Projektowanie niskoenergochłonnych budynków mieszkalnych w zabudowie jednorodzinnej

dr inż. Beata Sadowska

Projektowanie niskoenergochłonnych budynków mieszkalnych w zabudowie jednorodzinnej

http://www.izolacje.com.pl/artykul/id1710,projektowanie-niskoenergochlonnych-budynkow-mieszkalnych-w-zabudowie-jednorodzinnej

ABSTRAKT

W artykule opisano zagadnienie projektowania budynków niskoenergochłonnych i przybliżono problem definiowania tych obiektów. Zaproponowano algorytm obliczeniowy dający możliwość zaprojektowania niskoenergetycznego budynku mieszkalnego w zabudowie jednorodzinnej w warunkach klimatu północno‑wschodniej Polski przy wzroście kosztów inwestycyjnych na poziomie ok. 5%. Wymieniono najistotniejsze statystycznie czynniki, wpływające na charakterystykę energetyczną budynków.

The article describes the subject of designing low energy consuming buildings and approaches the problem of defining these objects. In the course of the article a calculating algorithm is proposed that enables to design low energy consuming residential buildings in single family housing, intended for the climate of north-east Poland, while generating a rise of investment costs at the level of 5%. The article also specifies the most important factors that determine the energy performance of buildings.

W obecnych warunkach środowiskowych, energetycznych, ekonomicznych i formalnych projektowanie i wznoszenie budynków niskoenergochłonnych staje się koniecznością. Takie obiekty wymagają jednak większych nakładów finansowych, dlatego warto przeprowadzić rachunek ekonomiczny pozwalający przewidzieć dodatkowy koszt inwestycyjny oraz – co najważniejsze – przybliżony czas jego zwrotu.

Na mocy dyrektywy 2010/31/UE [1] wprowadzono pojęcie budynku o niemal zerowym zużyciu energii. Nie zostały jednak określone ani minimalne wymagania dotyczące charakterystyki energetycznej budynków, ani szczegółowe wytyczne ramowej procedury jej obliczania.

Poszczególne państwa członkowskie zobowiązane są do samodzielnego zdefiniowania tych kwestii, z uwzględnieniem warunków lokalnych oraz możliwości osiągnięcia równowagi między wymaganymi nakładami i kosztami energii zaoszczędzonymi podczas cyklu życia budynku [2].

Czynnik ekonomiczny efektywności energetycznej

Art. 9 dyrektywy 2010/31/UE [1] nakłada wymóg zapewnienia, by budynkami o niemal zerowym zużyciu energii były:

do 31 grudnia 2020 r. – wszystkie nowe budynki,

po 31 grudnia 2018 r. – nowe budynki zajmowane przez władze publiczne oraz będące ich własnością.

W Polsce opracowano projekt założeń do ustawy o charakterystyce energetycznej budynków [3]. Przepisy oraz akty wykonawcze tej ustawy (przenoszące postanowienia dyrektywy 2010/31/UE [1]) mają zostać opublikowane w I kwartale 2013 r.

Według tego projektu pod pojęciem budynku o niemal zerowym zużyciu energii należy rozumieć „budynek o bardzo dobrej charakterystyce energetycznej, szczegółowo zdefiniowany w krajowym planie działań, mającym na celu zwiększenie liczby budynków o niemal zerowym zapotrzebowaniu na energię, w którym wymagana energia do zapewnienia funkcji użytkowych pochodzi w dużym stopniu z energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu” [3].

Opracowywana ustawa o charakterystyce energetycznej budynków będzie zawierała delegację do opracowania krajowego planu działań dotyczącego zwiększenia liczby budynków o niemal zerowym zużyciu energii.

Ponieważ stosowanie rozwiązań technicznych mających zmniejszać potrzeby cieplne budynku wiąże się z dodatkowymi nakładami inwestycyjnymi, a z punktu widzenia inwestora to właśnie czynnik ekonomiczny jest zwykle decydujący, powinny zostać opracowane odpowiednie instrumenty polityki gospodarczej, w tym finansowej państwa (np. tanie kredyty, dopłaty czy premie), które zachęcą do działań związanych z efektywnością energetyczną, a w niektórych sytuacjach po prostu je umożliwią.

