Domy pasywne a smog - Jak projektowanie ekologiczne eliminuje problem zanieczyszczeń powietrza?
Wysoki poziom zanieczyszczeń powietrza oznacza poważne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. Pod tym względem sytuacja w krajach Unii Europejskiej, a zwłaszcza Polsce stała się bardzo poważa. W rankingu Europejskiej Agencji Ochrony Środowiska aż 6 miast w naszym kraju znalazło się w pierwszej dziesiątce najbardziej zanieczyszczonych miast naszego kontynentu. Jednym ze specyficznych zagrożeń jest smog. Dlatego wprowadza się wiele rozwiązań, mających na celu eliminację tego niekorzystnego i groźnego zjawiska, w tym projektowanie ekologiczne domów pasywnych.
Czym jest smog?
Smog to mieszanina zanieczyszczeń powietrza, spowodowanych działalnością człowieka, oraz niekorzystnych warunków pogodowych. Zjawisko to powoduje inwersję temperatury i mgłę. Nazwa smog pochodzi od z połączenia dwóch angielskich słów: „smoke” (dym) i „fog” (mgła) i zaczęła być używana w odniesieniu do zjawisk obserwowanych w Londynie na początku lat pięćdziesiątych XX wieku. Potocznie za smog uznaje się rodzaj chmury, która unosi się nad miastem, zwłaszcza w okresie jesiennym i zimowym. Niechlubnymi przykładami polskich miast słynących ze smogu są Kraków i Katowice. Na świecie wyróżnia się 2 rodzaje smogu:: londyński oraz Los Angeles. Jednak wysokie zanieczyszczenie powietrza w naszym kraju spowodowało, że stworzono też nazwę smog polski. Charakteryzuje się inną atmosferą i warunkami, w których powstaje oraz innym składem, niż jego słynny odpowiednik londyński: posiada wysokie stężenie dwutlenku siarki, tlenku węgla oraz pyłów zawieszonych PM10. Przyczynami powstawania smogu są zanieczyszczenia emitowane przez zakłady przemysłowe, piece (szczególnie stare węglowe), samochody oraz niekorzystne położenie miast – co widać szczególnie na przykładzie Krakowa.
Smog a budownictwo pasywne
Architektura to jeden z wielu obszarów wpływających na zanieczyszczenie powietrza w miastach i w konsekwencji powstawanie smogu. Istnieje wiele sposobów zapobiegania złej jakości powietrza za pomocą środków architektonicznych, w tym projektowanie i promowanie wznoszenia budynków mieszkalnych w oparciu o rozwiązania przyjazne dla środowiska. Należą do nich domy energooszczędne, a zwłaszcza pasywne, wykorzystujące nowoczesne systemy grzewcze oraz zasilające. Z jednej strony dobra izolacja cieplna oraz szczelność powietrzna budynków powodują znaczące zmniejszenie ilości energii ze źródeł nieodnawialnych (takich jak węgiel kamienny wykorzystywany w dominujących w naszym kraju elektrociepłowniach) – w przypadku domu pasywnego zapotrzebowanie to wynosi maksymalnie 15 kWh/m2 powierzchni rocznie. Z drugiej zaś wykorzystywanie nowoczesnych i ekologicznych źródeł ciepła i energii elektrycznej do ogrzewania domów, wytwarzania ciepłej wody użytkowej i zasilania urządzeń domowych, takich jak pompy ciepła, kolektory słoneczne czy instalacje fotowoltaiczne powoduje znaczące zmniejszenie ilości spalanych paliw i co za tym idzie mniejszą emisję zanieczyszczeń do atmosfery.
Ekologiczne projektowanie budynków
Budynki zaprojektowane ekologiczne powstają z naturalnych materiałów, takie jak drewno, kamień czy glina, pozyskiwanych lokalnie (niższe koszty transportu), odnawialnych czy pochodzących z recyklingu. Dzięki temu minimalizuje się ilość odpadów budowlanych. Na energooszczędność domów budynku wpływa sporo czynników, zarówna optymalna lokalizacja na działce (wykorzystanie naturalnego światła słonecznego) i zwarta bryła budynku, bez balkonów i wykuszy, jak i odpowiednia izolacja termiczna oraz stolarka okienna i drzwiowa. Główna część budynku, z takimi pomieszczeniami jak salon, powinna być zwrócona w kierunku południowym lub zachodnim. Na tej elewacji dobrze jest zaprojektować duże powierzchnie przeszklone, co zapewni dopływ ciepła i światła słonecznego do wnętrza.
Systemy wentylacji w domach pasywnych
Domy pasywne z założenia muszą być szczelne, co wyklucza zastosowanie w nich tradycyjnej wentylacji grawitacyjnej. Dlatego instaluje się w nich systemy wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, czyli rekuperacją. Wymiana powietrza – zużytego z wewnątrz na świeże z zewnątrz - zachodzi poprzez rekuperator, czyli centralę systemu wentylacji, wyposażoną w wymiennik ciepła, który umożliwia odzyskiwanie ciepła z powietrza usuwanego z domu, zaś przepływ powietrza wymuszany jest przez wentylatory. Dobry system wentylacji z rekuperacją znacznie obniża koszty eksploatacji budynku - umożliwia zmniejszenie ilości energii potrzebnej do jego ogrzania nawet o 30% (zależy to od rodzaju zastosowanego wymiennika ciepła (krzyżowy, obrotowy lub przeciwprądowy). Jego efektywność można jeszcze poprawić za pomocą gruntowego wymiennika ciepła. Warto wiedzieć, że otwieranie okien przy niskich temperaturach na zewnątrz może spowodować znaczne straty ciepła, dlatego jeśli wietrzymy pomieszczenia zimą, to powinniśmy robić to intensywnie i krótko.
