ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU

Transkrypt

1

2 Carsten Petersdorff Thomas Boermans Ole Stobbe Suzanne Joosen Wina Graus Erwin Mikkers Jochen Harnisch DM 797 ECOFYS GmbH Eupener Straße 59 D Cologne, Germany Phone: info@ecofys.de

3 WSTÊP Europejska Dyrektywa dotycz¹ca efektywnoœci energetycznej budynku, która wesz³a w ycie 16 grudnia 2002 roku, zostanie w³¹czona w ustawodawstwo krajów cz³onkowskich Unii Europejskiej 4 stycznia 2006 roku. Oprócz poprawy wykorzystania energii w nowobudowanych budynkach, jej celem stan¹ siê te zasoby mieszaniowe w momencie podejmowania w nich powa nych prac remontowych. Europejski, budowalny sektor gospodarki odpowiedzialny jest za 40% ca³kowitego zu ycia energii i dlatego dyrektywa ta jest wa nym krokiem na drodze do osi¹gniêcia poziomu zuzycia energii wymaganego przez Protokó³ z Kioto. Kraje UE zobowi¹zuj¹ siê w nim do zredukowania emisji CO 2 (w stosunku do wartoœci z bazowego roku 1990) o 8%, co ma zostaæ osi¹gniête do roku Jaki bêdzie wp³yw nowej dyrektywy, jak du y mo e byæ wp³yw rozszerzenia zobowi¹zania dotycz¹cego odpowiedniego wykorzystania energii na budynki o mniejszej powierzchni? Czy udoskonalenie izolacji cieplnej zrównowa y lub zmniejszy rosn¹ce zapotrzebowanie na energiê spowodowane coraz szerszym stosowaniem urz¹dzeñ klimatyzacyjnych? EURIMA, Zrzeszenie Europejskich Producentów Materia³ów Izolacyjnych oraz EuroACE, Europejskie Stowarzyszenie Firm na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Budynkach, poprosi³y ECOFYS, aby jej specjaliœci spróbowali odpowiedzieæ na te pytania. Podstaw¹ analiz ECOFYS jest model zu ycia energii w europejskich zasobach mieszkaniowych. Pierwotnie zosta³ on stworzony dla zbadania wp³ywu izolacji termicznych na oszczêdzanie energii oraz ochronê klimatu w Europie. Efekty tych badañ zosta³y opublikowane w raporcie The Contribution of Mineral Wool and other Thermal Insulation Materials to Energy Saving and Climate Protection in Europe.

4

5 4 1 STRESZCZENIE STANU REALIZACJI 5 2 WSTÊP Nowa Dyrektywa Unii Europejskiej Pytania dotycz¹ce izolacji wynikaj¹ce z Dyrektywy 9 3 EFEKTY MODELOWANIA OBECNEJ DYREKTYWY CHARAKTERYSTYKA ZAOBÓW MIESZKANIOWYCH W EUROPIE Przysz³e narodowe standardy izolacji Efekty Dyrektywy EPB 12 4 EFEKTY MODELOWANIA ISTNIEJ CEJ DYREKTYWY (ma³e budynki) Alternatywane kategorie budynków Efekty rozszerzenia Dyrektywy EPB 16 5 EFEKTY IZOLACJI W KLIMATYZACJI Strategie zmniejszenia zapotrzebowania na klimatyzacjê Symulacja wejœæ zapotrzebowania na klimatyzacjê Wyniki symulacji zapotrzebowania na klimatyzacjê 23 6 WNIOSKI 28 7 RÓD A 29 ZA CZNIKI 31

6 5 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU 1] STRESZCZENIE STANU REALIZACJI EUROPEJSKA DYREKTYWA DOTYCZ CA EFEKTYWNOŒCI ENERGETYCZNEJ BUDYNKÓW [EPBD] W krajach UE, w budynki konsumuj¹ 40% ca³kowitego zuzycia energii. Dyrektywa EPB 2002/91/EC ma na celu, w zgodzie z Protokó³em z Kioto, obni enie do 2010 roku o 8% emisji gazów cieplarnianych. Zostanie to osi¹gniête poprzez lepsze wykorzystanie energii w budynkach nowobudowanych oraz w budynkach istniej¹cych o powierzchni wiêkszej ni 1000 m2, które zaczn¹ podlegaæ Dyrektywie w momencie podejmowania w nich powa nych prac remontowych. Niniejsza analiza ma na celu ustalenie: > Wp³ywu Dyrektywy na emisje CO 2 ; > Wp³ywu rozszerzenia Dyrektywy na nowe mniejsze budynki; > Czy tendencja wiêkszego zu ycia energii, wywo³anego u ywaniem klimatyzacji mo e zostaæ zrównowa ona lub zmniejszona zwiêkszeniem poziomu izolacji budynków. Odpowiedzi na te pytania zosta³y oparte na modelu europejskich zasobów mieszkaniowych stworzonego przez ECOFYS. WP YW DYREKTYWY EPB I JEJ MO LIWE ROZSZERZENIA Tabela 1 sumuje dane o potencjale technicznym. Je eli wszystkie œrodki wzbogacajace Dyrektywê mia³yby zostaæ wykorzystane we wszystkicj karajach Unii w 2002 roku równoczeœnie to: > Ca³kowite ograniczenie emisji zwi¹zane z ogrzewaniem istniej¹cych bydynków wynios³oby 82 Mt/r (EPBD); > Potencja³ ten móg³by zostaæ zwiêkszony o dalsze 69 Mt/r je eli Dyrektywa zosta³aby rozszerzona na wszystkie domy wielorodzinne oraz budynki o przeznaczeniu innym ni mieszkalne (Rozszerzenie Dy rektywy EPB na budynki >200 m 2 ); > Poprzez rozszerzenie Dyrektywy na wszystkie europejskie zasoby mieszkaniowe przez dodanie domów jednorodzinnych dodatkowy potencja³, w porównaniu z Dyrektyw¹, roœnie do 316 Mt/r (Rozszerzenie Dyrektywy EPB na wszystkie domy). Tabela 1: Techniczny potencja³ zmniejszenia emisji CO 2 obecnej Dyrektywy oraz jej ewentualnych rozszerzeñ

