Na część czynników, od których zależy zużycie ciepła nie mamy żadnego wpływu, jak np. na położenie geograficzne naszego domu oraz jego usytuowanie. Budynek w centrum miasta zużyje mniej energii niż taki sam budynek usytuowany na otwartej przestrzeni lub wzniesieniu.
Takie usytuowanie prowadzi do nadmiernych strat ciepła, zwłaszcza gdy budynek nie posiada dostatecznej izolacji termicznej.
Drugą ważną przyczyną dużego zużycia paliw i energii, a tym samym wysokich kosztów za ogrzewanie, jest niska sprawność instalacji grzewczej, a przede wszystkim samego źródła ciepła (kotła) oraz złego stanu technicznego instalacji wewnętrznej. Zwykle jest ona rozregulowana, a rury źle izolowane i podobnie jak grzejniki zarośnięte osadami stałymi.
Ponadto, brak jest często możliwości łatwej regulacji i dostosowania zapotrzebowania ciepła do zmieniających się warunków pogodowych (automatyka kotła) i potrzeb cieplnych w poszczególnych pomieszczeniach (przygrzejnikowe zawory termostatyczne).
Sprawność domowej instalacji
Sprawność domowej instalacji grzewczej można podzielić na cztery główne składniki. Pierwszym jest sprawność samego źródła ciepła (kotła, pieca). Można przyjąć, że im starszy kocioł tym jego sprawność jest mniejsza, natomiast sprawność np. pieców ceramicznych (kaflowe) jest o ok. połowę mniejsza niż dla kotłów. Dalej jest sprawność przesyłania wytworzonego w źródle (kotle) ciepła do odbiorników (grzejniki).
Jeżeli pomieszczenie ogrzewamy np. piecem ceramicznym strat przesyłu nie ma, gdyż źródło ciepła znajduje się w tym samym pomieszczeniu. W przeciwnym wypadku (np. kocioł w piwnicy) przesyłanie ciepła następuje za pomocą wody w przewodach. Brak izolacji rur oraz wieloletnia eksploatacja instalacji bez płukania z pewnością powodują obniżenie jej sprawności.
Trzecim składnikiem jest sprawność wykorzystania ciepła, która związana jest m.in. z usytuowaniem grzejników w pomieszczeniu. Ostatnim elementem mocno wpływającym na całkowitą sprawność instalacji jest możliwość regulacji systemu grzewczego.
Takie elementy jak przygrzejnikowe zawory termostatyczne w połączeniu z nowoczesnymi grzejnikami o małej bezwładności (szybko się wychładzają oraz szybko nagrzewają) oraz automatyka kotła (np. pogodowa) pozwalają nawet trzykrotnie zmniejszyć stratę regulacji w stosunku do instalacji starej.
Izolacyjność termiczna
Ważna jest też sprawa związana z ociepleniem budynku. Podstawowym celem ocieplenia skorupy zewnętrznej budynku jest poprawa izolacyjności termicznej, a poprzez to zmniejszenie strat ciepła w budynku. Ocieplenie polega na dodaniu do już istniejącej przegrody budowlanej warstwy materiału o wysokich właściwościach izolacyjności termicznej.
Ocieplenie można wykonać wieloma metodami, a podstawowy ich podział to ocieplenie od wewnątrz i zewnątrz. Ocieplenie od zewnątrz jest najbardziej efektywnym sposobem ocieplania, dlatego jest to metoda najbardziej popularna. Ocieplenie od wewnątrz powinno być stosowane tylko w wyjątkowych przypadkach (np. w budynkach zabytkowych).
Koszt jednostkowy tego typu usprawnień zależy tylko w niedużym stopniu od grubości zastosowanej warstwy izolacji, dlatego warto dążyć do uzyskania lepszych właściwości termicznych niż jest to wymagane w obowiązujących przepisach. Przybliżony koszt jednostkowy ocieplenia ścian wraz z otynkowaniem może wynosić od 80 do 150 zł/m2 powierzchni ocieplanej.
Koszt ocieplenia stropów i dachów może wahać się od 25 do 120 zł/m2. Widać więc, że koszty ocieplenia zależą od bardzo wielu czynników. Nie ulega także wątpliwości, że jest to inwestycja kosztowna, jednak dająca bardzo duże oszczędności w przyszłości.
Mariaż z darmową energią
Do dwóch podstawowych potrzeb energetycznych w naszych domach należy ogrzewanie pomieszczeń oraz przygotowanie ciepłej wody. Istnieje wiele sposobów zaspokojenia tych potrzeb. Najpopularniejszym jest zastosowanie kotła dwufunkcyjnego, który służy jednocześnie do celów grzewczych i przygotowania ciepłej wody.
Trzeba pamiętać, że na poprawę sprawności i obniżenie kosztów wpływa dobrze zaprojektowany i funkcjonalnie dopasowany do wszystkich potrzeb układ. Istnieją jednak bardziej zaawansowane i przyjazne środowisku technologie wykorzystujące odnawialne źródła energii.
