Projekt został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Budownictwo energooszczędne – Lubię to!
Cykl szkoleń dla studentów uczelni publicznych.
Grupa Doradcza Altima sp. z o.o. 2013-2014
2
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl
Dzień I
3
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl
Założenia projektu
Celem warsztatów jest wzrost wiedzy w zakresie dostępnych technologii
stosowanych w budownictwie pasywnym i energooszczędnym oraz
nabycie umiejętności doboru technologii w zależności od charakterystyki
budynku za pomocą stosownego oprogramowania.
Ww cel zostanie osiągnięty za pomocą szkoleń II i III etapu dla studentów
oraz przeszkolenia na każdej uczelni grupy nauczycieli akademickich (etap
I), którzy będę popularyzować tematykę kursu (rozwiązania w
budownictwie pasywnym i energooszczędnym) na zajęciach z pozostałymi
studentami, także w kolejnych latach (efekt kaskady).
4
Założenia projektu (2)
Uczestnikami I etapu szkoleń jest kadra akademicka kierunków
architektura i budownictwo, która systemem kaskady będzie przekazywać
wiedzę i umiejętności studentom biorącym udział w II etapie szkoleń oraz
studentom kolejnych roczników, po zakończeniu realizacji projektu.
Uczestnikami II etapu są studenci kierunku architektura i budownictwo
(głównie II roku), którzy poszerzać będą swoją wiedzę i obszar kompetencji
nabywając w szczególności wiedzę na temat praktycznych zastosowań i
realnych korzyści generowanych w już funkcjonujących obiektach.
Uczestnikami etapu III są najlepsi uczestnicy etapu II – po 5 osób z każdej
uczelni, którzy będą tworzyć własną koncepcję obiektu pasywnego,
wspierani przez ekspertów i wiodące biuro projektowe.
5
Założenia projektu (3)
Warsztaty dla studentów i kadry akademickiej uczelni technicznych prowadzone
będą w formie aktywnej partycypacji uczestników w grupach od 10 (I etap) do 20
osób (II etap) i 5 (III etap) osób.
Dla etapu I – spotkań z kadrą akademicką założono połączenie wykładu
z omówieniem studiów przypadku zastosowań najnowszych rozwiązań
energooszczędnych.
Dla etapu II – warsztatów dla studentów - założono minimalną część wykładową
i maksymalne wykorzystanie case study opracowanych obiektów modelowych oraz
pracy na studium przypadku 3 obiektów (zgodny z WT2008, energooszczędny
i pasywny) w programie audytor OZC.
Dla etapu III – warsztaty projektowe pod nadzorem trenerów oraz renomowanej
pracowni projektowej – studenci pracują w grupach poza sesjami spotkań, a
podczas trzech 8h zajęć dyskutują napotkane problemy i wraz z wykładowcami
opracowują swoje koncepcje obiektów pasywnych. Etap kończy się wyborem
najlepszych prac a najlepszy zespół otrzymuje tablety.
6
Materiały źródłowe
•
Program Priorytetowy „Efektywne wykorzystanie energii”. Część 3: Dopłaty do
kredytów na budowę domów energooszczędnych,
•
Domy energooszczędne. Podręcznik dobrych praktyk, przygotowany na podstawie
opracowania Krajowej Agencji Poszanowania Energii S.A., listopad 2012,
•
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
(DzU nr 75/2002, poz. 690, ze zm.).
•
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie
metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku stanowiącej
samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i
wzorówświadectw ich charakterystyki energetycznej (DzU nr 201/2008 r., poz.
1240, ze zm.).
7
Materiały źródłowe (2)
•
PN-EN ISO 13790 Energetyczne właściwości użytkowe budynków. Obliczanie
zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia.
•
PN-EN ISO 13370 Właściwości cieplne budynków. Wymiana ciepła przez grunt.
Metody obliczania.
•
PN-EN ISO 10077-1 Właściwości cieplne okien, drzwi i żaluzji. Obliczanie
współczynnika przenikania ciepła. Część 1: Metoda uproszczona.
•
PN-EN ISO 10211 Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury
powierzchni. Obliczenia szczegółowe.
•
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 15 czerwca 2002 r. w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
(Dz. U. nr 75, poz. 690) wraz z późniejszymi zmianami
8
Nowe warunki techniczne
13.08.2013 r. w opublikowano rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i
Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
Nowe przepisy zaczną obowiązywać od stycznia 2014 r. i będą stopniowo
zaostrzane:
- od 1 stycznia 2017 r.;
- od 1 stycznia 2019 r. – dla budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich
własnością;
- od 1 stycznia 2021 r.
Zgodnie z nowymi przepisami maksymalny współczynnik przenikania ciepła ścian
zewnętrznych zmieniać się będzie od 0.25 W/(m2K) (2014 r.), poprzez 0.23
W/(m2K) (2017 r.), do 0.20 W/(m2K) (2021 r.).
Maksymalny współczynnik przenikania ciepła dachów wynosić będzie: 0.20
W/(m2K); 0.18 W/(m2K); 0.15 W/(m2K).
Analogiczne wartości dla okien to 1.3 W/(m2K), 1.1 W/(m2K) i 0.9 W/(m2K).
9
Pasywne, energooszczędne,
zrównoważone?
10
Budynek tradycyjny >40kWh/m2a
Budynek energooszczędny
<40kWh/m2a
Budynek pasywny <15kWh/m2a
Budynek zeroenergetyczny
<0kWh/m2a (netto)
Budynek plusenergetyczny <-
25kWh/m2/a netto
Budownictwo zrównoważone
Budynki zrównoważone mają na celu zapewnienie
projektowanej funkcji przy:
– Minimalnym wpływie na środowisko
– Zastosowaniu materiałów wtórnych
– Minimalnym nakładzie energii, pracy i materiałów
– Budowaniu z myślą o ponownym wykorzystaniu w przyszłości
materiałów z budynku
– Wykorzystaniu odnawialnej energii
11
Budownictwo zrównoważone (2)
12
ergonomiczny
Ekonomiczny
Ekologiczny
W budynku zrównoważonym bierzemy pod
uwagę cały cykl życia obiektu: z punktu
widzenia ekonomicznego istotne są nie tylko
nakłady na budowę ale na rozbiórkę i
przetworzenie materiałów oraz utrzymanie
obiektu. Aspekt ekologiczny to zapewnienie
jak najmniejszego wpływu na środowisko,
krajobraz, zasoby.
