Droga do budynku prawie zeroenergetycznego?

Ponadto obligują kraje członkowskie do opracowania krajowych planów mających na celu zwiększenie liczby budynków o niemal zerowym zużyciu energii. Te krajowe plany mogą zawierać założenia zróżnicowane w zależności od kategorii budynku.

Polityka zrównoważona ukierunkowana jest na podejmowanie działań skutecznie ograniczających zużycie energii oraz wzmacniających funkcjonowanie istniejących rozwiązań przy wiodącym udziale sektora publicznego, którego podstawowym zadaniem będzie budowa po 1 stycznia 2019 r. wszystkich nowych budynków jako budynki zeroenergetyczne oraz propagowanie rozwiązań w zakresie promowania budownictwa nisko- i zeroenergetycznego z jednoczesnym uwzględnieniem poziomu optymalnego kosztowo.

Sektor budownictwa odpowiada za 1/3 łącznego zużycia energii. Zły stan większości istniejących budynków oraz nowo wznoszonych ma bezpośrednie przełożenie na duże zużycie energii, tym samym w dalszym ciągu małą efektywność energetyczną. Zapotrzebowanie na energię pierwotną (EP) dla budynku jednorodzinnego, ogrzewanego niskotemperaturowym kotłem gazowym, jest w Polsce o 30% większe niż w Szwecji, dla budynku wielorodzinnego różnica ta wynosi 25%. W przypadku wymagań dotyczących energooszczędności w porównaniu z naszymi sąsiadami Niemcami czy Duńczykami wypadamy zdecydowanie niekorzystnie.

Z uwagi na taki stan, tzn. wysokie zapotrzebowanie na energię pierwotną na ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej w budynkach nowo wznoszonych certyfikowanych, wahające się w granicach 120–150 KWh/m²/rok, oraz istniejących nie poddanych termomodernizacji – 250–420 KWh/m²/rok, zasadne jest podjęcie działań mających na celu skuteczne ograniczenie jej zużycia przez wprowadzenie konkretnych zapisów prawnych wymuszających na uczestnikach procesu budowlanego ich egzekwowanie.

Dyrektywa 2010/31/UE wprowadza obowiązek stosowania standardu budynku prawie zeroenergetycznego. Niemal zerowa lub bardzo niska ilość wymaganej energii powinna pochodzić w bardzo dużym stopniu z energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu.

Tab. 1. Orientacyjny wskaźnik zapotrzebowania na ciepło w zależności od roku budowy budynku i obowiązujących w tym okresie przepisów technicznych, na podstawie których został wybudowany

Budynek zeroenergetyczny to budynek samowystarczalny pod względem energetycznym, niewymagający w ogóle dostarczania energii z konwencjonalnych źródeł energii zarówno do ogrzewania, oświetlenia, jak i do zasilania sprzętu AGD.

Słowo „prawie” w tytule artykułu jest słowem kluczowym, gdyż budynek zeroenergetyczny moim zdaniem jest możliwy do zbudowania jedynie w określonych warunkach lokalizacyjno-techniczno-technologicznych.

W stosunku do obecnych wymogów i technologii będziemy musieli zatem wprowadzić takie regulacje prawne i rozwiązania techniczne, które pozwolą na obniżenie wartości EP do poziomu optymalnego, do uzyskania 30–50 KWh/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 związku z czym nasuwa się pytanie, czy wartość 30 KWh/m²/rok jest do przyjęcia, 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?

Warto też dodać, iż często wskaźnik zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną oznacza energię wytworzoną w kotłowni/ciepłowni podczas spalania surowca energetycznego, pomniejszoną o straty przesyłowe (na odcinku ciepłownia–budynek) oraz straty instalacyjne w budynku.

Zapotrzebowanie obliczeniowe na energię pierwotną, na podstawie którego projektant zaprojektuje budynek, rzadko kiedy ma odzwierciedlenie po wybudowaniu tego budynku oraz podczas późniejszej jego eksploatacji. Często błędy wykonawcze pogarszają o kilka lub nawet kilkanaście procent wartości zapotrzebowania budynku na energię pierwotną czy nawet końcową, na którą technologia budowy oraz jakość i precyzja montażu mają bezpośredni wpływ.

