Propozycje zmian prawnychw zakresie oceny jakości energetycznej

Ochrona cieplna i termomodernizacja
Analiza wymagań techniczno-budowlanych dotyczących ochrony cieplnej i energooszczędności
budynków wraz z określeniem minimalnych wymagań dotyczących ich charakterystyki energetycznej zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r.
Propozycje zmian prawnych
w zakresie oceny jakości energetycznej
budynków (cz. 1)
Jerzy ŻURAWSKI*)
Celem tego opracowania jest przygotowanie analizy wymagań techniczno-budowlanych dotyczących ochrony cieplnej
i energooszczędności budynków wraz z określeniem minimalnych wymagań dotyczących ich charakterystyki energetycznej
i przedstawieniem propozycji zmian zgodnie z dyrektywą 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków oraz określenie minimalnych wymagań poszczególnych elementów budynku mających wpływ na ich jakość
energetyczną takich jak:
l przegrody zewnętrzne: ściany, dachy, podłogi na gruncie, ściany w gruncie,
l stolarka budowlana,
l przegrody przeźroczyste,
l sprawności systemów grzewczych,
l sprawności systemów chłodniczych,
itp., w celu osiągnięcia poziomów optymalnych pod względem kosztów w odniesieniu do cyklu życia budynku, w oparciu
o postanowienia ww. dyrektywy.
W niniejszym opracowaniu dokonano szeregu ocen oraz analiz wyszczególnionych poniżej.
I. Oceny stanu aktualnie obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych dot. ochrony cieplnej i energooszczędności budynków w
Prawie budowlanym – Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (tj. DzU z 2006 r. nr 156, poz. 1118) [1] oraz w odpowiednich
rozporządzeniach:
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i
formy projektu budowlanego (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1239 ze
zm.) [2].
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim
powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2008 r. nr 201,
poz. 1238 ze zm.) [3].
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej
budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i
*)
gr inż. Jerzy ŻURAWSKI – Dolnośląska Agencja Energii
m
i Środowiska
16
II.
III.
IV.
V.
wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (DzU z 2008 r.
nr 201, poz. 1240) [4].
Przeprowadzono analizę skuteczności obowiązujących przepisów
techniczno-budowlanych w zakresie zapewnienia odpowiedniego
standardu energetycznego i ochrony cieplnej budynków.
Opracowano propozycję wymagań minimalnych dla charakterystyki
energetycznej poszczególnych elementów budynków mających
wpływ na jakość energetyczną budynku.
Wskazano minimalne wymagania dotyczące charakterystyki energetycznej budynków nowych i przebudowywanych oraz stopniowego
ich zaostrzania w celu osiągnięcia poziomów optymalnych pod
względem kosztów z uwzględnieniem warunków krajowych.
Wskazano założenia i dane do określenia optymalnego pod względem
kosztów poziomu wymagań minimalnych dotyczących charakterystyki energetycznej budynków
I. Ocena stanu obowiązujących przepisów techniczno-budowlanych dot. ochrony cieplnej i energooszczędności
budynków
W styczniu 2009 roku wprowadzono nowelizacje aktów prawnych
dotyczących jakości energetycznej budynków. Powodem zmian był
związany z koniecznością wdrożenia do polskiego prawa dyrektywy
Energia i Budynek
Ochrona cieplna i termomodernizacja
2002/91/WE z 2002 roku dotyczącej jakości energetycznej
budynków (EPBD). Wprowadzono zmiany w Prawie budowlanym, rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny
odpowiadać budynki i ich usytuowanie – WT2008 [1] oraz w
rozporządzeniu w sprawie szczegółowego zakresu i form projektu budowlanego-PB2008[2]. Wprowadzono również nowe
rozporządzenie w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynków [3].
Celem wprowadzenia nowych wymagań prawnych wynikających z
dyrektywy EPBD była poprawa jakości energetycznej nowych budynków
oraz istniejących, poddawanych modernizacji.
Ogólne wymagania w zakresie jakości energetycznej budynku zamieszczono w Prawie budowlanym [1] oraz w następujących aktach
wykonawczych:
– Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych – WT2008 [2]
– Rozporządzenie w sprawie zakresu i form projektu budowlanego
[2] – RPB
– Rozporządzenie w sprawie metodologii obliczania charakterystyki
energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku [3]
– RCHE.
Projekty architektoniczno-budowlane oraz budynki oddawane do
użytkowania muszą spełnić podstawowe wymagania określone w Art. 5
Prawa budowlanego [1]. Wymagania podstawowe narzucają aby obiekt
budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi, biorąc
pod uwagę przewidywany okres użytkowania, był zaprojektowany i
wybudowany w sposób określony w przepisach, w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając spełnienie następujących wymagań:
a) bezpieczeństwa konstrukcji,
b) bezpieczeństwa pożarowego,
c) bezpieczeństwa użytkowania,
d) odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych oraz ochrony
środowiska,
e) ochrony przed hałasem i drganiami,
f) Odpowiedniej charakterystyki energetycznej budynku oraz racjonalizacji użytkowania energii.
Zgodnie z obowiązującym prawem realizację inwestycji należy rozpocząć od opracowania projektu architektoniczno-budowlanego, którego
zakres i forma została opisana w rozporządzeniu RPB [2] oraz w rozporządzeniach [1]-WT2008 i [3]-RCHE.
W obowiązujących przepisach nie dokonano nigdzie uporządkowania
wymagań.
Projekt architektoniczno-budowlany musi spełnić wymagania określone w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie zakresu i form
projektu budowlanego.
