Głęboka termomodernizacja budynków

Procesy termomodernizacyjne w Polsce nabrały tempa na przełomie XX i XXI wieku. Miało na to wpływ kilka czynników, między innymi coraz większa dostępność materiałów do termomodernizacji i ich niższa cena, lepsze możliwości technologiczne, większe oczekiwania dotyczące komfortu użytkowania budynków oraz zaostrzające się przepisy, określające najpierw parametry cieplne obudowy zewnętrznej, a później również zapotrzebowania na energię. Jednak ówczesne procesy termomodernizacyjne daleko odbiegają od dzisiejszych standardów oraz zaleceń wspólnoty europejskiej, według których budynki już wkrótce mają stać się blisko zeroenergetyczne. Te wymagania spełnia tak zwana głęboka termomodernizacja.

Cel: oszczędność energii

Głęboka termomodernizacja prowadzi do szeroko pojętej oszczędności energii, zarówno przez poprawę parametrów energetycznych poszczególnych elementów zewnętrznej obudowy obiektu, jak i ze względu na zysk ciepła dzięki kompleksowemu podejściu do zapotrzebowania na energię dla całości bryły.

Możliwe ulepszenia termomodernizacyjne to takie, w wyniku których następuje:

• zmniejszenie zapotrzebowania na energię końcową dostarczoną do budynku na potrzeby ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej,
• zmniejszenie strat energii pierwotnej w lokalnych sieciach ciepłowniczych,
• wykonanie przyłącza do scentralizowanego źródła ciepła (które z założenia jest bardziej efektywne niż lokalne źródła ciepła),
• całkowita lub częściowa zmiana źródeł energii na źródła odnawialne.

Europejskie standardy energetyczne dla nowych i modernizowanych budynków

Wymagania prawne dotyczące budynków poddawanych termomodernizacji są opisane w zmienionej dyrektywie w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (EPBD) oraz w dyrektywie w sprawie efektywności energetycznej (EED).

Zgodnie z dyrektywą EPBD (art. 9) państwa członkowskie powinny tworzyć polityki, mające na celu wspieranie modernizacji budynków do osiągnięcia poziomu niemal zerowego zużycia energii (NZEB).

Dyrektywa EPBD podaje następującą definicję budynku o niemal zerowym zużyciu energii: „NZEB oznacza budynek o bardzo wysokiej charakterystyce energetycznej. Niemal zerowa lub bardzo niska ilość wymaganej energii powinna pochodzić w wysokim stopniu z energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu”.

Jak dotąd wymagania ustanowione przez Komisję Europejską dotyczą tylko wszystkich nowych budynków, które od 2021 r. muszą być budowane w standardzie NZEB (od 2019 r. dotyczy to budynków będących własnością i zajmowanych przez instytucje publiczne). Dla budynków modernizowanych nie wprowadzono w tym zakresie żadnych obowiązkowych przepisów.

Zgodnie z art. 2a EPBD państwa członkowskie powinny jednak ustanowić długoterminowe strategie remontowe w celu zmobilizowania inwestycji w renowację krajowych zasobów budowlanych. Komisja oceniła, że niezbędny średni poziom termomodernizacji, pozwalający na opłacalne zrealizowanie unijnych celów w zakresie efektywności energetycznej, wynosi 3%.

Ogólne definicje termomodernizacji do standardu NZEB

Zgodnie z dyrektywą EPBD za istotną modernizację uznaje się taką, w której:

a) całkowity koszt prac modernizacyjnych związanych z przegrodami zewnętrznymi lub systemami technicznymi budynku przekracza 25% jego wartości, nie wliczając wartości gruntu, na którym budynek jest usytuowany
lub
b) modernizacji podlega ponad 25% powierzchni przegród zewnętrznych budynku.

W rekomendacji 2016/1318 Komisji Europejskiej stwierdza się, że modernizacja zgodnie z wymogami NZEB powinna iść w parze z określonymi dla niej wymogami, dotyczącymi charakterystyki energetycznej.

