Lepsza duża, czy mała akumulacyjność cieplna?
Planuję w ciągu najbliższego roku rozpocząć budowę domu. Chcę, by był możliwie energooszczędny i tani w budowie. A najlepiej, jakby jeszcze został zbudowany szybciej, niż buduje się zwykłe domy. Dlatego zamierzam zrezygnować z tradycyjnych technologii i zbudować dom o samonośnej, szkieletowej, drewnianej kostrukcji. Takie podejście ułatwi mi osiągnięcie dobrych parametrów oporu cieplnego ścian — bo ściany wypełnione będą nie cegłą, tylko wełną mineralną.
Rezygnacja z wykorzystania ceramiki czy betonu jako budulca ścian oznacza też jeszcze jedno — mniejszą akumulacyjność cieplną budynku. Taki budynek będzie się szybciej nagrzewał, ale i szybciej tracił ciepło. Na pierwszy rzut oka wydaje mi się, że to dobrze. Ale czy na pewno?
Pisząc o akumulacyjności nie mam na myśli, rzecz jasna, ogrzewania akumulacyjnego. Ale coś podobnego… Każdy dom jest w stanie zgromadzić pewną ilość ciepła. Murowany więcej, drewniany mniej. Mur i beton mają znacznie większą gęstość niż drewno, więc są w stanie zmagazynować znacznie więcej ciepła. Dodatkowo, w domu murowanym ściana ma warstwę grubości co najmniej kilkunastu centymetrów, obecne są też ścianki działowe. W domu drewnianym o konstrukcji samonośnej od strony pomieszczenia warstwa drewna (płyty OSB) to ledwie małe kilka centymetrów, ścianki działowe zaś są budowane z płyt kartonowo-gipsowych, albo też z OSB.
Pojęcie akumulacyjności cieplnej nie ma żadnego wpływu na potoczne rozumienie pojęcia „dom ciepły”. Bo w żaden sposób nie wpływa na to, czy dom traci dużo ciepła, czy nie. Straty ciepła, wyrażone w kilowatach (kW), zależą od oporu cieplnego przegród (czyli grubości ściany i ocieplenia), strat ciepła przez wentylację, okna, drzwi, itd.
Wyobraźmy sobie dla uproszczenia, że mamy dwa domy. Pierwszy zbudowany z cegły, drugi zbudowany z desek. Zarówno deski jak i cegła mają taką grubość, by opór cieplny samej ściany był identyczny. Mur z pełnej cegły ma współczynnik przewodzenia ciepła λ wynoszący 0,77 [W/mK], podczas gdy drewno sosnowe w poprzek włókien — 0,16 [W/mK] (dane wg PN-EN ISO 6946:1999). Dlatego sama ściana z cegły musiałaby być niemal pięciokrotnie grubsza. Dołóżmy jeszcze dla obu wyobrażonych domów po 30 cm styropianu. Załóżmy, że cała grubość ściany (drewno i cegła) ma taką samą temperaturę. I że oba domy grzejemy do tej samej temperatury.
Gęstość takiej cegły, jak wspomniana powyżej, wynosi ok. 1 800 kg/m3. Gęstość drewna — 550 kg/m3. A więc drewno ma gęstość ponad trzykrotnie niższą. Ciepło właściwe dla drewna jest mniej więcej dwukrotnie wyższe, niż ciepło właściwe cegły, ale po przemnożeniu wszystkiego wychodzi, że ściana z drewna miałaby ponad siedmiokrotnie niższą akumulacyjność cieplną.
Ponieważ obie ściany mają taki sam opór cieplny, obie będą tracić tyle samo ciepła. Czyli oba nasze domy będą potrzebować takiej samej mocy kotła do ogrzewania. Ale będą się zachowywać różnie w sytuacji, gdy wyłączymy to ogrzewanie.
Dom ceglany będzie stygnąć wolniej. Dom drewniany ostygnie szybko. Wcześniej będzie w nim zimno.
I teraz w tym miejscu pojawia się u wielu ludzi niezrozumienie koncepcji oszczędzania ciepła. Ludzie uważają, że w takim przypadku to dom ceglany jest lepszy — bo można wyłączyć ogrzewanie (i oszczędzać) i dłużej będzie ciepło.
Ja osobiście uważam dokładnie odwrotnie. Postaram się przedstawić Wam swój tok rozumowania.
Wyobraźmy sobie, że te nasze domki są naprawdę małe. Wyobraźmy sobie, że straty ciepła z obydwu domów są tak małe, że wystarczy zapalenie jednej świecy tortowej w środku, by utrzymać temperaturę. Załóżmy, że domek drewniany jest w stanie zakumulować w sobie ciepło ze spalenia trzech świeczek — że takie ciepło wystarczy do nagrzania go od temperatury otoczenia do żądanej temperatury wewnątrz. Domek ceglany akumuluje więcej ciepła, aby więc go ogrzać, trzeba spalić nie trzy, a ok. 22 świeczek tortowych.
Teraz wyobraźmy sobie, że wyłączamy ogrzewanie, bo jedziemy do pracy. W ciągu pierwszej godziny oba domy stracą mniej więcej tyle ciepła, ile powstaje przy spaleniu jednej świeczki tortowej. Mniej więcej, bo straty ciepła zmieniają się wskutek zmiany temperatury wewnętrznej — zimny dom stygnie wolniej. I przez to po pierwszej godzinie temperatura w domu drewnianym jest znacznie niższa, niż temperatura w domu ceglanym. I tu pojawiają się oczekiwane przeze mnie oszczędności. Dom zimny traci mało ciepła, więc na wyłączeniu ogrzewania oszczędzam więcej! Uprośćmy sprawę i załóżmy, że po 4 godzinach w domu z drewna pozostała tylko jedna świeczka ciepła, w domu z cegły pozostało ich 18. I wtedy automat z powrotem zapala nam świeczki (czyli włącza kocioł), aby dom zdążył się nagrzać ponownie do przyjemnej temperatury przed naszym powrotem z pracy.
