Kominek czy piec – właściwy wybór w budynkach energooszczędnych

26 lutego 2015
klasyczny-piec-kaflowy Klasyczny piec kaflowy

O ile w budynkach o przeciętnych parametrach cieplnych wybór kominka czy pieca zależy zwykle od gustu lub możliwości finansowych, o tyle w przypadku budynków energooszczędnych i pasywnych należy brać pod uwagę wiele innych dodatkowych czynników. Właściwy wybór pozwoli cieszyć się żywym ogniem bez nadmiernego ogrzewania czy straty powietrza również w domach o wysokiej izolacji termicznej oraz powietrznej. Międzynarodowe regulacje w zakresie zużycia energii, jak również zmniejszające się zasoby ropy naftowej i gazu ziemnego, stanowią główne przyczyny wzrostu cen poszczególnych źródeł energii, a tym samym powodują stały wzrost cen energii cieplnej. Odpowiedź na te trendy stanowią w ostatnim czasie poszukiwania rozwiązań zmniejszających energochłonność budynków, jak również alternatywne źródła energii, których eksploatacja nie jest zależna od spalania paliw kopalnych.

Kominek w domu energooszczędnym

może służyć jako główne lub uzupełniające źródło ciepła. Do kategorii budynków energooszczędnych zaliczamy te, które do osiągnięcia komfortowych warunków cieplnych wymagają zużycia nie więcej niż 50kWh/m2 energii rocznie. W budynkach pasywnych zużywa się ok. 5 do 15 kWh/m2 rocznie.

Jakie kominki należy stosować w budynkach energooszczędnych?

Najczęściej stosowanym alternatywnym źródłem ciepła w konwencjonalnych domach jest kominek ogrzewający powietrze. Do pomieszczeń o niskim zużyciu energii oraz w domach pasywnych zastosowanie jego podstawowego wariantu nie jest właściwe. Kominek klasyczny – nie! 

Dlaczego? Powodów jest kilka. Pierwszym jest preferowane przez klientów duże przeszklenie wkładu do kominka, pozwalające cieszyć się widokiem ognia w całej okazałości. Niestety, wkład kominkowy traci przez przednią szybę ok. 30 – 60 % swojej mocy termicznej. Wyobraźmy sobie, że powierzchnia pokoju dziennego wynosi 40 m2, a jego maksymalne straty ciepła osiągają 40 m2 x 50 W/m2, a więc 2 000 W. Załóżmy, że wkład do kominka zamontowanego w tym pomieszczeniu posiada moc 10 kW, oraz ma średnie przeszklenie, przez które emitowane jest 40 % całkowitej energii. Przy mocy 10 kW przez szybę wypromieniuje 4 000 W energii cieplnej. Ponieważ maksymalne straty ciepła wynoszą 2 000 W, mamy do dyspozycji dwukrotnie więcej ciepła (tylko przez sama szybę) niż wynoszą potrzeby energetycznego naszego pomieszczenia. Nawet jeżeli nadwyżkę ciepła z wkładu kominkowego udało się rozprowadzić do pozostałych części domu, to moc 10 kW cały czas przekracza o 2,5 kW maksymalne straty ciepła modelowego domu (powierzchnia użytkowa 150 m2, maksymalne straty ciepła 50 W/m2). Faktem jest, że moc wkładów podlega regulacji – jednak działa ona tylko w określonym zakresie.

Jeżeli chcemy uzyskać wymarzony widok płonących polan, potrzebujemy przynajmniej średniego przeszklenia kominka, gdzie dolna granica regulacji mocy w większości wkładów kończy się na poziomie 6 – 7 kW. Nie jest to wynik najgorszy, biorąc pod uwagę całkowity bilans energetyczny. Należy jednak uwzględnić dwa czynniki.

  1. Pierwszy – udział emisji ciepła przez szybę osiąga zwykle ok. 2,4 – 2,8 kW, co stanowi więcej niż wynoszą potrzeby energetyczne pokoju dziennego, nawet przy temperaturach granicznych.
  2. Drugi – moc 6 -7 kW przy 70 % sprawności spalania odpowiada ok. 2 do 2,3 kilogramom drewna, co stanowi ok. dwa średnie polana. Przy zastosowaniu takiej ilości paliwa widok ognia z kominka nie będzie jednak imponujący. Z doświadczenia wiemy, że najlepszy efekt wizualny uzyskuje się stosując przynajmniej ok. 5 kg drewna.

