Wnuk R. - Instalacje w domu pasywnym i energooszczednym.pdf

(6111 KB) Pobierz
*li Inż. Ryszard Wnuk
Instalacje w Domu
Pasywnym
i Energooszczędnym
p r z e w
o d n i k
BUDOWLANY
O d
w y d a w c y
N iniojs/n publikacja przybliża zagadnienia
związano / technologiam i odnawialnych
żródcl energii. Od kilku lat wiele firm
w prow adza nowe kolektory c /y pom py
ciepła zachęcając do ich m ontażu w uwolni
dom u i korzystania / „darm ow ej" energii
cieplnej. Książka ta w p ro w a d /a w zasady
działania łych urządzeń tak aby czytelnik
m ógł podjąć w łaściw ą decyzję co do wyl
1011
praw idłow ych i ekonom icznych rozwiązań
W ielu inwestorów po zakupie i uruchom iał ilt
i
i
znycli josl zaskoczonych tym, ze zim ą m ają one tak niską
I 'i *i u ;|i i spizedaw ca /apow nial, żo będzie ciepła w oda przez cały roki
I „ mil Ml iii ciepłu, lulaj k o s /l urządzeń jest na tyle wysoki, żo w żadnym
, ,,M
11
ii i m iiy sal na pozw olić na sw obodny dobór czy bezgraniczne zaulanio do
, r iiiilulu|m y, ze wiole urządzeń i instalacji m a nie tylko zalety ale i wady,
i mi i.iwi a |u / nam nie powie! Życzę milej lektury i cieplej eneigii!
[A.
j
.\
\ o \ v v )'" l .
ry s z a rd k ')p rz e w o d n ik b u d o w la n y ,
cni
u
Spis treści
I 1.2.
W S T K I'
l.l .3.
fl.l,
R< )/.!)/,l M , I
||
D O M PA SY W N Y I E N E R G O S Z C Z Ę D N O Ś Ć
W BU D Y N K A C H
Budow nictw o en e rg o o sz c z ę d n e .......................................................................................................................
1.1.1.
1.1.2.
W s t ę p ...........................................................................................................................................
. . . .
Klasyfikacja budynków wg zuzycia e n e r g ii............................................................................
( ’liaraktcrystyki ciep ln e kolektorów prom ieniow ania s ło n e c z n e g o ............................
Pochylenie i usytuowanie kolektorów prom ieniow ania słonecznego,
łączenie kolektorów w b aterie
...................................................................................................
I )an c dotyczące stop nia wykorzystania kolektorów' s ło n e c z n y c h ..............................
( )d wydawcy..........................................................................................................................
Rodzaje systemów z cieplnym i kolektoram i s ło n e c z n y m i..................................................................
4 .2 .1 .
Klasyfikacja o g ó l n a ..........................................................................................................................
Instalacje te rm o sy fo n o w e .............................................................................................................
Systemy aktyw n e...................................................................................................................................
Przykład słonecznego systemu ciep łej wody użytkowej
dla dom u je d n o ro d z in n e g o ..........................................................................................................
W ydajność energetyczna słon ecznej in stalacji przygotowania
I |
ciep lej wody uż,ytkow 'ej...........................................................................................................................................
D obór powierzchni kolektorów 'w słon ecznej in stalacji przygotowania
ciep lej wody u ż y tk o w e j........................................................................................................................................
Podłączenie kolektorów słonecznych do istn iejącej in stalacji grzewczej ....................................
1.3.1,
4.3 .2.
Systemy przygotowania ciep łej wody użytkowej
...............................................................
System y typu „ co m b i” .......................................................................................................................
4.2 .2 .
1.2.3.
1.2.4.
010
mn
.
012
I 2 Budownictwo energooszczędne i pasywne w polityee energetycznej
'
u n ii e u ro p e jsk ie ]....................................................................................................................
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
D e fin icja dom u pasywnego i je j o m ó w ie n ie ..........................................................................
!