W zakresie charakterystyki energetycznej w projekcie architektoniczno-budowlanym powinien spełnić następujące wymagania. Powinien
zawierać zwięzły opis techniczny oraz część rysunkową, które powinny
określać:
• kubaturę, zestawienie powierzchni, wysokość i długość. Należy
poprawnie określić powierzchnię użytkową, usługową i ruchu, kubaturę
Ve oraz powierzchnię przegród zewnętrznych.
Na podstawie przebadanej znacznej ilości projektów stwierdzono,
że aktualnie opracowywana dokumentacja prawie zawsze nie zawiera
10 (53) 2011
poprawnie określonych wskaźników powierzchniowych, które nie odpowiadają obowiązującym zasadom opisanym w normie. W związku z
tym należy liczyć się, że opracowane na tej podstawie charakterystyki
energetyczne zawierają informacje nieprawidłowe w zakresie geometrii
budynku.
Zaobserwowano również często występującą niespójność w zakresie prawidłowo określonych informacji geometrycznych: powierzchni
użytkowej, usługowej oraz ruchu. Zdarza się nierzadko, że parametry geometryczne zamieszczone w projekcie architektoniczno-budowlanym oraz charakterystyką energetyczną budynku są zupełnie różne.
Zaobserwowano również manipulację w zakresie geometrii, zwiększając
powierzchnię użytkową, której celem jest uzyskanie korzystnej oceny
energetycznej budynku.
• rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe podstawowych elementów
konstrukcji obiektu wewnętrznych i zewnętrznych przegród budowlanych.
Opis przegród budowlanych powinien zawierać dane dotyczące budowy
przegród, parametrów charakteryzujących poszczególne elementy mające wpływ na projektowaną charakterystykę energetyczną przegrody.
Wymagany opis przegród najczęściej zawiera błędnie określone parametry izolacyjne przegród, oparte o wartości gwarantowane współczynników przenikania ciepła λ z pominięciem wpływu mostków punktowych
oraz niejednorodności przegród budowlanych.
• Charakterystykę energetyczną obiektu budowlanego,
opracowaną zgodnie z przepisami dotyczącymi metodologii
obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu
mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość
techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw
ich charakterystyki energetycznej. Oznacza to, że charakterystyka energetyczna musi być określona zgodnie z rozporządzeniem w sprawie
świadectw charakterystyki energetycznej [4] i obejmuje ocenę jakości
budynku w oparciu o wartość wskaźnika nieodnawialnej energii pierwotnej EP wyrażonego w kWh/m2rok
Należy zauważyć, że jeżeli na etapie realizacji inwestycji nie wprowadzono zmian w stosunku do rozwiązań przyjętych w projekcie budowlanym to projektowana charakterystyka staje się świadectwem charakterystyki energetycznej budynku.
W ramach projektu należy wyznaczyć wartość wskaźnika nieodnawialnej energii pierwotnej EP wraz ze sprawdzeniem warunków granicznych
np. dla budynków mieszkalnych ogrzewanych EP ≤ EP wg WT2008.
Wymagania te nie dotyczą obiektów o prostej konstrukcji takich jak:
domy jednorodzinne, obiekty zabudowy inwentarskiej. Jeżeli budynek
nie spełnia ww warunku nie powinien otrzymać pozwolenia na budowę
oraz na użytkowanie.
Praktyka projektowa jest jednak inna. Wykonane na etapie projektu
projektowanej charakterystyki energetycznej budynku jest rzadkością.
Częściej wykonywane są niewymagane prawem, niedostosowane do
polskich warunków certyfikaty LEED lub BREEM niż wymagane polskim
prawem charakterystyki energetyczne budynków. Dodatkowo nie wiadomo
dlaczego rzadko podlegają weryfikacji pod względem uzyskanej wartości
EP i spełnienia wymagań w tym zakresie wymagań prawnych. Dzieje się
tak zarówno przy uzyskiwaniu pozwoleń na budowę, jak i przy uzyskiwaniu
pozwoleń na użytkowanie. Pominięcie tego podstawowego warunku
prawnego lub nie spełnienie w tym zakresie wymagań prawnych naraża
użytkownika na wyższe koszty eksploatacyjne a projektanta w przypadku
17
Ochrona cieplna i termomodernizacja
1) przegrody zewnętrzne budynku oraz technika instalacyjna odpowiadają
wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz powierzchnia okien spełnia wymagania
określone w załączniku 2 rozporządzenia [3],
przy czym dla budynku przebudowywanego
dopuszcza się zwiększenie średniego współczynnika przenikania ciepła osłony budynku o
nie więcej niż 15% w porównaniu z budynkiem
nowym o takiej samej geometrii i sposobie
użytkowania. Oznacza to, że średnioważony
współczynnik przenikania ciepła budynku może
być większy o 15% od średniego współczynnika przenikania ciepła dla budynku, którego
Wykres przedstawiający jakość energetyczną budynku nie spełniającego aktualnych wymagań prawnych
wszystkie przegrody spełniają wymagania określone w warunkach technicznych.
Dodatkowo praktyka nadzoru budowlanego jest niezrozumiała.
