Ekologiczne i ekonomiczne ujęcie termomodernizacji budynków mieszkalnych

***
W artykule wyjaśniono pojęcia termomodernizacji, a także przedstawiono jej poziomy. Wymieniono wymagania unijne w zakresie neutralności klimatycznej oraz opisano zależność między termomodernizacją a emisyjnością budynków.

Ecological and economic approach to thermal modernization of residential buildings

The article explains the concept of thermo-modernization and presents its levels. The EU requirements in the field of climate neutrality are listed and the relationship between thermal modernization and the emissivity of buildings is described.
***

Termomodernizacja budynku to proces modernizacji lub remontu budynku, który ma na celu zwiększenie jego efektywności energetycznej i zmniejszenie kosztów związanych z ogrzewaniem i chłodzeniem. Termomodernizacja może obejmować szereg działań, takich jak:

• izolacja termiczna np. styropian: polega na dodaniu warstwy materiału izolacyjnego na zewnętrznej lub wewnętrznej powierzchni ścian, dachu i podłogi budynku. Izolacja termiczna zmniejsza straty ciepła z budynku, co przekłada się na niższe rachunki za energię cieplną,
• wymiana okien: nowe okna o lepszych właściwościach izolacyjnych pomagają w utrzymaniu ciepła w budynku i zmniejszeniu strat energii,
• wymiana źródła ciepła: zastąpienie starego i nieefektywnego systemu ogrzewania nowym, bardziej energooszczędnym systemem, takim jak pompa ciepła, kocioł kondensacyjny czy system solarny,
• wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła: taki system wentylacji zapewnia świeże powietrze w pomieszczeniach, jednocześnie odzyskując ciepło z odprowadzanego powietrza.

Czytaj też: Kompozyt wapienno-konopny jako materiał termoizolacyjny ścian zewnętrznych

Wymagania unijne w zakresie neutralności klimatycznej

Optymalizacja zużycia energii ze szczególnym uwzględnieniem ograniczenia zużycia energii pierwotnej, a przy tym również emisji zanieczyszczeń do środowiska, jest jednym z najważniejszych działań Komisji Europejskiej w ramach celów i strategii w dziedzinie klimatu. Promocja i rozwój budownictwa energooszczędnego wpisują się w realizację przyjętych zobowiązań zarówno na poziomie Unii Europejskiej, jak też na poziomie krajowym, określonych m.in. w:

• unijnym pakiecie klimatyczno-energetycznym do 2020 r.,
• ramach polityki w zakresie klimatu i energii do 2030 r.,
• dyrektywie 2018/844/UE z dnia 30 maja 2018 r. zmieniającej dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej,
• długoterminowej strategii do 2050 r.,
• Strategii na Rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju,
• planie na rzecz energii i klimatu,
• komunikacie Komisji pn. Europejski Zielony Ład.

Działania w sektorze budownictwa będą kluczowe w kontekście dążeń Unii Europejskiej do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 r. [1].

Zasoby budowlane w Polsce

68% całkowitej powierzchni budynków (1063 mln m²) w Polsce należy do sektora mieszkalnego. Pozostałe 32%, czyli 499 mln m², znajduje się w zasobach niemieszkalnych. Biorąc pod uwagę powierzchnię budynków mieszkalnych, budynki jednorodzinne stanowią 58% wszystkich zasobów mieszkaniowych w kraju.

W kompleksowych projektach modernizacyjnych, wielkość budynku nie ma dużego wpływu na wybór działań modernizacyjnych. Zarówno w budynkach jedno-, jak i wielorodzinnych najczęściej podejmowane są prace związane z:

• poprawą działania systemów grzewczych (odpowiednio 19% i 17%),
• termoizolacją ścian (18% i 19%),
• wymianą okien (16% i 17%),
• magazynowaniem energii (3% i 1%),
• wymianą urządzeń gospodarstwa domowego (5% i 3%).

Emisyjność budynków a termomodernizacja

Budynki są złożonymi systemami składającymi się z szerokiej gamy elementów i komponentów. Emisyjność budynku w dużym stopniu zależy od jego charakterystyki energetycznej, zastosowanych systemów i komponentów. W Polsce, tak jak w innych krajach, modernizacja budynków ma kluczowe znaczenie dla realizacji celów w zakresie ochrony klimatu.

