Rynek płyt warstwowych wobec zmian wynikających z Warunków Technicznych 2021

Warunki Techniczne wchodzące w życie od 1 stycznia 2021 (WT 2021) to nowe wymagania, stanowiące trzeci, ostateczny już etap regulacji po zmianach w 2014 i 2017 roku. Stopniowe wprowadzanie aktualizacji przepisów miało na celu przede wszystkim wykorzystanie i wdrażanie nowych możliwości, będących efektem postępu technologicznego w budownictwie i przemyśle materiałów budowlanych. Bieżąca nowelizacja wprowadza znacznie zaostrzone kryteria dotyczące energooszczędności budynków zarówno w zakresie wymagań dotyczących wskaźników Ep (zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną), jak i współczynników U (przenikania ciepła) dla poszczególnych przegród budowlanych. Zabieg ten ma na celu ostateczne przystosowanie rynku budowlanego do warunków wypełnienia wymogu zapisanego w artykule 9 Dyrektywy 2010/31/UE.

Docelowo, od 1 stycznia 2021 roku wszystkie nowo projektowane budynki powinny być budynkami o niemal zerowym zużyciu energii. Tym samym wraz z wdrożeniem w życie wymogów WT2021 nowe standardy wpłyną nie tylko na proces projektowania i konstruowania obiektów budowlanych, ale także na sposób ich ogrzewania, chłodzenia wentylacji i oświetlenia.

Nowe wymagania WT 2021 obowiązują:

• inwestorów, którzy uzyskają pozwolenie na budowę i rozpoczną inwestycję po 31 grudnia 2020 roku,
• rozpoczętych wcześniej na mocy WT 2017, ale niezrealizowanych projektów (za moment realizacji przyjmuje się formalne zamknięcie procesu budowy),
• budynki już użytkowane, poddawane rozbudowie lub termomodernizacji.

Nowe Warunki Techniczne WT 2021 wprowadzają zmiany w dwóch zasadniczych obszarach – wymaganej minimalnej izolacyjności cieplnej Rmin.(maksymalnej przewodności termicznej Umax) przegród budowlanych oraz ustalenia maksymalnego dopuszczalnego poziomu zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną Ep, wykorzystywaną do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej, a także wentylacji, chłodzenia i oświetlenia. Dowiedz się więcej >>

Izolacyjność cieplna

Poziom izolacyjności cieplnej przegród budowlanych wyrażany jest współczynnikiem U [W/(m2·K)], określającym ilość ciepła przenikającego przez określoną jednostkę powierzchni analizowanej przegrody przy danej różnicy temperatur po obu jej stronach. Im niższa zatem wartość wskaźnika U, tym lepsza izolacyjność termiczna przegrody, a opór termiczny R [(m2·K)/W] wyższy. Warunki Techniczne obowiązujące od 1 stycznia 2021 r. względem obecnie obowiązujących wprowadzają podwyższone wymagania dla izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych dla pomieszczeń ogrzewanych o temperaturze wewnętrznej t ≥ 16°C:

• ścian zewnętrznych z obowiązującego obecnie U_max = 0,23 W/(m²·K) → U_max = 0,20 W/(m²·K),
• dachów, stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami z obowiązującego obecnie U_max = 0,18 W/(m²·K) → U_max = 0,15 W/(m²·K).

Zmiany te wymuszają na inwestorach zastosowanie przegród budowlanych o konstrukcji umożliwiającej wyższą termoizolacyjność w przypadku pomieszczeń ogrzewanych o temperaturze > 16°C o 13% w przypadku ścian zewnętrznych i 17% w przypadku dachów i stropodachów. To znacząca zmiana budząca niewątpliwie liczne kontrowersje w kwestii ekonomicznej strony przyjętych rozwiązań. Według niektórych szacunków przy uwzględnieniu kosztu zastosowania grubszej termoizolacji, ale także kosztów dodatkowych w postaci dłuższych łączników, specyficznych obróbek, wyższych kosztów transportu, zwiększonej ilości materiałów uzupełniających, droższych rozwiązań konstrukcyjnych, które będą musiały uwzględniać zwiększoną grubość i ciężar termoizolacji, sumaryczny dodatkowy koszt tych przegród wzrośnie o min. 25–30%.

