Jakość energetyczna budynku a odnawialne źródła energii

Jakość energetyczna budynku
a
alternatywne systemy zaopatrzenia w energię
Piotr Kubski
1
Motto
Hubert Reeves (kanad. astrofizyk, ur. 1932 r.):
Natura - kasyno
nie dość, że nigdy nie można wygrać (I ZT),
to w dodatku w każdej kolejnej rundzie przegrywamy część stawki (II ZT)
2
Zakres prezentacji
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Wymogi prawne
Jakość energetyczna budynku
Charakterystyka energetyczna budynku
Zakres projektu budowlanego
Warunki techniczne stawiane budynkom
Konwersja energii
Potrzeby energetyczne budynków
Opis wybranego budynku i jego potrzeb cieplnych
Podsumowanie
3
1. Wymogi prawne
1. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady UE
w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
(grudz. 2002)
2. Dyrektywa 2010/31/UE Parlamentu Europejskiego i Rady UE (maj 2010)
zmieniająca dyrektywę w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
3. Dyrektywa 2009/28/WE Parlamentu Europejskiego i Rady UE (kwiecień 2009)
w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych
4. Komunikat IP/10/1492 Komisji Europejskiej (listopad 2010)
Energia 2020 –
- strategia zrównoważonej, konkurencyjnej i bezpiecznej energii
4
1. Wymogi prawne (d.c.)
5. Ustawa z dnia 19 września 2007 r.
o zmianie ustawy Prawo budowlane,
(Dz. U. 2007, nr 191, poz.1373);
Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane –
tekst ujedn. z dnia 1 września 2006 r. (Dz. U. 2006, nr 156, poz. 1118)
6. Ustawa z dnia 27 sierpnia 2009 r. o zmianie ustawy Prawo budowlane
oraz ustawy o gospodarowaniu nieruchomościami (Dz.U. 2009, nr 161, poz. 1279)
5
1. Wymogi prawne (d.c.)
7. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
zmieniające rozporządzenie z dn. 3 lipca 2003 r. (Dz. U. nr 120, poz. 1133)
w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego
(Dz. U. nr 201, poz. 1239)
poprawione 17 grudnia 2008 r.
8. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
zmieniające rozporządzenie z dn. 12 kwietnia 2002 r. (Dz. U. nr 75, poz. 690)
(potem jeszcze Dz. U. 2003, nr 33, poz. 270, Dz. U. 2004, nr 109, poz. 1156)
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki
i ich usytuowanie
(Dz. U. nr 201, poz. 1238)
poprawione 17 grudnia 2008 r.,
zmienione 12 marca 2009 r. (Dz. U. nr 56, poz. 461)
zmienione 27 listopada 2009 (Dz. U. nr 205, poz. 1584) nieogr.oświetl.dz.
zmienione 10 grudnia 2010 r. (Dz. nr 239, poz. 1597) – zmiany w zał. 1
6
1. Wymogi prawne (d.c.)
9. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku
i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną
całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów
świadectw ich charakterystyki energetycznej
(Dz. U. 2008. nr 201, poz. 1240)
7
1. Wymogi prawne (d.c.)
10. Ustawa z dnia 21 listopada 2008 r.
o wspieraniu termomodernizacji i remontów
(Dz. U. 2008, nr 223, poz. 1459)
11. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 17 marca 2009 r.
w sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego
oraz części audytu remontowego, wzorów kart audytów,
a także algorytmu oceny opłacalności przedsięwzięcia
termomodernizacyjnego
(Dz. U. 2009, nr 43, poz. 346)
zmienia rozp. z dnia 14 lutego 2008 r. i wcześniejsze
w sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego
8
1.1. Dyrektywa 2002/91/EC
Dyrektywa w sprawie jakości energetycznej budynków – wdrożona do Pr. bud.:
Art. 5 – Budynki nowo wznoszone
Dla budynków nowo wznoszonych o powierzchni użytkowej powyżej 1000 m2,
Kraje Członkowskie powinny zadbać o to,
żeby systemy technicznego wyposażenia budynku,
jak też alternatywne systemy zaopatrzenia w energię, takie jak:
– zdecentralizowany system zaopatrzenia w energię produkowaną
ze źródeł odnawialnych;
– skojarzona produkcja energii i ciepła (CHP);
– bezpośrednie lub blokowe ogrzewanie/chłodzenie, jeśli ma zastosowanie;
– pompy ciepła, w uzasadnionych przypadkach;
były realne z punktu widzenia środowiska i ekonomii,
oraz żeby ich zastosowanie
było analizowane jeszcze przed rozpoczęciem budowy.
9
1.2. Dyrektywa 2010/31/UE
Nowelizacja (maj 2010 r.) dyrektywy UE
w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
(weszła w życie w lipcu 2010 r.)
Główne zmiany:
– Wszystkie budynki budowane po 31 grudnia 2020 r.
(budynki użyteczności publicznej po 31 grudnia 2018 r.)
będą musiały spełniać wysokie standardy energooszczędności
(chodzi o budynki zero energetyczne lub zbliżone do zero energetycznych)
– Ponadto budynki
powinny być zasilane w dużej mierze przez energię odnawialną,
jeżeli będzie to uzasadnione ekonomicznie.
