Termomodernizacja budynków z uwzględnieniem wymagań cieplno-wilgotnościowych od 1 stycznia 2021 roku

Działania energooszczędne stosowane w budynkach o niskim zużyciu energii można podzielić na trzy podstawowe grupy:

• Pierwsza to technologie związane z redukcją strat ciepła przez przegrody, a w szczególności:
  - ocieplanie przegród zewnętrznych (podłogi na gruncie, stropy, dach, ściany),
  - dobór stolarki okiennej i drzwiowej z uwzględnieniem wymagań cieplnych według rozporządzenia [1].
• Druga grupa dotyczy redukcji strat oraz poprawy sprawności systemu instalacyjnego i jest to m.in.:
  - wymiana lub modernizacja grzejników,
  - wymiana lub modernizacja systemu grzewczego (zastosowanie ogrzewania podłogowego, powietrznego itp.),
  - instalacja termostatów,
  - montaż nowoczesnych regulatorów pogodowych bądź pokojowych,
  - izolacja przewodów c.w.u i c.o.,
  - wymiana lub modernizacja systemu wytwarzania ciepłej wody,
  - wymiana lub modernizacja systemu wentylacji (np. zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła – rekuperatora).
• Trzecią grupę stanowią prace projektowo-wykonawcze lub modernizacyjne skupiające się na źródle ciepła, do których można zaliczyć:
  - zaprojektowanie i zainstalowanie lub wymianę źródła ciepła (zamiana kotła na nowy cechujący się lepszą sprawnością bądź zamiana źródła lokalnego na miejską sieć ciepłowniczą),
  - zmianę nośnika energii (zamiana kotła na inny, który wytwarza energię, spalając paliwo innego rodzaju, wyjątkiem jest zamiana paliwa w tym samym kotle, który jest przystosowany do spalania kilku rodzajów surowców),
  - zastosowanie technologii wykorzystującej odnawialne źródła energii (OZE) na potrzeby grzewcze (np. pompy ciepła, biopaliwa, kolektory słoneczne),
  - zastosowanie kogeneracji (produkcja jednoczesnego prądu oraz ciepła – dotyczy współdzielni),
  - a także zastosowanie automatyki sterującej źródłem.

Docieplenie przegród zewnętrznych jako podstawowy element termomodernizacji

Aby ilość energii cieplnej potrzebnej do użytkowania budynku zgodnie z jego przeznaczeniem można było utrzymać na racjonalnie niskim poziomie, przewidziano dwie metody pozwalające spełnić wymaganie w nowo projektowanych budynkach:

• pierwsza polega na takim zaprojektowaniu przegród w budynku, aby wartości współczynników przenikania ciepła U/U_c [W/(m²·K)] przegród zewnętrznych, okien, drzwi oraz technika instalacyjna odpowiadały wymaganiom izolacyjności cieplnej, kryterium w zakresie ochrony cieplnej: U_c  ≤  U_c(max),
• druga to zaprojektowanie budynku pod kątem zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku, lokalu mieszkalnym lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową – EP [kWh/(m²·rok)], kryterium w zakresie oszczędności energii: EP  ≤  EP_(max).

Według rozporządzenia [1] dla budynku produkcyjnego, magazynowego i gospodarczego dopuszcza się większe wartości współczynnika U/U_c niż U_(max) oraz U_c(max), jeśli uzasadnia to rachunek efektywności ekonomicznej inwestycji, obejmujący koszt budowy i eksploatacji budynku. Ponadto w budynku mieszkalnym, zamieszkania zbiorowego, użyteczności publicznej, produkcyjnym, magazynowym i gospodarczym podłoga na gruncie w ogrzewanym pomieszczeniu powinna mieć izolację cieplną obwodową z materiału izolacyjnego w postaci warstwy o oporze cieplnym co najmniej 2,0 (m2·K)/W, przy czym opór cieplny warstw podłogowych oblicza się zgodnie z PN-EN ISO 6946:2008 [2] oraz PN-EN ISO 13370:2008 [3].

