Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Problemy eksploatacji budynków pasywnych w Polsce

Problems related to exploitation of passive buildings in Poland
mgr inż. Jerzy Żurawski  |  06.06.2016
Schemat ideowy budynku pasywnego
Schemat ideowy budynku pasywnego
J. Adamowski (IZOLACJE 10/2010)
Ciąg dalszy artykułu...

W odniesieniu do budynków niemieszkalnych w standardzie pasywnym energia użytkowa na ogrzewanie oraz na chłodzenie EU musi być mniejsza niż 15 kWh/(m²·rok). O szczegółowe wytyczne do projektowania budynków innych niż mieszkalne należy ubiegać się w Instytucie Rosenheim lub wśród propagatorów tej idei budowania.

Jeżeli wymagania te można uznać za nadrzędne, to wymagania szczegółowe w zakresie współczynników przenikania ciepła przegród nie powinny być tak rygorystycznie przestrzegane, gdyż rodzi to różne nieprzewidziane problemy.

Przykładem może być zakład produkcyjny o stosunkowo dużych zyskach ciepła, w którym wartość EUH była na poziomie EUH = 10,7 kWh/(m²·rok), przy średniej wartości współczynnika przenikania ciepła dla przegród nieprzezroczystych wynoszącym 0,55 W/(m²·K) i przegród przezroczystych 1,6 W/(m²·K).

Przeczytaj: Poprawa standardu energetycznego budynków historycznych

Zapotrzebowanie na energię użytkową na chłodzenie zakładu latem wynosiło 47 kWh/(m²·rok). Gdyby budynek został zaprojektowany według wytycznych szczegółowych, energia użytkowa EU byłaby równa 0 kWh/(m²·rok), a energia na chłodzenie 87 kWh/(m²·rok).

Na etapie projektowania powinno się poszukać rozwiązań pozwalających ograniczyć zapotrzebowanie na ciepło i chłód i próbować co najmniej doprowadzić do zrównoważenia energetycznego.

Wymagania szczegółowe

Dla budynków w standardzie pasywnym określono parametry efektywności energetycznej przegród, szczelności budynku, wentylacji i systemu energetycznego budynku. Wytyczne te są wartościami pomocniczymi, wskazówkami, pomagającymi osiągnąć cele nadrzędne.

Powinny być jednak dostosowywane do lokalizacji, zacienienia, strefy klimatycznej, przeznaczania oraz sposobu użytkowania. Obiekty o tym samym przeznaczeniu mogą być różnie użytkowane. Bilans energetyczny takich samych budynków może być więc diametralnie różny.

Zyski ciepła

W budynkach bardzo dobrze izolowanych termicznie niezbędne jest precyzyjne określenie wewnętrznych zysków ciepła oraz profili użytkowych. Ma to podstawowe znacznie przy projektowaniu rozwiązań mających zapobiec przegrzewaniu budynku oraz sterowaniu pracą urządzeń grzewczych, wentylacyjnych i pomocniczych.

Podczas projektowania budynków pasywnych nie należy sztywno opierać się na zaleceniach, które mogą być obarczone błędami. Zyski ciepła muszą być określane indywidualnie i precyzyjnie, aby nie było problemów użytkowych oraz by szacowane zużycie energii było jak najbardziej zbliżone do zużycia rzeczywistego. Stosowane w budownictwie pasywnym metody analityczne zwykle nie pozwalają wykonywać takich symulacji.

Wentylacja

W przypadku wentylacji ograniczenia energetyczne prowadzą do zaniżania minimalnych strumieni wentylacyjnych. Celem jest osiągnięcie efektu energetycznego. Zdarza się, że aby osiągnąć cele energetyczne, obniża się strumienie wentylowanego powietrza.

W Polsce minimalna wymiana powietrza w mieszkaniu z obniżeniami nocnymi strumienia wentylacyjnego wynosi 86 m³/godz.

Według zaleceń dla domów pasywnych wymiana powinna wynosić 0,5 V, dla mieszkania 45 m² wynosi więc 60 m³/godz. i jest mniejsza niż minimalne wymagania prawne o niespełna 30%. Podobnie jest w budynkach użyteczności publicznej. Należy zauważyć, że mówimy tu jedynie o spełnieniu minimalnych wymagań prawnych, nie o działaniach na rzecz podwyższenia jakości klimatu wewnętrznego.

Pojemność cieplna

TABELA 1. Obliczeniowe wartości zapotrzebowania na energię użytkową (EU), energię końcową (EK) oraz nieodnawialną energię pierwotną (EP)
TABELA 1. Obliczeniowe wartości zapotrzebowania na energię użytkową (EU), energię końcową (EK) oraz nieodnawialną energię pierwotną (EP)

To obszar działań projektowych, który może mieć korzystny lub niekorzystny wpływ na jakość energetyczną budynku. Odpowiednio zaprojektowany pod tym względem budynek może mieć istotny wpływ na zdolność wykorzystania naturalnych źródeł energii i chłodu, a tym samym na zużycie energii przez budynek.