Konieczność nowelizacji Prawa budowlanego
10
1.2. Dyrektywa 2010/31/UE (d.c.)
Ważniejsze zmiany:
Metodyka obliczania świadectwa char. energetycznej powinna dot. całego roku
Konieczność etykietowania budynków – zamiast nieczytelnej charakterystyki
Poprawa charakterystyki energetycznej : - stosowne wymagania minimalne
- sugerowane b. radykalne środki ograniczenia zużycia energii
Definicje:
Budynek o niemal zerowym zużyciu energii – obiekt o b. wysokiej (nieokreślonej)
charakterystyce energetycznej lub wymagający b. niskiej energii z ŹO,
wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu budynku
Charakterystyka energetyczna budynku – obliczona lub empirycznie ustalona
ilość energii potrzebnej do pokrycia potrzeb związanych z typowym
użytkowaniem budynku, które obejmują m.in. en. do ogrzewania, chłodzenia,
wentylacji, przygotowania cieplej wody i oświetlenia; kWh/(m2 a) - en. pierwotna
Ważniejsza renowacja – koszt prac renowacyjnych dot. przegród zewnętrznych
lub systemów technicznych przekracza 25 % wartości budynku (bez ceny gruntu)
lub gdy renowacji podlega ponad 25 % powierzchni zewnętrznych
11
1.3. Dyrektywa 2009/28/WE
Dyrektywa w sprawie promocji stosowania energii ze źródeł odnawialnych
Podstawowy cel dyrektywy –
zwiększanie stosowania OŹE, (20 % udział w całkowitym zużyciu energii w UE)
czemu powinna towarzyszyć oszczędność energii (o 20 %)
i poprawa efektywności energetycznej procesów jej konwersji (o 20 %).
Służy - zwiększeniu bezpieczeństwa dostaw energii,
- wspieraniu rozwoju technologicznego i innowacji,
- tworzeniu możliwości zatrudnienia i możliwości rozwoju regionalnego,
zwłaszcza na obszarach wiejskich i odizolowanych,
- redukcji emisji gazów cieplarnianych
i w konsekwencji spełnienia postanowień Protokołu z Kioto
do Ramowej Konwencji ONZ w sprawie zmian klimatu.
12
Potwierdzono:
1.3. Dyrektywa 2009/28/WE (d.c.)
Energia ze źródeł odnawialnych – energia z odnawialnych źródeł niekopalnych:
energia wiatru, energia promieniowania słonecznego,
energia aerotermalna, geotermalna i hydrotermalna i energia oceanów,
hydroenergia,
energia pozyskiwana z biomasy, gazu pochodzącego z wysypisk śmieci,
oczyszczalni ścieków i ze źródeł biologicznych (biogaz);
Energia aerotermalna - energia magazynowana w postaci ciepła
w powietrzu w danym obszarze;
Energia geotermalna - energia składowana w postaci ciepła
pod powierzchnią ziemi;
Energia hydrotermalna - energia składowana w postaci ciepła
w wodach powierzchniowych;
Biomasa - ulegająca biodegradacji część produktów, odpadów
lub pozostałość pochodzenia biologicznego z rolnictwa
(łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi),
leśnictwa i związanych działów przemysłu, w tym rybołówstwa i akwakultury,
a także ulegającą biodegradacji część odpadów przemysłowych i miejskich;
13
1.3. Dyrektywa 2009/28/WE (d.c.)
Obliczanie udziału energii ze źródeł odnawialnych
Końcowe zużycie energii brutto ze ŹO - suma:
a) końcowego zużycia energii elektrycznej brutto z odnawialnych źródeł energii;
b) końcowego zużycia energii brutto ze źródeł odnawialnych
w ciepłownictwie i chłodnictwie; oraz
c) końcowego zużycia energii ze źródeł odnawialnych w transporcie.
Przy b) uwzględnia się energię ciepła pochodzącą z pomp ciepła
wykorzystujących energię aerotermalną, geotermalną i hydrotermalną,
jeżeli końcowy wynik energetyczny przekracza znacząco
wyjściowy wynik energetyczny wymagany do ogrzania pomp.
Brak polskiej ustawy implementującej Dyrektywę o promocji OŹE –
Min. Gosp.: – prace nad założeniami do ustawy; Krajowy Plan Dział. w zakresie OZE
14
1.3. Dyrektywa 2009/28/WE (d.c.)
Ilość ciepła, którą traktuje się jako energię ze ŻO
ERES = Qusable ∙ (1–1/SPF)
przy czym postawiono warunek wiążący
przeciętny, sezonowy współczynnik efektywności energet. pompy ciepła - SPF
z wartością sprawności konwersji η energii pierwotnej na energię elektryczną
SPF > 1,15 ∙ 1/η
Rozporządzenie Min. Infrastruktury z 2009 r. podaje wartość wel = 3,0
równoważną odwrotności
1/η = wel
sprawności konwersji energii pierwotnej na energię elektryczną,
czyli w war. krajowych
SPF > 3,45
Rozp. Min. Infr. podaje w zał. wartości współczynnika efektywności energetycznej pomp ciepła:
woda – woda 3,8 – 3,5, woda – glikol 3,5 – 3,3, powietrze – woda 2,7 – 2,5
15
1.4. Komunikat IP/10/1492 Kom. Europejskiej
Komisja Europejska przedstawiła (10.2010) nową strategię dotyczącą
konkurencyjnej, zrównoważonej i bezpiecznej energii.