13 . D efin icja dom u pasywnego, realizacje w krajach e u ro p e js k ic h ......................................................................
Kryteria i standardy dom u p a s y w n e g o ....................................................................................
Zużycie energii pierw otnej do zaspokojenia wszystkich potrzeb
energetycznych d o m u .......................................................................................................................
1.4.
1.3,
I (i
1.7.
1.8.
1.9.
O b licz e n ie zapotrzebow ania na ciep ło do o g rzew an ia ..........................................................................
Zużycie energii na zaspokojenie wszystkich potrzeb energetycznych
budynku i jego m iesz ak ań có w ..........................................................................................................................
O b ecn e standardy energetyczne budynków w Polsce
i porów nanie z innym i k r a ja m i .................................................................................................................
O góln e cechy i tech n olog ie dom u p a sy w n eg o ...........................................................................................
K om fort ciep lny a system o g rz e w a n ia ............................................................................................................
Przykłady rozwiązań systemów energetycznych domów niskoenergetycznych
i p a sy w n y ch ...............................................................................................................................................................
1.10.
P o d su m o w a n ie ..........................................................................................................................................................
®
^
1)14
Ekonom ika słonecznych systemów podgrzewania ciep lej wody u żytkow ej.................................
.
,
.
• ■ ■
T
022
pi i/ l i/ l U , 3 - SY S 11 MY G R Z E W C Z E Z P O M P Ą C IE P Ł A
I
Pompy ciep ła - zasady fu n k cjo n o w a n ia .........................................................................................................
3.1.1.
3.1.2.
3.2.1.
3.3.1.
W iadm ości o g ó ln e...........................................................................................................................
Teoria pom p c i e p ł a ..........................................................................................................................
W iadm ości o g ó ln e ...........................................................................................................................
R odzaje systemów grzewczych z pom pam i c ie p ła ...........................................................
Układy m o n o w a le n tn e ..................................................................................................................
Układy b iw a len tn e........................................................................................................................
In stalacja m o n o c n e rg e ty cz n a ..................................................................................................
024
^2
I to ln c źródła pom p ciep ła - w iadom ości o g ó l n e ...................................................................................
Systemy ogrzewania z pom pą c i e p ł a ..........................................................................................................
3.3.2.
3.3.3.
3.3.4.
PR E Z E N T A C JA F IR M O W A
- SY S I I M O C I E P L E Ń A l,P O I, E K O P I,U S
...................................................................................................
044
R O Z D Z IA Ł 2 - S Y S T E M W E N T Y L A C JI D O M U P A SY W N E G O
2.1.
2.2.
W en ty lacja wymuszona i je j u r z ą d z e n ia ......................................................................................................
System y ogrzewania zintegrow ane z w e n t y la c ją ......................................................................................
2 .2 .1 .
2.2 .2 .
2.2.3 .
System odzysku c i e p ł a ................................................................................................................
Gruntowy w ym iennik c i e p ł a ...................................................................................................
D odatkow e elm enty grzewcze w łączone w system odzysku c i e p ł a .......................
_
I to ln c źródła pom p ciep ła - om ó w ien ie................................................................................................
3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.
G r u n t...................................................................................................................................................
W o d a ...................................................................................................................................................
Powietrze zew n ętrzn e...................................................................................................................
Energia prom ieniow ania słon eczn eg o ...............................................................................
System dystrybucji ciep ła w spółpracujący z pom pą c ie p ła ............................................................
Z użycie energii i k o sz ty .................................................................................................................................
pi i/,l i/.l A l,
U
- IN N E S Y S T E M Y I U R Z Ą D Z E N IA N IE K O N W E N C JO N A L N E
0
6
4
Ogniwa fo to w o lta ic z n e .................................................................................................................................
Siłow nie w iatrowe..............................................................................................................................................
^
Nowoczesne kotły na b io m a s ę ....................................................................................................................
I
R O / .D Z IA I, 3 - S Y S T E M Y B I E R N E G O O G R Z E W A N IA S Ł O N E C Z N E G O
3.1.
