Jakość energetyczna budynku a alternatywne systemy zaopatrzenia w energię Piotr Kubski

1

Jakość energetyczna budynku a

alternatywne systemy zaopatrzenia w energię

Piotr Kubski

2

Motto

Hubert Reeves (kanad. astrofizyk, ur. 1932 r.):

Natura - kasynonie dość, że nigdy nie można wygrać (I ZT),to w dodatku w każdej kolejnej rundzie przegrywamy część stawki (II ZT)

3

Zakres prezentacji

1. Wymogi prawne

2. Jakość energetyczna budynku

3. Charakterystyka energetyczna budynku

4. Zakres projektu budowlanego

5. Warunki techniczne stawiane budynkom

6. Konwersja energii

7. Potrzeby energetyczne budynków

8. Opis wybranego budynku i jego potrzeb cieplnych

9. Podsumowanie

4

1. Wymogi prawne

1. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady UE (grudz. 2002)

w sprawie charakterystyki energetycznej budynków

2. Dyrektywa 2010/31/UE Parlamentu Europejskiego i Rady UE (maj 2010)

zmieniająca dyrektywę w sprawie charakterystyki energetycznej budynków

3. Dyrektywa 2009/28/WE Parlamentu Europejskiego i Rady UE (kwiecień 2009)

w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych

4. Komunikat IP/10/1492 Komisji Europejskiej (listopad 2010)

Energia 2020 – - strategia zrównoważonej, konkurencyjnej i bezpiecznej energii

5

1. Wymogi prawne (d.c.)

5. Ustawa z dnia 19 września 2007 r. o zmianie ustawy Prawo budowlane,

(Dz. U. 2007, nr 191, poz.1373);

Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane – tekst ujedn. z dnia 1 września 2006 r. (Dz. U. 2006, nr 156, poz. 1118)

6. Ustawa z dnia 27 sierpnia 2009 r. o zmianie ustawy Prawo budowlane

oraz ustawy o gospodarowaniu nieruchomościami (Dz.U. 2009, nr 161, poz. 1279)

6


7. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie z dn. 3 lipca 2003 r. (Dz. U. nr 120, poz. 1133) w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego

(Dz. U. nr 201, poz. 1239)poprawione 17 grudnia 2008 r.

8. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie z dn. 12 kwietnia 2002 r. (Dz. U. nr 75, poz. 690)

(potem jeszcze Dz. U. 2003, nr 33, poz. 270, Dz. U. 2004, nr 109, poz. 1156) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 201, poz. 1238)

poprawione 17 grudnia 2008 r., zmienione 12 marca 2009 r. (Dz. U. nr 56, poz. 461)zmienione 27 listopada 2009 (Dz. U. nr 205, poz. 1584)

nieogr.oświetl.dz. zmienione 10 grudnia 2010 r. (Dz. nr 239, poz. 1597) – zmiany w zał. 1

7


9. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej

budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej

(Dz. U. 2008. nr 201, poz. 1240)

8


10. Ustawa z dnia 21 listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów

(Dz. U. 2008, nr 223, poz. 1459)

11. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 17 marca 2009 r. w sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego oraz części audytu remontowego, wzorów kart audytów, a także algorytmu oceny opłacalności przedsięwzięcia

termomodernizacyjnego(Dz. U. 2009, nr 43, poz. 346)

zmienia rozp. z dnia 14 lutego 2008 r. i wcześniejszew sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego

9

1.1. Dyrektywa 2002/91/EC

Dyrektywa w sprawie jakości energetycznej budynków – wdrożona do Pr. bud.:

Art. 5 – Budynki nowo wznoszone

Dla budynków nowo wznoszonych o powierzchni użytkowej powyżej 1000 m2,Kraje Członkowskie powinny zadbać o to,

żeby systemy technicznego wyposażenia budynku, jak też alternatywne systemy zaopatrzenia w energię, takie jak:– zdecentralizowany system zaopatrzenia w energię produkowaną

ze źródeł odnawialnych;– skojarzona produkcja energii i ciepła (CHP);– bezpośrednie lub blokowe ogrzewanie/chłodzenie, jeśli ma zastosowanie;– pompy ciepła, w uzasadnionych przypadkach;

były realne z punktu widzenia środowiska i ekonomii, oraz żeby ich zastosowanie było analizowane jeszcze przed rozpoczęciem budowy.

10

1.2. Dyrektywa 2010/31/UE

Nowelizacja (maj 2010 r.) dyrektywy UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (weszła w życie w lipcu 2010 r.)

Główne zmiany:

– Wszystkie budynki budowane po 31 grudnia 2020 r. (budynki użyteczności publicznej po 31 grudnia 2018 r.)

będą musiały spełniać wysokie standardy energooszczędności (chodzi o budynki zero energetyczne lub zbliżone do zero energetycznych)

– Ponadto budynki powinny być zasilane w dużej mierze przez energię odnawialną, jeżeli będzie to uzasadnione ekonomicznie.

