Lody – domy energooszczędne

W sytuacji stale rosnących cen wszystkich nośników energii oraz rosnącego niebezpieczeństwa coraz większego uzależniania się od nieprzewidzianych, różnego rodzaju perturbacji i zagrożeń w ich dostawie, sformułowanie dom zużywający zero energii zrobiło międzynarodową karierę.

Początkowo używali go prawie wyłącznie ekolodzy i zapaleńcy, którzy marzyli o niezależności energetycznej. W ich pojęciu dom zero energii oznaczał dom, który nie potrzebuje dostarczania żadnej energii konwencjonalnej.

Siłę nośną tego sformułowania zauważyło lobby związane z budownictwem, które wcześniej, przy ogólnie dostępnej i taniej energii, nawet nie zastanawiało się nad tym, że można budować takie domy. Byłoby to poza tym naruszaniem interesów zaprzyjaźnionego lobby energetycznego i firm produkujących różnego typu urządzenia grzewcze.

W sytuacji, jaka zaistniała, zaczęto budować domy coraz lepiej izolowane termicznie i lobby budowlane na swoje potrzeby zdefiniowało pojęcie dom zero energii jako dom o ekstremalnie niskim zapotrzebowaniu na energię cieplną, zawężając w sposób oczywisty jego sens. Ale sformułowanie silnie oddziałuje na podświadomość ewentualnych inwestorów.

Firmy związane z budownictwem nie są oczywiście w żaden sposób zainteresowane budową domów o rzeczywiście zerowym zapotrzebowaniu na energię konwencjonalną i stąd zawężenie definicji.

Mnie interesuje budowa domu, który jest w pełni samowystarczalny. Nie tylko energetycznie. Zasygnalizuję tu kilka podstawowych możliwości, jako że przedstawienie całości zajęłoby parę tysięcy stron.

Przede wszystkim należy uwzględnić wszelkie możliwości ograniczenia zużycia energii. Dużo łatwiej i taniej jest oszczędzać niż produkować.

Najprościej można poradzić sobie z ogrzewaniem domu. Budowa domu pasywnego, a nawet domu zużywającego na ogrzewanie poniżej 5kWh/m2/a (technologia Isomax), wcale nie musi być droższa niż standardowa, o ile tylko nasze pomysły są rozsądne i uwzględniają rachunek ekonomiczny. Minimalne ewentualne braki ciepła można uzupełnić z rozwiązań zapewniających ciepłą wodę użytkową.

W skali kraju na ogrzewanie idzie większość zużywanej energii. Następną pozycję zajmuje ciepła woda użytkowa. Z tym problemem można poradzić sobie prawie równie łatwo.

Ciekawym i bardzo tanim dla złotych rączek sposobem na rozwiązanie tego, jest połączenie najprostszej turbiny wiatrowej o osi pionowej z małą pompą hydrosoniczną. Całkowita sprawność takiego zestawu jest zaskakująco wysoka. Do tego bardzo dobrze izolowany duży zbiornik na gorącą wodę i gotowe.

Ponieważ wiatry w Polsce wieją znacznie mocniej w zimie niż w lecie, uzyskujemy więcej ciepła wtedy, gdy bardziej go potrzebujemy.

W lecie pozyskanie gorącej wody jest oczywiście dużo prostsze. Od najtańszych rozwiązań typu odpowiednio ułożone pod pokrytą specjalnym materiałem blachodachówką przewody z wybranym medium, aż po różnego rodzaju kolektory słoneczne.

Mnie najbardziej interesuje najtańsze odbieranie ciepła z całej powierzchni dachowej i po zapewnieniu aktualnych niewielkich potrzeb CWU i magazynu ciepła, zamiana reszty przy pomocy np. turbiny gazowej na inne rodzaje energii. Bardzo ciekawy taki projekt realizuje Instytut Wrocławski. Może uda się załatwić dla nich bezpośrednie dotacje unijne.

Ciepło na potrzeby CWU można również pozyskać z kogeneracji przy produkcji energii elektrycznej niezbędnej do zasilania różnych urządzeń i oświetlenia. Tu też należy zacząć od oszczędności, ale bez przesady. Światło musi być dopasowane do potrzeb i fizjologii.