W komunikacie „Energia 2020”:
- określono priorytety w zakresie energii na najbliższe 10 lat,
- przedstawiono działania, które należy podjąć w celu:
- osiągnięcia oszczędności energii,
- utworzenia rynku o konkurencyjnych cenach
i pewnych dostawach,
- wzmocnienia przywództwa technologicznego
i skutecznych negocjacji z partnerami międzynarodowymi.
Komisja wskazała 5 priorytetów,
wśród nich – oszczędność energii w budownictwie,
uzyskiwana przez wprowadzenie zachęt inwestycyjnych
i innowacyjnych instrumentów finansowych
16
1.5. Prawo budowlane
Art. 5. 1. Obiekt budowlany wraz ze związanymi z nim urządzeniami
budowlanymi należy,
biorąc pod uwagę przewidywany okres użytkowania,
projektować i budować w sposób określony w przepisach,
w tym techniczno-budowlanych,
oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając:
1) spełnienie wymagań podstawowych dotyczących:
a) bezpieczeństwa konstrukcji,
b) bezpieczeństwa pożarowego,
c) bezpieczeństwa użytkowania,
d) odpowiednich warunków higienicznych i zdrowotnych
oraz ochrony środowiska,
e) ochrony przed hałasem i drganiami,
f) odpowiedniej charakterystyki energetycznej budynku
oraz racjonalizacji użytkowania energii
17
1.6. Rozp. w spr. zakresu i formy projektu budowlanego
Opis techniczny, powinien określać:
pkt 9) charakterystykę energetyczną obiektu budowlanego,
opracowaną zgodnie z przepisami dotyczącymi metodologii obliczania
charakterystyki energ. budynku….oraz sposobu sporządzania i wzorów
świadectw ich charakterystyki energetycznej,
określającą w zależności od potrzeb:
a) bilans mocy urządzeń elektrycznych oraz urządzeń zużywających inne rodzaje energii,
stanowiących jego stałe wyposażenie budowlano - instalacyjne, z wydzieleniem mocy
urządzeń służących do celów technologicznych związanych z przeznaczeniem budynku,
b) w przypadku budynku wyposażonego w instalacje ogrzewcze, wentylacyjne, klimatyzacyjne
lub chłodnicze – właściwości cieplne przegród zewnętrznych,
w tym ścian pełnych oraz drzwi, wrót, a także przegród przezroczystych i innych,
c) parametry sprawności energetycznej instalacji ogrzewczych, wentylacyjnych, klimatyzacyjnych
lub chłodniczych oraz innych urządzeń mających wpływ na gospodarkę energetyczną obiektu
budowlanego,
d) dane wykazujące, że przyjęte w projekcie architektoniczno - budowlanym rozwiązania
budowlane i instalacyjne spełniają wymagania dotyczące oszczędności energii zawarte
w przepisach techniczno - budowlanych;
18
1.6. Rozp. w spr. zakresu i formy projektu budowlanego
Opis techniczny, powinien określać:
pkt 10a) w stosunku do budynku o powierzchni użytk., większej niż 1 000 m2,
określonej zgodnie z PN dot. właściwości użytkowych w budownictwie
oraz określania i obliczania wskaźników powierzchniow. i kubaturowych
– analizę możliwości racjonalnego wykorzystania
pod względem technicznym, ekonomicznym i środowiskowym,
odnawialnych źródeł energii, takich jak:
- energia geotermalna,
- energia promieniowania słonecznego,
- energia wiatru,
a także możliwości zastosowania
- skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła
- oraz zdecentralizowanego systemu zaopatrzenia w energię
w postaci bezpośredniego lub blokowego ogrzewania;
19
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Określa
zasady finansowania ze środków Funduszu Termomodernizacji i Remontów
części kosztów przedsięwzięć termomodernizacyjnych i remontowych.