Obecnie najpopularniejsze jest zastosowanie kolektorów słonecznych do przygotowania ciepłej wody użytkowej, rzadziej do wspomagania ogrzewania oraz pompy ciepła, wykorzystujące ciepło gruntu.
Główną zaletą wspomnianych systemów oprócz efektu ekologicznego jest znaczne obniżenie kosztów eksploatacyjnych. Systemy te bowiem wykorzystują „darmową” energię, którą oferuje nam otoczenie. Możliwe jest także łączenie obu systemów – pompy ciepła z kolektorami słonecznymi.
Musimy wiedzieć, że dla działania opisywanych układów potrzebna jest pewna ilość energii elektrycznej (praca pomp i sprężarek).
Na kłopoty rekuperacja
Jak widać zaprojektowanie odpowiedniej instalacji grzewczej i optymalnej ochrony cieplnej domu przy uwzględnieniu wszystkich istotnych czynników związanych z zapotrzebowaniem domu na ciepło wymaga sporej wiedzy, dlatego polecamy korzystanie z pomocy i usług projektantów i wykwalifikowanych instalatorów.
Niezwykle istotne jest także sprawdzenie układu kominowego i wentylacyjnego. Na rynku dostępne jest nowoczesne rozwiązanie – wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła. Niewiele osób jest świadomych, że wentylacji mechanicznej zawdzięczamy dobre samopoczucie, duże oszczędności na ogrzewaniu oraz komfort w domu.
Często montujemy szczelne okna i ocieplamy dom z myślą o minimalizacji kosztów ogrzewania, nie zdając sobie sprawy, że w domu zaczyna brakować świeżego powietrza, co może doprowadzić do pojawienia się wilgoci.
Rekuperacja jest najlepszym rozwiązaniem w takiej sytuacji, ponieważ zapewnia świeże powietrze w budynku, ograniczając koszty ogrzewania – dzieje się to za sprawą rekuperatora, który jest sercem wentylacji mechanicznej. Zastosowanie nowych urządzeń oraz ocieplenie i uszczelnienie przegród budowlanych może w istotny sposób wpłynąć na dotychczasową wymianę powietrza w pomieszczeniach.
Zobacz też: Rekuperatory - oferta rynkowa, producenci, dane techniczne >
Zmiany w systemie ogrzewania oraz w skorupie budynku (ściany zewnętrzne, stropy, dach) umożliwiają zmniejszenie zużycia energii cieplnej i obniżenie kosztów. Efekty realizacji poszczególnych przedsięwzięć termomodernizacyjnych są różne w przypadku poszczególnych budynków.
Straty i zyski ciepła
Straty ciepła w budynku wynikają z przenikania ciepła przez przegrody zewnętrzne oraz z podgrzewania napływającego z zewnątrz powietrza wentylacyjnego.
Ilość ciepła straconego przez przegrody zależy głównie od pola powierzchni przegród, ich właściwości termoizolacyjnych oraz różnicy temperatur. Dlatego też na podstawie projektu, obmiarów lub badań ustalane są niezbędne parametry dla ścian, stropodachu, podłogi na gruncie, a także okien i drzwi zewnętrznych.
Wielkość strat ciepła związanych z podgrzewaniem powietrza wentylacyjnego zależy od różnicy temperatur oraz ilości wymienianego powietrza. Konieczne jest więc ustalenie szczelności okien, a także rodzaju i stanu technicznego systemu wentylacji. Temperatura wewnętrzna ustalana jest dla każdego pomieszczenia indywidualnie, natomiast temperatura zewnętrzna jest średnią wieloletnią dla danego regionu Polski.
Zyski słoneczne są wynikiem efektu szklarniowego w każdym pomieszczeniu posiadającym zewnętrzne przegrody przeszklone. Aby obliczyć zyski, dla wszystkich okien ustalana jest orientacja, zacienienie i zdolność przepuszczania promieniowania. Na podstawie lokalizacji obiektu określone są wieloletnie średnie natężenia promieniowania słonecznego.
Zyski ciepła dzielimy na słoneczne i bytowe. Zyski bytowe wynikają z istnienia dodatkowych źródeł ciepła związanych z użytkowaniem budynku. Ciepło to pochodzi od osób użytkujących budynek, urządzeń elektrycznych i gazowych oraz oświetlenia.
W nowoczesnej architekturze wykorzystuje się na chwilę obecną większość opisanych rozwiązań. W zależności od obiektu mamy do czynienia z różnymi konfiguracjami urządzeń i wariacjami ich zastosowań. Wraz z wprowadzeniem mody na ekologię architekci położyli większy nacisk na uzyskanie jak największej sprawności urządzeń w celu uzyskania jak najmniejszych strat energii. Jednak większość obiektów budowanych do tej pory nie posiada takich rozwiązań.
Czy warto rozważyć ich zastosowanie w starym budownictwie, czy może pozostać przy ówczesnych rozwiązaniach? Wszystko zależy od kosztów. Zawsze warto wykonać stosowne ocieplenia obiektów, które nie wymagają zmian w instalacji, bo koszty modernizacji całych instalacji mogą okazać się nieopłacalne. Na pewno jednak opłaca się ekologicznie budować.
2
