Statant A klasės namą, svarbu tinkamai suprojektuoti ir įgyvendinti šildymo sistemą, kad būtų užtikrintas efektyvus energijos naudojimas ir komfortas. Šiame straipsnyje aptarsime A klasės namo šildymo sistemos projektavimo ir įgyvendinimo reikalavimus, galimus ir rekomenduojamus šildymo būdus, taip pat šilumos poreikio apskaičiavimo principus.
Šildymo sistemos projektavimas
Visų tipų statinių šildymo sistemos yra apskaičiuojamos ir projektuojamos vadovaujantis to statinio šilumos nuostolių apskaičiavimu, kurį turi kompensuoti projektuojama šildymo sistema. Norint išvengti sunkumų, būtina kuo anksčiau išanalizuoti ir įvertinti galimus šildymo būdus - iki tol, kol galutiniai statybos projekto brėžiniai dar nebaigti. Dažnai problemą pagilina tai, kad projektuojant namą neskiriama pakankamai dėmesio būsimai katilinei ir šildymo sistemos įrangai, šildymo būdas pasirenkamas vėliau, todėl iš anksto nenumatomas šildymo įrangai name reikalingas plotas.
Šildymo būdo pasirinkimas
Kokį šildymo būdą pasirinkti? Tai nemenką galvos skausmą keliantis klausimas kiekvienam būsto statytojui. Renkantis šilumos šaltinį, visuomet galima išskirti daugybę argumentų „už" ir „prieš". Be abejo, kiekvienas šildymo variantas turi ir privalumų, ir trūkumų. Čia ryški pusiausvyra: tas pats šildymo būdas niekada negali būti ir labai komfortiškas ar geras, ir tuo pat metu labai pigus. Priimant galutinį sprendimą, visuomet rekomenduojama palyginti šilumos kainos ir komforto santykį, atsižvelgiant į kuro kainų prognozes.
A klasės statiniuose, priklausomai nuo statinio architektūros, katilinės projektuojamos kartu arba atskirai nuo gyvenamųjų patalpų jeigu šildymo prietaisai yra priklausomi nuo vidaus patalpos oro. Visi šildymo būdai yra galimi, tačiau atitinkamai techninių sąlygų priklauso jų įrengimas. Patogiausios automatizuotos šildymo sistemos ir jų įrenginiai, tai gali būti kietojo kuro granules deginantys šildymo katilai, dujas deginantys šildymo katilai, tiek geoterminio šildymo visų trijų lygių sistemos. Kadangi visos įvardintos sistemos yra artimai vienodai efektyvios, tad pasirinkimas dažniausiai priklauso nuo vartotojo galimybių ir poreikių.
Palyginimas įmanomas tik sudėjus kompleksiškai visas sistemos sudedamąsias dalis t.y. įrenginys, sistema, bei kiti galimi lydintys elementai ir įrengimo paslaugos. Būtina nepamiršti visų svarbiausia eksploatacinių sąnaudų ir taip pat apskaičiuoti perspektyvinių resursų kuruos naudos vienokia ar kitokia sistema. Bet kokie atskirų dalių ar įrenginių palyginimai nėra tikslūs ir tikėtina teisingi, nes nėra inžineriškai pagrįsti. Tai gali atlikti bet kuris arčiausiai jūsų esantis tokių sistemų projektuotojas, kuris gali pateikti aiškiai perspektyvinius palyginimus.