Zgodnie z raportem projektu COHERENO ogólna definicja termomodernizacji do standardu NZEB może obejmować jedno lub kilka z poniższych wymagań:

a) charakterystyka energetyczna budynku po modernizacji spełnia wymagania standardu NZEB dla nowych budynków, ponieważ są one zdefiniowane na poziomie państw członkowskich lub regionów UE
i/lub
b) zużycie energii pierwotnej w budynku po modernizacji zmniejsza się o 75% w porównaniu ze stanem przed modernizacją
i/lub
c) maksymalne zapotrzebowanie na energię pierwotną wynosi nie więcej niż 50–60 kWh/(m²·rok) i obejmuje ogrzewanie/chło­dzenie, przygotowanie ciepłej wody użytkowej, wentylację, zużycie energii przez systemy pomocnicze budynku
i
d) minimalny udział energii pochodzącej z źródeł odnawialnych, proponowany na poziomie co najmniej 50% łącznego zapotrzebowania na energię w budynku
i
e) wymóg w zakresie emisji CO2, wynoszący nie więcej niż 3 kg CO2/(m²·rok), co sugeruje się na podstawie wymagań w zakresie realizacji długoterminowych celów dekarbonizacji sektorów mieszkalnictwa i usług wynikających z Planu działania UE na rzecz niskoemisyjnej gospodarki do 2050 r.

Istniejące zagraniczne definicje głębokiej termomodernizacji do standardu NZEB wykorzystują jedno lub więcej z wymienionych powyżej wymagań.

Szczegółowe definicje termomodernizacji do standardu NZEB

Kryteria termomodernizacji budynków do standardu NZEB zostały zidentyfikowane w 13 krajach i regionach, ale definicje zostały określone tylko w 8 (Austria, Cypr, Republika Czeska, Dania, Francja, Łotwa, Litwa, Region Stołeczny Brukseli).

Polska nie posiada oficjalnej definicji termomodernizacji do standardu NZEB. Dania i Litwa mają taką samą definicję NZEB dla nowych i istniejących budynków. Podobnie jest w Bułgarii, na Cyprze, we Włoszech i na Łotwie, gdzie definicja NZEB dla nowych budynków jest również stosowana w przypadku kompleksowych termomodernizacji.

Poniżej zamieszczono więcej informacji na temat wymagań dla standardu NZEB dla istniejących budynków w wybranych krajach UE.

Austria

Wymagania dla osiągnięcia standardu NZEB zostały określone jednocześnie dla nowych i modernizowanych budynków. Obejmowały one cele pośrednie, dotyczące zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji, zapotrzebowanie na energię końcową, całkowity współczynnik efektywności energetycznej, zapotrzebowanie na energię pierwotną i emisje CO₂ dla lat 2014, 2016, 2018 i 2020.

Najostrzejsze wymagania weszły w życie w 2020 roku i można je uznać za definicję modernizacji do standardu NZEB dla budynków mieszkalnych. Standard ten jest określony za pomocą następujących wskaźników:

• zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EU_H  ≤  17∙(1 + 2,5∙(A/V)) kWh/(m²·rok), gdzie A/V – współczynnik kształtu,
• zapotrzebowanie na energię końcową zużywaną przez systemy techniczne budynku na potrzeby ogrzewania (zmienne),
• zapotrzebowanie na energię pierwotną EP  ≤  200 kWh/(m²·rok),
• emisja CO₂  ≤  32 kg/(m²·rok)

lub

• zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EU_H  ≤  25∙(1 + 2,5∙(A/V)) kWh/(m²·rok),
• całkowity współczynnik efektywności energetycznej ≥  0,95,
• zapotrzebowanie na energię pierwotną EP  ≤  200 kWh/(m²·rok),
• emisja CO₂  ≤  32 kg/(m²·rok).

Wymagania standardu NZEB dla nowych budynków mieszkalnych są następujące:

• zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EU_H  ≤  10∙(1 + 3,0∙(A/V)) kWh/(m²·rok),
• zapotrzebowanie na energię końcową zużywaną przez systemy techniczne budynku na potrzeby ogrzewania (zmienne),
• zapotrzebowanie na energię pierwotną EP ≤  160 kWh/(m²·rok),
• emisja CO₂  ≤  24 kg/(m²·rok)

lub

• zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EU_H  ≤  16∙(1 + 3,0∙(A/V)) kWh/(m²·rok),
• całkowity współczynnik efektywności energetycznej ≥  0,75,
• zapotrzebowanie na energię pierwotną EP  ≤  160 kWh/(m²·rok),
• emisja CO₂  ≤  24 kg/(m²·rok).

Przykład Austrii pokazuje, że wymagania dotyczące budynków poddawanych termomodernizacji są niższe niż dla nowobudowanych, co wydaje się uzasadnione.