Aspekt ergonomiczny to z kolei jakość życia
w budynku, zadowolenie użytkowników,
estetyka.
Budynki pasywne
Standard budynku pasywnego wyznaczyli, pod koniec lat 80. ubiegłego wieku,
dr Wolfgang Feist (założyciel Passivhaus institut Darmstadt) oraz prof. Bo Adamsom
(Uniwersytet Lund, Szwecja).
•
Budynek pasywny dla zapewnienia komfortu cieplnego mieszkańców nie powinien
zużywać więcej niż 15 kWh/m2 powierzchni użytkowej rocznie.
•
Budynek taki nie potrzebuje autonomicznego, aktywnego systemu ogrzewania.
•
Potrzeby cieplne realizowane są przez źródła pasywne, takie jak zyski ciepła od
promieniowania słonecznego przenikającego przez okna, zyski ciepła od osób i
urządzeń elektrycznych, czy też odzysk ciepła z wentylacji.
•
Pomimo niskiego zapotrzebowania na energię, budynek pasywny przez cały rok
zapewnia mieszkańcom odpowiedni mikroklimat, wynikający z odczuwanego
komfortu cieplnego oraz optymalnej wentylacji.
14
Domy pasywne
Do czasu opublikowania przez NFOŚiGW zasad dofinansowania budynków
pasywnych i energooszczędnych (NF15 i NF40) w Polsce nie funkcjonowały
normy określające osiągnięcie przez budynek kryterium
energooszczędności czy pasywności. Najczęściej posiłkowano się
wytycznymi do certyfikacji obiektów wg. zasad Instytutu Budynków
Pasywnych w Darmstadt
15
Domy pasywne (2)
Zasady te określały następujące parametry minimalne:
• Poniżej 15kWh/m2*a do ogrzewania
• Współczynnik Ep<120kWh/m2*a
• Zakaz instalacji klimatyzacji czy centralnego ogrzewania
• Szczegółowe wymogi odnośnie lokalizacji i nachylenia przeszkleń
• Zapewnienie dostaw powietrza o temp. >17C przy hałasie wentylacji
<25dB
• W każdym pomieszczeniu >1 otwieralnego na zewnątrz otworu w celu
wentylacji latem
• Sprawność odzysku ciepła >75%
• Przenikalność okien g>50%.
16
Domy pasywne (3)
• Współczynniki U:
– Dla ścian, dachu 0.15 W/m2K
– Okien 0.8 W/m2K
• Szczelność budynku – strata <0.6
objętości na godzinę przy różnicy
ciśnień równej 50 paskalom
• Eliminacja mostków termicznych
Budynek spełniający wymogi
otrzymuje certyfikat. Nie zastępuje on
polskiego świadectwa charakterystyki
energetycznej.
17
Domy energooszczędne
Do czasu opublikowania przez NFOŚiGW zasad dofinansowania budynków
pasywnych i energooszczędnych (NF15 i NF40) przyjmowano, iż budynek
energooszczędny cechuje się zapotrzebowaniem na ciepło do ogrzewania
na poziomie <70kWh/m2*a.
Wytyczne NFOŚiGW są surowsze i wskazują na limit 40kWh/m2*a.
Budynki energooszczędne są tańsze w budowie i łatwiejsze w
zaprojektowaniu niż pasywne. Umożliwiają np. bezproblemową budowę
kominka (fundament, komin to gigantyczne mostki cieplne), tak lubianego
przez polskich inwestorów.
19
Domy zeroenergetyczne
Budynki pasywne mogą być ulepszane w kierunku osiągnięcia
samowystarczalności energetycznej. By osiągnąć poziom zużycia energii
netto <0kWh/m2a należy energię dla budynku pozyskać ze źródeł
odnawialnych (fotowoltaika, solary, turbiny wiatrowe, biogaz). Dom taki
nie może korzystać z energii konwencjonalnej (prąd sieciowy, gaz ziemny
etc).
Obiekty te charakteryzują się skomplikowanym systemem odzysku
ciepła/chłodu z poszczególnych układów a wyzwaniem jest
magazynowanie energii w celu zaspokojenia rozłożonego popytu. Stosuje
się wymienniki gruntowe, bardzo duże zbiorniki buforowe i odzysk ciepła
np. ze ścieków.
20
Budynki plus energetyczne
Budynki generujące więcej energii stanowią przyszłość budownictwa
jednakże w dość oddalonej perspektywie. Biorąc pod uwagę fakt, iż 40%
energii zużywają budynki, oszczędności byłyby ogromne. Pierwsze obiekty
plusenergetyczne to najczęściej budynki pasywne uzupełnione o
wysokosprawne źródła kogeneracyjne bazujące na biogazie oraz solary i
fotowoltaika.
Budynki zero i plusenergetyczne to wyzwanie dla dystrybutorów energii,
którzy będą energię odbierać i rozliczać taką produkcję. Konsumenci
energii staną się jednocześnie jej producentami czyli prosumentami.
21
Wytyczne projektowe i najlepsze
rozwiązania
W kolejnej części zebrano przegląd podstawowych rozwiązań stosowanych
w budynkach pasywnych i nisko energetycznych z odniesieniem do
standardów NF15 i NF40.
Podany katalog nie jest zamknięty – inwestor wraz z projektantem
dobierają kolejne elementy w celu uzyskania jak najlepszej charakterystyki
energetycznej przy zachowaniu komfortu, funkcji i estetyki.