Oczywiście istnieją również pozornie „przeciwstawne” wyliczenia dowodzące, że przy tak określonym „wzroście” termoizolacyjności przegrody według WT 2021 koszt budowy całej inwestycji wzrośnie niewiele, bo zaledwie o kilka procent. Oba te poglądy, czy raczej przewidywania wbrew pozorom wcale się nie wykluczają i stanowią jedynie inne spojrzenie na ten sam temat, niemniej istotne jest tylko to, że zgodnie z nowymi wytycznymi izolacyjność termiczna w/w przegród budowlanych wstępuje na wyższy poziom technologiczny. Nie wolno oczywiście analizować tych zagadnień wyłącznie poprzez koszty zakupu materiałów czy realizacji inwestycji. Nie ulega przecież wątpliwości, że zastosowanie tych energooszczędnych rozwiązań przyniesie wymierne korzyści przede wszystkim w aspekcie niższych bieżących kosztów utrzymania budynku, a długofalowo w kwestii ochrony klimatu i niwelacji efektu cieplarnianego, który dotyka nas wszystkich w sposób coraz bardziej odczuwalny. Wymagany przez WT 2021 wzrost izolacyjności termicznej przegród budowlanych wpłynie przecież nie tylko na obniżenie kosztów ogrzewania, co analizujemy w Polsce niejako automatycznie, ale – uwaga! – w jeszcze wyższym finansowo stopniu na potencjalne koszty klimatyzacji w okresie letnim.

Oczywiście zapewnienie wyższej termoizolacyjności dla projektów realizowanych według nowych wytycznych WT 2021 może nastąpić poprzez zwiększanie grubości warstwy termoizolacji lub stosowanie materiałów o lepszych parametrach izolacyjnych. W aspekcie wznoszenia obiektów budowlanych z użyciem płyt warstwowych znakomita większość z nich realizowana jest przy użyciu płyt z rdzeniem przede wszystkim PUR/PIR, wełny mineralnej lub – coraz rzadziej – EPS. Najwięksi producenci lekkich przegród budowlanych (płyt warstwowych) skupieni w organizacji PU Polska (alfabetycznie):

• Adamietz,
• ArcelorMittal Construction Polska,
• Balex Metal,
• Gór-Stal,
• Izopanel,
• Kingspan,
• Marcegaglia Poland,
• Ruukki Polska

dostarczają takie właśnie produkty różniące się między sobą parametrem, który jest w aspekcie WT 2021 najistotniejszy, czyli wartością współczynnika przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)]. Tabele 2–3 obrazują arytmetyczne minimalne grubości płyt warstwowych w zależności od tego parametru, jakie powinny być zastosowane, aby wykonane z nich przegrody spełniały wytyczne WT 2021.

