Mam na myśli przede wszystkim Polskę, w której żyję i mieszkam, chociaż może to w różnym stopniu dotyczyć krajów należących do tzw. "Niunji jewropejskiej". Wszystko zaczęło się niewinnie w 2002 roku przyjęciem dyrektywy o charakterystyce energetycznej budynków. A później, jak to w "Niunii", poszłooo... Oczywiście nie dotyczy to Azji, Australii, Ameryki. Tylko w Europie są bogaci ludzie, których będzie stać na takie „fanaberie”.

W bieżącym numerze miesięcznika Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa nr 2/2021 są dwa ciekawe artykuły znajdujące się w "Dodatku specjalnym OZE".

OZE czyli "Odnawialne Źródła Energii" - źródła energii, których wykorzystywanie nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem, ponieważ ich zasób odnawia się w krótkim czasie (surowce odnawialne). Takimi źródłami są słońce, wiatr, woda (rzeki, pływy i fale morskie), a także energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym, biomasa, biogaz oraz biopłyny. Do energii odnawialnej zalicza się również ciepło pozyskane z ziemi (energia geotermalna).

Przeciwieństwem źródeł odnawialnych są nieodnawialne źródła energii, czyli źródła, których zasoby odtwarzają się bardzo powoli bądź wcale: ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny i uran pozyskiwany z kopalin.

https://pl.wikipedia.org/wiki/Odnawialne_%C5%BAr%C3%B3d%C5%82a_energii

Poniżej fragmenty dwóch artykułów przedstawiające problemy w sposób niewymagający wiedzy specjalistycznej czy znajomości skomplikowanych obliczeń.

Tytuł pierwszego artykułu może kojarzyć się z science fiction, ale niestety tak nie jest!

 

1. Czy jesteśmy gotowi dostosowywać budynki do standardu niemal zeroenergetycznego?

Problemów z restrykcyjnymi wymaganiami określonymi dla polskiego standardu jest bardzo dużo.

dr inż. Małgorzata Fedorczak-Cisak,  mgr inż. Ewa Kozak-Jagieła,  mgr inż. Maciej Surówka

Unia Europejska bardzo mocno angażuje się w realizację działań związanych z ideą zrównoważonego roz­woju. Dbając o jakość środowiska, w którym żyjemy, a także mając na względzie fakt, że naturalne surowce wyczerpują się w szybkim tempie, Komisja Europejska nakłada na kraje członkowskie obowiązki ograniczenia ener­gochłonności w gospodarce.

Sektorami, które zużywają najwięcej energii oraz emi­tują najwięcej gazów cieplarnianych, jest bu­downictwo i transport. Dyrektywy UE dają wskazania, jak należy zmienić krajowe normy i dokumenty prawne, aby przeprowa­dzić proces transformacji energochłonnych sektorów. W sektorze budownictwa przepisy zostały znowelizowane w 2013 r., wchodziły w życie od 2014 r. i cały czas trwa proces dostosowania budynków do wymagań dyrek­tyw. Początek transformacji sektora nadała przyjęta w 2002 r. dyrektywa o charaktery­styce energetycznej (2002/91/WE), a jej wznowienie w 2010 r. (dyrektywa 2010/31/ UE) wprowadziło nowy standard obiektów. Są to budynki „o niemal zerowym zapotrze­bowaniu na energię” (nZEB). Standard nZEB dla wszystkich nowo projektowanych i termo-modernizowanych budynków (WT 2021)* zaczął obowiązywać od stycznia 2021 r. Mimo to wciąż brak jest wytycznych, jak pro­jektować i realizować tego typu budynki. Ko­lejna nowelizacja dyrektywy o charaktery­styce energetycznej budynków (2018/844/ UE) kładzie również nacisk na fakt, że oprócz budynków nowo projektowanych i termomodernizowanych, dla których standard nZEB jest określony, również zasoby budyn­ków zabytkowych i pod opieką konserwa­tora powinny być poprawiane energetycz­nie.

Spełnienie wymagań izolacyjności cieplnej podstawowych ele­mentów obudowy budynku będzie się wiązało z koniecznością zastosowania grubszej warstwy izolacji lub materiałów o niższych wartościach współ­czynnika przewodzenia ciepła lambda. Dla okien wartość na poziomie 0,9 [W/(m2K)] oznacza, że tylko zestawy trójszybowe będą w stanie go spełnić. Niewątpliwie wzrosną koszty inwestycyjne budynków.