Konieczność nowelizacji Prawa budowlanego

11

1.2. Dyrektywa 2010/31/UE (d.c.)

Ważniejsze zmiany:Metodyka obliczania świadectwa char. energetycznej powinna dot. całego rokuKonieczność etykietowania budynków – zamiast nieczytelnej charakterystykiPoprawa charakterystyki energetycznej : - stosowne wymagania minimalne

- sugerowane b. radykalne środki ograniczenia zużycia energii

Definicje:Budynek o niemal zerowym zużyciu energii – obiekt o b. wysokiej (nieokreślonej)

charakterystyce energetycznej lub wymagający b. niskiej energii z ŹO,wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu budynku

Charakterystyka energetyczna budynku – obliczona lub empirycznie ustalona ilość energii potrzebnej do pokrycia potrzeb związanych z typowymużytkowaniem budynku, które obejmują m.in. en. do ogrzewania, chłodzenia,wentylacji, przygotowania cieplej wody i oświetlenia; kWh/(m2 a) - en. pierwotnaWażniejsza renowacja – koszt prac renowacyjnych dot. przegród zewnętrznychlub systemów technicznych przekracza 25 % wartości budynku (bez ceny gruntu)lub gdy renowacji podlega ponad 25 % powierzchni zewnętrznych

12

1.3. Dyrektywa 2009/28/WE

Dyrektywa w sprawie promocji stosowania energii ze źródeł odnawialnych

Podstawowy cel dyrektywy – zwiększanie stosowania OŹE, (20 % udział w całkowitym zużyciu energii w UE)

czemu powinna towarzyszyć oszczędność energii (o 20 %) i poprawa efektywności energetycznej procesów jej konwersji (o 20 %).

Służy -- zwiększeniu bezpieczeństwa dostaw energii, - wspieraniu rozwoju technologicznego i innowacji, - tworzeniu możliwości zatrudnienia i możliwości rozwoju regionalnego,

zwłaszcza na obszarach wiejskich i odizolowanych, - redukcji emisji gazów cieplarnianych

i w konsekwencji spełnienia postanowień Protokołu z Kioto do Ramowej Konwencji ONZ w sprawie zmian klimatu.

Potwierdzono: -

13

1.3. Dyrektywa 2009/28/WE (d.c.)

Energia ze źródeł odnawialnych – energia z odnawialnych źródeł niekopalnych: energia wiatru, energia promieniowania słonecznego, energia aerotermalna, geotermalna i hydrotermalna i energia oceanów, hydroenergia, energia pozyskiwana z biomasy, gazu pochodzącego z wysypisk śmieci,

oczyszczalni ścieków i ze źródeł biologicznych (biogaz);

Energia aerotermalna - energia magazynowana w postaci ciepła w powietrzu w danym obszarze;

Energia geotermalna - energia składowana w postaci ciepła pod powierzchnią ziemi;

Energia hydrotermalna - energia składowana w postaci ciepła w wodach powierzchniowych;

Biomasa - ulegająca biodegradacji część produktów, odpadów lub pozostałość pochodzenia biologicznego z rolnictwa

(łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych działów przemysłu, w tym rybołówstwa i akwakultury, a także ulegającą biodegradacji część odpadów przemysłowych i miejskich;

14


Obliczanie udziału energii ze źródeł odnawialnych

Końcowe zużycie energii brutto ze ŹO - suma: a) końcowego zużycia energii elektrycznej brutto z odnawialnych źródeł

energii;b) końcowego zużycia energii brutto ze źródeł odnawialnych

w ciepłownictwie i chłodnictwie; orazc) końcowego zużycia energii ze źródeł odnawialnych w transporcie.

Przy b) uwzględnia się energię ciepła pochodzącą z pomp ciepła wykorzystujących energię aerotermalną, geotermalną i hydrotermalną, jeżeli końcowy wynik energetyczny przekracza znacząco

wyjściowy wynik energetyczny wymagany do ogrzania pomp.

Brak polskiej ustawy implementującej Dyrektywę o promocji OŹE – Min. Gosp.: – prace nad założeniami do ustawy; Krajowy Plan Dział. w zakresie OZE

15


Ilość ciepła, którą traktuje się jako energię ze ŻO ERES = Qusable ∙ (1–1/SPF)

przy czym postawiono warunek wiążącyprzeciętny, sezonowy współczynnik efektywności energet. pompy ciepła - SPFz wartością sprawności konwersji η energii pierwotnej na energię elektryczną

SPF > 1,15 ∙ 1/η

Rozporządzenie Min. Infrastruktury z 2009 r. podaje wartość wel = 3,0 równoważną odwrotności 1/η = wel

sprawności konwersji energii pierwotnej na energię elektryczną, czyli w war. krajowych

SPF > 3,45

Rozp. Min. Infr. podaje w zał. wartości współczynnika efektywności energetycznej pomp ciepła: woda – woda 3,8 – 3,5, woda – glikol 3,5 – 3,3, powietrze – woda 2,7 – 2,5

16

1.4. Komunikat IP/10/1492 Kom. Europejskiej

Komisja Europejska przedstawiła (10.2010) nową strategię dotyczącą konkurencyjnej, zrównoważonej i bezpiecznej energii.