22
Jak osiągnąć niskie zużycie?
23
Izolacja
Dobra izolacja jest podstawą budynku niskoenergetycznego.
W polskich warunkach klimatycznych ma to szczególne
znaczenie. Najpopularniejsze materiały izolacyjne to styropian
i wełna mineralna (dla ścian 3 warstwowych). Charakteryzują
się one dość dobrym oporem cieplnym λ od 0.032 do 0.042
W/mK.
Innowacyjnymi materiałami są aerożele i panele próżniowe.
Mają bardzo małą grubość i doskonałe parametry jednakże ich
montaż wymaga wysokiej precyzji i z biegiem czasu tracą
właściwości (zwłaszcza panele próżniowe). Koszt tych
materiałów jest bardzo wysoki.
24
Izolacje (2)
25
http://klasteroze.it.kielce.pl/upload/DOKUMENTY/SEMINARIA/11_05_2010/PASYWNA%20%20%20HALA%20%20%20SPORTOWA%20%20W%20%20SLOMNIKACH.pdf
Materiały niekonwencjonalne
Oprócz klasycznych izolatorów w budownictwie spotykamy także inne ich
odmiany jak:
– włókna celulozowe
– pianka poliuretanowa
– mieszanka słomy i gliny
– ziemia i darń
– szkło piankowe
– materiały wtórne (np. butelki PET)
Materiały te są rzadziej stosowane, ze względu na cenę, dostępność i
preferencje inwestorów. Niektóre wymagają też o wiele większego nakałdu
pracy niż wełna i styropian. Z kolei materiały wtórne wykorzystywane są
najczęściej w budynkach zrównoważonych.
26
Aerożele
Jest to materiał będący rodzajem sztywnej piany o wyjątkowo małej
gęstości. Na jej masę składa się w ponad 99% powietrze. Mniej niż 1%
stanowi porowaty materiał tworzący jej strukturę.
Charakteryzują się:
– najniższym wśród ciał stałych współczynnikiem przewodności cieplnej,
– dużym współczynnikiem tłumienia dźwięku,
– niskim współczynnikiem załamania światła,
– dużą powierzchnią właściwą (>300m2/g !),
– jednorodnością,
– trwałością termiczną
– gęstością rzędu 0,3 - 3 g/dm3
28
Wymagania dla przegród
29
Wymaganie
NF15
NF40
WT2008
Bryła/konstrukcja budynku
Graniczne
wartości współczynników przenikania ciepła przegród U
max
, W/m
2
K
ściany zewnętrzne
I, II i III strefa klimatyczna
IV i V strefa klimatyczna
0,15
0,12
0,20
0,15
0,30
dachy, stropodachy i stropy
pod
nieogrzewanymi
poddaszami
lub
nad
przejazdami
I, II i III strefa klimatyczna
IV i V strefa klimatyczna
0,12
0,12
0,15
0,15
0,25
stropy
nad
piwnicami
nieogrzewanymi i
zamkniętymi
przestrzeniami
podpodłogowymi, podłogi na
gruncie
I, II i III strefa klimatyczna
IV i V strefa klimatyczna
0,15
0,15
0,20
0,20
0,45
okna, okna
połaciowe, drzwi
balkonowe
i
powierzchnie
przezroczyste nieotwieralne
I, II i III strefa klimatyczna
IV i V strefa klimatyczna
0,80
0,80
1,30
1,00
1,8
1,7
drzwi
zewnętrzne, garażowe
I, II i III strefa klimatyczna
IV i V strefa klimatyczna
1,00
1,00
1,50
1,50
2,6
Graniczne
wartości liniowych współczynników strat ciepła mostków cieplnych W/mK
płyty balkonowe
0,01
0,20
pozostałe mostki cieplne
0,01
0,10
30
31
Okna
Okna w budynkach niskoenergetycznych i pasywnych powinny spełnić
następujące dodatkowe wymagania:
– być szczelne powietrznie, współczynnik infiltracji powietrza dla otwieranych okien i drzwi
balkonowych powinien wynosić nie więcej niż 0,3 m3/(m ·h ·daPa2/3),
– połączenia okien z ościeżami należy projektować i wykonywać pod kątem osiągnięcia ich
całkowitej szczelności na przenikanie powietrza,
– być zamontowane w taki sposób aby zminimalizować mostki cieplne na połączeniu
ościeżnica-ościeże, w budynkach pasywnych należy stosować „ciepły montaż okien” czyli
w warstwie izolacji,
– zastosowany rodzaj szyb powinien charakteryzować się możliwie wysokim
współczynnikiem g przepuszczalności energii promieniowania słonecznego, w przypadku
szyb podwójnych g ≥ 0,60 a dla szyb potrójnych g ≥ 0,50,
– być wyposażone w elementy zacieniające ,
– W zależności o standardu, lokalizacji i rodzaju budynku współczynnika Ud dla drzwi z
ramą powinien wynosić od 0,70 do 1,50 W/m2K.
Problematyczne są okna połaciowe, które trudno dobrze zaizolować,
powodują przegrzewanie pomieszczeń w lecie, zalega na nich śnieg w
zimie, powinny posiadać lepszy opór cieplny niż stolarka ścienna.
32
Eliminacja strat
W budynkach NF15 i Nf40 bardzo istotna jest eliminacja
mostków cieplnych. Z tego powodu bryła obiektu powinna być
zwarta, o jak najmniejszym A/V. Należy unikać wszystkich
elementów mogących prowadzić do przerw w izolacji:
balkonów, kominów, konstrukcji stalowych mocowany
bezpośrednio do ścian (maszty, kasety rolet, markizy).
Minimalizacja strat to także unikanie przeszkleń od strony
północnej, odpowiednia kolorystyka i faktura powierzchni by
akumulowały ciepło, efektywne użycie zieleni jako osłon przed
przegrzewaniem ale i izolacji np. od wiatru.
