EKO DOM

Domy pasywne

Co to jest dom pasywny?

Dom pasywny jest budynkiem, który ma bardzo niskie zapotrzebowanie na energię grzewczą. Straty ciepła są zminimalizowane dzięki odpowiednim ścianom zewnętrznym. Temperatura w takim budynku jest utrzymywana na komfortowym poziomie dzięki pasywnym źródłom ciepła. Są to m.in. światło słoneczne, mieszkańcy domu, urządzenia elektryczne.

Zalety domu pasywnego.

Przede wszystkim dom, który nie wymaga ogrzewania jest tańszy w utrzymaniu. Jest to kilkaset złotych w jednym sezonie grzewczym. Kwota to będzie rosła, ze względu na postępujący i nieunikniony w przyszłości wzrost światowych cen energii.

Drugim aspektem jest oczywiście ekologia. Większość energii zużywanej w typowym gospodarstwie domowym jest wykorzystywana do ogrzania domu. Reszta (około 40%) to ogrzanie wody, gotowanie oraz praca urządzeń elektrycznych. W związku z tym ograniczenie zużycia energii potrzebnej do ogrzania budynku najbardziej przyczynia się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. W konsekwencji zmniejszenia niekorzystnego wpływy na klimat globalny.

Trzeci plus inwestycji w dom pasywny to niezależność. Nikt nigdy nie odetnie dopływu gazu, czy elektryczności potrzebnej do ogrzania domu. W czasach narastających konfliktów międzynarodowych na tle energetycznym, jest to sposób na bezpieczeństwo energetyczne. (W wymiarze jednostkowym jak i w skali kraju).

Jak działa budynek pasywny.

Dom pasywny jest skonstruowany tak, aby tracił jak najmniej ciepła. Z drugiej strony jego usytuowanie ma pozwolić na dostarczenie jak największej ilości energii z zewnątrz. Oczywiście w sposób pasywny.

Podstawowym elementem zmniejszającym straty energii są odpowiednio zaizolowane ściany zewnętrzne (1). Straty ciepła są tu zminimalizowane do poziomu U=0,015kW/m2 w porównaniu do U=0,30kW/m2 w klasycznym budownictwie.

Drugim bardzo ważnym elementem są okna. W budownictwie pasywnym stosuje się okna z trzema szybami, gdzie straty energii są znacznie mniejsze. Istotne jest też usytuowanie okien. Od strony południowej są one jak największe(2), aby światło słoneczne wpadało szerokim strumieniem do środka i ogrzewało dom. Dlatego domy pasywne są budowane pod odpowiednim kierunkiem. Ważne też jest aby południowej strony nie zasłaniały inne budynki czy drzewa. Od północy niewielkie okna (3) zmniejszają ubytki energii.

Dodatkowo domy pasywne są projektowane tak, aby ich bryła była jak najbardziej zwarta. Mniejsza powierzchnia ścian zewnętrznych to mniejsze ubytki energii.

Ciepło z takiego domu ucieka bardzo powoli, ale skąd się w nim bierze? Słońce, to jedno źródło. Drugim są mieszkańcy domu. Każdy, człowiek czy zwierzę wydziela pewną ilość energii. Dodatkowo wydzielają ją wszelkie urządzenia elektryczne i inne jak, np kuchenka gazowa.

Budynki pasywne posiadają całkowicie szczelne ściany i okna. Niezbędnym elementem każdego domu tego typu jest wentylacja. Jest ona skonstruowana tak aby zminimalizować straty ciepła. Ciepłe powietrze wychodzące z budynku jest używane do ogrzania zimnego, świeżego powietrza z zewnątrz. Proces ten odbywa się w wymienniku ciepła (4), który ogrzewa świeże powietrze ciepłym, pochodzącym z domu, nie mieszając ich.

Na ile się opłaca inwestycja w dom pasywny

Dokładne wyliczenie, opłacalności budowy domu pasywnego jest skomplikowane i zależy od konkretnej sytuacji. Każdy projekt domu zakłada inne właściwości cieplne. Do tego trzeba wziąć pod uwagę zmienność ceny materiałów budowlanych oraz cen energii. Niewątpliwie jest kilka czynników stałych o których można napisać z dużą pewnością.