W komunikacie „Energia 2020”:

- określono priorytety w zakresie energii na najbliższe 10 lat,

- przedstawiono działania, które należy podjąć w celu:

- osiągnięcia oszczędności energii, - utworzenia rynku o konkurencyjnych cenach

i pewnych dostawach, - wzmocnienia przywództwa technologicznego i skutecznych negocjacji z partnerami międzynarodowymi.

Komisja wskazała 5 priorytetów, wśród nich – oszczędność energii w budownictwie,

uzyskiwana przez wprowadzenie zachęt inwestycyjnych i innowacyjnych instrumentów finansowych

17

1.5. Prawo budowlane

Art. 5. 1. Obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniamibudowlanymi należy,

biorąc pod uwagę przewidywany okres użytkowania, projektować i budować w sposób określony w przepisach,

w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając:

1) spełnienie wymagań podstawowych dotyczących:

a) bezpieczeństwa konstrukcji,b) bezpieczeństwa pożarowego,c) bezpieczeństwa użytkowania,d) odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych

oraz ochrony środowiska,e) ochrony przed hałasem i drganiami,f) odpowiedniej charakterystyki energetycznej budynku

oraz racjonalizacji użytkowania energii

18

1.6. Rozp. w spr. zakresu i formy projektu budowlanego

Opis techniczny, powinien określać:

pkt 9) charakterystykę energetyczną obiektu budowlanego, opracowaną zgodnie z przepisami dotyczącymi metodologii obliczania charakterystyki energ. budynku….oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej,

określającą w zależności od potrzeb:

a) bilans mocy urządzeń elektrycznych oraz urządzeń zużywających inne rodzaje energii, stanowiących jego stałe wyposażenie budowlano - instalacyjne, z wydzieleniem mocy

urządzeń służących do celów technologicznych związanych z przeznaczeniem budynku,

b) w przypadku budynku wyposażonego w instalacje ogrzewcze, wentylacyjne, klimatyzacyjne lub chłodnicze – właściwości cieplne przegród zewnętrznych, w tym ścian pełnych oraz drzwi, wrót, a także przegród przezroczystych i innych,

c) parametry sprawności energetycznej instalacji ogrzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych lub chłodniczych oraz innych urządzeń mających wpływ na gospodarkę energetyczną obiektu budowlanego,

d) dane wykazujące, że przyjęte w projekcie architektoniczno - budowlanym rozwiązania budowlane i instalacyjne spełniają wymagania dotyczące oszczędności energii zawarte w przepisach techniczno - budowlanych;

19

1.6. Rozp. w spr. zakresu i formy projektu budowlanego

Opis techniczny, powinien określać:

pkt 10a) w stosunku do budynku o powierzchni użytk., większej niż 1 000 m2, określonej zgodnie z PN dot. właściwości użytkowych w budownictwie oraz określania i obliczania wskaźników powierzchniow. i kubaturowych

– analizę możliwości racjonalnego wykorzystania pod względem technicznym, ekonomicznym i

środowiskowym, odnawialnych źródeł energii, takich jak: - energia geotermalna, - energia promieniowania słonecznego, - energia wiatru, a także możliwości zastosowania

- skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła - oraz zdecentralizowanego systemu zaopatrzenia w energię

w postaci bezpośredniego lub blokowego ogrzewania;

20

1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów

Określa zasady finansowania ze środków Funduszu Termomodernizacji i Remontów części kosztów przedsięwzięć termomodernizacyjnych i remontowych.

Definiuje- przedsięwzięcia termomodernizacyjne i remontowe- lokalne źródło ciepła i lokalną sieć ciepłowniczą- audyt energetyczny i remontowy- premię termomodernizacyjną, remontową i kompensacyjną- wskaźnik kosztów przedsięwzięcia i wskaźnik przeliczeniowy

21


Przedsięwzięcia termomodernizacyjne – przedsięwzięcia, których przedmiotem jest:a) ulepszenie, w wyniku którego następuje

zmniejszenie zapotrzebowania na energię dostarczaną na potrzeby ogrzewaniai podgrzewania wody użytkowej oraz ogrzewania do budynków mieszkalnych, budynków zbiorowego zamieszkania oraz budynków stanowiących własność jednostek samorządu terytorialnegosłużących do wykonywania przez nie zadań publicznych,

b) ulepszenie, w wyniku którego następuje zmniejszenie strat energii pierwotnej w lokalnych sieciach ciepłowniczych oraz zasilających je lokal. źródłach ciepła, jeżeli budynki wymienione w lit. a, do których dostarczana jest z tych sieci energia, spełniają wymagania w zakresie oszczędności energii, określone w przepisach prawa budowlanego, lub zostały podjęte działania mające na celu zmniejszenie zużycia energiidostarczanej do tych budynków,

c) wykonanie przyłącza technicznego do scentralizowanego źródła ciepła, w związku z likwidacją lokalnego źródła ciepła, w wyniku czego następuje zmniejszenie kosztów pozyskania ciepła

dostarczanego do budynków,d) całkowita lub częściowa zamiana źródeł energii na źródła odnawialne

lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji;

