Ogólnoświatowe trendy zmierzające do tworzenia jak najbardziej energooszczędnych budynków spowodowały, że działające w branży ekologicznych instalacji grzewczych firmy rozpoczęły wyścig o wybudowanie domu, który byłby całkowicie niezależny od tradycyjnych źródeł energii. Jedną z prób wybudowania i eksploatacji takiego budynku podjęła firma Daikin Europe N.V.

Zerowy bilans energii netto w budynku DAIKIN Europe N. V.źródło: Daikin

W pracach projektowych udział wzięły instytuty badawcze, które opracowały koncepcję domu o bilansie energetycznym zero. Wykonawstwem wszystkich instalacji zajęła się firma Daikin. W końcu lutego 2012 roku, po pełnym roku funkcjonowania budynku sporządzono zbiorczy raport. Jego wynik zaskoczył nawet samych naukowców. Budynek wytwarzał więcej energii niż zużywał, przy jednoczesnym zapewnieniu komfortowej temperatury w różnych porach roku.

Koncepcja nZEB

Koncepcja nZEB oznaczająca budynek o zerowym bilansie netto energii pojawiała się w pracach naukowych już od jakiegoś czasu. Jednak dopiero postęp jaki dokonał się w tworzeniu systemów ogrzewania wykorzystujących energię odnawialną pozwolił na urzeczywistnienie tej zdawałoby się jeszcze niedawno fantastycznej teorii. Dziś wiadomo już, że to nie utopia, ale realna możliwość budowania domów, które nie przyczyniają się do degradacji środowiska naturalnego. Budynek testowy powstał w niemieckim Harten. Z założenia miał być to obiekt użytkowy. Na parterze zlokalizowano w nim magazyn, nad nim zaś umieszczono biura. Architektura całości nawiązywała do planu otwartego, pozbawionego wewnątrz solidnych przegród. Przy budowie starano się poprawić nieco parametry zawarte w niemieckiej normie EnEV. Skupiano się raczej na zmniejszaniu obciążeń energetycznych obiektu niż na zapewnieniu mu maksymalnej szczelności. Zastosowano miedzy innymi nienagrzewający się dach, przesłony słoneczne na fasadach, opcję chłodzenia w systemie wentylacyjnym z odzyskiwaniem ciepła.

Redukcja zużywanej energii do minimalnego poziomu

Oprócz zmniejszenia obciążeń bardzo ważna stała się redukcja zużywanej energii do minimalnego poziomu. Aby to osiągnąć, zastosowano rozwiązania złożone z urządzeń aktywnych, przede wszystkim pomp ciepła, które odpowiednio dobrane i ustawione miały zapewniać komfort cieplny. W ogrzewaniu podłogowym wykorzystano pompę ciepła Daikin Altherma typu powietrze-woda, której temperatura była ustawiona na równą temperaturze otoczenia. Z kolei właściwą wilgotność powietrza oraz usuwanie nadmiaru wilgoci zapewniała pompa ciepła Daikin VRV III typu powietrze-powietrze. Aby dobrać odpowiednią temperaturę dla każdego biura, wyposażono je w oddzielne stacje tego typu urządzeń. Ważnym zagadnieniem była także wentylacja budynku, w której wykorzystano systemy wentylacji Daikin WAM z funkcją odzyskiwania ciepła.

Aby uzyskać budynek nZEB, konieczne było także zamontowanie urządzeń pozwalających na uzyskiwanie energii. Postawiono tu na sprawdzone baterie słoneczne z cienką warstwą fotowoltaiczną, których sprawność zwiększono przez użycie powłoki odblaskowej Zeffle firmy Daikin. Cały system miał kompensować zużycie energii, jakie następowało w wyniku działania ogrzewania, wentylacji i oświetlenia.

Obiektywne testy

Ponieważ budynek w Harten był pierwszym tego typu obiektem na świecie do wykonywania testów zaproszono aż pięć instytutów naukowych z całej Europy. W badaniach prowadzonych przez cały rok, we wszystkich warunkach pogodowych i przy ekstremalnym rozkładzie temperatur, od najzimniejszych dni zimy po najgorętsze w lecie brały udział Instytut Fraunhofera ds. Środowiska, Bezpieczeństwa i Energotechniki, Instytut Fraunhofera ds.Fizyki Budowlanej (IBP), Politechnika Dortmundzka, CETITAT we Francji oraz Uniwersytet Manchester z Wielkiej Brytanii. Naukowcy zamontowali czujniki we wszystkich biurach, na różnych wysokościach tak, by otrzymać jak najpełniejsze wyniki. Uzupełnieniem pomiarów sprawności energetycznej były wykonywane wśród pracujących w budynku ankiety dotyczące komfortu termicznego.

Wynik: dodatni bilans energii netto po upływie roku

Po prowadzonych przez cały rok pomiarach i szczegółowym opracowaniu otrzymanych rezultatów naukowcy ze wszystkich pięciu ośrodków wydali zgodna opinię, że budynek osiągnął dodatni bilans energii netto. Oznacza to, że wyprodukował on więcej energii niż spożytkował. Nadwyżka wyniosła 977 kWh. Według słów jednego z naukowców, Hansa Erhorna z IBP Fraunhofera dowiedziono, że projektanci i budowniczy obiektu osiągnęli swój cel. Na potwierdzenie przytacza dane, mówiące o tym, że z baterii solarnej otrzymano 38,5 kWh/m2 energii elektrycznej, a wszystkie działające urządzenia zużyły jej łącznie 36,7 kWh.m2.

Sukcesu nie dałoby się osiągnąć bez zastosowani pomp ciepła firmy Daikin. Podkreślał to w wywiadzie Peter Schwerdt z Instytutu Frauhoffera. Według jego opinii pompy ciepła typu powietrze-woda i powietrze-powietrze to doskonały wybór do domów nZEB. Zwrócił też uwagę, że ich stosowanie wiąże się z możliwością elastycznego dostosowywania temperatury wewnątrz budynków do panujących na zewnątrz warunków pogodowych. Z kolei Anne Tissot z CETIAT wskazała na ogromne znaczenie komfortu cieplnego w pomieszczeniach. Zastosowanie nowatorskich urządzeń nie przeszkodziło w jego uzyskaniu, a przebywające w biurach osoby podkreślały doskonałą jakość powietrza.