Strategia renowacji w obiektach zabytkowych

***
Budynki zabytkowe, traktowane jako grupa budynków o wyjątkowych wymaganiach, opartych na założeniach ochrony dziedzictwa historycznego, zwolnione są z konieczności poprawy efektywności energetycznej. Jednak z uwagi na duży potencjał oszczędności energii w tej grupie budynków warto jest podejmować działania zmierzające do obniżenia zapotrzebowania na energię. Autorzy prezentują możliwości podejmowania działań termomodernizacyjnych w obiektach zabytkowych wybudowanych w różnych okresach. Możliwości działań przedstawiono na rzeczywistym przykładzie obliczeń energetycznych budynku zabytkowego, który obecnie pełni funkcję sali gimnastycznej. Zaproponowane działania termomodernizacyjne, uzgodnione z konserwatorem zabytków, pozwolą na osiągnięcie oszczędności energii pierwotnej (EP) na poziomie 87,4%. Przedstawiony przykład pokazuje potencjał obniżenia zużycia energii, a tym samym emisji gazów cieplarnianych w grupie budynków zabytkowych oraz pod opieką konserwatorską.

Renovation strategy in historic buildings

Historic buildings, treated as a group of buildings with exceptional requirements, based on the assumptions of the protection of historical heritage, are exempt from the need to improve energy efficiency. However, due to the high potential for energy savings in this group of buildings, it is worth taking measures to reduce energy demand. The authors present the possibilities of undertaking thermal modernization activities in historic buildings built in different periods. Various possibilities are presented on the real example of energy calculations of a historic building, which currently houses a gymnasium. The proposed thermal modernization measures, agreed with the conservator of monuments, will make it possible to achieve primary energy (PE) savings at the level of 87.4%. The presented example shows the potential to reduce energy consumption, and thus greenhouse gas emissions, in a group of historic buildings and those remaining under conservation care.
***

W grudniu 2019 r. Komisja Europejska przedstawiła program „Euro­pejski zielony ład” (Green deal) dla UE. Aby stać się neutralna dla klimatu, Europa, a zatem i Polska, musi osiągnąć zerową emisję netto takich gazów cieplarnianych jak dwutlenek węgla i metan. Zdaniem wielu ekspertów tylko w ten sposób uda się ograniczyć globalne ocieplenie do poziomu znacznie poniżej 2°C i uniknąć katastrofalnej w konsekwencjach zmiany klimatu. Wymaga to jednak przeprowadzenia dogłębnej przemiany wszystkich sektorów gospodarczych i całych społeczeństw.

Zobacz też: Stany awaryjne zabytkowych więźb dachowych

Aby zrealizować ten cel, osiągnięcia „równowagi pomiędzy antropogenicznymi emisjami ze źródeł a ich usuwaniem przez pochłanianie gazów cieplarnianych”, to jest równowagi pomiędzy emisją gazów cieplarnianych a ich pochłanianiem (w procesach naturalnych) potrzeba zdecydowanych działań na wielu polach.

Osiągnięcie celów Unii w dziedzinie energii i klimatu musi być powiązane z wysiłkami na rzecz renowacji zasobów budowlanych. W obszarze tym, ze względu na olbrzymie zużycie energii, istnieją duże możliwości jej oszczędności, ale wymaga to priorytetowego potraktowania efektywności energetycznej również w budynkach zabytkowych. Przyjęto zatem zasadę: „efektywność energetyczna przede wszystkim” oraz konieczność dalszego rozwijania odnawialnych źródeł energii (OZE).

Kraje UE zobowiązały się do 2050 r. osiągnąć neutralność klimatyczną. Aby zrealizować cel osiągnięcia „równowagi” pomiędzy emisją gazów cieplarnianych a ich pochłanianiem, wymagane jest podjęcie wysiłków na rzecz renowacji zasobów budowlanych.

Zgodnie z szacunkami Komisji Europejskiej przywoływanymi w komunikacie „Fala renowacji”, w UE co roku renowacji podlega ok. 11% budynków, a wskaźnik renowacji ukierunkowanej na poprawę efektywności energetycznej budynków wynosi jedynie 1%. W budownictwie, ze względu na olbrzymie zużycie energii, istnieją duże możliwości jej oszczędności.

Głównymi „polami” przeciwdziałania negatywnym zmianom klimatu w budownictwie są:

• poprawa efektywności energetycznej,
• uniezależnienie się od zewnętrznych nośników energii,
• zamiana paliw kopalnych na energię pozyskaną z odnawialnych źródeł energii (OZE),
• dekarbonizacja w obszarze jej zasobów budowlanych,
• rozwijanie odnawialnych źródeł energii (AZE i OZE).

Działania te nazwano głęboką termomodernizacją lub renowacją (energetyczną) zasobów budowlanych. W związku z powyższym rząd Polski opracował i przyjął 9 lutego 2022 r. „Długoterminową strategię renowacji budynków”. Polskie budynki w okresie 2022–2050 powinny zostać zmodernizowane w sposób spójny z transformacją w kierunku gospodarki neutralnej klimatycznie. Strategia renowacji zawiera rekomendowany scenariusz wielkoskalowej i głębokiej termomodernizacji zasobów budowlanych w Polsce do 2050 r. Strategia obejmie również termomodernizację budynków podlegających ochronie konserwatora zabytków.