Tymczasem w projekcie założeń do ustawy o charakterystyce energetycznej budynków [3] widnieje zapis, iż nie przewiduje się tworzenia w Polsce dodatkowych zachęt finansowych w obszarze budownictwa nisko- oraz blisko zeroenergetycznego poza aktualnymi premiami wynikającymi z ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów [4] oraz innymi środkami możliwymi do uzyskania z funduszy EFS.

Planowane jest uruchomienie w tym roku programu dopłat do kredytów na budowę lub zakup energooszczędnych budynków realizowanego przez NFOŚiGW, jednak minimalne wymagania techniczne dotyczące dofinansowywanych budynków oraz sposób potwierdzenia spełnienia tych wymagań bardziej zniechęcają, niż zachęcają przyszłych inwestorów do skorzystania z tej propozycji.

Wobec takiej sytuacji niezbędne wydaje się przeprowadzanie na etapie projektowania budynku rachunku ekonomicznego, tak by dodatkowy koszt inwestycyjny nie stał się dla inwestora nadmiernie uciążliwy i mógł się w miarę szybko zwrócić w fazie eksploatacji (z tytułu m.in. zmniejszenia kosztów ogrzewania budynku).

Pojęcie budynku niskoenergochłonnego

W Polsce nie ma jednolitej klasyfikacji budynków w zależności od ich jakości energetycznej. Również pojęcia budynku energooszczędnego czy niskoenergochłonnego – mimo że funkcjonują już od wielu lat i są powszechnie używane – do dziś nie zostały jednoznacznie zdefiniowane w żadnym akcie prawnym.

Potocznie za tego typu budynki uważa się takie, w których zastosowano rozwiązania projektowe i techniczne umożliwiające ich użytkowanie przy małym zużyciu energii z zapewnieniem komfortowych warunków higieniczno-sanitarnych. Jednak opisowe definicje zawierające sformułowania typu „małe zużycie energii” nie są precyzyjne.

Jasno określone jest jedynie oczekiwanie wobec budynków pasywnych [5] – ich całkowite zapotrzebowanie na energię pierwotną (obejmujące ciepło zużywane do ogrzewania i przygotowania c.w.u. oraz energię elektryczną zużywaną przez urządzenia pomocnicze oświetlenie i sprzęty AGD, RTV) nie powinno przekraczać 120 kWh/(m²·rok), a zapotrzebowanie na energię do ogrzewania (będące najczęściej spotykanym w literaturze technicznej kryterium oceny energetycznej budynków) powinno być niższe niż 15 kWh/(m²·rok).

Podczas trwających obecnie prac, mających na celu przygotowanie krajowych uregulowań dotyczących budynków o niemal zerowym zużyciu energii, uznano, że będą to budynki o wysokiej charakterystyce energetycznej, jednak nie aż tak wysokiej, jaką mają budynki pasywne [6].

Za budynek niskoenergochłonny można więc uznać taki, którego zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania jest niższe, niż wynika to z obowiązujących przepisów.

Aby zobrazować poziom zapotrzebowania na ciepło przeciętnych budynków jednorodzinnych położonych w północno-wschodniej Polsce, wybrano grupę 52 obiektów. Były to budynki wzniesione w latach 1940–1988. Właściciele tych domów podjęli decyzję o wykonaniu kompleksowej termomodernizacji z wykorzystaniem ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów [4].

Zawarte w sporządzonych audytach energetycznych obliczenia zapotrzebowania na ciepło w stanie przed termomodernizacją weryfikowano wieloletnimi danymi eksploatacyjnymi, a dane dotyczące przewidywanych efektów energetycznych poddawane były monitoringowi. W żadnym z budynków nie było możliwe uzyskanie wskaźnika EU mniejszego niż 65 kWh/(m²·rok), średnia zaś wyniosła 91,63 kWh/(m²·rok) (RYS. 1).

