Budynki samowystarczalne

Ze względu na powagę, z jaką należy traktować zanieczyszczenia i degradację środowiska naturalnego, pojawiają się nowe trendy w budownictwie, które mają szansę zmienić definicję miast. Z betonowych pustyń i wysp ciepła na sustainable cities - zielonych i przyjaznych zarówno człowiekowi, jak i środowisku. Tym trendem jest budownictwo zeroenergetyczne.

Z tego artykułu dowiesz się:

• czym są i jak działają budynki samowystarczalne,
• czym jest budownictwo pasywne, a czym aktywne,
• co oznacza autarkia, a co autonomia.

Co to jest samowystarczalny budynek?

Budynki samowystarczalne należą do rosnącej kategorii nowoczesnego i ekologicznego budownictwa charakteryzującego się dążeniem do zeroemisyjności. Słowem to te obiekty, które są samowystarczalne energetycznie. Same “Wytwarzają” potrzebną do użytkowania energię. Wyróżniają się zerowym bilansem energii netto, nie stanowiąc przy tym źródła emisji szkodliwego dwutlenku węgla do atmosfery. Mało tego, budynki takie mogą wytwarzać więcej energii niż same potrzebują, a współczesne rozwiązania technologiczne pozwalają na jej magazynowanie. Budynki tego rodzaju wiążą się z wysokim kosztem inwestycyjnym (chociaż można liczyć na rządowe i samorządowe dofinansowania), jednak trend ten będzie się rozwijał ze względu na pilną potrzebę odwrócenia negatywnych zmian klimatycznych. Według raportu przedstawionego przez Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych, liczba ludności na świecie wzrośnie do 2050 roku do 9,7 mld. Z tego aż a 66% populacji, czyli prawie 6,5 mld, będzie zamieszkiwać miasta i przedmieścia. Jeśli budownictwo zeroenergetyczne nie rozwinie się dynamicznie, do połowy XXI wieku zużycie energii w budynkach wzrośnie o kolejne kilkadziesiąt procent.

Jak działa samowystarczalny budynek?

Budynki samowystarczalne powstają w oparciu o nowe technologie i materiały, które zapewniają odpowiednią izolacyjność. Słowem - sama ich konstrukcja znacznie obniża zapotrzebowanie na energię. Tym charakteryzuje się także budownictwo pasywne (ze swoimi pasywnymi źródłami ciepła), które - zdarza się - nie potrzebuje dodatkowych systemów grzewczych. Budownictwo zeroenergetyczne dodatkowo posiłkuje się odnawialnymi źródłami energii wytwarzając energię na własny użytek, przy wykorzystaniu fotowoltaiki, pomp ciepła, turbin wiatrowych a nawet biomasy. Naddatek może być magazynowany (np. na okres większego zapotrzebowania energetycznego w okresie jesienno - zimowym) w podziemnych systemach bądź w elementach należących do instalacji fotowoltaicznej. Przy budowie obiektów samowystarczalnych bierze się również pod uwagę, w miarę możliwości:

• usytuowanie, najlepiej w kierunku południowym,
• kubaturę, sprawdza się prosty kształt,
• prosty dach, ze względu na dogodne warunki do zamontowania paneli fotowoltaicznych. Co prawda obecnie są możliwości technologiczne, pozwalające dopasować instalację do okoliczności, jednak najlepiej sprawdza się ona na dachach płaskich i dwuspadowych. W przypadku wielospadowych czy kopertowych, montaż jest znacznie trudniejszy i wiąże się z pewnym ryzykiem,
• ulokowanie okien - najlepiej, by największe znajdowały się od strony południowej,
• skuteczne systemy izolacyjne ścian zewnętrznych,
• energooszczędne oświetlenie LED wewnątrz, w oparciu o inteligentne systemy sterowania, które włączają światło tylko, gdy jest ono potrzebne,
• wentylacja z odzyskiem ciepła,
• korzystanie wyłącznie z energooszczędnych urządzeń.