34
Maksymalizacja zysków
Obiekty pasywne muszą do maksimum wykorzystać zyski energetyczne :
-
bytowe (mieszkańców, urządzeń – lodówka, kuchenka, komputery)
-
promieniowania słonecznego (duże przeszklenia, odpowiednia lokalizacja
na działce)
35
http://klasteroze.it.kielce.pl/upload/DOKUMENTY/SEMINARIA/11_05_2010/PASYWNA%20%20%20HALA%20%20%20SPORTOWA%20%20W%20%20SLOMNIKACH.pdf
36
Szczelność budynku
Dobra izolacja budynku może nie dawać efektów
przy braku szczelności – ucieczka ciepła przez
konwekcję oraz niekontrolowany przepływ
powietrza znacząco obniżą standard budynku.
Budynki dotowane w ramach programu
NFOSiGW wymagają próby szczelności, której
wynik nie może być gorszy niż 0,6 objętości na
godzinę przy różnicy ciśnień 50Pa.
Najczęstsze źródła nieszczelności to błędnie
montowana stolarka, gniazdka, rejony kominów,
przejścia przez paroizolację dachu (ścian w
budynkach szkieletowych), łączenie izolacji dachu
z izolacją ścian, ościeżnice okien połaciowych i
przejścia przez ściany (kable RTV etc).
37
Dostępne technologie
Kiedy uporamy się ze stratami energii (mostki, izolacja) należy
zastanowić się nad jej źródłem. Odrzucając paliwa kopalne i
prąd elektryczny z sieci mamy do wyboru instalcje:
– kolektorów słonecznych,
– ogniw fotowoltaicznych,
– pomp ciepła,
– wymienników gruntowych,
– rekuperatorów w układach wentylacyjnych,
– mikrowiatraków,
– mikrokogeneracji,
– mikrobiogazowni.
38
Ogrzewanie
Wybór źródła ciepła ma kluczowe znaczenie dla przyszłych
kosztów użytkowania budynku, kosztów inwestycyjnych,
komfortu użytkowania instalacji i emisji gazów cieplarnianych.
Stosując sumaryczne kryterium: biorąc pod uwagę koszty
wykonania systemu grzewczego i koszty eksploatacyjne w
okresie użytkowania urządzeń grzewczych, najlepszym
sposobem wytwarzania ciepła w warunkach polskich jest
zastosowanie kondensacyjnego kotła gazowego.
39
Ogrzewanie (2)
Założenia programu NF15/NF określają warunki brzegowe instalacji:
• nie dopuszcza się stosowania wyłącznie energii elektrycznej (chyba, że
pochodzi z OZE)
• dopuszcza się kotły na biomasę leśną
• automatyka pogodowa oraz pobór powietrza z zewnątrz są obligatoryjne
• nie dopuszcza się stosowania pomp ciepła z powietrzem jako dolnym
źródłem do ogrzewania budynków
• pompy ciepła powinny mieć średniosezonowy COP min. 3,5 i pokrywać
75% projektowego obciążenia cieplnego budynku, resztę energii
dostarczać mają grzałki elektryczne w zbiorniku buforowym. PCi powinny
działać z ogrzewaniem niskotemperaturowym.
40
Ogrzewanie (3)
Układy i instalacje ogrzewania
Minimalna
wartość sprawności przesyłu, regulacji, akumulacji i
dystrybucji instalacji grzewczej, %
90
88
Minimalne
grubości izolacji cieplnej rurociągów i armatury dla
materiału o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/mK,
mm
25
20
Minimalna,
średnioroczna sprawność wytwarzania energii, dla poszczególnych rodzajów paliw, %
węglowe z paleniskiem retortowym i płynną regulacją mocy
grzewczej (30 do 100%)
88
88
biomasa
(wyłącznie kotły na paliwa drzewne)
86
86
gaz ziemny, gaz
płynny, olej opałowy
104
104
pompy
ciepła (COP)
350 (3,5)
350 (3,5)
system
ciepłowniczy
98
98
energia elektryczna
99
99
Wyposażenie instalacji w automatykę pogodową i urządzenia
umożliwiające regulację temperatury w pomieszczeniach
TAK
TAK
Minimalna klasa
sprawności zastosowanych napędów elektrycznych
w
układzie ogrzewania
IE3
IE2
Minimalna klasa
efektywności energetycznej pomp cyrkulacyjnych,
obiegowych i
ładujących w układzie ogrzewania.
A
B
41
Ogrzewanie (4)
Przeważnie domy pasywne nie posiadają źródeł ciepła wymagających
komina i fundamenty gdyż są to elementy utrudniające izolację budynku.
NF podszedł do tej kwestii otwarcie i zarówno budynkach jednorodzinnych
NF40 jak i NF15 wspomagającym źródłem ciepła może być kominek. Z
uwagi na małe projektowe obciążenie cieplne należy stosować w nich
kominki o niewielkiej mocy (około 3–6 kW) dostosowanej do
charakterystyki energetycznej budynku.
Z praktyki wynika, iż należy także zastosować kominki oddające ciepło
liniowo (piecokominki), a w przypadku ogrzewania podłogowego
praktycznie nie do uniknięcia jest przegrzewania pomieszczenia z
kominkiem ze względu na dużą bezwładność cieplną tego typu
ogrzewania.
42
Ogrzewanie (5)
W budynkach o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię potrzeba
więcej mocy do ogrzewania cwu niż ogrzewania pomieszczeń. Rodzi to
wyzwania w zakresie doboru mocy i uniknięcia zbyt wysokich kosztów
mocy zamówionej. W tym celu należy:
- wykorzystać zasobniki ciepła, których zadaniem będzie magazynowanie ciepła w
okresie małych rozbiorów nocnych i oddawanie go w okresach szczytowego
zapotrzebowania związanego z przygotowaniem cwu,
- wykorzystanie odnawialnych źródeł energii takich jak kolektory słoneczne, do
przygotowania ciepłej wody użytkowej,
- wykorzystanie układów kogeneracyjnych małej mocy produkujących jednocześnie
energię elektryczną i ciepło, stosowanie układów skojarzonych może być szczególnie
uzasadnione w przypadku budynków pasywnych charakteryzujących się dużym udziałem
stałego zapotrzebowania na energię do przygotowania c.w.u.
