przy zmiennym zawilgoceniu ścian z ceramiki, betonu komórkowego
advertisement
PORADNIK CERAMIKA Zużycie ciepła w domach przy zmiennym zawilgoceniu ścian z ceramiki, betonu komórkowego i silikatów mgr inż. Włodzimierz Babik 1. Wstęp Dotychczasowe badania zmierzały zwykle do określenia izolacyjności cieplnej ścian w zależności od ich budowy i rodzaju zastosowanych materiałów. Ale przepisy budowlane nie ograniczają wymagań jedynie do izolacyjności cieplnej przegród, formują także wymagania w zakresie zapotrzebowania na energię pierwotną nowych i modernizowanych domów, w tym energię cieplną do ogrzewania. Mając powyższe na uwadze, a także fakt, ze wilgotność wyrobów budowlanych wpływa na ich izolacyjność cieplną oraz na zużycie energii cieplnej do ogrzewania domów, Związek Pracodawców Ceramiki Budowlanej zlecił wykonanie odpowiedniej pracy badawczej Narodowej Agencji Poszanowania Energii S.A. NAPE w Warszawie. Wykonana praca nosi tytuł: „Analiza zużycia ciepła przy zmiennym zawilgoceniu konstrukcyjnych części pionowych przegród budowlanych” – Warszawa 2015 r. Analizą objęto ściany z zastosowaniem betonu komórkowego, ceramiki budowlanej i silikatów. Zgodnie ze zleceniem przyjęto, że rodzaje ścian i odpowiadające im wartości współczynników przenikania ciepła, a także okres analizy będą takie, jakie określono w opracowaniu ITB pt.: „Praca badawcza dotycząca cieplno wilgotnościowych właściwości użytkowych murów wykonanych z pustaków ceramicznych, bloczków silikatowych i betonu komórkowego” wykonana na zlecenie ZPCB. W opracowaniu NAPE, wszystkie wymagane wielkości i wartości współczynników oraz metody badań i obliczeń przyjęto zgodnie z: CeramikaBudowlana • 3-4/2015 • Rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2013 poz. 926 (WT 2014)), • Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 18 marca 2015 r. w sprawie wyznaczenia charakterystyki energetycznej budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz. U. 2015 poz. 376, oraz aktualnymi normami PN-EN i PN-EN ISO). W mniejszej informacji zaprezentowana będzie wymieniona praca NAPE niemal w całości. Pominięto treści dotyczące ścian, które nie są przewidziane do stosowania jako ściany zewnętrzne. Niewielkie skróty i wtrącenia własne wyróżniono drukiem takim jaki przyjęto w niniejszym rozdziale. Tytuły rozdziałów (poczynając od następnego) oraz numeracje rozdziałów, tablice i rysunków pozostawiono bez zmian. 2. Zakres opracowania Celem opracowania było, wskazanie wpływu zawartości wilgoci w różnych materiałach konstrukcyjnych pionowych przegród budowlanych na zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania budynku jednorodzinnego, a tym samym na koszty jego eksploatacji. W opracowaniu: • opisano model budynku, jaki przyjęto do dalszych analiz, » 13 Analiza zużycia ciepła przy zmiennym zawilgoceniu konstrukcyjnych części pionowych przegr Analiza zużycia ciepła przy zmiennym zawilgoceniu konstrukcyjnych części pionowych przegró PORADNIK CERAMIKA • określono roczne zużycie ciepła do ogrzewania przy zmiennym zawilgoceniu ścian, • określono ilość energii potrzebnej do zmniejszenia zawilgocenia ścian, • określono wskaźnik rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną, • określono koszty ogrzewania budynku, • określono ilości wilgoci usuwanej w sezonie grzewczym w ciągu pięciu lat eksploatacji, • podsumowano wyniki analiz i podano wnioski. W trakcie ww. analiz sprawdzono, na ile realne są aktualne wymagania w domach konwencjonalnych, dotyczące maksymalnego zapotrzebowania na energię pierwotną. 