Budownictwo pasywne, a budownictwo aktywne

Budownictwo pasywne, jak wspomnieliśmy wcześniej, opiera się na wykorzystaniu technologii i materiałów, które sprawiają, że dany obiekt nie potrzebuje wcale lub w niewielkim procencie dodatkowego zapotrzebowania energetycznego: na poziomie nie wyższym niż 15 kWh/m² w skali rocznej. Definicję budynku pasywnego sformułował w 1988 roku dr Wolfgang Feist, twórca Instytutu Domu Pasywnego w Darmstadt. Brzmi ona: “Dom pasywny jest budynkiem o ekstremalnie niskim zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania wnętrza (15 kWh/m2/rok), w którym komfort termiczny zapewniony jest przez pasywne źródła ciepła takie jak: zyski od mieszkańców, urządzeń elektrycznych, ciepła odzyskanego w wyniku procesu wentylacji, dogrzewanie powietrza wentylującego budynek np. rekuperacji, słońca itp.” Wspomniany Instytut wydaje certyfikację budownictwa pasywnego. W Polsce akredytację na ich przyznawanie otrzymał Polski Instytut Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej. Z kolei koncepcja budownictwa aktywnego opiera się na podobnych założeniach konstrukcyjno - technologicznych, ale z naciskiem na możliwość wykorzystania alternatywnych źródeł energii pochodzących z natury (energia geotermiczna, słoneczna, wiatrowa). W budownictwie aktywnym dochodzi więc jeszcze pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych. Słowem budownictwo aktywne to budownictwo samowystarczalne. Może ono objąć osiedla, enklawy, a w przyszłości nawet całe miasta. Co ważne, jeśli dana enklawa czy budynek wyprodukują więcej energii niż potrzebują, mogą ją sprzedać dalej, jeszcze bardziej ograniczając konieczność korzystania z sieci opierających produkcję energii na wysokoemisyjnych technologiach.

Co oznacza autarkia – a co autonomia?

W odniesieniu do poziomu samowystarczalności, warto jeszcze wyjaśnić dwa pojęcia często pojawiające się w przypadku dyskusji na temat tego, czym jest budownictwo zeroenergetyczne. Chodzi o autarkię i autonomię. Sięgnijmy do definicji. “Autarkia” to pojęcie filozoficzne, oznaczające “niezależność człowieka od świata zewnętrznego, przynoszącą spokój i szczęście” (WSJP). W ekonomii oznacza samowystarczalność gospodarczą, a więc analogicznie, schodząc do skali mikro - jest to niezależność energetyczna. Samowystarczalny budynek “troszczy się” o siebie sam. Nie potrzebuje żadnych zewnętrznych dostawców, by zaspokoić potrzeby zamieszkujących go użytkowników. Potrzebuje za to magazynów energii. Z kolei autonomia w tym kontekście dotyczy domów tak zaprojektowanych, by zapewniały maksymalną wydajność energetyczną. Są one podłączone do sieci przekazując nadwyżki (najczęściej latem) i odbierając je w okresie wymagającym więcej energii (zimą).

Budynki samowystarczalne - podsumowanie

Budownictwo samowystarczalne nie jest podłączone do sieci energetycznych, jednak może z nimi współpracować np. poprzez przekazywanie sezonowych nadwyżek. Europa silnie na nie stawia, w swoim dążeniu do uzyskania zeroemisyjności do 2050 roku. Obecnie bowiem miasta wytwarzają 70% światowej emisji dwutlenku węgla i zużywają 80% energii w skali globalnej. Aktywność miast - deweloperów, ale i świadomych konsumentów - w realizacji wartości i celów zawartych w ESG oraz europejskim Zielonym Ładzie , jest niezbędna. Warto pamiętać, że budownictwo zeroemisyjne to nie tylko ogromna korzyść dla środowiska naturalnego. Niesie ono ze sobą nieporównywalnie niższe koszty eksploatacyjne (więc droga inwestycja się zwraca), uniezależniając od podwyżek rynkowych, ale wpływa również na komfort użytkowników. Najemców, którzy coraz częściej np. wybierając dany obiekt na wynajem i urządzenie w nim przestrzeni do pracy, zwracają uwagę na to czy deweloper stosuje się do czynników ESG - środowisko, społeczna odpowiedzialność i ład korporacyjny.