Sprawdzenie ww wymagań jest niewystarczające ze względu na
Inspektorzy nadzoru budowlanego powinni stać na straży prawa budowlawymagania określone w rozporządzeniu [2] dotyczącego zakresu i
nego i występować w obronie interesów użytkowników mieszkań. Jednak
form projektu budowlanego, które wymaga sporządzenia projektowanej
z niewiadomego powodu przy staraniu się inwestora o pozwolenie na bucharakterystyki zgodnie z rozporządzeniem w sprawie metodologii spodowę wymagają jedynie świadectwa jako sztuki wynikającej ze specyfikacji
rządzania świadectw charakterystyki energetycznej budynku, lokalu [4].
dokumentów niezbędnych przy realizacji czynności odbiorowych, dopuszNiezbędne jest sprawdzenie warunku na EP.
czając budynek do użytkowania w przypadku nie spełnienia warunku na
2) wartość wskaźnika EP [kWh/(m2·rok)] określającego roczne obliczeodpowiednią charakterystykę energetyczną budynku.
niowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania,
W ramach projektowanej charakterystyki energetycznej należy dodatwentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia jest
kowo określić:
mniejsza od wartości granicznych, a także jeżeli przegrody zewnętrzne
a) bilans mocy urządzeń elektrycznych oraz urządzeń zużywających
budynku odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej
inne rodzaje energii, stanowiących jego stałe wyposażenie budowlanoniezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary wodnej, przy czym dla
-instalacyjne, z wydzieleniem mocy urządzeń służących do celów techbudynku przebudowywanego dopuszcza się zwiększenie wskaźnika EP o nie
nologicznych związanych z przeznaczeniem budynku;
więcej niż 15% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej geometrii
b) w przypadku budynku wyposażonego w instalacje ogrzewcze, weni sposobie użytkowania. Wymaganie te uznaje się za spełnione dla budynku
tylacyjne, klimatyzacyjne lub chłodnicze – właściwości cieplne przegród
użyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego, budynku produkcyjnego,
zewnętrznych, w tym ścian pełnych oraz drzwi, wrót, a także przegród
magazynowego i gospodarczego, jeżeli maksymalne wartości EP rocznego
przezroczystych i innych;
wskaźnika obliczeniowego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierWłaściwości cieplne powinny być obliczone zgodnie z normą PNwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz
EN 6946:2008 uwzględniając wpływ punktowych mostków cieplnych
chłodzenia, w zależności od współczynnika kształtu budynku A/Ve wynoszą:
związanych z konstrukcją przegrody. Zgodnie z zapisem w pkt. d) należy
1) W budynkach mieszkalnych do ogrzewania i wentylacji oraz przysprawdzić czy przegrody spełniają wymagania szczegółowe, tj. nie mogą
gotowania ciepłej wody użytkowej (EPH+W) w ciągu roku:
przekraczać wartość granicznych U ≤ UMAX;
c) parametry sprawności energetycznej instalacji ogrzewczych,
a) dla A/Ve ≤ 0,2; EPH+W = 73 + ∆EP; [kWh/(m2 · rok)],
b) dla 0,2 ≤ A/Ve ≤ 1,05; EPH+W = 55 + 90 · (A/Ve + ∆EP); [kWh/(m2 · rok)],
wentylacyjnych, klimatyzacyjnych lub chłodniczych oraz innych urządzeń
c) dla A/Ve ≥ 1,05; EPH+W = 149,5 + ∆EP; [kWh/(m2 · rok)].
mających wpływ na gospodarkę energetyczną obiektu budowlanego;
d) dane wykazujące, że przyjęte w projekcie architektoniczno-budowlanym rozwiązania budowlane i instalacyjne spełniają wymagania
2) W budynkach mieszkalnych do ogrzewania, wentylacji i chłodzenia
dotyczące oszczędności energii zawarte w przepisach techoraz przygotowania ciepłej wody użytkowej (EPHC+W) w ciągu roku:
niczno-budowlanych.
Wymagania określone w przepisach techniczno-budowlanych –
EPHC+W = EPH+W + (5 + 15 · Aw,e/Af)
WT2008 obejmują spełnienie następujących zagadnień.
(1 – 0,2 · A/Ve) · Af,c/Af; [kWh/(m2·rok)]
Budynek i jego instalacje ogrzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne,
ciepłej wody użytkowej, a w przypadku budynku użyteczności publicz3) W budynkach zamieszkania zbiorowego, użyteczności
nej również oświetlenia wbudowanego, powinny być zaprojektowane i
publicznej i produkcyjnych do ogrzewania, wentylacji i chłowykonane w taki sposób, aby ilość ciepła, chłodu i energii elektrycznej,
dzenia oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej i oświetlepotrzebnych do użytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem,
nia wbudowanego (EPHC+W+L) w ciągu roku:
można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie.
Wymaganie to uznaje się za spełnione dla budynku mieszkalnego,
EPHC+W+L = EPH+W + (10 + 60 · Aw,e/Af) (1 - 0,2 · A/Ve) · Af,c/Af;
jeżeli:
[kWh/(m2 · rok)]
roszczeń użytkowników mieszkań na nieprzewidziane i czasami bardzo
przykre i kosztowne konsekwencje.
18
Energia i Budynek
Ochrona cieplna i termomodernizacja
W przepisach techniczno-budowlanych WT2008 zawarto dodatkowe
wymagania szczegółowe, dotyczące parametrów mających wpływ na jakość
energetyczną budynków, które muszą być również ujęte w projekcie architektoniczno-budowlanym zapewniając spełnienie warunków granicznych.
1. Spełnienie wymagań w zakresie izolacyjności termicznej – wartości współczynnika przenikania ciepła U ścian, stropów i stropodachów,
przegród przeźroczystych, stolarki budowlanej, obliczone zgodnie z
Polskimi Normami dotyczącymi obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła, nie mogą być większe niż wartości Umax.