Według zmian wprowadzonych w rozporządzeniu [1] wymagania dla nowo projektowanych budynków dotyczą jednoczesnego spełnienia dwóch wymagań w zakresie współczynnika przenikania ciepła U [W/(m2·K)] – U_c≤ U_c(max) dla pojedynczych przegród budynku oraz wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP [kWh/(m2·rok)] – EP ≤ EP_(max) dla całego budynku.

Wymagania minimalne, o których mowa w ust. 1 rozporządzenia [1], uznaje się za spełnione dla budynku podlegającego przebudowie – termomodernizacji, jeżeli przegrody oraz wyposażenie techniczne budynku podlegające przebudowie odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej określonym w załączniku nr 2 do rozporządzenia [1]. Ponadto należy pamiętać, że budynek powinien być zaprojektowany i wykonany w taki sposób, aby ograniczyć ryzyko przegrzewania budynku w okresie letnim (dotyczy przegród przezroczystych – stolarka okienna). W trakcie projektowania i wykonywania docieplenia przegród zewnętrznych budynku należy pamiętać o wyeliminowaniu zjawiska kondensacji powierzchniowej (ryzyko rozwoju pleśni i grzybów pleśniowych) oraz kondensacji międzywarstwowej.

Zastosowanie odpowiedniego materiału termoizolacyjnego pozwala na osiągnięcie niskich wartości współczynnika przenikania ciepła U/Uc [W/(m2·K)] pełnej przegrody i liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψ [W/(m·K)] oraz minimalizację ryzyka występowania kondensacji powierzchniowej i międzywarstwowej. Przed wyborem odpowiedniego materiału do izolacji cieplnej należy zwrócić uwagę na takie właściwości, jak:

• współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m·K)],
• gęstość objętościowa,
• izolacyjność akustyczna,
• przepuszczalność pary wodnej,
• współczynnik oporu dyfuzyjnego μ [-],
• wrażliwość na czynniki biologiczne i chemiczne,
• ochronę przeciwpożarową.

Na podstawie prowadzonych obliczeń i analiz w tym zakresie zestawiono przykładowy dobór materiałów termoizolacyjnych (RYS. 1).

Najpopularniejszą metodą wykonywania izolacji termicznej ścian stała się metoda lekka–mokra, która ewoluowała w bezspoinowy system ocieplenia określany w skrócie – BSO, a od 2009 r. w Polsce określana jest jako ETICS. Chociaż docieplenie metodą lekką–mokrą wydaje się nieskomplikowane, to w trakcie realizacji i eksploatacji można napotkać na pewne niedoskonałości, ponieważ wiedza dotycząca zasad stosowania ociepleń była relatywnie niska i brakowało doświadczeń wykonawczych oraz nadzór i kontrole podczas robót budowlanych były niewystarczające i mało efektywne. Dlatego ważnym zagadnieniem jest ocena trwałości docieplenia budynku.

Szczególnie jest to istotne w przypadku ponownego docieplenia ocieplonych ścian zewnętrznych w celu spełnienia obecnie obowiązujących przepisów prawnych i wymagań technicznych.

Naprawy ocieplonych elewacji dotyczą zabiegów:

• kosmetycznych (np. mycie elewacji),
• powierzchniowych (wzmacnianie struktur tynkarskich i malowanie zabezpieczające),
• w zakresie usuwania uszkodzonych warstw i ponowne wykonywanie lub wymianę warstw zewnętrznych,
• w zakresie wykonywania dodatkowego ocieplenia na już istniejącym.

Należy podkreślić, że wykonywanie dodatkowego ocieplenia na już istniejącym stało bardzo ważnym zagadnieniem remontowym wielu istniejących budynków mieszkalnych lub użyteczności publicznej. Dlatego też Instytut Techniki Budowlanej, a także organizacje zrzeszające producentów ociepleń starają się szczegółowo zapoznać z problematyką tego typu realizacji. Zasadne staje się opracowanie wytycznych realizacji ociepleń wykonywanych na ociepleniach istniejących.

