bardzo dobrego sterowania wytwarzaniem ciepła. Cena paliwa schodzi na drugi plan, bo i tak nasze rachunki są niskie. Dodatkowo w takim domu znacznie mniej obawiamy się wzrostu cen energii. Nawet jeżeli będą procentowo znaczne i tak pozostaną małą kwotą.

Trzeba tu jednak przestrzec, że w takim domu wydanie dużych pieniędzy na instalację grzewczą się po prostu nie kalkuluje. Wobec niskich kosztów eksploatacji taki wydatek nigdy się nie zwróci. Dlatego np. coraz większą popularność zyskują np. pompy ciepła typu powietrze/woda, także kosztem tych wykorzystujących ciepło z gruntu. Te drugie są tańsze w eksploatacji, za to na etapie inwestycji trzeba wydać zwykle przynajmniej kilkanaście tysięcy więcej, bo musimy wykonać źródło dolne.

Przy niewielkim zapotrzebowaniu na ciepło rachunek ekonomiczny staje się dla nich mniej korzystny. W wielu energooszczędnych budynkach atrakcyjne okazuje się nawet ogrzewanie prądem. Przyłącze elektryczne i tak wykonujemy, a kocioł, maty lub kable grzejne to rozwiązania proste, trwałe i dość tanie.

Energooszczędne ogrzewanie powinno być przede wszystkim dopracowane w każdym szczególe. Nie wolno np. zapomnieć o dobrej izolacji rurociągów. (fot. Armacell)

Ogrzewanie energooszczędnych domów - źródło ciepła

• GAZ

Kotły gazowe to chyba najchętniej wybierane urządzenia grzewcze w domach energooszczędnych. I nic dziwnego, bo nie wymagają obsługi, włączają się i wyłączają automatycznie, bez utraty sprawności dostosowują się do bardzo zmiennego, chwilowego zapotrzebowania na ciepło (od kilkunastu procent mocy nominalnej). Są przy tym dość tanie - kupimy je już za 3000-4000 zł.

Istotną zaletą jest to, że nie musimy dla nich wydzielać kotłowni. Mogą być umieszczone, w kuchni, korytarzu czy łazience. Przy tym urządzenia z zamkniętą komorą spalania pobierają powietrze bezpośrednio z zewnątrz, tak więc nie wpływają na wentylację budynku. Ta może być również mechaniczna, nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła (rekuperatorem). Co właściwie jest już standardem w domach energooszczędnych.

Główną barierą w ich upowszechnieniu jest wciąż niewielki dostęp do sieci gazowej, szczególnie poza terenem aglomeracji miejskich. Wtedy gaz możemy mieć tylko z przydomowego zbiornika. Co z kolei oznacza, że zbiornik dzierżawimy od dostawcy i za ciepło płacimy nie ok. 0,25 zł/kWh, jak w przypadku gazu z sieci, lecz nawet dwukrotnie więcej. Druga możliwość to zakup zbiornika na własność, co oznacza dodatkowy wydatek ok. 10 000 zł. Za to cena ciepła staje się podobna jak przy korzystaniu z gazu ziemnego. Musimy więc dobrze rozważyć, co ma więcej sensu.

Wielką zaletą kotłów gazowych jest łatwość sterowania i w pełni automatyczna praca. Jedyne co musi zrobić użytkownik prawidłowo skonfigurowanej instalacji, to wybrać pożądaną temperaturę we wnętrzach oraz temperaturę c.w.u. (fot. Vaillant)

• WĘGIEL, PELETY, DREWNO

W Polsce paliwa stałe dominują w domach jednorodzinnych. Nic więc dziwnego, że węgiel, pelety lub drewno kawałkowane jest używane także do ogrzewania budynków energooszczędnych. Jednak trzeba zaznaczyć, że używa się tu nowoczesnych urządzeń, nie prymitywnych kopciuchów o niskiej sprawności i ogromnej emisji zanieczyszczeń.

Nowoczesne kotły to przede wszystkim urządzenia z podajnikiem paliwa, niekiedy nawet z funkcją automatycznego rozpalania. Ogranicza to bardzo znacznie ich obsługę, jednak pamiętajmy, że opał mimo wszystko trzeba przynieść i uzupełnić raz na kilka dni, usunąć popiół, kocioł wyczyścić. Nie dla każdego będzie to akceptowalne. Ponadto nowoczesne kotły są po prostu drogie. Musimy liczyć się z wydatkiem rzędu 10 000 zł. Na ich potrzeby musimy też wydzielić kotłownię, w której wentylacja będzie grawitacyjna. Najlepiej więc odseparować ją od reszty domu.