3 2
3.3.
D ostępność energii prom ieniow ania słonecznego w Polsce
............................................................
Projekt arch itekton iczn y i usytuowanie b u d y n k u ...................................................................................
.
i
.
Pasywne systemy słoneczne .......................................................................................................................
3.3.1 .
3.3.2 .
System y zysków bezpośrednich
.............................................................................................
System y z ysk ó w 'p ośred n ich .......................................................................................................
.....................................................................................................
k< >71 »Z IA I. -I - \ K T Y W N E S I ,<)N E (7 Z N E S3 S I I ,M Y G R Z E W C Z E
•l.l.
Kolektory s ło n e c z n e ...........................................................................................................................................
t S T A W IE N IE P R O D U C E N T Ó W I I A S T K M I U K > K O \\
Now y poradnik na
rynku budow lanym
Sy stem
20
c m - te c h n o lo g ie
Y T O N G I S II.K A
O k n a dachow e i schody strychow e firm y F A K R O
s r r r*
i c r n
f
(
W
i P
' ' 1
/
a a
i d
B U D O W IE
Radzi Ryszard Piotrowski
ha
n u u u w ia
02 (02) 07
dom pasywny
i energooszczędność
w budynkach
s n s
I 1.
iR ik śc i
Budownictwo en e rg o o sz cz ę d n e ............................................................................................
1.1.1.
1.1.2.
12
W s t ę p ..............................................................................................................................
Klasyfikacja budynków wg zużycia e n e r g ii.....................................................
C a: 5,09z (z\V
7%
en
ł
I
)
Radzi Ry szard Piotrow ski
S y stem 2 0 c m zm ien ia pun kt w idzenia, d a je now e m ożliw ości
łą cz e n ia różnych produktów SILKA i YTONG.
Sy stem białych bloków ścien n y ch SILKA i YTONG, o Jednakow ej
w ysokości 2 0 cm , połączonych cien kim i spoinam i, wykorzystujący
n ajlep sze c e c h y produktów SILKA i YTONG, umożliwia
szybkie I spraw ne budowanie domu.
Budownictwo energooszczędne i pasywne w polityce energetycznej
unii eu ro p ejsk iej..........................................................................................................
I I
D efinicja dom u pasywnego, realizacje w krajach e u ro p e jsk ich ...............................
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
D efinicja dom u pasywnego i jej o m ó w ie n ie ..................................................
Kryteria i standardy dom u p a s y w n e g o .............................................................
Zużycie energii pierwotnej
do zaspokojenia potrzeb energetycznych dom u
....................................
O bliczenie zapotrzebow ania na ciepło do o g rzew an ia...........................................
'ł K
P ra k ty c z n y
p o r a d n ik d la
b u d u ją cy ch
i re m o n tu ją cy ch .
W każdym
n u m e rze o p is
te ch n o lo g ii
b u d o w la n e j.
Z użycie energii na zaspokojenie wszystkich potrzeb energetycznych
budynku i jego m ieszak ań có w .............................................................................................
i (i
O b e c n e standardy energetyczne budynków w Polsce
i porównanie z innym i k r a j a m i .........................................................................................
O gólne cechy i technologie dom u p asy w n eg o ...........................................................
K om fort cieplny a system o g rz e w a n ia ............................................................................
Przykłady rozwiązań systemów energetycznych domów niskoenergetycznych
■ -sta
«
f i '"
i p a sy w n y ch .................................................................................................................................
I 10.
P o d s u m o w a n ie .............................................................................................................................
w w w .f a c h o w ie c n a b u d o w ie .p l
I I BUDO W NICTW O UNl'.RCOOS/CZIjlDNI',
l.l.l WSI EP
W s p ó łc z e s n y dom musi być przyjazny
zarówno clla swoich mieszkańców, jak i dla
siodowiska naturalnego. D latego powinien
być projektowany włącznie z otocze n ie m ,
z uwzględnieniem ochrony środowiska oraz
warunków mieszkaniowych i społecznych.
