Zmiany w metodologii obliczania charakterystyki energetycznej

W 1. części artykułu¹⁾ przedstawiona została analiza znowelizowanych przepisów. Porównano zapisy rozporządzenia w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej z 2008 r. [2] oraz z 2014 r. [3]. Na podstawie analiz stwierdzono istotne zmiany w metodologii, mające wpływ na wyniki końcowe.

A mianowicie w metodologii opisanej w rozporządzeniu z 2014 r. [3] w stosunku do budynków mieszkaniowych jedno- i wielorodzinnych:

• pominięto liczbę użytkowników, a ilość ciepłej wody użytkowej według tego rozporządzenia należy przyjmować w odniesieniu do powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza. Ma to duży wpływ na obliczoną według nowych zasad charakterystykę energetyczną budynku. Budynki będą zużywały mniej energii tylko na papierze;
• zmieniły się nieznacznie wartości wewnętrznych zysków ciepła, które wpłyną na obliczeniowe zmniejszenie zużycia energii;
• wentylację naturalną i mechaniczną wyciągową należy określać na podstawie wskaźników powierzchniowych w odniesieniu do powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza. Wątpliwości budzi jednak definicja powierzchni o regulowanej temperaturze powietrza.

Definicja powierzchni o regulowanej temperaturze

Autorzy nowelizacji rozporządzenia [3] wyjaśniają, że „powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza” to powierzchnia użytkowa wyznaczana według normy PN-ISO 9836:1997 [4] dotyczącej właściwości użytkowych w budownictwie, a w przypadku pomieszczeń lub ich części w budynku mieszkalnym jednorodzinnym i lokalu mieszkalnym o wysokości w świetle:

• równej 2,20 m lub większej – powierzchnia ta uwzględniana jest w obliczeniach w 100%;
• równej 1,40 m lub większej, lecz mniejszej niż 2,20 m – powierzchnia ta uwzględniana jest w obliczeniach w 50%;
• mniejszej niż 1,40 m – powierzchnia ta jest pomijana.

Jednak zapis ten nie jest przywołany w normie PN-ISO 9836:1997 [4], ale w rozporządzeniu w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego [5]. Ponadto w przywołanej normie znaczenie terminu „powierzchnia użytkowa” jest objaśnione inaczej, inna jest również definicja powierzchni o regulowanej temperaturze, która oznacza sumę powierzchni użytkowej, usługowej i ruchu.

Zagadnienia powierzchni są, niestety, w całym rozporządzeniu bardzo zagmatwane i na pewno spowodują trudności w prawidłowej ich interpretacji przy sporządzaniu charakterystyki energetycznej budynków.

Oczywiście, pojawia się też pytanie, czy przyjęte wskaźniki powierzchniowe dotyczące ciepłej wody użytkowej oraz wentylacji są opracowane poprawnie. Omówmy zatem zmiany w metodologii i ich wpływ na wynik obliczeń.

Zużycie c.w.u.

Roczne zapotrzebowanie na energię użytkową do przygotowania ciepłej wody użytkowej Q_W,nd wyznacza się według wzoru:

gdzie:

V_Wi – jednostkowe dobowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową [dm³/(m²·dzień)],

ρ_W – ciepło właściwe wody (równe jest 4,19) [kJ/(kg·K)],

A_f – powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza (powierzchnia ogrzewana) [m²],

c_W – gęstość wody (równa jest 1) [kg/dm³],

θ_W – obliczeniowa temperatura ciepłej wody użytkowej w zaworze czerpalnym (równa jest 55) [°C],

θ₀ – obliczeniowa temperatura wody przed podgrzaniem (równa jest 10) [°C],

t_R – współczynnik korekcyjny ze względu na przerwy w użytkowaniu ciepłej wody użytkowej [-],

k_R – liczba dni w roku (równa jest 365) [dzień].

Q_w,nd = 19,117 · V_Wi · A_f · t_R

Wartość V_Wi w odniesieniu do budynków wielorodzinnych wynosi 2,0 dm³/(m²·dzień) w wypadku rozliczenia ryczałtowego oraz 1,6 dm³/(m²·dzień) w wypadku indywidualnego opomiarowania mieszkań. W odniesieniu do domów jednorodzinnych należy przyjmować wartość 1,6 dm³/(m²·dzień). Współczynnik korekcyjny t_R ze względu na przerwy w użytkowaniu ciepłej wody w obu przypadkach wynosi 0,9.

Co to oznacza? Mieszkania i domy o małej powierzchni będą charakteryzowały się niskim zużyciem ciepłej wody, natomiast te o dużej powierzchni – nadmiernym.

Dom o powierzchni 200 m² użytkowany przez czteroosobową rodzinę będzie zużywać według metodologii zawartej w znowelizowanym rozporządzeniu [3] 70 l/osobę, a mieszkanie o powierzchni 35 m² użytkowane również przez rodzinę czteroosobową – ok. 25 l/osobę. Nie wiadomo, dlaczego przyjęta jest aż trzykrotna różnica w zużyciu.