3. Model budynku Rysunek 1. Widok na elewację frontową budynku Rysunek 1. Widok na elewację frontową budynku Rysunek 1. Widok na elewację frontową budynku Do analiz wykorzystano przykładowy budynek jednorodzinny z poddaszem użytkowym, o łącznej powierzchni użytkowej 130,51 m 2 . Zestawienie pomieszczeń w budynku zestawiono w tabeli 1. Rysunek 2. Widok na elewację tylną budynku Rysunek 2. Widok na elewację tylną budynku Pozostałe istotne parametry budynku: Rysunek 2. Widok na elewację tylną budynku • system wentylacji naturalnej, Do obliczeń energetycznych przyjęto następujące współczynniki prze • szczelność powietrza budynku – n 50 = 3,0 l/h Do obliczeń przyjęto następujące współczynniki prze przegród oraz inneenergetycznych parametry mające wpływ na zapotrzebowanie budynku • lokalizacja budynku – Warszawa. przegród oraz inne parametry mające wpływ na zapotrzebowanie budynku ogrzewania: ogrzewania: Przyjęto, że źródłem ciepła w budynku będzie kogazowy, dostarczający ciepło na potrzeby ogrze- ściany zewnętrzne: cioł w zależności od wariantu przegrody, wania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. - ściany zewnętrzne: w zależności od wariantu przegrody, 2 Do obliczeń zapotrzebowania na energię końcową - dach: 0,2 W/m K, Tabela 1. Charakterystyka pomieszczeń w analizowanym 2 na potrzeby ogrzewania uwzględniono następujące budynku. - dach: 0,2 W/m K, 2 sprawności instalacji: - okna: 1,3 W/m K, Wizualizacja budynku przedstawiona została na 2K, • sprawności wytwarzania ciepła: 91%, - okna: 1,3 W/m rysunkach 1 i 2 sprawności - podłoga na gruncie:• 0,3 W/m2K, przesyłu i dystrybucji: 96%, • sprawności - podłoga na gruncie: 0,3 W/m2K, układu akumulacji: 100%, Do obliczeń energetycznych przyjęto następujące • sprawności regulacji: 88%. - strop nad poddaszem: 0,2 W/m2K, współczynniki przenikania ciepła przegród oraz inne 2 - strop nad poddaszem: 0,2 W/m K, parametry mające wpływ na zapotrzebowanie budyn2 Analiza zapotrzebowania na - okno dachowe: 1,5 4. W/m K, ku na energię do ogrzewania: 2 ciepło do ogrzewania i kosztów K, okno dachowe: 1,5 W/m • ściany zewnętrzne: w zależności od wariantu prze2 - drzwi zewnętrzne: 1,7 W/m K. paliwa grody, 2 K. drzwi zewnętrzne: 1,7 W/m 2 • dach: 0,2 W/m K, • okna: 1,3 W/m 2 K, • podłoga na gruncie: 0,3 W/m 2 K, • strop nad poddaszem: 0,2 W/m 2 K, • okno dachowe: 1,5 W/m 2 K, • drzwi zewnętrzne: 1,7 W/m 2 K, 14 W celu przeanalizowania wpływu zawilgocenia pionowej przegrody budowlanej na zapotrzebowanie 5 na ciepło do ogrzewania oraz 5 koszty ogrzewania, wykonano obliczenia energetyczne ośmiu (tu załączamy » CeramikaBudowlana • 3-4/2015 PORADNIK CERAMIKA Tabela 5. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła poszczególnych warstw przegrody z betonu komórkowego ocieplonej styropianem oraz wartości współczynnika przenikania ciepła przegrody podczas pięcioletniego okresu eksploatacji. Tabela 6. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła poszczególnych warstw przegrody z pustaków ceramicznych ocieplonej styropianem oraz wartości współczynnika przenikania ciepła przegrody podczas pięcioletniego okresu eksploatacji. Tabela 7. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła poszczególnych warstw przegrody z bloczków silikatowych ocieplonej styropianem oraz wartości współczynnika przenikania ciepła przegrody podczas pięcioletniego okresu eksploatacji. Tabela 8. Wartość współczynnika przewodzenia ciepła poszczególnych warstw przegrody z betonu komórkowego bez ocieplenia spełniającej wymagania WT2014 oraz wartości współczynnika przenikania ciepła przegrody podczas pięcioletniego okresu eksploatacji. Tabela 9. Wartość współczynnika ciepła poszczególnych warstw przegrody z pustaków ceramicznych bez ocieplenia spełniającej wymagania WT2014 oraz wartości współczynnika przenikania ciepła przegrody podczas pięcioletniego okresu eksploatacji. CeramikaBudowlana • 3-4/2015 pięć) wariantów budynku jednorodzinnego, przy zmieniającej się konstrukcji ścian zewnętrznych i wewnętrznych. W pierwszej kolejności wyznaczono współczynnik przenikania ciepła ściany zewnętrznej dla każdego z analizowanych wariantów. Następnie wyznaczono zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania oraz usunięcia początkowej wilgoci zawartej w materiale. Ostatecznie określono koszty związane z ogrzewaniem budynku i dostarczaną energią potrzebną do zmniejszania zawartości wilgoci w przyrodzie do stanu stabilizacji, przy złożeniu systemu grzewczego z kotłem gazowym. 