7 6 Nale y wzi¹æ pod uwagê, e istniej¹ce budowle nie mog¹ zostaæ wzbogacone o nowe wyposa enie od razu oraz to, e na ogóln¹ liczbê budynków ma równie wp³yw rozbiórka i budowanie nowych. Rysunek 1 oraz Tabela 2 pokazuj¹ przewidywane na rok 2010 skutki ograniczenia emisji CO 2 w budynkach w krajach UE (UE-15) w podziale na ró ne scenariusze prowadz¹ce do nastêpuj¹cych wyników: > W porównaniu ze stanem obecnym, w którym zabiegi zwi¹zane z oszczêdzaniem energii dotycz¹ nowych budynków oraz nowych elementów wyposa ania starszych budynków, obecna Dyrektywa EPB prowadzi do zmniejszenia emisji CO 2 o 34 Mt/r. > Rozszerzenie dyrektywy o wszystkie domy o przeznaczeniu innym ni mieszkalne oraz wszystkie domy wielorodzinne stwarza nowy potencja³ zmniejszenia emisji w porównaniu z 8 Mt/a zawartymi w dyrektywie (Rozszerzona EPBD > 200m2). > Zak³adaj¹c dalsze rozszerzenie na wszystkie budynki znajduj¹ce siê na rynku budowlanym, dodatkowy potencja³ roœnie do 36 Mt/a (Rozszerzenie Dyrektywy EPBD na wszystkie domy). Du y wzrost ograniczenia emisji w przypadku zaistnienia drugiego scenariusza (Rozszerzona Dyrektywa EPBD > 200m 2 ) w porównaniu do ostatniego (Rozszerzona Dyrektyw EPB na wszystkie domy) jest wynikiem nastêpuj¹cych cech mniejszych budynków mieszkalnych: > Budynki mieszkalne o pojedynczych mieszkaniach dominuj¹ w istniej¹cych budowlach jeœli chodzi o powierzchniê u ytkow¹; > Niekorzystny wspó³czynnik zarysu œcian zewnêtrznych do powierzchni pod³óg prowadzi do szczególnego zapotrzebowania na energiê grzewcz¹. Rysunek 1: Rozk³ad czasowy emisji CO 2 dla budynków w EU15

8 7 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Tabela 2: Obni enie (2010) emisji CO 2 na podstawie obecnej Dyrektywy i jej mo liwych rozszerzeñ ZAPOTRZEBOWANIE NA KLIMATYZACJÊ W krajach Po³udniowej Europy zapotrzebowanie na klimatyzacjê to wa ny problem, szczególnie w œwietle ogólnego zu ycia energii w budynkach i zwiêkszonych wymagañ komfortu cieplnego pomieszczeñ. Odpowiedzi¹ na tê tendencjê s¹ postanowienia o regularnych przegl¹dach instalacji klimatyzuj¹cych minimalizuj¹cych zu ycie energii zawarte w Dyrektywie. W niniejszych badaniach dowiedziono, e w ciep³ej strefie klimatycznej zapotrzebowanie na klimatyzacjê mo e zostaæ drastycznie obni one poprzez po³¹czenie obni enia wewnêtrznego obci¹ enia cieplnego z lepsz¹ izolacj¹. Wraz ze zredukowaniem obci¹ enia cieplnego do poziomu umiarkowanego zapotrzebowania na klimatyzacjê, np. domu z tarasami w Madrycie, mo e zostaæ obni one o dodatkowe 85% je eli poziom izolacji zostanie odpowiednio udoskonalony. Oprócz domu z tarasami przeanalizowano równie pod wzglêdem zapotrzebowania na klimatyzacjê przyk³adowy budynek biurowy. W tym przypadku zapotrzebowanie na klimatyzacjê mo e zostaæ obni one o 24% dziêki poprawionej izolacji, pomimo wiêkszych obci¹ eñ cieplnych wewn¹trz budynku. W tym wypadku izolacja dachu ma najwiêkszy wp³yw na oszczêdnoœæ energii. Ogólnie, wp³yw izolacji cieplnej na zapotrzebowanie energii wykorzystywanej do klimatyzowania pomieszczeñ roœnie wraz z cieplejszym klimatem i ni szym wewnêtrznym obci¹ eniem cieplnym budynku. PERSPEKTYWY Niniejsze badania pokazuj¹, e Dyrektywa EPB bêdzie mia³a znacz¹cy wp³yw na emisje CO 2 z budynków. Jak zosta³o to ju przedstawione w innych badaniach [np. Caleb 99, ECOFYS 02] najwiêkszy potencja³ ograniczenia emisji le y w izolacji cieplnej ju istniej¹cych budowli. Ponadto emisje CO 2 mog¹ w du ej mierze zostaæ zredukowane, je eli zakres Dyrektywy zostanie rozszerzony równie na mniejsze budynki. Redukcja emisji powinna byæ widziana w odniesieniu do wci¹ istniej¹cej ró nicy wynosz¹cej 190 Mt CO 2 rocznie, pomiêdzy obecnym poziomem emisji w krajach EU-15 i poziomem, jaki nale y osi¹gn¹æ do roku 2010 zgodnie z Protokó³em z Kioto [EEA, 2002]. Sektory energetyczny i przemys³owy prawdopodobnie bêd¹ mia³y minimalny udzia³ w redukcji emisji CO 2 zgodnie z nowym europejskim planem wymiany limitów na emisjê gazów cieplarnianych i zwi¹zanych z nimi projektów w ramach mechanizmu elastycznego. Dodatkowo, sektor samochodowy bêdzie prawdopodobnie w dalszym ci¹gu rós³ i powiêksza³ ró nicê w stosunku do ustaleñ z Kioto. Dlatego na sektor mieszkaniowy krajów UE zostanie wywarty du y nacisk maj¹cy na celu zwiêkszenie jego udzia³u jeœli chodzi o ochronê klimatu. Zaleca siê zatem legislatorom na szczeblu unijnym jak i krajowym podjêcie zwiêkszonego wysi³ku w celu wykorzystania znacz¹cego potencja³u ograniczenia emisji z europejskich zasobów mieszkaniowych.