22


Przedsięwzięcia remontowe –

przedsięwzięcia związane z termomodernizacją, których przedmiotem jest:

a) remont budynków wielorodzinnych (ponad dwa mieszkania),

b) wymiana w budynkach wielorodzinnych okien lub remont balkonów, nawet jeśli służą one do wyłącznego użytku właścicieli lokali,

c) przebudowa budynków wielorodzinnych, w wyniku której następuje ich ulepszenie,

d) wyposażenie budynków wielorodzinnych w instalacje i urządzenia wymagane dla oddawanych do użytkowania budynków mieszkalnych zgodnie z przepisami techniczno-budowlanymi;

23


Premia termomodernizacyjna

na spłatę części kredytu na przedsięwzięcie termomodernizacyjne, jeżeli z audytu energet. wynika, że w wyniku przeds. termomod. nastąpi:

1) zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię: a) w budynkach z modern. wyłącznie systemu grzewczego - co najm. o 10 %, b) w budynkach, w których po 1984 r. przeprowadzono modernizację systemu grzewczego – co najmniej o 15 %, c) w pozostałych budynkach – co najmniej o 25 %, lub

2) zmniejszenie rocznych strat energii w sieciach i źródłach lokalnych – co najmniej o 25 %, lub

3) zmniejszenie rocznych kosztów pozyskania ciepła, poprzez przyłącze techn. do scentr. źródła ciepła – co najmniej o 20 %, lub

4) całkowita lub częściowa zamiana źródła energii na źródło odnawialne lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji.

24


Wysokość premii termomodernizacyjnej

stanowi 20 % wykorzystanej kwoty kredytu zaciągniętego na realizację przedsięwzięcia termomodernizacyjnego,

z zastrzeżeniem:

że wysokość premii termomodernizacyjnej nie może wynosić więcej niż: 1) 16 % kosztów poniesionych na realizację przedsięwzięcia termomod. i 2) dwukrotność przewidywanych rocznych oszczędności kosztów energii,

ustalonych na podstawie audytu energetycznego.

25


Premia remontowa

na spłatę części kredytu zaciągniętego na realizację przedsięwz. remontowego,

przysługujeinwestorowi będącemu osobą fizyczną, wspólnocie mieszkaniowej z większościowym udziałem osób fizycznych, spółdzielni mieszkaniowej lub towarzystwu budownictwa społecznego,

jeżeli:1) w wyniku realizacji przedsięwzięcia nastąpi zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię dostarczaną do budynku wielorodz. na potrzeby ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej-

- co najmniej o 10 %, (gdy wskaźnik przedsięwz. remont. przekracza 0,3 - co najmniej o 25 %)

2) wskaźnik kosztu przedsięwzięcia jest nie niższy niż 0,05 i nie wyższy niż 0,70

26


Wysokość premii remontowej

stanowi 20 % wykorzystanej kwoty kredytu,

nie więcej jednak niż 15 % kosztów przedsięwzięcia remontowego.

27


Premia kompensacyjna

przysługuje inwestorowi (osoba fizyczna), który w dniu 25 kwietnia 2005 r. był właścicielem lub spadkobiercą właściciela budynku mieszkalnego, lub po tym dniu został spadkobiercą właściciela tego budynku mieszkalnego,

w którym był co najmniej jeden lokal kwaterunkowy.

Premię kompensacyjną przeznacza się na spłatę części kredytu udzielonego na realizację:1) przedsięwzięcia remontowego,2) remontu budynku mieszkalnego jednorodzinnego.

Premię kompensacyjną przyznaje się łącznie z premią remontową,z wyłączeniem remontu budynku mieszkalnego jednorodzinnego.

Wysokość premii kompensacyjnej określa załącznik do ustawy.

28

2. Jakość energetyczna budynku

Jakość energetyczna budynku: – zespół tych jego właściwości, od których zależy wielkość rocznego zapotrzebowania energii niezbędnej do jego użytkowania;

określana poprzez:- izolacyjność cieplną budynku,- system ogrzewania i wentylacji, - system zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową;

wpływa na koszty eksploatacji budynku. Dążenie do niskiego zużycia energii – podstawowy obowiązek właściciela, zarządcy lub użytkownika budynku.

29

2. Jakość energetyczna budynku (d.c.)

Ocena jakości dokonywana jest w:

- projektach budowlanych budynków,- świadectwach charakterystyki energetycznej budynków,- audytach termomodernizacyjnych i remontowych.

30

3. Charakterystyka energetyczna budynku

Ustawa z dn. 19 września 2007 r. o zmianie ust. Prawo budowlane (1.01.2009)

ze zm. z dn. 27 sierpnia 2009 r.