Irlandia

Irlandzka definicja termomodernizacji budynków mieszkalnych do standardu NZEB znajduje się w dokumencie „Towards nearly zero energy buildings in Ireland”.

W 2020 r. docelowe zużycie energii pierwotnej na potrzeby ogrzewania pomieszczeń, podgrzewania wody, wbudowanego oświetlenia i wentylacji w istniejących budynkach mieszkalnych powinno wynosić od 125 do 150 kWh/(m²·rok). Do jego pokrycia należy wykorzystać energię pochodzącą ze źródeł odnawialnych, w tym energię z OZE wytwarzaną na miejscu lub w pobliżu.

Część L (Conservation of Fuel and Energy) Irlandzkich Przepisów Budowlanych (Irish Building Regulations) określa ustawowe, minimalne wymagania dotyczące charakterystyki energetycznej dla istniejących budynków mieszkalnych poddawanych rozbudowie, istotnej modernizacji lub przebudowie. Dotyczą one w szczególności maksymalnych wartości współczynników przenikania ciepła przez przegrody oraz szczelności powietrznej i przedstawiono je w TABELI 1.

Wymagania dotyczące nowych budynków, powstających w standardzie NZEB są ostrzejsze niż dla modernizowanych.

• Wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną nie powinien przekraczać 45 kWh/(m²·rok).
• Udział energii ze źródeł odnawialnych wynosi minimum 20%.
• Maksymalny współczynnik przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych nie może przekroczyć 0,18 W/(m²·K), a dla okien zewnętrznych 1,4 W/(m²·K).
• Maksymalny współczynnik przepuszczalności powietrznej dla przegród określony został na poziomie 5 m³/h/m².

Słowacja

Zgodnie ze słowackimi przepisami głęboka termomodernizacja to modernizacja budynku do poziomu niskoenergetycznego. Budynek poddawany głębokiej termomodernizacji musi spełniać wymogi niemal zerowego zużycia energii (takie same, jak w przypadku nowych budynków), jeżeli jest to technicznie, funkcjonalnie i ekonomicznie wykonalne.

Standard jest zdefiniowany przez następujące wskaźniki:

• zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EU_H  ≤  50 kWh/(m²·rok) w zależności o współczynnika kształtu budynków
  – budynki jednorodzinne EU_H  ≤  40,7 kWh/(m²·rok),
  – budynki wielorodzinne EU_H  ≤  25,0 kWh/(m2·rok),
  – budynki biurowe EU_H  ≤  26,8 kWh/(m²·rok),
• zapotrzebowanie na energię pierwotną
  – budynki jednorodzinne EP  ≤  54 kWh/(m²·rok),
  - budynki wielorodzinne EP  ≤  32 kWh/(m²·rok),
  - budynki biurowe EP  ≤  60 kWh/(m²·rok).
  Dotyczy to sumy energii zużywanej na potrzeby ogrzewania, wentylacji, przygotowania ciepłej wody, chłodzenia i wbudowanego oświetlenia.

Dodatkowe wymagania związane są ze współczynnikiem przenikania ciepła U dla różnych elementów budynku, co pokazano w TABELI 2.

Francja

Wymagania dotyczące budynków poddawanych termomodernizacji są określone w planie na rzecz zwiększenia liczby budynków o niemal zerowym zużyciu energii.

Modernizacja do NZEB nie jest zdefiniowana bezpośrednio, ale dokument opisuje modernizację do standardu energooszczędnego. Jest ona określona następującymi wskaźnikami:

• zapotrzebowanie na energię pierwotną – budynki mieszkalne EP  ≤  80 kWh/(m²·rok) – dotyczy sumy energii zużywanej na potrzeby ogrzewania, wentylacji, przygotowania ciepłej wody, chłodzenia, wbudowanego oświetlenia i urządzeń pomocniczych,
• zapotrzebowanie na energię pierwotną – budynki biurowe EP  ≤  60% zapotrzebowania na energię pierwotną budynku referencyjnego, wyposażonego w elementy i systemy spełniające wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej i efektywności energetycznej.

Wymagania te zmieniają się w zależności od regionów geograficznych i wysokości ponad poziomem morza.

Dla budynków nowych wymagania dotyczące zapotrzebowania na energię pierwotną są inne:

• wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną – budynki mieszkalne EP  ≤  60 kWh/(m²·rok) – dotyczy sumy energii zużywanej na potrzeby ogrzewania, wentylacji, przygotowania ciepłej wody, chłodzenia, oświetlenia wbudowanego i urządzeń pomocniczych,
• wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną – budynki biurowe EP  ≤  110 kWh/(m²·rok).