Jednocześnie budynek taki musi charaktery­
zować się m ałym zużyciem energii. Ten
ostatni aspekt staje się szczególnie ważny
z powodu konieczności poszanowania kon­
wencjonalnych nośników energii w skali glo­
balnej oraz p o g a rsza jące g o się stanu
środowiska naturalnego. Z a sobam i natural­
nymi należy gospodarow ać osz czę d n ie ,
mając na uwadze ich zachow anie dla przy­
szłych pokoleń, zgodnie z zasadami zrówno­
ważonego ro z w o ju 1. D odatkow o, rosnące
w s i cm atycznie koszty energii, stanowią co-
iaz większe o b ciążenie bud żetów d o m o ­
wych. Liczymy co się hardziej opłaca: po­
nieść większe koszty inwestycyjne i z m n ie j­
szyć eksploatacyjn e ogrzewania p o m ie sz ­
czeń, a m oże budować „tradycyjnie”, speł­
niając jedynie podstawowe wymogi norm
energetycznych. Podejmow anie decyzji jest
coraz trudniejsze, wymaga też coraz więk­
szej wiedzy. Nowe możliwości stwarza po-
stęp technologiczny w budownictwie, który
przejawia się w opracowywaniu i wdrażaniu
nic tylko nowych rozwiązań konstrukcyj­
nych, ale także bardziej efektywnych syste­
mów energetycznych dla budynków.
W yczerpu ją ce się zasoby konwencjonalnych
surowców energetycznych, a także koniecz­
ność większej dbałości o stan środowiska
natu ralnego,
wymusiły
wprowadzenie
oszczędności w zużyciu energii w sektorze
mieszkalnictwa. Już w iata ch 70-tych podjęto
badania oraz zaczęto realizację nowatorskich
przedsięwzięć, których celem było radykalne
ob n iżen ie
energoch łon n o ści
budynków.
W wyniku tych działań rozwija się obecnie
typ budownictwa, określony m ianem energo­
oszczędnego,
który
charakteryzuje
się
zmniejszonym zużyciem energii i wykorzysta­
niem jej odnawialnych źródeł do zaspokoje­
nia potrzeb energetycznych budynku.
\
m i i i
.n li budowiiiel iva energooszczędnego
n ęln l.ik/r projektować budynki o dużo
ni i/i ni zużyciu cneigii, w stosunku do oho
i,(żujących standardów i norm. Obiekty
I u
ua/.ywa się
niskoenergoos/czędnym i.
\ Mo/.nia się lakżc kategorię domów o cks-
\
in
111
.
11111
c niskim zużyciu energii, określane
ni mciii
budownictwa pasywnego.
Pod tym
M li mciii powszechnie rozumie się domy
I a
1111
• owane bez tradycyjnych systemów
kI
" i rwania i bez aktywnych (tradycyjnych)
I r mów chłodzenia lub też jako domy
minimalną potrzebą zewnętrznych dostaw
i n
m i i
do ogrzewania
i
chłodzenia .
I Im /cm uzyskania wysokiego kom fortu
a plnego przy niskich kosztach energii jest
,i| wnicnic tzw. efektywności energetycznej
M
h'lim pasywnego jako całości oraz jego po­
/ogólnych elementów. T ę efektywność
* iiMgolyc/ną, czyli znaczne zm niejszenie za-
|mli/chowania na energię do ogrzewania,
ii
.ml uje bardzo dobra izolacja przegród,
oka izolacyjność okien, pozyskanie ener-
n ol uczenia oraz odzysk ciepła z wentylacji.