Powyższe argumenty stanowią zasadniczy powód, dla którego podstawowa wersja kominka ogrzewającego powietrze nie nadaje się do budynków energooszczędnych – pod uwagę można byłoby brać wyłącznie mniejsze wkłady z przeszkleniem. Z tego względu zabudowa klasycznego kominka ogrzewającego powietrze nie stanowi dobrego rozwiązania. W tej sytuacji zalecanym rozwiązaniem jest stosowanie elementów oddających ciepło bez obiegu ciepłego powietrza.

Kominki w budynkach pasywnych 

sm4_budynekTrendy w zakresie alternatywnych źródeł ciepła dla budynków energooszczędnych są jednoznacznie ukierunkowane na wykorzystanie akumulacyjnych promienników ciepła. Chodzi o akumulacyjne piece i kominki kaflowe lub otynkowane, które są zbudowane w formie hypokaustum (to najstarszy znany sposób ogrzewania powstały w czasach starożytnego Rzymu) oraz warianty hybrydowe elementów grzewczych, z wykorzystaniem specjalnego żeliwnego wkładu do pieca kaflowego, gdzie odprowadzenie ciepła z części akumulacyjnej odbywa się również za pomocą hypokaustum. Hypokaustowy kominek wykorzystuje cyrkulację ogrzanego powietrza w zamkniętej przestrzeni, czyli wewnątrz obudowy. Spalanie drewna w piecach kaflowych odbywa się regularnie – odpowiednią ilość drewna nalezy dokładać co 12 godzin (rano i wieczorem). Drzwiczki pieca są mniejsze lub zabezpieczone podwójną szybą, która zasadniczo ogranicza emisję ciepła. Ilość dokładanego drewna może być dużo większa, gdyż energia nie jest oddawana do otoczenia momentalnie, a czas jej emisji jest rozłożony na okres 8 lub 12 godzin. Spalając 8 kg drewna, całkowita wykorzystana moc przy sprawności pieca na poziomie 80 % (1 kg drewna = 4kW/h) wynosie 25,6 kW. Energia uzyskana w wyniku spalania jest zgromadzona w masie szamotowej pieca i z tego miejsca jest stopniowo uwalniana przez jego ściany. Moc 25,6 kW w czasie 12 godzin oznacza, że piec będzie ogrzewał dom z mocą 2,13 kW na godzinę. Jest to zdecydowanie bliższe naszemu zapotrzebowaniu. Oczywiście mamy tu już większą możliwość regulacji ze względu na rozłożenie emisji energii na dłuższy interwał czasowy. Przykładowo, przy ilości 5 kg drewna i okresie 12 godzin, moc wynosi 1,33 kW na godzinę, przy ilości 8 kg – 2,13 kW, a przy ilości 10kg – 2,66 kW. Możliwość dostarczania energii w dłuższym interwale czasowym stanowi niebywałą zaletę i predysponuje piec kaflowy z masą akumulacyjną jako właściwy element grzewczy do budynku energooszczędnego. Również inne czynniki stanowią o tym, że piec kaflowy to odpowiednie źródło ciepła dla Państwa domu.

Czy w domu pasywnym może być kominek?

Tak pod warunkiem, że nie będzie to zwyczjany kominek a piec, który gwarantuje ciepło wysokiej jakości, bez niezdrowego ruchu powietrza i z możliwością ogrzewania kilku pomieszczeń. Nowoczesny piec lub jak ktoś woli pieco-kominek świetnie sprawdza się w budynkach stale zamieszkiwanych i można go wybudować dla dwóch pięter, co pozwoli zapewnić rozprowadzenia ciepła w całym domu. Piec nie wysusza powietrza, tak jak ma to miejsce w przypadku ogrzewania klasycznym kominkiem, gdyż pomieszczenia ogrzewane są z wykorzystaniem niskich zewnętrznych temperatur. Jeżeli zdecydujesz się na zastosowanie hypokaustum, pomyśl o tym już w momencie projektowania domu. Aby w pełni wykorzystać jego zalety, a także zmniejszyć koszty budowy, należy przygotować mu miejsce w centralnej części budynku.

