Sektor budownictwa odpowiada za 1/3 łącznego zużycia energii. Zły stan większości istniejących budynków oraz nowo wznoszonych (najbardziej energochłonne w UE)1 ma bezpośrednie przełożenie na duże zużycie energii, tym samym w dalszym ciągu małą efektywność energetyczną. Zapotrzebowanie na energię pierwotną dla budynku jednorodzinnego, ogrzewanego niskotemperaturowym kotłem gazowym, jest w Polsce o 30% większe niż w Szwecji, a dla budynku wielorodzinnego różnica ta wynosi 25%. Warto dodać, iż klimat w Szwecji jest surowszy niż w naszym kraju. W przypadku wymagań dotyczących energooszczędności w porównaniu z innymi naszymi sąsiadami – Niemcami czy Duńczykami, też wypadamy blado. Z uwagi na taki stan rzeczy, zasadnym jest podjęcie działań mających na celu skuteczne ograniczenia jej zużycia, poprzez wprowadzenie konkretnych zapisów prawnych wymuszających na uczestnikach procesu budowlanego ich egzekwowanie. Dyrektywa 2010/31/UE wprowadza obowiązek stosowania standardu budynku prawie zeroenergetycznego (ang. nearly zero-energy building). Niemal zerowa lub bardzo niska ilość wymaganej energii, powinna pochodzić w bardzo wysokim stopniu z energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu;
Co to jest budynek zeroenergetyczny?
To budynek samowystarczalny pod względem energetycznym, nie wymagający dostarczania energii z konwencjonalnych źródeł energii zarówno do ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej, jak również oświetlenia, a nawet do zasilania sprzętu AGD.
Słowo prawie jest słowem kluczowym, gdyż budynek zero energetyczny, moim zdaniem, jest możliwy do zbudowania jedynie w określonych warunkach lokalizacyjno– techniczno-technologicznych. 1 Energy performance requirements for New buildings In 11 countries from central Europe – exemplary Comparison of tfree buildings, Tobias Loga, Dr. Jens Knissel, dr. Nikolaus Diefenbach, Institut Wohnen Und umwelt GmBH darmstad, 5th December 2008 Zatem w stosunku do obecnych wymogów i technologii, będziemy musieli wprowadzić takie regulacje prawne i rozwiązania techniczne, które pozwolą na obniżenie wartości EP do poziomu optymalnego, czyli do uzyskania 30–50KWh/m2/rok, a być może jeszcze mniej. Warto, dodać, że poziom optymalny pod względem kosztów, jest warunkiem podstawowym, jaki musi być w tym aspekcie spełniony. W tym momencie nasuwa się też pytanie, czy wartość 30KWh/m2/rok jest dla nas „do przyjęcia”, i czy być może, jesteśmy w stanie projektować jeszcze bardziej efektywne budynki? I jak duży będzie w nich udział energetyki rozproszonej, oraz o ile będą one droższe od budynków budowanych dzisiaj? Orientacyjny wskaźnik zapotrzebowania na ciepło w zależności od roku budowy budynku i obowiązujących w tym okresie przepisów technicznych na podstawie, których został zaprojektowany.
Zapotrzebowanie obliczeniowe na energię pierwotną, w oparciu o które projektant zaprojektuje budynek, rzadko kiedy ma odzwierciedlenie po wybudowaniu tegoż budynku oraz podczas późniejszej jego eksploatacji. Często błędy wykonawcze pogarszają o kilka lub nawet kilkanaście procent wartości zapotrzebowania budynku na energię końcową, na którą technologia budowy oraz jakość i precyzja montażu mają bezpośredni wpływ. Standard energetyczny gorszy niż 240 kWh/m2 ma w Polsce około 10 mln mieszkań. Zgodnie z Dyrektywą 2010/31/UE państwa członkowskie są zobowiązane aby:
- do dnia 31 grudnia 2020 r. wszystkie nowe budynki były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii;
- po dniu 31 grudnia 2018 r. nowe budynki zajmowane przez władze publiczne oraz będące ich własnością były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii.