W ostatnich latach powstały aprobaty techniczne wydane przez Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie dla systemów uwzględniających możliwość mocowania do ścian ocieplonych nowego ocieplenia w zakresie spełnienia obowiązujących wymagań cieplnych. Obecne rozwiązania dotyczą jedynie systemów z zastosowaniem styropianu [4, 5].

Na podstawie prowadzonych analiz i obserwacji własnych oraz wytycznych dotyczących renowacji istniejących systemów dociepleń budynków opracowano algorytm (schemat) postępowania w zakresie ocieplenia na istniejące ocieplenie (RYS. 2).

Natomiast ocieplenie przegród zewnętrznych od wewnątrz projektowane i wykonywane jest w:

• obiektach zabytkowych (budynki wpisane do rejestru zabytków lub objęte ochroną konserwatorską),
• obiektach o wartości architektonicznej (ciekawy charakter elewacji lub oryginalny wygląd budynku),
• obiektach o ograniczonych prawach własności (w przypadku gdy część ścian zewnętrznych znajduje się dokładnie na granicy działki),
• a także w obiektach użytkowanych czasowo (ogrzewanie czasowe w nieregularnych okresach).

Takie rozwiązanie wiąże się jednak ze zjawiskiem wnikania pary wodnej w strukturę przegrody i jej kondensacji.

Na skutek niskiej temperatury otoczenia spada znacznie temperatura wewnątrz przegrody, powodując kondensację na styku warstwy konstrukcyjnej i izolacji cieplnej. Warstwa izolacji cieplnej od strony wewnętrznej przegrody oddziela konstrukcję muru od środowiska wewnętrznego co wpływa na zmniejszenie pojemności cieplnej całego budynku i powoduje wprowadzenie całej warstwy konstrukcyjnej w strefę przemarzania (RYS. 3–4).

Podstawową zaletą ocieplenia od wewnątrz jest zmniejszenie ilości energii niezbędnej do ogrzania pomieszczeń o żądanej temperaturze oraz skrócenia czasu nagrzewania [6].

Docieplenie poddaszy użytkowych można przeprowadzić wprowadzając dodatkową warstwę izolacji cieplnej pod krokwiami lub zastosować system nadkrokwiowy (RYS. 5 i RYS. 6). Często w związku ze stanem technicznym materiału termoizolacyjnego międzykrokwiami należy podjąć decyzję w zakresie całkowitej wymiany ocieplenia.

Szczegółową analizę modernizacji poddaszy użytkowych przedstawiono m.in. w pracach [6, 7].

Przykładowe rozwiązania materiałowe docieplenia przegród zewnętrznych – studium przypadku

Istnieje wiele rozwiązań materiałowych dociepleń przegród zewnętrznych istniejących budynków. Dobór materiału termoizolacyjnego i technologii wykonania nie powinien być przypadkowy, lecz oparty na podstawie analiz otrzymanych parametrów fizykalnych z uwzględnieniem parametrów powietrza zewnętrznego i wewnętrznego.

Przykład 1. Analiza parametrów fizykalnych ściany zewnętrznej z cegły pełnej przed i po dociepleniu

Do obliczeń wytypowano ścianę zewnętrzną z cegły pełnej gr. 37 cm o współczynniku λ = 0,77 W/(m·K) ocieplonej od zewnątrz:

• wełna mineralna gr. 10, 12, 15 cm, λ = 0,04 W/(m·K);
• styropian gr. 10, 12, 15 cm, λ = 0,035 W/(m·K),
• styropian grafitowy gr. 10, 12, 15 cm, λ = 0,031 W/(m·K),
• płyta z pianki poliuretanowej gr. 10, 12, 15 cm, λ = 0,022 W/(m·K)

oraz ocieplonej od wewnątrz:

• lekka odmiana betonu komórkowego gr. 10, 12 cm, λ = 0,042 W/(m·K),
• płyty klimatyczne gr. 10, 12 cm, λ = 0,059 W/(m·K).

