Budynki o radykalnie obni\onym zapotrzebowaniu na energie
konwencjonalnÄ…
Tomasz Kisilewicz: Politechnika Krakowska
Termin budynek energooszczędny jest obecnie
bardzo chętnie u\ywany, chocia\ nie jest do końca
jasne co on naprawdę oznacza. Mo\na podejrzewać,
\e właśnie ta niejasność jest dla niektórych
u\ytkowników tego określenia bardzo wygodna.
Wprowadzenie wskaznika "E", określającego
faktyczne zapotrzebowanie na energiÄ™ dla
standardowego sezonu ogrzewczego, powinno
usunąć wszelkie niejasności i zastąpić trudne do
weryfikacji deklaracje liczbami. Mo\na oczekiwać,
\e jeśli dla u\ytkownika samochodu bardzo wa\na
jest informacja "ile pali na setkę", to dla u\ytkownika budynku wartość wskaznika E stanie
siÄ™ tak samo wa\na jak lokalizacja, sÄ…siedztwo, wyposa\enie itp.
Warto w tym miejscu zauwa\yć, \e bardzo szybko ulegają zmianie wymagania w tym
zakresie i ich społeczny odbiór. Oto przykłady.
Zdecydowana większość wzniesionych i u\ytkowanych w Polsce budynków to obiekty o
du\ej energochłonności, spuścizna po latach beztroskiego gospodarowania energią. Wartość
wskaznika E dla tych budynków mo\e wynosić od 200 do 300 i więcej kWh/m2. W 1990
roku pisano w "Materiałach Budowlanych" [1], \e w przodującej pod względem oszczędzania
energii Szwecji wskaznik E wynosi "ju\ tylko 120-I55 kWh/m2 , a w przyszłości realne mo\e
być osiągnięcie 90-I00 kWh/m2".
Budynek energooszczędny w Krakowie
W krakowskich Bronowicach Wielkich zaprojektowano w (992 i ukończono w 1995 roku
doświadczalny budynek o radykalnie obni\onym zapotrzebowaniu na energię i z biernym
wykorzystaniem energii słonecznej. Niska energochłonnośc tego budynku zarówno na etapie
realizacji jak i eksploatacji (80 kWh/m2a) była jednym z głównych, ale nie nadrzędnym
celem tego przedsięwzięcia. Istotne bowiem równie\ było utrzymanie walorów estetycznych
bryły i jej związku z krajobrazem, a tak\e poprawnej funkcji wnętrza. Zamiarem autorów
było równie\ zaprojektowanie budynku normalnego, to jest takiego, który byłby prosty pod
względem technicznym, tani i łatwy do zaakceptowania i naśladowania dla potencjalnych
inwestorów. Wszystkie decyzje projektowe były więc przedmiotem wielostronnej analizy i
czasami kompromisem między rozbie\nymi wymaganiami. Utrzymany został jednak
podstawowy charakter budynku energooszczędnego konsekwentnie realizowany od etapu
kształtowania rzutu i bryły, do eliminacji mostków cieplnych w detalach konstrukcyjnych.
Tymczasem ju\ w 1998 roku nawet polskie, zwykle dość łagodne, przepisy wymagają dla
zwykłych, nowowznoszonych budynków wartości E poni\ej l00 kWh/m2. Zaś w domach
zasługujących na miano energooszczędnych wskaznik ten ma być ni\szy od 50 kWh/m2.
1
Program badawczy IEA
W tym samy czasie, w ramach programu badawczego IEA (International Energy Agency),
dotyczącego ogrzewania i chłodzenia słonecznego zrealizowanych zostało na całym świecie
15 budvnków doświadczalnych o drastycznie obni\onym zapotrzebowaniu na energię
ogrzewania i wykorzystujących w szerszym stopniu energię słoneczną. Udział w programie
wzięły następujące kraje: Austria, Belgia, Kanada, Dania, Finlandia, Niemcy (3 budynki),
Japonia, Holandia, Norwegia, Szwecja, Szwajcaria i USA (2 budynki).