- zastosowanie mieszkaniowych węzłów cieplnych i decentralnego przygotowania c.w.u.,
pozwala na ograniczenie strat ciepła na cyrkulacji i indywidualnym dostosowaniu
temperatur w danym lokalu do potrzeb użytkownika
43
Ciepła woda użytkowa
W budynkach standardu NF15 i lepiej zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania
wody jest wyższe niż do ogrzewania. Doskonale spisują się w takim przypadku
przepływowe podgrzewacze wody ze względu na niski koszt instalacji, wysoką
sprawność, brak strat na cyrkulacji i magazynowaniu wody w zbiorniku. Drugim
pod kątem atrakcyjności rozwiązaniem są pompy ciepła, jednakże w naszych
warunkach klimatycznych pompy powietrze-woda nie zapewniają racjonalnej
sprawności w okresie zimowym.
Projektując rozwiązania w zakresie cwu należy wziąć pod uwagę wymagane
grubości izolacji rur i wymagane minimalne sprawności systemów wytwarzania
energii podane w wytycznych.
W przypadku budynku standardu NF40 najczęstszym rozwiązaniem będzie montaż
zbiornika warstwowego na cwu lub podgrzewanie wody w dużym zbiorniku
buforowym (1-1,5 m3).
Dobrym rozwiązaniem jest stosowanie pompy ciepła powietrze-woda do
ogrzewania cwu w sezonie maj-wrzesień, co umożliwia nie uruchamianie kotła c.o.
na cele cwu w tym okresie.
44
Ciepła woda użytkowa (2)
Układy i instalacje do przygotowania ciepłej wody użytkowej
Minimalne
grubości izolacji cieplnej rurociągów i armatury dla materiału o
współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,035 W/mK, mm
40
30
Minimalna
średnioroczna sprawność wytwarzania energii, dla poszczególnych rodzajów paliw, %
węglowe z paleniskiem retortowym i płynną regulacją mocy grzewczej (30
do 100%)
88
88
biomasa
(wyłącznie kotły na paliwa drzewne)
86
86
gaz ziemny, gaz
płynny, olej opałowy
104
104
pompy
ciepła (COP)
350 (3,5)
350 (3,5)
system
ciepłowniczy
98
98
energia elektryczna
99
99
Wyposażenie instalacji w armaturę regulacyjną i systemy elektronicznego
sterowania
pracą obiegów cyrkulacyjnych.
TAK
TAK
Minimalna klasa
sprawności zastosowanych napędów elektrycznych w
układzie przygotowania cwu
IE3
IE2
Minimalna klasa
efektywności energetycznej pomp cyrkulacyjnych,
obiegowych i
ładujących w układzie przygotowania cwu.
A
B
45
Kolektory słoneczne
W Polskich realiach dla inwestorów bardzo
atrakcyjnym rozwiązaniem są kolektory
słoneczne. 45% dopłaty ze środków NFOŚiGW
oraz częste dopłaty lokalnych samorządów
powodują, iż inwestorzy ponoszą realnie około
20-50% kosztów instalacji, która w takiej
konfiguracji jest dla nich ekonomicznie
uzasadniona.
Należy jednak pamiętać, iż bez dopłat ze
środków publicznych rozwiązanie to jest w
naszych warunkach klimatycznych wątpliwe.
Na rynku dostępne są dwa podstawowe typy
paneli: płaskie i próżniowe. Jakie są ich wady i
zalety?
46
Kolektory słoneczne (2)
Podstawowe pytania, jakie należy sobie zadać przy wyborze typu kolektorów, to:
•
jaki ma być cel instalacji kolektorów, do czego potrzebujemy kolektorów
słonecznych (cwu, co, basen)?
•
w jakim okresie, w skali roku, chcielibyśmy korzystać z oszczędności, jakie
przynoszą kolektory słoneczne (sezonowość zastosowania)?
Kolektory płaskie z racji swej budowy świetnie się spisują w warunkach dobrego
nasłonecznienia i wyższej temperatury zewnętrznej. Stąd jeżeli instalacja solarna
ma być wykorzystana np. domku letniskowym, tylko i wyłącznie do celów
przygotowania ciepłej wody użytkowej - wybór powinien paść na kolektory płaskie.
Kolektory próżniowe mają izolację w postaci próżni. Dzięki temu, w niskiej
temperaturze zewnętrznej, czyli w okresie jesienno-zimowym, nie tracą one
energii uzyskanej ze słońca, tak jak kolektory płaskie, które pomiędzy powierzchnią
absorbera, a szybą solarną nie mają żadnej izolacji. Dodatkowo panele te lepiej
wykorzystują promieniowanie rozproszone.
47
Kolektory słoneczne (3)
Kolektor próżniowy wybieramy do:
– wspomagania niskotemperaturowych CO,
– gdy planujemy wysokie pokrycie CWU w ciągu całego roku.
Kolektor płaski natomiast stosujemy:
– do podgrzewania basenu,
– przy podgrzewaniu CWU od wiosny do jesieni, lub nie zakładamy
wysokiego pokrycia CWU zwłaszcza w zimie.
Wadą kolektorów jest konieczność ciągłego odbioru ciepła, co oznacza w
okresach letnich/urlopowych konieczność chłodzenia paneli (odwracanie
obiegu na noc).