Istnieje wiele technologii, które mogą przyczynić się do poprawy efektywności energetycznej budynków i zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Niektóre z najważniejszych technologii to:

1. Izolacja termiczna pozwalająca na zmniejszenie strat energii i zmniejszenie zapotrzebowania na energię do ogrzewania.
2. Wymiana okien – nowoczesne okna o lepszych właściwościach izolacyjnych, takie jak okna z termoizolacyjnymi szybami, mogą pomóc w utrzymaniu ciepła w pomieszczeniach, co przekłada się na mniejsze zapotrzebowanie na energię do ogrzewania.
3. Odnawialne źródła energii – instalacja paneli fotowoltaicznych lub systemów solarnych, pompy ciepła lub systemów geotermalnych może dostarczać energię elektryczną lub ciepło do budynku.
4. Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła – taka wentylacja zapewnia świeże powietrze w pomieszczeniach i jednocześnie odzyskuje ciepło z odprowadzanego powietrza, co pomaga w ogrzewaniu pomieszczeń.
5. Inteligentne systemy zarządzania energią – systemy zarządzania energią pozwalają na monitorowanie zużycia energii i jej optymalne wykorzystanie, co pozwala na oszczędność energii i zmniejszenie kosztów.
6. Ciepłownie lokalne – takie rozwiązania polegają na budowie małych źródeł ciepła (np. kotłów gazowych lub biomasy) na potrzeby kilku budynków. Dzięki temu zmniejsza się koszty dostarczenia energii, a także redukuje się emisję gazów cieplarnianych.

Budynki, w których mieszkamy, oraz zużywana przez nie energia odgrywają zasadniczą rolę w procesie dekarbonizacji. Począwszy od wykorzystania odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna, po najnowsze technologie, w tym pompy ciepła i inteligentne liczniki, domy w nadchodzących dziesięcioleciach będą musiały osiągnąć zerowy bilans emisji. Jest to ważne zarówno ze względów środowiskowych, aby utrzymać globalne ocieplenie na poziomie poniżej dwóch stopni, jak i ze względów społecznych, biorąc pod uwagę niestabilność cen ropy i gazu.

Po inwazji Rosji na Ukrainę Komisja Europejska (KE) uruchomiła inicjatywę „REPowerEU”. Wśród wielu apeli o zmniejszenie uzależnienia Europy od rosyjskich paliw kopalnych, inicjatywa ta wzywa gospodarstwa domowe do zwiększenia liczby paneli słonecznych montowanych na dachach, pomp ciepła i oszczędności energii. Według Komisji Europejskiej budynki pozostają największymi konsumentami energii w Europie – zużywają 40% całkowitej energii i emitują 36% gazów cieplarnianych, a większość z nich nadal jest zasilana paliwami kopalnymi.

Ogrzewanie, chłodzenie i ciepła woda użytkowa łącznie odpowiadają za 80% energii zużywanej przez gospodarstwa domowe. Dlatego też jednym z celów Europejskiego Zielonego Ładu jest to, by do 2050 r. wszystkie istniejące w Europie budynki, które obecnie nie są energooszczędne, stały się neutralne dla klimatu.

W grudniu 2022 roku Komisja Europejska ogłosiła, że chce przesunąć tę datę docelową, żądając, aby wszystkie nowe budynki były zeroemisyjne do 2030 r., oferując przy tym różne zachęty i wymagając nowych standardów charakterystyki energetycznej. Jednocześnie kraje będą finansowo zniechęcane do stosowania kotłów gazowych w budynkach i będą miały możliwość wprowadzenia całkowitego zakazu stosowania paliw kopalnych [2].