4.1. Określenie rocznego zużycia ciepła do ogrzewania przy zmiennym zawilgoceniu części konstrukcyjnej pionowej przegrody budowlanej. Wykorzystując dane dotyczące wartości współczynnika przewodzenia ciepła w kolejnych sześciu rocznych okresach przy różnej wilgotności przegród zawartych w opracowaniu ITB, obliczono średnie wartości współczynnika przewodzenia ciepła poszczególnych materiałów budowlanych w kolejnych latach. Otrzymane wartości wykorzystano do obliczenia współczynnika przenikania ciepła przegród zewnętrznych. Ocenie poddano ściany wielowarstwowe ocieplone taką samą warstwą materiału termoizolacyjnego oraz ściany jednowarstwowe bez ocieplenia, spełniające wymagania WT2014. Dla tych ostatnich ścian obliczono wartości współczynnika przewodzenia ciepła przy grubości przegrody przyjętej do obliczeń z betonu komórkowego 0,49 m, a z pustaków ceramicznych 0,44 m. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabelach 5-9. Wykorzystując otrzymane war tości współczynnika przenikania ciepła przegród zewnętrznych w kolejnych latach, przeprowadzono obliczenia zapotrzebowania na energię końcową na potrzeby ogrzewania w analizowanym budynku. W tabeli 11 przedstawiono wyniki przy zastosowaniu przegród ocieplonych piętnastocentymetrową warstwą styropianu, a w tabeli 12 dla budynku o przegrodach nieocieplonych. Wykresy 2-3 przedstawiają graficzną wizualizację wyników. Zaizolowanie przegród piętnastocentymetrową warstwą styropianu powoduje, że różnice w wielkości zapotrzebowania na energię końcową na potrzeby ogrzewania budynku pomiędzy poszczególnymi warian- » 15 PORADNIK CERAMIKA Tabela 11. Zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania dla budynku o przegrodach ocieplonych, piętnastocentymetrową warstwą styropianu Tabela 12. Zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania dla budynku o przegrodach nieocieplonych, spełniających wymagania WT2014. końcową wynosi 4,2%, dla pustaków ceramicznych i bloczków silikatowych spadki nie przekraczają wartości 1%. Zaprojektowanie przegród zewnętrznych nieocieplonych, o grubości warstwy konstrukcyjnej pozwalającej spełnić wymagania WT2014, powoduje wzrost wpływu zawilgocenia przegród na wartość zapotrzebowania na energię końcową budynku. W przypadku wariantu ze ścianami zewnętrznymi (przyjętej do obliczeń) o grubości betonu komórkowego 0,48 m, można zaobserwować, po wyschnięciu przegród, spadek rocznego zapotrzebowania na energię końcową budynku o 16,9%. Dla budynku z przegrodami z pustaków ceramicznych o grubości 0,44 m, spadek ten wynosi 3,3%. Oznacza to, że zapotrzebowanie na energię w pierwszym okresie eksploatacji w budynku z przegrodami z betonu komórkowego jest znacznie większe, niż w takim samym budynku ze ścianami z pustaków ceramicznych. 