W powyższych wymaganiach pominięto wpływ mostków cieplnych na
izolacyjność termiczną przegród. Udział mostków cieplnych bardzo często
obniża parametry izolacyjne przegród o 30% do 100%.
2. Izolacja cieplna przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody
użytkowej (w tym przewodów cyrkulacyjnych), instalacji chłodu i
ogrzewania powietrznego powinna spełniać następujące wymagania
minimalne określone w tabeli 1.
Tabela 1. Wymagania minimalne dotyczące izolacji cieplnej przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach c.o. i c.w.u.
Lp.
Rodzaj przewodu lub komponentu
Minimalna grubość
izolacji cieplnej (materiał 0,035 W/(m·K)*)
1.
Średnica wewnętrzna – do 22 mm
20 mm
2.
Średnica wewnętrzna – od 22 do 35 mm
30 mm
3.
Średnica wewnętrzna – od 35 do 100 mm
4.
Średnica wewnętrzna – ponad 100 mm
Przewody i armatura wg poz. 1-4 przecho5. dzące przez ściany lub stropy, skrzyżowania przewodów
Przewody c.o. wg poz. 1-4 ułożone w kom6. ponentach budowlanych między ogrzewanymi
pomieszczeniami różnych użytkowników
7. Przewody wg poz. 6 ułożone w podłodze
Przewody ogrzewania powietrznego (uło8.
żone wewnątrz izolacji cieplnej budynku)
Przewody ogrzewania powietrznego (uło9.
żone na zewnątrz izolacji cieplnej budynku)
Przewody instalacji wody lodowej prowa10.
dzone wewnątrz budynku**
Przewody instalacji wody lodowej prowa11.
dzone na zewnątrz budynku**
Równa średnicy
wewnętrznej rury
100 mm
½ wymagań z poz.
1-4
½ wymagań z poz.
1-4
6 mm
40 mm
80 mm
50% wymagań
z poz. 1-4
100% wymagań
z poz. 1-4
* Przy zastosowaniu materiału izolacyjnego o innym współczynniku przenikania ciepła,
niż podano w tabeli, należy odpowiednio skorygować grubość warstwy izolacyjnej
**Izolacja cieplna wykonana jako powietrznoszczelna
W projektach brak jest projektowych wymagań w zakresie izolacji termicznej instalacji c.o. i c.w.u. Na etapie wykonawstwa stosowane są znacznie
mniejsze grubości izolacji termicznej. Straty transportu ciepła na instalacjach
c.o. i c.w.u. są znacznie większe od założonych w WT2008.
3. Powierzchnia i izolacyjność termiczna przegród przeźroczystych. W budynku mieszkalnym i zamieszkania zbiorowego
pole powierzchni A0, wyrażone w m2, okien oraz przegród szklanych
i przezroczystych, o współczynniku przenikania ciepła nie mniejszym
niż 1,5 W/(m2 · K), obliczone według ich wymiarów modularnych, nie
może być większe niż wartość A0max obliczone według wzoru: A0max =
= 0,15 AZ + 0,03 AW.
10 (53) 2011
Stolarka budowlana o różnych wymiarach, funkcji i podziale charakteryzuje
się zmiennymi parametrami izolacyjnymi. Projekty budowlane nie zawierają
analizy w zakresie spełnienia wymagań na A0max, wymagania w zakresie izolacyjności termicznej są podawane w sposób niepełny lub wadliwie i dotyczą
najczęściej szyby. Inne parametry związane z przegrodami przeźroczystymi nie
są opisywane zgodnie z obowiązującym prawem.
4. Przepuszczalność energii całkowitej przez przegrody przeźroczyste. We wszystkich rodzajach budynków współczynnik przepuszczalności energii całkowitej okna oraz przegród szklanych i przezroczystych gc
liczony według wzoru:
gc = fc · gg ≤ 0,5
a w przypadku, gdy fG = FG/(FS + FG) > 50%, gc · fG ≤ 0,25
5. Wymagania dotyczące powierzchniowej kondensacji
pary wodnej. W odniesieniu do przegród zewnętrznych budynków
mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej i produkcyjnych, rozwiązania przegród zewnętrznych i ich węzłów konstrukcyjnych powinny charakteryzować się współczynnikiem temperaturowym
fRsi o wartości nie mniejszej niż wymagana wartość krytyczna, obliczona
zgodnie z Polską Normą dotyczącą metody obliczania temperatury powierzchni wewnętrznej koniecznej do uniknięcia krytycznej wilgotności
powierzchni i kondensacji międzywarstwowej:
fRsi ≥ fRsi min = 0,72
Wartość współczynnika temperaturowego charakteryzującego zastosowane rozwiązanie konstrukcyjno-materiałowe należy obliczać według
Polskiej Normy: dla przegrody oraz dla miejsc występowania mostków
cieplnych.
6. Kondensacja pary wodnej. Dopuszcza się kondensację pary
wodnej wewnątrz przegrody w okresie zimowym, o ile struktura przegrody umożliwi wyparowanie kondensatu w okresie letnim i nie nastąpi
przy tym degradacja materiałów budowlanych przegrody na skutek tej
kondensacji.
Spełnienie wymagań związanych ze zjawiskami transportu wilgoci
w przegrodzie ma istotny wpływ na konstrukcję przegród zwłaszcza w
miejscach mostków termicznych oraz na izolacyjność termiczną przegród.
W aktualnie wykonywanych projektach brak jest niezbędnych analiz w
zakresie spełnienia wymagań w zakresie fRsi min, kondensacji międzywarstowej, kondensacji na wewnętrznej powierzchni przegrody.