Termomodernizacja obiektów zabytkowych

Zgodnie z definicją zawartą w ustawie o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami [1] zabytek to nieruchomość lub rzecz ruchoma, ich części lub zespoły, będące dziełem człowieka lub związane z jego działalnością i stanowiące świadectwo minionej epoki bądź zdarzenia, których zachowanie leży w interesie społecznym ze względu na posiadaną wartość historyczną, artystyczną lub naukową.

Termomodernizacja obiektów zabytkowych jest ważnym, ale i trudnym zagadnieniem. Wykonana w sposób wadliwy lub nieprzemyślany, bez uwzględnienia wymogów konserwatorskich, może doprowadzić do zniszczenia wyglądu zabytku, przyspieszonej degradacji jego substancji oraz narazić właściciela na wysokie koszty naprawy powstałych w efekcie uszkodzeń.

Zaniechanie działań na rzecz poprawy efektywności na pewno doprowadzi do radykalnego wzrostu kosztów eksploatacyjnych niemożliwych do uiszczenia dla aktualnych użytkowników. Niedogrzewanie pomieszczeń bądź przerwy w eksploatacji przyspieszą degradację budynków. Z przyczyn energetycznych, ekologicznych i ekonomicznych głęboka termomodernizacja budynków zabytkowych jest niezbędna. Potrzeba więc nowych technologii pozwalających oszczędzać energię i chronić środowisko, które jednocześnie pozwolą na zachowanie zabytkowego charakteru nieruchomości.

Decyzja o wykonaniu termomodernizacji i wyborze technologii powinna być poprzedzona szczegółową analizą, obejmującą m.in. audyt energetyczny, istniejące i projektowane rozwiązania architektoniczne, konstrukcyjne oraz stan zachowania obiektu, a także zmianę warunków klimatycznych w jego wnętrzach.

Zgodnie z zasadami ochrony konserwatorskiej, wszelkie działania inwestycyjne należy podporządkować zasadzie maksymalnego poszanowania pierwotnej substancji oraz oryginalnych elementów wystroju i wyposażenia budynku historycznego.

W przypadku budynków zabytkowych najczęściej stosowane przedsięwzięcia termomodernizacyjne to:

• ocieplenie dachu i stropu nad ostatnią kondygnacją,
• izolacja cieplna i przeciwwilgotnościowa piwnic lub ocieplenie podłogi na gruncie,
• wymiana stolarki okiennej, rzadko stolarki drzwiowej,
• likwidacja mostków termicznych,
• użycie specjalnych tynków termomodernizacyjnych,
• zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła,
• modernizacja instalacji wewnętrznych z użyciem energii ze źródeł odnawialnych (pomp ciepła, kolektorów słonecznych czy ogniw fotowoltaicznych),
• docieplanie ścian zewnętrznych budynku od wewnątrz.

Stosowane przez uczestników procesu inwestycyjnego pojęcia takie jak zabytek, remont, utrzymanie, termomodernizacja, renowacja, rewitalizacja itp. są często rozumiane w sposób bardzo uproszczony, a czasami używamy ich błędnie. Dlatego przyjrzyjmy się podstawowym definicjom.

Podstawowe definicje

Dla wielu osób poniżej zamieszczone definicje są bardzo dobrze znane, jednak dla uporządkowania omówimy je dokładniej.

Zabytek – jest nim nieruchomość lub rzecz ruchoma, ich części lub zespoły, będące dziełem człowieka lub związane z jego działalnością i stanowiące świadectwo minionej epoki bądź zdarzenia, których zachowanie leży w interesie społecznym ze względu na posiadaną wartość historyczną, artystyczną lub naukową.
Warto wskazać, że uznanie wartości historycznej budynku w rozumieniu art. 3 pkt 1 ustawy nie zależy od jego wieku.
Pojęcie świadectwa minionej epoki bądź zdarzenia dotyczyć może także obiektów stosunkowo nowych, np. Spodek w Katowicach.
Opieka nad zabytkiem polega w szczególności na zapewnieniu m.in. prowadzenia prac konserwatorskich, restauratorskich i robót budowlanych przy nim, zabezpieczenia i utrzymania zabytku oraz jego otoczenia w jak najlepszym stanie, korzystania z zabytku w sposób zapewniający trwałe zachowanie jego wartości. Zachowanie polegające na utrzymywaniu zabytku zgodnie z przepisami ustawy można sprowadzić do przestrzegania w szczególności tych przepisów, które nakładają na właściciela obowiązek realizacji działań wynikających z definicji opieki nad zabytkami, a zatem zabezpieczenia i utrzymania zabytku oraz jego otoczenia w jak najlepszym stanie i korzystania z zabytku w sposób zapewniający trwałe zachowanie jego wartości.

Rejestr zabytków – jedną z form ochrony jest wpis do rejestru zabytków. Jest to wykaz obiektów zabytkowych w danym kraju, objętych szczególną ochroną prawną. Wpis do rejestru zabytków wywołuje skutki prawne w postaci objęcia danego obiektu ochroną prawną, pozwalającą na ingerencję państwa w konstytucyjnie chronione prawo własności.
Wpis do rejestru oznacza, że historyczny obiekt podlega indywidualnej ochronie konserwatorskiej w celu jego zachowania ze względu na wyższe (ponadprzeciętne) wartości wobec innych obiektów tego samego typu. Rejestr dla zabytków znajdujących się na terenie województwa prowadzi wojewódzki konserwator zabytków w formie odrębnych ksiąg dla zabytków nieruchomych, ruchomych i archeologicznych.
Do rejestru zabytków wpisuje się zabytek nieruchomy na podstawie decyzji wydanej przez wojewódzkiego konserwatora zabytków z urzędu bądź na wniosek właściciela zabytku nieruchomego lub użytkownika wieczystego gruntu, na którym znajduje się zabytek nieruchomy.

