Wentylacja w domach energooszczędnych

Budowanie domów energooszczędnych i pasywnych to niewątpliwie słuszny kierunek, sprzyja oszczędzaniu energii zmagazynowanej w postaci nieodnawialnej, czyli w węglu, ropie i gazie ziemnym. Jest to więc temat jak najbardziej na czasie i „trendy”, jako że ekologia i oszczędzanie energii są bardzo popularnymi ostatnio hasłami.

Jednak głównym i podstawowym bodźcem dla osoby budującej taki dom nie jest moda, ale realne oszczędności związane z późniejszą eksploatacją, a dodatkowo – co też nie jest bez znaczenia – planowane, sięgające kilkudziesięciu tysięcy złotych, dofinansowania dla budujących w taki sposób. Można się spodziewać, że ceny energii będą rosły, podobnie jak koszty innych mediów (np. wody), to ważne, gdyż energooszczędność nie może być tylko ograniczana do oszczędzania kosztów ogrzewania – warto rozpatrywać to znacznie szerzej.
Własności energetyczne domu określa się przez podanie ilości energii zużytej do celów grzewczych w ciągu roku w przeliczeniu na 1 m2 powierzchni użytkowej. Do naszych rozważań przyjmijmy wytyczne Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki WodnejBiorąc pod uwagę te wytyczne, za dom energooszczędny należy uznać budynek, który do celów grzewczych zużywa do 40 kWh/(m² × rok), a dom pasywny – nie więcej niż 15 kWh/(m² × rok). Oszacujmy więc, jak sytuacja wyglądałaby w przypadku domu o powierzchni 150 m². Dla uproszczenia przyjmijmy, że cała energia jest przeznaczona na ogrzanie domu w okresie zimowym.

Jak pokazują szacunki przedstawione w tabeli 1, dom pasywny raczej nie powinien posiadać tradycyjnej instalacji grzewczej. Tak, to nie pomyłka, zapotrzebowanie na energię jest bowiem bardzo znikome. W tym przypadku kominek będzie pełnił rolę ogrzewania awaryjnego, bo w czasie silnych mrozów może być jednak potrzebne 2~4kW dodatkowej energii. Oczywiście kominek, jak zawsze, będzie pełnił też rolę dekoracyjną.

Dom energooszczędny jednak będzie posiadał instalację grzewczą. Średnia wartość została oszacowana na 2,5 kW, ale przy większych mrozach prawdopodobne będzie zapotrzebowanie na 5~7 kW mocy grzewczej. To oczywiście sporo mniej niż w przypadku tradycyjnego, dobrze izolowanego domu, ale jednak na tyle dużo, by trzeba było myśleć o skutecznym systemie grzewczym. W domu energooszczędnym kominek oprócz funkcji dekoracyjnej może i powinien spełniać także rolę urządzenia grzewczego.

Nie każdy rodzaj kominka jednak do takich domów będzie pasował. Domy pasywne i energooszczędne zwykle są szczelne i posiadają mechaniczną instalację wentylacyjną z odzyskiem ciepła. Wentylacja taka jest zbilansowana, czyli ilość dostarczonego i usuniętego powietrza jest taka sama. Zatem kominki z paleniskiem otwartym oraz kominki pobierające powietrze z wnętrza domu nie będą tu dobrym rozwiązaniem. Kominek w domu pasywnym i energooszczędnym powinien mieć zamkniętą komorę spalania, czyli układ spalinowo-powietrzny kominka powinien być odizolowany od wnętrza domu. Powietrze do procesu spalania drewna powinno być dostarczone do wkładu kominkowego kanałem z zewnątrz budynku. We wkładzie kominkowym następuje proces spalania, a spaliny są transportowane z powrotem na zewnątrz budynku. Moc kominka jest regulowana przez przepustnicę regulującą dopływ powietrza lub przez szyber ograniczający wypływ spalin.