Rekuperacja a smog
Wentylacja mechaniczna z rekuperacją to nie tylko oszczędność energii, ale także i znacząca poprawa jakości powietrza w budynku. Emisja do atmosfery pyłu zawieszonego PM10, PM2.5 oraz PM1 (czyli o wielkościach odpowiednio mniejszych od 10 μm, 2,5 μm oraz 1 μm.), którego główne źródła stanowią: przemysł, transport oraz domowe piece spalające paliwa kopalne, to bardzo poważny problem. Cząsteczki stałe tego pyłu, będące znaczącym składnikiem smogu, stanowią duże zagrożenie dla układu oddechowego człowieka. Najbardziej niebezpieczne są małe cząsteczki o wielkości poniżej 1 µm, które przy oddychaniu z łatwością przedostają się do tchawicy, płuc, a nawet do krwiobiegu, powodując liczne choroby. Centrale systemów wentylacji z rekuperacją są wyposażone w specjalne filtry powietrza, zarówno nawiewanego, jak i wywiewanego. Dzięki nim pomieszczeń domu trafia powietrze pozbawione smogu, natomiast wymienniki ciepła rekuperatorów są chronione przed zanieczyszczeniem kurzem oraz pyłkami z domu i powodowanym przez to spadkiem wydajności. Filtracja powietrza nawiewanego odbywa sie na kilku poziomach. Filtry wstępne klasy G3/G4 (według normy EN 779:2012) zatrzymują większe cząstki (PM>10) kurzu, pyłki, owady i liście. Filtry średniej skuteczności - klasy M5/M6 - wychwytują cząstki drobniejsze (≤ 10 μm), takie jak pyłki roślinne, ze skutecznością 50%, takie jak pyłki roślinne. Natomiast filtry dokładne klasy F7/F8/F9 zapewniają wysoki poziom filtracji, zatrzymując bardzo drobne cząstki, takie jak pył PM2,5, pyłki, zarodniki pleśni, roztocza czy niektóre bakterie. To właśnie takie sprawdzą się bardzo dobrze w walce ze smogiem. Najwyższy poziom oczyszczania powietrza oferują zaś filtry HEPA (czyli z angielskiego: wysokoskuteczne filtry cząsteczek) klasy H13 lub H14, gdyż potrafią zatrzymać cząstki o średnicy 0,3 μm z efektywnością powyżej 99,95%. Jeszcze wyższą skutecznością cechują się filtry elektrostatyczne, które wychwytują najdrobniejsze zanieczyszczenia dzięki wykorzystaniu tzw. zjawiska koronowego. Nowoczesne systemy tego typu oczyszczają powietrze z najbardziej niebezpiecznych cząsteczek PM1, czyli pyłów, wirusów, bakterii i grzybów, ze skutecznością 99,94 %. Ponadto generują niski opór, dlatego nie obciążaja systemu rekuperacji, pracują bardzo cicho i zużywają niewiele energii.
Dom zeroenergetyczny a smog
Ulepszoną wersję domu pasywnego stanowi domu zero-energetyczny. To budynek samowystarczalny – dzięki doskonałej izolacji termicznej oraz panelom fotowoltaicznym nie wymaga doprowadzenia energii z zewnątrz. Nie emituje zatem do środowiska dwutlenku węgla ani żadnych innych zanieczyszczeń, dlatego stanowi dokonały środek walki ze smogiem.
Polski system certyfikacji PreOurs
Instytut Certyfikacji Emisji Budynków (ICEB) w Krakowie opracował oryginalny system oceny zanieczyszczania powietrza przez budynki. Certyfikat PreQurs informuje o krotności redukcji emisji zanieczyszczeń do powietrza przy wytwarzaniu ciepła do ogrzania budynku i przygotowania ciepłej wody użytkowej, w odniesieniu do tradycyjnej kotłowni opalanej węglem lub olejem. Właściciel ekologicznego domu może uzyskać taki dokument i powiesić na ścianie zewnętrznej lub ogrodzeniu tabliczkę z napisem: „NO SMOG”, „NO SMOG PLUS” lub „NO SMOG ECO PLUS”, w zależności od spełnianych warunków pod względem wielkości emisji zanieczyszczeń oraz wyposażenia w odnawialne źródła energii, takie jak pompa ciepła czy instalacja fotowoltaiczna. Takie oznakowanie budynku mówi nam, ze jest on ogrzewany tak, że emisja szkodliwych zanieczyszczeń została ograniczona – nawet do zera. Certyfikaty PreOurs są również przyznawane konkretnym modelom urządzeń grzewczych, np. pomp ciepła.
Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki
Opracowanie redakcja : (T.H.)
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.pasywny-budynek.pl