7. Szczelność na przenikanie powietrza. Wymagana szczelność
wynosi: 1) budynki z wentylacją grawitacyjną – n50 ≤ 3,0 h-1; 2) budynki
z wentylacją mechaniczną – n50 ≤ 1,5 h-1. W budynku mieszkalnym,
zamieszkania zbiorowego, budynku użyteczności publicznej, a także w
budynku produkcyjnym przegrody zewnętrzne nieprzezroczyste, złącza
między przegrodami i częściami przegród oraz połączenia okien z ościeżami należy projektować i wykonywać pod kątem osiągnięcia ich całkowitej szczelności na przenikanie powietrza. W budynku mieszkalnym, zamieszkania zbiorowego i budynku użyteczności publicznej współczynnik
infiltracji powietrza dla otwieranych okien i drzwi balkonowych powinien
wynosić nie więcej niż 0,3 m3/(m · h · daPa2/3).
Projekty nie zawierają wymagań w zakresie szczelności budynków, na
etapie realizacji inwestycji nie wykonuje się prób szczelności.
8. Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. W stosunku do
budynku o powierzchni użytkowej, większej niż 1 000 m2, określonej zgodnie
19
Ochrona cieplna i termomodernizacja
z Polskimi Normami dotyczącymi właściwości użytkowych w budownictwie
oraz określania i obliczania wskaźników powierzchniowych i kubaturowych –
analizę możliwości racjonalnego wykorzystania pod względem technicznym,
ekonomicznym i środowiskowym, odnawialnych źródeł energii, takich jak:
energia geotermalna, energia promieniowania słonecznego, energia wiatru,
a także możliwości zastosowania skojarzonej produkcji energii elektrycznej i
ciepła oraz zdecentralizowanego systemu zaopatrzenia w energię w postaci
bezpośredniego lub blokowego ogrzewania.
W projektach bardzo rzadko wykonywane są rzetelne analizy możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii oraz produkcji skojarzonej
energii. Zazwyczaj w projektach zagadnienie to jest analizowane w celu
odrzucenia konieczności stosowania odnawialnych źródeł energii.
• antyreklama ustawodawcy, który przy wdrożeniu dyrektywy poinformował, że certyfikacja energetyczna budynku jest obowiązkiem jaki
narzuca UE, jednak rząd nie widzi celowości jej wdrożenia;
• brak kampanii promocyjno-edukacyjnej certyfikacji energetycznej
budynków, a co za tym idzie brak poparcia społecznego;
• brak systemu kontroli świadectw. Odpowiedzialność jest iluzoryczna, świadczy o tym najlepiej koszt ubezpieczenia, które dla członków izby inżynierów budownictwa wynosi tylko 17 zł/rok (oszacowane
ryzyko jest niewielkie) oraz koszt świadectwa dla domu jednorodzinnego
150-200 zł oznacza, że świadectwa charakterystyki energetycznej budynku muszą być opracowywane nierzetelnie;
• świadectwa charakterystyki energetycznej traktowane są jako
dodatkowy podatek "audytora" konieczny do zapłat przy uzyskiwaniu
pozwolenia na budowę. Z tego powodu nie decyduje rzetelność sporządzenia świadectwa tylko cena. Zdarza się bardzo często, że świadectwo
wydane przez osobę uprawnioną jest fikcyjne i nie ma nic wspólnego z
budynkiem, dla którego zostało wystawione;
• błędy prawne oraz niespójności zapisów w przyjętych rozporządzeniach;
• osoby upoważnione do sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej nie posiadają odpowiedniej wiedzy. Inżynierowie budownictwa
oraz architekci, którzy otrzymali uprawnienia ze względu na pełniony zawód
nie uzupełnili niezbędnej wiedzy i nie posiedli odpowiednich umiejętności aby ocenę energetyczną sporządzić w sposób rzetelny i prawidłowy.
Osoby z wykształceniem nietechnicznym, które zdobyły uprawnienia przez
ukończenie studiów podyplomowych lub kursów w większości nie posiadły
odpowiedniej umiejętności, nie potrafią nawet poprawnie czytać rysunków
i uzyskiwać informacji zgromadzonych podczas realizacji inwestycji;
• przez pomniejszenie wagi tego dokumentu nie osiąga się zakładanych celów w obrębie bezpieczeństwa energetycznego, poprawy jakości
powietrza, zakładanej redukcji CO2;
• wśród autorów wyrobiła się umiejętność żonglowania parametrami
w celu osiągnięcia pozytywnej oceny energetycznej;
• nieczytelny dla rynku sposób prezentacji wyników w postaci „suwaka”.
W związku z tym wdrożony w 2009 roku system oceny energetycznej
budynku przez sporządzanie charakterystyk energetycznych oraz świadectw
charakterystyki energetycznej dla budynków nowowznoszonych działa wadliwie a dla budynków i lokali istniejących podlegających zbyciu lub najmowi
praktycznie nie obowiązuje. Aktualnie budowane budynki charakteryzują się
większą energochłonnością w stosunku do budynków przed zmianą prawa.
II. Analiza skuteczności obowiązujących przepisów
techniczno-budowlanych w zakresie zapewnienia
odpowiedniego standardu energetycznego
i ochrony cieplnej budynków
Celem wprowadzenia systemu certyfikacji energetycznej budynku było
wykorzystanie podobnie jak dla urządzeń AGD, mechanizmów rynkowych
do rozwoju energooszczędnego budownictwa. Wprowadzony w 2009 roku
system oceny energetycznej budynków, nie spełnił celów określonych dyrektywie EPBD. Zdaniem wielu ekspertów spowodował nawet pogorszenie
jakości energetycznej nowoprojektowanych budynków.