W bardziej rozbudowanej wersji układ posiada mechanizm stabilizujący podciśnienie w kominie (patrz schemat obok).
Oczywiście ktoś powie, że można odpowiednio ustawić centralę wentylacyjną, by pracowała niesymetrycznie. Nasuwają się wówczas następujące pytania: jak tę niesymetrię dobrać do aktualnej mocy kominka, skąd wiadomo, z jaką mocą w danej chwili pracuje kominek, co w sytuacji, gdy kominek wygaśnie? Poza tym więcej będzie powietrza nawiewanego niż wywiewanego, więc będzie mniej energii do ogrzania powietrza nawiewanego. Z tego więc punktu widzenia zwiększa się wówczas zużycie energii przez dom, bo do ogrzania chłodniejszego powietrza nawiewanego używamy kominka.

Inną sprawą jest fakt, że obecnie na rynku mamy sporo urządzeń kominkowych dobrze przystosowanych do takich warunków pracy (bezpośredni dolot powietrza do spalania w palenisku, szczelna obudowa itp.), których cena już tak nie odstrasza. Wydaje się więc, że instalacja kominka w domu energooszczędnym nie tylko nie jest niemożliwa, ale nie jest specjalnie trudna. Inną kwestią jest dystrybucja ciepła ze spalanego drewna (sposobów wykorzystywania kominka jako źródła ciepła mamy bowiem wiele, systemy DGP, wodne, akumulacyjne itp.) – no, ale o tym nieco dalej. Warto też pamiętać, że kominek w domu energooszczędnym nie może być specjalnie duży, moc nie jest bowiem tym czynnikiem, który decyduje o wyborze urządzenia (patrz zapotrzebowanie na ciepło – tab. 1). Biorąc to pod uwagę, przestajemy się dziwić, gdy zachodnie (zwłaszcza niemieckie) produkty posiadają moce nominalne poniżej 10 kW, mimo niekiedy sporych gabarytów… Za to zaczynamy wątpić (nie tylko niedowierzając w to, jak się to udaje osiągnąć) w cel walki o dwudziestokilkukilowatowe moce niewielkich gabarytowo urządzeń rodzimej produkcji. Trend wydaje się jasny – nie moc będzie wkrótce najważniejsza, a niekiedy jej wysoka wartość będzie wręcz przeszkodą.

Kolejnym pytaniem jest, jaki rodzaj kominka zastosować. Jeśli chcemy, by kominek pracował automatycznie przy małym zapotrzebowaniu na obsługę, to będzie potrzebny kominek na pelety z podajnikiem i automatyką sterującą. Polskie prawo wprost zabrania używania kominka jako głównego urządzenia grzewczego, więc dom energooszczędny i tak będzie musiał mieć inną instalację grzewczą. Kominki na pelety posiadają całkiem wysoką sprawność, czasem nawet rzędu 90%. Mają jednak taką samą wadę, jak wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła, pompa ciepła czy nowoczesna instalacja centralnego ogrzewania z wymuszonym obiegiem – działają tylko wtedy, gdy jest prąd. Niestety, poważne awarie linii energetycznych najczęściej zdarzają się wtedy, gdy są trudne warunki, czyli w zimie. Nawet podczas minionej zimy słyszeliśmy w wiadomościach o braku dostaw prądu na znacznych terenach naszego kraju. W takim przypadku musimy mieć awaryjne źródło energii elektrycznej, np. agregat prądotwórczy, bo na energię słoneczną w okresie zimowym raczej nie możemy liczyć. Jako dodatkowe źródło ciepła możemy zbudować sobie kominek, który będzie posiadał możliwość grawitacyjnego ogrzewania powietrza. Wówczas w trudnych sytuacjach, gdy skończy się nawet paliwo w generatorze, a drogi będą nieprzejezdne, to nadal będziemy mieć w domu ciepło i trochę światła bijącego przez szybę w drzwiczkach kominka.