9 8 2] WSTÊP 2.1 NOWA DYREKTYWA UNI EUROPEJSKIEJ Dyrektywa Europejska 2002/91/EC dotycz¹ca EFEKTYWNOŒCI ENERGETYCZNEJ BUDYNKÓW wesz³a w ycie 16 grudnia 2002 roku i wymaga wdro enia legislacyjnego w 25 obecnych krajach cz³onkowskich do 4 stycznia 2006 roku. Oprócz lepszego wykorzystania energii w nowo wybudowanych budynkach ma ona na celu równie lepsze jej wykorzystanie w budynkach istniej¹cych o powierzchni wiêkszej ni 1000 m 2, które bêd¹ podlegaæ Dyrektywie w momencie podjêcia w nich powa nych prac remontowych. Wymagania, które maj¹ zostaæ zintegrowane w pañstwowym ustawodawstwie definiowane s¹ przez cztery g³ówne elementy: > Ustalenie metodologii s³u ¹cej do zintegrowanego obliczenia ogólnej efektywnoœci energetycznej budynków; > Zdefiniowanie minimalnych wymagañ dotycz¹cych sprawnoœci cieplnej dla ka dego z Pañstw Cz³onkowskich na podstawie tej metodologii; > Certyfikaty sprawnoœci cieplnej dla nowych i istniej¹cych budynków; > Regularne kontrole systemów grzewczych oraz instalacji klimatyzacyjnych. Budynki podlegaj¹ Dyrektywie, je eli ca³kowita powierzchnia u ytkowa pod³óg przekracza 1000m 2, a inwestycje remontowe przekraczaj¹ 25% wartoœci budynku (nie licz¹c wartoœci gruntu) lub 25% powierzchni œcian zewnêtrznych przewidziane jest do remontu. Podstawy metody s³u ¹cej do obliczenia wykorzystania energii s¹ podane w za³¹czniku do Dyrektywy. Okreœlaj¹ one wielkoœci, które musz¹ byæ uwzglêdnione, urz¹dzenia s³u ¹ce do wytwarzania energii, jak równie rozró - nienie rodzajów budynków. Certyfikaty dla budynków s¹ wymagane do ich budowy, zmiany w³aœciciela lub wydzier awienia. Certyfikaty takie bêd¹ wa ne przez okres nie d³u szy ni 10 lat. Musz¹ one zawieraæ propozycje ulepszeñ dotycz¹ce oszczêdzania energii jak równie porównania do standardów lub wzorców. W budynkach zajmowanych przez urzêdy publiczne i instytucje certyfikaty te powinny zostaæ umieszczone w widocznym miejscu. Urz¹dzenia grzewcze i klimatyzacyjne powinny byæ poddawane przegl¹dom przez wykwalifikowany personel, wymienniki ciep³a pomiêdzy kw regularnie, kot³y cieplne >100kW co dwa lata (na gaz - co 4 lata). Je eli kocio³ jest o mocy >20kW i starszy ni 15 lat, ca³a instalacja grzewcza powinna zostaæ poddana przegl¹dowi ze wzglêdu na sprawnoœæ oraz szczelnoœæ, aby mo na by³o zaproponowaæ modernizacjê lub wymianê. Urz¹dzenia klimatyzacyjne o wydajnoœci ch³odzenia >12kW maj¹ byæ poddawane regularnym przegl¹dom ze wzglêdu na sprawnoœæ i jej zu ycie. Co siê tyczy kot³ów cieplnych, powinny zostaæ za³¹czone sugestie odnoœnie zwiêkszenia oszczêdnoœci energii lub rozwi¹zañ alternatywnych.

10 9 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU 2.2 PYTANIA DOTYCZ CE IZOLACJI WYNIKAJ CE Z DYREKTYWY Dyrektywa europejska 2002/91/EC nie definiuje wymagañ odnoœnie poziomu izolacji budynków. > W jaki sposób dyrektywa wp³ywa na wymagania dotycz¹ce poziomu izolacji w poszczególnych Pañstwach Cz³onkowskich lub regionach? Ogólna poprawa wykorzystania energii w³¹cznie z ulepszeniem izolacji, zwiêkszenie sprawnoœci systemów grzewczych/klimatyzacyjnych i systemów wytwarzania energii s¹ g³ównymi celami dyrektywy. > Jaki jest wp³yw Dyrektywy na emisje CO 2 w europejskim rynku budowlanym? Zdefiniowanie progowej wielkoœci 1000m 2 dla modernizacji istniej¹cych budynków wy³¹cza du ¹ iloœæ budynków, a tym samym znacz¹c¹ czêœæ potencja³u oszczêdnoœci energii. > Jak du e s¹ dodatkowe oszczêdnoœci energii zwi¹zane z obowi¹zkiem rozszerzenia modernizacji na mniejsze budynki? W odpowiedzi na rosn¹ce instalowanie klimatyzacji dyrektywa wymaga regularnych ich przegl¹dów. > Jak poprawa izolacji elewacji budynków mo e wp³yn¹æ na dalsz¹ redukcjê zapotrzebowania na klimatyzacjê?

11 10 3] MODELOWANIE EFEKTÓW DZIA ANIA OBECNEJ DYREKTYWY Wp³yw Dyrektywy EPB na emisje zwi¹zane z konsumpcj¹ energii wymaganej do ogrzewania ca³ego rynku budowlanego EU 15 zosta³ rozpatrzony w oparciu o obliczenia dokonane na modelu. Danymi wejœciowymi do obliczeñ jest baza danych rynku budowlanego z rozró nieniem na strefy klimatyczne, typy/rozmiary budynków, wiek budynków, poziom izolacji, zaopatrzenie w energiê, noœnik energii oraz wskaÿniki emisji. Dane te zosta³y wprowadzone do narzêdzia scenariusza w celu obliczenia rozwoju rynku budowlanego w czasie, jako funkcji zale nej od wskaÿnika rozbiórek, aktywnoœci na rynku nowobudowanch budynków, wskaÿników remontów o wskaÿników sprawnoœci energetycznej. Wielka z³o onoœæ rynku budowlanego musia³a zostaæ uproszczona poprzez zbadanie piêciu standardowych budynków z oœmioma standardami izolacji, które s¹ przypisane do wieku budynku oraz stanu renowacji (patrz Za³¹cznik I, Tabela 16). Ponadto, rozró niono trzy strefy klimatyczne dla obliczenia zapotrzebowania na energiê ciepln¹. Da³o to 210 podstawowych typów budynków, dla których zapotrzebowanie na energiê ciepln¹ oraz emisja CO2 pochodz¹cego z ogrzewania zosta³y obliczone zgodnie z zasadami normy europejskiej EN 832. Szczegó³owy opis modelu znajduje siê w Za³¹czniku I niniejszego raportu 3.1 EUROPEJSKIE ZASOBY MIESZKANIOWE Aby oceniæ wp³yw Dyrektywy, rozró niono trzy strefy klimatyczne: zimn¹, umiarkowan¹ oraz ciep³¹. Poni sza tabela przypisuje istniej¹ce budowle w europejskich pañstwach cz³onkowskich do tych trzech stref klimatycznych. Tabela 3: Przynale noœæ pañstw cz³onkowskich do stref klimatycznych Zakres, w jakim istniej¹ce budynki zostann¹ zmienione przez Dyrektywê zosta³ pokazany na Rysunku 2. Budynki wiêksze ni 1000m 2, które podlegaj¹ Dyrektywie, reprezentuj¹ jedynie oko³o 28% wszystkich istniej¹cych. Grupa budynków jednorodzinnych reprezentuje najwiêksz¹ czêœæ budynków (45%). Domy wielorodzinne (MFH) stanowi¹ 26 % ca³ego stanu istniej¹cych budowli, a domy niemieszkalne - 29 %. Szczegó³owy rozdzia³ europejskiego istniej¹cych budowli jest podany w Tabeli 15 w Za³¹czniku I.