Charakterystyka energetyczna

- określa wielkość energii wyrażonej w kWh/m2/rok niezbędnej do zaspokojenia różnych potrzeb związanych z użytkowaniem budynku,

- wskazuje możliwe do realizacji roboty budowlane, mogące poprawić pod względem opłacalności ich charakterystykę energetyczną

31

4. Świadectwo charakterystyki energetycznej

Świadectwo charakterystyki energetycznej sporządza się w przypadku umów,na podstawie których następuje: 1) przeniesienie własności: a) budynku, b) lokalu mieszkalnego, z wyjątkiem przeniesienia własności lokalu na podstawie umowy zawartej między osobą, której przysługuje spółdzielcze prawo do lokalu, a sp-nią mieszkaniową,

lub c) będącej nieruchomością części budynku stanowiącej

samodzielną całość techniczno-użytkową, albo

2) zbycie spółdzielczego własnościowego prawa do lokalu

- zbywca przekazuje nabywcy odpowiednie świad. charakt. energetycznej;

3) powstanie stosunku najmu budynku, lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową –

- wynajmujący udostępnia najemcy odpowiednie świadectwo charakt. energet.

32

4. Świadectwo charakterystyki energetycznej (d.c.)

Świadectwo charakt. energetycznej dla budynków oddawanych do użytku jest dokumentem wymaganym dla uzyskania pozwolenia na użytkowanie.

Okres ważności świadectwa - 10 lat.

Nowe świadectwo należy sporządzić, jeżeli upłynął termin jego ważności lub, gdy w wyniku przebudowy lub remontu

uległa zmianie jego charakterystyka energetyczna (np. w przypadku termomodernizacji budynku).

Obowiązek sporządzania świadectw dotyczy budynków i lokali mieszkalnych wprowadzanych na rynek do obrotu pierwotnego i wtórnego.

Obowiązek sporządzania świadectw nie dotyczy budynków, których się nie sprzedaje, nie wynajmuje nowym najemcom ani nie modernizuje.

33


Zwolnienia z obowiązku posiadania świadectw dla budynków:

1) podlegających ochronie na podstawie przepisów o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami,

2) używanych jako miejsca kultu i działalności religijnej,3) przeznaczonych do użytkowania w ciągu nie dłuższym niż 2 lata,4) niemieszkalnych służących gospodarce rolnej,5) przemysłowych i gospodarczych

o zapotrzebowaniu energii nie większym niż 50 kWh/m2/rok,

6) mieszkalnych przeznaczonych do użytkowania nie dłużej niż 4 miesiące w roku,

7) wolnostojących o powierzchni użytkowej poniżej 50 m2.

34


Świadectwo charakterystyki energetycznej - dokument wydany przez uprawnionego specjalistę,

- określający wielkość zapotrzebowania energii niezbędnej do zaspokojenia potrzeb związanych z użytkowaniem budynku lub lokalu, czyli energii na potrzeby ogrzewania, ciepłej wody, wentylacji i klimatyzacji.

W świadectwie - ocenia się wielkość zapotrzebowania na energię

wynikającego z przeznaczenia i standardu budynków oraz jego systemów instalacyjnych

na podstawie jego stałych obiektywnych cech, a nie na podstawie pomiaru użycia energii, które może się zmieniać w zależności od sposobu użytkowania i zwyczajów użytkowników.

35


Świadectwo zawiera:

- podstawowe dane dotyczące budynku,- wielkość energii niezbędnej na potrzeby: ogrzewania, ciepłej wody, wentylacji i klimatyzacji, - w przypadku budynków niemieszkalnych - energii na potrzeby oświetlenia,- wskaźniki porównawcze,- wytyczne i wskazania możliwych usprawnień

dla obniżenia zapotrzebowania energii.

Wprowadzenie świadectw powinno:

- zachęcić do projektowania i budowy budynków energooszczędnych,- zachęcić do poprawy cech energetycznych budynków istniejących,- być elementem w konkurencji rynkowej przy wynajmie i sprzedaży

budynków.

36


Świadectwa charakterystyki energetycznej budynków i lokali:

- nowe źródło oceny jakości użytkowej i wartości rynkowejbudynku lub lokalu,

- obiektywna ocena cech energetycznych budynkówlub wyodrębnionych części i lokali mieszkalnych,

- pełna świadomość jakości energetycznej budynków i lokali dla właścicieli, nabywców i najemców,

- motywacja do projektowania i budowy budynków energooszczędnych,

- motywacja do termomodernizacji budynków istniejących,- rynkowe narzędzie stymulowania oszczędności energii

w budynkach i lokalach mieszkalnych.