Roboty budowlane – należy przez to rozumieć budowę, a także prace polegające na przebudowie, montażu, remoncie lub rozbiórce obiektu budowlanego.

Przebudowa – należy przez to rozumieć wykonywanie robót budowlanych, w wyniku których następuje zmiana parametrów użytkowych lub technicznych istniejącego obiektu budowlanego, z wyjątkiem charakterystycznych parametrów, jak kubatura, powierzchnia zabudowy, wysokość, długość, szerokość bądź liczba kondygnacji. Na podstawie tej definicji wymiana okien na bardziej energooszczędne powinna być traktowana jako przebudowa.

Remont – należy przez to rozumieć wykonywanie w istniejącym obiekcie budowlanym robót budowlanych polegających na odtworzeniu stanu pierwotnego, a niestanowiących bieżącej konserwacji, przy czym dopuszcza się stosowanie wyrobów budowlanych innych niż użyto w stanie pierwotnym.

Utrzymanie (konserwacja) – to zespół działań zapobiegających i innych podejmowanych po to, aby umożliwić spełnianie przez obiekt przypisanych mu funkcji przez okres użytkowania, takich jak: drobne naprawy, czyszczenie, roboty malarskie, a także wymianę niektórych części konstrukcji. Do bieżącego utrzymania konstrukcji nie zalicza się remontu, czyli robót budowlanych polegających na odtworzeniu stanu pierwotnego po upływie projektowanego okresu użytkowania konstrukcji budynku.

Termomodernizacja budynku (TB) – modernizacja cieplna budynku, która obejmuje: wymianę okien, drzwi, modernizacja wentylacji, docieplenie ścian, dachu, modernizację źródła ciepła wraz z instalacją c.o. i c.w.u.

Głęboka termomodernizacja (GTB) – termomodernizacja spełniająca wymogi związane z oszczędnością energii i izolacyjnością cieplną zawarte w rozporządzeniu WT, a jeżeli jest to uzasadnione z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia – umożliwiająca osiągnięcie niższych wartości wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP od określonych w rozporządzeniu WT, obejmuje: wymianę okien, drzwi, modernizację wentylacji, docieplenie ścian, dachu, modernizację źródła ciepła wraz z instalacją c.o. i c.w.u., urządzenia pomocnicze, oświetlenie, zarządzanie energią z wykorzystaniem OZE i magazynowaniem energii.

Renowacja budynku – oznacza wszelkie działania modernizacyjne poprawiające wartość użytkową budynku. Dotyczy to w szczególności poprawy efektywności energetycznej budynku i ograniczenia emisyjności, a także działań prowadzących do poprawy jakości życia, ochrony zdrowia, adaptacji do zmian klimatu, zastosowania inteligentnych technologii lub innych aspektów wpływających na wartość użytkową budynku.
Zgodnie z szacunkami Komisji Europejskiej przywoływanymi w komunikacie „Fala renowacji”, w UE co roku podlega renowacji ok. 11% budynków, wskaźnik renowacji ukierunkowanej na poprawę efektywności energetycznej budynków wynosi jedynie 1%. Aby stać się neutralna dla klimatu, Europa musi osiągnąć zerową emisję netto takich gazów cieplarnianych jak dwutlenek węgla i metan. Tylko w ten sposób uda się ograniczyć globalne ocieplenie do poziomu znacznie poniżej 2°C i uniknąć katastrofalnej w konsekwencjach zmiany klimatu. Wymaga to jednak przeprowadzenia dogłębnej przemiany wszystkich sektorów gospodarczych i całych społeczeństw.

Rewitalizacja (łac. re- + vita – dosłownie: przywrócenie do życia, ożywienie) – zespół działań urbanistycznych i planistycznych, których celem jest społeczne, architektoniczne, planistyczne i ekonomicznie korzystne przekształcenie budynku, wyodrębnionego obszaru gminy będącego w stanie kryzysu wynikającego z czynników ekonomicznych i społecznych.
W języku polskim pojęcie rewitalizacji nadużywane bywa jako nazwa wszelkich remontów, adaptacji, modernizacji itd. Tymczasem pojęcie to aktualnie odnosi się do działań podejmowanych w dużej skali (dzielnica, część miasta) i w odniesieniu do wielu płaszczyzn funkcjonowania przestrzeni miejskiej (architektonicznej, społecznej, ekonomicznej, kulturowej itp.).
Ustawa o rewitalizacji [2] definiuje, że rewitalizacja stanowi proces wyprowadzania ze stanu kryzysowego obszarów zdegradowanych, prowadzony w sposób kompleksowy, poprzez zintegrowane działania na rzecz lokalnej społeczności, przestrzeni i gospodarki, skoncentrowane terytorialnie, prowadzone przez interesariuszy rewitalizacji na podstawie gminnego programu rewitalizacji. Rewitalizacja zakłada optymalne wykorzystanie specyficznych uwarunkowań danego obszaru oraz wzmacnianie jego lokalnych potencjałów.
Błędem jest określanie mianem rewitalizacji działań polegających np. na przebudowie lub adaptacji pojedynczego budynku, lub remontu budynku, części miasta (placu, ulicy) mającej wyłącznie charakter budowlany, nawet jeśli przyjmowane jest założenie, że same działania budowlane mogą przynieść wielopłaszczyznowe skutki.

