Analizę zrobimy na przykładzie jednego z popularnych domów jednorodzinnych, tzw. „kostki” z lat 70. XX wieku. Pokażemy, jakie prace należy wykonać i jakich materiałów warto użyć, by efekt termomodernizacji był najbardziej korzystny, zarówno z punktu widzenia energooszczędności domu, jak i kieszeni inwestora.
Opłacalność termomodernizacji domu jednorodzinnego
Termomodernizacja budynku składa się z kilku etapów. Ich celem jest uzyskanie następujących korzyści:
- zmniejszenie strat ciepła i zapotrzebowania domu na energię do ogrzewania i chłodzenia oraz zapewnienia ciepłej wody. Dzięki temu ponosimy niższe wydatki na zakup paliwa na te cele (węgiel kamienny, gaz, olej opałowy itp.).
- zapewnienie odpowiedniego komfortu domowników przez utrzymanie stabilnych warunków w pomieszczeniach, przy jednocześnie niskim nakładzie energetycznym. Plusem jest brak dynamicznych spadków i wzrostów temperatury.
- dbałość o środowisko poprzez mniejszą emisję toksycznych związków do otoczenia. Dzięki mniejszej emisji powietrze w naszym bezpośrednim otoczeniu jest czystsze. Dodatkowo oszczędzamy nieodnawialne źródła energii (gaz, ropę naftową, węgiel kamienny).
- poprawa estetyki i funkcjonalności domu – szeroka gama kolorystyczna tynków i farb elewacyjnych, elementy dekoracyjne (bonie, deski elewacyjne, sztukateria itp.) dają praktycznie nieograniczone możliwości w kształtowaniu wyglądu elewacji.
Dom jednorodzinny przed termomodernizacją
Analizowany dom ma 4 kondygnacje: piwnicę ogrzewaną, parter i piętro mieszkalne oraz nieogrzewane poddasze. Ściany zewnętrzne piwnic wykonane są z pustaków betonowych (2 pustaki x 20 cm). Ściany kondygnacji parteru i piętra wykonano z pustaka pianobetonowego o grubości 20 cm z pustką powietrzną oraz warstwą osłonową z cegły ceramicznej kratówki o grubości 12 cm. Strop nad piętrem jest żelbetowy, z symboliczną izolacja termiczną z 5-centymetrowej warstwy supremy pokrytej 3-centymetrową wylewką cementową w złym stanie technicznym. Podłoga na gruncie to jedynie płyta betonowa z wylewką na podsypce piaskowo-żwirowej. Okna w budynku są drewniane, skrzynkowe w średnim stanie technicznym.
Dom wyposażony jest w mocno wyeksploatowany kocioł na paliwo stałe. Urządzenie ma niską sprawność. Spalany jest w nim węgiel kamienny. Instalacja centralnego ogrzewania ma ok. 40 lat. Grzejniki są żeliwne, nie mają zaworów i głowic termoregulacyjnych. Przewody w instalacji grzewczej są zarośnięte kamieniem, a duża ilość zładu wodnego powoduje wysoką bezwładność cieplną układu. Dodatkowo w wybranych pomieszczeniach stosuje się dogrzewanie za pomocą „farelek” elektrycznych (stanowi to ok. 10% zapotrzebowania na ciepło).
Ciepła woda użytkowa jest przygotowywana w zasobnikowym podgrzewaczu elektrycznym o pojemności 40 litrów.
Z uwagi na niską izolacyjność termiczną przegród zewnętrznych, w sezonie grzewczym zużywane są duże ilości paliwa. Mimo to budynek jest notorycznie niedogrzany, co skutkuje niskim komfortem użytkowania oraz zawilgoceniami i zagrzybieniem ścian.
Termomodernizacja domu objęła następujące prace:
- etap I – wymiana stolarki okiennej i drzwiowej,
- etap II – docieplenie stropu nad piętrem,
- etap III – docieplenie ścian zewnętrznych budynku,
- etap IV – docieplenie podłogi na gruncie,
- etap V – kompleksowa modernizacja systemu c.o. i instalacji c.w.u.
Oprócz prac czysto termomodernizacyjnych, budynek poddano też zabiegom architektonicznym. Poprawiły one jego wygląd i funkcjonalność pomieszczeń. Zdecydowano się m.in. na zmianę konstrukcji dachu i pokrycia dachowego. Zlikwidowano 4 małe okienka od strony zachodniej i dobudowano od tej strony garaż.
Zapotrzebowanie energii końcowej, tj. uwzględniającej sprawności instalacji na potrzeby centralnego ogrzewania, wentylacji oraz ciepłej wody użytkowej wynosiło aż 675,5 kWh/m2/rok. Dla porównania o budynku energooszczędnym mówimy wtedy, gdy takie zapotrzebowanie jest ponad dziesięciokrotnie mniejsze.
Sumaryczne zużycie energii przez ten dom wynosi 118 582 kWh/rok czyli 426,9 GJ rocznie – przynajmniej w teorii, bo oczywiście utrzymywanie temperatury 20°C w takim budynku byłoby bardzo trudne i kosztowne. Zapotrzebowanie na energię pierwotną wynosiło 861,7 kWh/m2/rok, czyli 151 257 kWh/rok, a emisja CO2 wynosi 0,2677 tCO2/(m2/rok)
Stan zapotrzebowania na energię przed termomodernizacją domu
Etap I: wymiana stolarki okiennej i drzwiowej
Starą stolarkę wymieniono na okna i drzwi o całkowitym współczynniku przenikania U = 1,3 W/(m2K) dla okien oraz U = 1,7 W/(m2K) dla drzwi zewnętrznych. Od stycznia 2017 r. stolarka do nowych domów podlega jeszcze wyższym normom (dla okien U max wynosi 1,1 W/(m2K)).