Polskie Ministerstwo Klimatu i Środowiska wraz z Narodowym Funduszem Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej przejęło od 1 stycznia 2021 r. z Ministerstwa Rozwoju, Pracy i Technologii prowadzenie działań w zakresie rządowego programu „Stop Smog”. Wnioskodawcy w programie „Stop Smog” (gmina, związek międzygminny, powiat, związek metropolitalny w województwie śląskim) mogą uzyskać do 70% dofinansowania kosztów inwestycji. Pozostałe 30% stanowi ich wkład własny. Dzięki temu mieszkańcy gmin (położonych na obszarze, gdzie obowiązuje tzw. uchwała antysmogowa) mogą otrzymać w formie bezzwrotnej dotacji do 100% kosztów przedsięwzięcia. Średni koszt realizacji niskoemisyjnych inwestycji w jednym budynku, a w przypadku budynku o dwóch lokalach – w jednym lokalu, nie może przekroczyć 53 tys. zł. Ostatecznym beneficjentem „Stop Smogu” są osoby, których nie stać na wymianę pieca i ocieplenie domu. Program określa, że to ci, których przeciętny miesięczny dochód na jednego członka gospodarstwa domowego nie przekracza 175% kwoty najniższej emerytury w gospodarstwie jednoosobowym i 125% tej kwoty w gospodarstwie wieloosobowym.

Z początkiem 2021 r. weszła w życie ustawa z 28 października 2020 r. o zmianie ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów oraz niektórych innych ustaw, która wprowadza wiele zmian i ułatwień w dostępie do programu „Stop Smog”. Są to przede wszystkim:

• umożliwienie związkom międzygminnym i powiatom aplikowania do programu w roli koordynatora kilku gmin,
• wydłużenie z 3 do 4 lat okresu realizacji porozumienia,
• dopuszczenie możliwości realizacji przedsięwzięć niskoemisyjnych również w budynkach będących w zasobach mieszkaniowych gminy,
• wyposażenie gmin w narzędzia umożliwiające weryfikację danych osób ubiegających się o udział w programie,
• poprawę niektórych warunków udziału mieszkańców w programie,
• rozszerzenie katalogu kosztów kwalifikowanych m.in. o instalacje OZE,
• zniesienie obowiązku sporządzania przez samorządy gminne programów niskoemisyjnych,
• zmniejszenie minimalnej liczby budynków jednorodzinnych umożliwiającej aplikowanie do programu (z 2% do 1% lub 20 budynków),
• zmniejszenie z 50% na 30% wymaganej redukcji zapotrzebowania na ciepło grzewcze,
• skrócenie z 10 do 5 lat okresu po zakończeniu porozumienia dla działań i zobowiązań gminy oraz beneficjenta.

Zanieczyszczenie powietrza jest jednym z ważnych problemów środowiskowych w Polsce. Główną przyczyną jego występowania są emisje związane z indywidualnym ogrzewaniem budynków. Na zmniejszenie zapotrzebowania na energię pierwotną w budynku ma wpływ właściwa jego termomodernizacja, w tym w szczególności docieplenie [3].

Poziomy termomodernizacji

Termomodernizacja to szerokie pojęcie, często błędnie kojarzone jedynie z dociepleniem ścian budynków. Obejmuje również wymianę źródeł ciepła na znacznie bardziej ekologiczne, często o wyższej sprawności, wymianę okien czy modernizację systemów grzewczych. Projekt termomodernizacji, zgodnie z ustawą o wspieraniu termomodernizacji i remontów, jest ulepszeniem, w wyniku którego roczne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej zmniejsza się od 10 do 25%, w zależności od rodzaju modernizacji i wcześniejszych ulepszeń.

W Polsce wyróżnia się trzy poziomy termomodernizacji, do których odpowiednio przyporządkowuje się projekty termomodernizacyjne:

• niski – modernizacja lub wymiana źródła ciepła,
• średni – modernizacja lub wymiana źródła ciepła wraz z: wymianą stolarki okiennej i drzwiowej lub dociepleniem elewacji,
• głęboki – całkowite lub częściowe zastępowanie źródeł energii, wykorzystanie OZE lub wykorzystanie wysokosprawnej kogeneracji; wymianę instalacji c.o. i c.w.u. wraz z dociepleniem (zgodnie z obowiązującymi przepisami techniczno-budowlanymi); wymianę stolarki okiennej i drzwiowej zewnętrznej; ocieplenie całej przegrody zewnętrznej (elewacje, stropodach i strop/podłoga); naprawa balkonów.

Spadki energii końcowej w zależności od poziomów termomodernizacji [4]:

• niski: 0–30%,
• średni: 30–60%,
• głęboki: 60–90%.