4.2. Określenie ilości energii potrzebnej do zmniejszenia zawilgocenia części konstrukcyjnej pionowej przegrody budowlanej. Wykres 2. Zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania dla budynku o przegrodach ocieplonych piętnastocentymetrową warstwą styropianu. Wykres 3. Zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania dla budynku o przegrodach nieocieplonych. tami z przegrodami z różnych materiałów są bardzo niewielkie. Dodatkowo ocieplenie przegród skutkuje mniejszym wpływem zawilgocenia na zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania budynku. Dla budynku z przegrodami z betonu komórkowego, spadek rocznego zapotrzebowania na energię 16 W celu obliczenia ilości energii niezbędnej do osuszenia przegród, określono ilość wilgoci usuwanej z przegród w ciągu pięciu lat eksploatacji budynku. W obliczeniach wykorzystano dane dotyczące początkowej i końcowej zawartości wilgoci w poszczególnych rodzajach materiałów przegród, zawarte w opracowaniu ITB. Obliczenia przeprowadzono dla wszystkich war iantów budynku. W analizie uwzględniono zarówno pionowe przegrody zewnętrzne budynku jak również pionowe przegrody wewnętrzne. Założono, iż warstwy konstrukcyjne przegród wewnętrznych w każdym wariancie zbudowane są z tego samego materiału, co warstwy konstrukcyjne przegród zewnętrznych. Dla ścian wewnętrznych budynku założono 12 cm warstwę konstrukcyjną wraz z dwoma warstwami tynku cementowo-wapiennego o grubości 1,5 cm. Pozostałe grubości przegród przyjęto zgodnie z wcześniejszymi założeniami przedstawionymi w punkcie 4.1. Obliczone objętości ścian zewnętrznych i wewnętrznych o grubościach wystę pujących w opracowaniu przedstawiono w tabeli 13. Konieczną do usunięcia wilgoć obliczono oddzielnie dla przegród zewnętrznych oraz przegród wewnętrznych, przy założeniu » CeramikaBudowlana • 3-4/2015 PORADNIK CERAMIKA Tabela 15. Masa wilgoci do usunięcia dla wariantu budynku z przegrodami ocieplonymi. Tabela 13. Objętości ścian zewnętrznych i wewnętrznych dla wariantów występujących w opracowaniu. jednakowego procesu stabilizacji zawartości wilgoci w materiale. Wyniki obliczeń dla poszczególnych wariantów zostały przedstawione w tabelach 15-16. Największą ilością wilgoci do usunięcia charakteryzują się przegrody z betonu komórkowego. Wynika to z wysokiej początkowej zawartości wilgoci, która w czasie eksploatacji zmniejsza się (w przypadku przegród ocieplonych ponad 16-krotnie, a w przypadku przegród nieocieplonych prawie 28-krotnie). Najmniejszy potencjał do wysychania mają przegrody z pustaków ceramicznych. Charakteryzują się one niską początkową zawartością wilgoci, która tylko w małym stopniu zmniejsza się w okresie eksploatacji. Można zauważyć również, że przegrody ocieplone charakteryzują się większą ilością wilgoci do usunięcia, niż Tabela 16. Masa wilgoci do usunięcia dla wariantu budynku z przegrodami nieocieplonymi. przegrody nieocieplone wykonane z tych samych materiałów. Największą ilością wilgoci do usunięcia charakteryzuje się przegroda z betonu komórkowego bez ociepleń o (przyjętej do obliczeń) grubości 0,48 m, co wynika z opisanych wcześniej cech materiału oraz jego grubości. Na wykresach 5-6 przedstawiono graficzną wizualizację wyników. W każdym wariancie ścian większą ilość wilgoci do usunięcia zawierają przegrody zewnętrzne budynku niż wewnętrzne. Wynika to z ich objętości. W zależności od rodzaju ściany i materiału, wilgoć ze ścian zewnętrznych wynosi od 60% do blisko 80% całkowitej wilgoci do usunięcia. Największą ilością wody do usunięcia zawierają: ściany ocieplone z betonu komórkowego, blisko 11 tys. kg, nieocieplone ca 17 tys., a najniższą z ceramiki bo 0,7 tys. i odpowiednio 0,5 tys. kg. Na podstawie ilości wilgoci do usunięcia każdego wariantu budynku, obliczono jaką ilości energii należy dostarczyć w pięcioletnim okresie eksploatacji przy założeniu jej odparowania. W tym celu wykorzystano wartość ciepła parowania wody w temperaturze 20 oC, która wynosi 2 451,3 kJ/kgH 2O. Wyniki przedstawiono w tabelach 18-19. Tabela 18. Ilość energii potrzebna do odparowania wilgoci z przegród pionowych dla wariantu budynku z przegrodami ocieplonymi. Wykres 5. Masa wilgoci do usunięcia z przegród pionowych budynku dla wariantu z przegrodami ocieplonymi Tabela19. Ilość energii potrzebna do odparowania wilgoci z przegród