Drugim parametrem definiującym polski standard budynku nZEB jest wskaź­nik nieodnawialnej energii pierwotnej EP. Uzyskanie wymaganego wskaźnika EP jest zdeterminowane stosowaniem w bu­dynkach produkcji z odnawialnych źró­deł energii, i to w znaczącym stopniu. Z różnych źródeł można usłyszeć głosy, że jest to bardzo trudne do spełnienia, czasami wręcz niemożliwe.

 

2. Budynki blisko zeroenergetyczne - zastosowanie pomp ciepła i instalacji fotowoltaicznych

Dynamiczne zmiany klimatu w ostatnich latach, pandemia ogólnoświatowa i efekt wyhamowania światowej gospodarki pokazały, jak bardzo mamy zanieczyszczone środowisko. Ostatnie zaostrzenie warunków technicznych (od i stycznia 2021 r.) jest w pewnym sensie remedium na zastaną sytuację w budownictwie w celu poprawienia efektywności energetycznej i wprowadzenia w jeszcze większym zakresie systemów OZE i eliminowaniu dotychczasowych nieefektywnych systemów energetycznych.

mgr inż. MBA Tomasz Mania

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Wydział Inżynierii Mechanicznej Katedra Maszyn i Systemów Technicznych prezes Polskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła w Gdańsku wiceprezes Ukraińskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła i Magazynowania Energii

W ostatnich kilku latach obser­wujemy szybki wzrost budowy instalacji fotowoltaicznych i in­stalacji pomp ciepła w budownictwie jedno- i wielorodzinnym. Tendencja do ogranicza­nia strat ciepła i ograniczenia do minimum rachunków za eksploatację budynków bę­dzie w następnych latach wyznacznikiem rozwoju tego segmentu budownictwa. Szeroko rozumiane koszty eksploatacji to słowo klucz dla inwestorów i nabywców. Dlaczego? Zwiększyła się bardzo świado­mość nabywców lokali mieszkalnych i bu­dynków, którzy oczekują od deweloperów i firm budowlanych nowego podejścia do projektowania budynków i wymuszają ko­nieczne zmiany w sposobie budowania. Nie­stety jest to proces obarczony dużą inercją i niekiedy oporem dużych firm deweloper­skich nastawionych na tradycyjne budowa­nie z „lekkim” ukierunkowaniem w stronę systemów opartych na OZE. Należy zadać sobie podstawowe pytanie, czy zastosowa­nie systemów OZE pozwoli ograniczyć zu­życie energii do minimum w już istniejących budynkach?

 

PRZYKŁAD PRAKTYCZNY

Najlepszym przykładem są rozwiąza­nia praktyczne w rzeczywistym wydaniu. Przeanalizujmy dobór instalacji OZE (PC + PV)[pompa ciepła+instalacja fotowoltaiczna] do budynku już wybudowanego na podstawie WT [warunków technicznych] obowiązujących w 2014 r. zasilanego gazem sieciowym oraz energią elektryczną.

Jeśli potrafisz zmierzyć i wyrazić w licz­bach, o czym mówisz, rzeczywiście wiesz coś o tym. Jeśli nie możesz tego zmierzyć i wy­razić liczbami, Twoja wiedza jest mizerna i niesatysfakcjonująca (William Thomson - lord Kelvin).

 

Opierając się na powyższym cytacie twórcy II zasady termodynamiki, przej­dziemy do konkretnych rozwiązań i obli­czeń. Podstawowym założeniem jest mo­dernizacja systemu ogrzewania, systemu ciepłej wody użytkowej i ograniczenie w zu­życiu energii elektrycznej do poziomu bli­skiemu zeru. Czy to możliwe?

SKWANTYFIKOWANA ANALIZA EKONOMICZNA

Wszystkie koszty związane z zakupem in­stalacji pompy ciepła oraz instalacji fotowoltaicznej przedstawia tab. 2.

Pokazuje ona, jak w prosty sposób można na istniejącym budynku dokonać modernizacji, dostosowując budynek do warunków technicznych, które jeszcze kilka lat wcześniej były poza zasięgiem i możliwościami ekonomicznymi inwe­storów indywidualnych.