Termomodernizacja budownictwa mieszkalnego z wielkiej płyty

Przemysł budowlany jest głównym użytkownikiem energii na świecie. Wznoszenie budynków o zerowym zużyciu energii netto jest zatem jedną ze strategii dekarbonizacji, możliwą dzięki skali redukcji energii, jaką oferują takie budynki. W Polsce na ogrzewanie gospodarstw domowych zużywa się ponad 60% całkowitej energii zużywanej na wszystkie cele, a energia ta jest wytwarzana głównie poprzez spalanie węgla w kotłach (z których większość to urządzenia niskiej klasy). Taka sytuacja sprawia, że dążenie do osiągnięcia poziomu budynków zeroenergetycznych netto jest dużym wyzwaniem dla polskiej gospodarki.

Większość budynków użytkowanych w Polsce nie jest energooszczędna i opiera się na paliwach kopalnych; 92,84% wszystkich budynków mieszkalnych pochodzi sprzed 2011 r., co powoduje konieczność podjęcia działań modernizacyjnych istniejącego zasobu, ponieważ budynki ocieplone zużywają mniej energii.

Światowy kryzys energetyczny, a także wojna na Ukrainie, spowodowały konieczność wykorzystania odnawialnych źródeł energii w celu uniezależnienia się od niepewnych i niestabilnych rosyjskich rynków paliw kopalnych. Odnawialne źródła energii, takie jak energia wiatru, energia słoneczna, energia hydroelektryczna, energia oceanów, energia geotermalna, biomasa i biopaliwa stanowią alternatywę dla węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego, tym samym przyczyniając się do wzrostu samowystarczalności energetycznej, a także ograniczając emisję gazów cieplarnianych.

UE jest jednym z pionierów w promowaniu dekarbonizacji i wykorzystywania energii odnawialnej; w 2004 r. zużycie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych w UE wyniosło zaledwie 9,6%, podczas gdy w 2020 r. sięgnęło 37%. Zauważalny jest również spadek zużycia energii z paliw kopalnych. W 2005 r. wartość ta wynosiła 61%, natomiast do 2020 r. spadła do 42%. Duża część energii pochodzącej z paliw kopalnych jest nadal niezbędna dla budynków mieszkalnych.

Transformacja energetyczna wymaga zwiększenia udziału OZE oraz poprawy efektywności energetycznej budynków (gospodarstw domowych). Ponieważ nowe budynki oddawane corocznie do użytku stanowią zaledwie 2% wszystkich budynków w Polsce, znacząca poprawa bilansu energetycznego kraju i zmniejszenie nakładów na użytkowanie obiektów jest możliwa tylko poprzez poprawę efektywności energetycznej budynków istniejących.

Wraz ze wzrostem liczby ludności miejskiej zmienia się ocena znaczenia podnoszenia cen energii jako czynnika zachęcającego do inwestowania, a czynnik ten jest postrzegany jako coraz mniej istotny. W przypadku miast o liczbie mieszkańców nieprzekraczającej 50 tys. średnia ocen wynosi 3,34, a w przypadku miast o liczbie mieszkańców powyżej 500 tys. 2,80. Jednocześnie odwrotną tendencję obserwuje się w przypadku oceny znaczenia złej jakości powietrza [5].

Jednym z rodzajów budynków mieszkalnych w mieście są budynki z wielkiej płyty. Od lat 60. do początku lat 90. ubiegłego wieku wielka płyta była bardzo rozpowszechniona w polskim budownictwie mieszkaniowym. Okres największego rozwoju budownictwa mieszkaniowego, bazującego na technologii wielkopłytowej, przypada na lata 70. ubiegłego wieku. Był to okres planowania i budowy nowych, dużych osiedli mieszkaniowych. W tym czasie było rozwijanych wiele różnych systemów. Najważniejszy podział technologii wielkopłytowej obejmuje:

• systemy otwarte (m.in. W-70 i Wk-70), które nie występowały w regionalnych wersjach,
• systemy zamknięte występujące w wielu różnych wersjach.

Wśród systemów zamkniętych można wyróżnić zarówno zunifikowane rozwiązania stosowane na terenie całej Polski (OWT-67, OWT-67/N, OWT-75, WUF-T, WUF-75, SZCZECIŃSKI S-Sz), jak i regionalne warianty budownictwa wielkopłytowego (np. OWT-67NS, OWT-75NS, WUF-T/K, Częstochowska Wielka Płyta/CzWP oraz Wrocławska Wielka Płyta/WWP).

