Przez lata w polskim budownictwie mieszkaniowym znacznie więcej uwagi poświęcano temu, jak zatrzymać ciepło zimą, niż temu, jak nie dopuścić do przegrzewania budynku latem. Bardzo dobra izolacja, szczelne okna i ograniczenie strat energii rzeczywiście zmniejszają zapotrzebowanie na ogrzewanie, ale nie gwarantują komfortu podczas kilkudniowej fali upałów. Jeżeli dom posiada duże przeszklenia od południa lub zachodu, niewystarczające zacienienie i nie ma możliwości skutecznego odprowadzania ciepła w nocy, temperatura może rosnąć każdego kolejnego dnia. Europejska Agencja Środowiska podkreśla, że Europa ociepla się ponad dwa razy szybciej niż średnia globalna, a fale upałów stają się częstsze, dłuższe i bardziej intensywne. Budynki muszą więc coraz częściej chronić mieszkańców nie tylko przed zimnem, ale również przed ekstremalnym gorącem.

Problem będzie narastał, ponieważ zwiększa się również liczba bardzo ciepłych nocy. To szczególnie ważne z punktu widzenia budynku. Dom może nagrzać się w dzień i oddać zgromadzone ciepło nocą tylko wtedy, kiedy temperatura zewnętrzna odpowiednio spada. Jeśli noc pozostaje gorąca, możliwości naturalnego chłodzenia są mocno ograniczone, a kolejne dni powodują kumulowanie energii w ścianach, stropach i wyposażeniu. EEA wskazuje, że liczba tropikalnych nocy, podczas których minimalna temperatura nie spada poniżej 20°C, zwiększa się w Europie i będzie dalej rosła. Dlatego projektowanie domu odpornego na upały powinno zaczynać się dużo wcześniej niż od decyzji o zakupie klimatyzatora. Najpierw trzeba ograniczyć ilość ciepła, które w ogóle dostanie się do wnętrza.

Jak ustawić dom i okna, żeby budynek nie przegrzewał się latem?

Orientacja budynku ma ogromne znaczenie, ponieważ różne elewacje są nagrzewane przez słońce w zupełnie inny sposób. Duże przeszklenia od południa mogą działać bardzo dobrze, jeżeli zostaną odpowiednio zacienione. Latem słońce znajduje się wysoko nad horyzontem, dlatego dobrze dobrany okap, balkon albo zewnętrzny daszek może ograniczyć bezpośrednie promieniowanie, a zimą - przy niższym położeniu słońca - pozwolić na wykorzystanie części darmowych zysków cieplnych. Znacznie trudniejsze są elewacje zachodnia i wschodnia. Promienie padają wtedy pod niskim kątem, więc klasyczny poziomy okap często nie daje wystarczającej ochrony. Krajowa Agencja Poszanowania Energii zwraca uwagę, że w takich miejscach szczególne znaczenie mają zewnętrzne żaluzje lub rolety.

Problem zaczyna się wtedy, gdy projekt domu podporządkowany jest niemal wyłącznie efektowi wizualnemu. Kilkumetrowa szklana ściana skierowana na zachód może zapewniać spektakularny widok i piękne światło wieczorem, ale podczas letniej fali upałów zamienia się w ogromny kolektor słoneczny. Promieniowanie przechodzi przez szybę, ogrzewa posadzkę, meble i ściany, a następnie energia pozostaje wewnątrz pomieszczenia. Samo zastosowanie potrójnego pakietu szybowego nie rozwiązuje tego problemu, ponieważ niski współczynnik przenikania ciepła U i ograniczenie przepuszczania energii słonecznej to dwa różne parametry. Już na etapie projektu warto więc analizować nie tylko powierzchnię okien, ale także ich orientację, współczynnik przepuszczalności energii słonecznej oraz możliwość skutecznego zacienienia.

Dlaczego rolety zewnętrzne i żaluzje fasadowe są skuteczniejsze od zasłon wewnętrznych?