Paradoksalnie jednak, związek warunków klimatycznych z zapotrzebowaniem na energię
ogrzewania jest słaby . Dom fiński, zlokalizowany w najtrudniejszych warunkach
klimatycznych, nale\y do grupy budynków najoszczędniejszych ze względu na dostarczaną z
zewnątrz energię ogrzewania, a wynika to częściowo z jego wysokiej izolacyjności cieplnej i
przede wszystkim z zaawansowanego wyposa\enia technicznego. Bardzo niskie, dzięki
wysokiej izolacyjności i odzyskowi ciepła z wentylacji, faktyczne potrzeby energetyczne
budynków w tym programie, są dodatkowo pomniejszane dzięki aktywnemu wykorzystaniu
energii słonecznej, pompom cieplnym, fotoogniwom lub sezonowemu magazynowaniu
energii słonecznej. Średnia wartość zapotrzebowania na energię ogrzewania dostarczaną z
zewnątrz została więc w ten sposób obni\ona do 15 kWh/m2 . Natomiast skrajny wynik
uzyskano w przypadku budynku w Berlinie (D-2), który jest obiektem o zerowym
zapotrzebowaniu na ciepło dostarczane z zewnątrz.
Budynki pasywne - europejski program CEPHEUS
W ramach programu, którego realizacje rozpoczęto w 1998 roku, ma powstać w sumie 250
domów pasywnych. Kilkadziesiąt budynków, spełniających wymogi programu, wzniesiono
ju\ w Niemczech.Dom Pasywny zapewnia komfort termiczny we wnętrzu tylko przy tzw.
uzupełniającym systemie ogrzewania konwencjonalnego, u\ywanym w najchłodniejszych
jedynie okresach roku.
Jest to mo\liwe poprzez:
" radykalne ograniczenie strat cieplnych
" maksymalizację pasywnych (biernych) zysków słonecznych.
2
Cele programu:
1. Wykazanie technicznej wykonalności budynków o krańcowo niskim zapotrzebowaniu
na energiÄ™ konwencjonalnÄ…
2. Niski koszt dodatkowy ma być w budynku pasywnym szybko kompensowany
oszczędnościami przy eksploatacji.
3. Badanie zachowania i akceptacji u\ytkowników takich budynków
4. Wprowadzenie na rynek europejski Domu Pasywnego jako poszukiwanego towaru
handlowego.
5. Dom Pasywny musi stać się wa\nym elementem zrównowa\onego rozwoju
technicznego i ochrony środowiska naturalnego.
Podstawowe cechy techniczne budynków pasywnych:
" Bierne zyski słoneczne
Optymalne oszklenie poÅ‚udniowe (Ä…30°)
Zyski słoneczne stanowią ok. 40% zapotrzebowania
" SuperizolujÄ…ce oszklenie
Nisko-emisyjne oszklenie 3-szybowe, U =< 0.75 W/(m2K)
Przepuszczalność promieniowania słonecznego powy\ej 50%
" SuperizolujÄ…ce ramy
Miejscowy współczynnik przenikania ram poni\ej 0.8 W/(m2K)
" Powłoka budynku
Superizolacja przegród nieprzezroczystych, U =< 0.1 W/(m2K)
" Mostki termiczne
Konstrukcja wolna praktycznie od mostków termicznych Y mniejsze od 0.01 W/(mK)
" Szczelność infiltracyjna
Szczelna powłoka zewnętrzna budynku.
Wymiana powietrza przy badaniu ró\nicą ciśnień 50Pa: mniej ni\ 0.6 1/h
" Wentylacja
Wentylacja wymuszona, usuwanie powietrza z pomieszczeń wilgotnych.
Wymiana powietrza na poziomie 30m3 na osobÄ™
" Odzysk ciepła z powietrza wentylacyjnego
Przeciwprądowy wymiennik ciepła
Sprawność wymiany ciepła h >= 80%
" Odzysk ciepła utajonego z powietrza wentylacyjnego
Kompaktowa pompa cieplna, max. ObciÄ…\enie 10 W/m3.
" Gruntowy wymiennik ciepła
Wstępne podgrzewanie powietrza zewnętrznego poprzez zasysanie przez wę\ownicę
w gruncie, temperatura Å›wie\ego powietrza powy\ej +8°C.