Obliczenia przeprowadzono zgodnie z procedurą według PN-EN ISO 6946:2008 [2].

Wyniki obliczeń współczynnika przenikania ciepła U_c [W/(m2·K)] w zależności od rodzaju i grubości materiału termoizolacyjnego przedstawiono w TABELI 1. Kolorem jasnozielonym zaznaczono w niej warianty obliczeniowe (rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe ściany zewnętrznej z cegły pełnej gr. 37 cm z ociepleniem), które spełniają podstawowe kryterium cieplne: U_c [W/(m2·K)]  ≤  U_C(max) = 0,20 W/(m2·K).

Przykład 2. Analiza parametrów fizykalnych połączenia ściany zewnętrznej z oknem przed i po dociepleniu

W celu poszukiwania poprawnego rozwiązania układu materiałowego spełniającego obowiązujące wymagania dla budynku po dociepleniu należy wykonać szczegółowe obliczenia parametrów fizykalnych złączy przegród zewnętrznych w kilku wariantach obliczeniowych. W przykładzie obliczeniowym rozpatrywano połączenie ściany zewnętrznej z oknem w przekroju przez ościeżnicę przy zróżnicowanym usytuowaniu ocieplenia w następujących wariantach:

• wariant I (RYS. 7–10):
  - ściana zewnętrzna z cegły pełnej gr. 37 cm (λ = 0,77 W/(m·K));
  - tynk gipsowy gr. 1,5 cm (λ = 0,40 W/(m·K));
  - stolarka okienna:
    ♦ przypadek A – o współczynniku przenikania ciepła okna U_w = 1,75 W/(m²·K),
    ♦ przypadek B – U_w = 0,86 W/(m²·K),

• wariant II (RYS. 11–14):
  - ściana zewnętrzna z cegły pełnej gr. 37 cm (λ = 0,77 W/(m·K));
  - tynk gipsowy gr. 1,5 cm (λ = 0,40 W/(m·K));
  - izolacja termiczna od zewnątrz: płyty z pianki poliuretanowej gr. 10, 12, 15 i 20 cm (λ = 0,022 W/(m·K));
  - stolarka okienna U_w = 0,86 W/(m²·K);
  - bez węgarka,

• wariant III (RYS. 15–18):
  - ściana zewnętrzna z cegły pełnej gr. 37 cm (λ = 0,77 W/(m·K));
  - tynk gipsowy gr. 1,5 cm (λ = 0,40 W/(m·K));
  - izolacja termiczna od zewnątrz: płyty z pianki poliuretanowej gr. 10, 12, 15 i 20 cm (λ = 0,022 W/(m·K));
  - stolarka okienna U_w = 0,86 W/(m²·K);
  - z węgarkiem (ocieplenie zachodzi na ościeżnicę – 4 cm),

• wariant IV (RYS. 19–22):
  - ściana zewnętrzna z cegły pełnej gr. 37 cm (λ = 0,77 W/(m·K));
  - tynk gipsowy gr. 1,5 cm (λ = 0,40 W/(m·K));
  - izolacja termiczna od wewnątrz: płyty z pianki poliuretanowej gr. 10, 12, 15 i 20 cm (λ = 0,022 W/(m·K));
  - stolarka okienna U_w = 0,86 W/(m²·K);
  - bez węgarka,

• wariant V (RYS. 23–26):
  - ściana zewnętrzna z cegły pełnej gr. 37cm (λ = 0,77 W/(m·K));
  - tynk gipsowy gr. 1,5 cm (λ = 0,40 W/(m·K));
  - izolacja termiczna od wewnątrz: płyty z pianki poliuretanowej gr. 10, 12, 15 i 20 cm (λ = 0,022 W/(m·K));
  - stolarka okienna U_w = 0,86 W/(m²·K);
  - z węgarkiem (ocieplenie zachodzi na ościeżnicę – 4 cm).