Szwecja

W Szwecji wymagania dotyczące budynków poddawanych termomodernizacji do standardu NZEB są takie same, jak w przypadku nowych budynków. Określają je następujące wskaźniki:

• zapotrzebowanie na energię pierwotną – budynki mieszkalne EP  ≤  30–75 kWh/(m²·rok), w zależności od budynku referencyjnego i lokalizacji,
• zapotrzebowanie na energię pierwotną – budynki niemieszkalne EP  ≤  30–105 kWh/(m²·rok), w zależności od budynku referencyjnego i lokalizacji.

Szwedzkie prawodawstwo promuje poprawę efektywności energetycznej w istniejących budynkach do poziomu NZEB, tam gdzie jest to opłacalne i technicznie wykonalne. Jeżeli głęboka termomodernizacja nie jest możliwa, przeprowadzone prace powinny pozwolić na uzyskanie racjonalnie dużej poprawy efektywności energetycznej. Istniejące przepisy zapewniają elastyczność w tym zakresie.

Podstawowe elementy procesu głębokiej termomodernizacji

Poddając budynek głębokiej termomodernizacji, należy skoncentrować się przede wszystkim na wysokim poziomie oszczędności energii (jest to zazwyczaj około 50%), jaki należy osiągnąć dla obiektu oraz na poprawieniu jego charakterystyki energetycznej. Przedsięwzięcie musi być opłacalne, ale powinno się również wiązać z odpowiednim dofinansowaniem, którego źródeł należy szukać w polityce spójności.

Chcąc polepszyć charakterystykę energetyczną budynków stosuje się następujące środki:

• poprawia się izolacyjność termiczną przegród zewnętrznych,
• zwiększa się efektywność systemów ogrzewania, wentylacji, chłodzenia i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz oświetlenia,
• instaluje się systemy automatyki i sterowania budynków.

Niezwykle istotne są również działania edukacyjne, wpływające na zachowania „proefektywnościowe” użytkowników obiektów. Warto zatem przeanalizować poszczególne rodzaje środków pod kątem wiążących się z nimi aspektów pozytywnych i negatywnych.

Poprawa izolacyjności przegród 

Jednym z najczęściej napotykanych problemów związanych z głęboką termomodernizacją jest konieczność docieplenia przegród już ocieplonych materiałem izolacyjnym o niewystarczającej grubości. Istnieją wtedy dwie metody postępowania:

1) zdjęcie starej warstwy ocieplenia i ocieplenie odpowiednio grubą warstwą nowego materiału
lub
2) ułożenie dodatkowej izolacji na istniejącej wcześniej warstwie.

Wybór odpowiedniej metody zależy od konkretnego przypadku, każda ma swoje wady i zalety.

Zdjęcie w całości istniejących warstw materiału jest rozwiązaniem droższym, zarówno z ekonomicznego, jak i ekologicznego punktu widzenia. Wiąże się z koniecznością wywiezienia i utylizacji usuniętych materiałów. Daje jednak dużo większe możliwości rewitalizacji obiektu.

Można zastosować różne sposoby docieplenia, umożliwiające wykonanie docelowej elewacji obiektu w różnych technologiach i materiałach. Można też dobrać materiał izolacji, zarówno pod kątem jego ceny, parametrów cieplnych i wilgotnościowych oraz zastosowanego wykończenia.

Najczęściej stosuje się tu metody docieplenia w technologii mokrej tzw. ETICS (z wykończeniem tynkiem o różnego rodzaju fakturze i kolorze) lub suchej ze stelażem pod elewację z różnych materiałów (tworzyw sztucznych, szkła, kamienia, płyt ceramicznych, cementowych lub drewna).

Metoda ETICS swoją popularność zawdzięcza przede wszystkim stosunkowo niskiej cenie. Bardzo istotne jest, aby poszczególne elementy systemu były kompatybilne, a także, aby warunki wykonywania prac były w miarę stabilne.

W tym systemie można zastosować różne materiały do izolacji termicznej (mające inną paroprzepuszczalność i palność oraz izolacyjność akustyczną i nasiąkliwość), takie jak:

• płyty EPS (ekspandowany polistyren, potocznie zwany styropianem),
• płyty XPS (ekstrudowany polistyren, potocznie zwany styrodurem),
• płyty z wełny mineralnej,
• płyty PIR i PUR.