Šildymo būdų kriterijai ir ypatumai:
| Kriterijus | Šildymo būdas |
|---|---|
| Įrangos kompaktiškumas | Kietojo kuro katilinė (malkos), gamtinių dujų katilinė, suskystintų dujų katilinė, skystojo kuro katilinė, elektrinis šildymas (elektriniai radiatoriai), šilumos siurblio katilinė (su papildomu elektriniu šildytuvu) arba šilumos siurblio agregatas |
| Tolygus/greitas galios reguliavimas | Gamtinių dujų katilinė, suskystintų dujų katilinė, skystojo kuro katilinė, elektrinis šildymas (elektriniai radiatoriai), šilumos siurblio katilinė (su papildomu elektriniu šildytuvu) arba šilumos siurblio agregatas |
| Kasdienė priežiūra | Gamtinių dujų katilinė, suskystintų dujų katilinė, skystojo kuro katilinė, elektrinis šildymas (elektriniai radiatoriai), šilumos siurblio katilinė (su papildomu elektriniu šildytuvu) arba šilumos siurblio agregatas |
| Vietinė aplinkos tarša | Gamtinių dujų katilinė, suskystintų dujų katilinė, skystojo kuro katilinė, elektrinis šildymas (elektriniai radiatoriai), šilumos siurblio katilinė (su papildomu elektriniu šildytuvu) arba šilumos siurblio agregatas |
| Suderinamumas su alternatyvomis | Kietojo kuro katilinė (malkos), gamtinių dujų katilinė, suskystintų dujų katilinė, skystojo kuro katilinė, elektrinis šildymas (elektriniai radiatoriai), šilumos siurblio katilinė (su papildomu elektriniu šildytuvu) arba šilumos siurblio agregatas |
Šildymo sistemos pritaikymas
Kiekvienam iš analizuojamų namo šildymo variantų reikėtų nubrėžti ribas, kurios nusakytų šildymo būdo komfortabilumą. Išskirkime keletą kriterijų, kuriais vadovaujantis būtų galima priimti tinkamiausią sprendimą šildymo sistemos komfortabilumo atžvilgiu. Vienas iš galimų kriterijų - katilinės įrangos kompaktiškumas: tai labai svarbu šiuolaikiniams būstams. Dažnai aktualiu dalyku išlieka kasdienės priežiūros (eksploatavimo) ypatumai.
Daug metų nebuvo kreipiama pakankamai dėmesio į aplinkos teršimą. Šiandien svarbu atsižvelgti ir į tai. Vietinės aplinkos taršą galima laikyti dar vienu kriterijumi. Kad šilumos šaltinio patikimumas būtų gerokai didesnis, dažnai pagalvojama ir apie papildomą (alternatyvų) šilumos generatorių. Taigi reikėtų įvertinti ir pasirinkto šilumos generavimo šaltinio suderinamumą su alternatyvomis.
Šilumos energijos išgavimo ir įrangos technologijos tobulėja labai sparčiai. Vartotojai greitai pajunta vieno ar kito energijos šaltinio ir šildymo būdo naudą, todėl naujoje individualioje statyboje ir dalyje naujų daugiabučių vyrauja šilumos siurbliai, o atnaujinant senas katilines, esančias nesandariuose pastatuose, finansiškai remiamas efektyvesnių ir mažiau taršių kieto kuro arba granulinių katilų įsigijimas. Tad šie šildymo būdai šiuo metu yra populiariausi. Laikoma, kad dujos yra mažiausiai investicijų reikalaujantis šildymo būdas, tačiau reikia turėti omenyje, kad dujos nėra atsinaujinantis energijos šaltinis ir ateityje visvien turės būti keičiamas. Tad praktiškai lieka šilumos siurbliai, o seniems namams - kieto kuro arba granuliniai katilai.
Kita vertus, reikalavimai dėl naujų pastatų energinių klasių pasiekė tikslą ir naujoje statyboje jau ne tik teoriškai, bet ir praktiškai veikia principas, kad pigiausia energija yra nepanaudota energija. Ne veltui A++ energinės klasės pastatai vadinami energijos beveik nevartojančiais pastatais. Statybos standartai riboja maksimalų šilumos poreikį vienam kvadratiniam metrui ir įpareigoja integruoti atsinaujinančią energiją.