12 11 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Rysunek 2: Powierzchnia u ytkowa ró nych typów budynków w europejskich zasobach mieszaknowych (stan w 2002 roku) 3.2 PRZYSZ E PAÑSTWOWE STANDARDY IZOLACJI Poniewa dyrektywa nie podaje minimalnych poziomów wykorzystania energii ani izolacji cieplnej, wp³yw dyrektywy na izolacjê ciepln¹ musia³ zostaæ oceniony na podstawie rozmów z w³adzami budowlanymi i ekspertami z ca³ej Europy, które zosta³y przeprowadzone jako czêœæ projektu. Pokaza³y one, e regulacje dotycz¹ce wykorzystania energii by³y rozwijane w kilku regionach i kilku pañstwach cz³onkowskich, maj¹c na uwadze ten sam cel co Dyrektywa. Regulacje te s¹ dalej rozwijane tak, by uwzglêdnia³y wymagania Dyrektywy. Rozmowy te pokaza³y oszacowania (prognozy) poziomów izolacji cieplnej w trzech strefach klimatycznych do czasu, gdy dyrektywa zostanie w³¹czona do pañstwowych legislacji (patrz Tabela 4). Tabela 4: Wartoœci U po wprowadzeniu Dyrektywy dla ró nych stref klimatycznych

13 12 Wartoœci U dla modernizacji s¹ prawie we wszystkich przypadkach (planowanych) pañstwowych legislacji identyczne z wymaganiami dla nowych budynków (w³asne poszukiwania). 3.3 EFEKTY DYREKTYWY EPB Jak pokazuj¹ to niektóre badania [Caleb 98, Caleb 99, IWU 94, ECOFYS 02] najwiêkszy potencja³ oszczêdnoœci energii le y w istniej¹cych budynkach. Nowe budynki s¹ od razu budowane zgodnie z pañstwowymi standardami oszczêdzania energii i dlatego wykazuj¹ ma³y potencja³ redukcji emisji CO 2. Odsetek rozbiórek na rynku budynków mo e byæ oszacowany w przybli eniu na % [Kleemann 00]. Zak³ada siê, e nowe budynki stanowi¹ 1% ca³kowitej powierzchni u ytkowej rocznie, st¹d niewielki wzrost ogólnej powierzchni budynków. Standardy dla izolacji cieplnej, jak wymieniono wy ej, zosta³y wykorzystane jako podstawa do okreœlenia wp³ywu dyrektywy w stosunku do linii odniesienia. Emisje CO 2 na rok 2002 (linia odniesienia) zosta³y obliczone przy pomocy modelu ECOFYS istniej¹cych budowli (patrz Za³¹cznik I, aby dowiedzieæ siê wiêcej na temat modelu ECOFYS). Jak mo na zauwa yæ, na Rysunku 3, emisje CO 2 z grupy budynków jednorodzinnych staj¹ siê wiêksze ni mo na by siê by³o spodziewaæ na podstawie oferowanej przez nie powierzchni u ytkowej (patrz Rysunek 2) poniewa ich œciany zewnêtrzne w stosunku do powierzchni u ytkowej s¹ wiêksze ni te, nale ¹ce do budynków wielorodzinnych, czego rezultatem jest wiêksze zu ycie energii cieplnej. Rysunek 3: Emisje CO 2 z budynków (2002 rok)

14 13 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Potencja³ techniczny Dyrektywy EPB Aby obliczyæ potencja³ techniczny dyrektywy EPB poczyniono teoretyczne za³o enie, e wszystkie budynki, o których mowa w Dyrektywie bêd¹ odt¹d wyposa ane w nowe elementy zgodnie ze standardem dotycz¹cym izolacji cieplnej, który wejdzie w ycie po wdro eniu Dyrektywy (Tabela 4). Uwaga: Dla wyraÿnego rozró nienia metody pomiarów, obliczenia nie bior¹ pod uwagê rozbudowy, rozbiórki lub certyfikacji budynków. Rysunek 4 i Tabela 5 pokazuj¹ roczny potencja³ redukcji emisji dziêki Dyrektywie, wynosz¹cy ok. 82 milionów ton emisji CO 2 lub 11% obecnej emisji. Rysunek 4: Potencja³ techniczny Dyrektywy EPB Analiza wra liwoœci na potencja³ techniczny drektywy EPB Statystyki dotycz¹ce rynku budowlanego nie rozró niaj¹ budunków na podstawie powierzchni u ytkowej, ale na podstawie iloœci piêter lub liczby mieszkañ. Stwarza to pewn¹ niedok³adnoœæ podzia³u przeprowadzonego pomiêdzy budynkami wielorodzinnymi na mniejsze i wiêksze ni 1000m 2, co powoduje, e analiza wra liwoœci staje siê konieczna. Zgodnie ze statystyk¹, 35% budynków wielorodzinnych ma powierzchniê wiêksz¹ ni 1000m 2. Jednak- e przeprowadzono alternatywne symulacje, które zak³adaj¹, e 25% i 45% budynków to budynki wiêksze ni 1000m 2. Analiza wra liwoœci (Tabela 5) wykaza³a, e rezultat obliczeñ jest uzasadniony w kontekœcie ró nych zestawów danych wyjœciowych. Tabela 5: Potencja³ techniczny Dyrektywy EPB oraz analizy wra liwoœci

