Wstęp – troszkę przepisów

Na początek trochę teorii. Od 31 grudnia 2020 roku obowiązują w Polsce zaktualizowane przepisy dotyczące Warunków Technicznych projektowanych budynków[1]. Aby im sprostać podczas projektowania nie wystarczy już tylko spełnić warunki izolacyjności projektowanych przegród budowlanych. Należy także zapewnić aby budynek spełniał reżim ekologiczny, przynajmniej w myśl przepisów. Przykładowo wartość wskaźnika EP dla budynków jednorodzinnych nie może przekroczyć wartości 70 kWh/m2*rok.

Jak obliczyć wskaźnik EP?

Wskaźnik EP – wskaźnik zużycia energii pierwotnej, wyrażany jest on w jednostce kWh/m2*rok. Jest to wskaźnik, który pokazuje zużycie energii w odniesieniu do 1 metra kwadratowego ogrzewanej powierzchni budynku w skali roku. Wskazuje nam ile energii z paliwa (różnej postaci, np. gazu, węgla, energii eklektycznej) musi zostać zużyte przez wskazany budynek.

Wskaźnik EP oblicza się w następujący sposób EP = EK * wi,

gdzie:

EK – wskaźnik wykorzystania energii końcowej (finalnej). Mówi nam o tym ile energii należy dostarczyć do budynku uwzględniając sprawności wykorzystanych systemów technicznych.

wi – współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii dla systemów technicznych. W dużym uproszczeniu współczynnik ten mówi nam o wpływie na klimat wykorzystanego do obliczeń paliwa.

Wartości współczynnika wi

Współczynnik wi to współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii lub energii dla systemów technicznych. Poniżej przedstawiam listę najczęściej wykorzystywanych z nich:

  • energia elektryczna z krajowej sieci elektroenergetycznej, wi = 3,0. Co prawda w KOBiZE (Krajowy ośrodek bilansowania i zarządzania emisjami – jednostka krajowa odpowiedzialna za raportowanie emisji) możemy dowiedzieć się, że ten wskaźnik jest mniejszy od 2,5. Ale metodologia wykonywania charakterystyki energetycznej nie pozwala nam na wykorzystanie innej wartości[2]. Mam nadzieję, że w przyszłości pojawi się aktualizacji tego wskaźnika, bliższa rzeczywistości.
  • energia elektryczna z paneli PV, wi = 0,0. W tym przypadku należy wziąć poprawkę na to, że nie wykorzystujemy jej w 100% w momencie jej generacji. Z doświadczenia wiem, że dla celów ogrzewania, ten poziom wykorzystania to ok. 25-40%, dla cwu można przyjąć pomiędzy 30 a 70%. Jaki więc przyjąć wskaźnik wi dla energii produkowanej za pomocą paneli PV? Moim zdaniem nie ma jednoznacznej odpowiedzi, ale na to pytanie postaram się odpowiedzieć w kolejnym artykule.
  • gaz z sieci/ gaz płynny, wi = 1,1. Wartość ta raczej jest oczywista i nie budzi dyskusji.
  • węgiel kamienny/brunatny, wi = 1,1. Podobnie jak w przypadku gazu.
  • biomasa, wi = 0,2. Obecne polskie prawo premiuje wykorzystanie tego rodzaju paliwa. Możemy zaprojektować stosunkowo energochłonny budynek, ale jeżeli zastosujemy w nim system oparty na biomasie (kocioł na pellet, na drewno, kominek, itp), istnieje spore prawdopodobieństwo, że spełnimy wymogi WT2021 z nawiązką. Pod to paliwo zaliczane są pellety drzewne, słomy, zrębki oraz drewno.
  • systemy ciepłownicze z wykorzystaniem kogeneracji oparte na węglu lub gazie, wi=0,80. Generalnie dla systemów ciepłowniczych można korzystać z danych udostępnianych przez lokalnych dostawców ciepła. Często są one niższe niż wartość wskazana w rozporządzeniu. Np. dla systemu ciepłowniczego Wrocławia-Siechnic, wartość wi = 0,646 [3]
  • systemy ciepłownicze z wykorzystaniem kogeneracji oparte na biogazie, wi=0,15.
  • lokalne systemy ciepłownicze bez kogeneracji oparte na węglu wi = 1,30
  • lokalne systemy ciepłownicze bez kogenereacji oparte na gazie lub oleju opałowym wi = 1,20

Co zrobić aby obniżyć wartość wskaźnika EP?