Tab. 2. Standardy w Polsce, Niemczech i Danii

Standard energetyczny gorszy niż 240 kWh/m² ma w Polsce około 10 mln mieszkań.

Dlatego też, aby osiągnąć odpowiedni standard, przy założeniu komfortu cieplnego na odpowiednio wysokim poziomie, i właściwą jakość powietrza w pomieszczeniach, niezbędne jest określenie wymagań dotyczących nie tylko współczynników przenikania ciepła, powierzchni okien, wskaźnika zwartości budynku A/Ve, wentylacji, akumulacyjności cieplej użytych materiałów konstrukcyjnych i wykończeniowych, urządzeń technicznych, rozwiązań wykorzystujących promieniowanie słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne, izolację transparentną i  dynamiczną oraz wewnętrzne zyski ciepła.

Wymienione wskaźniki należy zestawić/porównać z opłacalnością ekonomiczną mierzoną kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi w odniesieniu do cyklu życia budynku lub elementu wchodzącego w jego skład.

Poziom zużycia energii jest związany z samym budynkiem. Główny wpływ na zużycie energii w budynkach, a tym samym efektywność energetyczną, mają:

– 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 zasilających w ciepło, c.w.u., chłód, klimatyzację oraz sprawność całych układów i urządzeń, sprawność dostaw energii (konwersja, promieniowanie, dyfuzja), automatyka kontrolna oraz indywidualny optymalny dobór poszczególnych parametrów w zależności od użytkowania obiektu, powszechne stosowanie i wykorzystanie OZE, energetyka rozproszona.

W Polsce podobnie jak w innych krajach UE obowiązują przepisy techniczne zawierające minimalne wymagania, jakie muszą być spełnione dla budynków nowo projektowanych i modernizowanych, uwzględniające panujący klimat oraz warunki lokalne i regionalne oraz 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 do 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 wskutek obowiązku wdrożenia dyrektywy 2002/91/WE. Zmierzając do celu, jakim jest zdefi­niowanie i projektowanie budynków tzw. zeroenergetycznych, przedstawiam zestawienie (tab. 2).

W zestawieniu w każdym przypadku mamy do czynienia z ustalonymi wymogami minimalnymi, a na ich podstawie skonstruowanej idei budynku pośredniego, czyli niskoenergochłonnego czy też niskoenergetycznego, aby w konsekwencji doprowadzić do wymogów definiujących budynek tzw. zeroenergetyczny idealizowany z budynkiem pasywnym. Przy czym trzeba zaznaczyć, że zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną dla budynku zeroenergetycznego ma być optymalnym odzwierciedleniem aspektów techniczno-ekonomiczno-społecznych.

Dlatego też określenie: budynek o zapotrzebowaniu na energię bliską zeru, jest pojęciem względnym, które zdaje się lepiej brzmi w terminologii anglojęzycznej (ang. Close to zero energy buildings).

Wiadomo jest, iż decydujący wpływ na wartość końcową wskaźnika EP ma wiele czynników oraz indywidualny aspekt klimatyczny towarzyszący lokalizacji danego obiektu. Wypracowanie standardu w tym zakresie przejawia się dwojako.

Pierwszy sposób – ustanowienie wymogów uniwersalnych terytorialnie, które powinny być spełnione każdorazowo, uwzględniające usytuo­wanie obiektu, jego formę, kształt i przeznaczenie (w tym rozwiązania konstrukcyjno-cieplnowilgotnościowe), zastosowane rozwiązania techniczno-instalacyjne (sposób zasilania w ciepło, wentylację, klimatyzację, chłodzenie oraz oświetlenie). Na tej podstawie następuje ustalenie wartości minimalnych do spełnienia każdorazowo przez projektanta. W tym aspekcie doświadczenia Niemiec są bardzo cenne, z uwagi na praktycznie identyczny sposób budowy oraz bardzo zbliżone warunki klimatyczne.