Polski rząd opracował i przyjął 9 lutego 2022 r. „Długoterminową strategię renowacji budynków”, która zakłada, że budynki w Polsce w długim okresie powinny zostać zmodernizowane w sposób spójny z transformacją w kierunku gospodarki neutralnej klimatycznie. Kluczowym aspektem renowacji budynków rozważanym w strategii jest obniżenie zużycia energii i emisji CO₂, jednak musi temu towarzyszyć poprawa standardu budynków, a zwłaszcza zdrowia i bezpieczeństwa osób mieszkających i pracujących w budynkach. Strategia renowacji zawiera rekomendowany scenariusz wielkoskalowej i głębokiej termomodernizacji zasobów budowlanych w Polsce do 2050 r. oraz zawiera wytyczne dotyczące dalszego kształtowania polityki publicznej w obszarze wsparcia renowacji budynków.

Wytyczne „Długoterminowej strategii renowacji budynków” powinny stać się założeniami do opracowania wojewódzkich oraz gminnych długoterminowych strategii renowacji budynków obejmujących planem renowację wszystkich budynków w gminie z uwzględnieniem standardów energetycznych oraz osiągnięcia neutralności klimatycznej.

Przyjęta „Gminna Długoterminowa strategia renowacji budynków (GDSR)” stanie się podstawą do aktualizacji Planu Gospodarki Nisko­emisyjnej (PGN), a więc dostępu do finansów w ramach różnych źródeł finansowania, o czym wspominają eksperci w ramach programu Round Baltic (RB).

Termomodernizacja budynków w zależności od okresu ich powstania

Realizacja termomodernizacji i jej intensywność może być różna dla budynków podlegających ochronie konserwatora zabytków. Na potrzeby artykułu wyodrębniono następujące grupy budynków:

• zabytkowe wpisane do rejestru zabytków,
• z XIX i początku XX w.,
• z okresu międzywojennego,
• wybudowane w okresie powojennym, w latach 1945–1956,
• z tzw. okresu modernistycznego, wybudowane w latach 1957–1969,
• wielkopłytowe,
• wybudowane w latach 1994–2002,
• wybudowane po 2002 r. (2002–2009).

Na RYS. przedstawiono wyniki wieloletnich doświadczeń w zakresie termomodernizacji budynków historycznych wraz z najczęściej występującymi ograniczeniami i możliwościami poprawy efektywności energetycznej budynków.

Budynki zabytkowe wpisane do rejestru zabytków stanowią zespoły zabudowy historycznej objęte ochroną służb konserwatorskich, co ma dobre i złe strony. Dobre strony to opieka merytoryczna i czasami (choć rzadko) pomoc finansowa.

Złe strony przy ograniczonych środkach inwestycyjnych, zbyt rygorystyczne zalecenia konserwatorskie mogą doprowadzić do potencjalnego paraliżu inwestycyjnego, co czasami może stanowić o wyroku destrukcji obiektu. W tej grupie priorytetem jest zachowanie geometrii, proporcji, tradycyjnych technik budowy i remontu oraz stosowanych materiałów i technologii. Nie wyklucza się stosowania współczesnych rozwiązań, ale nie mogą mieć charakteru dominującego, a współczesne elementy powinny się odróżniać od autentycznych zabytkowych form zabudowy, elementów wykończeniowych i technologicznych.

Liczba budynków wpisanych do rejestru stanowi ok. 2–3% i nieznacznie rośnie. Budynki w tej grupie charakteryzują się dużym zapotrzebowaniem na energię na ogrzewanie i często bardzo niską sprawnością systemu grzewczego. Wskaźnik EK jest w przedziale 700–300 kWh/(m²·rok). Wskaźnik EP jest w przedziale 800–400 kWh/(m²·rok). Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 4,5–6,5 zł/m²/m-c.

Możliwości poprawy efektywności energetycznej są ograniczone. Zazwyczaj można wykonać ocieplenie stropu strychu i stropu nad piwnicą, osuszenie i ocieplenie ścian piwnic oraz zastosowanie efektywnego energetycznie systemu grzewczego, wykonanie ekranów w postaci ułożonych tynków ciepłochronnych we wnękach zagrzejnikowych, o ile istnieją. Często nie można zastosować nowoczesnej energooszczędnej stolarki budowlanej, dlatego stosuje się remont istniejącej stolarki wraz z wymianą szyb pojedynczych na specjalne pakiety szybowe, renowację okien wraz z uszczelnieniem. Możliwa jest też wymiana oświetlenia i zastosowanie systemów sterowania i zarządzania energią.

Zazwyczaj nie ma możliwości zastosowania kolektorów słonecznych. Możliwe obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 15–40%. Przy zastosowaniu pomp ciepła oszczędności energii końcowej mogą przekroczyć 60%.

Budynki z XIX i początku XX w. wpisane do ewidencji wojewódzkiej lub gminnej zabytków. Grupę tę obejmują budynki z okresu dynamicznego rozwoju przemysłowego miast (głównie mieszkalne), stanowią podstawową tkankę obszarów śródmiejskich. Są to budynki o cechach: neoklasycznych, neogotyckich i neobarokowych. Jakość zabudowy jest różna, najczęściej nie reprezentuje wysokiego poziomu technicznego. Wskaźnik EK jest w przedziale 600–250 kWh/(m²·rok), EP = 650–450 kWh/(m²·rok). Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 3,5–5,5 zł/m²/m-c.