pionowych dla wariantu budynku z przegrodami nieocieplonymi, spełniającymi wymagania WT2014. Wykres 6. Masa wilgoci do usunięcia z przegród pionowych budynku dla wariantu z przegrodami nieocieplonymi, spełniającymi wymagania WT2014 CeramikaBudowlana • 3-4/2015 Ilość energii niezbędnej do odparowania wilgoci w ciągu pięciu lat eksploatacji budynku, odpowiada bezpośrednio ilości wilgoci do usunięcia z poszczególnych typów przegród w każdym z wariantów. Najwięcej energii do odparowania wilgoci, należy doprowadzić w przypadku budynku z przegrodami z betonu komórkowego. Najmniej, dla budynku którego przegrody wykonane są z pustaków ceramicznych. » 17 PORADNIK CERAMIKA 4.3 Określenie wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną. Dla każdego wariantu budynku policzono wartości wskaźnika EP. W tym celu przyjęto następujące założenia dotyczące budynku: • ciepła woda użytkowa przygotowywana w kotle gazowym; przyjęto następujące sprawności: - sprawność wytwarzania ciepła: 85%, - sprawność przesyłu i dystrybucji: 80%, - sprawność układu akumulacji: 85%, • moce urządzeń pomocniczych w instalacjach centralnego ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej: - pompy obiegowe ogrzewania: 0,3 W/m2 - napęd pomp i regulacja kotła do ogrzewania: 0,5 W/m 2 - pompa ładująca zasobnik ciepłej wody użytkowej: 0,25 W/m 2 - napęd pomocniczy i regulacja kotła do podgrzewu ciepłej wody: 1,4 W/m 2 Tabela 21. Wskaźnik zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną wariantu budynku z przegrodami ocieplonymi. Tabela 22. Wskaźnik zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną wariantu budynku z przegrodami nieocieplonymi, spełniającymi wymagania WT2014. • budynek wyposażony instalację fotowoltaiczną na dachu o mocy 2,7 kW, zajmującą powierzchnie 16 m 2 , dostarczającą w ciągu roku 2 575 kWh energii elektrycznej. Sprawność instalacji centralnego ogrzewania podano w punkcie 3. Wykorzystując powyższe założenia, obliczono wskaźnik EP każdego z wariantów budynku. Wymagany wskaźnik EP budynku nowego jednorodzinnego według WT2014 to 120 kWh/m 2 rok. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli 21-22. Warianty budynku z przegrodami ocieplonymi oraz nieocieplonymi o grubości pozwalającej spełnić wymagania WT2014, po ustabilizowaniu się wilgotności przegród spełniają warunek maksymalnego wskaźnika EP. Dodatkowo uwzględniono koszty związane z dostarczeniem energii do odparowania wilgoci. W tabelach 27-28 przedstawiono sumę kosztów ogrzewania w ciągu pięciu lat eksploatacji oraz koszty odprowadzania wilgoci w poszczególnych wariantach. 4.4 Określenie kosztów ogrzewania budynku Znając wartości zapotrzebowania na energię końcową na potrzeby ogrzewania budynku w kolejnych latach eksploatacji, a także ilość energii potrzebnej do odparowania wilgoci w ciągu pięciu lat eksploatacji, policzono koszty eksploatacyjne związane z ogrzewaniem budynku i usunięciem wilgoci w kolejnych latach. Założono średnią cenę gazu ziemnego w wysokości 0,21 zł/kWh, zgodnie z danymi na temat średniej ceny gazu dla gospodarstw domowych w Polsce w 2014 roku, według Eurostatu. 18 Tabela 27. Koszty ogrzewania oraz koszty odprowadzenia wilgoci w ciągu pięciu lat eksploatacji dla wariantu budynku z przegrodami ocieplonymi warstwą styropianu. Tabela 28. Koszty ogrzewania oraz koszty odprowadzenia wilgoci w ciągu pięciu lat eksploatacji dla wariantu budynku z przegrodami nieocieplonymi, spełniającymi wymagania WT2014. » CeramikaBudowlana • 3-4/2015 PORADNIK CERAMIKA W wariantach budynku z przegrodami ocieplonymi zauważyć można, iż decydujący wpływ na koszty całkowite mają koszty usunięcia wilgoci z przegród. Budynek z betonu komórkowego z ociepleniem mimo, że charakteryzuje się najmniejszymi kosztami ogrzewania, sumarycznie jest