Po pierwsze, dom buduje się na lata, dlatego zysk z oszczędności na ogrzewaniu będzie się zwiększał z każdym rokiem. Po drugie, wartość budynku pasywnego, w przypadku jego sprzedaży będzie większa. Niestety koszty budowy pewnie będą wyższe. Na pewno okna są droższe, wybudowanie dobrze zailozowanej ściany też wyniesie więcej. Pamiętać trzeba jednak, że dom pasywny, ma mniejszą powierzchnie zewnętrzną, więc różnica nie będzie aż taka jak by to wynikało wprost. Kolejnym aspektem, o którym należy pamiętać jest, brak instalacji, centralnego ogrzewania. Zaoszczędone pieniądze, będzie trzeba jednak przeznaczyć na wentylację i wymiennik ciepła.

Przydomowa oczyszczalnia ścieków

Przydomowa oczyszczalnia ścieków to urządzenia rozwiązujące problem ścieków, na terenach pozbawionych sieci kanalizacyjnej. Z powodzeniem zastępują, często nieszczelne, szamba. Są proste w montażu i eksploatacji, tanie w utrzymaniu i ekologiczne. Funkcjonowanie oczyszczalni opiera się działaniu bakterii, biologicznie rozkładających ścieki. Woda po oczyszczeniu ma drugą klasę czystości i odpowiada normom polskim i unijnym.

• Dowiedz się jak działa oczyszczalnia, zobacz schemat.
• Zalety oczyszczalni w porównaniu do zbiorników akumulacyjnych (szamb).
• Sprawdź jaką oczyszczalnie wybrać w przypadku małej powierzchni działki, lub wysokiego poziomu wód gruntowych.

Schemat oczyszczalni

1. Punkty początkowe kanalizacji. Toalety, zlewy, łazienki.
2. Rury kanalizacyjne odprowadzające ścieki do oczyszczalni.
3. Zbiornik gnilny. Miejsce sedymentacji i fermentacji beztlenowej.
4. Studzienka rozdzielcza.
5. Sieć drenażu rozsączającego. Zachodzi w nich faza oczyszczania z udziałem bakterii tlenowych. Miejsce przesiąkania czystej wody do gruntu.
6. Studzienka zbiorcza z kominkiem napowietrzającym.

 

 

Zasada działania przydomowej oczyszczalni

Ścieki są odprowadzane rurami kanalizacyjnymi do zbiornika gnilnego. Zbiornik jest wykonany z polietylenu wysokiej gęstości (HDPE), który jest odporny na chemiczne działanie wielu substancji i całkowicie nieprzepuszczalny co daje gwarancje szczelności.

W głównym zbiorniku następują podstawowe procesy oczyszczania. Po pierwsze, ścieki ulegają sedymentacji. Cząstki stałe opadają na dno dzięki sile grawitacji, powyżej pozostają cząstki mniejszej gęstości i woda. W zbiorniku swoja pracę wykonują bakterie beztlenowe wspierane enzymami, rozkładając związki zawarte w ściekach na proste substancje. Na dnie zbiornika tworzy się osad, który co jakiś czas musi być wywożony. Jednak o wiele rzadziej niż w przypadku tradycyjnego szamba.

Tak podczyszczona woda, dodatkowo przefiltrowana mechanicznie wypływa przez studzienkę rozdzielczą do sieci rozsączającej. Rury rozsączające pełnią dwojaką funkcje. Następuje w nich proces doczyszczania z udziałem bakterii tlenowych a tak oczyszczona woda, poprzez system drenażu przesiąka do gruntu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 KOLEKTORY SŁONECZNE - OGRZEWANIE SŁOŃCEM

Coraz więcej osób budujących dom staje przed tym dylematem – czy inwestycja w kolektory słoneczne rzeczywiście pozwoli zaoszczędzić na kosztach ogrzewania c.w.u., czy będzie to tylko przejaw filantropijnej dbałości o środowisko.

Chociaż panuje opinia, że w Polsce nie warto inwestować w kolektory, wciąż pojawiają się nowe firmy, które je sprzedają. A to oznacza, że są kupujący i w dodatku – jest ich coraz więcej. To może jednak takie przedsięwzięcie ma sens?

 

Inwestycja naprawdę opłacalna

Na pytanie kiedy warto zainwestować w kolektor i kiedy inwestycja się zwróci ciągle nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Jedno jest pewne – w Polsce kolektor nie ma szans stać się jedynym źródłem ciepła w domu – ani w instalacjach c.w.u., ani, tym bardziej, w systemach grzewczych. Jest u nas stanowczo za mało słońca w ciągu roku, zbyt często jest ono schowane za chmurami. Ale ponoć klimat się zmienia...