Oszacowano, że częściowo budynki tej grupy poddano termomodernizacji w zakresie:

• wymiana stolarki – 10% wymienione okna o uśrednionej izolacyjności cieplnej U_w = 1,7–1,5 W/(m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione okna szczelne,
• dachy, stropodachy, stropy strychów: poddane termomodernizacji ok. 25% do izolacyjności cieplnej na poziomie U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji – sporadycznie,
• ocieplenie ścian zewnętrznych – brak,
• osuszenie ścian piwnic, ścian fundamentowych mniej niż 10%,
• ocieplenie ściany fundamentowej – sporadycznie,
• wymieniona instalacja c.o. o zadowalającej sprawności, wymieniona ok. 25%,
• wysokosprawne źródło ciepła na c.o. – wymieniono ok. 20%,
• wymieniona instalacja c.w.u. o zadowalającej sprawności, wymieniona ok.15%.
• kolektory słoneczne termiczne – brak,
• kolektory słoneczne PV – brak,
• oświetlenie wymienione w ok. 40%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = od 3 do 6 1/h – niezadowalająca.

W grupie tej dopuszcza się dokonanie zmian adaptacyjnych, wymianę elementów konstrukcyjnych, zmiany w zakresie formy i użytkowania obiektu. W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować materiały na ocieplenia od wewnątrz, czasami też od zewnętrz, głównie tynkami termoizolacyjnymi, rzadko styropianem lub efektywnymi energetycznie piankami, grubości 2–4 cm z zachowaniem zewnętrznego – historycznego lica elewacji.

W przypadku wymiany lub remontu stolarki istotne niezbędne jest zachowanie jednolitej formy i struktury podziałów w całym obiekcie. Można wykonać ocieplenie stropu strychu i stropu nad piwnicą, osuszenie i ocieplenie ścian piwnic oraz zastosowanie efektywnego energetycznie systemu grzewczego, wykonanie ekranów we wnękach zagrzejnikowych.

Możliwa jest też wymiana oświetlenia i zastosowanie systemów sterowania i zarządzania energią. Zazwyczaj nie ma możliwości zastosowania kolektorów słonecznych, choć widać pierwsze zmiany w tym zakresie u konserwatorów zabytków. Możliwe obniżenie energochłonności budynku jest w przedziale 20–50%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 40–70%.

Budynki z okresu międzywojennego, z okresu wczesnego modernizmu, często o stosunkowo dobrej jakości technicznej. O ile nie są objęte ścisłą ochroną konserwatorską, dopuszcza się przekształcenia adaptacyjne, trzeba jednak mieć na uwadze, że konstrukcja budynków modernistycznych ma specyficzny charakter wąskoprofilowych elementów elewacji, cienkich stropów płyt balkonowych, konstrukcji żelbetowych. Wpływ mostków cieplnych jest stosunkowo duży, a zapewnienie poprawności rozwiązań cieplno-wilgotnościowych nie jest zadaniem prostym, podobnie jak zaprojektowanie i wykonanie izolacji termicznej ścian. Charakterystyka energetyczna tej grupy budynków waha się: EP = 500–300 kWh/(m²·rok). Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 3,5 do 5,0 zł/m²/m-c.

Oszacowano, że częściowo budynki tej grupy poddano termomodernizacji w zakresie:

• stolarka – 70% wymienione średnio o U_w = 1,7–1,5 W(/m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione szczelne okna,
• dachy, stropodachy, stropy strychów: poddane termomodernizacji ok. 45% do izolacyjności cieplnej U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji ok. 2% do izolacyjności cieplnej U = 0,5–0,3 W/(m²·K),
• ocieplenie ścian zewnętrznych ok. 2%,
• osuszenie ścian piwnic, ścian fundamentowych ok. 3%,
• ocieplenie ściany fundamentowe do ok. 2%,
• wymieniona instalacja c.o. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 35%,
• wysokosprawne źródło ciepła na c.o. – wymieniono ok. 20%,
• wymieniona instalacja c.w.u. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 15%
• kolektory słoneczne termiczne – brak,
• kolektory słoneczne PV – brak,
• oświetlenie wymienione w ok. 40%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = od 3 do 5 1/h – niezadowalająca.

W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować materiały na ocieplenia od wewnątrz, czasami też od zewnątrz na tynki ciepłochronne lub wykonywać ocieplenie za pomocą nowoczesnych technologii, przy zachowaniu oryginalnych proporcji.

W przypadku wymiany stolarki istotne jest zachowanie jednolitej formy i struktury podziałów w całym obiekcie. Można wykonać ocieplenie stropu strychu i stropu nad piwnicą, osuszenie i ocieplenie ścian piwnic oraz zastosować efektywny energetycznie system grzewczy, wykonać ekrany we wnękach zagrzejnikowych.

Możliwa jest też wymiana oświetlenia i zastosowanie systemów sterowania i zarządzania energią. Zazwyczaj nie ma możliwości zastosowania kolektorów słonecznych, choć widać pierwsze zmiany w tym zakresie u konserwatorów zabytków. Obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 25–55%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 40–70%.