Wariant klasyczny pieca kaflowego

klasyczny piec kaflowyKlasyczny projekt pieca kaflowego jest najstarszy, ale jednocześnie, z punktu widzenia wartości zdrowotnych, stanowi wciąż najlepsze rozwiązanie technologiczne. Nawet 80% ciepła generowanego w piecu kaflowym, jest rozprowadzane poprzez promieniowanie ścian pieca, a tylko pozostała część, ok. 20%, w wyniku przepływu powietrza wokół jego ścian. Piec ten składa się z paleniska i kanałów dymowo grzewczych. Do ich wykonania używa się różnych materiałów – od kształtek szamotowych do specjalnych kształtek z betonów żaroodpornych lub wyjątkowych ceramicznych systemów modułowych KMS firmy Ortner (najlepszy produkt do ciągów spalinowych). W zależności od jakości i ilości materiału, piec kaflowy nabywa odpowiednią zdolność akumulowania ciepła i emitowania go w odpowiednim czasie. Wskutek tego możliwe jest jednorazowe spalenie większej ilości drewna i stopniowe odzyskiwanie energii w pomieszczeniu. Tym sposobem uzyskujemy piękny wygląd ognia przez duże drzwiczki z podwójnym przeszkleniem i jednocześnie, w momencie spalania większej ilości drewna, magazynujemy nadwyżkę energii. Podwójne przeszklenie drzwiczek znacznie ogranicza przenikanie ciepła przez szybę i w ten sposób możemy uzyskać stosunkowo duże przeszklenie bez efektu nadmiernego nagrzewania pomieszczenia z ograniczonym zapotrzebowaniem na ciepło. Wariant klasyczny pieca jest właściwy do przestrzeni, gdzie nie jest konieczne ogrzewanie innych pomieszczeń np. na piętrze.

Wariant hybrydowy pieco-kominka 

palenisko-ceramiczne-etna-z-wymiennikiem-konwekcyjnym

W przypadku tego wariantu występuje wyraźna różnica, w stosunku do wariantu klasycznego kominka z wkładem grzewczym, który zastąpiono ceramicznym paleniskiem. Wkłady grzewcze do pieców kaflowych lub kominków akumulacyjnych (nie należy go mylić z wkładem do kominka), są konstruowane z naciskiem na jak najwyższą temperaturę końcową, aby ilość podłączonych ciągów spalinowych była jak największa. Wariant hybrydowy, dzięki zastosowaniu stalowego wymiennika nad paleniskiem, posiada większy udział ciepłego powietrza. Za pomocą systemu hypokaustowych kanałów powietrznych możemy je rozprowadzić do innych pomieszczeń i w ten sposób osiągnąć lepszą dystrybucję energii. Nie jest to klasyczny system rozprowadzenia ciepłego powietrza, lecz cyrkulacja powietrza w zamkniętych komorach. Rozgrzane powietrze oddaje w innych pomieszczeniach energię przez płaszczyzny grzewcze, a następnie ochłodzone wraca do korpusu. We wszystkich pomieszczeniach większość ciepła pochodzi z promieniowania, co ma znaczący wpływ na jakość atmosfery w pomieszczeniu oraz na zdrowie mieszkańców.

 

 

Te warianty pieco-kominków znajdują zastosowanie w domach normalnych, energooszczędnych oraz energetycznie biernych. Zarówno wariant klasyczny, jak i hybrydowy to zaawansowane technicznie urządzenia, których wykonanie należy zlecić doświadczonym zdunom.

 

Piecyk kominowy

Piecyki kominkoweJeżeli nie chcesz inwestować w złożoną konstrukcję, alternatywę mogą stanowić specjalne piecyki kominkowe, przystosowane konstrukcyjnie do stosowania w budynkach ocieplonych, o mocy odpowiadającej parametrom budynków energooszczędnych lub pasywnych – uzyskujemy od nich tylko aktywne ciepło przy minimalnym zużyciu energii. Kluczowa jest tu zwłaszcza szczelność w eksploatacji, co gwarantuje specjalna konstrukcja drzwiczek. W piecykach kominkowych dla budynków energooszczędnych oraz biernych energetycznie drzwiczki powinny zamykać się same, co z jednej strony zmniejsza zadymienie wnętrza przy dokładaniu drewna, a z drugiej zapobiega odbiorowi powietrza z pomieszczenia. Niezbędny ruch powietrza do spalania zapewnia oddzielne źródło zewnętrzne. W przypadku domów pasywnych właśnie ten element stanowi kluczowy parametr, gdyż pobór powietrza przez nieszczelną konstrukcję powoduje powstawanie niekorzystnego podciśnienia.

Jeżeli przy wyborze piecyka kominkowego uwzględniasz elementy wystroju, proponujemy zastosowanie materiałów naturalnych, np. piaskowców, granitów i różnego rodzaju egzotycznych skał wulkanicznych, które maja podwójna zaletę – z jednej strony tworzą masę akumulacyjna piecyka, a z drugiej pozwalają na gustowne urządzenie dominującego elementu wystroju Twojego domu.

1