48
Wentylacja (1)
W przypadku budynku zgodnego z WT2008 straty ciepła przez wentylację
stanowią największą część (46%) strat. Jakkolwiek teoretycznie możliwe
jest osiągnięcie niskiego zapotrzebowania na energię w budynku z
wentylacją grawitacyjną, wytyczne NF nakładają obowiązek zastosowania
central nawiewno-wywiewnych z odzyskiem ciepła o sprawności od 70%
do nawet 93% dla budynków NF15 w IV i V strefie klimatycznej.
Zdaniem NF nie jest możliwym osiągnięcie standardów NF40/15 przy
niższych sprawnościach.
W budynkach wielorodzinnych zaleca się stosowanie osobnych układów
dla każdego mieszkania by uniknąć nadmiernych długości kanałów, a co za
tym idzie oporów tłoczenia.
49
Wentylacja (2)
W budynkach o standardzie równym lub poniżej NF15 centrala
wentylacyjna z funkcją ogrzewania powietrza (ogrzewanie powietrzne)
może stanowić jedyne źródło ciepła.
Układ kanałów musi być zaizolowany materiałem o gr. min 100mm,
centrala posiadać automatykę, a do zasilania sugeruje się wentylatory DC-
AC (komutatorowe) ze względu na wyższą sprawność niż silniki prądu
stałego (DC).
Pobór mocy powinien być niższy niż 0,45 W/m
3
/h w odniesieniu do
strumienia powietrza wentylacyjnego.
50
Wentylacja (3)
Układy wentylacji mechanicznej nawiewno - wywiewnej z odzyskiem ciepła
I, II i III strefa klimatyczna
IV i V strefa klimatyczna
80
90
70
80
Minimalna klasa
sprawności zastosowanych napędów elektrycznych w układzie
wentylacji
IE3
IE2
Maksymalna
wartość współczynnika poboru mocy elektrycznej, W/(m
3
/h)
0,30
0,30
Maksymalna
wartość współczynnika nakładu energii elektrycznej, Wh/m
3
0,30
0,30
Minimalna
grubość izolacji przewodów, cm
12,0
12,0
Automatyka
sterująca, umożliwiająca współpracę z ISD (Infrastruktura Sieci
Domowych)w zakresie 60/100/150%
wydajności, wyłączenia/włączenia centrali oraz
przejścia w tryb letni, sterowanie czasowe.
TAK
TAK
51
Gruntowy wymiennik ciepła
W ramach systemu wentylacji coraz częściej stosuje się gruntowe
wymienniki ciepła ogrzewające powietrze zimą i ochładzające latem. GWC
występują najczęściej jako długie kanały z rur PCV (czasem wzbogaconych
jonami srebra w celu zachowania aseptyczności) z czerpnią na terenie
ogrodu. Druga form to złoże kamienne/żwirowe o kubaturze 10-20m3,
lokowane np. pod posadzką budynku gospodarczego czy garażu.
52
Źródło:
53
Ogniwa fotowoltaiczne
Coraz więcej inwestorów planuje wykorzystać powierzchnię dachów do
produkcji energii. Jeśli chcemy osiągnąć standard zero lub
plusenergetyczny, panele fotowoltaiczne zapewnią nam dostawy prądu.
Niestety ogniwa nie dostarcza nam energii przez cały czas, konieczne jest
jej magazynowanie (baterie akumulatorów) lub oddawanie do sieci.
Pierwszy model sprawdza się przy zasilaniu niewielkich obiektów,
oświetlenia, reklam, napędu pomp instalacji solarnej. Drugi model jest
bardziej skomplikowany i wymaga rozliczania produkowanej energii – w
zamian zapewnia stały dostęp, przychody z zielonych certyfikatów i wyższą
efektywność.
Niestety fotowoltaika, pomimo 60 lat rozwoju nadal jest niskoefektywna i
bardzo droga – jest to najdroższy sposób pozyskiwania energii elektrycznej,
a moduły tracą sprawność z upływem czasu.
Z punktu widzenia ograniczania emisji i zapotrzebowani na energię sa to
rozwiązania bardzo korzystne.
54
Dzień II
55
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl
Zakres
• W ramach kolejnego dnia warsztatów uczestnicy zostaną
zaznajomieni z podstawami obsługi programu audytor OZC w
wersji 5.0.
• W części warsztatowej uczestnicy będą śledzić zmiany jakie
należy zastosować w modelu tradycyjnego budynku
mieszkalnego tak by dostosować go do standardów NF40 i
NF15.
• Wszystkie materiały będą dostępne dla uczestników w formie
plików wsadowych oprogramowania
56
Budynek bazowy
Założenia:
•
prosty budynek jednorodzinny z garażem p.u 120 m2, kubatura 650 m3
•
wykonany w najpopularniejszej technologii murowanej z pustaka ceramicznego
•
ocieplenie konserwatywne: 12 cm styropianu i 20 cm wełny
•
stolarka okienna i drzwiowa: standardowe
•
ciepło do ogrzewania – gaz ; instalacja grzejników na parametr 75/55C
•
przygotowanie cwu w zasobniku, cyrkulacja
•
podłoga na gruncie – 5 cm styropianu
•
wentylacja grawitacyjna
57
Ćwiczenie 1
• Zweryfikować czy budynek bazowy spełnia
normy WT2008, obliczyć Ep, Ek.
• Zaproponować zamiany w celu osiągnięcia
norm WT2008
• Jakie rozwiązania przyjęte przez inwestora są
nieefektywne i należało by skorygować?
58
Ćwiczenie 2
• Wprowadzić do budynku bazowego zmiany w
celu osiągnięcia wskaźnika EUco<40
kWh/m2rok
• Które zmiany były najbardziej efektywne
kosztowo?
• Jakie zmiany są najgorsze pod ww. względem?
59
Ćwiczenie 3
• Wprowadzić do budynku bazowego zmiany w
celu osiągnięcia wskaźnika EUco<15
kWh/m2rok
• Czy proponowane zmiany znajdują
uzasadnienie w obniżonych kosztach
eksploatacji?