Šilumos siurblio šildymo įrengimas
Šildymo sistemos įrengimas pirmiausia priklauso nuo pasirinktos energijos rūšies. Pageidautina, kad ir kuras, ir sistemos įrengimas būtų pigūs bei ilgalaikiai, tačiau tarp jų yra atvirkštinė proporcija: kuo pigesnis kuras, tuo brangesnė įranga. Geoterminė energija nieko nekainuoja, tačiau įsirengti tokį šildymą palyginti brangu. Dujinio šildymo katilas nebrangus, tačiau dujų kaina, kaip žinia, gali būti labai didelė, be to, kuras neperspektyvus. Tačiau kol kas investicijų požiūriu pigiausia šildymo sistema būtų dujinis šildymas ir oras-oras šilumos siurblys, šie šilumos siurbliai vasarą gali vėsinti.
Visgi reiktų skaičiuoti, ar didelė pradinė, pavyzdžiui, geoterminio šildymo investicija atpirks eksploatacines išlaidas per 10-15 metų. Laikoma, kad 10-15 metų yra protingas atsipirkimo laikas, per kurį pernelyg daug nepasensta įranga ir nenuvertėja pinigai. Nereiktų pamiršti ir komforto lygio, kurį įkainoti sudėtinga.
Tačiau, jeigu tai didelio ploto pastatas, galbūt geoterminis šilumos siurblys yra optimalus variantas? Laikoma, kad maždaug nuo 300 kv. m ploto jau verta galvoti apie geoterminį šildymą. Daug priklauso ir nuo gręžinio gylio ar vamzdyno išdėstymo galimybių. Tad individualiais atvejais geoterminė energija kaip energijos šaltinis svarstytina ir skaičiuotina.
Pasauliniai šilumos siurblių gamintojai sutelkė dėmesį į paprastesnį energijos šaltinį ir išgavimo būdą - šilumos siurblius oras-vanduo ir oras-oras. Jų technologija patobulėjo tiek, kad sandariuose pastatuose šis šildymo būdas tapo pagrindiniu ir pakankamu. Šilumos siurblių pardavimai ir techninės charakteristikos auga geometrine progresija. Žvelgiant iš technologijų perspektyvos, šiandieninis šilumos siurblys jau gali veikti esant -25 ° C temperatūrai ir efektyviai gamina karštą vandenį, kurio temperatūra yra 65°C. Tai leidžia juos diegti daug didesnėje pastatų dalyje nei prieš dešimtmetį. Hibridinės sistemos (išmetamo oro šilumos siurbliai) įgalina naudoti šilumos siurblius net renovacijos segmente.
Europos šilumos siurblių asociacijos (EPHA) duomenimis, 21-oje Europos šalyje 2005 metais buvo parduoti 446 037 šilumos siurbliai, o 2020 metais - 1,62 mln., Lietuvoje 2020 metais - 22 000. Grafike matyti, kad geoterminių šilumos siurbių dalis išlieka maždaug vienoda, o oras-vanduo ir oras-oras šilumos siurblių pardavimai didėja ir užima apylyges rinkos dalis.
Visgi Lietuvoje dar jaučiamas nepasitikėjimas - ar užteks šilumos siurblio pagaminamos šilumos? Į tai gali atsakyti sudėtingi energinio efektyvumo ekspertų atliekami pastato šildymo poreikio skaičiavimai.
Šilumos siurblys oras - vanduo. Ką reikia žinoti?
Kaip apskaičiuoti šildymo poreikį
Pirmiausia nustatomi namo ar pastato šilumos nuostoliai įvedant daugybę duomenų, bet svarbiausi yra šilumos praradimai per atitvaras. Supaprastinta formulė būtų: W = plotas (kv.m) x atitvaros šilumos perdavimo koeficientas U (W/(m2K)) x temperatūrų skirtumas; Šilumos nuostoliai išreiškiami vatais (W). Energinio naudingumo ekspertai skaičiuoja sudėtingiau, sumuoja visus šilumos nuostolius: per langus, duris, sienas, tarpaukštines perdangas bei kitas atitvaras ir atsižvelgia į daugybę faktorių, netgi į vidutinį vėjo greitį toje vietovėje. Suskaičiavę šilumos nuostolius ir imdami vidutines vidaus ir išorės temperatūras jie gauna šildymo poreikio išraišką, kuri neturi viršyti nurodomų STR'e.