Jednak nie oznacza to, że nie warto zastanowić się nad montażem systemu solarnego, bo od marca do października dobrze dobrany zestaw zapewni nawet 80-90% zapotrzebowania na ciepłą wodę. W miesiącach najcieplejszych (w przeszłości był to lipiec i sierpień, ale teraz jest równie prawdopodobne, że może być to np. maj, czerwiec i wrzesień), kolektory zapewnią 100% energii zużywanej na ogrzanie wody.
Podgrzeją ciepłą wodę nawet w okresie chłodniejszym – wystarczą dwie-trzy godziny słońca w ciągu dnia, żeby ogrzać wodę w zbiorniku o kilka stopni. Mogą się one okazać niezastąpione w domach ogrzewanych wyłącznie prądem (wysokie ceny energii) albo kotłem na paliwo stałe (uciążliwe dokładanie opału) – ciepłą wodę można wtedy uzyskiwać z kolektorów, dogrzewając ją jedynie podgrzewaczem elektrycznym.

Trzeba też wiedzieć, że im większe jest zużycie ciepłej wody w domu, tym kolektory są inwestycją bardziej opłacalną, np. w domu, w którym mieszka 6 lub więcej osób, zwłaszcza, gdy lubią często kąpać się w wannie lub w domu z basenem letnim. W obu przypadkach inwestycja taka zwróci się już po kilku latach.

 

Płaski czy rurowy?

Najważniejszym elementem instalacji solarnej jest kolektor. To on przechwytuje ciepło z promieniowania słonecznego i przekazuje je tzw. czynnikowi roboczemu do instalacji c.w.u. Firmy oferują dwa podstawowe typy kolektorów – płaskie i próżniowe rurowe.
Najbardziej popularny jest kolektor płaski. Ma on wprawdzie nieco niższą efektywność energetyczną i szybciej traci ciepło niż kolektor rurowy, ale niezaprzeczalną i najważniejszą jego zaletą jest dużo niższa cena. Jedne i drugie stosuje się głównie do sezonowego ogrzewania c.w.u. – między marcem i październikiem.
Czynnikiem roboczym może być w nich woda, która pozwala na dodatkowe obniżenie kosztów instalacji, ale choćby ze względu na odkładanie się kamienia w takiej wodnej instalacji nie jest polecana przez producentów kolektorów. Lepszym i częściej stosowanym czynnikiem roboczym jest niezamarzający roztwór glikolu.


W kolektorze płaskim znajduje się absorber promieniowania słonecznego połączony z rurkami miedzianymi, którymi płynie czynnik roboczy. Odbiera on ciepło od absorbera i przekazuje je do instalacji c.w.u. Absorberem jest płyta (wykonana ze stali, miedzi, aluminium lub tworzywa sztucznego) pokryta specjalną cienką powłoką zwiększającą skuteczność pochłaniania promieniowania słonecznego.
Od zewnątrz kolektor zabezpieczony jest szybą ze szkła hartowanego, teflonu lub przezroczystego tworzywa. Chroni ona przed czynnikami atmosferycznymi, takimi jak deszcz, grad czy śnieg. Ponadto szyba ta zatrzymuje promieniowanie wewnątrz kolektora (jest to tzw. efekt „szklarniowy”), co pozwala osiągnąć wyższą temperaturę czynnika grzewczego. Od spodu kolektor jest zabezpieczony warstwą izolacji cieplnej, która uniemożliwia oddawanie ciepła na zewnątrz.