Budynki wybudowane w okresie powojennym, w latach 1945–1956, to obiekty często poddane odbudowie, rekonstrukcji w stylu historycznym lub w duchu realizmu socjalistycznego zazwyczaj o stosunkowo średniej jakości technicznej. Charakterystyka energetyczna budynków z tego okresu jest niezadowalająca i waha się: EP = 600–400 kWh/(m²·rok). Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 3,5 do 5,0 zł/m²/m-c. Oszacowano, że częściowo budynki tej grupy poddano termomodernizacji w zakresie:

• stolarka – ok. 70% wymieniona o izolacyjności cieplnej średnio U_w = 1,7–1,5 W/(m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione okna szczelne,
• dachy, stropodachy, stropy strychów: poddane termomodernizacji 55% do U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji ok. 5% do izolacyjności cieplnej U = 0,5–0,3 W/(m²·K),
• ocieplenie ścian zewnętrznych ok. 15%,
• osuszenie ścian piwnic, ścian fundamentowych ok. 3%,
• ściany fundamentowe do 3%,
• wymieniona instalacja c.o. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 40%,
• wysokosprawne źródło ciepła na c.o. – wymieniono ok. 20%,
• wymieniona instalacja c.w.u. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 20%,
• kolektory słoneczne termiczne – sporadycznie dachów,
• kolektory słoneczne PV – sporadycznie,
• oświetlenie wymienione w 40%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = od 3 do 5 1/h – niezadowalająca.

W grupie tej dopuszcza się dokonanie zmian adaptacyjnych, wymianę elementów konstrukcyjnych, zmiany w zakresie formy i użytkowania obiektu. W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować materiały na ocieplenia od wewnątrz, czasami też od zewnątrz na tynki ciepłochronne z zachowaniem zewnętrznego lica elewacji. Można wykonać ocieplenie stropu strychu i stropu nad piwnicą, osuszenie i ocieplenie ścian piwnic oraz zastosować efektywny energetycznie system grzewczy, wykonać ekrany we wnękach zagrzejnikowych. Możliwa jest też wymiana oświetlenia i zastosowanie systemów sterowania i zarządzania energią. Zazwyczaj nie ma możliwości zastosowania kolektorów słonecznych, choć widać pierwsze zmiany w tym zakresie u konserwatorów zabytków. Obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 35–55%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 50–75%.

Budynki z tzw. okresu modernistycznego, wybudowane w latach 1957–1969, w większości wznoszone metodą tradycyjną o niezadowalającej jakości i zaawansowaniu technicznym. W okresie tym pojawiła się też technologia wielkoblokowa. Stosowane były też konstrukcje monolityczne. W 1966 r. wprowadzone zostało Prawo Budowlane oraz rok później pierwsze normy, w których określono podstawowe wymagania w zakresie izolacji termicznej przegród budowlanych. Ostatecznie budowane budynki cechowały się charakterystyką energetyczną budynków w przedziale: EP = 550–150 kWh/(m²·rok). Oszacowano, że częściowo budynki tej grupy poddano termomodernizacji w zakresie:

• stolarka – 85% wymienione o średnio o U_w = 1,7–1,5 W/(m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione okna szczelne,
• dachy, stropodachy, stropy strychów: poddane termomodernizacji 65% do U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji ok. 5–10% do U = 0,5–0,3 W/(m²·K),
• ocieplenie ścian zewnętrznych ok. 25%,
• osuszenie ścian piwnic, ścian fundamentowych,
• ściany fundamentowe do 5%,
• wymieniona instalacja c.o. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 50%,
• wysokosprawne źródło ciepła na c.o. – wymieniono ok. 25%,
• wymieniona instalacja c.w.u. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 20%,
• kolektory słoneczne termiczne – mniej niż 1–2% dachów,
• kolektory słoneczne PV – sporadycznie,
• oświetlenie wymienione w 50%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = od 3 do 5 1/h – niezadowalająca.

Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 3,5 do 5,0 zł/m²/m-c.

W grupie tej dopuszcza się dokonanie zmian adaptacyjnych, wymianę elementów konstrukcyjnych, zmiany w zakresie formy i użytkowania obiektu. Możliwe jest ocieplanie budynku w systemie ETICS. W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować wszystkie możliwe ulepszenia, w tym wymiana oświetlenia i zastosowanie systemów sterowania i zarządzania energią. Zazwyczaj jest możliwość zastosowania kolektorów słonecznych, głównie na płaskich dachach. Obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 20–60%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 70–85%.

Budownictwo wielkopłytowe, stosunkowo mocno uprzemysłowione z lat 70. i 80. i początku lat 90. XX w. o niezadowalającej jakości technicznej. Budowano głównie budynki z wielkiej płyty oraz w technologii tradycyjnej z wykorzystaniem prostych dostępnych na rynku technologii i materiałów budowlanych. Remonty i modernizacje to poważne wyzwanie techniczne i technologiczne, wymagana jest termomodernizacja oraz najczęściej działalność polegająca na wzmacnianiu konstrukcji i połączeń ścinanych.
W latach 1974, 1982, 1991 nowelizowano normy dotyczące fizyki budowli, w których określono podstawowe wymagania w zakresie izolacji termicznej przegród budowlanych. Ostatecznie budowane budynki cechowały się charakterystyką energetyczną budynków w przedziale: EP = 350–130 kWh/(m²·rok).

Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 1,5 do 4,5 zł/m²/m-c. W grupie tej dopuszcza się dokonanie zmian adaptacyjnych, wymianę elementów konstrukcyjnych, zmiany w zakresie formy i użytkowania obiektu. W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować wszystkie możliwe ulepszenia. Zazwyczaj jest możliwość zastosowania kolektorów słonecznych, głównie na płaskich dachach. Obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 30–55%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 60–70%.

