Termoizolacja –
ważny krok ku oszczędności

Wymagania odnoszące się do termoizolacji przegród w budynkach mieszkalnych mają jeden cel – zapewnić odpowiedni mikroklimat i komfort cieplny przy zrównoważonych kosztach utrzymania budynku. Jakość izolacji termicznej ścian zewnętrznych odgrywa więc bardzo ważną rolę w minimalizacji zużycia energii do ogrzewania.
Wytyczne co do odpowiedniej izolacyjności termicznej ścian zewnętrznych i wewnętrznych zostały określone w warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie 2014 z późn. zmianami (tab. 1.).

Miara przenikania ciepła

Miarą jakości izolacji jest współczynnik przenikania ciepła U, ściśle powiązany z całkowitym oporem cieplnym przegrody Rt. Ten z kolei  uzależniony jest od odpowiedniego doboru materiałów, dla których podstawowym kryterium wyboru jest współczynnik przewodzenia ciepła i grubość materiału, co uwzględnia się przy wyznaczaniu oporu cieplnego.
Na całkowity opór cieplny ściany składają się jednostkowe opory przewodzenia ciepła każdej z jej warstw.
Izolacyjność termiczna przegród, oprócz oszczędności w stratach ciepła jest ważna ze względu na ograniczenie możliwości wykroplenia pary wodnej na powierzchni wewnętrznej przegrody. Ponadto przy prawidłowym doborze materiałów zapewnia odpowiednią dyfuzję pary wodnej bez wykropleń wewnątrz przegrody lub na stykach poszczególnych warstw, z których składa się  przegroda.
Przedstawione w tabeli 1. wymagania stanowią dla nowo wznoszonych budynków górną i nieprzekraczalną granicę współczynnika przenikania ciepła. W celu osiągnięcia współczynników przenikania ciepła dla ścian budynków mieszkalnych stosuje się ocieplenie składające się ze styropianu o grubości 0,20 do 0,25 m i współczynniku przewodzenia ciepła wynoszącym  0,036 do 0,031 W/mK.
W przypadku ocieplenia dachu grubość izolacji cieplnej z wełny mineralnej waha się od 0,25 do 0,30 m i współczynnik przewodzenia ciepła to 0,040 – 0,036 W/mK.

Izolacja przy modernizacji

O ile w przypadku nowo projektowanych budynków można bezproblemowo dobrać materiały, tak aby spełnić powyższe wymagania, o tyle w przypadku budynków poddawanych modernizacji należy dodatkowo ocenić stan techniczny budynku oraz wykonać obliczenia charakterystyki energetycznej. Są one obowiązkowe dla nowo projektowanych budynków jako fragment projektu budynków mieszkalnych.
Charakterystyka energetyczna w pewnym zakresie stanowi bilans energetyczny budynku. Zależy ona od wielu czynników, np.:
- parametrów środowiska zewnętrznego (klimat, sąsiedztwo budynku),
- przyjętych rozwiązań architektonicznych (wielkość budynku, usytuowanie budynku, kształt budynku, rodzaj zastosowanych przegród, rodzaj stolarki okiennej i drzwiowej),
-  rozwiązań technicznych instalacji (rodzaj systemu grzewczego i przygotowania ciepłej wody użytkowej, wentylacja budynku i klimatyzacja, oświetlenie),
- izolacyjności termicznej przegród,
- jakości wykonania rozwiązań technicznych oraz cech zastosowanych wyrobów budowlanych.
W końcowym bilansie udział biorą również straty energii cieplnej i elektrycznej (np. oświetlenie, energia zużywana do napędu pomp obiegowych) oraz zyski energetyczne.
Warto wspomnieć również o zewnętrznych osłonach okiennych, np. roletach, które zabezpieczają dom nie tylko przed włamaniem, ale także przed nagrzewaniem pomieszczeń. Dodatkowo podwyższają parametry domu energooszczędnego obniżając straty ciepła. Dostępne są też systemy ich automatycznego unoszenia.