Rozwiązań jest sporo, o różnym stopniu opłacalności (nieopłacalności). Osobiście zamierzam oprócz wyżej wymienionej metody, zastosować turbinę wiatrową pionową o stałej kierownicy i jako uzupełnienie gazogenerator na biomasę.

Generalnie można bardzo łatwo wyprodukować sporo własnej energii. Problemem jest jej nieliniowe pozyskiwanie oraz wysokie koszty magazynowania i przetwarzania. Ale to już osobny temat.

Ogrzewanie słoneczne to nie tylko coraz popularniejsze ostatnio kolektory słoneczne…

Ogrzewanie słoneczne może się większości z nas kojarzyć z kolektorami słonecznymi. Tymczasem te urządzenia nie służą do przygotowania wody go ogrzewania a do podgrzania wody użytkowej.

Ze słońcem jest taki problem, że jest go najwięcej latem, gdy ogrzewanie nie jest potrzebne. Z tego powodu kolektory latem mogą dostarczać zdecydowaną większość ciepłej wody użytkowej. Jesienią i wiosną może być potrzebne dogrzewanie kotłem lub elektrycznym bojlerem, zimą jest jeszcze gorzej.

Tymczasem w koncepcji domu autonomicznego albo domu pasywnego słońce jest podstawowym źródłem energii do ogrzewania. Dom pasywny według niemieckiego standardu Passivhaus ma wymagać w ciągu roku do ogrzewania więcej niż 15 kWh na metr kwadratowy! To tak, jak byśmy na ogrzanie metra kwadratowego domu zużywali (uwaga!) 2,5 kg węgla rocznie! Dla mnie jest to wielkość niewyobrażalna.

Skąd więc bierze się ta możliwość ogrzania domu samą energią słoneczną? Przede wszystkim ze znacznego zmniejszenia ilości ciepła, która jest na to potrzebna. Dom pasywny jest bardzo dobrze ocieplony i uszczelniony, stosowane są tzw. rekuperatory – wymienniki ciepła, które odzyskują ciepło z powietrza wydmuchiwanego na zewnątrz domu podgrzewając zasysane świeże powietrze. Doskonała izolacja pozwala wykorzystać ciepło „odpadowe”, wyprodukowane przy innych okazjach, np. oddane przez lodówkę i zamrażarkę na radiatorze, ciepło od gotowania, ciepło nagrzanej do kąpieli wody.
Po drugie dom pasywny ma na południowej ścianie olbrzymie okna o dobrych współczynnikach wymiany ciepła (czyli dobrze izolujące). Przepuszczają one światło słoneczne (czyli i ciepło) do wewnątrz a nie pozwalają na jego ucieczkę na zewnątrz domu. Dzięki temu wykorzystywane jest tak dużo energii słonecznej jak tylko można.

Wydawałoby się, że duże okna po stronie południowej to przekleństwo, ale na lato przygotowane są żaluzje, rolety, markizy, etc. Nawet posadzenie drzewa liściastego rozwiązuje problem nadmiernego nagrzewania się latem, w końcu latem liście będą dawać przyjemny cień.

Podstawowym sposobem ogrzewania słońcem domu pasywnego są wspomniane okna, kolektory słoneczne są tylko niejako wyposażeniem opcjonalnym, do przygotowania ciepłej wody użytkowej albo wspomagania ogrzewania.

Jest też i inna możliwość, raczej teoretyczna niż praktyczna. Możliwe jest bowiem zbudowanie domu w ten sposób, by posiadał zdolność do akumulacji dużych ilości ciepła. Będzie się on nagrzewać w dzień i oddawać ciepło w nocy. Przy odpowiedniej konstrukcji w teorii mógłby nawet zbierać latem wystarczająco dużo ciepła by ogrzać się zimą. Trudno jednak powiedzieć czy w Polskich warunkach byłoby to możliwe i jak taki dom miałby wyglądać. Magazynowanie ciepła na długi czas nie jest bowiem łatwą sprawą…