B, A, A+ ir A++ energinio naudingumo klasės pastatų (jų dalių) norminės šiluminės energijos sąnaudos pastatui (jo daliai) šildyti (STR 2.01.02:2016):
| Eil.Nr. | Pastato paskirtis | B, A, A+ ir A++ energinio naudingumo klasių pastatų norminės šiluminės energijos sąnaudos pastatui (jo daliai) šildyti, kWh/(m² metai) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| B | A | A+ | A++ | ||
| 1. | Gyvenamosios paskirties vieno ir dviejų butų pastatai (namai) | kh·864·Ap-0,36 | kh·568Ap-0,37 | kh·516·Ap-0,39 | kh·451·Ap-0,39 |
| 2. | Kiti gyvenamosios paskirties pastatai (namai) | kh·433·Ap-0,24 | kh·265·Ap-0,24 | kh·215·Ap-0,23 | kh·197·Ap-0,23 |
kh - tam tikras pataisos koeficientas, Ap - šildomas plotas.
Kad galima būtų orientuotis, kokie tai šilumos kiekiai, galima palyginti vidutinius metinius šilumos energijos poreikius B, A, A+ ir A++ klasės pastatuose:
- B klasės energijos poreikis - apie 130 Wkv.mx200 šildymo dienų = 26 000 kWh metai;
- A klasės energijos poreikis - apie 60 W kv.mx200 šildymo dienų = 12000kW metai;
- A+ klasės energijos poreikis - apie 45 W kv.m x200 šildymo dienų = 9000kWh metai;
- A++ klasės energijos poreikis - apie 35 W kv.mx200 šildymo dienų =7000 kWh metai;
Ne specialistui apskaičiuoti namo šilumos poreikį sudėtinga, bet, jei abejojate, ar pakaks šilumos siurblio galios, turėdami energinio naudingumo eksperto skaičiavimus, kurie šiaip ar taip naujai statybai būtini sertifikatui gauti, nesunkiai galite pasitikrinti ir pasirinkti atitinkamą šilumos siurblio galią. Taip pat nereikia pamiršti ir šilumos kiekio reikalingo karštam vandeniui paruošti.
Šildymo poreikis ir šilumos siurblio galia
Šildomas plotas kv.m Jeigu A++/A+ klasės namui reikia apie 40 W/kv.m, jeigu A/B klasei reikia apie 60 W/kv.m, jeigu B/C klasei reikia apie 80 W/kv.m.
| Šildomas plotas kv.m | Jeigu A++/A+ klasės namui reikia apie 40 W/kv.m | Jeigu A/B klasei reikia apie 60 W/kv.m | Jeigu B/C klasei reikia apie 80 W/kv.m |
|---|---|---|---|
| 80 | 3,2 | 4,8 | 6,4 |
| 100 | 4 | 6 | 8 |
| 120 | 4,8 | 7,2 | 9,6 |
| 140 | 5,6 | 8,4 | 11,2 |
| 160 | 6,4 | 9,6 | 12,8 |
| 180 | 7,2 | 10,8 | 14,4 |
| 200 | 8 | 12 | 16 |
Šilumos siurblio galia turi būti tokia, kad jos užtektų, kuomet lauke labai šalta. Taip pat svarbu, kad šilumos siurblio galia būtų optimali - nei per didelė, nei per maža. Norint pasiekti didžiausią šilumos siurblio efektyvumą geriausia kai jis veikia kuo arčiau savo maksimalaus pajėgumo. Per mažo galingumo šilumos siurblys nesugeneruos reikiamo šilumos kiekio ir naudos elektros energiją. Per didelės galios šilumos siurblys bus brangesnis, siurblys dažnai įsijunginės ir išsijunginės, o tai nėra naudinga kompresoriaus ilgaamžiškumui. Didžiausias šilumos siurblio efektyvumas pasiekiamas, kai jis veikia nominalia galia, minimalios galios riba yra maždaug 30 proc. nominalios galios.