Najskuteczniejsza ochrona przeciwsłoneczna działa przed szybą. Jeżeli promieniowanie zostanie zatrzymane przez roletę, żaluzję fasadową, markizę albo element architektoniczny znajdujący się na zewnątrz, znaczna część energii nie przedostanie się do wnętrza. Zasłona lub roleta materiałowa znajdująca się po wewnętrznej stronie okna działa później - promieniowanie zdążyło już przejść przez szybę i ogrzać przestrzeń pomiędzy szkłem a osłoną. Część energii zostanie odbita, ale część pozostanie w pomieszczeniu w postaci ciepła. Polskie warunki techniczne również rozróżniają skuteczność osłon wewnętrznych i zewnętrznych przy obliczaniu całkowitej przepuszczalności energii promieniowania słonecznego. Dla wielu typów żaluzji współczynnik redukcji promieniowania jest wyraźnie korzystniejszy przy zastosowaniu osłony zewnętrznej.

Dobrze zaprojektowane zacienienie nie musi przy tym oznaczać życia w ciemnym domu przez całe lato. Żaluzje fasadowe pozwalają regulować kąt lameli, dzięki czemu można odciąć bezpośrednie promienie słoneczne, pozostawiając dostęp do światła dziennego. Markizy mogą chronić duże przeszklenia tarasowe, a pergole i roślinność liściasta tworzyć sezonową osłonę. W zimie liście opadają, dzięki czemu słońce ponownie może dogrzewać budynek. W przypadku nowych domów ochronę przeciwsłoneczną najlepiej potraktować jako część architektury, a nie dodatek montowany dopiero po pierwszym upalnym lecie. Zewnętrzne osłony wymagają miejsca, odpowiednich nadproży, instalacji elektrycznej i przemyślanego sterowania. Zaplanowane od początku zwykle wyglądają lepiej i działają skuteczniej.

Czy bardzo dobra izolacja chroni dom przed upałem, czy może powodować jego przegrzewanie?

Dobra izolacja jest potrzebna zarówno zimą, jak i latem. Ogranicza przepływ ciepła przez dach i ściany, dzięki czemu podczas gorącego dnia energia z rozgrzanej powierzchni zewnętrznej wolniej przedostaje się do pomieszczeń. Szczególnego znaczenia nabiera dach, ponieważ przez wiele godzin jest bezpośrednio wystawiony na promieniowanie słoneczne. Dobrze zaizolowana przegroda dachowa może znacznie poprawić warunki na poddaszu w porównaniu z konstrukcją o niewystarczającej ochronie cieplnej. Problem nie polega więc na tym, że budynki energooszczędne są „za dobrze ocieplone”. Problem pojawia się wtedy, gdy świetnie izolowany i szczelny dom przyjmuje duże ilości energii przez okna i jednocześnie nie posiada skutecznego sposobu jej usunięcia.

Europejska Agencja Środowiska zwraca uwagę, że także nowe i dobrze izolowane budynki mogą się przegrzewać, jeżeli projekt nie uwzględnia jednocześnie zysków słonecznych, zysków wewnętrznych oraz strategii wentylacji. Dlatego projektowanie odporności na lato wymaga myślenia o całym budynku jako systemie. Izolacja ogranicza napływ ciepła przez przegrody, zacienienie chroni okna, odpowiednia wentylacja usuwa energię zgromadzoną wewnątrz, a masa termiczna stabilizuje temperaturę. Jeżeli zabraknie jednego z tych elementów, nawet bardzo energooszczędny dom może wymagać intensywnego chłodzenia. Największym błędem jest więc projektowanie parametrów wyłącznie dla styczniowych mrozów i zakładanie, że dobre wyniki zimowe automatycznie zapewnią komfort w lipcu.

Jak wykorzystać nocne chłodzenie domu podczas fali upałów?

Wentylacja nocna jest jednym z najprostszych sposobów pasywnego chłodzenia budynku. Jeżeli po zachodzie słońca temperatura zewnętrzna spada poniżej temperatury wewnętrznej, można wykorzystać chłodniejsze powietrze do usunięcia ciepła nagromadzonego w ciągu dnia. Najlepsze rezultaty zapewnia możliwość intensywnego przewietrzania całego budynku, szczególnie gdy okna znajdują się po przeciwnych stronach i powstaje rzeczywisty przepływ powietrza. Pomaga również wykorzystanie różnicy wysokości - ciepłe powietrze unosi się, dlatego otwarcie niższych i wyższych otworów może wspomagać naturalny ciąg. Zalecenia polskich służb podczas upałów również wskazują, aby zamykać okna w najgorętszej części dnia i otwierać je nocą oraz wcześnie rano, kiedy powietrze na zewnątrz jest chłodniejsze.