• Wskaż elementy generujące najwyższe ryzyko
nieosiągnięcia przewidywanych efektów
60
Dzień III
61
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl
Dopłaty do kredytów dla budynków i mieszkań
w standardzie NF15/NF40
Założenia programu:
•
Budżet 300 mln zl
•
Okres wdrażania: 2012-2018 (wypłaty realizowane będą do 2022r.)
•
Dotacja na częściową spłatę kapitału kredytu bankowego realizowana za
pośrednictwem banku na podstawie umowy z NFOŚiGW.
Warunkiem dofinansowania jest łącznie:
•
Osiągnięcie wymaganego wskaźnika rocznego jednostkowego zapotrzebowania na
energię użytkową do ogrzewania i wentylacji (EUco) – obliczony z uwzględnieniem
wytycznych z zał. 3 do programu
•
Spełnienie pozostałych warunków określonych w zał. 3 do programu
– minimalne wymagania techniczne;
– spełnienie wymagań w projekcie budowlanym;
– spełnienie wymagań przez zrealizowane przedsięwzięcie;
– zapewnienie jakości robót budowlanych.
62
Dopłaty do kredytów dla budynków i mieszkań
w standardzie NF15/NF40 (2)
Dla kogo?
Kredyt oferowany jest osobom fizycznym:
•
budującym dom jednorodzinny w jednym ze standardów energetycznych NFOŚiGW
•
kupującym nowy dom jednorodzinny lub mieszkanie w domach wielorodzinnych od
deweloperów (spółdzielni mieszkaniowych) w jednym ze standardów energetycznych ;
Gdzie po kredyt?
Obsługą programu zajmują się wyłonione przez NFOŚiGW banki:
•
Bank Ochrony Środowiska S.A.,
•
Bank Polskiej Spółdzielczości S.A.,
•
Deutsche Bank PBC S.A.,
•
Getin Noble Bank S.A.,
•
SGB-Bank S.A.,
•
Bank Zachodni WBK S.A.,
•
Nordea Bank Polska S.A
63
Dopłaty do kredytów dla budynków i mieszkań
w standardzie NF15/NF40 (3)
Budując dom z kredytem można uzyskać dofinansowanie:
w przypadku domów jednorodzinnych:
•
standard NF40 – EUco ≤ 40 kWh/(m2*rok) – dotacja 30 000 zł brutto;
•
standard NF15 – EUco ≤ 15 kWh/(m2*rok) – dotacja 50 000 zł brutto;
w przypadku lokali mieszkalnych w budynkach wielorodzinnych:
•
standard NF40 – EUco ≤ 40 kWh/(m2*rok) – dotacja 11 000 zł brutto;
•
standard NF15 – EUco ≤ 15 kWh/(m2*rok) – dotacja 16 000 zł brutto.
Biorąc pod uwagę, iż średni koszt budowy domu do stanu deweloperskiego to około 400 tys .
zł dotacja nie pokrywa wzrostów kosztu związanych z uzyskaniem parametrów NF40 (ok. 10-
15%) i NF15 (ok. 20%). Pamiętać też należy o dodatkowych kosztach audytowania,
termowizji, próby szczelności i konieczności wzięcia kredytu w jednym ze wskazanych
banków.
64
Dopłaty do kredytów dla budynków i mieszkań
w standardzie NF15/NF40 (4)
Wypłata dotacji następuje po zrealizowaniu budowy lub zakupu wraz z potwierdzeniem
uzyskania efektu ekologicznego, rozumianego jako potwierdzenie osiągnięcia wymaganego
standardu energetycznego.
Kredyt z dotacją nie może być udzielany w ramach prowadzonej przez Kredytobiorcę
działalności gospodarczej, jak również na finansowanie działalności gospodarczej
Kredytobiorcy.
Dom lub mieszkanie muszą spełniać standard energetyczny wymagany przez NFOŚiGW
rozumiany jako uzyskany wskaźnik rocznego jednostkowego zapotrzebowania na energię
użytkową do celów ogrzewania i wentylacji (EUco), obliczonego na podstawie Rozporządzenia
Ministra Infrastruktury z 6 listopada 2008 roku w sprawie metodologii obliczania
charakterystyki energetycznej budynku … (Dz. U. z 2008 r. Nr 201, poz. 1240). , z
uwzględnieniem wytycznych określających podstawowe wymogi niezbędne do osiągnięcia
oczekiwanych standardów energetycznych dla budynków mieszkalnych oraz sposób
weryfikacji projektów i sprawdzenia wykonanych domów energooszczędnych w tym
dotyczących sprawności instalacji grzewczej i przygotowania wody użytkowej zawartych w
Programie Priorytetowym.
65
SCHEMAT POSTĘPOWANIA
Budowa domu przez osobę fizyczną
Źródło: nfosigw.gov.pl
SCHEMAT POSTĘPOWANIA
Zakup domu/mieszkania od dewelopera
Dopłaty do kredytów na montaż instalacji
solarnej (NFOŚiGW)
Najpopularniejszym obecnie programem dofinansowującym czysta energię dla
budynków mieszkalnych jest z pewnością program dopłat do montażu kolektorów,
uruchomiony 3 lata temu przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i
Gospodarki Wodnej. Mechanizm działania jest prosty – inwestor wyszukuje
dostawcę
lub
produkt,
który
odpowiada
jego
wymaganiom,
a
instalator/sprzedawca załatwia formalności z jednym z banków finansujących
kredyty na zakup i montaż instalacji.
68
Dopłaty do kredytów na montaż instalacji
solarnej (NFOŚiGW) (2)
Zestaw niezbędnych dokumentów obejmuje:
a) Dokumentację projektową wykonania instalacji w postaci jednego z dokumentów
- oferty wykonawcy
- projektu instalacji
- projektu budowlano – wykonawczego (jeśli wymaga tego prawo)
b) Dokument potwierdzający spełnienie wymogów Prawa budowlanego (jeden z
dokumentów):
- oświadczenie, że do realizacji przedsięwzięcia nie jest wymagane zarówno pozwolenie na budowę, jak i
zgłoszenie zamiaru wykonywania robót budowlanych.