Definiuje
- przedsięwzięcia termomodernizacyjne i remontowe
- lokalne źródło ciepła i lokalną sieć ciepłowniczą
- audyt energetyczny i remontowy
- premię termomodernizacyjną, remontową i kompensacyjną
- wskaźnik kosztów przedsięwzięcia i wskaźnik przeliczeniowy
20
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Przedsięwzięcia termomodernizacyjne – przedsięwzięcia, których przedmiotem jest:
a) ulepszenie, w wyniku którego następuje
zmniejszenie zapotrzebowania na energię dostarczaną na potrzeby ogrzewania
i podgrzewania wody użytkowej oraz ogrzewania
do budynków mieszkalnych, budynków zbiorowego zamieszkania
oraz budynków stanowiących własność jednostek samorządu terytorialnego
służących do wykonywania przez nie zadań publicznych,
b) ulepszenie, w wyniku którego następuje zmniejszenie strat energii pierwotnej
w lokalnych sieciach ciepłowniczych oraz zasilających je lokal. źródłach ciepła,
jeżeli budynki wymienione w lit. a, do których dostarczana jest z tych sieci energia,
spełniają wymagania w zakresie oszczędności energii,
określone w przepisach prawa budowlanego,
lub zostały podjęte działania mające na celu zmniejszenie zużycia energii
dostarczanej do tych budynków,
c) wykonanie przyłącza technicznego do scentralizowanego źródła ciepła,
w związku z likwidacją lokalnego źródła ciepła,
w wyniku czego następuje zmniejszenie kosztów pozyskania ciepła
dostarczanego do budynków,
d) całkowita lub częściowa zamiana źródeł energii na źródła odnawialne
21
lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji;
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Przedsięwzięcia remontowe –
przedsięwzięcia związane z termomodernizacją, których przedmiotem jest:
a) remont budynków wielorodzinnych (ponad dwa mieszkania),
b) wymiana w budynkach wielorodzinnych okien lub remont balkonów,
nawet jeśli służą one do wyłącznego użytku właścicieli lokali,
c) przebudowa budynków wielorodzinnych,
w wyniku której następuje ich ulepszenie,
d) wyposażenie budynków wielorodzinnych w instalacje i urządzenia
wymagane dla oddawanych do użytkowania budynków mieszkalnych
zgodnie z przepisami techniczno-budowlanymi;
22
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Premia termomodernizacyjna
na spłatę części kredytu na przedsięwzięcie termomodernizacyjne,
jeżeli z audytu energet. wynika, że w wyniku przeds. termomod. nastąpi:
1) zmniejszenie rocznego zapotrzebowania na energię:
a) w budynkach z modern. wyłącznie systemu grzewczego - co najm. o 10 %,
b) w budynkach, w których po 1984 r.
przeprowadzono modernizację systemu grzewczego – co najmniej o 15 %,
c) w pozostałych budynkach – co najmniej o 25 %, lub
2) zmniejszenie rocznych strat energii w sieciach i źródłach lokalnych –
co najmniej o 25 %, lub
3) zmniejszenie rocznych kosztów pozyskania ciepła,
poprzez przyłącze techn. do scentr. źródła ciepła – co najmniej o 20 %, lub
4) całkowita lub częściowa zamiana źródła energii na źródło odnawialne
lub zastosowanie wysokosprawnej kogeneracji.
23
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Wysokość premii termomodernizacyjnej
stanowi 20 % wykorzystanej kwoty kredytu
zaciągniętego na realizację przedsięwzięcia termomodernizacyjnego,
z zastrzeżeniem:
że wysokość premii termomodernizacyjnej nie może wynosić więcej niż:
1) 16 % kosztów poniesionych na realizację przedsięwzięcia termomod. i
2) dwukrotność przewidywanych rocznych oszczędności kosztów energii,
ustalonych na podstawie audytu energetycznego.
24
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Premia remontowa
na spłatę części kredytu zaciągniętego na realizację przedsięwz. remontowego,
przysługuje
inwestorowi będącemu osobą fizyczną,
wspólnocie mieszkaniowej z większościowym udziałem osób fizycznych,
spółdzielni mieszkaniowej lub towarzystwu budownictwa społecznego,
jeżeli:
1) w wyniku realizacji przedsięwzięcia nastąpi zmniejszenie
rocznego zapotrzebowania na energię dostarczaną do budynku wielorodz.
na potrzeby ogrzewania i podgrzewania wody użytkowej- co najmniej o 10 %,
(gdy wskaźnik przedsięwz. remont. przekracza 0,3 - co najmniej o 25 %)
2) wskaźnik kosztu przedsięwzięcia
jest nie niższy niż 0,05 i nie wyższy niż 0,70
25
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Wysokość premii remontowej
stanowi 20 % wykorzystanej kwoty kredytu,
nie więcej jednak niż 15 % kosztów przedsięwzięcia remontowego.
26
1.7. Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów
Premia kompensacyjna
przysługuje inwestorowi (osoba fizyczna), który w dniu 25 kwietnia 2005 r.
był właścicielem lub spadkobiercą właściciela budynku mieszkalnego,
lub po tym dniu został spadkobiercą właściciela tego budynku mieszkalnego,
w którym był co najmniej jeden lokal kwaterunkowy.
Premię kompensacyjną przeznacza się
na spłatę części kredytu udzielonego na realizację:
1) przedsięwzięcia remontowego,
2) remontu budynku mieszkalnego jednorodzinnego.
Premię kompensacyjną przyznaje się łącznie z premią remontową,
z wyłączeniem remontu budynku mieszkalnego jednorodzinnego.
Wysokość premii kompensacyjnej określa załącznik do ustawy.
27
2. Jakość energetyczna budynku
Jakość energetyczna budynku:
– zespół tych jego właściwości, od których zależy wielkość
rocznego zapotrzebowania energii niezbędnej do jego użytkowania;
określana poprzez:
- izolacyjność cieplną budynku,
- system ogrzewania i wentylacji,
- system zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową;
wpływa na koszty eksploatacji budynku.
Dążenie do niskiego zużycia energii –
podstawowy obowiązek właściciela, zarządcy lub użytkownika budynku.
28
2. Jakość energetyczna budynku (d.c.)
Ocena jakości dokonywana jest w:
-
projektach budowlanych budynków,
świadectwach charakterystyki energetycznej budynków,
audytach termomodernizacyjnych i remontowych.
29
3. Charakterystyka energetyczna budynku
Ustawa z dn. 19 września 2007 r. o zmianie ust. Prawo budowlane (1.01.2009)
ze zm. z dn. 27 sierpnia 2009 r.