Wydajniejsze, ale i droższe są kolektory rurowe próżniowe. Wykorzystują one zarówno promieniowanie bezpośrednie jak i rozproszone, czyli takie, które przebija się przez cienką warstwę chmur. Dzięki temu działają nawet w dni pochmurne.
Na polskim rynku dostępne są dwa rodzaje kolektorów rurowych: z bezpośrednim przepływem czynnika roboczego lub z rurką ciepła. Kolektor próżniowy rurowy z bezpośrednim przepływem czynnika roboczego ma wbudowane kilka lub kilkanaście rur szklanych.
W każdej z nich jest próżnia, dzięki której straty ciepła do otoczenia są znacznie mniejsze niż w kolektorach płaskich, a to oznacza, większą ich efektywność. W każdą rurę próżniową wbudowany jest absorber i rurka, w której nagrzewa się czynnik roboczy. Wewnątrz rur mogą znajdować się specjalne lustra ukierunkowujące promienie słońca na absorber.
Rozwiązanie takie pozwala jeszcze skuteczniej wykorzystać energię słoneczną. Rurki ciepła są bardziej zaawansowanym technologicznie rozwiązaniem. Taki kolektor do złudzenia przypomina urządzenie opisywane wcześniej, lecz działa nieco inaczej. Czynnik roboczy paruje pod wpływem promieniowania słonecznego i unosi się do specjalnego wymiennika, zamontowanego na końcu rurki kolektora.
Tam oddaje ciepło czynnikowi grzewczemu. Jednocześnie sam ulega skropleniu i wpływa z powrotem do środka rurki. Kolektory te mają najwyższą sprawność ze wszystkich dostępnych typów. Sprawdzają się szczególnie zimą i w pochmurne dni, gdy dominuje promieniowanie rozproszone.

 

 Na dachu czy na trawie?

Kolektor będzie pracował najlepiej, jeżeli będzie skierowany na południe. Może być on odchylony o 10° w kierunku wschodnim lub zachodnim, ale im większe odchylenie, tym mniejsza efektywność pracy kolektora. Montujemy go w miejscu niezacienionym przez drzewa i budynek. W przeciwnym razie będzie mało wydajny.
Kolektor można zamontować na dachu lub na południowej ścianie budynku, przy ścianie na ziemi, albo jako wolno stojący. Niewątpliwie najbardziej popularne jest instalowanie kolektora na dachu. Nie zajmuje on wtedy dodatkowego miejsca i nie zacienia budynku. Również kąt nachylenia połaci dachowej zazwyczaj jest wystarczający do montażu kolektora. Jeżeli dach jest płaski, trzeba go zamontować na podporach.

Nie za duży, nie za mały...

Nie łudźmy się, kolektor nie zastąpi podgrzewacza. Koszty instalacji byłyby wtedy absurdalnie wysokie, a powierzchnia kolektorów bardzo duża. Optymalnie dobrane urządzenie ogrzeje 80-90% ciepłej wody użytkowej i maksimum 30% wody do celów grzewczych. Dla jednego mieszkańca potrzeba 1-1,5 m² powierzchni kolektora płaskiego, wykorzystywanego do ogrzewania c.w.u. Zatem czteroosobowa rodzina potrzebuje zestaw o powierzchni 4-6 m².
Zamiast kolektora płaskiego można zamontować kolektor rurowy, wystarczy 0,6-0,8 m² takiego kolektora na osobę, czyli 2,4-3,2 m² dla czteroosobowej rodziny. W przypadku instalacji solarnej współpracującej z instalacją c.o. przyjmuje się, że kolektory ogrzeją maksimum 30% wody na cele c.o.
Wstępnie możemy przyjąć, że na 1 m² budynku przypada 0,3-0,5 m² powierzchni kolektora. Chcąc ogrzewać wodę w basenie krytym musimy założyć, że powierzchnia kolektorów powinna wynosić ok. 40% powierzchni lustra wody w basenie, a basenu otwartego ok. 70%. Jeżeli przykładowo basen ma wymiary 5x10 m, najlepiej kupić kolektory o powierzchni 20 m² (basen kryty), a 35 m² (basen otwarty).

Sam kolektor to nie wszystko

Ciepło wytworzone przez kolektor trzeba gdzieś zmagazynować. Dlatego niezbędnym elementem instalacji solarnej jest akumulator ciepła – zasobnik, w którym gromadzona jest gorąca woda. Stamtąd jest ona pobierana do użytku domowego. Zasobnik powinien mieć pojemność kilkuset litrów, więc wystarczającą na 1,5-3 dniowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę. Rodzina czteroosobowa zużywająca średnio 200 l wody na dobę powinna zaopatrzyć się w zbiornik o pojemności 300-600 l.
W kolektorze nie stosuje się bezpośredniego przepływu podgrzewanej wody, tylko zbiornik z wbudowaną wężownicą, którą płynie gorąca woda z kolektora. A woda na drodze kolektor-zbiornik krąży w obiegu zamkniętym wymuszonym przez pompę cyrkulacyjną. Dzięki temu możliwa jest współpraca kotła jako podstawowego źródła ciepła z kolektorem słonecznym, który tylko wspomaga system ogrzewania wody.
Jeżeli promieniowanie słoneczne jest zbyt słabe, układ sterowania włącza dodatkowe podgrzewanie wody, np. kocioł na dowolne paliwo. Pozwala to z jednej strony obniżyć koszty ogrzewania poprzez zmniejszenie zużycia paliwa, z drugiej zaś zapewnia komfort ciepłej wody, niezależnie od liczby słonecznych dni. Tańszym rozwiązaniem może okazać się zasobnik z wbudowaną grzałką elektryczną, która dogrzeje wodę w razie potrzeby.