A++ klasės namai
Nuo 2021 m. sausio 1 d. Lietuvoje įsigaliojo naujai statomiems pastatams privaloma A++ energinio naudingumo klasė. Nuo šiol teikiant naujo pastato statybos projektą reikia užtikrinti, kad jis atitiktų pačią aukščiausią A++ energetinę klasę. Paskutinis toks atnaujinimas vyko prieš trejus metus, kai atsirado prievolė projektuoti A+ kategorijos pastatus.
A++ klasės pastatai laikomi moderniausiu ir pažangiausiu sprendimu šiuolaikinėje statyboje. Jie atitinka ne tik griežčiausius energinio efektyvumo standartus, bet ir prisideda prie klimato kaitos mažinimo, geresnės gyvenimo kokybės bei didesnės turto vertės. A++ klasės namai pasižymi itin mažomis energijos sąnaudomis. „Komfortas A++ klasės pastate juntamas iškart - šiluma pasiskirsto tolygiai, o oras visada gaivus.
Svarbūs aspektai siekiant A++ klasės
Norint pasiekti A++ energinio naudingumo klasę, svarbiausias dėmesys turi būti skiriamas pastato atitvarų kokybei, šilumos izoliacijai, sandarumui ir visų konstrukcinių elementų suderinamumui.
Pagrindinis rodiklis, apibrėžiantis atitvarų energinį efektyvumą, yra šiluminė varža (R). Sienoms dažniausiai pasirenkamos trijų sluoksnių konstrukcijos: laikančioji dalis, šilumos izoliacija (20-30 cm storio) ir apdaila. Durys turi būti sandarios, su šilumos tiltelio pertrauka ir U ≤ 1,0 W/m²K. Stogo konstrukcija turi būti be plyšių, su vientisa garo izoliacija. Sandarumas - vienas svarbiausių kriterijų A++ klasės vertinime. „Sandarumas nėra vien matavimas - tai viso statybos proceso kokybės rodiklis.
Didelę reikšmę turi inžinerinės sistemos - šildymo, vėdinimo, karšto vandens ruošimo bei energijos gamybos sprendimai. „A++ klasės namas yra kaip organizmas - kiekvienas energijos srautas turi būti optimizuotas. „Išmanusis valdymas - tai jungtis tarp žmogaus ir pastato.
A++ energinio naudingumo klasė nėra tik deklaracija ar statytojo pažadas - tai oficialiai patvirtinamas rodiklis, kurį nustato nepriklausomi ekspertai pagal energinio naudingumo sertifikavimo procedūrą. Energinio naudingumo sertifikatas (ENS) - tai oficialus dokumentas, įrodantis, kad pastatas atitinka tam tikrą energinio efektyvumo klasę. Sertifikavimui reikalinga gana plati dokumentacija. „Energinis sertifikavimas - tai ne formalumas, o atsakomybės įrodymas.
A++ klasės pastatai ne tik taupo energiją, bet ir mažina aplinkos poveikį. Pradinė investicija paprastai būna 10-20 % didesnė nei A ar A+ klasės pastatui. „A++ klasės statyba nėra brangesnė - ji tiesiog protingesnė.
Štai atitvarų šilumos perdavimo koeficientai, kuriuos būtina užtikrinti:
| Atitvaros rūšis | Šilumos perdavimo koefic. |
|---|---|
| Sienos | ≤ 0,15 W/m²∙K |
| Stogas | ≤ 0,10 W/m²∙K |
| Grindys | ≤ 0,12 W/m²∙K |
| Langai ir durys | ≤ 0,80 W/m²∙K |
Pastato A++ energinę klasę lemia ne tik teisingai suprojektuotų atitvarų arba ne tik šilumos šaltinio parinkimas, bet ir visa visuma, t. y. Pastatų energinio naudingumo ekspertė G. Mikšienė pažymi, kad šilumos šaltinis negali būti tik dujinis katilas ar tik šildymas elektra. Jei vis tik užsakovas ar projektuotojas nenori atsisakyti tokio šildymo, tada prie šio scenarijaus turi būti pridėta atsinaujinančių išteklių energija, t. y.