Aby móc prawidłowo analizować powyższe zagadnienia, należy stosować bardziej precyzyjne narzędzia obliczeniowe. Na pewno nie da się tego zrobić z wykorzystaniem prostych arkuszy kalkulacyjnych, takich jak program PHPP.

Konieczność podziału na strefy, obliczenia iteracyjne związane z określaniem temperatur wewnętrznych, to dość skomplikowane zadanie, wymagające bardziej precyzyjnych narzędzi obliczeniowych.

Niezbędna jest metoda oparta na co najmniej godzinowej metody obliczeniowej. Stosowanie metody miesięcznej, umożliwiającej modelowanie energetyczne wszystkich parametrów w każdym miesiącu, dopuszczalne jest dla bardzo doświadczonych projektantów.

Energia pomocnicza

Modelowanie pracy budynku oraz szacowanie zużycia energii pomocniczej wymaga również wykorzystania bardziej zaawansowanych modeli obliczeniowych, zwłaszcza że budynki pasywne wyposażone są w stosunkowo dużą liczbę urządzeń pomocniczych zużywających energię elektryczną.

W TAB. 1 zamieszczono projektowane zużycie energii użytkowej i nieodnawialnej pierwotnej w budynkach niskoenergetycznych i pasywnych.

Obliczeniowe zużycie energii pomocniczej EP wynoszące odpowiednio 35,7 kWh/(m²·rok) i 41,65 kWh/(m²·rok) jest ok. dwa razy większe niż obliczeniowe zużycie energii EP na c.o. i wentylację (TAB. 1).

W omawianych przypadkach całkowite zmniejszenie zużycia nieodnawialnej energii pierwotnej EP nie jest aż tak duże, jak się wstępnie mogło wydawać. Zmierzyliśmy zapotrzebowanie na energię użytkową EU na c.o. i wentylację, ale zwiększyło się zużycie energii pomocniczej. W przypadku hali sportowej zastosowanie PV pokrywające 50% energii na oświetlenie nie pozwoli spełnić wymagań z 2021 roku.

Serwis i koszty eksploatacyjne

Należy również pamiętać, że budynki pasywne wyposażone są w wiele urządzeń zużywających energię pomocniczą, co wymaga zwiększonych nakładów na serwisowanie. W razie konieczności wymiana ich ze względu na wysoką klasę energetyczną jest kosztowna.

Zobacz też: Ochrona przeciwwilgociowa w budynkach niskoenergetycznych - najnowsze trendy

Przykładowo w budynku biurowym o powierzchni użytkowej ok. 800 m² po ośmiu latach niezbędna byłyba wymiana obiegowych pomp grzewczych, zestawów pompowych ciepłej wody oraz styczników dla systemu zarządzania i monitorowania pracy budynku. Koszt to ok. 10 000 zł.

Serwis urządzeń wentylacyjnych, czyszczenie, wymiana filtrów kosztuje rocznie ok. 2500-3500 zł.

Serwis pompy ciepła - ok. 500-800 zł.

Przygotowywana jest też wymiana pomp dolnego źródła oraz wymiana silników wentylatorów wentylacji mechanicznej (ok. 8000-10 000 zł).

Do stosunkowo niskich kosztów użytkowych należy dodać koszty serwisu i wymiany urządzeń.

Oczywiście w budynku tradycyjnym na pewno część tych kosztów będzie również występowała, ale będą one znacznie niższe.

Zarządzanie energią i sterowanie

Sterowanie i zarządzanie energią w budynku pasywnym o dużej pojemność cieplnej nie jest łatwe. Ze względu na dużą bezwładność cieplną niezbędne jest stosowanie prostych systemów podtrzymywania zadanej temperatury w pomieszczeniach, które uniemożliwiają uzyskanie dodatkowych oszczędności energii. Oszczędności te wynikają z wprowadzania przerw w ogrzewaniu i chłodzeniu.

Aby dynamicznie sterować popytem i podażą energii, wymagane jest zastosowanie bardzo zaawansowanych systemów sterowania, które pozwalają uwzględnić pojemność cieplną budynku, zmienność użytkową, a działają na podstawie prognozy pogody.

Do tak zaawansowanych rozwiązań niezbędne są sprawdzające się dwu- lub trzydniowe prognozy pogody.

Im większa pojemność cieplna, tym dane o prognozie pogody powinny być podawane z odpowiednio dłuższym wyprzedzeniem. Oczywiście jest to system skomplikowany, kosztowny i wymagający kilkumiesięcznej asysty specjalisty.