Oszacowano, że częściowo budynki tej grupy poddano termomodernizacji w zakresie:

• stolarka – 95% wymienione średnio o U_w = 1,7–1,5 W/(m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione okna szczelne,
• dachy, stropodachy, stropy strychów: poddane termomodernizacji 70% do U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji ok. 5–10% do U = 0,5–0,3 W/(m²·K),
• ocieplenie ścian zewnętrznych ok. 65%,
• osuszenie ścian piwnic, ścian fundamentowych,
• ocieplenie ścian fundamentowych 10–15%,
• wymieniona instalacja c.o. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 60%,
• wysokosprawne źródło ciepła na c.o. – wymieniono ok. 60%,
• wymieniona instalacja c.w.u. o zadowalającej sprawności, wymieniona – 30%,
• kolektory słoneczne termiczne – mniej niż 1–2% dachów,
• kolektory słoneczne PV – sporadycznie,
• oświetlenie wymienione w 60%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = od 3 do 4 1/h – niezadowalająca.

Budynki wybudowane w latach 1994–2002 – budowano głównie budynki w technologiach: z wielkiej płyty, w technologii tradycyjnej, technologii szkieletowej. W 1994 r. wprowadzono nowe Prawo Budowlane, a w 1997 r. Przepisy techniczno-budowlane, w których zaostrzono wymagania w zakresie izolacyjności termicznej przegród. Wprowadzono jednak dla ścian jednorodnych wymagania łagodniejsze, co skutkowało najczęściej budową budynków o gorszej charakterystyce energetycznej. Ostatecznie budowane budynki cechowały się charakterystyką energetyczną budynków w przedziale: EP = 300–200 kWh/(m²·rok). Indywidualne źródła ciepła oparte były o kotły niskotemperaturowe dwu- i trzyciągowe atmosferyczne i nadmu-chowe o sprawności wytwarzania 75–86%. Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić 2,0–2,5 zł/m²/m-c. W grupie tej dopuszcza się dokonanie zmian adaptacyjnych, wymianę elementów konstrukcyjnych, zmiany w zakresie formy i użytkowania obiektu.

W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować wszystkie możliwe ulepszenia. Obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 30–45%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 50–70%.

Oszacowano, że budynki tej grupy charakteryzują się następującymi parametrami, które dziś nadają się do termomodernizacji:

• stolarka średnio o U_w = 2,6–1,9 W/(m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione okna o wysokim stopniu szczelności,
• dachy, stropodachy, stropy strychów o izolacyjności cieplnej U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji o izolacyjności cieplnej U = 0,5 W/(m²·K),
• ocieplenie ścian zewnętrznych do poziomu izolacyjności cieplnej U = 0,5–0,3 W/(m²·K), z uwzględnieniem wpływu mostków cieplnych U = 0,8–0,4 W/(m²·K),
• instalacja c.o. o niezadowalającej sprawności wytwarzania i regulacji,
• instalacja c.w.u. o niezadowalającej sprawności wytwarzania, transportu i magazynowania,
• kolektory słoneczne termiczne – mniej niż 1,5–2,5% dachów,
• kolektory słoneczne PV – sporadycznie,
• oświetlenie LED w 60–70%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = 3–4 1/h – niezadowalająca.

Budynki wybudowane po 2002 r. (2002–2009). W 2002 r. wprowadzono nowe przepisy techniczno-budowlane, w których utrzymano wymagania w zakresie izolacyjności termicznej przegród z 1998 r. Wprowadzono jednak dla budynków mieszkalnych konieczność spełnienia wymagań dotyczących wskaźnika E_A opisującego dopuszczalne zapotrzebowania na ciepło (energię użytkową). Ostatecznie budowane budynki cechowały się charakterystyką energetyczną budynków w przedziale EP = 240–180 kWh/(m²·rok).

Koszty ogrzewania w zależności od źródła ciepła mogą wynosić od 1,7 do 2,0 zł/m²/m-c. W grupie tej dopuszcza się dokonanie zmian adaptacyjnych, wymianę elementów konstrukcyjnych, zmiany w zakresie formy i użytkowania obiektu. W przypadku poprawy charakterystyki energetycznej można stosować wszystkie możliwe ulepszenia. Obniżenie energochłonności budynku jest możliwe w przedziale 20–45%. Przy zastosowaniu pomp ciepła i kompleksowej termomodernizacji oszczędności energii sięgnąć mogą 50–55%.

Oszacowano, że budynki tej grupy charakteryzują się następującymi parametrami, które dziś nadają się do termomodernizacji:

• stolarka średnio o U_w = 2,6–1,7 W/(m²·K),
• wentylacja naturalna niesprawna ze względu na wymienione okna szczelne,
• dachy, stropodachy, stropy strychów o U = 0,3 W/(m²·K),
• stropy nad piwnicą poddane termomodernizacji o U = 0,5 W/(m²·K),
• ocieplenie ścian zewnętrznych o U = 0,5–0,3 W/(m²·K), z uwzględnieniem wpływu mostków cieplnych U = 0,8–0,4 W/(m²·K),
• instalacja c.o. o niezadowalającej sprawności wytwarzania i regulacji,
• instalacja c.w.u. o niezadowalającej sprawności wytwarzania, transportu i magazynowania,
• kolektory słoneczne termiczne – mniej niż 1,5–2,5% dachów,
• kolektory słoneczne PV – sporadycznie,
• oświetlenie LED w 60–70%,
• szczelność powietrzna budynku – n₅₀ = 3–4 1/h – niezadowalająca.

Z ww. doświadczeń wynika, że możliwości techniczne pomimo występowania różnego rodzaju ograniczeń konserwatora zabytków są ogromne. Praktyka potwierdza takie możliwości. Poniżej przedstawiono przykład termomodernizacji budynku zabytkowego z aktualną funkcją użytkową sali gimnastycznej.