Konieczność termomodernizacji budynków wielkopłytowych wynika z aktualnych wymagań w zakresie norm i zapisów ustawy Prawo budowlane. Budynki te były projektowane i wznoszone w czasie faktycznego funkcjonowania obniżonych wymagań dotyczących energooszczędności budynków.

Opłaty za ciepło rosną z roku na rok i dla niektórych rodzin stały się najistotniejszą pozycją w domowym budżecie. Przyczyny strat energii oraz sposoby zapobiegania:

• Słaba izolacja budynku – to oczywista przyczyna strat energii, w szczególności w budownictwie sprzed kilkudziesięciu lat, np. wielkopłytowym. Rozwiązania są różne: dobudowa wiatrołapów, wymiana okien, izolacja ścian zewnętrznych i stropów. Jednak każda z tych inwestycji jest kosztowna i ma długi okres zwrotu – od kilkunastu do nawet 30 lat.
• Nieprawidłowe przyzwyczajenia mieszkańców – zasłanianie grzejników, zapowietrzone grzejniki, nieużywanie zaworów termostatycznych czy przegrzewanie mieszkania (np. temp. w nocy powyżej 22°C). Przykładów zachowań, które negatywnie wpływają na rachunki wszystkich mieszkańców, jest mnóstwo. Jednak można optymalizować straty:
  – rozmieszczając czujniki temperatury i wilgotności w całej nieruchomości i utrzymując ją na podobnym poziomie,
  – dostosowując ilość wysyłanego ciepła do rzeczywistych potrzeb budynku i jego mieszkańców.
• Nieefektywne zarządzanie energią – w węzłach cieplnych zarządzanie energią jest reaktywne, tzn. działają one na podstawie tego, co już się wydarzyło. Sposób ten ma znaczące wady:
  1) Przy obniżeniu temperatury na zewnątrz węzeł reaguje z poślizgiem i z opóźnieniem ogrzewa budynek, pompując do budynku dużą ilość ciepła.
  2) Przy podwyższeniu temperatury węzeł nadal pobiera ciepło z sieci i niepotrzebnie wysyła je do budynku.
  Rozwiązaniem tego problemu są inteligentne systemy zarządzania ciepłem. Biorą one pod uwagę znacznie więcej danych:
  – prognozę pogody,
  – lokalizację i właściwości cieplne budynku,
  – temperaturę i wilgotność w nieruchomości,
  – właściwości węzła cieplnego
  – oraz aktualną temperaturę i wilgotność powietrza na zewnątrz.

Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie audytów, pod pojęciem ulepszenia termomodernizacyjnego rozumie się działanie techniczne składające się na przedsięwzięcie termomodernizacyjne w budynku, lokalnej sieci ciepłowniczej lub lokalnym źródle ciepła, mające na celu oszczędność energii.

Można wyróżnić następujące grupy ulepszeń:

1) ulepszenia zmniejszające straty ciepła przez przenikanie:

– ocieplenie ścian zewnętrznych,
– ocieplenie połaci dachowych lub stropodachów,
– ocieplenie stropu nad nieogrzewaną piwnicą lub podłogi na gruncie,
– zabudowa nadmiernie przeszklonych ścian,
– wykonanie przedsionków, okiennic, zasłon itp.,

2) ulepszenia polegające na wymianie okien lub drzwi oraz zmniejszeniu zapotrzebowania ciepła na ogrzanie powietrza w systemie wentylacji:

– wymiana lub uszczelnienie okien,
– wprowadzenie nawiewników higrosterowalnych lub dostosowujących przepływ nawiewanego powietrza w zależności od zmieniającej się temperatury powietrza zewnętrznego,
– zamontowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła,

3) ulepszenia prowadzące do zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło na przygotowanie ciepłej wody użytkowej:

–  poprawa układu przygotowującego ciepłą wodę i układu cyrkulacyjnego (pompy, automatyka itd.),
–  wykonanie lub naprawa izolacji termicznej przewodów,
–  wprowadzenie urządzeń zmniejszających zapotrzebowanie na ciepłą wodę, np. natryski zaopatrzone w perlatory, armatura wodooszczędna,
–  zainstalowanie indywidualnych liczników c.w.u.,
–  zainstalowanie zasobników ciepłej wody i/lub kolektorów słonecznych,

4) ulepszenia poprawiające sprawność cieplną systemu ogrzewania:

–  montaż zaworów termostatycznych,
–  modernizacja wewnętrznej instalacji grzewczej (wymiana grzejników i rur instalacji c.o.),
–  zainstalowanie regulacyjnych zaworów podpionowych,
–  zainstalowanie automatyki pogodowej,
–  poprawa stanu izolacji rurociągów [6].