Jak wynika z tabel 2 i 3, zarówno wśród płyt warstwowych z rdzeniem z wełny mineralnej, jak i PUR/PIR można dobrać stosowne produkty, spełniające wymagania WT 2021. Biorąc jednak pod uwagę najczęściej występujący parametr λ dla tych produktów, tj. λ = 0,038 W/(m·K) dla płyt z rdzeniem z wełny mineralnej oraz λ = 0,022 W/(m·K) dla płyt PUR/PIR, te drugie stają się zdecydowanie lepszym rozwiązaniem w aspekcie  możliwości swobodniejszego kształtowania architektonicznego bryły budynku. Wartość parametru λ dla płyt warstwowych z rdzeniem PUR/PIR lepsza o ponad 40% pozwala zachować daleko mniejsze grubości lekkiej obudowy przy tych samych parametrach izolacyjnych. Należy zdecydowanie podkreślić stabilność parametru λ dla PUR/ PIR w czasie, niewrażliwości na zawilgocenie – praktyczny brak nasiąkliwości, nieaktywność kapilarną PUR/PIR, niewrażliwość na działalność gryzoni, grzybów i pleśni i wszelką inną biodegradację i daleko lepszą stabilność w kontekście konwersji parametru λ w warunkach podwyższonej temperatury w okresie letnim. Te argumenty przemawiają zdecydowanie na korzyść płyt warstwowych PUR/PIR. Płyty warstwowe z rdzeniem z wełny mineralnej oczywiście również mogą spełnić wymagania WT 2021 przy zastosowaniu grubości przeciętnie o min. 42% większej, jednak co do zasady pozostaną w obszarze zastosowań, gdzie wymagane będą ponadstandardowe parametry odporności ogniowej lub izolacyjności akustycznej.

Znamienne jest jednak, że izolacyjność akustyczna tych produktów jest tym większa, im większa będzie gęstość materiału rdzenia, a to z kolei pociąga za sobą gorszy parametr przewodności termicznej λ do wartości nawet 0,042 W/(m·K). W porównaniu do odpowiadającej termicznie płyty warstwowej z rdzeniem PUR/PIR (λ = 0,022 W/(m·K)) stanowi to parametr gorszy o 48%, a to przekłada się proporcjonalnie na dalsze różnice w kosztach dodatkowych w postaci długości łączników, obróbek blacharskich, kosztów transportu itd. Zachęcamy do kontaktu >>

Zapotrzebowanie na energię pierwotną

Warunki Techniczne 2021 wprowadzają również nowy poziom maksymalnego dopuszczalnego zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną. Tabela 4 pokazuje aktualne dopuszczalne maksymalne wartości Ep oraz dynamikę zmian tego parametru w poszczególnych etapach wdrażania przedmiotowej Dyrektywy Parlamentu Europejskiego. Na szczególną uwagę zasługuje kolumna pokazująca procentową zmianę Ep według wytycznych WT 2021 względem obecnie obowiązujących WT 2017. Stanowi to znaczne wyzwanie dla projektantów, którzy oprócz niezbędnego zachowania stosownej izolacyjności termicznej przegród budowlanych, muszą podjąć dodatkowy wysiłek w celu jednoczesnego zapewnienia znacznie wyższych procentowo ograniczeń zapotrzebowania na Ep niż wynika to z samego zmniejszenia wartości współczynnika U_max. Spełnienie wymagań WT 2021 będzie wymagało uwzględnienia udziału energii odnawialnej w bilansie energetycznym budynku oraz szerokie wykorzystanie instalacji odzyskiwania energii w postaci np. rekuperacji. Dyrektywa 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków stawia za cel wobec państw członkowskich Unii Europejskiej radykalne obniżenie ilości energii pierwotnej/nieodnawialnej, niezbędnej do pokrycia zapotrzebowania energetycznego budynków. Jedną z najistotniejszych zmian w Warunkach Technicznych jest ustalenie stałych wartości bazowych wskaźnika EpH+W, wyrażającego roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną przeznaczoną do ogrzewania, chłodzenia, wentylacji, przygotowania ciepłej wody użytkowej i oświetlenia w budynku.

Maksymalna wartość wskaźnika E_p

Maksymalną wartość wskaźnika E_p określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie budynku na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia, przygotowania c.w.u. oraz oświetlenia oblicza się zgodnie ze wzorem:

Ep = Ep_H+W + ΔEp_C + ΔEp_L [kWh/(m2·rok)],

gdzie:

• Ep_H+W – cząstkowa maksymalna wartość wskaźnika Ep na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania c.w.u.,
• ΔEp_C – cząstkowa maksymalna wartość wskaźnika Ep na potrzeby chłodzenia,
• ΔEp_L – cząstkowa maksymalna wartość wskaźnika Ep na potrzeby oświetlenia.

