Technologia budowy Autonomicznych Domów Dostępnych(ADD).

МАЛОЭТАЖНОЕ И КОТТЕДЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Ludomir Duda,
Jacek Sternowski
E-mail: [email protected]
Technologia budowy Autonomicznych
Domów Dostępnych(ADD).
Аннотация. Приведена информация об инновационных строительных материалах и энергосберегающих технологиях, используемых при проектировании,
строительстве и эксплуатации малоэтажных зданий. Достигнуты отличные
эксплуатационные характеристики зданий по очень привлекательным ценам.
Ключевые слова: малоэтажные здания, бетон, полистирол, энергоемкость,
теплопроводность, солнечная энергия, вакуумные солнечные коллекторы,
фундаментная плита, спиральные зонды, рекуперация тепла.
Wstęp
Technologia budowy ADD pozwala przy nakładach zbliżonych
do tradycyjnego budownictwa
budować domy praktycznie zero
energetyczne. Idea zrównoważonego rozwoju leży u podstaw rozwijanych od końca lat 90 ubiegłego wieku systemów ekologicznej
certyfikacji budynków, takich jak
angielski BREEAM, amerykański LEED czy najmłodszy z nich,
niemiecki DGNB. Opracowany
przez autorów system budownictwa ADD maksymalizuje oceny
w każdym z tych systemów klasyfikacji. Niewątpliwie najistotniejszy wpływ budynków na środowisko, ma ich zapotrzebowanie
na energię w czasie użytkowania.
Znalazło to spektakularny wyraz w
Dyrektywie Parlamentu Europejskiego I Rady 2010/31/UE, której
Art. 9 nakazuje by wszystkie budynki wznoszone w krajach Unii
po roku 2020 miały niemal zerowe
zapotrzebowanie na energię. Ta regulacja zainspirowała autorów do
wdrożenia idei ADD. Jej istota zawiera się w samej nazwie w której,
Autonomiczny oznacza zintegrowany z ogrodem w całość o cechach ekosystemu, z zamkniętym
cyklem obiegu materii organicznej
i niezależnością energetyczną. W
wymiarze społecznym, autonomia to fundament zrównoważonego rozwoju i życia w harmonii
z środowiskiem naturalnym. W
wymiarze psychologicznym, to
bezpieczeństwo fizyczne i ekono-
№ 11 (809) — 2011
miczne, dzięki wyeliminowaniu
zagrożenia awariami sieciowych
systemów energetycznych i minimalnemu poziomowi kosztów
eksploatacji. W wymiarze etycznym to więcej osobistej wolności dzięki minimalizacji stałych
wydatków. Dom w ADD, to w
wymiarze fizycznym, konstrukcja dająca schronienie i dach nad
głową. W wymiarze społecznym to
przede wszystkim rodzina, fundament sensu życia i środowisko które kształtuje od dzieciństwa naszą
wrażliwość. Dostępny w nazwie
ADD to w wymiarze ekonomicznym możliwie najniższa, w czasie
spłaty kredytu, suma rat i kosztów
eksploatacji, w wymiarze fizycznym to wyeliminowanie barier architektonicznych.
Konstrukcja
Najistotniejszym elementem systemu jest konstrukcją. Optymalne wykorzystanie własności konstrukcyjnych betonu i izolacyjnych
styropianu pozwoliło na uzyskanie
jednego z najniższych, pomijając
szkielet drewniany, wskaźników
energochłonności budowy ściany
(~90kWh/m2). Jest ona przy tym
bardzo lekka (150kg/m2) i ma najniższy na rynku, dla swojej grubości d=0,4m, wskaźnik przewodności cieplnej U=0,1w/m2K. Technologia budowy ADD pozwoliła na
uzyskanie, dla budynku o ciężarze
objętościowym nie przekraczającym 230kg/m3, zaskakująca dużej
stałej czasowej τ = 150h, pozwala-
Механизация
строительства
http://ms.enjournal.net
jącej na optymalne wykorzystanie
zysków wewnętrznych i słonecznych, charakterystycznej dla budynków o ciężkiej konstrukcji.
Idea magazynowania energii słonecznej pod budynkiem determinowała posadowienie budynku na
płycie fundamentowej, co z kolej
pozwala na budowę na gruntach
niskiej nośności w szczególności
na terenach rekultywowanych a
więc szczególnie atrakcyjnych z
punktu widzenia zrównoważonego
rozwoju.
Płyta Fundamentowa
Budynek posadowiony jest na płycie fundamentowej wylewanej w
szalunku traconym wykonanym z
20cm styropianu ekstrudowanego.
Szalunek ten tworzy górną izolację
gruntowego zasobnika ciepła, w
którym akumulowane jest ciepło
pozyskiwane z hybrydowych ogniw PVT. W płycie zainstalowane
są instalacje wod-kan i ogrzewanie
podłogowe parteru.
Konstrukcyjne
Ściany
Zewnętrzne
Innowację techniczną jest konstrukcyjna ścian zewnętrznych.
Stanowią one w budynkach jednorodzinnych i małych budynkach
wielorodzinnych 30÷60% wszystkich przegród zewnętrznych i mają
znaczący wpływ na standard energetyczny budynku. Ściana według
proponowanej technologii jest
niejednorodną ścianą warstwową
zbudowaną z betonu i styropianu
o grubości 40cm i współczynniku
przewodzenia ciepła Uk=0,1W/
m2K.
Ściany wykonane są w technologii prefabrykacji poligonowej w
formach zinwentaryzowanych z
styropianowym szalunkiem traconym.