15 Scenariusze Scenariusze bior¹ pod uwagê fakt, e nie ca³y istniej¹cy rynek budowlany zostanie zmodrnizowany od razu oraz to, e ma na niego wp³yw nie tylko modernizacja, ale równie rozbiórki oraz nowe alternatywy budowlane potencja³u technicznego. Scenariusze powsta³y w celu okreœlenia efektów ró nych wartoœci pomiêdzy 2002 i Scenariusze te uwzglêdniaj¹ nowe budynki (1% stanu istniej¹cych budowli [IWU 94, Kleemann 02, Eurostat, w³asne badania]), rozbiórki (0,5% [IWU 94, Kleemann 02, Eurostat, w³asne badania]) oraz wyposa anie w nowe urz¹dzenia (1,8% [IWU 94, Kleemann 02, Eurostat, w³asne badania]) jako czynniki potrzebne do obliczenia emisji CO 2. Przeanalizowano nastêpuj¹ce scenariusze: > Scenariusz 1 ("brak odnowy energii") zak³ada on modernizacjê bez brania pod uwagê energii, za to nowe budynki oraz rozbiórki, tak jak we wszystkich scenariuszach. Nowe budynki powstaj¹ zgodnie z obecnymi regulacjami i zastêpuj¹ starsze budynki, o ni szym standardzie efektywnoœci wykorzystania energii; > Scenariusz 2 ("sytuacja bez zmian") obrazuje modernizacje zwi¹zane z oszczêdnoœci¹ energii zgodnie z ogóln¹ praktyk¹. Na podstawie Kleemann 00 i w³asnych badañ mo na za³o yæ, e 20% przypadków modernizacji jest po³¹czone ze znacz¹cymi wartoœciami poprawy sprawnoœci energetycznej. Wartoœci U dla tego scenariusza mo na znaleÿæ w Za³¹czniku II tego raportu; > Scenariusz 3 ("EPBD z wy³¹czeniem certyfikatów") pokrywa ten sam cykl renowacji budynków jak poprzedni scenariusz. Zak³ada siê, e budynki podlegaj¹ce dyrektywie zostan¹ zmodernizowane zgodnie ze standardami wyznaczonymi przez dyrektywê. Budynki, które nie s¹ zawarte w Dyrektywie bêd¹ podawane renowacji zgodnie ze standardami podobnymi do tych zak³adanych w scenariuszu sytuacji normalnej. Wp³yw certyfikatów nie zosta³ wziêty pod uwagê; > Scenariusz 4 ("EPBD") jest odpowiednikiem scenariusza " EPBD z wy³¹czeniem certyfikatów", ale dodatkowo zak³ada, e certyfikaty prowadz¹ do zwiêkszonych wskaÿników oszczêdnoœci energii w budynkach modernizowanych rzêdu 40%.

16 15 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Rysunek 5: Rozk³ad czasowy efektów emisji w ró nych scenariuszch Dyrektywy Zastosowanie scenariuszy Dyrektywy (EU-15) Z powy szego schematu mo na wyci¹gn¹æ nastêpuj¹ce wnioski: Opór dotycz¹cy zmian wystêpuj¹cy na rynku budowlanym w du ej mierze jest wynikiem niskiego poziomu modernizacji, rozbiórek oraz nowych budynków. Nowe modernizacje wia ¹ siê zazwyczaj ze standardowymi cyklami robót remontowych które prowadz¹ do ogólnego efektu w postaci wolnych zmian w schemacie zu ycia energii i emisji CO 2. Scenariusz 1 "brak odnowy energii" pokazuje, e niezale ny rozwój prowadzi³by do zmniejszenia emisji CO 2 zwi¹zanego z rozbiórkami i zastêpowaniem wyburzonych domów nowymi, o lepszym wykorzystaniu energii mimo ci¹g³ego wzrostu ca³kowitej iloœci budynków. Scenariusz 2 sytuacja bez zmian dok³adniej odzwierciedla rzeczywiste tendencje w rozwoju wykorzystania energii w budynkach. Wiêksze potencja³y zmniejszenia emisji mog¹ zostaæ przypisane ju istniej¹cym standardom oszczêdzania energii. Wp³yw certyfikatów zawartych w dyrektywie EPB mo e byæ zauwa ony w ró nych kierunkach rozwoju w momencie wyst¹pienia scenariuszy "EPBD z wy³¹czeniem certyfikatów" oraz "EPBD". W porównaniu z potencjalnymi ograniczeniami emisji osi¹gniêtymi bez certyfikatów, dodatkowe ograniczenia osi¹gniête dziêki nim s¹ ogromne. Powodem tego mo e byæ fakt, e certyfikacja obejmuje wszystkie typy budynków, w³¹czaj¹c w to du ¹ grupê ma³ych domów mieszkalnych powoduj¹c oszczêdnoœæ energii w tej grupie. W przeciwieñstwie do tego, "EPBD z wy³¹czeniem certyfikatów" nie poprawia oszczêdnoœci energii w ma³ych domach mieszkalnych poza zyskami zwi¹zanymi ze standardow¹ praktyka modernizacji. Podsumowuj¹c, rezultatem zrealizowania wszystkich zamierzeñ Dyrektywy EPB bêdzie ograniczenie emisji CO 2 do 34 Mt/rok w roku 2010 w porównaniu ze scenariuszem obecnej sytuacji. Do roku 2015 ograniczenie to powinno wzrosn¹æ do 55 Mt/rok.

17 16 4] MODELOWANIE EFEKTÓW DZIA ANIA DYREKTYWY W ODNIESIENIU DO MNIEJSZYCH BUDYNKÓW Dyrektywa EPB wymaga wprowadzenia przepisów dotycz¹cych budynków wiêkszych ni 1000m 2. Niniejsza czêœæ ma na celu okreœlenie potencjalnego wp³ywu na emisje rozszerzenia tej Dyrektywy na mniejsze budynki. 4.1 ALTERNATYWNE KATEGORIE BUDYNKÓW W celu okreœlenia wyp³ywu rozszerzenia Dyrektywy na mniejsze budynki zdefiniowano dodatkowe kategorie budynków. Grupa budynków mieszkalnych < 1000m 2 zosta³a podzielona na budynki jednorodzinne (< 200m 2 ) oraz ma³e budynki wielorodzinne ( m 2 ), oprócz grupy du ych budynków wielorodzinnych > 1000m 2. Budynki niemieszkalne zosta³y podzielone na budynki wiêksze i mniejsze ni 1000m EFEKTY ROZSZERZENIA DYREKTYWY EPB Aby okreœliæ potencjalny wp³yw rozszerzenia dyrektywy EPB na mniejsze budynki zastosowana zosta³a ta sama metoda co w Rozdziale 3, gdzie zosta³ oszacowany wp³yw Dyrektywy w jej obecnym kszta³cie: Najpierw obliczany jest techniczny potencja³ ograniczenia emisji CO 2 (4.2.1) przy za³o eniu, e wymagania Dyrektywy s¹ wype³niane dla ca³ego rynku budowlanego EU-15 jednoczeœnie. W nastêpnym kroku (4.2.2) opisany jest okresowy rozwój emisji CO 2 na europejskim rynku budowlanym EU-15, bior¹c pod uwagê ró ne za³o enia dotycz¹ce rozszerzenia Dyrektywy na mniejsze budynki Techniczny potencja³ rozszerzonej dyrektywy EPBD Rysunek 6 pokazuje techniczny potencja³ Dyrektywy oraz opisanych rozszerzeñ na mniejsze budynki dla istniej¹cego stanu budowli w roku 2002, zak³adaj¹c, e wszystkie zmiany zosta³y wprowadzone od razu. Rysunek 6: Techniczny potencja³ Dyrektywy rozszerzonej na mniejsze budynki