Niewątpliwą zaletą kominków jest spalane w nich paliwo – drewno. Człowiek może w rozsądnym czasie wyprodukować drewno w gospodarstwach leśnych, takich jak Lasy Państwowe. Zatem drewno możemy uznać za źródło energii odnawialnej w przeciwieństwie do ropy, węgla i gazu ziemnego. Do tego oczywiście trzeba pamiętać, że spalanie drewna jest neutralne, jeśli chodzi o emisję CO₂. Jeśli do tego założymy, że zużycie drewna w naszym palenisku nie będzie duże (w końcu decydujemy się na niewielki kominek o niewielkiej mocy – uruchamiany przez mniej niż 100 dni w roku) – mamy źródło grzewcze całkiem dobrze wpasowane w „energooszczędną” ideologię.

Ogrzewać powietrze czy wodę? Domy pasywne i energooszczędne posiadają kanały rozprowadzające powietrze, więc nie będzie problemem transportowanie przez nie również powietrza ogrzanego w kominku. Powietrzne ogrzewanie kominkowe to obieg zamknięty, czyli powietrze ogrzane w kominku jest transportowane kanałami do pomieszczeń. Następnie wraca z tych pomieszczeń do kominka, by ponownie się ogrzać. Zatem powietrze ogrzane w kominku możemy wtłoczyć za pomocą odpornego na temperaturę aparatu nawiewnego do kanałów wentylacji mechanicznej rozprowadzających powietrze. Jednak trzeba to przewidzieć na etapie budowy domu, bo wówczas kanały muszą mieć większy przekrój, wynikający z dodatkowej ilości powietrza, oraz zawory zwrotne, które zapobiegają cofnięciu się powietrza do aparatu nawiewnego lub centrali rekuperacyjnej. Należy pamiętać, by charakterystyka centrali rekuperacyjnej po stronie nawiewnej i aparatu nawiewnego były zbliżone. Jeśli jedno z urządzeń będzie miało mniejszy spręż lub będzie wyłączone, powietrze będzie do niego wdmuchiwane. Takiemu zjawisku ma przeciwdziałać zawór zwrotny umieszczony za każdym z tych urządzeń. Należy też pamiętać o drodze powrotnej powietrza do kominka. Zwykle stosuje się szczeliny między drzwiami a podłogą rzędu 2 cm. Nie nawiewamy gorącego powietrza do łazienki i toalety, bo z powrotem do kominka wróci nie tylko powietrze, ale i niepożądane zapachy. Łazienka i toaleta powinny być ogrzewane powietrzem dostarczanym z domu zwykle przez szczeliny w dolnej części drzwi, a następnie powietrze powinno trafiać do wywiewnej części instalacji wentylacyjnej. W celu uniknięcia błędów, najlepiej taką instalację najpierw zaprojektować, a potem zbudować. Sytuacja taka będzie dotyczyć raczej domów energooszczędnych niż pasywnych. Jak zostało wspomniane na początku, w domach pasywnych kominek stanowi raczej ozdobę i nie za bardzo jest sens komplikować instalację.

Można też zastosować kominek z płaszczem wodnym. Kominek będzie wpięty w instalację centralnego ogrzewania. Oczywiście odpowiednia automatyka będzie nadzorować pracę takiego kominka, by właściwie odbierać wytworzone ciepło. Ten przypadek będzie dotyczył również domów energooszczędnych, w których znajdzie się wspomniana instalacja centralnego ogrzewania.
Podsumowując, budownictwo energooszczędne to trend, któremu nie sposób się przeciwstawić, i dobrze – dbanie o środowisko i własne rachunki za prąd to rzecz więcej niż godna pochwały. Na szczęście ten sposób budowania nie wydaje się eliminować kominków i kominkowych systemów grzewczych, ponieważ mogą one stanowić znakomite uzupełnienie instalacji w budownictwie energooszczędnym.

Marcin Rokita
[email protected]