Przyczyn jest wiele. Do najważniejszych należą:
• brak świadomości i oczekiwań inwestorów w zakresie certyfikacji
energetycznej budynków i jakości energetycznej budynku;
• brak umiejętności projektowych kadry inżynierskiej w zakresie projektowania budynków o odpowiedniej jakości energetycznej i fizyki budowli;
Tabela 2. Ceny ciepła w 2011 oraz realny wzrost cen nośników energii w okresie 2011 do 2020 przy założonych stałych wartościach s=5% oraz r = 3% w okresie
2011 do 2020 roku
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Gaz ziemny
Rok
59
60,69
62,42
64,20
66,04
67,92
69,86
71,86
73,91
76,03
Olej/propan
98
100,8
103,7
106,6
109,7
112,8
116
119,4
122,8
126,3
Węgiel - ciepłownia
45
46,29
47,61
48,97
50,37
51,81
53,29
54,81
56,38
57,99
Węgiel/drewno domy jednorodzinne
33
33,94
34,91
35,91
36,94
37,99
39,08
40,19
41,34
42,52
Elektrociepłownia
54
55,54
57,13
58,76
60,44
62,17
63,94
65,77
67,65
69,58
Pompa ciepła elektryczna
39,5
40,63
41,79
42,98
44,21
45,47
46,77
48,11
49,48
50,9
Pompa ciepła gazowa
36,1
37,14
38,2
39,3
40,42
41,57
42,76
43,98
45,24
46,53
Energia elektryczna
147
151,2
155,5
160
164,5
169,2
174,1
179
184,2
189,4
Biomasa – pelets
40,3
41,47
42,66
43,88
45,13
46,42
47,75
49,11
50,52
51,96
Biomasa – zrębki
37
38,06
39,14
40,26
41,41
42,6
43,81
45,07
46,35
47,68
20
Energia i Budynek
Ochrona cieplna i termomodernizacja
III. Propozycja minimalnych wymagań charakterystyki energetycznej
dla poszczególnych elementów budynków mających wpływ na jakość
energetyczną budynku
Tabela 3. Wyniki optymalizacji przy kosztach ciepła 33 zł/GJ
Grubość docieplenia
ΔR
[cm]
[m2*K/W]
2
0,65
3
0,97
4
1,29
5
1,61
6
1,94
7
2,26
8
2,58
9
2,90
10
3,23
11
3,55
12
3,87
13
4,19
14
4,52
15
4,84
Parametry zoptymalizowanej przegrody:
9
2,90
ΔU
[W/m2*K]
0,67
0,81
0,90
0,97
1,02
1,06
1,10
1,12
1,15
1,17
1,18
1,20
1,21
1,22
NU
[zł/m2]
14
17
19
21
23
25
28
30
32
34
36
39
41
43
NPV
[zl/m^2]
47,85
58,86
65,63
69,91
72,61
74,24
75,13
75,47
75,39
74,99
74,33
73,48
72,45
71,29
1,12
30
75,47
ΔU
[W/m2*K]
1,17
1,18
1,20
1,21
1,22
1,23
1,24
1,25
1,25
1,26
1,27
1,27
1,28
1,28
NU
[zł/m2]
34
36
39
41
43
45
47
50
52
54
56
58
61
63
NPV
[zl/m^2]
296,67
299,15
301,02
302,39
303,34
303,95
304,26
304,33
304,18
303,85
303,36
302,72
301,96
301,10
1,25
50
304,33
U1
[W/m2*K]
0,59
ΔU
[W/m2*K]
0,81
NU
[zł/m2]
17
NPV
[zl/m^2]
63,44
0,50
0,43
0,38
0,34
0,30
0,28
0,25
0,23
0,22
0,20
0,19
0,18
0,17
0,90
0,97
1,02
1,06
1,10
1,12
1,15
1,17
1,18
1,20
1,21
1,22
1,23
19
21
23
25
28
30
32
34
36
39
41
43
45
70,74
75,42
78,41
80,28
81,36
81,85
81,89
81,60
81,04
80,27
79,32
78,22
77,00
0,25
1,15
32
81,89
U1
[W/m2*K]
0,73
0,59
0,50
0,43
0,38
0,34
0,30
0,28
0,25
0,23
0,22
0,20
0,19
0,18
Propozycję zmian ujęto w znowelizowanej
Dyrektywie 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r.
w sprawie charakterystyki energetycznej budynków,
która narzuca szereg obostrzeń.
Głównie zmiany: wszystkie budynki wybudowane po 31 grudnia 2020 r. będą musiały
spełniać wysokie standardy energooszczędności (zero lub bliskie zeru energetycznemu)
i być zasilane w dużej mierze przez energię
odnawialną (budynki użyteczności publicznej
0,28
do 31 grudnia 2018).