Poniżej postaram się przedstawić kilka sposób, które ja najczęściej wykorzystuję aby podczas wykonywania charakterystyki energetycznej uzyskać wymaganą wartość wskaźnika EP:

  1. Najszybszym i najprostszym sposobem obniżenia wskaźnika EP jest wybór źródła ciepła dla systemów technicznych o najniższej możliwej wartości współczynnika wi. Przypominam, że wartość EP = EK * wi. Znając wartość wskaźnika EK możemy określić czy zmiana źródła ciepła pomoże nam spełnić wymogi przepisowe.
  2. Dodatkowe źródło ciepła – np. dodanie kominka opalanego drewnem. Dlaczego kominka? Ponieważ jest opalany biomasą – drewnem, a dla niego wartość wskaźnika wi = 0,2. Mając na uwadze to, że kominek nie może być podstawowym źródłem ciepła, spokojnie możemy oprzeć na nim 15-25% zapotrzebowania na energię budynku.
  3. Zastąpienie powierzchni nieogrzewanych budynku powierzchniami ogrzewanymi o niskiej temperaturze. Np. zamiast projektować garaż nieogrzewany warto zastosować garaż o temperaturze projektowej 5oC. Wskaźniki EU, EK i EP odnoszą się do ilości energii, którą należy dostarczyć do powierzchni ogrzewanej budynku, dodając powierzchnię, ale o niskiej temperaturze projektowej – znacznie wpływamy na zmniejszenie jego wartości.
  4. Projektowanie prostej zwartej bryły budynku – im prostsza bryła budynku tym mniej mostków cieplnych, a więc i energochłonności budynku. Czynnik kształtu budynku ma moim zdaniem większy wpływ na energochłonność budynku niż dodatkowa izolacyjność przegród budowlanych. Brak lukarn w dachu, prosta bryła budynku w kształcie prostopadłościanu, budynek piętrowy zamiast parterowego, duże przeszklenia od strony południowej – to podstawowe sposoby na energooszczędny budynek.
  5. Dodatkowa izolacja przegród budowlanych, obliczanie współczynnika U podłogi na gruncie zgodnie z norma PN EN ISO 13370 – to kolejne sposoby, które pomogą obniżyć kolejno wartości wskaźników EU, EK oraz EP. Przy obecnie obowiązujących przepisach dodatkowa izolacja nie ma już tak istotnego wpływu na wartości wskaźnika EP.
  6. Zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła – kolejny sposób, który obniża nam zapotrzebowanie na energię dla budynku. Należy pamiętać, że podawana przez producentów sprawność wymiennika ciepła np. na poziomie 90% to nie jest średnia sezonowa sprawność odzysku ciepła instalacji, ta zawsze będzie niższa.

Wnioski

Jak widać na kilku powyższych przykładach często redukcja wartości EP wiążę się z dodatkową inwestycją. Już przy obecnych przepisach nie łatwo jest spełnić wymagania techniczne. Należy się spodziewać, że w kolejnych latach przepisy będą jeszcze bardziej zaostrzane. Według obecnych przepisów większość projektowanych obecnie budynków wpisuje się w definicję budynków energooszczędnych. Wiele wskazuje na to, że za kilka lat być może warunkiem uzyskania pozwolenie na budowę będzie przedstawienie projektu budynku zero lub nawet plus energetycznego.

Przypisy:

[1] rozporządzenie w/s warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20190001065/O/D20191065.pdf

[2] rozporządzenie w/s metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynki oraz świadectw charakterystyki energetycznej http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20150000376/O/D20150376.pdf

[3] https://www.kogeneracja.com.pl/pl/dla-klienta/dokumenty-informacje/wskazniki/