Charakterystyka energetyczna
- określa wielkość energii wyrażonej w kWh/m2/rok
niezbędnej do zaspokojenia różnych potrzeb
związanych z użytkowaniem budynku,
- wskazuje możliwe do realizacji roboty budowlane, mogące poprawić
pod względem opłacalności ich charakterystykę energetyczną
30
4. Świadectwo charakterystyki energetycznej
Świadectwo charakterystyki energetycznej sporządza się w przypadku umów,
na podstawie których następuje:
1) przeniesienie własności:
a) budynku,
b) lokalu mieszkalnego, z wyjątkiem przeniesienia własności lokalu
na podstawie umowy zawartej między osobą,
której przysługuje spółdzielcze prawo do lokalu, a sp-nią mieszkaniową,
lub
c) będącej nieruchomością części budynku stanowiącej
samodzielną całość techniczno-użytkową, albo
2) zbycie spółdzielczego własnościowego prawa do lokalu
- zbywca przekazuje nabywcy odpowiednie świad. charakt. energetycznej;
3) powstanie stosunku najmu budynku, lokalu mieszkalnego lub części
budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową –
- wynajmujący udostępnia najemcy odpowiednie świadectwo charakt. energet.
31
4. Świadectwo charakterystyki energetycznej (d.c.)
Świadectwo charakt. energetycznej dla budynków oddawanych do użytku
jest dokumentem wymaganym dla uzyskania pozwolenia na użytkowanie.
Okres ważności świadectwa - 10 lat.
Nowe świadectwo należy sporządzić, jeżeli upłynął termin jego ważności
lub, gdy w wyniku przebudowy lub remontu
uległa zmianie jego charakterystyka energetyczna
(np. w przypadku termomodernizacji budynku).
Obowiązek sporządzania świadectw dotyczy budynków i lokali mieszkalnych
wprowadzanych na rynek do obrotu pierwotnego i wtórnego.
Obowiązek sporządzania świadectw nie dotyczy budynków,
których się nie sprzedaje, nie wynajmuje nowym najemcom
ani nie modernizuje.
32
4. Świadectwo charakterystyki energetycznej (d.c.)
Zwolnienia z obowiązku posiadania świadectw dla budynków:
1) podlegających ochronie na podstawie przepisów
o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami,
2) używanych jako miejsca kultu i działalności religijnej,
3) przeznaczonych do użytkowania w ciągu nie dłuższym niż 2 lata,
4) niemieszkalnych służących gospodarce rolnej,
5) przemysłowych i gospodarczych
o zapotrzebowaniu energii nie większym niż 50 kWh/m2/rok,
6) mieszkalnych przeznaczonych do użytkowania
nie dłużej niż 4 miesiące w roku,
7) wolnostojących o powierzchni użytkowej poniżej 50 m2.
33
4. Świadectwo charakterystyki energetycznej (d.c.)
Świadectwo charakterystyki energetycznej dokument wydany przez uprawnionego specjalistę,
- określający wielkość zapotrzebowania energii niezbędnej
do zaspokojenia potrzeb związanych z użytkowaniem budynku lub lokalu,
czyli energii na potrzeby ogrzewania, ciepłej wody, wentylacji i klimatyzacji.
W świadectwie
- ocenia się wielkość zapotrzebowania na energię
wynikającego z przeznaczenia i standardu budynków
oraz jego systemów instalacyjnych
na podstawie jego stałych obiektywnych cech,
a nie na podstawie pomiaru użycia energii,
które może się zmieniać
w zależności od sposobu użytkowania i zwyczajów użytkowników.
34
4. Świadectwo charakterystyki energetycznej (d.c.)
Świadectwo zawiera:
- podstawowe dane dotyczące budynku,
- wielkość energii niezbędnej na potrzeby:
ogrzewania, ciepłej wody, wentylacji i klimatyzacji,
- w przypadku budynków niemieszkalnych - energii na potrzeby oświetlenia,
- wskaźniki porównawcze,
- wytyczne i wskazania możliwych usprawnień
dla obniżenia zapotrzebowania energii.
Wprowadzenie świadectw powinno:
- zachęcić do projektowania i budowy budynków energooszczędnych,
- zachęcić do poprawy cech energetycznych budynków istniejących,
- być elementem w konkurencji rynkowej przy wynajmie i sprzedaży budynków.
35
4. Świadectwo charakterystyki energetycznej (d.c.)
Świadectwa charakterystyki energetycznej budynków i lokali:
- nowe źródło oceny jakości użytkowej i wartości rynkowej
budynku lub lokalu,
- obiektywna ocena cech energetycznych budynków
lub wyodrębnionych części i lokali mieszkalnych,
- pełna świadomość jakości energetycznej budynków i lokali
dla właścicieli, nabywców i najemców,
- motywacja do projektowania i budowy budynków energooszczędnych,
- motywacja do termomodernizacji budynków istniejących,
- rynkowe narzędzie stymulowania oszczędności energii
w budynkach i lokalach mieszkalnych.
