W tradycyjnym budynku nieszczelności konstrukcji umożliwiają infiltrację powietrza, dzięki której do pomieszczeń napływa świeże powietrze (lub dzięki otwartym oknom), często w niewystarczającej gdyż niekontrolowanej ilości. Nieszczelności te mogą jednak być na tyle duże, że umożliwiają penetrację wilgoci pochodzącej z powietrza wewnętrznego, powodując uszkodzenia konstrukcji budynku. Zdrowe i komfortowe warunki przebywania w domu pasywnym zapewnia mechaniczna wentylacja obiektu, która jest istotnym elementem budownictwa pasywnego.
Świeże powietrze musi zawsze napływać do budynku (wg standardu domu pasywnego w ilości min. 30 m3/h na osobę). W budynku pasywnym jest ono wykorzystane również do pokrycia zapotrzebowania na energię do ogrzewania poprzez system odzysku ciepła z powietrza usuwanego. Jest to możliwe tylko w domu bardzo dobrze zaizolowanym cieplnie i szczelnym, w którym nie jest możliwy niekontrolowany przepływ powietrza. Miernikiem szczelności jest wielkość n50, stanowiąca ilość wymian powierza o objętości równej kubaturze budynku w ciągu godziny, wywołanych różnicą ciśnień 50 Pa pomiędzy wnętrzem a otoczeniem.
W klimacie Środkowo-Europejskim dom pasywny wymaga odzysku ciepła od powietrza z niego usuwanego, który następuje w specjalnym wymienniku ciepła, gdzie usuwane ciepłe powietrze oddaje energię do powietrza świeżego, dostarczanego do budynku. Nowoczesne wymienniki ciepła mają sprawności cieplne od 75% nawet do 95%, tzn., że odzyskują w tym stopniu energię od usuwanego powietrza. Dzięki wysokiej sprawności odzysku ciepła, straty ciepła na wentylację są małe, co jest warunkiem koniecznym dla spełnienia rygorystycznego warunku ekstremalnie niskiego zużycia energii w domu pasywnym. W nowoczesnym systemie wentylacji zużycie energii elektrycznej jest niewielkie, silniki charakteryzuje cicha praca, a kanały przepływowe muszą też być tak dobrane, aby zminimalizować hałas wywołany ruchem przepływającego powietrza. Rekuperator charakteryzować powinien b. mały pobór energii elektrycznej: 8÷15 razy mniejszy od wielkości odzyskiwanej przez rekuperator energii. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła pozwala domowi „oddychać” bez tracenia energii.
Na rysunku przedstawiono orientacyjny udział strat ciepła przez poszczególne przegrody w zależności od rodzaju budynku.
Struktura strat ciepła domu tradycyjnym i pasywnym
Tradycyjne systemy wentylacyjne wywołują duże straty ciepła poprzez ciągłe usuwanie podgrzanego w pomieszczeniu powietrza. Udział strat na wentylację stanowi w budynku tradycyjnym ok. 30% strat ciepła. Zmniejszenie tej wielkości jest niezbędne dla spełnienia kryteriów zużycia energii w domu pasywnym.
Możliwe jest wstępne podgrzanie (zimą), a chłodzenie (latem) świeżego powietrza doprowadzonego do domu w gruntowym wymienniku ciepła, który stanowi zakopana w ziemi na głębokości ok. 1,5 m rura o średnicy zwykle 20 cm i długości ok. 40 m. Wstępne podgrzanie powietrza, przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych, zabezpiecza również rekuperator przed oblodzeniem. Zimą przepływające powietrze jest ogrzewane, a latem przeciwnie schładzane.
Niewielkie zapotrzebowanie na moc do ogrzewania umożliwia wykorzystanie systemu wentylacyjnego jako systemu ogrzewania, wspomaganego poprzez umieszczenie w nim źródła ciepła niewielkiej mocy. System wentylacyjny z rekuperatorem odzyskującym już ciepło od powietrza z budynku usuwanego, jest szczególnie predestynowany do takiego rozwiązania i przejęcia w pełni funkcji systemu ogrzewania. Źródłem ciepła umieszczonym w kanale doprowadzającym powietrze do budynku (już podgrzane wstępnie w rekuperatorze) – może być podgrzewacz elektryczny o odpowiedniej mocy. Nagrzewnica może być też wodna, zasilana ze zbiornika ciepłej wody, do którego energia, jak na poniższym rysunku, doprowadzana może być z następujących źródeł:
Opracował:
Dr inż. Ryszard Wnuk
Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A.
Dyrektor Polsko-Japońskiego Centrum Efektywności Energetycznej
Zdjęcia i rysunki: autorskie
Przeczytaj inne artykuły związane z tą tematyką:
Systemy wentylacyjne
Rekuperacja
System zdalnego sterowania RFZ
Pochwała skąpstwa- wentylacja
Wentylacja- wademekum ekologicznych rozwiązań
Wentylacja- ekologiczne ogrzewanie
Wentylacja mechaniczna- energoosczędny czyli jaki