Ustawa z dnia 23 stycznia 2020 r. o zmianie ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów (DzU z 2020 r., poz. 412) zapewnia dodatkowe wsparcie remontowe dla instytucji zarządzających blokami z wielkiej płyty. Wsparcie jest oferowane w ramach standardowego programu termomodernizacji. Obsługą programu zajmuje się Bank Gospodarstwa Krajowego. Wysokość premii termomodernizacyjnej aktualnie wynosi:

• 16% kosztów kwalifikowanych przedsięwzięcia termomodernizacyjnego (podstawowy wariant naliczania premii),
• 21% kosztów kwalifikowanych przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, które oprócz standardowych działań przewiduje montaż mikroinstalacji odnawialnych źródeł energii (OZE),
• dodatkowo 50% kosztów wzmocnienia budynku wielkopłytowego podczas termomodernizacji.

Zgodnie z przepisami ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów, dodatkowa pomoc finansuje połowę kosztów:

• sporządzenia dokumentacji technicznej dotyczącej doboru i rozmieszczenia kotew metalowych,
• zakupu kotew metalowych, które posłużą do wykonania dodatkowego połączenia warstwy fakturowej z warstwą konstrukcyjną ścian zewnętrznych,
• przygotowania otworów i montażu wspomnianych kotew metalowych.

Dofinansowanie wymienionych powyżej rodzajów prac wynika z faktu, że to właśnie połączenia między warstwami ścian zewnętrznych są najpoważniejszym problemem konstrukcyjnym w budynkach z wielkiej płyty.

Ocieplanie ścian płytami styropianowymi

Na rynku termoizolacji coraz większego znaczenia nabierają grafitowe płyty styropianowe, charakteryzujące się bardzo niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła (tzw. lambdą), na poziomie nawet 0,031 W/(m²·K). Powodem tego są nie tylko coraz bardziej rygorystyczne wymagania przepisów, w zakresie maksymalnej wartości współczynnika przenikania ciepła przez przegrody budowlane, ale również większa świadomość inwestorów w zakresie potencjalnych zysków z termoizolacji. Obejmują one zarówno aspekty finansowe, związane z oszczędnościami w zużyciu energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia budynku, jak i środowiskowe, powiązane z poprawą czystości powietrza, w wyniku mniejszej emisji dwutlenku węgla.

Styropianowe płyty grafitowe produkowane są w oparciu o tę samą normę co standardowe płyty białe. Oprócz korzystniejszego, niższego współczynnika przewodzenia ciepła, pozwalającego stosować płyty o mniejszej grubości, charakteryzują się one takimi samymi właściwościami co płyty białe.

W przypadku wyrobów fasadowych najistotniejszym parametrem, po lambdzie, jest wytrzymałość na rozciąganie, o pożądanym poziomie 100 kPa (określana symbolem TR100).

Istotnym parametrem jest również stabilność wymiarowa płyt styropianowych. Deklarowane są dwie cechy:

• stabilność w stałych normalnych warunkach laboratoryjnych (tj. w temperaturze 23°C i 50% RH) oraz
• stabilność w określonych warunkach temperaturowych (tj. w temperaturze 70°C).

Z badań laboratoryjnych wynika, że płyty grafitowe posiadają nieco gorszą stabilność od płyt białych, jednak klasyfikuje się ona na takim samym deklarowanym poziomie powyższych właściwości, czyli DS(N)2 i DS(70,–)2.

Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na promieniowanie słoneczne. W przypadku białych płyt negatywny wpływ nasłonecznienia może uwidocznić się po minimum kilku tygodniach lub miesiącach (w zależności od warunków ekspozycji) w postaci zażółceń. W przypadku płyt grafitowych bardzo istotny jest sposób przechowywania i montażu, który powinien być realizowany w warunkach ograniczonego oddziaływania słońca. Płyty grafitowe mogą bowiem ulegać uszkodzeniom w postaci nadtopień i utraty nominalnych wymiarów i geometrii płyt, skutkiem czego może być również odspojenie płyt od niezwiązanego jeszcze kleju, w trakcie wykonywania ocieplenia.