Należy nadmienić, że termomodernizacja przeprowadzona z wykorzystaniem pomocy państwa na mocy ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów [4] (co zobowiązywało do zastosowania się do zapisów rozporządzenia w sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego [7]) wiązała się z ostrzejszymi wymaganiami dotyczącymi poziomu izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych budynków poddawanych termomodernizacji niż w wypadku budynków nowo wznoszonych [8].

Warto również dodać, że wszystkie analizowane budynki miały wentylację grawitacyjną. Nie zaproponowano zamiany wentylacji na mechaniczną, ponieważ byłoby to nieopłacalne.

Na RYS. 1 przedstawiono również wartości eksploatacyjnych wskaźników zapotrzebowania na energię użytkową trzech jednorodzinnych budynków mieszkalnych (budynek nr 1, budynek nr 2 i budynek nr 3) wzniesionych w północno-wschodniej Polsce w latach 1999–2003.

Domy te można nazwać energooszczędnymi czy niskoenergochłonnymi [9, 10, 11], ponieważ zastosowano w nich ponadstandardową grubość izolacji termicznej (w ścianach trójwarstwowych i dachu – 18 cm wełny mineralnej, w dachu – dodatkowo 2 cm styropianu, w podłodze na gruncie – 10 cm styropianu).

Ponadto każdy z budynków miał wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła oraz gruntowy wymiennik ciepła. Takie rozwiązania pozwoliły na otrzymanie wskaźników zapotrzebowania na energię użytkową na poziomie 42–53 kWh/(m²·rok).

W kwestii oceny samej bryły budynku (bez uwzględniania sprawności instalacji centralnego ogrzewania) można zaproponować, by budynkiem niskoenergochłonnym nazywać taki, który charakteryzuje się wskaźnikiem zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania EU nieprzekraczającym 55 kWh/(m²·rok) energii użytkowej (RYS. 1).

Po włączeniu do analizy sprawności systemu ogrzewania średnia wartość wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania w odniesieniu do powierzchni, po przeprowadzonej kompleksowej termomodernizacji, w rozpatrywanej grupie 52 budynków jednorodzinnych wyniosła 125,00 kWh/(m²·rok), a minimalna – 78,18 kWh/(m²·rok) (RYS. 2).

Natomiast zapotrzebowanie na energię końcową podczas kilkuletniej eksploatacji w budynkach energooszczędnych wahało się na poziomie 48–58 kWh/(m²·rok) (RYS. 2).

Jeśli zatem uwzględni się sprawność instalacji centralnego ogrzewania, to o budynku niskoenergochłonnym można mówić wówczas, gdy wskaźnik zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania EK nie przekracza 60 kWh/(m²·rok) energii końcowej (RYS. 2).

Elementy składowe budynku niskoenergochłonnego

Na etapie projektowania budynku warto rozpatrzyć następujące grupy czynników wpływających na obniżenie zapotrzebowania na energię podczas użytkowania obiektu [10]:

ukształtowanie architektury budynku obejmujące:
– właściwe usytuowanie na działce, uwzględniające uwarunkowania terenowe, takie jak rzeźba terenu, nasłonecznienie, zacienienie, kierunek wiatrów, otaczająca zabudowa,
– prawidłowe zaprojektowanie bryły budynku, zapewniające jej relatywną zwartość, a także odpowiednią organizację przestrzeni wewnętrznej z podziałem na strefy buforowe przez właściwe rozplanowanie położenia pomieszczeń,
– wykorzystanie słonecznych zysków ciepła z uwzględnieniem ochrony przed przegrzewaniem latem i optymalnego wykorzystania oświetlenia światłem naturalnym, przez poprawną orientację względem stron świata, stosowanie przegród przeszklonych, oszklonych werand przyległych do budynku, buforowych pomieszczeń nieogrzewanych, przegród akumulujących ciepło, specjalnych elementów obudowy, takich jak ściana Trombe’a, elementów wentylowanych, izolacji transparentnych,
właściwości wyrobów budowlanych i rozwiązań konstrukcyjnych zastosowanych w obudowie budynku zapewnione przez:
– opłacalną ekonomicznie grubość izolacji termicznej oraz zastosowanie wyrobów konstrukcyjnych o niższej przewodności cieplnej,
– poprawne rozwiązanie detali architektonicznych, minimalizujące wpływ mostków cieplnych,
– zastosowanie wyrobów zapewniających wysoką szczelność na infiltrację powietrza,
– zastosowanie stolarki okiennej i drzwiowej o niskich wartościach współczynnika przenikania ciepła,
technikę instalacyjną na poziomie zapewniającym:
– wysoką sprawność wytwarzania, magazynowania, dystrybucji i emisji ciepła w budynku oraz regulację pracy instalacji, a także ograniczenie zapotrzebowania na pomocniczą energię elektryczną związaną z działaniem instalacji w budynku,
– odzysk ciepła ze zużytego powietrza wentylacyjnego,
– wykorzystanie źródeł ciepła na biopaliwa, kogeneracji i źródeł energii odnawialnej (wiatrowej, geotermalnej i słonecznej pozyskiwanej bezpośrednio przez kolektory lub fotoogniwa bądź pośrednio pompami ciepła i w wymiennikach gruntowych).

Dodatkowe koszty inwestycyjne

W odniesieniu do trzech jednorodzinnych budynków mieszkalnych, dla których prowadzony był monitoring energetyczny (budynek nr 1, budynek nr 2 i budynek nr 3), oszacowano wielkość dodatkowych nakładów na wzniesienie ich w standardzie budynków niskoenergochłonnych. Do elementów ponadstandardowego (pod względem energetycznym) wyposażenia zaliczono:

zwiększoną grubość izolacji termicznej,
nawiewno-wywiewną wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła,
gruntowy wymiennik ciepła współpracujący z rekuperatorem w systemie wentylacji,
dobrą jakościowo i szczelną stolarkę,
system ogrzewania (nowoczesny kocioł gazowy z automatyką, grzejniki, zawory termostatyczne)/piece elektryczne akumulacyjne,
powierzchnie przeszklone od strony południowej i dużą akumulacyjność ścian (bierne wykorzystanie energii słonecznej).

Grubości izolacji cieplnej budynków standardowych wyznaczono na poziomie zapewniającym spełnienie wymagań dotyczących ochrony cieplnej budynków zgodnie z obowiązującymi przepisami odnośnie do współczynników przenikania ciepła przegród zewnętrznych [8].

W wypadku ścian zewnętrznych przyjęto warstwę wełny mineralnej o gr. 12 cm, zapewniającą uzyskanie wartości współczynnika przenikania ciepła U = 0,28 W/(m²·K) i zastosowanie tańszych kotew do warstwy licowej ściany trójwarstwowej. Zmniejszono grubość styropianu na płytach balkonowych z 5 cm do 3 cm. Pocienienie ściany zewnętrznej pozwoliło na zmniejszenie grubości ścian fundamentowych oraz ław i podkładów pod fundamenty.

Dla dachu przyjęto warstwę wełny mineralnej o gr. 14 cm i zrezygnowano z dodatkowej warstwy styropianu o gr. 2 cm. Pozwoliło to na uzyskanie wartości współczynnika przenikania ciepła U = 0,24 (W/m²·K) i umożliwiło zastosowanie krokwi o mniejszej wysokości (16 cm zamiast 20 cm).

Wartości współczynnika U dla okien przyjęto na poziomie 1,70 W/(m²·K), a drzwi zewnętrznych – 2,6 W/(m²·K). Zmiany w instalacji c.o. dotyczyły wielkości grzejników i kotłów o mniejszej mocy.

Całkowity koszt budowy analizowanych budynków w dwóch wersjach (standardowej i niskoenergochłonnej) przedstawiono na RYS. 3.

