Dynamiczne zmiany klimatu w ostatnich latach, pandemia ogólnoświatowa i efekt wyhamowania światowej gospodarki pokazały, jak bardzo mamy zanieczyszczone środowisko. Zaostrzenie warunków technicznych od 1 stycznia 2021 r. jest w pewnym sensie remedium na zastaną sytuację w budownictwie w celu poprawienia efektywności energetycznej i wprowadzenia w jeszcze większym zakresie systemów OZE i eliminowaniu dotychczasowych nieefektywnych systemów energetycznych.
W ostatnich kilku latach obserwujemy szybki wzrost budowy instalacji fotowoltaicznych i instalacji pomp ciepła w budownictwie jedno- i wielorodzinnym. Tendencja do ograniczania strat ciepła i ograniczenia do minimum rachunków za eksploatację budynków będzie w następnych latach wyznacznikiem rozwoju tego segmentu budownictwa. Szeroko rozumiane koszty eksploatacji to słowo klucz dla inwestorów i nabywców. Dlaczego? Zwiększyła się bardzo świadomość nabywców lokali mieszkalnych i budynków, którzy oczekują od deweloperów i firm budowlanych nowego podejścia do projektowania budynków i wymuszają konieczne zmiany w sposobie budowania. Niestety jest to proces obarczony dużą inercją i niekiedy oporem dużych firm deweloperskich nastawionych na tradycyjne budowanie z „lekkim” ukierunkowaniem w stronę systemów opartych na OZE. Należy zadać sobie podstawowe pytanie, czy zastosowanie systemów OZE pozwoli ograniczyć zużycie energii do minimum w już istniejących budynkach?
Zobacz:
- Jak tańszym kosztem osiągnąć niski wskaźnik energii pierwotnej?
- Produkty budowlane
- Systemy techniczne a efektywność energetyczna budynków
- Standard nZEB w polskich realiach
PRZYKŁAD PRAKTYCZNY
Najlepszym przykładem są rozwiązania praktyczne w rzeczywistym wydaniu. Przeanalizujmy dobór instalacji OZE (PC + PV) do budynku już wybudowanego na WT 2014 zasilanego gazem sieciowym oraz energią elektryczną.
Jeśli potrafisz zmierzyć i wyrazić w liczbach, o czym mówisz, rzeczywiście wiesz coś o tym. Jeśli nie możesz tego zmierzyć i wyrazić liczbami, Twoja wiedza jest mizerna i niesatysfakcjonująca (William Thomson – lord Kelvin).
Opierając się na powyższym cytacie twórcy II zasady termodynamiki, przejdziemy do konkretnych rozwiązań i obliczeń. Podstawowym założeniem jest modernizacja systemu ogrzewania, systemu ciepłej wody użytkowej i ograniczenie w zużyciu energii elektrycznej do poziomu bliskiemu zeru. Czy to możliwe?
Fot. Budynek jednorodzinny wybudowany WT 2014 r. o powierzchni ogrzewanej 150,9 m2 i kubaturze 418,60 m3(materiały PSPC)
Zapotrzebowanie na energię netto do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej w sezonie standardowym wynosi (10 487 + 9674 kWh/rok) = 20 161 kWh/rok.
Wskaźniki dla budynku
- współczynnik pow. zapotrzebowania ciepła: 47,20 W/m2
- współczynnik kub. zapotrzebowania ciepła: 17,00 W/m3
- współczynnik SZE powierzchniowy: 69,50 kWh/m2rok
- współczynnik SZE kubaturowy: 25,00 kWh/m3rok
- współczynnik A/V: 0,64 m-1
Powyższe wskaźniki energetyczne pokazują, że budynek w skali roku powoduje powstawanie dużych strat, które są na poziomie 17 475 kWh/rok w energii pierwotnej, co skutkuje corocznymi zwiększonymi kosztami eksploatacji.
Na podstawie rzeczywistych zużyć energii elektrycznej i gazu ziemnego ustalono straty, które pozwolą określić, jakie rozwiązania zaprojektować w celu uzyskania blisko zeroenergetycznego obiektu.
Tab. 1. Zużycie gazu, energii elektrycznej oraz wody – dane inwestora
Po analizie tab. 1 jesteśmy w stanie wyodrębnić dane, które pozwolą na dobór instalacji pompy ciepła w układzie hybrydowym (biwalentnym) z istniejącym kotłem gazowym oraz instalację fotowoltaiczną potrzebną do zbilansowania zużycia energii elektrycznej w budynku i w instalacji pompy ciepła. Po przeanalizowaniu dostępnych rozwiązań technicznych systemów grzewczych opartych na pompach ciepła zaprojektowano układ typu split powietrze–woda o mocy grzewczej 8 kW ze zbiornikiem buforowym do c.o. i c.w.u. Zabezpieczeniem układu jest układ stopniowanej grzałki elektrycznej o mocy maksymalnej 9 kW Zabezpieczeniem szczytowym jest kocioł gazowy jednofunkcyjny podpięty pod zbiornik buforowy jako źródło szczytowe.
 |
mgr inż. MBA Tomasz Mania Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Wydział Inżynierii Mechanicznej Katedra Maszyn i Systemów Technicznych prezes Polskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła w Gdańsku wiceprezes Ukraińskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła i Magazynowania Energii |