Straty ciepła z budynku

Straty ciepła to przede wszystkim energia cieplna, która „ucieka” z wnętrza budynku przez przegrody zewnętrzne. Związane są ze współczynnikiem przenikania ciepła przegród zewnętrznych. Mogą mieć miejsce także przy nieprawidłowym ociepleniu, co może objawiać się brakiem odpowiedniego wykończenia, ułożenia.
Kolejna grupa strat energii związana jest z wentylacją pomieszczeń. Wentylacja pomieszczeń jest potrzebna, aby utrzymać wilgotność i dopływ świeżego powietrza zgodnie z ideą zapewnienia odpowiedniego mikroklimatu.
W przypadku wentylacji naturalnej (grawitacyjnej) nie ma możliwości precyzyjnego sterowania wymianą powietrza, z tego względu straty energetyczne (np. przez otwarte okna) mogą przewyższać straty związane z przenikaniem ciepła przez przegrody.

Wentylacja hybrydowa

Wentylację naturalną można usprawnić przez wprowadzenie dodatkowej nasady kominowej, która wyposażona jest w specjalny silnik elektryczny niskiej mocy (ok. 5 W) ze sterownikiem. Działanie tzw. wentylacji hybrydowej zapobiega nadmiernemu usuwaniu powietrza z pomieszczeń w wietrzne dni lub wspomaga działanie wentylacji, kiedy ustaje działanie wentylacji naturalnej (zrównanie temperatur wewnątrz i na zewnątrz). Nasada ta działa dwubiegunowo. Podczas wiejącego wiatru, gdy warunki naturalne umożliwiają uzyskanie żądanej wydajności, silnik nie pracuje. Gdy prędkość wiejącego wiatru jest niewystarczająca, aby wentylacja naturalna mogła prawidłowo działać – włącza się silnik i to on napędza turbinę do zadanej prędkości obrotowej. Gdy wiatr wieje ze zbyt dużą prędkością, co jak wspomniano może powodować nadmierne zwiększenie podciśnienia w przewodzie kominowym i zbyt duży strumień usuwanego powietrza, silnik nasady hamuje turbinę do zadanej prędkości obrotowej.

Wymiennik w gruncie

Natomiast duże ograniczenie strat ciepła można uzyskać w przypadku stosowania wentylacji mechanicznej z gruntowym wymiennikiem ciepła i rekuperacją, czyli specjalnym wymiennikiem ciepła, w którym zimne powietrze zewnętrzne jest ogrzewane przez ciepłe powietrze wylotowe –zużyte. Pozwala to na ograniczenie strat wentylacyjnych do minimum. Jest to rozwiązanie coraz częściej stosowane w budownictwie jednorodzinnym i wielorodzinnym, a także w budownictwie inwentarskim.  

Zyski ciepła w budynku

Osobną grupę stanowią zyski ciepła, w której na pierwszym miejscu znajdują się zyski energii cieplnej pochodzące od promieniowania słonecznego, tzw. zyski solarne uzależnione od położenia budynku względem stron świata, wielkości otworów okiennych i ich powierzchni oraz rodzaju przeszklenia. Druga grupa zysków ciepła określana jest mianem wewnętrznych zysków energii cieplnej i obejmuje m.in. energię cieplną emitowaną do otoczenia przez mieszkańców oraz energię cieplną pochodzącą z emisji ciepła od urządzeń np. odbiorników telewizyjnych, komputerów, pomp obiegowych itp.
Miarą jakości termicznej budynku jest wskaźnik energii użytkowej, który określa ilość energii zużywanej w celu zapewnienia odpowiedniego poziomu komfortu cieplnego. Im mniejsza wartość wskaźnika, tym mniej ciepła tracimy przez przegrody zewnętrzne budynku. Przy projektowaniu budynków energooszczędnych, pasywnych dąży się do osiągnięcia jak najniższej wartości zapotrzebowania na energię użytkową.