Szczególną grupę tworzą urządzenia spalające biomasę - przede wszystkim pelety i drewno w szczapach. Są to paliwa odnawialne, tak więc wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną (EP) staje się bardzo niski. W pierwszym przypadku (pelety) są to kotły z podajnikiem, w drugim zaś kotły z ręcznym załadunkiem paliwa, a niekiedy również kominki i piece. Najlepszy pod względem sprawności sposób spalania drewna to użycie kotłów zgazowujących. Z założenia powinny one współpracować ze zbiornikami akumulacyjnymi wody grzewczej o pojemności kilkuset litrów. W takim układzie spalanie odbywa się zawsze w optymalnych warunkach.

Chwilowe wahania zapotrzebowania na ciepło nie mają zaś znaczenia, bo gromadzimy je w zbiorniku na zapas, żeby dopiero później wykorzystywać w miarę potrzeby. Dodatkowym akumulatorem ciepła może być jeszcze wylewka podłogowa (jastrych). W efekcie kocioł nie musi wcale pracować w sposób ciągły, lecz jedynie przez kilka godzin dziennie, a przy małym zapotrzebowaniu np. raz na dwa dni.

Współczesne kotły na pelety to urządzenia o bardzo wysokiej sprawności. Ponadto wykorzystują biomasę, czyli paliwo odnawialne. (fot. Galmet)

• POMPY CIEPŁA

Pompy ciepła są bardzo atrakcyjne dla właścicieli domów energooszczędnych. Przede wszystkim dlatego, że nie potrzebujemy innych mediów poza prądem, pompa jest urządzeniem całkowicie bezobsługowym i tanim w eksploatacji. Tak naprawdę główny problem to ich wciąż dość wysoka cena, musimy się liczyć z wydatkiem przynajmniej 20 000 zł. Najtańsze inwestycyjnie są pompy wykorzystujące powietrze zewnętrzne, bo w ich przypadku nie robimy instalacji po stronie dolnego źródła (kolektor poziomy, odwierty, studnie).

Dużą zaletą jest to, że budynki energooszczędne charakteryzują niskie straty ciepła w przeliczeniu na 1 m2 powierzchni. Co z kolei oznacza, że świetnie sprawdza się w nich niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe - sufitowe, podłogowe, ścienne. Zaś takie właśnie zapewnia optymalne warunki działania większości pomp. Dla pompy bowiem nawet podniesienie temperatury wody w obiegu c.o. oznacza znaczny spadek sprawności (współczynnika COP). Nawet tzw. pompy wysokotemperaturowe nie są zwykle przeznaczone do podgrzewania wody bardziej niż do ok. 55°C. A i one pracują lepiej przy niższej temperaturze.

Pompy ciepła typu powietrze/woda coraz bardziej zyskują na popularności. Ich atutem jest łatwość instalacji i niższa cena. (fot. Nibe-Biawar)

Pompy ciepła dobrze współpracują także ze specjalnymi grzejnikami, wyposażonymi w bardzo ciche wentylatory zwiększające ruch powietrza oraz z klimakonwektorami. Te ostatnie służą nie tylko do ogrzewania, ale i do chłodzenia wnętrz. A w wielu współczesnych domach chłodzenie staje się wręcz konieczne do utrzymania komfortu. Jeżeli kupimy pompę ciepła z funkcją chłodzenia, nie musimy budować wówczas kolejnej instalacji - klimatyzacyjnej.

Klimakonwektory służą zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia. (fot. Hewalex)

• OGRZEWANIE ELEKTRYCZNE

Prąd można wykorzystać do ogrzewania w bardzo różnych pod względem sposobu działania systemach. Może to być:

• kocioł elektryczny, zasilający wodną instalację c.o. zarówno z grzejnikami, jak i ogrzewaniem płaszczyznowym. Bardzo często w takim systemie jest jeszcze inne źródło ciepła - kocioł na paliwa stałe lub kominek z płaszczem wodnym. Kocioł elektryczny jest tu wykorzystywany z racji bezobsługowości i w pełni automatycznej pracy;
• elektryczne ogrzewanie podłogowe w postaci, kabli, mat lub folii grzejnych. Kable, umieszczone w grubej warstwie jastrychu mogą zapewniać ogrzewanie akumulacyjne, bo wystarczy, jeżeli nagrzewają podłogę tylko w czasie obowiązywania drugiej, tańszej taryfy za prąd. Z kolei maty i folie układa się bezpośrednio pod płytkami ceramicznymi lub panelami podłogowymi. Mamy więc szybkie nagrzewanie się i stygnięcie, porównywalne z dynamiką działania grzejników,
• elektryczne grzejniki ścienne, które działają analogicznie do swych wodnych odpowiedników, nie wymagają jednak układania całej skomplikowanej instalacji c.o. Najczęściej używa się ich jednak jako elementu dodatkowego, wspomagającego,
• piece akumulacyjne, czyli faktycznie grzejniki gromadzące ciepło w okresie obowiązywania drugiej taryfy za prąd, żeby potem ogrzewać dom przez resztę doby. Godne polecenia są przede wszystkim te z dynamicznym rozładowaniem, bo można w nich sterować szybkością oddawania ciepła.