Założenia dotyczące wentylacji

Na potrzeby artykułu zostaną przeanalizowane jedynie wentylacja naturalna i mechaniczna wywiewna działająca okresowo.W znowelizowanym rozporządzeniu [3] przyjmowana do obliczeń wymiana powietrza zależna jest od wskaźnika powierzchniowego.

Całkowitą ilość ciepła przenoszonego ze strefy ogrzewanej przez wentylację w n-tym miesiącu roku wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

H_ve,s – współczynnik przenoszenia ciepła przez wentylację ze strefy ogrzewanej [W/K],

Q_int,s,H – średnia temperatura wewnętrzna w strefie ogrzewanej wyznaczona według polskiej normy dotyczącej energetycznych właściwości użytkowych budynków – obliczanie zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia [°C],

Q_e,n – średnia miesięczna temperatura powietrza zewnętrznego według danych klimatycznych z najbliższej względem lokalizacji budynku stacji meteorologicznej podawanych w Biuletynie Informacji Publicznej urzędu obsługującego ministra właściwego do spraw budownictwa, lokalnego planowania i zagospodarowania przestrzennego oraz mieszkalnictwa [°C],

t_M – liczba godzin w miesiącu [h],

ρ_a – pojemność cieplna powietrza (równa jest 1200) [J/(m³·K)],

b_ve,k – czynnik korekty temperatury dla strumienia powietrza zewnętrznego k wyznaczony zgodnie z pkt 5.5.1 albo według polskiej normy dotyczącej energetycznych właściwości użytkowych budynków – obliczanie zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia [-],

V_ve,k,n – uśredniony w czasie strumień powietrza zewnętrznego k w strefie ogrzewanej [m³/s],

k – identyfikator strumienia powietrza zewnętrznego [-].

Uśredniony w czasie strumień powietrza zewnętrznego k w strefie ogrzewanej Vve,k,n w odniesieniu do wentylacji grawitacyjnej lub mechanicznej wywiewnej wyznacza się według wzoru:

Vve,k,n = Vve,1,s · Af,s

gdzie:Vve,1,s – podstawowy strumień powietrza zewnętrznego w okresie użytkowania budynku odniesiony do powierzchni strefy ogrzewanej [m³/(s·m²)],Af,s – powierzchnia strefy ogrzewanej [m²].

Podstawowy strumień powietrza zewnętrznego w okresie użytkowania budynku odniesiony do powierzchni strefy ogrzewanej Vve,1,s w budynkach wyposażonych w wentylację nawiewno-wywiewną wyznacza się według wzoru:

Vve,1,s =rn ·Vve,1,s,n [m³/s]

gdzie:Vve,1,s,n – strumień powietrza zewnętrznego odpowiadający przyjętemu w budowlanej dokumentacji technicznej sposobowi użytkowania strefy budynku obsługiwanej przez wentylację nawiewno-wywiewną [m³/s],rn – stopień zmniejszenia strumienia powietrza zewnętrznego w n-tym miesiącu roku [-].

W przypadku wentylacji nawiewno-wywiewnej działającej ze stałym strumieniem powietrza zewnętrznego wartość rn równa jest 1. W wypadku wentylacji działającej z regulowanym ręcznie lub automatycznie strumieniem powietrza zewnętrznego wartość rn ustala się z uwzględnieniem sposobu regulacji tego strumienia oraz sposobu użytkowania strefy budynku obsługiwanej przez wentylację nawiewno­‑wywiewną.

W przypadku braku takich danych przyjmuje się wartość rn = 0,75. Jest to jednak wartość niezgodna z dotychczas obwiązującymi zasadami redukcji strumienia wentylacji dla pomieszczeń mieszkalnych, które umożliwiają zmniejszenie strumienia wentylacyjnego do 60% wymaganej wymiany od godz. 22.00 do 6.00. Oznacza to, że rn = 0,86, a nie, jak proponuje autor rozporządzenia, 0,75.

Wartości podstawowego strumienia powietrza zewnętrznego w okresie użytkowania budynku odniesione do powierzchni strefy ogrzewanej Vve,1,s w budynku mieszkalnym wielorodzinnym wyposażonym w wentylację grawitacyjną lub wentylację mechaniczną wywiewną lub w lokalu mieszkalnym w takim budynku określono w znowelizowanym rozporządzeniu [3] w odniesieniu do:

• lokali mieszkalnych w przypadku wentylacji:
  – ciągłej – 0,32·10–3 m³/(s·m²),
  – mechanicznej z osłabieniem w nocy – 0,28·10–3 m³/(s·m²);
• klatki schodowe w budynkach wybudowanych przed 1990 r., w których nie przeprowadzono termomodernizacji:
  – bez wiatrołapu – 0,43·10–3 m³/(s·m²),
  – z wiatrołapem – 0,22·10–3 m³/(s·m²);
• klatki schodowe w budynkach innych niż wymienione wyżej:
  – bez wiatrołapu – 0,22·10–3 m³/(s·m²),
  – z wiatrołapem – 0,07·10–3 m³/(s·m²).