droższy w eksploatacji od budynku, którego przegrody zbudowane są z pustaków ceramicznych. Jest to spowodowane wysokimi kosztami usunięcia wilgoci z przegród z betonu komórkowego. W przypadku budynków, w których przegrody wykonane są z betonu komórkowego i pustaków ceramicznych o grubości pozwalającej spełnić wymagania WT2014, większymi kosztami eksploatacyjnymi związanymi z ogrzewaniem budynku i usuwaniem wilgoci charakteryzuje się budynek z przegrodami z betonu komórkowego. Mają na to wpływ zarówno większa grubość przegrody jak i gorsze właściwości izolacyjne w pierwszym roku eksploatacji. 4.5 Określenie ilości wilgoci usuwanej w sezonie grzewczym w ciągu pięciu lat eksploatacji. Wykorzystując wykresy przebiegu wysychania poszczególnych rodzajów przegród zawarte w opracowaniu ITB określono, jaka ilość wilgoci usuwana jest z budynku w sezonach grzewczych w ciągu pięciu lat eksploatacji. Wyniki przedstawiono w tabelach 30-31. Tabela 30. Ilość wilgoci usuwana z przegród pionowych z sezonach grzewczych dla wariantu budynku z przegrodami ocieplonymi. Tabela 31. Ilość wilgoci usuwana z przegród pionowych w sezonach grzewczych dla wariantu budynku z przegrodami nieocieplonymi, spełniającymi wymagania WT2014. W przypadku budynków z przegrodami ocieplonymi z betonu komórkowego w okresie grzewczym usuwane jest 73% całkowitej przewidzianej do usunięcia w okresie pięciu lat wilgoci, a w budynkach z bloków silikatowych zaledwie 53%. Jedynie w budynkach z pustaków ceramicznych w sezonie grzewczym usuwane jest 97% wilgoci, tj. praktycznie całą przewidzianą do usunięcia wilgoć. W przypadku budynków z przegrodami nieocieplonymi, mimo różnej ilości przewidzianej do usunięcia wilgoci, procentowy udział usuwanej w sezonie grzewczym w wilgoci w stosunku całej usuwanej wilgoci jest podobny, jak w budynkach ze ścianami ocieplonymi. Inaczej mówiąc, z przeprowadzonej analizy wynika że ściany z ceramiki wysuszone będą już w czasie jednego sezonu grzewczego, z betonu komórkowego w ciągu 1,5 sezonów grzewczych, a z silikatów w ciągu dwóch sezonów grzewczych. Trzeba tu jednak dodać, ze na szybkość wysychania ścian mają wpływ: CeramikaBudowlana • 3-4/2015 • rodzaj mater iał u (wyrobu) z uwagi na różną zdolność transportu wilgoci z wnętrza wyrobu do powierzchni ścian, • konstrukcja ścian, w tym rodzaj tynku, • ilości wody do odprowadzenia zawartej w dostarczanych z wytwórni wyrobach. Jak wykazały wymienione we wstępie badania ITB, ściany z ceramiki wysychają najszybciej, już po pięciu miesiącach osiągają wilgotność ustabilizowaną, to odpowiada jednemu sezonowi, grzewczemu. Takich czasów nie osiągają, ani beton komórkowy, ani silikaty. 5. Podsumowanie i wnioski W opracowaniu przeprowadzono obliczenia dotyczące zapotrzebowanie na energię końcową do potrzeb ogrzewania przykładowego budynku jednorodzinnego w ciągu pięciu lat eksploatacji, przy zastosowaniu pionowych przegród budowlanych z różnych materiałów, przy uwzględnieniu zwartej w nich wilgoci w kolejnych latach. Wyznaczono również koszty ogrzewania budynku w każdym z wariantów oraz koszty wysuszenia przegród. Dodatkowo określono, jaką ilość wilgoci przegrody budynku tracą w trakcie trwania kolejnych sezonów grzewczych. Z przeprowadzonej analizy wynika, iż można zaobserwować wpływ zawartość wilgoci na zapotrzebowanie na energię budynku, a tym samym na koszty jego ogrzewania. Dla budynków o przegrodach ocieplonych koszty ogrzewania są zbliżone, a główne znaczenie ma koszt odprowadzenia wilgoci z przegród. W takim przypadku bardziej korzystne jest stosowanie materiałów o niskiej początkowej zawartości wilgoci, by w początkowym okresie eksploatacji nie tracić energii na ich suszenie. Dla wariantów budynku z przegrodami nieocieplonymi, o grubości pozwalającej spełnić wymagania zawarte