37

5. Warunki techniczne stawiane budynkom

Rozporządzenie Min. Infrastruktury z dn. 6 listopada 2008 r. zmien. rozp. dot. warunków technicznych stawianym budynkom…

Maksymalne wartości rocznego wskaźnika obliczeniowego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną w budynkach mieszkalnych

do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej w zależności od współczynnika kształtu budynku A/Ve

a) dla A/Ve ≤ 0,2: EPH+W = 73 + Δ EP; kWh/(m2 rok)b) dla 0,2 ≤ A/Ve ≤ 1,05: EPH+W = 55 + 90 · (A/Ve) + Δ EP; c) dla A/Ve ≥ 1,05: EPH+W = 149,5 + Δ EP;

Δ EP = Δ EPW - dodatek na jednostkowe zapotrzeb. na nieodnawialną energię pierw. do przygotowania c.w.u. w ciągu roku, Δ EPW = 7800/(300 + 0,1 · Af);

A – jest sumą pól powierzchni wszystkich przegród budynku, oddzielających część ogrzewaną budynku od powietrza zewnętrznego, gruntu i przyległych pomieszczeń nieogrzewanych, liczoną po obrysie zewnętrznym, Ve – jest kubaturą ogrzewanej części budynku, pomniejszoną o podcienia, balkony, loggie, galerie itp., liczoną po obrysie zewnętrznym,Af – powierzchnia użytkowa ogrzewana budynku (lokalu);

38

6. Konwersja energii

Trzy poziomy:- energia

pierwotna

- energia końcowa

- energia użytkowa

39

7. Potrzeby energetyczne budynków

Rozporządzenie Min. Infrastruktury z dn. 6 listopada 2008 r.w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej…

Wskaźniki [kWh/(m2 rok)]:

EK - roczne zapotrzebowanie energii końcowej na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku,

EP - roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną na jednostkę powierzchni pomieszczeń

o regulowanej temperaturze powietrza w budynku

EP = QP / Af

EK = (QK,H + QK,W) / Af

40

7.1. Zapotrzebowanie budynku na energię

Roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną

QP = QP,H + QP,W

QPH = wH · QKH + wel · Eel,pom,H wartości współcz. nakładu energii wg

zał.tab.

QP,W = wW · QK,W + wel · Eel,pom,W

Roczne zapotrzebowanie na energię końcową

QK,H = QH,gn / ηH,tot ηH,tot = ηH,g ∙ ηH,s ∙ ηH,d ∙ ηH,e

QK,W = QW,nd / ηW,tot ηW,tot = ηW,g ∙ ηW,s ∙ ηW,d ∙ ηW,e

Roczne zapotrzebowanie na energię użytkową (ciepło użytkowe)

-na pokrycie strat ciepła budynku z uwzględnieniem (części) zysków ciepła

41

L.p. Nośnik energii końcowej Współczynnik nakładuwi

1. 2 3

1. Paliwo/źródło energii

Olej opałowy 1,1

2. Gaz ziemny 1,1

3. Gaz płynny 1,1

4. Węgiel kamienny 1,1

5. Węgiel brunatny 1,1

6. Biomasa 0,2

7. Kolektor słonecznytermiczny

0,0

8. Ciepło z kogeneracji1)

Węgiel kamienny,gaz ziemny3)

0,8

9. Energia odnawialna(biogaz, biomasa)

0,15

10. Systemy ciepłownicze lokalne Ciepłoz ciepłowni węglowej

1,3

11. Ciepło z ciepłowni gazowej/olejowej 1,2

12. Ciepło z ciepłowni na biomasę

0,2

13. Energiaelektryczna

Produkcja mieszana2) 3,0

14. Systemy PV4) 0,70

1) skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła,2) dotyczy zasilania z sieci elektroenergetycznej systemowej,3) w przypadku braku informacji o parametrach ciepło sieciowego z elektrociepłowni (kogeneracja) przyjmuje się wH = 1,2,4) ogniwa fotowoltaiczne

42


System grzewczy budynku - konwersja energii końcowej na energię użytkową

średnia sezonowa sprawność całkowita ηH,tot= ηH,g ∙ ηH,s ∙ ηH,d ∙ ηH,e

- sprawność regulacji i wykorzystania ciepła 0,80 ≤ ηH,e ≤ 0,98- sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepła 0,87 ≤ ηH,d ≤

1,00- sprawność układu akumulacji ciepła 0,91 ≤ ηH,s ≤ 0,99- sprawność wytwarzania ciepła:

kotły, piece, węzły, podgrzewacze 0,50 ≤ ηH,g ≤ 1,00 kotły kondensacyjne 0,91 ≤ ηH,g ≤ 1,02 pompy ciepła 2,50 ≤ ε ≤ 3,80

43


System przygotowania ciepłej wody użytkowej - konwersja energii koń -cowej na energię użytkową

średnia sezonowa sprawność całkowita ηW,tot= ηW,g ∙ ηW,s ∙ ηW,d ∙ ηW,e

- sprawność regulacji i wykorzystania ciepła 0,80 ≤ ηWe ≤ 0,98- sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepła 0,87 ≤ ηW,d ≤ 1,00- sprawność układu akumulacji ciepła 0,91 ≤ ηW,s ≤ 0,99- sprawność wytwarzania ciepła:

kotły, piece, węzły, podgrzewacze 0,50 ≤ ηW,g ≤ 1,00 kotły kondensacyjne 0,91 ≤ ηWg ≤ 1,02 pompy ciepła 2,50 ≤ ε ≤ 3,80