I olejnym krokiem w zakresie rozwoju bu-
kiwiiiclwa niskoenergetycznego jest poja­
wienie Me i lomow samowysl arc/ahiych cuci
g c l yc/.iiie, w których zużycie konwciicjonal
nycli zaoilcl energii polrzchucj do ogrzewa
ma lub energii w ogóle jesl zerowe. Istnieją
już także budynki, w których nie wykorzy­
stuje się w ogóle energii konwencjonalnej
nic tylko do celów grzewczych, ale także do
zaspokojenia wszystkich potrzeb (oświel le­
nie, A C D itp.) —nazywane są one zero-cncr-
getycznym i.
Sto sowane w nich nowoczesne,
wręcz wyrafinowane te chnologie, są jednak
na dzień dzisiejszy zbyt drogie, aby zostali
szeroko rozpowszechnione, dlatego dąż\ się
raczej do wprowadzania rozwiązań ekono
m icznie uzasadnionych. Klasyfikację biuh u
ków energ ooszczędn y ch, uszeregowani cli
wg kryterium zużycia energii do ogrzewania
w Polsce, przedstawia rys. 1.1.
Zużycie energii nic jest jedynym kryterium
klasyfikacji budynków. Uwarunkowania
związane z k o n ie c z n o ś c ią oszczędzania
energii, ochrony środowiska, ale przy dąże­
niu do polepszania kom fortu użytkowania
domów wyłoniły kierunek rozwoju budow­
nictwa zwany budow nictw em bioklimatyez-
nym lub ekologicznym, dostosowanym do
1.1.2. K LA S Y F IK A C JA B U D Y N K Ó W W G
Z U Ż Y C IA E N E R G II
Pojęcie cnergooszczędności w budownictw ie
jest bardzo szerokie. O b e cn ie trwają prace
nad ujedn o lice n ie m nazewnictwa i definicji,
jednak na dzień dzisiejszy w różnych krajach
U E , jak również w różnych okresach czasu,
znaczenie tego pojęcia może być różne. Na
przykładzie Polski widać, że ob e cn e domy
spełniają znacznie ostrzejsze wymogi ener­
getyczne niż te stawiane kilkanaście lat te ­
mu. M im o to są nadal m niej ciepłe niż b u ­
dynki np. w Szwecji. O gólnie m ożna jednak
przyjąć, że m i a n e m e n erg o o s z cz ę d n eg o
określa się dom mieszkalny lub obiekt usłu­
gowy o mniejszym niż normowe, obowiązu­
jące w danym kraju i czasie, zużyciu energii.
G d y m ów im y o cn e rg o o szczęd n o ści, odn osim y te n
term in do zm n ie jsz a n ia zużycia paliw kopaln ych ,
a w ięc n ieod n aw ialn ych , któ ry ch spalan ie w yw ołuje
em isje szkodliw ych su b sta n cji do atm osfery.
Budynek standardow y
R ozw ój te c h n o lo g ii o d n a w ia ln y c h
W d o kum encie GREEN PAPER on Energy E fficiency p rzed ­
staw io n e są zm ian y w zużyciu en e rg ii p ierw o tn ej w k ra ­
jach UE w latach 19 71 - 2 0 0 3 . W ostatnim okresie czasu
w id ać w nich niezn aczn y w zrost udziału en e rg ii o d n a w ia l­
nych oraz istotny
oszczędności ene rg e tyc zn yc h uzyski­
w an y ch dzięki w d rażan iu d ziaiań na rzecz p o p raw y e fe k ­
tyw ności e n e rg e ty c zn e j. W śró d en e rg ii o d n a w ia ln y ch
u grom ny p o ten cjał leży w za sto so w an iac h kon w ersji
en e rg ii p ro m ie n io w a n ia słoneczneg o. P rzyjm u je się, że
ilu 2 0 3 0 r. m oc za in s ta lo w a n a w system ach słonecznych
m oże w zrosnąć do 2 0 0 G W U„ w porów naniu do 1 0 GW,,,
w roku 2 0 0 5 .
u.
iJ
2 0
-
Budynek
sam ow ystarczalny
Kvs. l .l. M
usy
I
¡L u
j.i
budynków wg kryterium w ielkości zużyciu energii.
Zgłoś jeśli naruszono regulamin