Aktualnie państwa członkowskie opracowują krajowe plany mające na celu zwiększenie liczby budynków o niemal zerowym zużyciu energii. Te krajowe plany mogą zawierać założenia zróżnicowane w zależności od kategorii budynku. Aby osiągnąć odpowiedni standard, przy założeniu odpowiedniego komfortu cieplnego na odpowiednio wysokim poziomie i właściwą jakość powietrza w pomieszczeniach, niezbędne jest określenie wymagań dotyczących: współczynników przenikania ciepła, powierzchni okien, wskaźnika zwartości budynku A/Ve, wentylacji, akumulacyjności cieplej użytych materiałów konstrukcyjnych i wykończeniowych, urządzeń technicznych, rozwiązań wykorzystujących promieniowani słoneczne, oraz wewnętrznych zysków ciepła. Te wskaźniki należy zestawić/porównać z opłacalno- ścią ekonomiczną mierzoną kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi – w odniesieniu do cyklu życia budynku lub elementu wchodzącego w jego skład. Poziom zużycia energii użytkowej, końcowej i pierwotnej, jest związany z samym budynkiem, jakością izolacji termicznej, szczelnością powietrzną, osłoną zewnętrzną, sprawnością i efektywnością urządzeń technicznych, wymaganymi parametrami środowiska wewnętrznego, sposobem użytkowania, sposobem dostarczenia energii (za dystrybucję i przesył odpowiada Dyrektywa 2006/32/WE oraz jej implementacja na warunki krajowe – czyli obecnie rządowy projekt ustawy o efektywności energetycznej), oraz pochodzenie energii pierwotnej. Wskaźniki mające główny wpływ na zużycie energii w budynkach, tym samym odpowiadające za efektywność energetyczną.
- Izolacyjność termiczna przegród i elementów zewnętrznych (ściany zewnętrzne, dachy, podłoga na gruncie, przestrzenie oddzielające środowisko ogrzewane od nieogrzewanego, okna, drzwi itp.,)
- Wykorzystanie ciepła promieniowania słonecznego, zarówno w lecie jak i w zimie.
- Wykorzystanie pojemności cieplnej elementów wewnętrznych
- Dobór odpowiednich sprawności instalacji zasilają- cych w ciepło, CWU, chłód, klimatyzację oraz sprawność całych układów i urządzeń, poprawność dostaw energii (konwersja, promieniowanie, dyfuzja), automatyka kontrolna, powszechne stosowanie i wykorzystanie OZE, energetyka rozproszona, oraz indywidualny optymalny dobór poszczególnych parametrów w zależność od użytkowania obiektu.
W Polsce, podobnie zresztą jak w pozostałych krajach UE, obowiązują przepisy techniczne zawierające minimalne wymagania jakie muszą być spełnione dla budynków nowo projektowanych i modernizowanych, uwzględniające panujący klimat oraz warunki lokalne, regionalne i odnoszące się do poszczególnych grup i kategorii budynków. W naszym prawodawstwie wymagania minimalne funkcjonują w odniesieniu do budynków nowo projektowanych i są zawarte w załączniku nr 2 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 201, poz. 1238). Przepisy te, w ostatnich latach zostały znowelizowane, na wskutek obowiązku wdrożenia dyrektywy 2002/91/WE. Podsumowując zestawienie (ze strony 04), widać, że na dzień dzisiejszy mamy zbyt niskie wymogi, aby móc w jakimkolwiek stopniu dorównać takim krajom jak Dania, czy Niemcy.
- Polska według aktualnych wymagań: około 90–120 KWh/(m2 • rok)
- Niemcy według aktualnych wymagań: około 50–100 KWh/(m2 • rok)
- Dania według aktualnych wymagań: około 35–65 kWh/m2
Warto też dodać, że stan budynków certyfikowanych w Polsce pokazuje, że wartości wynikające bezpośrednio z przepisów technicznych są bardziej optymistyczne, ani- żeli rzeczywistość wynikająca z wyliczeń po wybudowaniu. Tu też należy zaznaczyć, że brakuje nam wymogów minimalnych w zakresie sprawności systemów ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej, chłodzenia, itd. To instalatorzy w głównej mierze decydują o doborze urządzeń. W ślad za postępem i doświadczeniami krajów sąsiednich, możemy w łatwy sposób opracować strategię doj- ścia do budynku zeroenergetycznego. Bazując na przedmiotowym zestawieniu, w każdym z przypadków, mamy do czynienia z ustalonymi wymogami minimalnymi, a na ich podstawie skonstruowanej idei budynku pośredniego, czyli nisko-energochłonnego, czy też niskoenergetycznego, aby w konsekwencji doprowadzić do wymogów definiujących budynek zeroenergetyczny idealizowany z budynkiem pasywnym. Przy czym, zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną dla budynku tzw. zeroenergetycznego, ma być optymalnym odzwierciedleniem aspektów techniczno-ekonomiczno-społecznych. Wypracowanie standardu w tym zakresie przejawia się dwojako. Pierwszym sposobem jest ustanowienie wymogów uniwersalnych terytorialnie, które winny być spełnione każdorazowo, i uwzględniać: usytuowanie obiektu, jego formę, kształt i przeznaczenie (w tym rozwiązania konstrukcyjno–cieplno-wilgotnościowe), oraz zastosowane rozwiązania techniczno-instalacyjne czyli sposób zasilania w ciepło, wentylację, klimatyzację, chłodzenie oraz oświetlenie. Na tej podstawie należy ustalić wartości minimalne, konieczne do spełnienia każdorazowo przez projektanta. W tym aspekcie doświadczenia niemieckie są bardzo cenne, z uwagi zarówno na praktycznie identyczny sposób budowy, jak i bardzo zbliżone warunki klimatyczne.