44

7.2. Straty ciepła

45

7.2. Straty ciepła

Dla każdej strefy budynku oraz dla każdego miesiącacałk. straty ciepła - suma str. przez przenikanie i str. wentylacyjnej

Qh,ht = Qtr + Qve kWh/m-c

Qtr = Htr ∙ (θint,H – θe) ∙ tM ∙ 10-3

Qve = Hve ∙ (θint,H – θe) ∙ tM ∙ 10-3

H - współczynnik straty mocy cieplnej(odpowiednio przez przenikanie i na wentylację )

θint,H – θe - różnica temperatury między temperaturą wewnętrzną dla okresu ogrzewania a średnią temperaturą powietrza zewnętrznego

w rozpatrywanym m-cutM - ilość godzin w miesiącu.

46

7.3. Zyski ciepła

47

7.3. Zyski ciepła

- od nasłonecznienia przez okna w przegrodach pionowych i połaciach dachowych

Qs1,s2 = Σi Ci ∙ Ai ∙ Ii ∙ g ∙ kα ∙ Z kWh/m-c

Ci – udział pola pow. płaszczyzny oszklonej do całkowitego pola pow. oknaAi – pole powierzchni okna lub drzwi balkonowych w świetle otworuIi – wartość energii promieniowania słonecznego w rozpatrywanym m-cu

na płaszczyznę pionową g – współczynnik przepuszczalności energii prom. słon. przez oszkleniekα – współczynnik korekcyjny wartości I ze względu na nachylenieZ – współczynnik zacienienia budynku ze względu na jego usytuowanie

- wewnętrzne Qint = qint ∙ Af ∙ tM kWh/m-c

qint - obciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymi (d.jedn. 2,5-3,5 W/m2)

Af - powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze (d. wiel.3,2-6,0 W/m2)

tM - ilość godzin w miesiącu

48

7.4. Energia użytkowa

Energia użytkowa - łączny nakład energii na:

- ogrzewanie QH,nd = QH,ht – ηH,gn ∙ QH,gn

- przygot. c.w.u. QW,nd = Vcw ∙ Li ∙cw ∙ ρw ∙ (θcw - θo) ∙ kt ∙ tuz

- chłodzenie QC,nd = QC,gn – ηC,ls ∙ QC,ht

Energia użytkowa nie obejmuje sprawności systemu

49

7.4. Energia użytkowa

50

7.5. Energia końcowa

51


Energia końcowa - łączny nakład energii na:

- ogrzewanie QK,H

- przygot. c.w.u. QK,W

- chłodzenie QK,C

- oświetlenie QK,L

- urządz. pomocnicze Eel,pom

QK = QK,H + QK,W + QK,C + QK,L + Eel,pom Energia końcowa uwzględnia sprawności systemów zaopatrzenia budynku w energię

52


Konwersja energii końcowej na energię użytkową

QK,H = QH,nd / ηH,tot ηH,tot = ηH,g ∙ ηH,s ∙ ηH,d ∙ ηH,e

QK,W = QW,nd / ηW,tot

ηW,tot = ηW,g ∙ ηW,s ∙ ηW,d ∙ ηW,e

QK,C = QC,nd / ηC,tot ηC,tot = ESEER ∙ ηC,s ∙ ηC,d ∙ ηC,e

EK,L = EL,j ∙ Af

53

7.6. Energia pierwotna

54

7.6. Energia pierwotna

Energia pierwotna - łączny nakład energii na:

- ogrzewanie QP,H = wH · QK,H + wel · Eel,pom,H

- przygot. c.w.u. QP,W = wW · QK,W + wel · Eel,pom,W

- chłodzenie QP,C = wC · QK,C + wel · Eel,pom,C

- oświetlenie QP,L = wel · EK,L + wel · Eel,pom,L

QP = QP,H + QP,W + QP,C + QP,L

Energię pierwotną odnosi się do zasobów paliw kopalnych

55

8. Opis budynku

Hipotetyczny budynek – lokalizacja w I strefie klimatycznej (- 16 oC)powierzchnia ogrzewana 200 m2

kubatura ogrzewana 600 m3

pow. przegród zewnętrznych 500 m2

współczynnik kształtu budynku 0,833 m-1

graniczne zapotrzebowanie energii na ogrzewanie (wg WT):

EPgran = 130 kWh/(m2 rok), En Pgran = 26,0 kWh/rok

Współczynnik przenikania ciepła budynku Ubud = 0,30 W/(m2 K)Krotność wymian powietrza n = 0,75 h-1

Moc cieplna na ogrzewanie 10,8 kW (54 W/m2)Roczne zapotrzebowanie energii użytkowej En. U. = 18,2 MWhSprawność regulacji i wykorzystania ciepła, dystrybucji i akumulacji 0,84Sprawność wytwarzania ciepła – zależna od zastosowanego źródła