Jednak aby otrzymać trwałą, ciągłą i skuteczną warstwę izolacji, to projektując i wykonując docieplenie, trzeba wziąć pod uwagę różne parametry zastosowanego materiału. Determinują one rodzaj/właściwości tynku oraz ewentualnie farby. Błędy tu popełnione będą skutkowały zniszczeniami elewacji, takimi jak odpadanie tynku, łuszczenie się farb, spękania itp.

Dla uzyskania trwałego efektu niezwykle istotne jest, zwłaszcza po usunięciu wcześniejszych warstw izolacji, odpowiednie przygotowanie podłoża: oczyszczenie, wyrównanie, sprawdzenie wilgotności tak, aby można było przykleić materiał izolacyjny zgodnie z wytycznymi instrukcji metodą obwodowo-punktową.

W większości przypadków konieczne jest również użycie odpowiednich łączników mechanicznych o „grzybkach” i trzpieniach dopasowanych do rodzaju materiału izolacyjnego.

Zastosowanie warstwy zbrojącej – siatki z włókna szklanego i tworzyw sztucznych z odpowiednimi zakładami, dodatkowo wzmocnionej w miejscach szczególnie narażonych na uszkodzenia, pozwala uzyskać elewację odporną na uszkodzenia mechaniczne. Siatka powinna być równomiernie zatopiona w materiale izolacyjnym, żeby chroniła elewację przed spękaniami, szczególnie w miejscach takich, jak obrzeża okienne (gdzie powinny znaleźć się fragmenty dodatkowej siatki ułożone pod kątem 45°).

Bardzo ważne jest również sprawdzenie, czy po zdjęciu starej warstwy izolacji na elewacji nie ma spękań. Jeśli występują, trzeba je koniecznie usunąć i przed położeniem nowego docieplenia wzmocnić mur.

Podczas ocieplania metodą ETICS istotne jest też stosowanie wszystkich elementów dodatkowych, takich jak: listwy startowe, narożne, okapniki itp. wszędzie tam, gdzie jest to konieczne, aby wkrótce po oddaniu prac nie było konieczności naprawy elewacji.

Zdecydowaną wadą systemu ETICS są po pierwsze dość wymagające warunki układania – temperatura powyżej 5°C, niezbyt intensywna operacja słoneczna, brak opadów atmosferycznych itd., a po drugie trudności w dokonaniu miejscowej naprawy.

Istnieje też obiegowa opinia, że elewacje wykonane w tym systemie są nieatrakcyjne i monotonne. Jest to niestety związane z działaniem bez współpracy z dobrym architektem lub nadmiernym uleganiem „zachciankom” i wytycznym właścicieli. Nie musi tak jednak być, a ocieplenie może nadać nowy charakter starym obiektom.

Drugim sposobem docieplenia jest zastosowanie systemu suchego, gdzie materiał izolacyjny jest umieszczony między elementami stelażu. Możliwy jest tu podobny wybór materiałów do izolacji termicznej chociaż najczęściej stosuje się płyty z wełny mineralnej ze względu na łatwość ich układania.

Docieplenie w takim systemie daje za to większą możliwość wykorzystania różnorodnych materiałów elewacyjnych – od płyt z tworzyw sztucznych i cementowo-włóknowych, przez płyty betonowe i kamienne, na szkle i drewnie skończywszy – oraz ich łączenie. Dzięki temu stare elewacje zyskują całkowicie nowy charakter. Konieczne jest jednak takie zaprojektowanie stelażu, aby nie stanowił on dodatkowych mostków termicznych lub należy na etapie projektowania uwzględnić ich wpływ na ostateczną wartość współczynnika przenikania ciepła U_c.

Rodzaj stelażu powinno się dobierać do materiału użytego do wykończenia elewacji, uwzględniając między innymi jego ciężar i sposób mocowania. Niezwykle istotne jest zastosowanie materiałów do izolacji wiatrochronnej, aby nie następowało niekontrolowane wywiewanie ciepła przez silne ruchy powietrza pod elewacją.

Zaletą systemów suchych są ich zdecydowanie mniejsze ograniczenia montażowe związane z warunkami zewnętrznymi. Oczywiście nie można prowadzić prac w ulewnym deszczu czy porywistym wietrze, ale np. ujemna temperatura czy nadmierne nasłonecznienie nie stanowią już ograniczenia.