Kolejnym krokiem jest przystoso­wanie zamontowanego systemu PV do współpracy w przyszłości z domo­wymi systemami magazynowania ener­gii, który w najbliższych pięciu latach doprowadzi do zwiększenia wykorzy­stania produkowanej energii w elek­trowniach domowych na rzecz indy­widualnych użytkowników. Obecnie obowiązujący system prosumenta jest przejściowym rozwiązaniem w warun­kach polskich jako układ magazynujący energię elektryczną. Idealnym układem jest pełna kompatybilność przez sterowa­nie pompą ciepła za pomocą interfejsu SG-Ready w połączeniu z systemem PV oraz zespołem magazynowania energii, który jest w stanie optymalnie dostoso­wać zarówno energię produkowaną, jak i zużywaną na potrzeby użytkownika.

 

PODSUMOWANIE

Powyższy przykład pokazuje, że zmiany w istniejących budynkach pod kątem wytwarzania i zużycia energii są moż­liwe i nie są to modernizacje, które po­wodują wysokie koszty inwestycyjne. Ważnym elementem analizy energe­tycznej przedmiotowego budynku było zweryfikowanie na bazie rachunków oraz projektów zapotrzebowania ener­getycznego i dobranie odpowiedniego układu pompy ciepła. Układ górnego źródła (system zdawania ciepła) po­został bez zmian, dostosowano tylko i wyłącznie system wytwarzania ener­gii (pompa ciepła + grzałki elektryczne + kocioł gazowy) wraz z systemem krót­koterminowego magazynowania ener­gii cieplnej. Układ PV jest ostatnim ele­mentem energetycznej układanki, która powoduje, że inwestor może czerpać korzyści finansowe i środowiskowe (bezemisyjność) z posiadanego rozwią­zania. Dodatkowo ograniczono zużycie w budynku zimnej wody oraz c.w.u. przez zastosowanie magnetyzerów, perlatorów oraz ograniczników przepływu wody. Ogród został wyposażony w układ magazynowania wody deszczowej w celu ograniczenia zużycia wody zewnętrznej do minimum. W celu ochrony przed smogiem elektromagnetycznym za­montowano w pomieszczeniach harmonizatory przestrzeni wewnętrznych oraz mobilny system filtracji powietrza (usuwanie pyłów PM2,5; PM10 wirusów i bakterii). Całościowe podejście do za­gadnień energetycznych i zdrowotnych użytkownika spowodowało, że w efekcie końcowym uzyskujemy budynek o prak­tycznie zerowym zużyciu energii na cele bytowe i i prozdrowotny.

W najbliższych latach tego typu rozwiąza­nia będą mocno ewoluowały w kierunku obniżania kosztów inwestycyjnych na rzecz poprawy efektywności energetycz­nej wszystkich obiektów, co będzie skut­kowało zarówno dynamiczną zmianą w podejściu do projektowania, wykonawstwa, jak i eksploatowania obiektów.

Bibliografia

1. http://www.cieplej.pl/imgturysta/file/ artykuly/l_Czesc_J_Zurawski_Budownictwo_ zeroenergetyczne.pdf

2. http://www.inzynierbudownictwa.pl/ technika,materialy_i_technologie,artykuł,droga_ do_budynku_prawie_zeroenergetycznego_,4881

3. http://www.nfosigw.gov.pl/gfx/nfosigw/userfiles/ files/aktualnosci/2011/11/5

4. http://www.muratorplus.pl/biznes/prawo/nowe- warunki-techniczne-od-l-stycznia-2014-nowe- wymagania-dla-przegrod-i-zapotrzebowania- budynkow-na_80873.html

[email protected]

* WT2021 to ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU, BUDOWNICTWA I GOSPODARKI MORSKIEJ z dnia 5 lipca 2013 r.  – DU 2013 r., poz.  926

zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

 

Pompa ciepła to urządzenie oszczędne w eksploatacji, ale nie należy do najtańszych w zakupie. Na wynik ekonomiczny oprócz poprawności instalacji wpływa oczywiście żywotność pompy ciepła.

Jeżeli dobrana zostanie zbyt mała moc pompy ciepła, to sprężarka będzie pracować więcej godzin w ciągu doby i w rezultacie zużyje się szybciej. Prawidłowy dobór to 1800-2500 godzin pracy w skali roku i takie wytyczne daje większość producentów. W roku jest ok. 8760 godzin.

https://instalreporter.pl/porady/jak-sprawic-by-pompa-ciepla-pracowala-bezawaryjnie-25-lat/

 

MOJE KRÓTKIE UWAGI

Przedstawiłem powyżej realny przykład zbudowanego domu oraz obliczenia kosztów realizacjj i eksploatacji. Wszystko wygląda „prawdziwie”.

Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że wszystko zostało opracowane na podstawie pewnych, przyjętych założeń – załóżmy, że rzetelnych. Wystarczy, że coś w realizacji się „obsunie” i w najlepszym wypadku zwiększą się tylko koszty realizacji i eksploatacji.

Problem w tym, że po pierwsze trzeba mieć dodatkowe pieniądze na realizacje takiego przedsięwzięcia. Jak pokazuje „życie” rzadko się kończy na zakładanych wydatkach i to z różnych powodów.

Po drugie nie ma jeszcze przepisów wykonawczych,  które jak pokazuje znowu tzw. „życie”  mogą sporo namieszać w realizacji tak  „prawdziwie” pokazanego sposobu  uzyskania budynku o parametrach nZEB czyli „o niemal zerowym zapotrze­bowaniu na energię”.

Może się więc okazać, że coś co wygląda na początku na science fiction da się technicznie zrealizować, ale jak wielu tzw. „decydentów” zacznie mieszać najpierw w przepisach znowu może się okazać, że wszystko jednak w końcu będzie działać, ale znowu koszty wzrosną tak, że  doprowadzą do nieopłacalności całej inwestycji!

Na koniec fragment artykułu:

Zdaniem zwolenników budowy domów o pasywnej charakterystyce energetycznej koszty ich wznoszenia są wyższe o kilka procent (3–7%). Doświadczenia z realizacji budynków pasywnych nie potwierdzają jednak tego – dziś koszty takiej budowy są wyższe o ponad 30%. Przy wdrażaniu idei budynków zeroenergetycznych należy liczyć się z tym, że ze względu na konieczność stosowania technologii wykorzystujących odnawialne źródła energii będą to inwestycje znacznie droższe.

Nie zrekompensuje tego przewidywane przez polityków stopniowe, ze względu na rozwój, obniżanie cen poszczególnych elementów budynku mających wpływ na jakość energetyczną. Ze względu na bardzo duży udział energii potrzebnej do produkcji materiałów termoizolacyjnych zdaniem autora nie nastąpi obniżenie kosztów ocieplenia, lecz jego wzrost.

Na szczęście w sytuacji, gdy zachodzą wątpliwości dotyczące opłacalności wznoszenia budynków zeroenergetycznych, dyrektywa 2010/31/UE  przewiduje inną procedurę postępowania, która stanowi: państwa członkowskie mogą podjąć decyzję o niestosowaniu tych wymagań w konkretnych i usprawiedliwionych przypadkach, jeżeli wynik analizy kosztów i korzyści ekonomicznego cyklu życia danego budynku jest negatywny.

Na podstawie porównania ilości stopniodni grzewczych można stwierdzić, że klimat w Polsce należy do chłodniejszych w porównaniu z innymi krajami UE . 
Średnio w Polsce jest 3816 stopniodni.
Jest to istotne, ponieważ warunki klimatyczne mają wpływ na zużycie energii.
Porównanie klimatu różnych krajów UE nasuwa więc interesujące spostrzeżenia. Proponowane polskim inwestorom energooszczędne idee wznoszenia budynków mogą ze względu na różnice klimatyczne wymagać daleko idących modyfikacji. Przy czym zmiany te przed ich wprowadzeniem powinny być poddane szczegółowym analizom wielokryterialnym. Dotyczy to szczególnie budynków o radykalnie niskim zapotrzebowania na ciepło, w odniesieniu do których proponowane szczegółowe wymagania będą miały istotny wpływ również na sposób eksploatacji oraz obsługi. Zagadnienia te są niezwykle ważne ze względu na trwałość i bezpieczeństwo użytkowania obiektu. Podsumowując, przy założeniu długiego cyklu życia budynku błędy związane z bezkrytycznym wprowadzaniem nowych zaostrzonych wymagań mogą nie przynieść oczekiwanych rezultatów. 

http://cieplej.pl/imgturysta/file/artykuly/I_Czesc_J_Zurawski_Budownictwo_zeroenergetyczne.pdf

Pozostaje jeszcze pytanie czy "nasi politycy" skorzystają z takiej opcji?

Następne pytanie, które się nasuwa to czy chodzi o uzyskanie oczekiwanych rezultatów czy zastosowanie się do dyrektywy unijnej? :(((

---

tagi: oze czyli "odnawialne źródła energii"  niemal zerowe zapotrze­bowanie na energię 

	Andrzej-z-Gdanska
	24 lutego 2021 16:12

34     2362    7 zaloguj sie by polubić