Budownictwo obecne i przyszłościowe

Budownictwo obecne i przyszłościowe
1. Wstęp
Wzrost gospodarczy społeczeństwa pociąga za sobą zwiększenie konsumpcji energii na świecie, co
szczególnie dostrzegalne jest w krajach gwałtownie rozwijających się. Pociąga to za sobą
konieczność zwiększania produkcji energii, co w obecnych czasach odbywa się szczególnie w oparciu
o technologie konwencjonalne, wśród których, zgodnie z [1] i [2], na czele wysuwają się technologie
wykorzystujące płynne i węglowe paliwa kopalne. Wprowadza to szereg problemów wynikających ze
spalania tych paliw, do których należy przede wszystkim wprowadzanie do atmosfery szkodliwych
substancji, takich jak CO2 i metale ciężkie, co szkodliwie wpływa na środowisko (m.in. zmniejszanie
się warstwy ozonowej, globalne zmiany klimatyczne, itp.) i zdrowie człowieka.
Ponadto wagi nabiera kwestia wyczerpywanie się światowych zasobów paliw kopalnych, co powoduje
ciągły wzrost ich cen, a w przyszłości może również spowodować problemy z dostawami energii, co
utrudni lub nawet uniemożliwi pokrycie światowego zapotrzebowania energetycznego. W związku z
tym należy zastanowić się nad podziałem konsumentów energii i ich miejscem w ogólnym bilansie
zużycia energii.
Wiadomo, że największymi konsumentami energii są odbiorcy przemysłowi, natomiast należy
zwrócić szczególną uwagę na rosnącą rolę budownictwa mieszkalnego, biurowego i użyteczności
publicznej w ogólnym bilansie zużycia energii.
Wg [4] przyczyny zwiększania się roli budownictwa mieszkalnego w ogólnym bilansie zużycia energii
należy upatrywać we wzroście urbanizacji świata, przejawiającej się przede wszystkim rosnącą
złożonością miast wynikającą z konieczności zwiększenia stopnia zagęszczenia ludności w miastach,
co jest receptą na radzenie sobie ze wzrostem populacji w ograniczonym zakresie gruntów miejskich.
Systematyczne zwiększanie się światowego zaludnienia idzie w parze z równoczesnym wzrostem
CO2 oraz zużyciem energii. Jak podaje [5] w 15 krajach należących do Unii Europejskiej w roku 2000
budynki mieszkalne były odbiorcami 25,6 % całkowitej energii (w 25 krajach europejskich było to
25,9 %). Podczas gdy w 2004 roku 164 miliony budynków na terenie 15 państw należących do Unii
Europejskiej (193 miliony na terenie Europy) zużywały 40 % całkowitej energii, z czego dwie trzecie
konsumowali odbiorcy mieszkaniowi, a jedną trzecią budynki komercyjne.
Rys.1. Wzrost gospodarczy społeczeństw sprawia, że budownictwo mieszkalne odgrywa coraz
większą rolę w ogólnym bilansie zużycia energii.
Według [6] europejski wskaźnik wzrostu konsumpcji energii w budownictwie wynosi 1,5 % rocznie.
Rozpatrując udział obiektów mieszkalnych w całkowitym bilansie energetycznym należy zwrócić
uwagę na rozdział energii w ich wnętrzach. Najwięcej energii podczas użytkowania obiektu jest
zużywane na cele grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne. Udział procentowy tych czynników w
całkowitym zużyciu energii uzależniony jest od przeznaczenia budynków.
Rys.2. Energia w nowoczesnych budynkach mieszkalnych zużywana jest przede wszystkim na
ogrzewanie i przygotowanie c.w.u., chłodzenie oraz zasilanie urządzeń elektrycznych.
W budownictwie mieszkaniowym 31 % jest zużywane na ogrzewanie pomieszczeń, 12 % na
ogrzewanie wody użytkowej oraz tyle samo procent na chłodzenie, co wynika z potrzeb
egzystencjalnych człowieka [3]. Należy pamiętać, iż w przypadku krajów europejskich, takich jak
Polska, na znaczenie rodzaju odbiorników w ogólnym bilansie energetycznym budynku bardzo duży
wpływ ma roczny cykl pogodowy.
Sposobem na obniżenie konsumpcji energii w tym sektorze jest wdrożenie działań mających na celu
poprawę efektywności energetycznej budynków. Do działań tych należy racjonalizacja użytkowania
energii, stosowanie energooszczędnych metod i materiałów w budownictwie oraz zwiększanie
udziału energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych (OZE) w ogólnym bilansie energetycznym
obiektów.
Wspólna polityka państw Unii Europejskiej w zakresie poprawy efektywności energetycznej
budynków i, będący jej efektem, szereg aktów prawnych i normatywnych regulujących tę kwestię
doprowadziły do powstania standardów domów o niskim zużyciu energii, co w Polsce przedstawia się
następująco:
●
●
●
Domy energooszczędne (niskoenergetyczne),
Domy pasywne,
Domy zero/dodatnie.
Szczytowym osiągnięciem w dziedzinie poprawy efektywności energetycznej budynków jest
powstanie tzw. „domów zero/dodatnich”, charakteryzujących się zerowym poborem energii z sieci, a
w niektórych przypadkach nawet możliwością oddawanie do sieci nadwyżek samodzielnie
wytworzonej energii. Ponadto budynki takie powinny wpisywać się w standardy zrównoważonego
rozwoju, co dokładniej zostało opisane w dalszej części artykułu.