Dodatkowe koszty inwestycyjne wynikające z osiągnięcia ponadstandardowych walorów termicznych spowodowały zwiększenie całkowitych kosztów budowy budynków niskoenergochłonnych w stosunku do kosztów takich samych budynków wykonanych w wersji standardowej: w wypadku budynku nr 1 koszt dodatkowy wyniósł 4,51%, w budynku nr 2 – 4,54%, a w budynku nr 3 – 5,01% (TABELA 1).

Czas zwrotu nakładów

Roczne oszczędności eksploatacyjne w wypadku wzniesienia budynków w wersji niskoenergochłonnej zamiast standardowej w odniesieniu do stosowanych powszechnie w kraju źródeł energii, takich jak biomasa, węgiel, gaz, olej, energia elektryczna i zasilanie zdalaczynne, zestawiono w TABELI 2.

Na RYS. 4 przedstawiono wielkości SPBT prostego czasu zwrotu dodatkowych nakładów inwestycyjnych w odniesieniu do każdego z opisywanych budynków wzniesionego w wersji niskoenergochłonnej.

Wartości prostego okresu zwrotu nakładów na wzniesienie budynków w wersji niskoenergochłonnej zamiast standardowej zależą w sposób znaczący od ceny jednostkowej zaoszczędzonej energii. W analizowanych budynkach wartości SPBT wahają się od nieco ponad 3 lat w wypadku rzadko stosowanej do ogrzewania energii elektrycznej do prawie 20 lat w wypadku stosunkowo taniej energii otrzymywanej z biomasy.

Model projektowania budynków niskoenergochłonnych

W celu zbudowania modelu projektowania niskoenergochłonnych budynków mieszkalnych w zabudowie jednorodzinnej przeprowadzono eksperyment obliczeniowy mający na celu rozpoznanie wpływu wytypowanych rozwiązań technicznych na charakterystykę energetyczną budynków oraz opisanie ilościowe wpływu czynników statystycznie istotnych.

Do opracowania modelu wykorzystano metodykę planowania doświadczeń (Design of Experiments – DOE) [12, 13, 14]. Narzędziem był program STATISTICA oraz Audytor OZC.

Za parametr charakterystyczny (wyjściowy) w budowanym modelu przyjęto wielkość wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową na ogrzewanie i wentylację. Wybrano 17 czynników (zmiennych wejściowych) charakteryzujących możliwe do zastosowania rozwiązania, mające wpływ na energochłonność budynków.

Na podstawie wyników badań własnych przeprowadzonych w jednorodzinnych budynkach energooszczędnych [10], monitoringu budynków termomodernizowanych [10], danych zawartych w literaturze [2, 5, 11] oraz wymagań prawnych dotyczących budynków nowo wznoszonych [8] poszczególnym zmiennym przyporządkowano wartości reprezentujące górną i dolną granicę dużego zakresu operacyjnego. Czynniki wejściowe poddane badaniu oraz przypisane im poziomy wartości przedstawiono w tabeli 3.

Z powodu dużej liczby wielkości wejściowych, w związku z potrzebą minimalizacji liczby pomiarów, w pierwszym kroku badań do rozpoznania czynników mających największy wpływ na parametr wyjściowy wykorzystano zrandomizowany frakcyjny plan przesiewowy Placketta‑Burmana o rozdzielczości III [12]. Wygenerowano plan 19/20, który umożliwiał zbadanie oddziaływania dziewiętnastu zmiennych w ramach dwudziestu układów.

Do wybranych siedemnastu czynników (TABELA 3) dodano dwa czynniki fikcyjne X 18f i X 19f i przeprowadzono kodowanie znaczeń najniższych (–1) i najwyższych (+1) poziomów tych czynników. Ponieważ zaplanowany eksperyment był obliczeniowy, dodano jeden układ w centrum. W układzie tym zmiennym niezależnym przyporządkowano wartości pośrednie (centralne).

W wyniku regresji krokowej wyeliminowano nieistotne czynniki wejściowe. Statystycznie istotne okazały się:

X 1 – współczynnik przenikania ciepła ścian zewnętrznych budynku U_ścian,
X 2 – współczynnik przenikania ciepła stropodachu/dachu budynku U_dachu,
X 5 – współczynnik przenikania ciepła okien U_okien,
X 11 – sprawność wytwarzania źródła ciepła η_H,g,
X 12 – sprawność instalacji centralnego ogrzewania η_H,sde,
X 13 – sprawność wymiennika do odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego (rekuperatora) η_H,rekup.