Docieplenie już ocieplonej elewacji wydaje się rozwiązaniem zdecydowanie tańszym i bardziej ekologicznym. Nie ma tu kosztów związanych z pracami rozbiórkowymi, ani gromadzeniem, wywozem i utylizacją materiałów. Ale ten sposób nie zawsze jest możliwy.

Ocieplenia wykonywane wiele lat temu, bez odpowiedniego nadzoru, z materiałów o wątpliwej lub ograniczonej jakości, bez stosowania się do wytycznych systemowych czasem okazują się bardzo trudnym frontem robót.

W przypadku docieplania już wcześniej ocieplonej elewacji konieczne jest dokładne sprawdzenie i przygotowanie podłoża. Należy ocenić jakość mocowania istniejącej warstwy izolacji przez wykonanie odkrywek kontrolnych, sprawdzających zastosowaną metodę klejenia oraz zrobić testy typu „pull off”, określające wytrzymałość zaprawy klejowej i warstwy wierzchniej.

Trzeba również wykonać badanie sprawdzające wytrzymałość materiału konstrukcyjnego przez testy na wyrywanie kołków, które w tej metodzie muszą być dłuższe ze względu na mocowanie izolacji na wcześniej ułożonym materiale.

Stosowanie dodatkowej warstwy izolacji wiąże się też z ograniczeniem możliwości docieplenia do systemu ETICS, gdyż zazwyczaj zamontowanie stelaży pod inne materiały elewacyjne jest w tej metodzie niemożliwe.

Przegrodami zewnętrznymi, których izolowanie wydaje się łatwiejsze są stropodachy i skośne dachy. Tu również sposoby docieplenia zależą od konkretnego przypadku/konstrukcji.

Stosunkowo niewiele problemów technicznych występuje podczas docieplania płaskich, pełnych stropodachów. Konieczne jest oczywiście sprawdzenie możliwości konstrukcyjnych stropu, a następnie postępowanie według zasad dociepleń stropodachów o klasycznym bądź odwróconym układzie warstw. Najistotniejsze jest tu sprawdzenie parametrów cieplno-wilgotnościowych, aby po termomodernizacji nie dochodziło do międzywarstwowej kondensacji pary wodnej.

Dostępnych jest wiele materiałów do dociepleń stropodachów, począwszy od standardowo używanych płyt z wełen mineralnych, polistyrenów ekstrudowanych i ekspandowanych, przez płyty PIR i PUR, aż do pian aplikowanych metodą natryskową i twardniejących na powierzchni dachu.

W wypadku docieplania stropodachu o konstrukcji dwudzielnej gama materiałów możliwych do zastosowania jest jeszcze szersza – dochodzą granulaty, zarówno z materiałów standardowych, jak i inne np. granulaty celulozowe.

Należy pamiętać, że w stropodachach wentylowanych warstwa ocieplenia musi zostać położona poniżej przestrzeni wentylacyjnej. Izolacja ułożona powyżej warstwy wentylacyjnej nie spełni swoich funkcji i będzie tylko niepotrzebnym wydatkiem. Gdy zachodzi konieczność zlikwidowania przestrzeni wentylowanej, istotne jest przeanalizowanie i rozwiązanie problemów wilgotnościowych, które mogą wystąpić w stropodachu po jego dociepleniu.

W użytkowanych budynkach częstym problemem staje się docieplenie skośnych dachów nad zamieszkałym poddaszem. Jeśli nie ma możliwości docieplenia połaci dachowej od strony wewnętrznej, należy ułożyć izolację tzw. metodą nakrokwiową od strony zewnętrznej. Takie możliwości dają sztywne materiały izolacyjne, które mają formę ułatwiającą wykończenie docieplonego dachu materiałem pokryciowym.

Konstrukcja dachów i stropodachów poddawanych termomodernizacji powinna być oceniona pod kątem możliwości ich dodatkowego dociążenia elementami instalacji solarnych (ogniw fotowoltaicznych czy kolektorów słonecznych).

Przegrodą, której nie powinno się pomijać podczas głębokiej termomodernizacji, są podłogi na gruncie i stropy nad nieogrzewanymi piwnicami. Problemy z dociepleniem podłóg wynikają najczęściej z konieczności rozbiórki wszystkich warstw powłokowych dla zapewnienia odpowiednich parametrów cieplnych. Jedynym uzasadnieniem niewykonywania modernizacji podłogi jest niewystarczająca wysokość pomieszczenia po ociepleniu lub jego zabytkowy charakter. W nieogrzewanej piwnicy ocieplenie powinno być położone w miarę możliwości od strony piwnicy.