Ta metoda ma jednak ograniczenie, które będzie coraz ważniejsze wraz ze zmianą klimatu: podczas tropikalnej nocy na zewnątrz może być po prostu zbyt ciepło, żeby budynek skutecznie się wychłodził. Dlatego naturalna wentylacja nie powinna być jedynym zabezpieczeniem nowego domu. W budynkach z wentylacją mechaniczną warto projektować instalację z myślą o warunkach letnich i sprawdzić możliwość pracy w trybie ograniczającym niepotrzebny odzysk ciepła. W zależności od systemu stosuje się rozwiązania typu bypass oraz dodatkowe strategie chłodzenia. Ważna jest także ochrona pomieszczeń przed niepotrzebnymi zyskami wewnętrznymi. Piekarnik, komputer, oświetlenie i wiele innych urządzeń ostatecznie oddaje pobraną energię jako ciepło. Przy dobrze zabezpieczonym budynku właśnie zyski od ludzi i sprzętu mogą stać się zauważalną częścią bilansu cieplnego.

Czy ciężkie ściany i stropy pomagają utrzymać chłód podczas upałów?

Masa termiczna pozwala budynkowi reagować na zmiany temperatury wolniej. Betonowy strop, masywna posadzka czy ciężkie ściany mogą pochłaniać część energii pojawiającej się w ciągu dnia, dzięki czemu temperatura powietrza nie rośnie równie gwałtownie jak w bardzo lekkiej konstrukcji. Nie oznacza to jednak, że duża masa sama w sobie chłodzi budynek. Jeżeli przez kilka kolejnych dni do domu dostaje się więcej energii, niż można usunąć podczas nocy, masywne elementy stopniowo się nagrzewają. Po pewnym czasie zaczynają wręcz utrudniać szybkie obniżenie temperatury, ponieważ zgromadziły dużą ilość ciepła. Masa termiczna działa najlepiej w połączeniu z nocnym przewietrzaniem albo inną metodą odprowadzania energii.

Dlatego warto patrzeć na nią jako na bufor, a nie zamiennik zacienienia. Dom o dużej bezwładności może bardzo dobrze radzić sobie z pojedynczym gorącym dniem, ale podczas tygodniowej fali upałów potrzebuje możliwości „naładowania chłodem” podczas chłodniejszych godzin. Lekkie konstrukcje mają odwrotną charakterystykę - szybciej się nagrzewają, ale mogą też szybko oddawać ciepło, gdy warunki się poprawią. Nie istnieje więc jeden materiał budowlany gwarantujący komfort w każdych warunkach. Znacznie ważniejsze jest połączenie odpowiedniej izolacji, rozsądnej powierzchni przeszkleń, zacienienia i możliwości kontrolowania przepływu powietrza. Dopiero taki układ pozwala wykorzystać zalety masy termicznej zamiast oczekiwać, że sama grubość ściany rozwiąże problem letniego przegrzewania.

Czy jasny dach, drzewa i zieleń wokół domu rzeczywiście obniżają temperaturę?

Kolor i właściwości powierzchni mają znaczenie, ponieważ ciemne materiały mogą pochłaniać znaczną część promieniowania słonecznego. Dach wystawiony na pełne słońce może osiągać temperaturę wyraźnie wyższą od temperatury powietrza. Zastosowanie materiału o większej refleksyjności pozwala ograniczyć ilość pochłanianej energii, choć końcowy efekt zależy również od izolacji, konstrukcji dachu i wentylacji jego warstw. Podobną zasadę można stosować do nawierzchni otaczających budynek. Duży plac z ciemnej kostki lub asfaltu pochłania energię, a później oddaje ją przez wiele godzin. Teren z większą ilością zieleni nagrzewa się inaczej i może poprawiać lokalne warunki termiczne.