Radiatoriai ir grindinis šildymas
Renovacijos ar naujos statybos metu namų šeimininkai dažnai susiduria su dilema - kokį šildymo sprendimą pasirinkti, kad jis būtų ne tik efektyvus, bet ir ekonomiškas. Radiatoriai, grindinis šildymas, šilumos siurbliai - pasirinkimų gausa kartais klaidina, todėl svarbu žinoti pagrindinius kriterijus, pagal kuriuos galima nuspręsti, koks sprendimas tinkamiausias konkrečiai erdvei.
Renkantis šildymo sistemą, visų pirma reikia įvertinti pastato šilumos nuostolius ir bendrą energijos poreikį. Radiatorių galingumo lentelė padeda apskaičiuoti, kiek kilovatų (kW) šilumos reikia kiekvienam kambariui, atsižvelgiant į jo plotą, lubų aukštį bei pastato šilumos savybes. Kiekvienas radiatorius turi savo šilumos perdavimo koeficientą, kuris nurodo, kiek šilumos jis išskiria esant tam tikram vandens ir oro temperatūrų skirtumui. Pavyzdžiui, jei jūsų kambarys yra 20 m² ploto ir pastatas yra gerai apšiltintas, jums gali pakakti maždaug 1,5-2 kW šildymo galios.
Norint tiksliai nustatyti, kokio galingumo šildymo įrenginys reikalingas, galima vadovautis bendromis formulėmis. Efektyviausi yra tie radiatoriai, kurie geriausiai atitinka konkrečios patalpos šilumos poreikius.
Taip, toks derinys yra populiarus. Grindinis šildymas užtikrina tolygų šilumos pasiskirstymą, o radiatoriai padeda greičiau sušildyti erdvę. Paprastai užtenka kartą per metus patikrinti, ar nėra oro sistemoje, ir kartą per kelis metus išplauti vidaus nuosėdas.
Radiatoriaus padėtis turi didelę reikšmę šilumos paskirstymui. Jei jis įrengtas po langu, šiltas oras kyla aukštyn ir stabdo šalto oro srautą nuo stiklo paviršiaus. Dažniausiai tai reiškia, kad sistemoje yra oro.
Šildymo sistemos pasirinkimas A+ klasės namui
A+ klasės būstui pasirenkami keli sprendimai:
- Saulės elektrinė
- Elektrinis katilas (6kW užtektų)
- Alternatyvus ir patogus šildymo šaltinis - granulinė krosnelė svetainėje (pabrangus elektra, padidėjęs šilumos poreikis šalčių metu ar pan.)
Arba:
- Šilumos siurblys oras vanduo (apie 7kW galios)
Tiek pirmu tiek antru atveju (po subsidijų) investicijos yra panašios.
Pagal pastatų energinės klasės STR reikalavimus tokios klasės namas vien pastato šildymas tiesiogiai elektra yra negalimas. Turima galvoje elektriniai radiatoriai arba elektrinis grindų šildymas ar elektrinis orinis šildymas. Tada namas neatitiks reikiamos energinės klasės. Yra tik viena galimybė, kad bus įrengtas kažkoks atsinaujinančios energijos šaltinis - pvz.: atitinkamo dydžio ir galios vėjo ar saulės (fotoelementų) elektrinė, kuri padengtų praktiškai visą metinį namo elektros poreikį.
Tačiau yra vienas priimtiniausias variantas - tai šilumos siurbliai. Šiuo metu pigiausias ir populiariausias sprendimas - oras-vanduo šilumos siurblys. Jis elektros sunaudoja 3-4 kartus mažiau, nei pagamina šilumos. Reikiamą namo šildymui šilumos galią galima priimti apytikriai apie 27-30 W/m2.