56

8.1. Przegląd potencjalnych źródeł ciepła

Jako konwencjonalne i alternatywne źródła ciepła rozpatrzono:

sprawność źródła / sprawność systemu

1) Kotły na paliwo: - gazowe/płynne z otwartą komorą spalania 0,86 / 0,72- gazowe/płynne z zamkniętą komorą spalania 0,89 / 0,75- węglowe (ster. automatycznie) 0,82 / 0,69- węglowe (ster. ręcznie) 0,70 / 0,59- drewno 0,72 / 0,61- gazowe – kondensacyjne 0,94 / 0,79

2) Węzły ciepła (bez obudowy) współpracujące z : 0,91 / 0,77- lokalna ciepłownia węglowa- lokalna ciepłownia gazowa/olejowa- lokalna ciepłownia na biomasę- elektrociepłownia na węgiel/gaz- elektrociepłownia na biomasę/biogaz

3) Pompy ciepła typu:- woda – woda 3,50 / 2,95- glikol – woda 3,30 / 2,78- powietrze – woda 2,50 / 2,11

57

Lp. Źródłociepła/paliwo

Sprawność Zapotrz.energiikońcowej

Wskaźniknakładuenergii

pierwotnej

Zapotrz.energiipierwotnej

Wskaźnik zapotrz. energii

pierwotnejźród-ła sys-temu

[ - ] MWh [ - ] MWh kWh/(m2 a)

1. Kotły:

1.1. gazowe/płynne (otw. k. s.)

0,86 0,72 25,3 1,1 27,8 139,0

1.2. gazowe/płynne(zamkn. k. s.)

0,89 0,75 24,3 1,1 26,7 133,5

1.3. węgiel kamien. (st. autom.)

0,82 0,69 26,4 1,1 29,0 145,1

1.4. węgiel kamien. (st. ręcznie)

0,70 0,59 30,8 1,1 33,9 169,7

1.5. drewno 0,72 0,61 29,8 0,2 5,97 29,8

1.6. gaz.-kondenacyjne. 0,94 0,79 23,0 1,1 25,3 126,7

2. Węzły cieplne kompaktowe - lokalna ciepłownia węglowa

2.1. bez obudowy 0,91 0,77 23,6 1,3 30,7 153,4

lokalna ciepłownia gazowa/olejowa

2.2. bez obudowy 0,91 0,77 23,6 1,2 28,3 141,5

lokalna ciepłownia na biomasę

2.3. bez obudowy 0,91 0,77 23,6 0,2 4,72 23,6

elektrociepłownia na węgiel lub gaz

2.4 bez obudowy 0,91 0,77 23,6 0,8 29,5 147,5

elektrociepłownia na biomasę lub biogaz

2.5. bez obudowy 0,91 0,77 23,6 0,15 3,54 17,7

3. Pompy ciepła SPF

3.1 woda/woda 3,5 2,95 6,17 3,0 18,5 92,5

3.2 glikol/woda 3,3 2,78 6,55 3,0 19,6 98,0

3.3 powietrze/woda 2,5 2,11 8,63 3,0 25,9 129,4

58

8.2. Zapotrzebowanie energii na ogrzewanie [MWh]

En Pgr = 26,0 MWh

En U = 18,2 MWh

Kotły na:

1) gaz/płyn (o.k.s.)

2) gaz/płyn (z.k.s.)

3) węgiel kam.

(st.aut.)

4) węgiel k. (st.r.)

5) drewno

6) gaz - kondens.0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6

En U

En K

En P

59


En Pgr =26,0 MWh

Węzły cieplne (b. obud.)

zasilane przez:

1) lok. ciepł. węglowa

2) lok. ciepł. gaz/olej

3) lok. ciepł.-biomasa

4) ec. - węgiel/gaz

5) ec. - biomasa/biog. 0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5

En U

En K

En P

60


En Pgr =26,0 MWh

Pompy ciepła:

1) woda – woda

2) glikol – woda

3) powietrze - woda0

5

10

15

20

25

30

1 2 3

En U

En K

En P

61

9. Podsumowanie

Dokonano przeglądu dokumentów prawnych (unijnych i krajowych) wymuszających określony poziom energooszczędności dla budynków

Opisano obowiązujący sposób oceny energetycznej budynków

Wybrano hipotetyczny budynek i dokonano przeglądu różnych źródeł ciepłamożliwych do zastosowania przy jego ogrzewaniu

Obliczono nakład energii użytkowej, końcowej i pierwotnej na ogrzewanie budynku przy stosowaniu różnych źródeł ciepła

Wykazano, że zastosowanie alternatywnych paliw (biomasa, biogaz) lub/i kogeneracji – istotnie wpływa na obniżenie zapotrzebowania na energię pierwotną

62

Dziękuję za uwagę

Piotr Kubski

[email protected]

Jakość energetyczna budynku a alternatywne systemy zaopatrzenia w energię Piotr Kubski

Documents

Transcript of Jakość energetyczna budynku a alternatywne systemy zaopatrzenia w energię Piotr Kubski