Przyjęte wartości są z punktu widzenia wymagań higienicznych niewystarczające (TABELA 1).

W związku z tym pojawiają następujące wnioski:

• projektowanie ze względu na wymagania higieniczne nie ma nic wspólnego z projektowaną charakterystyką energetyczną budynku,
• budynek spełniający nadrzędne wymagania higieniczne będzie zużywać więcej energii, niż to będzie wynikać ze sporządzonej na podstawie znowelizowanego rozporządzenia [3] charakterystyki energetycznej budynku.

Obliczona charakterystyka energetyczna

W TABELI 2 porównano charakterystykę energetyczną budynku jedno- i wielorodzinnego obliczoną według rozporządzenia z 2008 r. [2] oraz z 2014 r. [3].

Po przeprowadzeniu analiz nasuwają się spostrzeżenia, że spełnienie nowych wymagań nie powinno sprawić większych problemów projektowych, jednak:

• obliczenia charakterystyki energetycznej mogą nie mieć nic wspólnego z projektem, którego nadrzędnym zadaniem jest zapewnienie odpowiednich warunków higienicznych. Jeżeli minimalne wymagania higieniczne są przyczyną nadmiernych strat ciepła w budynku, to najpierw powinny być zmienione warunki higieniczne i na tej podstawie wartości minimalnych wymian powietrza. Zaskakujące jest, że w odniesieniu do wentylacji mechanicznej należy przyjmować wymiany odpowiadające wymaganiom higienicznym przyjętym w projekcie wentylacji. Takie stanowisko jest nie do przyjęcia – w celu osiągnięcia zmniejszenia zużycia energii tylko na papierze nie można radykalnie obniżać wymiany powietrza;
• trudno powiedzieć, czy istnieje uzasadnienie niemal dwukrotnego zwiększenia zysków ciepła w domach jednorodzinnych – jest nim chyba tylko uzyskanie oczekiwanych wyników;
• nowe zasady oceny energetycznej spowodują preferowanie, ze względu na sposób przyjmowania wartości w odniesieniu do ciepłej wody użytkowej oraz wentylacji, budynków o niedużych powierzchniach;
• stosowanie wentylacji mechanicznej nawiewano-wywiewnej nie będzie miało uzasadnienia energetycznego ani ekonomicznego;
• charakterystyka energetyczna budynków jednorodzinnych sporządzona według znowelizowanego rozporządzenia [3] przy tych samych parametrach przegród cechuje się obliczeniowym zużyciem EP zmniejszonym o ok. 15% w stosunku do tego samego budynku zaprojektowanego według zasad z 2008 r. [2];
• charakterystyka energetyczna budynków wielorodzinnych sporządzona według znowelizowanego rozporządzenia [3] przy tych samych parametrach przegród cechuje się obliczeniowym zużyciem EP zmniejszonym o ok. 30% w stosunku do tego samego budynku zaprojektowanego według zasad z 2008 r. [2].

Podsumowanie

Przyjęta w znowelizowanym rozporządzeniu [3] metodologia budziła podczas procesu legislacji wiele emocji. Środowiska ekspertów i organizacji zrzeszających środowiska producentów przesłały liczne uwagi do projektu rozporządzenia, mimo to żadnych zmian w nim nie wprowadzono. Tym bardziej budzi ogromne wątpliwości i zastrzeżenia po jej przyjęciu przez rząd.

Już wcześniejsze doświadczenia pokazały, że konsultacje społeczne w naszym kraju są potrzebne chyba tylko po to, aby można było stwierdzić, że się odbyły. Ponadto inne akty prawne były konsultowane, inne wdrażane. Trochę to dziwna praktyka w demokratycznym kraju środka Europy.

Literatura

1. J. Żurawski, „Charakterystyka energetyczna po nowemu (cz. 1). Nowelizacja przepisów dotyczących charakterystyki energetycznej budynków i co z niej wynika”, „IZOLACJE”, nr 7/8/2014, s. 18–21.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1240).
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 3 czerwca 2014 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 charakterystyki energetycznej (DzU z 2014 r., poz. 888).
4. PN-ISO 9836:1997, „Właściwości użytkowe w budownictwie. Określanie i obliczanie wskaźników powierzchniowych i kubaturowych”.
5. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego (DzU z 2012 r., poz. 462).
6. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2008 r. nr 201, poz. 1238).
7. 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 z 2013 r., poz. 926).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

¹  Zob. J. Żurawski, „Charakterystyka energetyczna po nowemu (cz. 1). Nowelizacja przepisów dotyczących charakterystyki energetycznej budynków i co z niej wynika”, „IZOLACJE”, nr 7/8/2014 [1].