Wskazanie rozwiązań minimalnych powinno Tabela 4. Wyniki optymalizacji przy kosztach ciepła 98 zł/GJ
Grubość docieplenia
ΔR
U1
dotyczyć wszystkich elementów budynku mają[cm]
[m2*K/W]
[W/m2*K]
cych wpływ na zużycie energii. Niezbędne jest
11
3,55
0,23
wskazanie wartości optymalnych, wyznaczonych w
12
3,87
0,22
13
4,19
0,20
oparciu o racjonalne kryteria. Metodologia wyzna14
4,52
0,19
czania odpowiedniej wartości granicznej powinno
15
4,84
0,18
odbywać się z uwzględnieniem wzrostu cen noś16
5,16
0,17
ników energii, utraty wartości pieniądza w czasie
17
5,48
0,16
18
5,81
0,15
oraz czasu użytkowania danego elementu, przy
19
6,13
0,15
czym określenie czasu użytkowania elementu jest
20
6,45
0,14
zmienne i zależne od trwałości poszczególnych
21
6,77
0,13
elementów a nie całości budynku. Niezbędne jest
22
7,10
0,13
23
7,42
0,12
też aby metoda wyznaczania wartości optymalnej
24
7,74
0,12
była niezależna od stanu początkowego. Za taką Parametry zoptymalizowanej przegrody:
można uznać metodę maksymalnej wartości NPV
18
5,81
0,15
w ustalonym okresie ekspozycji wyników. Wartość Tabela 5. Wyniki optymalizacji przy kosztach ciepła 35 zł/GJ
NPV należy wyznaczać zgodnie ze wzorem:
Grubość docieplenia
[cm]
3
ΔR
[m2*K/W]
0,97
4
1,29
5
1,61
6
1,94
7
2,26
8
2,58
9
2,90
10
3,23
11
3,55
12
3,87
13
4,19
14
4,52
15
4,84
16
5,16
Parametry zoptymalizowanej przegrody:
10
3,23
gdzie.
I0 – nakłady początkowe;
ΔE0 – oszczędności kosztów wynikające z
wprowadzonego ulepszenia;
i – czas ekspozycji;
r – średnia utrata wartości pieniądza w czasie
(stopa dyskonta);
s – średni wzrost cen energii ponad inflację.
Wyznaczenie parametrów minimalnych jest
zadaniem bardzo złożonym. Wykorzystanie tej
metody dla określenia wartości granicznych
jest możliwe, jednak należy przyjąć odpowiednie założenia:
i – czas ekspozycji należy przyjąć w zależności od trwałości przegrody
lub od czasu remontu. Można przyjąć i = 10 lat;
r – średnia utrata wartości pieniądza w czasie (stopa dyskonta) w okresie
10 lat należy przyjąć 5 %;
s – średni wzrost cen energii ponad inflację 3%.
10 (53) 2011
Ze względu na zmienność cen energii cieplnej uzyskiwanej
z różnych nośników energii wyniki wyznaczenia wartości minimum będą różne. Dla przykładu optymalna izolacyjność termiczna
ścian zewnętrznych dla budynku ogrzewanego węglem kamiennym
(cena ciepła 33 zł/GJ) przy powyższych założeniach wynosi
U=0,28 W/m2K.
21
Ochrona cieplna i termomodernizacja
Tabela 6. Wyniki optymalizacji przy kosztach ciepła 35 zł/GJ
Ściany – tabela 5.
Dach – tabela 6.
Stolarka budowlana ze względu na wielozadaniowość w budynku ma duży wpływ na jakość
1
0,28
0,78
0,22
3
18,60
energetyczną budynków. Aktualnie dostępne
2
0,56
0,64
0,36
6
29,49
3
0,83
0,55
0,45
9
36,17
rozwiązania pod względem ekonomicznym przy
4
1,11
0,47
0,53
12
40,30
cenie ciepła 35 zł/GJ są nieopłacalne. Wartość
5
1,39
0,42
0,58
15
42,77
NPV przy założonych warunkach jest ujemna.
6
1,67
0,37
0,63
18
44,10
Szczegóły w tabeli 7.
7
1,94
0,34
0,66
21
44,62
Zgodnie z wartościami przedstawionymi w
8
2,22
0,31
0,69
24
44,53
9
2,50
0,29
0,71
27
43,98
tabeli 7 trudno jest wskazać wartość ekonomicz10
2,78
0,26
0,74
30
43,06
nie uzasadnioną. Maksymalna, choć ujemna
11
3,06
0,25
0,75
33
41,87
wartość NPV10 = 132,9 zł/m2. Ze względu na
12
3,33
0,23
0,77
36
40,44
13
3,61
0,22
0,78
39
38,82
niewielkie różnice oraz dużą wrażliwość ceny
Parametry zoptymalizowanej przegrody:
stolarki zależną od producenta optymalne rozwią7
1,94
0,34
0,66
21
44,62
zania mieszczą się w przedziale U=1,4 W/m2K do
Przy ogrzewaniu z oleju opałowego (cena ciepła 98 zł/GJ) i przy tych samych
U=1,0 W/m2K. Ze względu na politykę UE proponuje się przyjęcie
2
założeniach i,r,s jak wyżej wartość optymalna U wynosi U=0,15 W/m K.
wartości 1,3 W/m2K dla strefy termicznej I i II oraz 1,2 W/m2K dla strefy
Wyznaczenie wartości granicznych-maksymalnych parametrów izolatermicznej III i IV oraz 1,0 W/m2K dla strefy termicznej V.
cyjnych powinno opierać się o najniższą cenę ciepła z uwzględnieniem
Zapisy dyrektywy UE w sprawie jakości energetycznej budynków przekosztów eksploatacyjnych.
widują konieczność poszukiwania rozwiązań racjonalnych ekonomicznie.
Wyznaczenie wartości granicznych wartości Umax dopuszczalnych praZapisy Prawa budowlanego wymagają wykonania racjonalizacji na etapie
wem dla poszczególnych przegród budowlanych wyznaczono w oparciu o
projektu budowlanego i wskazania rozwiązań optymalnych.
wskaźnik NPV przy i=10 lat i cenie ciepła 35 zł/GJ zamieszczono w tabeli
Niestety z powodu uproszczeń procesu projektowego określono co roponiżej. Analizy wykonano dla ścian, dachu oraz stolarki budowlanej
zumie się za działania racjonalne. Uznano zupełnie błędnie, że racjonale
to takie, które spełniają wymagania szczegóTabela 7. Wyniki optymalizacji stolarki budowlanej (przeźroczystej )przy kosztach ciepła 35 zł/GJ oraz i=10 lat
łowe (nie przekraczają wartości maksymalnych
oraz i =20 lat
U) lub spełniają wymagania ogólne.