Na rynku styropianowym pojawiają się płyty malowane białą farbą, czy też z dodatkową warstwą styropianu białego, które mają stanowić remedium na błędy w sposobie prowadzenia prac ociepleniowych, którym jest m.in. brak osłon na rusztowaniach. Płyty malowane, tak jak wszystkie inne płyty przyklejone do ściany, powinny być szlifowane w celu wyrównania warstwy termoizolacji, co powoduje usunięcie białej ochrony płyt grafitowych, zatem nie mogą stanowić zamiennika osłon rusztowaniowych. Natomiast płyty z dodatkową warstwą białą są znacznie droższe. Różnica w cenie tych płyt i standardowych płyt grafitowych pozwala na zakup odpowiedniej jakości siatek, które są przeznaczone do wielokrotnego użytku.

Ocieplenie ścian metodą ETICS

W praktyce najczęściej spotykamy się z termomodernizacją w zakresie docieplenia ścian zewnętrznych w systemie ETICS (tzw. metoda lekka mokra). Metoda polega na mocowaniu płyt ze styropianu do powierzchni elewacyjnych ścian na klej i kołki oraz wykonaniu na nich cienkiej wyprawy tynkarskiej, zbrojonej tkaniną (siatką). W rozumieniu przepisów prawa ETICS są wyrobami budowlanymi i jako takie podlegają przepisom ustawy o wyrobach budowlanych, powinny więc posiadać niezbędne aprobaty bądź oceny techniczne. W skład systemu ETICS wchodzą: styropian (np. styropian XPS) lub wełna mineralna, kleje, łączniki, siatka zbrojąca, zaprawa/masa tynkarska i farby elewacyjne.

Główne etapy prac budowlanych przy ocieplaniu ścian metodą ETICS [6]:

1) przygotowanie dokumentacji technicznej zadania zgodnie z wymaganiami rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego, zatwierdzonej (na podstawie pozwolenia na budowę lub zgłoszenia) przez właściwy organ Nadzoru Budowlanego;
2) zgłoszenie wykonywania robót budowlanych do organu (lub uzyskanie pozwolenia na budowę);
3) realizacja prac budowlanych, w tym:
– ocena podłoża,
– prace przygotowawcze przed klejeniem płyt termoizolacyjnych do ściany,
– wzmocnienie warstw fakturowych,
– przyklejenie płyt termoizolacyjnych (styropian lub wełna),
– montaż łączników,
– wykonanie warstwy zbrojącej,
– wykonanie wyprawy tynkarskiej,
– wykonanie powłoki malarskiej,
4) odbiory końcowe, przekazanie dokumentacji powykonawczej.

Opłacalność inwestycji a rozwiązania energooszczędne

Dobór technologii budowy lub materiałów izolacyjnych ścian może być przedmiotem optymalizacji pod względem zarówno ekonomicznym, jak i energetycznym oraz ekologicznym. Czynnikami poddawanymi takiej optymalizacji mogą być:

• opłacalność ekonomiczna inwestycji w rozwiązania energooszczędne, wyrażona czasem zwrotu nakładu kosztów,
• opłacalność energetyczna rozumiana jako całościowy wydatek energetyczny na etapie nie tylko eksploatacji, ale także produkcji, budowy i utylizacji.

Dla rzetelnej oceny należy brać pod uwagę cały cykl życia produktu (w tym przypadku materiału budowlanego) – od fazy produkcji, poprzez eksploatację, aż do utylizacji. Ponadto dla całościowego zrozumienia tematu energooszczędności niezbędne jest rozróżnienie trzech rodzajów energii:

• energii użytkowej – czyli energii rzeczywiście wykorzystanej przez użytkownika m.in. na cele ogrzewania – to najczęściej ten rodzaj energii jest potocznie postrzegany jako zużycie energii, gdyż jest najbardziej namacalnie odczuwalny przez użytkownika finalnego, co może być mylne, gdyż nie uwzględnia on strat powstałych na poszczególnych etapach dostarczenia energii,
• energii końcowej – czyli energii dostarczonej do odbiorcy – jest ona większa od energii użytkowej o wielkość strat wynikających ze sprawności systemu ogrzewania w budynku,
• energii pierwotnej – czyli energii pozyskanej u źródła z zasobów naturalnych odnawialnych lub nieodnawialnych – jest ona większa od energii końcowej o straty wytworzenia (np. energii elektrycznej w elektrowniach) i przesyłu.