Drugi sposób dotyczy wskazówek merytorycznych w zakresie obsługi tego rodzaju obiektów. Chodzi tu o cały system monitoringu, z którym powinien zostać zapoznany użytkownik obiektu, aby właściwie dobierać urządzenia oraz sprawnie i racjonalnie użytkować obiekt (analogicznie jak w przypadku każdego nowego urządzenia, którego specyfika wymaga od użytkownika dokładnego zapoznania się z jego możliwościami, aby mogło ono zostać optymalnie wykorzystane zgodnie z przeznaczeniem).

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 do szerokiego stosowania.

Cel działania

– Wypracowanie definicji „Budynek o zużyciu energii bliskim zero” do 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.

Obecnie zgodnie z obowiązującymi przepisami projektujemy budynki o zapotrzebowaniu na energię pierwotną (ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej) wielkości 120 kWh/m²/rok. Natomiast budynek o zapotrzebowaniu na energię bliską zero powinien charakteryzować się dużo niższym zapotrzebowaniem na EP.

Moim zdaniem zasadne jest wprowadzenie zmian i wytycznych, na podstawie których projektowane budynki będą charakteryzowały się maksymalnym obliczeniowym wskaźnikiem zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną rzędu:

– 90 kWh/m²/rok (ogrzewanie + c.w.u.) od 2013 r.,

– 70 kWh/m²/rok (ogrzewanie + c.w.u.) od 2015 r.,

– poniżej 50 kWh/m²/rok (ogrzewanie + c.w.u.) od 2020 r.

Jednym z kroków mających na celu m.in. poprawę sprawności, jakości wytwarzania i przesyłania ciepła w ciepłowni jest rządowy projekt ustawy o efektywności energetycznej wdrażający dyrektywę 2006/32/we Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych.

W projekcie ustawy o efektywności energetycznej zapisano wprowadzenie reguły w stosunku do nowych obiektów o zapotrzebowaniu na ciepło powyżej 50 kW – budynki większe od standardowych domków jednorodzinnych.

Zmiany polegają na tym, iż ubiegający się o pozwolenie na budowę takiego obiektu budowlanego, zlokalizowanego na terenie, na którym istnieją techniczne warunki dostarczenia ciepła z sieci ciepłowniczej – zasilanej w 75% w ciągu roku: w ciepło wytwarzane w odnawialnych źródłach energii, ciepło użytkowe w kogeneracji, ciepło odpadowe z instalacji przemysłowych – będzie zobligowany do takiej sieci się przyłączyć (ciepłownia nie pobiera opłat przyłączeniowych).

Jeżeli natomiast inwestor będzie chciał wybudować własną kotłownię, musi sporządzić audyt efektywności energetycznej, z którego będzie wynikało, że proponowane przez niego dowolnie wybrane rozwiązanie jest bardziej korzystne i efektywne energetycznie.

Tego rodzaju zapisy pozwolą na zmniejszenie strat wytwarzania i przesyłu ciepła na tych terenach, gdzie ww. system obowiązuje (obecnie to kilka miast w Polsce), a ponadto dają gwarancję efektywnego i stabilnego źródła, gdyż warunkiem przyłączenia do sieci ciepłowniczej jest cena ciepła stosowana przez przedsiębiorstwo energetyczne, która musi być niższa od obowiązującej średniej ceny sprzedaży ciepła. Tym samym wpływają korzystnie ma poprawę efektywności energetycznej poprzez obniżenie wartości wskaźnika EP (wyższa sprawność wytwarzania i przesyłu).

Podsumowując, chciałbym dodać, że właściciel będzie miał różne możliwości ogrzania budynku, jednak będzie zobligowany do spełnienia podstawowego warunku, jakim jest efektywność energetyczna danego źródła ciepła.

Tomasz Żuchowski

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/Analiza-potencjalu-zmniejszenia-zuzycia-energii-w-nowych-budynkach-w-wyniku-zastosowania-wyzszych-standardow-w-zakresie-izolacyjnoci-przegrod-zewntrznych

http://nowa-energia.com.pl