W ramach badań naukowych powstały różne koncepcje budynków energooszczędnych: pasywne, zeroenergetyczne, samowystarczalne. Do dziś ze względu na dynamicznie rozwijającą się sytuację na rynku energii i ekologii definicja budynku energooszczędnego stale ulega zmianie.
Co to znaczy „budynek energooszczędny”?
Z zapisów prawnych wynika, choć nie wprost, że budynek energooszczędny to taki, który spełnia warunki dotyczące oszczędności energii i izolacyjności cieplnej określone w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. Zgodnie z jego zapisami nowo projektowany budynek powinien zużywać energię na racjonalnie niskim poziomie. Wymaganie to uznaje się za spełnione, gdy przegrody zachowują minimalną wartość współczynnika przenikania ciepła U lub gdy budynek nie przekracza granicznej wartości wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło E0. Do oceny energochłonności budynku eksperci stosują wskaźniki sezonowego zapotrzebowania na ciepło – powierzchniowy EA [kWh/(m²·rok)] lub kubaturowy EV [kWh/(m³·rok)].
Wartości wskaźnika kubaturowego EV określone są w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych [1]. Najczęściej ze względów praktycznych do obliczeń zapotrzebowania budynku na ciepło korzysta się ze wskaźnika powierzchniowego EA. W tabeli 1 zaprezentowano przykładowy podział budynków ze względu na zapotrzebowanie na ciepło EA, opracowany przez Stowarzyszenie na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju. Przedstawiony podział jest, oczywiście, umowny i nieprecyzyjny – nie obejmuje zagadnień związanych ze sprawnością systemu grzewczego, nie odnosi się do energii pierwotnej oraz nie uwzględnia udziału ciepłej wody w całkowitym zużyciu energii (który wynosi od 15% do 50%).
Za energooszczędne można uznać budynki, które charakteryzują się powierzchniowym wskaźnikiem sezonowego zapotrzebowania na ciepło EA < 60–80 [kWh/(m²·rok)]. W tej grupie znajdują się budynki: energooszczędne, nisko energetyczne, pasywne oraz zeroenergetyczne. Za budynki pasywne początkowo uznawano te, w których straty ciepła można zrównoważyć przez zyski cieplne. Z czasem jednak definicja ta okazała się za mało precyzyjna, ponieważ praktyka pokazała, że są okresy, kiedy zyski ciepła w tych budynkach są niewielkie, a nawet zerowe. Dochodzi wówczas do wychłodzenia budynku, a nie można go ogrzać bez zaprojektowanego ogrzewania. Obecnie budynek uznaje się więc za pasywny, gdy wskaźnik EA ≤ 15 kWh/(m²·rok) oraz gdy zużycie energii pierwotnej (ilość energii zawartej w paliwie dostarczonym do źródła) EAS ≤ 120 kWh/(m²·rok).
Zapotrzebowanie na moc cieplną w budynku, który spełnia te wymagania, jest bardzo małe – wynosi qA ≤ 10 W/m². Zwolennicy budynków pasywnych są przekonani, że rozwój budownictwa pasywnego jest kierunkiem najbliższej przyszłości. Z tą koncepcją nie zgadzają się architekci, którym nie podoba się pomysł projektowania budynków o minimalnym stosunku powierzchni do kubatury (A/V), czyli zbliżonych do sześcianu. Podobne zdanie mają inwestorzy, którzy oczekują, że ich budynki będą miały reprezentacyjny wygląd. Czy można zatem wykonać budynki pasywne, tak aby zadowoliły najbardziej wybredne oko? Myślę, że tak. Należy jednak liczyć się z tym, że koszty takiej inwestycji będą znacznie wyższe. Na rys. 1 i 2 oraz w tabeli 2 zaprezentowano różnice architektoniczne między budynkiem tradycyjnym oraz energooszczędnym i pasywnym.
Czy warto budować domy pasywne?