Statystyczną istotność wytypowanych czynników wejściowych w postaci bezwzględnej wartości standaryzowanej oceny efektu przedstawiono na RYS. 5.

Aproksymowana funkcja obiektu badań, uwzględniająca istotne statystycznie rzeczywiste wartości wielkości wejściowych, przyjęła postać:

EK = 89,67 + 116,82·U_ścian + 83,44·U_dachu + 21,59·U_okien – 53,53·η_H,g – 55,86·η_H,sde – 19,57·η_H,rekup.

Dopasowanie modelu R2 wynosi 0,87153 (popr. R2 = 0,81647). Dotyczy on budynków zbliżonych do obiektu badań, tj.:

niepodpiwniczonych,
parterowych z poddaszem użytkowym,
wyposażonych w wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła oraz gruntowym rurowym wymiennikiem ciepła do wstępnego podgrzewu powietrza wentylacyjnego,
o zwartej bryle (A/V rzędu 0,65–0,75 m²/m³),
poddanych działaniu warunków klimatycznych północno-wschodniej Polski,
zbliżonych bryłą do modelowego (powierzchnia ścian zewnętrznych ok. 160 m², dachu – 110 m², podłogi na gruncie – 88 m², okien – 35 m², drzwi zewnętrznych – 4 m²).

Na podstawie zbudowanego modelu możliwa jest predykcja zmiennej zależnej w postaci wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową na cele ogrzewania i wentylacji EK przy założonych wartościach najbardziej istotnych statystycznie czynników (U_ścian, U_dachu, U_okien, η_H,g, η_H,sde i η_H,rekup.), wpływających na charakterystykę energetyczną budynków energooszczędnych złożonych z wyspecyfikowanych elementów składowych.

Możliwe jest znalezienie optymalnych wartości wszystkich możliwych kombinacji. Dla ustalonych poziomów czterech z sześciu istotnych zmiennych wejściowych można wykreślić zależność EK od dwóch pozostałych.

Na RYS. 6–8 przedstawiono warstwicowe wykresy zależności EK od U_ścian i U_dachu. Na RYS. 6 poziomy pozostałych czterech zmiennych wejściowych ( U_okien, η_H,g, η_H,sde i η_H,rekup.)ustalono na poziomie dolnym (według TABELI 3), na RYS. 7 – na poziomie średnim, natomiast na RYS. 8 – na poziomie górnym.

Rysunki te mogą być przydatne w poszukiwaniu wartości analizowanych zmiennych wejściowych zapewniających oczekiwany poziom wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową na ogrzewanie i wentylację.

Z RYS. 6–8 wynika, że jedynie w razie zastosowania w budynku rozwiązań technicznych dotyczących stolarki okiennej, sprawności źródła ciepła, instalacji centralnego ogrzewania oraz rekuperatora do odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego, charakteryzujących się wielkościami na wybranych poziomach górnych według TABELI 3 (RYS. 8), dowolnie dobrana grubość izolacji termicznej ścian zewnętrznych i dachu (w określonych w TABELI 3 granicach) zapewnia wzniesienie budynku energooszczędnego według zaproponowanego w artykule kryterium energooszczędności (EK<60 kWh/(m²·rok)).

W wypadku pozostałych zależności EK od U_ścian i U_dachu (przy dobranych wielkościach pozostałych czynników na poziomie średnim – RYS. 7 i dolnym – RYS. 8) istnieje pewien obszar, w którym przy wybranych wielkościach współczynnika przenikania ciepła ścian zewnętrznych i dachu następuje przekroczenie oczekiwanej wartości EK.