36
5. Warunki techniczne stawiane budynkom
Rozporządzenie Min. Infrastruktury z dn. 6 listopada 2008 r.
zmien. rozp. dot. warunków technicznych stawianym budynkom…
Maksymalne wartości rocznego wskaźnika obliczeniowego zapotrzebowania
na nieodnawialną energię pierwotną w budynkach mieszkalnych
do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej
w zależności od współczynnika kształtu budynku A/Ve
a) dla A/Ve ≤ 0,2:
EPH+W = 73 + Δ EP;
kWh/(m2 rok)
b) dla 0,2 ≤ A/Ve ≤ 1,05:
EPH+W = 55 + 90 · (A/Ve) + Δ EP;
c) dla A/Ve ≥ 1,05:
EPH+W = 149,5 + Δ EP;
Δ EP = Δ EPW - dodatek na jednostkowe zapotrzeb. na nieodnawialną energię pierw.
do przygotowania c.w.u. w ciągu roku,
Δ EPW = 7800/(300 + 0,1 · Af);
A – jest sumą pól powierzchni wszystkich przegród budynku, oddzielających część ogrzewaną budynku od
powietrza zewnętrznego, gruntu i przyległych pomieszczeń nieogrzewanych, liczoną po obrysie zewnętrznym,
Ve – jest kubaturą ogrzewanej części budynku, pomniejszoną o podcienia, balkony, loggie, galerie itp.,
liczoną po obrysie zewnętrznym,
37
Af – powierzchnia użytkowa ogrzewana budynku (lokalu);
6. Konwersja energii
Trzy poziomy:
- energia
pierwotna
- energia końcowa
- energia użytkowa
38
7. Potrzeby energetyczne budynków
Rozporządzenie Min. Infrastruktury z dn. 6 listopada 2008 r.
w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej…
Wskaźniki [kWh/(m2 rok)]:
EK - roczne zapotrzebowanie energii końcowej na jednostkę powierzchni
pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku,
EP - roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną
na jednostkę powierzchni pomieszczeń
o regulowanej temperaturze powietrza w budynku
EP = QP / Af
EK = (QK,H + QK,W) / Af
39
7.1. Zapotrzebowanie budynku na energię
Roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną
QPH = wH · QKH
QP = QP,H + QP,W
+ wel · Eel,pom,H
wartości współcz. nakładu energii wg zał.tab.
QP,W = wW · QK,W + wel · Eel,pom,W
Roczne zapotrzebowanie na energię końcową
QK,H = QH,gn / ηH,tot
QK,W = QW,nd / ηW,tot
ηH,tot
ηW,tot
= ηH,g ∙ ηH,s ∙ ηH,d ∙ ηH,e
= ηW,g ∙ ηW,s ∙ ηW,d ∙ ηW,e
Roczne zapotrzebowanie na energię użytkową (ciepło użytkowe)
-na pokrycie strat ciepła budynku z uwzględnieniem (części) zysków ciepła
40
L.p.
Nośnik energii końcowej
Współczynnik nakładu
wi
1.
2
3
Olej opałowy
1,1
Gaz ziemny
1,1
3.
Gaz płynny
1,1
4.
Węgiel kamienny
1,1
5.
Węgiel brunatny
1,1
6.
Biomasa
0,2
7.
Kolektor słoneczny
termiczny
0,0
Węgiel kamienny,
gaz ziemny3)
0,8
Energia odnawialna
(biogaz, biomasa)
0,15
Ciepło
z ciepłowni węglowej
1,3
11.
Ciepło z ciepłowni gazowej/olejowej
1,2
12.
Ciepło z ciepłowni
na biomasę
0,2
Produkcja mieszana2)
3,0
Systemy PV4)
0,70
1.
2.
8.
Paliwo/
źródło energii
Ciepło
z kogeneracji1)
9.
10.
13.
14.
1)
2)
3)
4)
Systemy ciepłownicze lokalne
Energia
elektryczna
skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła,
dotyczy zasilania z sieci elektroenergetycznej systemowej,
w przypadku braku informacji o parametrach ciepło sieciowego
z elektrociepłowni (kogeneracja) przyjmuje się wH = 1,2,
ogniwa fotowoltaiczne
41
7.1. Zapotrzebowanie budynku na energię
System grzewczy budynku - konwersja energii końcowej
na energię użytkową
średnia sezonowa sprawność całkowita
-
ηH,tot= ηH,g ∙ ηH,s ∙ ηH,d ∙ ηH,e
sprawność regulacji i wykorzystania ciepła
sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepła
sprawność układu akumulacji ciepła
sprawność wytwarzania ciepła:
kotły, piece, węzły, podgrzewacze
kotły kondensacyjne
pompy ciepła
0,50
0,91
2,50
0,80 ≤ ηH,e ≤ 0,98
0,87 ≤ ηH,d ≤ 1,00
0,91 ≤ ηH,s ≤ 0,99
≤
≤
≤
ηH,g
ηH,g
ε
≤ 1,00
≤ 1,02
≤ 3,80
42
7.1. Zapotrzebowanie budynku na energię
System przygotowania ciepłej wody użytkowej - konwersja energii koń cowej na energię użytkową
średnia sezonowa sprawność całkowita
-
ηW,tot= ηW,g ∙ ηW,s ∙ ηW,d ∙ ηW,e
sprawność regulacji i wykorzystania ciepła
sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepła
sprawność układu akumulacji ciepła
sprawność wytwarzania ciepła:
kotły, piece, węzły, podgrzewacze
kotły kondensacyjne
pompy ciepła
0,50
0,91
2,50
0,80 ≤ ηWe ≤ 0,98
0,87 ≤ ηW,d ≤ 1,00
0,91 ≤ ηW,s ≤ 0,99
≤
≤
≤
ηW,g ≤ 1,00
ηWg ≤ 1,02
ε
≤ 3,80
43
7.2. Straty ciepła
44
7.2. Straty ciepła
Dla każdej strefy budynku oraz dla każdego miesiąca
całk. straty ciepła - suma str. przez przenikanie i str. wentylacyjnej
Qh,ht = Qtr + Qve
kWh/m-c
Qtr = Htr ∙ (θint,H – θe) ∙ tM ∙ 10-3
Qve = Hve ∙ (θint,H – θe) ∙ tM ∙ 10-3
H - współczynnik straty mocy cieplnej
(odpowiednio przez przenikanie i na wentylację )
θint,H – θe - różnica temperatury
między temperaturą wewnętrzną dla okresu ogrzewania
a średnią temperaturą powietrza zewnętrznego
w rozpatrywanym m-cu
45
tM - ilość godzin w miesiącu.