 

Rodzaje instalacji

Zastosowanie pompy cyrkulacyjnej

Najtańszym rozwiązaniem jest wykorzystanie kolektora w instalacji grawitacyjnej. Nie trzeba w niej instalować pompy obiegowej, gdyż ogrzana woda sama płynie do góry. Jeżeli zbiornik zamontujemy powyżej kolektora, zbędne będą dodatkowe urządzenia. Takie rozwiązanie jest idealne w domkach letniskowych lub w prostych instalacjach z podgrzewaczem elektrycznym.
Drugim sposobem jest zastosowanie pompy cyrkulacyjnej, tłoczącej zimną wodę do kolektora. Rozwiązanie to jest bardziej elastyczne pod względem możliwości montażu kolektora i zbiornika na wodę względem siebie.
Ten rodzaj instalacji stosowany jest przede wszystkim w domach jednorodzinnych. Należy pamiętać, że woda, która przepływa przez kolektor musi spełniać wymogi stawiane wodzie pitnej i nie może zawierać zbyt dużo żelaza, które, osadzając się na ściankach rurek miedzianych w kolektorze, po pewnym czasie może zablokować przepływ wody przez kolektor.
W tym przypadku należy również pamiętać o spuszczaniu wody z kolektora przed nadejściem zimy. Jeżeli chcemy korzystać z energii słonecznej przez cały rok, w obiegu kolektora musi krążyć czynnik niezamarzający, którym jest zazwyczaj roztwór glikolu. Ogrzewanie wody użytkowej odbywa się przez wymiennik, co powoduje niewielki spadek wydajności systemu oraz podwyższa koszty instalacji.

W celu skoordynowania działania układu złożonego z kolektora i kotła lub grzałki elektrycznej musimy zastosować automatykę. W przypadku braku ciepła z kolektora będzie włączane drugie źródło ciepła.

 

Warto, czy nie warto?

Koszt systemu solarnego to nie tylko sam kolektor, ale również pozostałe elementy: rury, zasobnik, dodatkowy wymiennik lub grzałka elektryczna, pompa cyrkulacyjna, zawory i automatyka. W kosztach eksploatacji trzeba wymienić okresowe przeglądy instalacji, usuwanie ewentualnych awarii oraz wymiana zużywających się elementów. W układach z pompą cyrkulacyjną dochodzi jeszcze koszt energii elektrycznej do zasilania pompy.

Podsumowując zasadność inwestowania w kolektory słoneczne, wniosek nasuwa się w miarę klarowny. Taka instalacja nie świadczy jedynie o zasobności portfela inwestora. W naszym klimacie darmową energię słoneczną można bowiem efektywnie wykorzystać do przygotowania ciepłej wody i podgrzewania wody w basenach, rzadziej do ogrzewania budynków.
Mimo, że koszty są dość wysokie to rozsądnie zaplanowany i eksploatowany system solarny może się opłacać, obniżając średnio o 70% koszty przygotowania c.w.u. (w przypadku dużej rodziny) lub ogrzania wody w basenie. Rozważając kwestię zakupu systemu należy przeanalizować wszystkie za i przeciw, a decydując się na rozwiązanie konkretnej firmy wziąć pod uwagę również dostępność serwisu, oraz koszty okresowych przeglądów.


Źródła:
www.ekolog.ovh.org (ilustracje działania budynku pasywnego, schemat oczyszczalni)
www.budujemydom.pl (Artykuł autorstwa p. Iwony Małkowskiej Kolektory słoneczne-ogrzewanie słońcem)
Z zachowaniem wszystkich praw autorstwa powyższych materiałów publikacja w celach informacyjnych.