" Ogrzewanie konwencjonalne
System zredukowany do minimum, np. nadmuch ciepłego powietrza połączony z
wentylacjÄ… mechanicznÄ…Zapotrzebowanie na konwencjonalnÄ… energiÄ™ ogrzewania
=< 15 kWh/(m2a)
" Energooszczędne wyposa\enie domu
Całkowite zu\ycie energii na ogrzewanie, ciepłą wodę i gospodarstwo domowe
poni\ej 42 kWh/(m3a)
3
Wnioski ogólne dla budownictwa polskiego
Podwy\szanie izolacyjności nieprzezroczystych przegród zewnętrznych jest działaniem dość
naturalnym i w przypadku budynków nowoprojektowanych względnie tanim. Grubości
warstw izolacyjnych powy\ej 30 czy nawet 40 cm, prawdopodobnie w ciÄ…gu niewielu lat,
będą rozpowszechnione nie tylko dla stropów ale i dla ścian. Spotykane czasami wątpliwości
na temat "nadmiernego zaizolowania i uszczelnienia przegród" nie mają \adnych podstaw
merytorycznych, a realizacje wielu ju\ obiektów o takich cechach tę opinię potwierdzają
Granicą ciągle powiększanej izolacyjności wydaje się być nie tyle nawet wartość
ekonomicznie uzasadniona, co raczej osiągnięcie mało znaczącego poziomu w bilansie
ogólnym strat cieplnych przez te przegrody.
We współczesnych budynkach o podwy\szonej izolacyjności ogromne znaczenie mają
natomiast straty ciepła przez otwory przeszklone, a co za tym idzie kwestia wielkości
przeszklenia. Podwy\szenie izolacyjności cieplnej oszklenia, wpływa nie tylko na radykalne
ograniczenie całości strat cieplnych z budynku, ale jest tak\e kluczowym warunkiem
wykorzystania energii słonecznej
Programy badawcze potwierdzają, \e poprzez stosowanie układów kilku szyb i powłok
niskoemisyjnych oraz izolacyjnych przekładek dystansowych mo\na realnie zmniejszyć
przenikanie ciepła przez oszklenie nawet do wartości 0.5 W/m2K. Podobny efekt izolacyjny
mo\na uzyskać równie\ stosując izolację półprzepuszczalną. Tak niskie współczynniki
przenikania ciepła dla oszklenia umo\liwiają zmianę pozycji biernych zysków słonecznych w
bilansie budynku z marginalnej nawet na. dominujÄ…cÄ….
Programy badawcze po raz kolejny potwierdziły równie\ konieczność wznoszenia szczelnych
budynków, wyposa\onych w system wentylacji mechanicznej i bezwzględnie wymiennik
ciepła. Ilościowa redukcja wymiany powietrza poni\ej minimum higienicznego nie jest
mo\liwa. Stosowanie materiałów o małej paroprzepuszczalności dodatkowo podwy\sza
wymagania wentylacyjne. Odzysk ciepła z powietrza usuwanego jest więc jednym z
podstawowych rozwiązań budownictwa energooszczędnego. Centralna wentylacja
mechaniczna umo\liwia zastosowanie równie\ bardzo prostego pod względem technicznym
gruntowego wymiennika ciepła, szerzej stosowanego dotąd tylko w Niemczech. Wydaje się,
\e mo\e on być bardzo praktyczną alternatywą dla. zaawansowanych technicznie urządzeń.
Nadaje się on do samodzielnej, niefachowej realizacji, nie wymaga du\ych ilości energii z
zewnątrz, nie ma. problemów związanych ze szronieniem i kondensacji nie powoduje
zapewne nadmiernego wychłodzenia gruntu, a wreszcie jego koszt jest niski.
Tomasz Kisilewicz
4
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Punkt 5 Roczne zapotrzebowanie na energie uzytkowahigiena zapotrzebowanie czlowieka na energieZapotrzebowanie na paliwa i energię elektryczną do 2025 robl;iczenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkaniazapotrzebowanie na moc cieplna teoriazapotrzebowanie na ciepło do wentylacjiNiBS 6 Planowanie zapotrzebowania na części wymienneObliczcie wasze zapotrzebowanie na kalorie zanim zaczniecie drastycznie ograiczać to co jecieApetyt na energieOBLICZANIE ZAPOTRZEBOWANIA NA KCALZUS E 24 Pismo w sprawie zapotrzebowania na druki legitymacji ubezpieczeniowychprojekt z fizyki budowli Obliczenie izolacji termicznej i zapotrzebowania na ciepĹ‚o w domku jednorZAPOTRZEBOWANIE NA POMOC HUMANITARNĄZapotrzebowanie na wodę i elektrolityWpływ rozwiązań konstrukcyjno materiałowych ścian zewnętrznych na zużycie energii w budynku jednorodwięcej podobnych podstron