7.3. Zyski ciepła
46
7.3. Zyski ciepła
- od nasłonecznienia
przez okna w przegrodach pionowych i połaciach dachowych
Qs1,s2 = Σi Ci ∙ Ai ∙ Ii ∙ g ∙ kα ∙ Z
kWh/m-c
Ci – udział pola pow. płaszczyzny oszklonej do całkowitego pola pow. okna
Ai – pole powierzchni okna lub drzwi balkonowych w świetle otworu
Ii – wartość energii promieniowania słonecznego w rozpatrywanym m-cu
na płaszczyznę pionową
g – współczynnik przepuszczalności energii prom. słon. przez oszklenie
kα – współczynnik korekcyjny wartości I ze względu na nachylenie
Z – współczynnik zacienienia budynku ze względu na jego usytuowanie
- wewnętrzne
Qint = qint ∙ Af ∙ tM
kWh/m-c
qint - obciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymi
Af - powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze
tM - ilość godzin w miesiącu
(d.jedn. 2,5-3,5 W/m2)
(d. wiel.3,2-6,0 W/m2)
47
7.4. Energia użytkowa
Energia użytkowa - łączny nakład energii na:
- ogrzewanie
QH,nd = QH,ht – ηH,gn ∙ QH,gn
- przygot. c.w.u.
QW,nd = Vcw ∙ Li ∙cw ∙ ρw ∙ (θcw - θo) ∙ kt ∙ tuz
- chłodzenie
QC,nd = QC,gn – ηC,ls ∙ QC,ht
Energia użytkowa nie obejmuje sprawności systemu
48
7.4. Energia użytkowa
49
7.5. Energia końcowa
50
7.5. Energia końcowa
Energia końcowa - łączny nakład energii na:
- ogrzewanie
QK,H
- przygot. c.w.u.
QK,W
- chłodzenie
QK,C
- oświetlenie
QK,L
- urządz. pomocnicze
Eel,pom
QK = QK,H + QK,W + QK,C + QK,L + Eel,pom
Energia końcowa
uwzględnia sprawności systemów zaopatrzenia budynku w energię
51
7.5. Energia końcowa
Konwersja energii końcowej na energię użytkową
QK,H = QH,nd / ηH,tot
QK,W = QW,nd / ηW,tot
QK,C = QC,nd / ηC,tot
ηH,tot
= ηH,g ∙ ηH,s ∙ ηH,d ∙ ηH,e
ηW,tot
= ηW,g ∙ ηW,s ∙ ηW,d ∙ ηW,e
ηC,tot
= ESEER ∙ ηC,s ∙ ηC,d ∙ ηC,e
EK,L = EL,j ∙ Af
52
7.6. Energia pierwotna
53
7.6. Energia pierwotna
Energia pierwotna - łączny nakład energii na:
- ogrzewanie
QP,H
= wH · QK,H + wel · Eel,pom,H
- przygot. c.w.u.