Dla ww. wariantów określono parametry fizykalne przy zastosowaniu programu komputerowego TRISCO-KOBRU 86 [8] przyjmuje się następujące założenia:

• modelowanie złączy wykonano zgodnie z zasadami przedstawionymi w PN-EN ISO 10211:2008 [9],
• opory przejmowania ciepła (R_si, R_se) przyjęto zgodnie z PN-EN ISO 6946:2008 [2] przy obliczeniach strumieni cieplnych oraz według PN-EN ISO 13788:2003 [10] przy obliczeniach rozkładu temperatur i czynnika temperaturowego ƒ_Rsi(2D),
• temperatura powietrza wewnętrznego t_i = 20°C (pokój dzienny), temperatura powietrza zewnętrznego t_e = –20°C (III strefa),
• wartości współczynnika przewodzenia ciepła materiałów budowlanych λ [W/(m·K)] przyjęto według tablic w pracy [11].

Na RYS. 7–10, RYS. 11–14, RYS. 15–18, RYS. 19–22 i RYS. 23–26 przedstawiono graficzne wyniki symulacji komputerowej analizowanego złącza przy zastosowaniu programu komputerowego TRISCO-KOBRU 86 [8], a w TABELI 2 zestawiono wyniki przeprowadzonych obliczeń.

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń (TABELA 2) można stwierdzić, że analizowane złącza generują dodatkowe straty ciepła określone m.in. w postaci liniowego współczynnika przenikania ciepła Ψi [W/(m·K)] oraz obniżenie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody t_si,min. [°C]. Parametry fizykalne złączy ścian zewnętrznych po dociepleniu zależą od usytuowania i grubości materiału termoizolacyjnego.

Należy zwrócić uwagę, że ocieplenie połączenia ściany zewnętrznej z oknem bez węgarka powoduje znacznie wyższe dodatkowe straty ciepła (Φ, L^2D, Ψⁱ) oraz obniżenie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody (t_si,min., ƒ_Rsi.(2D)) w porównaniu z dociepleniem przy zastosowaniu węgarka – TABELA 2.

Takie rozwiązanie powoduje ryzyko występowania kondensacji na wewnętrznej powierzchni przegrody (rozwój pleśni i grzybów pleśniowych), kondensacji międzywarstwowej oraz zwiększenie ilości energii koniecznej do ogrzania pomieszczeń o żądanej temperaturze.

Spełnienie kryterium w zakresie uniknięcia występowania ryzyka kondensacji powierzchniowej (rozwoju pleśni i grzybów pleśniowych): ƒ_Rsi.(2D) ≥  ƒ_Rsi.(kryt.), wymaga określenia wartości ƒ_Rsi.(2D) na podstawie temperatury minimalnej na wewnętrznej powierzchni przegrody w miejscu mostka cieplnego (2D) t_min. [°C] oraz wartości ƒ_Rsi.(kryt.) uwzględniającej parametry powietrza wewnętrznego i zewnętrznego (wilgotność i temperatura powietrza).

Wartość maksymalna z 12 miesięcy w odniesieniu do lokalizacji (Bydgoszcz) ƒ_Rsi.(max) = ƒ_Rsi.(kryt.) = 0,785 (luty). Oznacza to, że w każdym miesiącu roku i dla każdych innych wartości temperatur brzegowych dla uniknięcia kondensacji powierzchniowej ƒ_Rsi.(2D) powinien być większy od 0,785.

Należy podkreślić, że na podstawie przeprowadzonych obliczeń (TABELA 2) w wielu przypadkach połączenia ściany zewnętrznej z oknem wystąpi ryzyko kondensacji powierzchniowej (ryzyko rozwoju pleśni i grzybów pleśniowych).