Jeśli docieplenie tradycyjnymi materiałami, dla uzyskania oczekiwanego współczynnika przenikania ciepła, miałoby zbyt dużą grubość, należy zastosować takie o konkurencyjnych parametrach.

Dostępne są już materiały, które ze względu na swoją cenę są jeszcze rzadko stosowane, jak np. maty aerożelowe. Ich parametry są nawet ponad dwukrotnie lepsze niż materiałów tradycyjnych, co pozwala na stosowanie zdecydowanie mniejszych grubości izolacji w celu osiągniecia takich samych wartości współczynnika przewodzenia ciepła.

Wśród elementów zewnętrznej obudowy budynku, które należy wymienić podczas głębokiej termomodernizacji jest stolarka okienna i drzwiowa. Jeszcze 12 lat temu wymagania dotyczące stolarki były blisko trzykrotnie gorsze od tych, które będą obowiązywały już od stycznia 2021 r., dlatego wymiana tych elementów, mimo że zdecydowanie najkosztowniejsza w całym procesie modernizacji, staje się coraz bardziej opłacalna.

Dla osiągnięcia celu głębokiej termomodernizacji ważny jest taki sposób prowadzenia prac, który likwiduje lub zmniejsza wpływ mostków termicznych. Przykładem może być połączenie izolacji ściany zewnętrznej z izolacją wentylowanego stropodachu, gdzie brak odpowiedniego docieplenia ścianki kolankowej może spowodować występowanie w tym miejscu kondensacji powierzchniowej we wnętrzu i rozwój grzybów pleśniowych.

Innym tego typu miejscem jest mostek na styku ściany zewnętrznej i podłogi na gruncie lub stropu nad nieogrzewaną piwnicą. Należy zrobić tu nie tylko odpowiednią izolację krawędziową, ale również wykonać zakład na ścianie fundamentowej lub ścianie piwnicy, minimalizujący straty ciepła od strony wewnętrznej.

Największe wartości liniowego współczynnika przenikania ciepła przybiera zwykle mostek przy płytach balkonowych oraz loggii. Należy go więc zmniejszyć lub zlikwidować przez odpowiednie izolowanie płyt tak, aby nie przerwać ciągłości izolacji na ścianach.

Groźnym mostkiem, często całkowicie pomijanym w dawnych procesach termomodernizacyjnych, są obrzeża okienne. Ich docieplenie wiąże się nie tylko ze zmniejszeniem strat ciepła, ale również z poprawieniem szczelności obiektu, co przekłada się na możliwość zmniejszenia strat energii w wyniku wentylacji i zastosowania systemów rekuperacji, czyli odzysku ciepła z wentylacji.

Zwiększanie efektywności instalacji

Głęboka termomodernizacja to również prowadzenie działań na rzecz poprawy sprawności systemów instalacji ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Dlatego nie można ograniczać się tylko do docieplenia przegród odpowiednią grubością materiału izolacyjnego.

Planując cały proces, należy również pamiętać o dociepleniu przewodów instalacji, zwłaszcza wszędzie tam, gdzie przechodzą one przez nieogrzewane pomieszczenia. W starych budynkach sprawność instalacji wewnętrznych oraz jakość źródeł ciepła powoduje, że zapotrzebowanie na energię końcową w stosunku do energii użytkowej jest dwu- lub w skrajnych przypadkach trzykrotnie większe.

Proces głębokiej termomodernizacji wiąże się z bardzo ścisłą współpracą międzybranżową, zarówno na etapie przygotowania projektu termomodernizacji, jak i na etapie wykonawstwa, aby ewentualne problemy rozwiązywać w sposób, który będzie przyczyniał się do zmniejszenia zapotrzebowania na energię.

Przykłady głębokiej termomodernizacji

Ciekawym przykładem głębokiej termomodernizacji w warunkach polskich jest remont szkoły w Końskich. Na FOT. 1 pokazano widok budynku przed termomodernizacją, a na FOT. 2 – po termomodernizacji.