- kopia zgłoszenia zamiaru wykonywania robót budowlanych
- kopia prawomocnego pozwolenia na budowę
c) Dokumenty dotyczące prowadzonej działalności gospodarczej w budynku lub
wynajmu pomieszczeń (jeśli dotyczy).
d) Dokumenty potwierdzające prawo do dysponowania budynkiem
69
Dopłaty do kredytów na montaż instalacji
solarnej (NFOŚiGW) (3)
Ważne cechy tego typu finansowania:
- inwestor może wybrać dowolny model i typ sprzętu
- dofinansowanie wynosi do 45%, a koszt kwalifikowany przedsięwzięcia nie może
przekroczyć 2250 zł/m2 powierzchni kolektora
- korzystanie z kredytu jest obligatoryjne, nie można otrzymać dotacji w innej
formie
- instalacja zrealizowana w ramach dofinansowania nie może być wykorzystywana
do celów gospodarczych
70
Dopłaty ze środków UE do montażu instalacji
solarnych w budynkach indywidualnych (1)
Wiele samorządów w województwach Podlaskim, Śląskim, Małopolskim
czy Mazowieckim realizuje projekty dofinansowane w 85% ze środków UE,
które mają na celu ograniczenie niskiej emisji. W tego typu inicjatywach
Urzędy Gmin realizują nabór chętnych do programu, którzy musza
wypełnić odpowiednie ankiety i podpisać deklarację udziału w projekcie.
Po około pół roku i pozytywnym rozpatrzeniu wniosku Gminy przez Urząd
Marszałkowski, Gmina przystępuje do realizacji inwestycji tj. wizji lokalnej
na obiekcie, podpisania umowy z właścicielem nieruchomości i montuje
instalację.
71
Dopłaty ze środków UE do montażu instalacji
solarnych w budynkach indywidualnych (2)
Ważne cechy tego typu finansowania:
- wkład właściciela to zazwyczaj 15% kosztów netto
- podpisać umowę z Gminą mogą jedynie osoby posiadające klarowny tytuł prawny do
nieruchomości, w przypadku wielu współwłaścicieli niezbędne jest podpisanie
umowy przez wszystkie osoby
- za montaż instalacji, dobór i wybór wykonawcy odpowiada Gmina.
- należy uważnie przeczytać warunki umowy z Gminą, gdyż mogą one narzucać np.
obowiązek ubezpieczenia instalacji, a także zawierać wyłączenia odpowiedzialności
(np. w przypadku przegrzania instalacji przy braku odbioru ciepła)
- właściciel budynku nie jest właścicielem instalacji solarnej – nie może jej
zdemontować ani sprzedać, a jednocześnie musi ją eksploatować przez minimum 5
lat od daty rozliczenia inwestycji przez Gminę
- realizując inwestycje samorząd kieruje się w zamówieniach zazwyczaj jedynie
kryterium cenowym, co oznacza, że wykonana instalacja z pewnością będzie
najtańsza, a czy najlepsza?
72
Dopłaty w ramach Programów Ograniczania
Niskiej Emisji
Wiele Gmin, głównie na południu Polski, realizuje z własnych środków (wspartych
środkami Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej)
programy ograniczające niską emisję. Problem niskiej emisji występuje na
obszarach o dużym zagęszczeniu zabudowy zaopatrywanej w ciepło z
indywidualnych kotłowni węglowych. W kombinacji z dążeniem do obniżania
kosztów ogrzewania i używaniem najtańszych paliw (muł, flot), a także spalaniem
odpadów, daje to znaczący problem ze stanem powietrza atmosferycznego,
zwłaszcza w okresach jesiennych i zimowych gdy przy braku wiatru i niskim
ciśnieniu obserwuje się drastyczne przekroczenia norm zawartości zanieczyszczeń
w powietrzu (np. w rejonie Wodzisławia Śląskiego, a także kotlin górskich).
73
Dopłaty w ramach Programów Ograniczania
Niskiej Emisji (2)
By przeciwdziałać powyższemu zjawisku i poprawić środowisko życia mieszkańców,
wiele gmin dofinansowuje inwestycje obniżające emisje zanieczyszczeń – montaż
nowoczesnych kotłów retortowych, podłączanie do sieci ciepłowniczej czy gazowej,
a także montaż odnawialnych źródeł energii (pompy ciepła, solary). W zależności
od zasobności Gminy dofinansowanie może wynieść od 10% do nawet 50%
kosztów inwestycji i nic nie stoi na przeszkodzie by nie łączyć do z innymi
preferencyjnymi formami finansowania (np. NFOŚiGW).
Według portalu niskaemisja.pl 42% uczestników decydowało się na kotły
retortowe, 30,5% montowało kolektory słoneczne, 19% docieplało ściany i/lub
wymieniało okna, 8,5% wymieniało kotły węglowe na gazowe, a jedynie 1 osoba
na 7883 uczestników zamontowała pompę ciepła.
74
DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ
plany@biuroaltima.pl
Grupa Doradcza Altima sp. z o.o.
Ligocka 103 bud 7
40-568 Katowice
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl
Budynki modelowe
76
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl
Hala sportowa w Słomnikach
79
Źródło: http://www.archirama.pl/architektura/zobaczcie-bryle-pierwszej-pasywnej-hali-w-polsce,67_2284.html#
Dziękujemy za uwagę i zapraszamy do kontaktu
z ekspertami prowadzącymi zajęcia.
Opracowanie materiałów:
Dr Inż. Michał Chabiński
Inż. Grzegorz Kudyba
Ilustracje pochodzą z koncepcji opracowanej na cele niniejszego projektu.
81
Projekt „Budownictwo energooszczędne – Lubię to!” został dofinansowany ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.be-lt.pl