Przykład 3. Analiza parametrów cieplnych stropodachów drewnianych przed i po modernizacji

W pierwszym etapie obliczeń określono współczynnik przenikania ciepła Uc stropodachu drewnianego (nad poddaszem użytkowym) z ociepleniem pomiędzy krokwiami (RYS. 27).

W analizowanej połaci dachowej (stropodachu o konstrukcji drewnianej) zaprojektowano dobrze wentylowaną warstwę powietrza (gr. 3 cm między kontrłatami i gr. 3 cm nad izolacją cieplną), co spełnia to kryterium według pkt. 5.3.4. normy PN-EN ISO 6946:2008 [2]; „całkowity opór cieplny komponentu budowlanego zawierającego dobrze wentylowaną warstwę powietrza należy obliczyć, pomijając opór cieplny warstwy powietrza i wszystkich innych warstw między warstwą powietrza a środowiskiem zewnętrznym oraz dodając zewnętrzny opór przejmowania ciepła, odpowiadający powietrzu nieruchomemu; alternatywnie może być zastosowana wartość Rsi z Tablicy 1 normy”. Obliczenia współczynnika przenikania ciepła U dla przegrody niejednorodnej cieplnie wykonano metodą kresów według PN-EN ISO 6946:2008 [2]. Wyniki obliczeń w zależności od zastosowanego materiału termoizolacyjnego przedstawiono w TABELI 3.

Należy zwrócić uwagę, że przy zastosowaniu ocieplenia gr. 18 lub 20 cm jako izolacji między krokwiami trudno jest spełnić podstawowe kryterium cieplne: Uc [W/(m2·K)]  ≤  UC(max) = 0,15 W/(m2·K) – TABELA 3.

Następnie określono współczynnik przenikania ciepła U_c stropodachu drewnianego (nad poddaszem użytkowym) z ociepleniem pomiędzy krokwiami i pod krokwiami (RYS. 28).

Wyniki obliczeń zestawiono w TABELI 4.

Kolorem jasnozielonym zaznaczono w niej warianty obliczeniowe (rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe dachów drewnianych ocieplonych między krokwiami i pod krokwiami), które spełniają podstawowe kryterium cieplne: U_c [W/(m2·K)]  ≤  U_C(max) = 0,15 W/(m2·K).

Usprawnienia instalacji w budynku jako przykład działań termomodernizacyjnych

• Określając energochłonność budynku, należy uwzględnić także sprawności systemów instalacyjnych budynku wynikające z: regulacji i wykorzystania ciepła w przestrzeni ogrzewanej (η_H,e), przesyłu ciepła ze źródła ciepła do przestrzeni ogrzewanej (η_H,d), akumulacji ciepła w elementach pojemnościowych systemu ogrzewania (η_H,s), wytwarzania ciepła z nośnika energii lub energii dostarczanych do źródła ciepła (η_H,g).
• Instalacja grzewcza w budynku musi spełniać wymagania przepisów techniczno-budowlanych, a także powinna uwzględniać wiedzę techniczną z zakresu rozwiązań energooszczędnych.
• Projektowany system powinien być systemem wysokosprawnym.
• Należy zaplanować wysokosprawne źródła ciepła, dołożyć wszelkich starań w celu obniżenia strat na przesyle czynnika grzewczego oraz, jeśli występuje zbiornik akumulacyjny, straty na akumulacji powinny być minimalne, a także optymalnie dobrać elementy odpowiedzialne za regulację i wykorzystanie ciepła.
• Maksymalne możliwe sprawności można uzyskać według [12] m.in. poprzez stosowanie kotłów kondensacyjnych, pomp ciepła o wysokim współczynniku efektywności (COP), odpowiednie prowadzenie przewodów rozprowadzających czynnik grzejny (zwarta instalacja) oraz ich właściwą izolację cieplną, odpowiednią izolację zbiorników buforowych oraz dobrane do specyfiki ich pracy i użytkowania sterowanie ładowaniem i rozładowaniem, niskotemperaturowe systemy grzejne płaszczyznowe, grzejnikowe lub mieszane, stosowanie wysokosprawnych pomp pomocniczych charakteryzujących się niskim poborem mocy (skutkujące małym zużyciem energii pomocniczej).