Rys.3. Szcytowe osiągnięcie w dziedzinie poprawy efektywności energetycznej to domy
zero/dodatnie, czyli zasilanie wyłącznie energią produkowaną samodzielnie w oparciu o źródła
odnawialne
2. Budownictwo zrównoważone
Zgodnie z [7] należy zauważyć, że rozwój cywilizacyjny powinien odbywać się zapewniając
niezachwianą równowagę w środowisku. Dotyczy to przede wszystkim zrównoważonego
wykorzystywania zasobów naturalnych planety w miarę przyrostu liczby ludności oraz ochrony
środowiska naturalnego, w tym atmosfery, klimatu, gleby i wód. W przypadku budynków dotyczy to
kompleksowego uwzględnienia oddziaływania obiektu na środowisko podczas różnych etapów jego
istnienia. Ponadto budynek zrównoważony powinien umożliwiać osiągnięcie przez przebywające w
nim osoby możliwie największego komfortu bytowego. Jak podaje [8], zrównoważony obiekt
budowlany, to:”
●
●
●
●
●
●
zaprojektowany oszczędnie,
minimum energii przy wznoszeniu i użytkowaniu,
minimum zanieczyszczeń środowiska,
zharmonizowany z otaczającą przyrodą,
racjonalnie gospodarujący zasobami wodnymi,
zapewniający ludziom komfort, szanujący lokalny „mikroklimat”.”
Tak, jak zostało to zauważone wcześniej, oddziaływanie budynku na środowisko należy rozpatrywać
podczas wszystkich etapów jego istnienia, a więc etapu budowy (etapu wytwarzania wyrobów), etapu
użytkowania oraz etapu rozbiórki (faza poużytkowa).
Rys.3. Nowoczesny budynek musi być wznoszony i użytkowany zgodnie z zachowaniem zasad
zrównoważonego rozwoju, a więc nie może on destrukcyjnie wpływać na środowisko naturalne lecz
musi z nim współistnieć
Jednym z najsilniej oddziałujących aspektów wpływu budynku na środowisko jest zużycie przez
budynek energii. Ramesha i Praksha w publikacji [9] twierdzą, że podczas okresu życia budynku 10
% - 20 % energii zużywane jest na etap budowy budynku, a aż 80 % - 90 % na etap jego użytkowania.
Energię zużywaną w czasie budowy oraz rozbiórki można traktować jako pośrednio związaną z
budynkiem. Poza tym jej udział w całkowitym zużyciu energii podczas jego istnienia jest niewielki.
Ponieważ najwięcej energii w budynku zużywane jest podczas jego eksploatacji, etap ten jest
najważniejszy z energetycznego punktu widzenia. Należy jednak mieć to na uwadze również w
pozostałych etapach.
3. Podsumowanie
Dbałość o środowisko naturalne wymaga od budownictwa stosowania zasad zrównoważonego
rozwoju. W związku z tym nowo budowane obiekty charakteryzują się coraz mniejszym
zapotrzebowaniem energetycznym oraz stosowaniem materiałów i technik przyjaznych środowisku,
dzięki czemu coraz bardziej wpisują się one w zrównoważony rozwój podczas całego swojego cyklu
istnienia. Dzięki działaniom renowacyjnym dotyczy to również budynków istniejących, budowanych
zgodnie z dawnymi standardami. Działania takie umożliwiają bowiem poprawę ich efektywności
energetycznej, dzięki czemu przyrównują je do ich nowobudowanych odpowiedników.
Literatura:
[1] EIA, International Energy Statistics database (as of November 2009), web site
www.eia.gov/emeu/international
[2] www.stat.gov.pl
[3] U.S. Department of Energy; 2008 Buildings Energy Data Book, Washington, DC 2009
[4] Hui, Sam C.M., Low energy building design in high density urban cities, Renewable Energy 24
(2001): 627–640
[5] Balaras, A., Droutsa, K., Dascalaki, E., Kontoyiannidis, S., Heating energy consumption and
resulting environmental impact of European apartment buildings, Energy and Buildings 37 (2005):
429–442
[6] Iwaro, J., Mwasha, A., A review of building energy regulation and policy for energy conservation
in developing countries, Energy Policy 38 (2010): 7744–7755
[7] Praca zbiorowa pod red. dr inż. Jadwigi Fangrat, INSTYTUT TECHNIKI BUDOWLANEJ dla
zrównoważonego budownictwa, broszura Instytutu Techniki Budowlanej
[9] Ramesha, T., Prakasha, R., Shukla, K., Life cycle energy analysis of buildings: An overview,
Energy and Buildings 42 (2010): 1592-1600
[10] http://www.fs.fed.us/t-d/pubs/htmlpubs/htm08732839/page02.htm [data dostępu:
16.04.2012]
Opracowanie: mgr inż. Joanna Kopica, mgr inż. Radosław Turski.
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
KONTAKT
Biuro Obsługi Klienta
E-mail: [email protected]
WWW: www.pasywny-budynek.pl
Tel: 42 653-57-03
Adres:
Morgowa 4
90-950 Łódź