18 17 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Z Rysunku 6 i Tabeli 6 mo na wyci¹gn¹æ nastêpuj¹ce wnioski: Jak to pokazano w rozdziale wprowadzenie Dyrektywy EPB z ograniczeniem dla budynków do 1000m 2, prowadzi do technicznego potencja³u redukcji emisji w wysokoœci 82 Mt/rok. Rozszerzenie dyrektywy na wszystkie niemieszkalne budynki, a tak e budynki wielorodzinne (rozszerzona Dyrektywa EPB >200m 2 ) powoduje wzrost potencja³u redukcji emisji do 151 Mt/rok. Jeœli do Dyrektywy w³¹czone wszystkie istniej¹ce budowle (rozszerzona Dyrektywa EPB na wszystkie budynki) potencja³ ograniczenia emisji roœnie do 398 Mt/rok. Prowadzi to do dodatkowego potencja³u redukcji emisji w porównaniu do Dyrektywy wynosz¹cego 69 Mt/rok dla wszystkich domów wielorodzinnych i budynków niemieszkalnych, co daje ca³kowit¹ wartoœc 316 Mt/rok dla wszytkich budynków w krajach cz³onkowskich UE. Oczywiste staje siê, e rozszerzenie Dyrektywy o budynki wiêksze ni 200m 2 i budynków niemieszkalnych ma ma³y wp³yw w porównaniu z w³¹czeniem w zakres Dyrektywy budynków mieszkalnych mniejszych ni 200m 2. Jest to zwi¹zane z du ym udzia³em domów jednorodzinnych w globalnej iloœci budowli. Lwia czêœæ potencja³u redukcyjnego emisji CO 2 wynika z dodania izolacji cieplnej w istniej¹cych budynkach. ¹czy siê to z poprzednimi badaniami: np. ECOFYS 02] wi¹ e potencjalne mo liwoœæi redukcji emisji CO 2 poprzez izolacjê ciepln¹ istniej¹ce infrastruktury budowlanej w krajch EURIMA (EU-15, Norwegia, Szwajcaria, Turcja) z rocznym ograniczeniem emisji CO 2 w wysokoœci 353 Mt/rok. Tabela 6: Oddzia³ywanie rozszerzenia Dyrektywy na mniejsze budynki na emisjê CO 2 (budynki w EU-15)

19 Scenariusze W uzupe³nieniu potencja³u technicznego, wprowadzono scenariusze w celu przeanalizowania czasowego wp³ywu modernizacji, rozbiórek i nowych konstrukcji tak, jak mia³o to miejsce w rozdziale Przeanalizowano efekt rozszerzenia Dyrektywy na mniejsze budynki w czasie od roku 2002 do 2020 w œwietle dwóch noworozwiniêtych scenariuszy oprócz czterech z Rozdzialu 3. Scenariusz 5 ( Rozszerzona EPBD >200m 2 ) stworzony zosta³ na bazie scenariusza "EPBD" dodaj¹c rozszerzenie dyrektywy EPB na wszystkie budynki niemieszkalne i wielorodzinne budynki mieszkalne >200m 2. W scenariuszu 6 ( Rozszerzona EBD na wszystkie budynki ) dodane zosta³y równie domy jednorodzinne. Rozszerzenie w kierunku mniejszych budynków jeszcze bardziej podnosi potencja³ redukcji, poniewa obowi¹zkowe standardy musia³yby byæ wdro one w stosunku do wszystkich rodzajów modernizacji, a nie modernizacji dobrowolnych, w których to w³aœciciel decyduje o poprawie efektywnoœci wykorzystania energii kieruj¹c siê wzglêdami ekonomicznymi przedstawionymi w certyfikacie. Rysunek 7: Rozk³ad czasowy wp³ywu na emisjê CO 2 rozszerzonej Dyrektywy o mniejsze domy Zastosowanie scenariuszy zawartych w Dyrektywie (EU-15)

20 19 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Tabela 7: Przegl¹d emisji CO 2 w budynkach dla wszystkich scenariuszy z rozdzia³u 3 i 4 Z Rysunku 7 oraz Tabeli 7 mo na wyci¹gn¹æ nastêpuj¹ce wnioski: - Jak pokazano w rozdziale ograniczenia emisji CO 2 wynikaj¹ce z Dyrektywy szacowane s¹ odpowiednio na 34 Mt/rok i 55 Mt/r do roku 2010 i Rozszerzenie Dyrektywy budowlanej o domy mieszkalne > 200m 2 oraz o wszystkie niemieszkalne budynki prowadzi do zmniejszenia emisji CO 2 odpowiednio o 42 Mt/rok i 69 Mt/rok w 2010 i 2015 roku. - Dalsze rozszerzenie zakresu Dyrektywy budowlanej o ca³e, istniej¹ce zasoby mieszkaniowe poskutkuje ograniczeniem emisji odpowiednio o 69 i 118 Mt/rok w 2010 i 2015 roku. Jest to g³ównie skutkiem du ego udzia³u w zu yciu energii przypisywanego ma³ym budynkom mieszkalnym w EU-15. Odpowiada to dodatkowym oszczêdnoœciom w porównaniu z wytycznymi Dyrektywy odpowiednio o 36 Mt/r i 63 Mt/r w 2010 i 2015 roku.