w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – W T 2014 , można dodatkowo zaobserwować , jak du ż y wp ł yw na zapotrzebowanie ma energię do ogrzewania ma zawartość wilgoci w przegrodzie. Wyższa początkowa zawartość wilgoci sprawia, iż w początkowym okresie przegroda z betonu komórkowego ma gorsze właściwości cieplne od przegrody z pustaków ceramicznych, przez co zapotrzebowanie na energię jest » 19 PORADNIK CERAMIKA wyższe i rosną koszty ogrzewania. Dodatkowo wyższe koszty osuszenia przegrody sprawiają, iż mimo docelowo jednakowych współczynników przenikania ciepła, całkowite koszty zawiązane z ogrzewaniem i osuszeniem przegród są o 24% niższe przy zastosowaniu przegród z pustaków ceramicznych w porównaniu do przegród z betonu komórkowego. Na zakończenie warto powiedzieć jeszcze kilka słów o samym opracowaniu Narodowej Agencji Poszanowania Energii i podkreślić niektóre wnioski. „Analiza zużycia ciepła przy zmiennym zawilgoceniu konstrukcyjnych części pionowych przegród budowlanych” wykonana przez NAPE to nowatorskie opracowanie. W przeprowadzonym opracowaniu analizie poddano, nie poszczególne elementy budynku tj. jego ściany, ale dom, w którym zastosowano materiały o właściwościach takich, jakie mają one w praktyce i w którym panują rzeczywiste warunki klimatyczne, a nie takie jakie są opisywane projektach i prospektach. Analizę przeprowadzono biorąc po uwagę względy techniczne i ekonomiczne. Poddano analizie zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i osuszania budynku. Określono koszty ogrzewania i klimatyzowania ścian zawilgoconych wilgocią wprowadzoną wraz z wyrobami. Wykazano, że w standardowym domu z ceramiki, ale i z innych wyrobów, mogą być spełnione aktualne wymagania dotyczące zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną. W wypracowaniu wykazano, że co prawda w warunkach ustabilizowanych, beton komórkowy ma mniejszy współczynnik przewodzenia ciepła niż ceramika, to w analizowanym pięcioletnim okresie budynki, w których ściany wykonano z betonu komórkowego, charakteryzują się większym zapotrzebowaniem na ciepło z uwagi ma potrzebę dostarczenia większej ilości ciepła do ogrzewania i odprowadzenia wilgoci. Zapotrzebowanie na energię cieplną w tym okresie, w zależności od rodzaju ściany wynosi: ściany z betonu komórkowego ściany z ceramiki ściany z silikatów ocieplone 32 536 kWk, ocieplone 28 667 kWk, ocieplone 33 505 kWk. nieocieplone 47 558 kWk, nieocieplone 36 255 kWk, Pogarszanie się współczynnika przenikania ciepła wyrobów i współczynnika przewodzenia ciepła ścian oraz zwiększenie zapotrzebowania ciepła i kosztów ogrzewania powodowane są dużą zawartością wilgoci, która musi być usunięta ze ścian. W analizowanym pięcioletnim okresie, ilość wilgoci do usunięcia ze ścian zewnętrznych i wewnętrznych, wynosi: a) b) ściany z betonu komórkowego ocieplone 10 779 kg, nieocieplone 17 150 kg, ściany z ceramiki ocieplone 679 kg, nieocieplone 514 kg. Takie ilo ś c i wilgoc i nie mogą być szybko usunięte, decydują o tym ciepło parowania i zdolność każdego materiału transportu wody z wnętrza wyrobu do jego powierzchni. Z analizy wynika, że tylko ściany z ceramiki budowlanej mogą być osuszone w ciągu jednego sezonu grzewczego, dla pozostałych materiałów potrzeba dużo więcej czasu. W domach z ceramiki można osiągnąć dobre warunki klimatyczne najwcześniej i to przy zaangażowaniu niewielkich środków. Również koszty ogrzewania i odprowadzenia wilgoci w analizowanym pięcioletnim okresie, w domach w których ściany wykonano z betonu komórkowego są wyższe niż w domach z ceramiki: ściany z betonu komórkowego ściany z ceramiki ściany z silikatów ocieplone 6 8231 zł ocieplone 6 021 zł ocieplone 7 035 zł nieocieplone 10 025 zł, nieocieplone 7 613 zł, 20 CeramikaBudowlana • 3-4/2015
