Architektura domu sprzyja ponadstandardowym wymaganiom związanym z pozyskiwaniem energii ze źródeł odnawialnych i zapewnieniem samowystarczalności energetycznej.
Prezentowany budynek jest małym domem o powierzchni mieszkalnej wynoszącej 150 m2. Budynek zaprojektowano dla czteroosobowej rodziny. Zaprojektowano w nim niezbędną przestrzeń, równocześnie dbając o funkcjonalny układ pomieszczeń.
Bryła budynku
Budynek składa się z dwóch brył oddzielonych konstrukcyjnie i termicznie od siebie: części mieszkalnej ogrzewanej oraz nieogrzewanej części gospodarczej, w której zlokalizowany jest garaż jednostanowiskowy.
Bryła mieszkalna jest na rzucie prostokątna, zwieńczona jest dachem jednospadowym o spadku 35° w kierunku południowym. Nachylenie 35° jest optymalnym kątem ze względu na wydajność systemów solarnych, czyli ilości energii cieplnej możliwej do wykorzystania. Większość okien znajduje się od strony południowej – sprzyja to dodatkowym zyskom słonecznym.
Część techniczna (nieogrzewana) zlokalizowana jest od strony północnej, jak również na fragmencie zagłębiona w terenie – co dodatkowo sprzyja izolacyjności cieplnej.
Pasywne techniki kumulowania energii i przewietrzania domu
Forma budynku jest zwarta, wskaźnik kształtu A/V jest bardzo niski i wynosi 0,46. Brak jest również w obiekcie dodatkowych mostków termicznych. Układ funkcjonalny został zaprojektowany także zgodnie z zasadami dla budynków pasywnych, czyli pomieszczenia techniczne oraz gospodarcze umieszczone zostały od północy. Pokoje, w których przebywają mieszkańcy, znajdują się przede wszystkim od strony południowej. Budynek został zaprojektowany w ten sposób, aby wykorzystywać w sposób pasywny energię cieplną w miesiącach grzewczych, ale również zadbano o to, aby budynek nie przegrzewał się w lecie.
Aktywne technologie generowania energii
Budynek wyposażono w aktywne systemy wytwarzania energii – kolektory solarne oraz moduły fotowoltaiczne. Nadwyżki energii cieplnej wytworzonej w kolektorach są akumulowane w gruntowym zbiorniku energii cieplnej. Budynek również może być wyposażony w instalację zbierania i wykorzystywania wody opadowej.W odróżnieniu od standardowych rozwiązań zwanych BAPV (ang. Building Applied Photovoltaics), gdzie wykorzystwane są typowe moduły fotowoltaiczne w ten sposób, że nie stanowią integralnego elementu budynku (tzn. mogą być zamontowane i zdemontowane w każdym etapie), na dachu zastosowano panele BIPV (ang. Building Integrated Photovoltaics). Nie są to zamocowane dodatkowo urządzenia, ale tworzą z obiektem jednolitą strukturę i są wykorzystane architektonicznie. W obecnej chwili zazwyczaj spotykane na rynku technologie ogniw fotowoltaicznych to ogniwa monokrystaliczne (w kolorze czarnym), polikrystaliczne (różnokolorowe), amorficzne lub moduły typu thin film (dostępne również w wielu kolorach).
Powierzchnia dachu jest w pełni wystarczająca, aby zapewnić roczne zapotrzebowanie domu na energię elektryczną. W budynkach jednorodzinnych większość energii jest produkowana w czasie, kiedy jest na nią najmniejsze zapotrzebowanie. Dlatego budynek taki powinien być przyłączony do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej, która pełni rolę bufora.
W przypadku energii cieplnej generowanej przez kolektory słoneczne stosuje się roczne magazyny energii (STES z ang. Seasonal Thermal Energy Storage). Są to zazwyczaj zasobniki gruntowe lub wodne, gdyż woda z powodu dostępności, kosztów i właściwości fizycznych jest bardzo dobrym medium energii. Użycie wody ma ograniczenia, ponieważ rozpiętość temperatur, którą można wykorzystać wynosi około 50°C (40°C - 90°C ). Metr sześcienny (1m3) wody w tym zakresie temperatur kumuluje około 75,5 kWh energii. Dla domu pasywnego o wielkości 150 m2 wymagane jest około 2,2 MWh energii cieplnej, co wymaga zastosowania zbiornika o poj. około 30 m3.
Bilans energetyczny (zapotrzebowanie i produkcja) projektu domu energooszczędnego i zeroenergetycznego ZEH1 wynosi zero, a w sprzyjających warunkach może być dodatni.