Wartość wskaźnika rocznego zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną (EP) określa efektywność całkowitą budynku i służy do sprawdzenia kryterium w zakresie oszczędności energii według rozporządzenia [1]: EP  ≤  EP(max). Dotyczy energii zawartej w źródłach, w tym paliwach i nośnikach, niezbędnej do pokrycia zapotrzebowania na energię końcową, z uwzględnieniem dodatkowych nakładów na dostarczenie tej energii do granicy budynku.

Wartość współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii lub energii dla systemów technicznych wi przyjmuje się na podstawie danych udostępnionych przez dostawcę tego nośnika energii lub energii. Uzyskanie niskich wartości wskazuje na nieznaczne zapotrzebowanie i tym samym wysoką efektywność energetyczną budynku.

Wprowadzenie odnawialnych źródeł energii (OZE) powoduje możliwość wprowadzenia do obliczeń wskaźnika wi poniżej 1, a w konsekwencji uzyskanie niskiej wartości wskaźnika EP.

Na stronach internetowych niektórzy dostawcy ciepła zamieszczają wartości wskaźnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej. W przypadku braku takich danych przyjmuje się wartości współczynnika wi określone w rozporządzeniu [13].

Podjęte działania termomodernizacyjne w budynkach istniejących powinny być przeprowadzane na podstawie szczegółowej analizy ich stanu technicznego i cieplnego. Natomiast ocenę jakości prac związanych z dociepleniem przegród zewnętrznych należy przeprowadzać na podstawie badań termowizyjnych. Wyniki i analizy w tym zakresie dla osiedla na Górnym Śląsku zaprezentowano w pracy [14].

Istnieje potrzeba prowadzenia obliczeń i analiz dotyczących podejmowanych działań energooszczędnych na etapie ich projektowania, wykonawstwa oraz eksploatacji budynków.

Podsumowanie i wnioski

Dobór działań termomodernizacyjnych w istniejących budynkach jest procesem złożonym, obejmującym m.in. zagadnienia materiałów budowlanych, fizyki budowli oraz instalacji budowlanych.

Jakość cieplna obudowy budynku jest oceniana przez określenie wartości współczynników U_c, które wykorzystywane są do dalszych obliczeń w zakresie analizy cieplno-wilgotnościowej przegród i całego budynku (np. współczynnik strat ciepła przez przenikanie H_tr [W/K], zapotrzebowanie na energię użytkową EU, energię końcową EK i pierwotną EP [kWh/(m2·rok)]).

Należy także podkreślić, że przy dociepleniu przegród zewnętrznych i ich złączy trzeba uwzględniać kryteria w zakresie: izolacyjności cieplnej, kondensacji powierzchniowej i międzywarstwowej, izolacyjności akustycznej, ochrony przeciwpożarowej oraz nośności i trwałości konstrukcji. Niektóre układy warstw materiałowych spełniają wymagania w zakresie izolacyjności cieplnej (U_c  ≤  U_c(max)), jednak po przeprowadzeniu analizy w zakresie wymagań wilgotnościowych, akustycznych lub przeciwpożarowych usytuowanie warstwy izolacji cieplnej w dowolnym położeniu przegrody jest niedopuszczalne.