Istotnym elementem technologii
jest zastosowanie gęsto żebrowego stropu żelbetowego wylewanego na styropianowym szalunku
traconym pozwoliło na uzyskanie
jednoprzestrzennej bryły parteru
i piętra co umożliwia swobodne
projektowanie i adaptację wnętrz.
Daje to jakże ważną z punktu wiE-mail: [email protected]
13
Ludomir Duda, Jacek Sternowski. Technologia budowy Autonomicznych...
УДК 721.011.261/.265.004.18
Ludomir Duda, Jacek Sternowski. Technologia budowy Autonomicznych...
МАЛОЭТАЖНОЕ И КОТТЕДЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
dzenie zrównoważonego rozwoju
elastyczność przy zmianie funkcji
budynku.
Dach i ściany szczytowe poddasza wykonane są jako realizowana
na miejscu lub prefabrykowana
konstrukcja szkieletowa z drewna hodowlanego ocieplona 30 cm
wełny celulozowej z recyklingu
(λ =0,04W/mK) o współczynniku
przenikania ciepła dzięki zastosowaniu jako izolacji paroszczelnej
termoizolacyjnej folii refleksyjnej
Uk<0,1W/m2K.
Technologia budowy i konstrukcja
budynku pozwala ona na uzyskanie znakomitych parametrów eksploatacyjnych przy bardzo atrakcyjnych cenach.
Gruntowy Zasobnik Ciepła
(GZC)
Jego zadaniem jest zakumulowanie ciepła odpadowego z systemu
chłodzenia hybrydowych ogniw
PVT o powierzchni optymalizowanej ze względu na zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i
częściowo do przygotowania ciepłej wody. Zasobnik stanowi układ
pionowych (do 5m) spiralnych
sond (np. Helios firmy Rehau).
Zasobnik wykorzystywany będzie
także do awaryjnego odbioru ciepła z próżniowych kolektorów słonecznych i kominka z płaszczem
wodnym.
Wentylacja i klimatyzacja
Jakość powietrza wewnętrznego to
najważniejszy, bo mający bezpośredni wpływ na nasze zdrowie parametr domu. Wpływ na nią maja
z jednej strony niskoemisyjne materiały użyte do budowy, takie jak:
14
http://ms.enjournal.net
beton, ceramika i gips stanowiące
100% wykończenia powierzchni przegród. Z drugiej zaś strony
właściwa wentylacja. Przewidziano strumień powietrza wentylacji
mechanicznej nawiewno-wywiewnej 200÷300m3/h. Nawiewane
do pokoi i sypialni powietrze jest
filtrowane od pyłków i wyciągane z kuchni, łazienek. Sprawność
odzysku ciepła wynosi min. 94%.
Przewidziany został „bypas” rekuperatora funkcją Free–Cooling
oraz gruntowy bezprzeponowy
wymiennik ciepła do chłodzenia i osuszania powietrza latem i
podgrzewania i nawilżania zimą .
Przewiduje się także możliwość
schładzania podłogi.
Instalacja CO i CWU
Źródłem ciepła dla ogrzewania
podłogowego i CWU będzie multiwalentny zasobnik ciepła o pojemności 800l zasilany z czterech odnawialnych źródeł ciepła: kominka
z płaszczem wodnym, z gruntowego zasobnika ciepła oraz wysoko
sprawnych próżniowych kolektorów słonecznych. Przy zainstalowaniu ich na ścianie południowej
pod kątem 60° i powierzchni ~4m2
kolektory te pozwalają na pokrycie ponad 70% zapotrzebowania
na ciepło do podgrzania wody.
Szczytowe zapotrzebowanie na
moc wynosi 12W/m2 dla zewnętrznej temperatury obliczeniowej
-20°C.Przy tej mocy temperatura
zasilania instalacji podłogowej będzie niższa niż 25°C. Tym samym
możliwe jest zakumulowanie około 250kWh ciepła (25% całkowitego zapotrzebowania na ciepło
ISSN 0025-8903
dla temp. zewn. Θe ≤-5°C) w zasobniku gruntowym o temp 30°C
(100m3 gruntu). Zakładając 30%
sprawność procesu akumulacji
ciepła w gruncie(wg. danych literaturowych do 80%). Na pokrycie
całkowitego zapotrzebowania na
ciepło i energię pomocniczą wystarczy 6m2 kolektorów hybrydowych PV-T (średnioroczna produkcja 3000kWhT+720kWhel). Dla
pokrycia w 100% zapotrzebowania na CWU optymalnym z punktu widzenia komfortu obsługi jest
wybór multiwalentnego zasobnika
ciepła zasilanego zimą kominkiem
z płaszczem wodnym. Standardowy zasilany warstwowo zasobnik
800l(Vaillant) ciepła dla instalacji
solarnych, zasilany w okresie zimy
8÷10kW kominkiem z płaszczem
wodnym, pozwala na pokrycie zapotrzebowania na CWU przy paleniu w nim raz na kilka dni.
Ludomir Duda
Jacek Sternowski
INNOVATIVE AND ENERGY
EFFICIENT BUILDING TECHNOLOGIES
AVAILABLE
Abstract. Authors provide information on innovative energy-saving
building materials and technologies
used in the design, construction and
operation of low-rise buildings. As
result the excellent performances of
the buildings at very attractive prices
are achieved.
Keywords: low-rise buildings,
concrete, polystyrene, energy consumption, thermal conductivity, solar
energy, vacuum solar collectors, base
plate, coil probes, heat recovery.
Механизация
строительства
№ 11 (809) — 2011