Przykładowo, jeśli zastosuje się stolarkę okienną o U = 0,90 W/m²·K, źródło ciepła o sprawności 0,75, instalację centralnego ogrzewania o sprawności 0,8294, rekuperator do odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego o sprawności 0,50 oraz przyjmie się wartość U_dachu = 0,21 W/m²·K (przy grubości izolacji termicznej 16 cm o wartości l = 0,039 W/(m·K)), to maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła ścian zewnętrznych, zapewniająca wzniesienie budynku w standardzie energooszczędnym według zaproponowanego kryterium, wyniesie U_ścian = 0,25W/(m²·K).

Podsumowanie

Na podstawie monitoringu energetycznego budynków eksploatowanych w warunkach klimatu północno-wschodniej Polski do grupy budynków niskoenergochłonnych można zaliczyć budynki o:

wartości wskaźnika zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania EK nie większej niż 60 kWh/(m²·rok) energii końcowej,
wartości wskaźnika zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania EU nie większej niż 55 kWh/(m²·rok) energii użytkowej (nieuwzględniającej sprawności systemu ogrzewania).

Zaproponowany algorytm obliczeniowy daje możliwość zaprojektowania niskoenergetycznego budynku mieszkalnego w zabudowie jednorodzinnej w warunkach klimatu północno-wschodniej Polski przy wzroście kosztów inwestycyjnych na poziomie ok. 5%.

Wartości prostego okresu zwrotu dodatkowych nakładów na wzniesienie budynku w wersji niskoenergochłonnej (zamiast standardowej) według zaproponowanego modelu wahają się w granicach od 3 do 20 lat w zależności od ceny stosowanego paliwa.

Artykuł przygotowano w ramach działalności statutowej S/WBiIŚ/1/2010

Literatura

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/EU z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (DzUrz L 153 z 18.06.2012, s. 13–35).
A.D. Panek, J. Rucińska, „Jak zdefiniować budynek o niemal zerowym zużyciu energii?”, „Energia i Budynek”, nr 6/2011, s. 4–10.
Projekt założeń projektu ustawy o charakterystyce energetycznej budynków, Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej, Warszawa, sierpień 2012 r.
Ustawa z dnia 21 października 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów (DzU z 2008 r. nr 223, poz. 1459, z późn. zm.).
S. Firląg, „Technologie pozwalające na uzyskanie poziomu domu pasywnego”, „Energia i Budynek”, nr 1/2009, s. 26–31.
Odpowiedź podsekretarza stanu w Ministerstwie Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej na interpolację nr 4287 w sprawie popularyzacji budowy domów pasywnych, strona internetowa: www.sejm.gov.pl/sejm7.nsf/InterpelacjaTresc.xsp?key=0A837F9B.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 15 stycznia 2002 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego (DzU z 2002 r. nr 12, poz. 114, z późn. zm.).
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 17 grudnia 2008 r. zmieniające rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2008 r. nr 228, poz. 1514).
B. Sadowska, „Badania energetyczne i użytkowe energooszczędnego budynku jednorodzinnego w warunkach klimatu północno-wschodniej Polski”, VI Konferencja Naukowa Doktorantów Wydziałów Budownictwa, „Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Budownictwo”, z. 109/2006, Gliwice 2006, s. 325–332.
B. Sadowska, „Model operacyjny projektowania energooszczędnych budynków mieszkalnych w zabudowie jednorodzinnej” [rozprawa doktorska przygotowana pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Jerzego A. Pogorzelskiego], Politechnika Białostocka, Białystok 2010.
W. Sarosiek, B. Sadowska, „Opłacalność wznoszenia budynków niskoenergetycznych w warunkach klimatu północno-wschodniej Polski”, „Materiały Budowlane”, nr 1/2012, s. 54–56.
Z. Polański, „Planowanie doświadczeń w technice”, WNT, Warszawa 2006.
R.L. Plackett, J.P. Burman, „The Design of Optimum Multifactorial Experiments, Biometrika”, vol. 33/1946, s. 305–325.
G. Harańczyk, „Planowanie doświadczeń jako droga do innowacyjności – przykład optymalizacji procesu produkcyjnego”, StatSoft Polska, Kraków 2009.