Obliczeniowa wartość wskaźnika zapotrzebowania energii końcowej przed termomodernizacją wyniosło 520 kWh/m²/rok. Po termomodernizacji wynosi ono 40 kWh/m²/rok. Koszt prac to 840 zł/m². Przy oszczędnościach energii końcowej równych 480 kWh/m²/rok i koszcie energii na poziomie 25 groszy za 1 kWh roczne oszczędność kosztów energii cieplnej wynosi 120 zł/m²/rok. Można dzięki temu wyliczyć, że prosty okres zwrotu nakładów wynosi 7 lat. Uzyskano korzystny efekt energetyczny przy bardzo dobrych, jak na warunki prac remontowych, parametrach ekonomicznych.

Niestety w przypadku budynków mieszkalnych, szczególnie jednorodzinnych, akceptowalne dla inwestorów parametry ekonomiczne rzadko idą w parze ze znakomitymi efektami energetycznymi. Przykładem głębokiej termomodernizacji jest remont domu jednorodzinnego w miejscowości Dąbrówka Wyłazy pod Siedlcami. Zbudowano go na przełomie lat 60. i 70. ubiegłego wieku (FOT. 3). W 2014 r. właściciel wymienił w nim dach. Nieocieplony budynek był ogrzewany piecem kaflowym. Dom nie ma przyłącza gazu ziemnego.

W wyniku audytu energetycznego i wytycznych właściciela zdecydowano się na następujące przedsięwzięcia termomodernizacyjne: ocieplenie ścian zewnętrznych, wymianę okien, ocieplenie podłogi na gruncie, dachu i stropu, montaż wentylacji z rekuperacją, wymianę źródła ciepła, zmianę sposobu ogrzewania na instalację CO z grzejnikami.

Dodatkowo wykonano nowe instalacje, generalny remont z powiększeniem południowego okna oraz zmianę funkcji poddasza na mieszkalne. Efekty tych działań pokazano na FOT. 4.

Przed termomodernizacją, budynek zużywał na cele grzewcze obliczeniowo 81,05 GJ energii rocznie. Dzięki kompleksowej termomodernizacji zdołano zmniejszyć obliczeniowe zapotrzebowanie budynku na energię, zarówno na c.o., jak również c.w.u. o 88,77%.

Po remoncie budynek zużywa na cele grzewcze około 8,36 GJ energii rocznie. Zmniejszenie zużycia energii jest znaczne, co niestety, nie przekłada się na dobry wynik ekonomiczny inwestycji. Prosty okres zwrotu nakładów (SPBT) wyniósł około 70 lat.

Podsumowanie i wnioski

Obecne możliwości techniczne pozwalają radykalnie ograniczyć zużycie energii w istniejących budynkach, niezależnie od okresu, w którym były one wznoszone. Koszty poprawy efektywności energetycznej obiektów mogą być różne, w zależności od przypadku. Należy podkreślić, że najkorzystniej jest realizować taką inwestycję w sposób kompleksowy.

Niestety często podczas termomodernizacji w Polsce koszty uzyskania oszczędności 1 kWh energii, biorąc pod uwagę trwałość inwestycji, są wyższe od kosztów zakupu energii, co czyni cały proces nieefektywnym ekonomicznie. Konieczne wydaje się więc zastosowanie finansowych mechanizmów wsparcia, co podyktowane jest również względami społecznymi i zdrowotnymi. Kluczowym jest tu kryterium redukcji emisji zanieczyszczeń powietrza, takich jak: pyły, tlenki siarki, tlenek i dwutlenek węgla itp.

Efektywność kosztową głębokich termomodernizacji w Polsce można poprawić, uwzględniając koszty zewnętrzne zużycia energii. Konstrukcja budynku, a także jej stan techniczny, mają znaczący wpływ na efektywność kosztową termomodernizacji. Nie wszystkie technologie termomodernizacyjne można zastosować ze względu na rodzaj i materiał konstrukcji obiektu oraz jego stan techniczny, dlatego w wielu przypadkach konieczna jest, oprócz audytu energetycznego, szczegółowa ocena techniczna.

Współczesne technologie termomodernizacyjne szczególnie w zakresie ocieplania przegród zewnętrznych budynku osiągnęły praktycznie kres swoich możliwości. Dlatego konieczne jest wspieranie innowacji, jak: izolacje transparentne, izolacje próżniowe, materiały zmiennofazowe itp.

Według KAPE potencjał techniczny termomodernizacji zasobów budowlanych w Polsce jest znaczny i wynosi ponad 45% możliwej do zaoszczędzenia energii końcowej budynków. Aby jednak jego wykorzystanie stało się możliwe, potrzebne jest podjęcie wielu działań natury regulacyjnej, edukacyjno-informacyjnej i finansowej.