Analiza ekonomiczna

Wykonano uproszczone analizy opłacalności budowy obiektów pasywnych, przy uwzględnieniu wszystkich kosztów eksploatacyjnych oraz serwisowych. Przyjęto następujące założenia:

  • koszt budowy w standardzie wymagań na 2014 r. - 3500 zł/m²,
  • koszt budowy w standardzie pasywnym wyższy o 500 zł/m², dla ­drugiego budynku 550 zł/m² pow. całkowitej budynku,
  • koszty eksploatacyjne w standardzie wymagań na 2014 r. w małej szkole określone dla kotłowni węglowej, w dużej szkole z ciepłowni miejskiej 60 zł/GJ.

Koszty budowy uzyskano na podstawie dwóch zrealizowanych przetargów na budowę szkół o pasywnej charakterystyce energetycznej.

W TAB. 2, TAB. 3 i TAB. 4 przedstawiono przykładowe analizy opłacalności.

 TABELA 2. Analiza kosztów w budynkach spełniających aktualne wymagania prawne
 TABELA 2. Analiza kosztów w budynkach spełniających aktualne wymagania prawne
  TABELA 3. Analiza kosztów w budynkach spełniających wymagania budownictwa pasywnego
 TABELA 3. Analiza kosztów w budynkach spełniających wymagania budownictwa pasywnego
 TABELA 4. Analiza opłacalności budowy budynku pasywnego w stosunku do budynku spełniającego minimalne wymagania prawne
TABELA 4. Analiza opłacalności budowy budynku pasywnego w stosunku do budynku spełniającego minimalne wymagania prawne

Podsumowanie

Idea budownictwa pasywnego jest interesująca i godna poparcia, jednak tylko pod warunkiem, że będziemy w stanie sprostać tym wymaganiom – zarówno ekonomicznie, jak i technicznie. Z pewnością konieczna jest prowadzona na większą skalę profesjonalna edukacja.

Obecnie nie jesteśmy bowiem dobrze ­przygotowani pod względem projektowym ani wykonawczym do budowy budynków niskoenergetycznych, a tym bardziej budynków pasywnych. Ma na to wpływ m.in. zmniejszenie na uczelniach liczby godzin przeznaczonych na fizykę budowli i energooszczędność. Do wznoszenia budynków energooszczędnych wymagana jest znacznie większa wiedza oraz świadomość złożoności zagadnienia.

Literatura:

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (DzU 1994 nr 89 poz. 414).
2. PN-EN 15251:2007, "Kryteria środowiska wewnętrznego, obejmujące warunki cieplne, jakość powietrza wewnętrznego, oświetlenie i hałas".
3. 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 (DzU 2013, poz. 926).

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Dobierz najlepszy materiał termoizolacyjny. Sprawdź »


Ocieplenie powinno być trwałe i odporne na niekorzystne oddziaływanie czynników atmosferycznych... ZOBACZ »


Jak ochronić przed wodą podpiwniczenia i fundamenty?

Wykańczasz dom i potrzebne Ci wysokiej jakości materiały?

W przypadku aplikacji na podłożach wykazujących mikropęknięcia, przy wykonywaniu izolacji wodoszczelnej wanien...
czytaj dalej »

Dopasuj rozwiązanie do Twoich potrzeb i rodzaju wykonywach prac... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Uszczelnianie dachu - to warto wiedzieć »

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Przeczytaj, zanim zdecydujesz się na zakup konkretnego materiału. czytaj dalej » Wszystkie znane obecnie źródła energii, poza energią geotermalną i atomową, są pośrednio efektem działania promieniowania słonecznego... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Akustyczne płyty ścienne i sufitowe »

Energooszczędne płyty warstwowe z izolacją z wełny mineralnej o unikalnych właściwościach przeciwpożarowych i strukturalnych...  czytaj dalej »


Jak przyspieszyć prace budowlane?

Zobacz, jak możesz zaoszczędzić czas (i pieniądze). Uzyskaj bezpłatną wycenę materiałów w 48 godzin!  czytaj dalej »


Alternatywa dla tradycyjnych materiałów izolacyjnych »

Gdzie stosować izolację polimocznikową?

Powłoka ta stanowi elastyczne, trudnościeralne pokrycie posadzek betonowych szczególnie polecane do...
czytaj dalej »

Być może wciąż zastanawiasz się czy Twoja firma powinna zainwestować w posadzki epoksydowe? Jeśli szukasz odpowiedniego materiału na podłogę w hali produkcyjnej... czytaj dalej »


Jak trwale zabezpieczyć budynki przed wodą?

Skutecznie zabezpiecz budowane konstrukcje przed pożarem »

Rozwijamy kreatywne rozwiązania dla osiągniecia pożądanego sukcesu nawet w przypadku specjalnych projektów czytaj dalej » Masywne elementy budowlane w starych obiektach często nie spełniają wymagań przeciwpożarowych określonych w obowiązujących przepisach. czytaj dalej »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »


W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... ZOBACZ »



Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
6/2019

Aktualny numer:

Izolacje 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Problemy eksploatacyjne tynków wewnętrznych
  • - Warunki techniczne robót murarskich
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.