Drugi sposób dotyczy wskazówek merytorycznych w zakresie obsługi tego rodzaju obiektów. Mam tu na myśli ca- ły system monitoringu, z którym winien zostać zapoznany użytkownik obiektu, aby właściwie dobierać urządzenia oraz sprawnie i racjonalnie użytkować obiekt.
Cel:
- Wypracowanie definicji „BUDYNEK O ZUŻYCIU ENERGII BLISKIM ZERO” na poziomie realnych i praktycznych rozwiązań rynkowych.
- Optymalizacja rozwiązań architektonicznych, funkcjonalnych, technologicznych w celu zapewnienia dobrego klimatu wewnętrznego, przy osiągnięciu efektywności energetycznej i efektywności ekonomicznej.
- Opracowanie wytycznych do projektowania „budynków zero” na szeroką skalę.
Etapy dojścia do „budynku zero”:
- Zdefiniowanie istoty „budynków zero” opartej na standardach PN-EN/ISO/CEN.
- Opracowanie przykładowych rozwiązań „budynków zero”, jako podstawy dla narodowych projektów wzorcowych.
- Rozwinięcie innowacyjnych technologii wytwarzania energii.
- Symulacja ich wpływu na kształtowanie budynków. Opracowanie baz danych i narzędzi dla szerokiego stosowania.
Na chwilę obecną, zgodnie z obowiązującymi przepisami, projektujemy budynki o zapotrzebowaniu na energię pierwotną EP (ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej) rzędu 120KWh/m2 /rok. Natomiast budynek o zapotrzebowaniu na energię bliską zero powinien charakteryzować się dużo niższym zapotrzebowaniem na EP. Mając na uwadze powyższe, moim zdaniem, zasadnym jest wprowadzenie zmian i wytycznych (wymogi minimalne WT), na podstawie których projektowane budynki będą charakteryzowały się maksymalnym obliczeniowym wskaźnikiem zapotrzebowania na nieodnawialną energie pierwotną Ep rzędu: n 90 kWh/m2 rok (ogrzewanie + cwu) od 2013 r. n 70 kWh/m2 rok (ogrzewanie + cwu) od 2015 r. n poniżej 50 kWh/m2 rok (ogrzewanie + cwu) od 2020 r. Przy zmianie przepisów warto również zastanowić się nad powrotem do klas energetycznych. Klasy jakości energetycznej dotyczą od dłuższego czasu całego szeregu wyrobów, które z uwagi na określone właściwości energetyczne są odpowiednio selekcjonowane, zgodnie z przyjętym i przyporządkowanym kluczem przynależ- ności. Norma PN-EN 15217:2008 Energetyczne właściwości użytkowe budynków – Metody przedstawiania energetycznych właściwości użytkowych i certyfikacji energetycznej budynków, zawiera przykładowe rozwią- zania w zakresie etykiet i wyodrębnia następujące klasy: A+-G. Być może warto, aby w tym kierunku również wprowadzić zmiany, rezygnując z dotychczasowej formy prezentowania informacji „na suwaku”.
Literatura:
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków • http://www.iwu.de/en/forschung/energie/completed-projects/comparison-level-of-energy-performance-requirements-in-europe/ • http://www.wwfpl.panda.org/fakty_ciekawostki/biblioteka/?2860/Analizapotencjaluzmniejszenia-zuzycia-energii-w-nowych-budynkach-w-wyniku-zastosowania-wyzszychstandardow-w-zakresie-izolacyjnoci-przegrod-zewntrznych
• http://nowa-energia.com.pl
• http://www.egospodarka.pl
• http://www.kape.gov.pl
• http://www.thema-energie.de
• http://www.etadanmark.dk
• http://www.ens.dk
By zapoznać się z pełnym artykułem zachęcamy do pobrania pliku pdf.
Pobierz w formacie PDF artykuł : Budynki zero energetyczne – potrzeba, czy konieczność?