QP,W
= wW · QK,W + wel · Eel,pom,W
- chłodzenie
QP,C
= wC · QK,C + wel · Eel,pom,C
- oświetlenie
QP,L
= wel · EK,L + wel · Eel,pom,L
QP = QP,H + QP,W + QP,C + QP,L
Energię pierwotną odnosi się do zasobów paliw kopalnych
54
8. Opis budynku
Hipotetyczny budynek –
lokalizacja w I strefie klimatycznej (- 16 oC)
powierzchnia ogrzewana
200 m2
kubatura ogrzewana
600 m3
pow. przegród zewnętrznych
500 m2
współczynnik kształtu budynku 0,833 m-1
graniczne zapotrzebowanie energii na ogrzewanie (wg WT):
EPgran = 130 kWh/(m2 rok),
En Pgran = 26,0 kWh/rok
Współczynnik przenikania ciepła budynku
Ubud = 0,30 W/(m2 K)
Krotność wymian powietrza
n = 0,75 h-1
Moc cieplna na ogrzewanie
10,8 kW
(54 W/m2)
Roczne zapotrzebowanie energii użytkowej
En. U. = 18,2 MWh
Sprawność regulacji i wykorzystania ciepła, dystrybucji i akumulacji 0,84
Sprawność wytwarzania ciepła – zależna od zastosowanego źródła
55
8.1. Przegląd potencjalnych źródeł ciepła
Jako konwencjonalne i alternatywne źródła ciepła rozpatrzono:
sprawność źródła / sprawność systemu
1) Kotły na paliwo:
- gazowe/płynne z otwartą komorą spalania
- gazowe/płynne z zamkniętą komorą spalania
- węglowe (ster. automatycznie)
- węglowe (ster. ręcznie)
- drewno
- gazowe – kondensacyjne
2) Węzły ciepła (bez obudowy) współpracujące z :
- lokalna ciepłownia węglowa
- lokalna ciepłownia gazowa/olejowa
- lokalna ciepłownia na biomasę
- elektrociepłownia na węgiel/gaz
- elektrociepłownia na biomasę/biogaz
3) Pompy ciepła typu:
- woda – woda
- glikol – woda
- powietrze – woda
0,86 / 0,72
0,89 / 0,75
0,82 / 0,69
0,70 / 0,59
0,72 / 0,61
0,94 / 0,79
0,91 / 0,77
3,50 / 2,95
3,30 / 2,78
2,50 / 2,11
56
Źródło
ciepła/paliwo
Lp.
Sprawność
źród-ła
systemu
[-]
Zapotrz.
energii
końcowej
Wskaźnik
nakładu
energii
pierwotnej
Zapotrz.
energii
pierwotnej
Wskaźnik
zapotrz. energii
pierwotnej
MWh
[-]
MWh
kWh/(m2 a)
1.
Kotły:
1.1.
gazowe/płynne
(otw. k. s.)
0,86
0,72
25,3
1,1
27,8
139,0
1.2.
gazowe/płynne
(zamkn. k. s.)
0,89
0,75
24,3
1,1
26,7
133,5
1.3.
węgiel kamien.
(st. autom.)
0,82
0,69
26,4
1,1
29,0
145,1
1.4.
węgiel kamien.
(st. ręcznie)
0,70
0,59
30,8
1,1
33,9
169,7
1.5.
drewno
0,72
0,61
29,8
0,2
5,97
29,8
1.6.
gaz.-kondenacyjne.
0,94
0,79
23,0
1,1
25,3
126,7
2.
Węzły cieplne kompaktowe -
2.1.
bez obudowy
1,3
30,7
153,4
28,3
141,5
4,72
23,6
29,5
147,5
lokalna ciepłownia węglowa
0,91
0,77
23,6
lokalna ciepłownia gazowa/olejowa
2.2.
bez obudowy
0,91
0,77
23,6
1,2
lokalna ciepłownia na biomasę
2.3.
bez obudowy
0,91
0,77
23,6
0,2
elektrociepłownia na węgiel lub gaz
2.4
bez obudowy
0,91
0,77
23,6
0,8
elektrociepłownia na biomasę lub biogaz
2.5.
bez obudowy
3.
Pompy ciepła
3.1
woda/woda
3.2
3.3
0,91
0,77
23,6
0,15
3,54
17,7
3,5
2,95
6,17
3,0
18,5
92,5
glikol/woda
3,3
2,78
6,55
3,0
19,6
98,0
powietrze/woda
2,5
2,11
8,63
3,0
25,9
129,4
SPF
57
8.2. Zapotrzebowanie energii na ogrzewanie [MWh]
En Pgr = 26,0 MWh
En U = 18,2 MWh
35
30
Kotły na:
1) gaz/płyn (o.k.s.)
2) gaz/płyn (z.k.s.)
3) węgiel kam.
(st.aut.)
4) węgiel k. (st.r.)
5) drewno
6) gaz - kondens.
25
20
En U
En K
En P
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
58
8.2. Zapotrzebowanie energii na ogrzewanie [MWh]
En Pgr =26,0 MWh
35
30
Węzły cieplne (b. obud.)
zasilane przez:
1) lok. ciepł. węglowa
2) lok. ciepł. gaz/olej
3) lok. ciepł.-biomasa
4) ec. - węgiel/gaz
5) ec. - biomasa/biog.
25
20
En U
En K
En P
15
10
5
0
1
2
3
4
5
59
8.2. Zapotrzebowanie energii na ogrzewanie [MWh]
30
En Pgr =26,0 MWh
25
20
Pompy ciepła:
1) woda – woda
2) glikol – woda
3) powietrze - woda
En U
En K
En P
15
10
5
0
1
2
3
60
9. Podsumowanie
Dokonano przeglądu dokumentów prawnych (unijnych i krajowych)
wymuszających określony poziom energooszczędności dla budynków
Opisano obowiązujący sposób oceny energetycznej budynków
Wybrano hipotetyczny budynek i dokonano przeglądu różnych źródeł ciepła
możliwych do zastosowania przy jego ogrzewaniu
Obliczono nakład energii użytkowej, końcowej i pierwotnej
na ogrzewanie budynku przy stosowaniu różnych źródeł ciepła
Wykazano, że zastosowanie alternatywnych paliw (biomasa, biogaz) lub/i kogeneracji
– istotnie wpływa na obniżenie zapotrzebowania na energię pierwotną
61
Dziękuję za uwagę
Piotr Kubski
[email protected]
62
63