Zapotrzebowanie na energię po wymianie okien i drzwi zewnętrznych
Ten etap termomodernizacji domu pozwolił na obniżenie zapotrzebowania na energię o około 7%.
Etap II: wymiana dachu oraz wykonanie izolacji termicznej stropu
Strop nad piętrem ocieplono płytami styropianowymi Termo Organika DALMATYŃCZYK dach-podłoga o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,040 W/(mK) i grubości 30 cm. Dodatkowo wykonano podłogę na legarach z płyt OSB w celu umożliwienia korzystania z powierzchni na poddaszu. Usunięto dotychczasową warstwę polepy.
Ocieplenie stropu pozwoliło podnieść temperaturę ścian zwłaszcza w okolicach wieńców i nadproży. Dzięki temu wyeliminowano zawilgocenie i zagrzybienie powierzchni. Dodatkowo wymiana pokrycia dachu pozwoliła na uszczelnienie poddasza, co zmniejszyło straty ciepła.
Zapotrzebowanie na energię po wykonaniu ocieplenia stropu
Etap II pozwolił na obniżenie zapotrzebowania budynku na energię prawie o 25% w odniesieniu do stanu z etapu I, czyli po wymianie okien i drzwi.
Etap III: ocieplenie ścian zewnętrznych domu
Ściany ocieplono płytami styropianowymi Termo Organika GALAXY fasada (λ = 0,033 W/(mK)) i grubości 15 cm. Warstwę izolacji zamontowano nieznacznie powyżej gruntu. Do izolacji ścian fundamentowych (poniżej gruntu) użyto płyt Termo Organika SILVER fundament (λ = 0,036 W/(mK)) i grubości 15 cm. Przy okazji wokół domu wykonano drenaż opaskowy.
Płyty balkonowe ocieplono od spodu płytami styropianowymi Termo Organika GALAXY fasada (λ = 0,033 W/(mK)) i grubości 10 cm. Natomiast z góry ułożono płyty XPS o grubości 3 cm, na których wykonano wylewkę pod glazurę. Grubość ocieplenia od góry limitowana była poziomem zamontowanego okna balkonowego.
Pozostałe wypusty, ścianki balkonowe, okapy ocieplono w miarę możliwości w sposób ciągły płytami Termo Organika GALAXY fasada o grubościach od 3 do 10 cm. To konieczne, by eliminować mostki termiczne, które mogą doprowadzać do kondensacji pary wodnej w lub na przegrodzie.
Zapotrzebowanie na energię po ociepleniu ścian zewnętrznych
Ocieplając ściany uzyskano kolejne, znaczące obniżenie zapotrzebowania budynku na energię i to aż o 60%, w stosunku do stanu z etapu II (wykonanie ocieplenia stropu).
Etap IV: ocieplenie podłogi na gruncie
Aby poprawnie ocieplić podłogę na gruncie, należało usunąć istniejące warstwy wylewki. Następnie zastosowano hydroizolację w postaci papy i podbudowę w postaci „chudziaka”. Na tak przygotowane podłoże zastosowano płyty styropianowe Termo Organika DALMATYŃCZYK dach-podłoga (λ=0,040 W/(mK)) i grubości 15 cm.
Zapotrzebowanie na energię po ociepleniu podłogi na gruncie
Po tym etapie prac obniżono zapotrzebowanie budynku na energię o ok. 15% w odniesieniu do stanu z etapu III (ocieplenie ścian zewnętrznych).
Etap V: kompleksowa modernizacja systemu c.o. i c.w.u.
Wymiana instalacji centralnego ogrzewania (c.o.) wraz z wymianą kotła na gazowy kocioł kondensacyjny zaopatrujący budynek w energię na potrzeby ciepłej wody użytkowej (c.w.u.), a także montaż instalacji solarnej pozwoliły dodatkowo zmniejszyć zapotrzebowanie energetyczne budynku. Rozwiązanie to, pomimo wielu udogodnień, podniosło jednak koszt jednostkowy energii z uwagi na to, że energia z gazu jest droższa od energii ze spalania węgla. Na potrzeby analizy założono średnią cenę 28 zł brutto za GJ energii ze spalania węgla, 130 zł za GJ energii elektrycznej oraz 55 zł za GJ ze spalania gazu ziemnego.
Zapotrzebowanie na energię po wymianie instalacji c.o. i źródła ciepła
Wymiana instalacji c.o. w stosunku do stanu po ociepleniu bryły budynku daje nam szacunkową oszczędność kosztów rocznych na poziomie 2 tysięcy złotych.
To ZYSKALIŚMY na termomodernizacji domu!
W efekcie przeprowadzonych prac termomodernizacyjnych udało się:
- uzyskać oszczędność energii końcowej na poziomie 98 313 kWh rocznie,
- uzyskać oszczędność energii pierwotnej na poziomie 130 650 kWh rocznie,
- zmniejszyć emisję CO2 – aż o 43 tony w ciągu roku,
- obniżyć szacowane roczne koszty ogrzewania budynku o ok. 12 tys. zł,
- uzyskać nowy, atrakcyjny wygląd domu i poprawić jego funkcjonalność.
Największe korzyści w postaci zmniejszenia zapotrzebowania budynku na energię i kosztów związanych z ogrzewaniem (aż 74%) uzyskano po zwiększeniu izolacyjności cieplnej wszystkich przegród zewnętrznych budynku (stropu, ścian zewnętrznych, fundamentów, podłogi na gruncie).