Poziom zapotrzebowania na energię pierwotną wynika zatem nie tylko z bezpośredniego zapotrzebowania budynku na energię, ale również z rodzaju wykorzystywanego medium (paliwa) bądź wykorzystywanego sposobu ogrzewania, chłodzenia i wentylacji, które stanowią w aspekcie WT 2021 największą rewolucję. System wentylacji może generować największe straty ciepła. Remedium na to zjawisko stanowi przede wszystkim rekuperacja, która w kontrolowany sposób steruje wymianą powietrza w budynku oraz odzyskuje z niej energię cieplną. W praktyce w nowo powstających budynkach jedynym słusznym systemem wentylacji, pozwalającym na wypełnienie wytycznych WT 2021 i tym samym przedmiotowej Dyrektywy Parlamentu Europejskiego jest mechaniczna instalacja nawiewno-wywiewna z rekuperacją.

Istotny jest fakt, że Dyrektywa 2010/31/ UE określa, że ostatecznie po wszystkich etapach jej wdrażania oba warunki, tj. zarówno określające w WT 2021 wartość przewodności termicznej U_max [W/(m2·K)] dla wszystkich przegród budowlanych, jak i maksymalna wartość zapotrzebowania na energię pierwotną nieodnawialną Ep [kWh/(m2·rok)] muszą być spełnione jednocześnie. Dotąd przepisy wykonawcze były na tyle niejednoznaczne, że potencjalnie możliwe było wyposażenie nieocieplonej szopy w piec na biomasę lub pellet (czyli paliwo czyste, odnawialne) i zakwalifikowanie jej do grupy obiektów o zerowym zapotrzebowaniu na nieodnawialną energię pierwotną. Zatem zastosowanie właściwej termoizolacji co najmniej zapewniającej wymagany według WT 2021 współczynnik U_max dla każdej z przegród budowlanych w postaci odpowiedniej grubości czy termoizolacji w technologii tradycyjnej, czy płyt warstwowych jako lekkiej obudowy budynków szkieletowych stało się warunkiem brzegowym i punktem wyjścia do dalszych prac projektowych.

W ocenie znakomitej większości uczestników procesu budowlanego wytyczne WT 2021 w szczególności w zakresie przyjętych wartości przewodności termicznej U_max stanowią rozwiązanie ostateczne, którego dalsze zaostrzanie przy obecnym stanie technologii budowlanych nie znajdowałoby już uzasadnienia ekonomicznego. Oczywiście wśród inwestorów, zwłaszcza indywidualnych w zakresie budownictwa mieszkaniowego, są i będą zwolennicy realizacji w swoim obiekcie rozwiązań przewymiarowanych, daleko wykraczających poza wymogi WT 2021.

Przyczyniła się do tego błędna narracja i rozumienie charakterystyki budynków pasywnych i zeroenergetycznych, upraszczająca tę ideę do zapewnienia wartości współczynnika U przegród budowlanych na absurdalnie niskich poziomach, jako warunku koniecznego i wystarczającego. Nieudany eksperyment, jaki został dokonany kilka lat temu na Litwie, która „przed terminem i ponad plan” wprowadziła wartość współczynnika U_max = 0,10 W/ (m2·K) dla wszystkich przegród zewnętrznych dość szybko pokazał wadliwość takiego sposobu myślenia.

Wiele projektów budynków opatrzonych jest adnotacją i oznakowaniem wypełniania wymogów WT 2021. Projektanci oraz dostawcy rozwiązań budowlanych już od dawna przygotowują się do nowych wymagań, czego jednym z dowodów jest niniejszy artykuł pokazujący wytyczne doboru grubości płyt warstwowych w zależności od rodzaju rdzenia izolacyjnego i charakteryzującej go wartości parametru przewodności termicznej λ.