Grzejniki, podłogówka i nie tylko

Tak naprawdę nie można powiedzieć, że do domów energooszczędnych szczególnie polecany jest jakiś jeden system po stronie przekazywania ciepła do pomieszczeń - grzejniki, podłogówka itd. Najważniejsze, żeby system grzewczy był dobrze przemyślany i prawidłowo skonfigurowany jako całość.

Pierwsze co zawsze powinien zrobić projektant to obliczyć straty ciepła w poszczególnych pomieszczeniach. Następnie zastanowić się jak i gdzie jest ono tracone. Tylko wtedy będzie wiedział jak je najlepiej uzupełnić, tak żeby we wnętrzach panowały faktycznie komfortowe warunki. Przykładowo, jeżeli mamy salon z przeszkloną całą ścianą, największe straty ciepła wystąpią właśnie w ich pobliżu. Typowych grzejników ściennych koło nich nie ma zaś jak umieścić.

Podłogówka pokryje zaś straty ciepła w skali całego wnętrza, ale blisko okien może być odczuwalnie zimnej niż w głębi salonu. W takiej sytuacji bardzo dobrym rozwiązaniem mogą być grzejniki kanałowe, umieszczone w podłodze tuż przy przeszkleniach i tworzące przed nimi swoistą kurtynę ciepłego powietrza. Takie przykłady można mnożyć, bo oferta rynkowa jest obecnie bardzo bogata i nie jesteśmy skazani na kilka typowych rozwiązań.

Ogrzewanie podłogowe to zwykle najlepszy wybór w systemie z pompą ciepła, ze względu na bardzo niską temperaturę wody w obiegu. (fot. Pipelife)

Mamy grzejniki, ale chcielibyśmy mieć ciepłą podłogę w łazience? Żaden problem, po to właśnie wymyślono elektryczne maty, układane w warstwie kleju pod płytkami. Osiągamy zamierzony cel, nie komplikując instalacji grzewczej i nie podnosząc poziomu podłogi.

Folia grzejna to produkt przeznaczony do układania bezpośrednio pod panelami. Bez ingerencji w konstrukcję podłogi i podnoszenia jej poziomu. (fot. Fenix Polska)

Chcemy mieć na podłodze puszysty dywan, a równocześnie nie odpowiada nam widok grzejników? Przecież powierzchnią oddającą ciepło może być sufit albo specjalny grzejnik całkowicie ukryty w warstwie tynku.

Możliwości jest naprawdę wiele, tym bardziej, że w energooszczędnym domu pokrycie strat ciepła uzyskamy bez większego trudu, możemy więc skupić się na tym jakimi środkami to osiągnąć.

Nie znaczy to jednak, że wszystko jest wyłącznie kwestią naszego gustu. Właśnie dlatego całość instalacji grzewczej powinien projektować specjalista, że każde rozwiązanie ma swoje mocne i słabe strony oraz specyficzne wymagania. Przykładowo, dla pompy ciepła priorytet to niska temperatura wody w obiegu. Dlatego właśnie najlepiej współpracuje z niskotemperaturowym ogrzewaniem płaszczyznowym, a z grzejnikami tylko o specjalnej konstrukcji.

Grzejnik łazienkowy z dodatkową grzałką elektryczną. W domu o małych stratach ciepła sezon grzewczy trwa krócej niż w standardowym. Niekiedy wystarczy tylko nieznaczne dogrzanie wybranych wnętrz. (fot. Instal-Projekt)

Grzejnik o specjalnej konstrukcji można ukryć w warstwie tynku. Oddaje wówczas ciepło przez promieniowanie. (fot. 3thermo)

W pobliżu dużych przeszkleń dobrze sprawdzają się grzejniki kanałowe. Tworzą swoistą kurtynę ciepłego powietrza przed nimi. (fot. Regulus-System)

Dla odmiany kocioł na paliwa stałe bez najmniejszego trudu przygotuje wodę o wysokiej temperaturze. To właśnie chęć jej obniżenia na potrzeby podłogówki wymusza dodanie układu mieszającego. Co, swoją drogą, nie jest żadnym problemem przy obecnym poziomie techniki.

Z kolei kocioł gazowy albo elektryczny może z równym powodzeniem zasilać instalację c.o. o praktycznie dowolnej temperaturze wody.

Płynie stąd zasadniczy wniosek, że ogrzewanie każdego domu wymaga zindywidualizowanego podejścia. Przemyślenia - jak i dlaczego w ten sposób ma ono działać, nie zaś kierowania się stereotypami i nawykami wyrobionymi w domach, które zużywały nawet kilka razy więcej energii niż te współczesne.

Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca:Vaillant