Istotne staje się także miarodajne określenie parametrów fizykalnych (cieplno-wilgotnościowych) złączy budowlanych, których wartości zależą od usytuowania i grubości materiału termoizolacyjnego oraz położenia stolarki okiennej w ścianie zewnętrznej (TABELA 2). Posługiwanie się wartościami przybliżonymi i orientacyjnymi, np. w oparciu o PN-EN ISO 14683:2008 [15], jest nieuzasadnione, ponieważ nie uwzględniają zmiany układów materiałowych oraz rodzaju i grubości izolacji cieplnej. Szczegółowe obliczenia i analizy w zakresie ocieplenia elementów obudowy budynków istniejących przedstawiono m.in. w pracach [6], [16].

Całokształt działań termomodernizacyjnych budynków powinien obejmować także usprawnienie lub wymianę elementów instancji szczególnie centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wprowadzenie odnawialnych źródeł energii (OZE). Takie kompleksowe podejście do dostosowania budynków do wymagań w zakresie oszczędności energii (EP  ≤  EP_(max)) i ochrony cieplnej budynków (U_c  ≤  U_C(max)) sprawia, że wartość wskaźnika zapotrzebowania budynku na energię pierwotną (EP) jest stosunkowa niska, a emisja CO2 (ECO2) do atmosfery jest maksymalnie ograniczona.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2017 r. poz. 2285).
2. PN-EN ISO 6946:2008, "Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania".
3. PN-EN ISO 13370:2008, "Cieplne właściwości użytkowe budynków. Wymiana ciepła przez grunt. Metoda obliczania".
4. P. Gałek, "Metody docieplenia budynków na starych systemach ociepleń",  "Wyzwania współczesnego budownictwa w dziedzinie izolacji" – materiały konferencyjne, Dom Wydawniczy MEDIUM, Warszawa 2012.
5. "Ocieplenie na ocieplenia – zalecenia dotyczące renowacji istniejącego systemu ETCS", Stowarzyszenie na Rzecz Systemów Ociepleń, wydanie I, Warszawa 2012.
6. M. Wesołowska, K. Pawłowski, "Aspekty związane z dostosowaniem obiektów istniejących do standardów budownictwa energooszczędnego", praca wydana w ramach projektu finansowanego ze środków funduszy norweskich i środków krajowych, Agencja Reklamowa TOP, Włocławek 2016.
7. M. Wesołowska, K. Pawłowski, P. Rożek, "Modernizacja poddaszy użytkowych", "IZOLACJE" 11/12/2019, s. 34–43.
8. Program komputerowy TRISCO-KOBRU 86, PHYSIBEL c.V, Belgia.
9. PN-EN ISO 10211:2008, "Mostki cieplne w budynkach. Strumienie ciepła i temperatury powierzchni. Obliczenia szczegółowe".
10. PN-EN ISO 13788:2003, "Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku. Temperatura powierzchni wewnętrznej umożliwiająca uniknięcie krytycznej wilgotności powierzchni wewnętrznej kondensacji. Metody obliczania".
11. K. Pawłowski, "Projektowanie przegród zewnętrznych w świetle aktualnych warunków technicznych dotyczących budynków. Obliczenia cieplno-wilgotnościowe przegród zewnętrznych i ich złączy", Grupa MEDIUM, Warszawa 2016.
12. "Poradnik w zakresie poprawy charakterystyki energetycznej budynków", Ministerstwo Infrastruktury i Budownictwa, Warszawa 2016.
13. Rozporządzenie Ministra Inwestycji i Rozwoju z dnia 6 września 2019 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (DzU z 2019 r. poz. 1829).
14. A. Ostańska, "Increasing The Energy Efficiency of Dwelling Houses: Case Study of Residentia; Quarter in Upper Silesia, Poland", "Budownictwo i Architektura" 18(1)/2019, s. 23–32.
15. PN-EN ISO 14683:2008, "Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości orientacyjne".
16. M. Wesołowska, P. Szczepaniak, K. Pawłowski, A. Kaczmarek, "Zagadnienia fizykalne w termomodernizacji i remontach obiektów budowlanych", Wydawnictwa Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2019.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!