Blog

1 stycznia, 2021

Fotowoltaika w budownictwie pasywnym na przykładzie hal

Budownictwo pasywne ma swoje początki w XX w. Wtedy właśnie w celu poprawy komfortu cieplnego oraz zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza zaczęto szukać rozwiązań pozwalających na jak najpełniejsze wykorzystanie pasywnych źródeł energii, przede wszystkim energii słonecznej, ale także ciepła ludzkiego ciała czy ciepła pracujących maszyn.

Zalety

W dzisiejszych czasach rośnie znaczenie kolejnej cechy budownictwa pasywnego - mowa o energooszczędności. Coraz wyższe ceny gazu ziemnego lub węgla połączone są bezpośrednio z rosnącymi kosztami ogrzewania budynku czy CWU. Jeżeli dodamy do tego rokroczny wzrost energii elektrycznej, to okazuje się, że z punktu widzenia inwestora znacznie bardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest w nowszą technologię, która w przyszłości zagwarantuje niższe koszty utrzymania budynku.

Stosowane rozwiązania

Rozważając inwestycję w budowę hali pasywnej należy uwzględnić już na etapie projektowania pełne wykorzystanie naturalnych warunków środowiska. Z tego też powodu hala powinna mieć jak najprostszą konstrukcję zbudowaną najlepiej na planie prostokąta. Ogranicza to występowanie mostków cieplnych oraz umożliwia najlepsze docieplenie i uszczelnienie budynku, aby współczynnik przenikania ciepła był nie większy niż 0,15 W/m2K.
Dach hali pasywnej powinien być dachem jednospadowym skierowanym na południe lub dachem dwuspadowym wschód-zachód. Na dachu powinno być miejsce na duże świetliki, przez które będą wpadały promienie słoneczne, co zapewni oświetlenie oraz ogrzewanie wnętrza hali. Do tego ważne jest rozmieszczenie na budynku kolektorów słonecznych oraz paneli fotowoltaicznych, które poprzez konwersję energii słonecznej dostarczą do hali ciepło oraz energię elektryczną.
W budownictwie pasywnym ważne jest także odpowiednie zaplanowanie wnętrza obiektu. Miejsca wymagające większej ilości światła, gdzie często przebywają pracownicy, jak np. pomieszczenia biurowe, powinny być usytuowane na południowej stronie budynku, z kolei pomieszczenia rzadko użytkowane mogą znaleźć się po stronie północnej.
Wartym rozważenia rozwiązaniem jest też tzw. ściana Trombe’a, która pozwala na wykorzystanie warunków naturalnych do darmowego ogrzewania wnętrza hali. Taka ściana składa się z kilku warstw. Pierwsza, wewnętrzna warstwa, może być standardową ścianą budynku pomalowaną na czarny kolor, natomiast część zewnętrzna musi być całkowicie przeszklona. Pomiędzy tymi warstwami znajduje się komora wypełniona powietrzem, które pełni rolę magazynu ciepła. Promienie słoneczne przenikając przez szkło nagrzewają powietrze oraz powierzchnię ściany. Naturalnym jest, że ściana Trombe’a umożliwia transport ciepła do budynku hali podczas zimy i tym samym darmowe ogrzewanie. Latem takie zjawisko przestaje mieć jednak pozytywny wpływ, a wręcz zaczyna przeszkadzać. Gdy temperatury powietrza przekraczają 30°C korzystniejsze jest ograniczenie promieniowania słonecznego wpadającego do budynku. Dlatego też nad ścianą Trombe’a buduje się daszki, które zamontowane pod odpowiednim kątem zimą nie przesłaniają promieni nisko położonego słońca, a latem, gdy słońce jest wysoko, dają cień i chronią przed nagrzewaniem się powierzchni budynku.

Budownictwo pasywne a fotowoltaika i pompy ciepła

Warunki naturalne jakie występują w Polsce nie gwarantują możliwości całkowitego odcięcia się od źródeł niepasywnych, dlatego też ciekawym rozwiązaniem jest inwestycja w pompę ciepła współpracującą z instalacją fotowoltaiczną.
Pompa ciepła zimą pompuje ciepło do wnętrza budynku, natomiast latem wypompowuje nadmiar ciepła na zewnątrz, co zapewnia komfort cieplny przez cały rok. Przy okazji wykorzystywany jest odzysk ciepła z wentylacji np. poprzez zastosowanie rekuperatora, co sprawia, że pompa ciepła nie jest urządzeniem drogim w użytkowaniu. Dodatkowo w połączeniu z fotowoltaiką można niemal całkowicie wyeliminować koszty ogrzewania, ponieważ energia elektryczna niezbędna do działania pompy może być za darmo wyprodukowana przez moduły fotowoltaiczne.

Opłacalność

Światowe trendy wskazują, że rozwiązania te stają się z roku na rok coraz bardziej opłacalne. Systemy wsparcia oraz rozwój technologii sprawiają, że koszty poniesione na zbudowanie hali pasywnej maleją, skraca się też okres zwrotu inwestycji. Już sam montaż modułów fotowoltaicznych to inwestycja, która zwróci się w 5 do 7 lat przy okresach gwarancji sięgających nawet 25 - 30 lat. Dodatkowo hala wykonana w standardzie pasywnym to gwarancja zapotrzebowania na energię użytkową poniżej 15 kWh/m2/rok, co pozwala na zwiększenie efektywności energetycznej przy jednoczesnym zmniejszeniu zapotrzebowania na energię.

Fotowoltaika na dachu hali

Do tej pory fotowoltaika na dachach hal nie była mile widziana przez inwestorów. Systemy montażowe ingerowały w poszycie dachu, co sprzyjało występowaniu przecieków. Do tego firmy odpowiedzialne za konstrukcje dachu nie były w stanie zapewnić ciągłości gwarancji po montażu instalacji fotowoltaicznej, który wykonała firma zewnętrzna. Alternatywą były systemy balastowe, jednak te, ze względu na swoją masę, nadawały się do użycia tylko na dachach hal specjalnie projektowanych i dodatkowo wzmacnianych pod montaż fotowoltaiki.
Firma MCM Fotowoltaika wdraża nowe, przełomowe rozwiązanie systemu na dachu w postaci płyt montażowych, które zgrzewane do membrany lub papy dają bezpieczeństwo montażu, nie ingerują w poszycie dachowe, a ciężar instalacji nie przekracza 12 kg/m2. Dodatkowo dzięki współpracy z konstruktorami z MCM Project jesteśmy w stanie znaleźć optymalne rozwiązanie dla każdej hali, mając na uwadze zarówno szczegóły związane z energooszczędnym budownictwem pasywnym, jak i dobór odpowiedniej instalacji fotowoltaicznej, co zapewnia naszym klientom dość szybki i pewny zwrot inwestycji.