Oprócz wymienionych wyżej istnieje też pojęcie energii pierwotnej wbudowanej. Oznacza ono ilość energii, która została zawarta w materiałach i technologiach użytych do budowy danego obiektu. Składa się na nią energia zużyta na wyprodukowanie danego materiału, w tym wydobycie surowców, a także transport i montaż.

Uwzględnienie energii pierwotnej wbudowanej w materiały budowlane rzuca nowe spojrzenie na zagadnienie energooszczędności – okazuje się, że większa izolacyjność cieplna materiału nie zawsze oznacza, że jest on bardziej przyjazny dla środowiska. Koszt energetyczny wytworzenia niektórych materiałów może w pewnych warunkach niwelować korzyści dla środowiska, jakie daje oszczędność energii cieplnej uzyskana dzięki ich zastosowaniu. Różnice w energii pierwotnej wbudowanej między poszczególnymi materiałami izolacyjnymi bywają dosyć spore – np. wełna mineralna charakteryzuje się o wiele większym wydatkiem energetycznym na jej wytworzenie w jednostce objętości niż styropian (co znajduje odzwierciedlenie w cenie), jednak o jej powszechnym stosowaniu decydują inne jej właściwości, co zostanie omówione w drugiej części artykułu.

Energia zużyta na wytworzenie danego materiału zazwyczaj przekłada się na jego cenę zakupu, a energia zużyta na montaż – na koszty wykonania. Stąd też wyniki analizy opłacalności ekonomicznej są zazwyczaj dosyć zbieżne z bilansem energetycznym uwzględniającym zagadnienie energii pierwotnej wbudowanej. W obu przypadkach istnieje pewne optimum pomiędzy oszczędnościami na etapie eksploatacji a nakładami poniesionymi na realizację [7].

Termomodernizacja rozumiana jest jako ocieplenie budynku, a w szczególności ścian zewnętrznych. Oczekiwanym efektem tych działań jest zmniejszenie kosztów ogrzewania, poprawa warunków zamieszkania i odnowienie substancji budynku. W praktyce inwestorzy rozumieją i realizują projekty termomodernizacyjne jako zadania kompleksowe, tj. prowadzące do zwiększenia efektywności całego budynku i jego systemu grzewczego oraz zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania. Zadania te, prawidłowo zaplanowane i właściwie wykonane, przyczyniają się do realizacji zamierzonych celów.

Literatura

1. „Zeroemisyjna Polska 2050” (praca zbiorowa), Fundacja WWF Polska, 2020.
2. Y. Ostermeyer, C. Camarasa, C. Naegeli, S. Saraf, M. Jakob, A. Palacios, G. Catenazzi, A. Wiszniewski, A. Komerska, D. Goatman, „Building Market Brief Poland”, 2019.
3. V. Romeo, „W jaki sposób transformacja energetyczna wpłynie na nasze domy?”, www.schroders.com, 2022.
4. J. Adamczyk, R. Dylewski, „Korzyści ekologiczne i ekonomiczne „średniego” stopnia termomodernizacji budynku: studium przypadku w Polsce”, „Energie”, MDPI, t. 13(17), s. 1–14, wrzesień 2020.
5. E. Szymańska, M. Kubacka, J. Woźniak, J. Polaszczyk, „Analiza budynków mieszkalnych w Polsce pod kątem potencjalnej renowacji energetycznej w kierunku budownictwa zeroemisyjnego”, „Energies”, MDPI, cz. 15(24), grudzień 2022, s. 1–24.
6. R. Ostrowski, „Termomodernizacja budynków mieszkalnych”, Forum Media Polska, 2020.
7. W. Skórzewski, „Materiały izolacyjne i energooszczędne technologie budowy ścian – cz. I”, https://www.termomodernizacja.info, 2020.