U [W/m2K]
1,6
1,4
1,2
1,1
1
0,95
0,9
0,85
0,8
Stwierdzenie takie powoduje, że budowa
A [m2]
1
1
1
1
1
1
1
1
1
budynków energooszczędnych, niskoenergeSd [stopniodni]
3686 3686 3686 3686 3686 3686 3686 3686 3686
tycznych, pasywnych a nawet zeroenergetyczNPV10
-161,9 -144,9 -132,9 -139,4 -135,9 -247,4 -253,2 -298,9 -319,7
nych jest realizowana sporadycznie, głównie
NPV20
359,1 359,1 540,3 571,8 613,4 334,2 347,5 320,8 319,0
na wyraźne życzenie inwestora. Powstają próby
Grubość docieplenia
[cm]
0
ΔR
[m2*K/W]
0,00
U1
[W/m2*K]
1,00
ΔU
[W/m2*K]
0,00
NU
[zł/m2]
0
NPV
[zl/m^2]
0,00
Tabela 8. Maksymalne współczynniki przenikania ciepła Umax dla różnych typów przegród budowlanych i różnych rodzajów budynków
Typ przegrody
1. Ściany zewnętrzne
mieszkalny i zamieszkania
zbiorowego
Umax
ti > 16˚C
[W/m2K]
0,25
użyteczności
publicznej
Umax
[W/m2K]
produkcyjny i magazynowy
Umax [W/m2K]
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,45
0,45
0,8
strefa I,II,
1,3
1,3
1,3
Strefa III i IV
1,2
1,2
1,2
Strefa V
1,1
1,1
1,1
Strefa I i II
1,2
1,2
1,2
Strefa III i IV i V
1,0
1,0
1,0
Strefa I i II
1,8
1,8
1,8
Strefa III, IV, V
1,5
1,5
1,5
2. Dachy i stropodachy, stropy nad nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami
ti > 16˚C
3. Stropy nad nieogrzewanymi kondygnacjami podziemnymi
ti > 16˚C
4. Okna i drzwi balkonowe ti > 16˚C
5. Okna połaciowe (dla bud. użyteczności publicznej i świetliki) ti > 16˚C
11. Drzwi zewnętrzne, drzwi i wrota w przegrodach zewnętrznych ti > 16˚C
22
Energia i Budynek
Ochrona cieplna i termomodernizacja
żeniu różnych czasów ekspozycji n. 10, 20 i
maksymalnie 30 lat oraz przy założeniu stałej
średniej inflacji w okresie ekspozycji 4-6%,
Okres korzystania z efektów
10 lat
20 lat
30 lat
średnio 5% i wzroście cen nośników energii
Typ przegrody
Uopty [W/m2K]
Uopty [W/m2K]
Uopty [W/m2K]
od 5 do 8%, średnio 6,6% (dane z GUS z
Ściany zewnętrzne
ostatnich 10 lat). Czas ekspozycji powinien
zależeć do trwałości poszczególnych eleti > 16˚C
0,20
0,15
0,13
mentów budynku.
Dachy i stropodachy, stropy nad nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami
Wartości optymalne zależą jeszcze od cen
ti > 16˚C
0,25
0,18
0,16
nośników energii. Rozróżniono trzy grupy nośników energii:
Tabela 10. Optymalne parametry grzewcze dla paliwa gazowego, cena ciepła 100 zł/GJ określone za pomocą
wskaźnika NPV przy różnym czasie korzystania z efektów
• paliwo stałe – węgiel i biomasa: cenę
Okres korzystania z efektów
10 lat
20 lat
30 lat
ciepła przyjęto 35 zł/GJ;
• paliwo gazowe – gaz ziemny: cenę ciepła
Typ przegrody
Uopty [W/m2K]
Uopty [W/m2K]
Uopty [W/m2K]
przyjęto 60 zł/GJ;
Ściany zewnętrzne
• paliwo płynne – olej opałowy, gaz proti > 16˚C
0,15
0,11
0,1
pan:
cenę ciepła przyjęto 100 zł/GJ.
Dachy i stropodachy, stropy nad nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami
Przykład obliczenia parametrów optymalti > 16˚C
0,19
0,15
0,12
nych izolacyjności wybranych przegród bubudowy budynków pasywnych, jednak stanowią znikomą część nowodowlanych zamieszczono w tabelach 9 i 10.
wznoszonych budynków i pełnią rolę głównie pokazowo-prestiżową lub
Prezentowane analizy wykonano w programie Agnes.
edukacyjno-badawczą.
Wyznaczenie parametrów optymalnych przegród budowlanych
Cz. 2 artykułu w kolejnym numerze EiB
można obliczyć wykorzystując dynamiczny wskaźnik NPV przy załon
Tabela 9. Optymalne parametry grzewcze dla paliwa stałego, cena ciepła 60 zł/GJ określone za pomocą wskaźnika NPV przy różnym czasie korzystania z efektów
Zrzeszenie Audytorów Energetycznych oraz Miesięcznik Energia i Budynek
zapraszają do pawilonu 3a na stanowisko nr 130
10 (53) 2011
23