Jeszcze większe znaczenie mają drzewa. Odpowiednio rozmieszczona roślinność daje cień elewacji i oknom, a dodatkowo wykorzystuje energię w procesie ewapotranspiracji. EEA podkreśla rolę zieleni i rozwiązań opartych na naturze jako elementu ograniczania stresu cieplnego w miastach. Przy domu jednorodzinnym szczególnie wartościowe mogą być drzewa liściaste od strony zachodniej i południowo-zachodniej. Latem ograniczają dostęp niskiego popołudniowego słońca, natomiast zimą po utracie liści zacienienie jest znacznie mniejsze. Projektowanie odporności na upał nie kończy się więc na ścianach budynku. Zagospodarowanie działki, powierzchnia biologicznie czynna, lokalizacja tarasu i rodzaj nawierzchni mogą realnie zmieniać mikroklimat najbliższego otoczenia.

Czy klimatyzacja jest najlepszym sposobem ochrony domu przed coraz częstszymi falami upałów?

Klimatyzacja jest bardzo skutecznym narzędziem, ale najlepiej traktować ją jako ostatni element całego systemu. Jeżeli budynek posiada niezacienione przeszklenia, ogromne zyski słoneczne i niewystarczającą izolację dachu, urządzenie chłodnicze będzie przez wiele godzin walczyć z problemem, któremu można było częściowo zapobiec. Oznacza to większą wymaganą moc, wyższe zużycie energii oraz większe obciążenie sieci właśnie w czasie, gdy tysiące innych budynków również potrzebują chłodzenia. EEA rekomenduje podejście, w którym najpierw wykorzystuje się rozwiązania pasywne i zwiększa efektywność budynków, a aktywne systemy chłodzenia stosuje racjonalnie jako uzupełnienie.

Dobrze zaprojektowany dom może więc posiadać klimatyzację, ale potrzebować jej znacznie rzadziej. Zewnętrzne osłony zatrzymują promieniowanie, izolacja ogranicza napływ ciepła przez dach i ściany, nocna wentylacja obniża temperaturę konstrukcji, a drzewa chronią zachodnią elewację. Dopiero podczas najtrudniejszych okresów system aktywnego chłodzenia przejmuje kontrolę nad temperaturą. Takie rozwiązanie jest bardziej odporne również na ewentualną awarię urządzenia lub przerwę w dostawie energii. Budynek bez żadnej ochrony pasywnej może po wyłączeniu klimatyzacji nagrzewać się bardzo szybko, natomiast właściwie zaprojektowany dom przez dłuższy czas zachowuje warunki możliwe do zaakceptowania.

Jak projektować dom dzisiaj, żeby nadal był komfortowy podczas upałów za 20 lub 30 lat?

Najważniejszą zmianą powinno być odejście od projektowania budynku wyłącznie na podstawie klimatu znanego z poprzednich dekad. Dom oddawany do użytkowania w 2026 roku prawdopodobnie będzie funkcjonował również w latach 2050. Tymczasem EEA prognozuje dalszy wzrost liczby gorących dni, tropikalnych nocy i długotrwałych epizodów ekstremalnego ciepła w Europie, przy czym szczególnie duże względne zmiany mogą dotyczyć także Europy Środkowej. Oznacza to, że odporność na przegrzewanie powinna stać się jednym z podstawowych kryteriów projektu - podobnie jak ochrona cieplna zimą, wilgoć, akustyka czy bezpieczeństwo konstrukcji.

Dobry projekt powinien być sprawdzany nie tylko pod kątem rocznego zużycia energii, lecz także temperatur osiąganych wewnątrz podczas kilku następujących po sobie gorących dni i nocy. Warto analizować scenariusze, w których mieszkańcy nie korzystają przez cały czas z aktywnego chłodzenia. Odpowiednia orientacja budynku, ograniczenie niepotrzebnych przeszkleń od zachodu, zewnętrzne zacienienie, dobra izolacja, przemyślana masa termiczna, możliwość skutecznej wentylacji nocnej i zieleń wokół domu powinny tworzyć jeden system. Dom odporny na upały nie jest budynkiem, który posiada najmocniejszy klimatyzator. Jest budynkiem, który przede wszystkim nie pozwala słońcu i gorącemu powietrzu łatwo zamienić wnętrza w szklarnię, a aktywnego chłodzenia potrzebuje dopiero wtedy, gdy rozwiązania pasywne osiągną swoje granice.