21 20 5] EFEKTY IZOLACJI W KLIMATYZACJI Rosn¹ce wymagania co do komfortu cieplnego pomieszczenia spowodowa³y przyrost instalacji urz¹dzeñ klimatyzacyjnym w wielu rejonach Europy powiêkszaj¹c w ten sposób zu ycie energii s³u ¹cej do klimatyzacji. Nowa dyrektywa Europejska zareagowa³a na tê tendencjê wymogiem regularnych przegl¹dów systemów klimatyzacyjnych, aby zapewniæ minimalne standardy sprawnoœci cieplnej. Dodatkowo, powstaje pytanie w jaki sposób izolacja cieplna mo e pomóc zredukowaæ, a nawet wyeliminowaæ zapotrzebowanie na klimatyzacjê. Aby odpowiedzieæ na to pytanie, najpierw nale y opisaæ ró ne wp³ywy na temperaturê wnêtrza w ciep³ym klimacie i strategie obni enia zapotrzebowania na klimatyzacjê. 5.1 STRATEGIE ZMNIEJSZENIA ZAPOTRZEBOWANIA NA KLIMATYZACJÊ Przyk³ady z historii Wiele z istniej¹cych budynków w gor¹cych klimatach zbudowanych w przesz³oœci przyjê³o inteligentne rozwi¹zania maj¹ce na celu utrzymanie niskiej temperatury wnêtrza. W [BDAA 03] podano historyczne przyk³ady pokazuj¹ce prost¹, acz skuteczn¹ strategiê: > Mieszkania podziemne w Coober Pedy w œrodkowej Australii maj¹ swój pocz¹tek w odkryciu górników, e temperatura w kopalniach jest bardziej komfortowa ni w ich naziemnych domach. "Tego rodzaju pomieszczenia mieszkalne posiadaj¹ nieograniczony poziom masy cieplnej sprzê enia z ziemi¹", które s¹ idealne na wieczór i wahania dobowe regionu; > Staro ytne osady amerykañskich Indian wykute w zboczach górskich w Mesa Verde wykorzystuj¹ nawisy zboczy do pe³nej pasywnej kontroli padania promieni s³onecznych, nie tylko jeœli chodzi o œciany i okna, ale ca³¹ osadê. Naturalne pr¹dy wstêpuj¹ce daj¹ znakomit¹ wentylacjê. > Pierwotne indonezyjskie budowle wykorzystuj¹ strzechê jako izolacjê przed du ymi przyrostami temperatury w klimacie topikalnym. Otwarte szczyty pozwalaj¹ na wymienn¹ wentylacjê najcieplejszego powietrza, które inaczej kumulowa³oby siê na powierzchni dachowej. Poka ne nawisy dachowe rozpoœcieraj¹ cieñ nad budynkiem, co prowadzi do dalszej redukcji przejmowania ciep³a. Wszystkie te rozwi¹zania opieraj¹ siê na trzech zasadach, które nawet w dniu dzisiejszym mog¹ pomóc zmniejszyæ zapotrzebowanie na klimatyzacjê: ZASADA I: ZMNIEJSZENIE PROMIENIOWANIE S ONECZNEGO Podczas gdy przyrosty temperatur wskutek promieniowania sprzyjaj¹ obni eniu zapotrzebowania na ogrzewanie w zimie, w lecie mog¹ one powodowaæ szczytowe zapotrzebowanie na klimatyzacjê. Zale nie od rodzaju klimatu, promieniowanie s³oneczne mo e stanowiæ najwiêksze obci¹ enie termiczne budynku. Zalecane jest z tego powodu stosowanie ró nego rodzaju zacienienia, szczególnie jeœli chodzi o œciany skierowane na po³udnie, zachód i wschód. ZASADA II: ZMNIEJSZENIE OBCI EÑ WEWNÊTRZNYCH Energia uwalniana przez ludzi, urz¹dzenia, oœwietlenie oraz inne Ÿród³a, które nie s¹ czêœci¹ systemu grzewczego, czêsto wywieraj¹ znacz¹cy wp³yw na temperaturê wnêtrza. Utrzymanie wewnêtrznego obci¹ enia cieplnego na minimalnym poziomie daje podwójne korzyœci w bezpoœredniej oszczêdnoœci w zu yciu energi, a tak e w redukcji obci¹ eñ klimatyzacj¹. ZASADA III: USUNIÊCIE CIEP A Strategia wentylacji jest bardzo istotna dla usuwania ciep³a z pomieszczeñ w ci¹gu dnia, ale równie powinna zapobiegaæ przejmowaniu ciep³a, gdy temperatury na zewn¹trz s¹ wy sze ni wewn¹trz. Dodatkowa nocna wentylacja mo e byæ przydatna w celu nawiewania zewnêtrznego powietrza na budynek, w celu sch³odzenia jego masy termicznej tak, aby poch³ania³a ona energiê ciepln¹ z zewn¹trz i wewn¹trz nastêpnego dnia. Powietrze z zewn¹trz mo e zostaæ och³odzone w podziemnych przewodach biegn¹cych np. w piwnicy, podziemnych parkingach samochodowych lub ogrodach przed wpuszczeniem go do pomieszczeñ.

22 21 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU ZROZUMIENIE WP YWU IZOLACJI NA ZAPOTRZEBOWANIE NA KLIMATYZACJÊ Jak ju zosta³o to omówione w poprzedniej czêœci, zapotrzebowanie na klimatyzacjê zale y od kilku ró nych czynników. Z uwagi na z³o onoœæ problemu, wp³yw izolacji cieplnej na zapotrzebowanie na klimatyzacjê powinien byæ rozpatrzony jako suma swoich czêœci sk³adowych. Izolacja zmniejsza przep³yw ciep³a poprzez dach, œciany, pod³ogê oraz okna. Zale nie od ró nicy temperatur na zewn¹trz i w œrodku ciep³o przep³ywa przez konstrukcjê budynku w kierunku ze œrodka na zewn¹trz lub odwrotnie. W zimnych regionach izolacja termiczna zmniejsza zapotrzebowanie na ogrzewanie w zimie, kiedy to temperatura zewnêtrzna jest ni sza ni wewn¹trz pomieszczeñ. Dla wszystkich stref, w których zewnêtrzna temperatura przekracza akceptowaln¹ temperaturê wnêtrza, zalecana jest izolacja, jako e ma ona wp³yw na ograniczenie zapotrzebowania na klimatyzacjê [Tenorio 01], [ABCB 02], [Home 02]. Ale jaki jest wp³yw izolacji w ciep³ych strefach klimatycznych, gdzie przez d³u sze okresy temperatura zewnêtrzna przekracza po ¹dan¹ temperaturê wnêtrza i dlatego izolacja pozwala zmniejszyæ zapotrzebowanie na klimatyzacjê? Mog¹ równie zdarzyæ siê przypadki, kiedy temperatura zewnêtrzna jest ni sza ni temperatura wewn¹trz, wtedy izolacja zmniejsza wyp³yw ciep³a na zewn¹trz, co mo e prowadziæ do zwiêkszonego zapotrzebowania na klimatyzacjê, jeœli zyski cieplne wewnêtrzne i pochodz¹ce z promieniowania s³onecznego nie s¹ wywiewane na zewn¹trz. Aby oceniæ potencjalny wp³yw ulepszonej izolacji na zapotrzebowanie na wentylacjê w Europie, przeanalizowano ró ne scenariusze dla typowych budynków w ró nych strefach klimatycznych, wykorzystuj¹c oprogramowanie symulacyjne TRNSYS 1, które s³u y do obliczania dynamicznego przep³ywu ciep³a w budynkach. 5.2 SYMULACJA WEJŒÆ ZAPOTRZEBOWANIA NA KLIMATYZACJÊ Przyk³adowe budynki Wp³ywy izolacji na zapotrzebowanie na klimatyzacjê zostan¹ przeanalizowane na przyk³adzie dwóch przyk³adowych typów domów: biurowca i bloku mieszkalnego. Tabela 8: G³ówne dane analizowanego domu z tarasami oraz biurowca Dla dalszych badañ te typy budynków zosta³y umieszczone w Madrycie i Monachium, które to miasta zosta³y wybrane jako reprezentatywne dla po³udniowej i œrodkowej Europy, jeœli chodzi o liczbê dni wentylacyjnych 3 najbardziej zbli on¹ do œredniej dla odpowiadaj¹cego regionu (patrz Rysunek 8 i Rysunek 9). 1 TRNSYS (The Transient Energy System Simulation Tool), komercyjnie dostêpny od roku 1975, jest elastycznym narzêdziem do symulacji dynamicznej wydajnoœci systemów energii cieplnej ( 2 Wspó³czynnik kszta³tu jest stosunkiem powierzchni œcian zewnêtrznych do kubatury budynku (A/V). 3 Liczba dni z klimatyzacj¹ jest sum¹ dni, w których œrednia dzienna temperatura przekracza pewn¹ temperaturê, tutaj 18 o C, pomno on¹ przez ró nicê temperatur okreœlonego dnia.