Na potrzeby artykułu przeanalizowano opłacalność budowy budynku pasywnego w porównaniu z dwoma innymi budynkami. Założono, że wszystkie obiekty mają tę samą powierzchnię i kubaturę ogrzewaną wynoszącą 120 m² i 324 m³. Pierwszy z nich wykonany został według aktualnych wymagań prawnych i charakteryzuje się wskaźnikiem EA = 135 kWh/(m²·rok), drugi to budynek energooszczędny o EA = 60 kWh/(m²·rok), trzeci natomiast jest budynkiem pasywnym o EA = 15 kWh/(m²·rok). Ogrzewanie dwóch pierwszych budynków realizowane jest za pomocą kotła kondensacyjnego gazowego. Jednostkowa cena ciepła wynosi 1,6 zł/m³, co daje ok. 0,18 zł/kWh. W budynku pasywnym źródłem ciepła jest pompa ciepła zasilana energią elektryczną. Cena jednostkowa ciepła z energii elektrycznej uzyskiwanej za pomocą pompy ciepła wynosi 0,1 zł/kWh. Przyjęto wysoką średnioroczną efektywność pompy ciepła wynoszącą 3,5 (na podstawie rozporządzenia ministra infrastruktury zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych [2]).
Koszty budowy stanu surowego otwartego przyjęto na podstawie informacji uzyskanych od wykonawców i deweloperów – średnia cena za m² wyniosła 2416 zł/m². Koszty stolarki, izolacji termicznej, instalacji założono na podstawie ofert wykonawców oraz informacji o cenach jednostkowych uzyskanych w hurtowniach i u producentów (tabela 3). Przy wykonywaniu analizy nie uwzględniono kosztów remontów budynku, które można uznać w przybliżeniu za jednakowe. Ponadto nie wzięto pod uwagę wzrostu cen nośników energii, który mógłby wpłynąć nieznacznie na poprawę oceny opłacalności budowy domu pasywnego – przyjęto, że do ogrzewania będą wykorzystywane przez 30 lat te same nośniki energii.
Trudno jest jednak przewidzieć wzrost cen energii w tym okresie. Można się liczyć z tym, że w ciągu 10–15 lat opracowane zostaną nowe technologie wytwarzania energii, pozwalające obniżyć koszty ogrzewania budynku. Wymiana systemu grzewczego spowodowałaby wtedy obniżenie kosztów ciepła i obniżyłaby korzyści ekonomiczne wynikające z budowy domu pasywnego. Na podstawie analizy ekonomicznej określono prosty czas zwrotu poniesionych nakładów SPBT. Wyniósł on dla budynku pasywnego 37,8 lat. W tym okresie należy się liczyć z co najmniej dwukrotną, a nawet trzykrotną wymianą źródła ciepła.
W celu dokładniejszego prześledzenia omawianych przykładów wykonano dodatkowe analizy na podstawie wskaźnika NPV oznaczającego wartość bieżącą netto (ang. Net Present Value). Jest to dynamiczna metoda oceny efektywności ekonomicznej inwestycji i stanowi różnicę pomiędzy zdyskontowanymi przepływami pieniężnymi a nakładami początkowymi. Jeżeli wartość NPVjest większa od zera, to inwestycja może być uznana za opłacalną. Obliczono również wartość IRR, tzn. wewnętrznej stopy zwrotu (ang. Internal Rate of Return). Uwzględnia ona zmiany wartości pieniądza w czasie i jest oparta na analizie zdyskontowanych przepływów pieniężnych. Jeżeli wartość IRR jest większa niż stopa dyskonta, to inwestycja może być uznana za korzystną.
W omawianym przykładzie przyjęto maksymalny okres, w odniesieniu do którego wyznaczono wartość NPV i IRR – L = 30 lat – oraz stopę dyskonta w okresie 30 lat – średnio 6%. Wyniki analiz przedstawiono w tabeli 3. Wyniki analiz dotyczących budynku pasywnego były następujące: wartość NPV30 = –65 839 zł oraz IRR30 = –2, co oznacza, że budowanie domów pasywnych z ekonomicznego punktu widzenia jest nieopłacalne.
.jpg)