Przykład termomodernizacji budynku zabytkowego

Budynek – opis ogólny

Pierwotnie budynek oranżerii, obecnie sala gimnastyczna z aulą, nr rej. A/4158/870/Wł z 21 września 1981 r. Budynek podpiwniczony wzniesiony na przełomie XVIII i XIX w., w technologii tradycyjnej murowanej. Obiekt zlokalizowany w III strefie klimatycznej. Budynek zabytkowy znajdujący się w ewidencji – zakres audytu uzgodniony z konserwatorem zabytków.

Ograniczenia konserwatorskie

Ograniczenia konserwatora zabytków obejmowały wykonanie izolacji termicznej ścian zewnętrznych za pomocą tynku termoizolacyjnego gr. nie większej niż 4 cm z odtworzeniem gzymsów oraz zdobień występujących na elewacji.

Wyniki audytu energetycznego

Pompa ciepła glikol/woda + modernizacja instalacji c.o.: przewiduje się wymianę źródła ciepła na nowe, oparte o pompę ciepła w układzie glikol/woda, z odwiertami pionowymi z automatyką pogodową o sprawności SCOP ≥ 4,0.

Pompa ciepła glikol/woda + modernizacja instalacji c.w.u.: przewiduje się wymianę źródła ciepła na nowe, oparte o pompę ciepła w układzie glikol/woda, z odwiertami pionowymi, z automatyką pogodową. Dodatkowo przewiduje się modernizację instalacji c.w.u. obejmującą wymianę instalacji c.w.u. na nową z rozprowadzeniem podgrzanej wody do punktów poboru ciepłej wody użytkowej.

Docieplenie – stropodach: materiał dociepleniowy: wełna mineralna gr. 25 cm, λ = 0,040 W/(m·K). Współczynnik przenikania ciepła U przegrody po dociepleniu: 0,15 W/(m²·K).

Docieplenie – podłoga na gruncie: styropian gr. 14 cm, λ = 0,038 W/(m·K). Współczynnik przenikania ciepła U przegrody po dociepleniu: 0,24 W/(m²·K).

Wentylacja mechaniczna (75%) (wentylacja mechaniczna): przewiduje się montaż wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej centralnej, opartej o centrale wentylacyjne nawiewno-wywiewne, z funkcją odzysku ciepła (średnioroczny odzysk ciepła nie mniejszy niż 75%). Przewiduje się wprowadzenie regulacji strumienia powietrza wentylującego w zależności od potrzeb i obciążenia budynku.

Docieplenie – ściana wewnętrzna: materiał dociepleniowy: termoizolacyjny gr.: 19 cm, λ = 0,040 W/(m·K). Współczynnik przenikania ciepła U przegrody po dociepleniu: 0,15 W/(m²·K).

Stolarka okienna: stolarka okienna nowa, szczelna, o współczynniku przenikania ciepła U_w = 0,90 W/(m²·K).

Stolarka drzwiowa: stolarka drzwiowa nowa, szczelna, o współczynniku przenikania ciepła U_d = 1,30 W/(m²·K). Powierzchnia wymiany: 13,27 m².

Docieplenie – ściana zewnętrzna: materiał dociepleniowy: tynk ciepłochronny gr. 4 cm, λ = 0,070 W/(m·K). Współczynnik przenikania ciepła U przegrody po dociepleniu: 0,56 W/(m²·K).

Docieplenie – strop nad piwnicą nieogrzewaną: materiał termoizolacyjny gr. 9 cm, λ = 0,025 W/(m·K). Współczynnik przenikania ciepła U przegrody po dociepleniu: 0,24 W/(m²·K).

Docieplenie – strop nad piwnicą nieogrzewaną: materiał dociepleniowy gr. 9 cm, λ = 0,025 W/(m·K). Współczynnik przenikania ciepła U przegrody po dociepleniu: 0,24 W/(m²·K).

Wnioski

Transformacja energetyczna, której jesteśmy świadkami, ma w głównej mierze zapobiec obserwowanym niekorzystnym zmianom klimatu i pogorszeniu środowiska, w którym żyjemy. Na przestrzeni ostatnich lat zostało podjętych wiele inicjatyw, które pomogą w obniżeniu energooszczędności sektorów o najwyższych wskaźnikach zużycia energii. Takim sektorem jest sektor budownictwa. Unia Europejska postawiła wszystkim krajom członkowskim, w tym Polsce, bardzo ambitny plan osiągnięcia zeroemisyjności do 2050 r. Realizacja takiego zamierzenia wiąże się bezpośrednio ze spadkiem zużycia energii w budynkach. Dla budynków nowoprojektowanych oraz poddawanych termomodernizacji wypracowano standardy „budynków o niskim zużyciu energii”.

Budynki zabytkowe, traktowane jako grupa budynków o wyjątkowych wymaganiach, opartych na założeniach ochrony dziedzictwa historycznego, zwolnione są z konieczności poprawy efektywności energetycznej. Jednak z uwagi na duży potencjał oszczędności energii w tej grupie budynków warto jest podejmować działania zmierzające do obniżenia zapotrzebowania na energię.

Literatura

1. Ustawa z 23 lipca 2003 r. o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami (DzU z 2017 r., poz. 2187 z późn. zm.).
2. Ustawa z dnia 9 października 2015 r. o rewitalizacji (DzU z 2015 r., poz. 1777).