Bilansem naszego oszczędzania dla domu z cegły będzie konieczność spalenia tych czterech świeczek, aby dom ponownie podgrzać. W domu z drewna wystarczy spalić dwie świeczki.
Jeśli będziecie chcieli, mogę spróbować policzyć taki przykład na bliższych realiom danych. Może nawet jakiś wykres zrobię…
Podsumowując — uważam jednak, że dom o małej akumulacyjności cieplnej, pozwala oszczędzać ciepło skuteczniej, niż dom magazynujący dużo ciepła. Z drugiej strony, znacznie utrudnia to np. wykorzystanie ogrzewania słonecznego…
wszystko okey, tylko w oparciu o akumulacyjność… ale dom wykonanym z drewna ma też troche wad, także zastnowiłbym sie nad tym głebiej.
@Inżynier: masz rację, dom z drewna ma też i wady. Brak akumulacyjności też jest swojego rodzaju wadą… Szybkie wychładzanie się domu jest zaletą tylko wtedy, gdy korzystamy z tego świadomie, a nie gdy na przykład w wyniku awarii ogrzewania już po godzinie musimy zakładać dodatkowe swetry…
To jak z tymi wyliczeniami ? Ciekawi mnie jakie były by to różnice.
Pozdrawiam i czekam niecierpliwie.
Piotr stały czytelnik.
Jeżeli w domu z cegły zużyją się 4 świeczki to będzie w jego wnętrzu wyższa temperatura niż w tym z drewna. Więc do nagrzania trzeba tyle samo świeczek spalić. Dom z drewna spali więcej bo wtedy musisz mieć automatykę jako źródło ciepła, albo palić non-stop. Po wychłodzeniu takiego domu kocioł gazowy pracuje na maksymalnych obrotach żeby go nagrzać…. i wtedy spala więcej gazu, więcej idzie do komina itd..Tak jak przy jeździe samochodem gdzie zwalnianie i potem dawanie gazu do dechy zużywa więcej paliwa niż jazda przy podobnej prędkości cały czas. Reasumując to dom z cegły będzie bardziej oszczędny. Przy reklamowaniu domów z drewna raczej na waszym miejscu skupiłbym sie na realnych korzyściach z jego posiadania a nie waleniu ściemy i okłamywaniu czytelników!
@Darek: w domu z cegły trzeba zużyć 4 świeczki, ponieważ najpierw dom stracił ilość ciepła odpowiadającą spaleniu 4 świeczek. Dom drewniany w tym czasie stracił ilość odpowiadającą 2 świeczkom.
Jeśli porównujemy dwie analogiczne sytuacje, to po wychłodzeniu w obu przypadkach kocioł musi chodzić na pełnych obrotach, kierując więcej ciepła do komina.
Jeśli mielibyśmy trzymać się analogii przyspieszania i hamowania, to dom murowany byłby dużym dostawczakiem załadowanym cegłami, a dom drewniany tym samym dostawczakiem, ale załadowanym deskami. Do rozpędzenia cięższego pojazdu potrzeba więcej paliwa, tak samo jak do rozgrzania domu z ciężkich materiałów o dużej pojemności cieplnej.
Proszę się nie rozpędzać z zarzucaniem mi wprowadzania w błąd i okłamywania czytelników.
Otóż ja mam zgoła inne zdanie – oczywiście to co Kolega pisze z punktu widzenia inżynierskiego jest absolutną prawdą to ja osobiście stawiam na komfort cieplny i mikroklimat w pomieszczeniach mieszkalnych. „Piłowanie” temperaturą w układzie dobowym może niekiedy prowokować do wykraplania sie wilgoci w niektórych punktach konstrukcyjnych więc „pleśnie i te sprawy” …. „Piłowanie” w domu ceglano-betonowym – to już (przepraszam za określenie ) kretynizm. Zważywszy na wspomniany mikroklimat nawet w domu szkieletowym polecam instalację ogrzewania podłogowego – a to dlatego ,że zamiast „piłowania” mozna ustawić stałą temperaturę – nawet o 2-3 *C niższą i komfort będzie zachowany a wiecej zaoszczędzimy jak na „pile”. Tak sie dziwnie składa, że o naszych odczuciach ciepła decydują stopy . Jak będzie nam przyjemnie w stopy to i reszta OK – tak więc przy podłogówce ustawionej na 19*C będziemy się czuli lepiej niż przy grzejnikach i 22*C……. Dla ciekawostki podam ,że w domu ogrzewanym tradycyjnie – na wysokości naszych gółw jest 22*C a przy podłodze na ogół około 16*C Dlatego ja osobiście jestem fanem ogrzewania podłogowego , wentylacji z rekuperacją i gruntowych wymienników ciepła …..wtedy można dogrzewać i prądem a nie spowoduje to „bólu głowy”.
Oczywiscie alergicy mogą mieć obawy ale od czego jest wentylacja mechaniczna z filtrami…… Alergia na kurz domowy to alergia na odchody roztoczy a z tym się walczy inaczej.
Jest jeszcze dobowa amplituda temperatury która przechodząc przez ścianę z wysoką akumulacyjnością ogranicza zapotrzebowanie na ogrzewanie czasem wielokrotnie.