23 22 Rysunek 8: Liczba dni z klimatyzacj¹ w wybranych miastach Po³udniowej Europy [EERE 03] Rysunek 9: Liczba dni z klimatyzacj¹ w wybranych miastach Œrodkowej Europy [EERE 03] Zbadane scenariusze obci¹ eñ cieplnych W zwi¹zku z wzajemn¹ zale noœci¹ pomiêdzy obci¹ eniem cieplnym budynków i zapotrzebowaniem na klimatyzacjê, opisanym w rozdziale 5.1, zbadano kolejne dwa scenariusze. > W scenariuszu 1 du e obci¹ enia niesprawne wewnêtrzne urz¹dzenia zacieniaj¹ce powoduj¹ wysoki przyrost temperatury na skutek promieniowania s³onecznego. Przestarza³e urz¹dzenia gospodarstwa domowego lub urz¹dzenia biurowe o du ym zu yciu energii prowadz¹ do du ych obci¹ eñ wewnêtrznych. Ponadto, zak³adany jest sposób wentylacji ze sta³¹ wymian¹ powietrza. > Przyk³ady w ca³ej Europie pokazuj¹, e obci¹ enia cieplne mog¹ byæ znacznie zredukowane np. w pasywnych budynkach przeznaczonych zarówno na mieszkania jak i biura. Niskie, ale nie zminimalizowane obci¹ enia cieplne za³o one s¹ jako zalecane jak i wykonalne w scenariuszu 2 ma³e obci¹ enia. Mamy tu do czynienia z po³¹czeniem wydajnego urz¹dzenia zacieniaj¹cego, np. os³ony zewnêtrzne z energooszczêdnymi artyku³ami gospodarstwa domowego i biurowymi, a tak e ze sposobem wentylacji zale nym od temperatur zewnêtrznych. Szczegó³owy opis scenariuszy dla domu z tarasem i budynku biurowca podany jest w Za³¹czniku II tego raportu.

24 23 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU 5.3 WYNIKI SYMULACJI ZAPOTRZEBOWANIA NA KLIMATYZACJÊ Budynki mieszkalne w klimacie ciep³ym Na podstawie typu budynku z tarasem z niskim obci¹ eniem cieplnym, (Rysunek 10 i Tabela 10) ilustruj¹ wp³yw izolacji na zapotrzebowanie na klimatyzacjê. W ten sposób badane s¹ ró ne kombinacje izolacji dachu, elewacji, okien i pod³ogi (Tabela 9). Mo emy zauwa yæ, e: > Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w domu z tarasami, który by³ badany mo e zostaæ zmniejszone do ok. 15% za pomoc¹ zoptymalizowanego sposobu izolacji; > Izolacja termiczna dachu jest bardzo skuteczn¹ metod¹ zmniejszenia zapotrzebowania na klimatyzacjê ze zredukowanym przep³ywem ciep³a spowodowanym nie tylko wysok¹ temperatur¹ zewnêtrzn¹, ale równie promieniowaniem s³onecznym; > Wysoki poziom izolacji pod³óg powoduje wiêksze zapotrzebowanie na klimatyzacjê z powodu ograniczenia kontaktu z gruntem. Rysunek 10: Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w domu z tarasami w Madrycie o niskim obci¹ eniu cieplnym, ró ne standardy izolacji cieplnej Tabela 9: Wartoœci U przyk³adowych budynków w Madrycie

25 24 Rysunek 11 pokazuje, e po³¹czenie œrodków s³u ¹cych do zmniejszenia zapotrzebowania na klimatyzacjê ma wielkie znaczenie. Izolacja domu z tarasami z du ymi obci¹ eniami termicznymi, zmniejsza do pewnego stopnia zapotrzebowanie na klimatyzacjê, jeœli jednak obci¹ enie termiczne domu jest niskie, izolacja jest wysoko wydajnym œrodkiem, który prawie eliminuje zapotrzebowanie na klimatyzacjê. Id¹c dalej, rysunek pokazuje, e zapotrzebowanie na klimatyzacjê domu z tarasem o niskim stopniu izolacji mo e zostaæ obni one do 53% poprzez oni enie obci¹ eñ termicznych. Dowodzi to, e historyczne zasady jeœli chodzi o zredukowanie zapotrzebowania na klimatyzacjê, opisane w rozdziale 5.1, powinny byæ realizowane w celu skonstruowania domu mieszkalnego zoptymalizowanego pod k¹tem zu ycia energii. Rysunek 11: Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w domu z tarasami w Madrycie o ró nych obci¹ eniach cieplnych oraz standardach izolacji Tabela 10: Przegl¹d zapotrzebowania na klimatyzacjê w analizowanym domu z tarasami w Madrycie

26 25 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Biurowiec w klimacie ciep³ym Na Rysunku 12 pokazano wp³yw izolacji na przyk³adowy budynek biurowy z niskimi obci¹ eniami cieplnymi. W tym wypadku, izolacja dachów obni a zapotrzebowanie na klimatyzacjê o 24%. Izolacja elewacji przestaje mieæ pozytywny wp³yw, poniewa obci¹ enie termiczne budynku w porównaniu do budynku mieszkalnego jest nadal relatywnie du e i ciep³o mo e zostaæ usuniête poprzez odpowiedni¹ wentylacje lub w wyniku przenikania przez œciany. Rysunek 12: Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w biurowcu w Madrycie o ró nych standardach izolacji Rysunek 13: Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w biurowcu w Madrycie o ró nych standardach izolacji Rysunek 13 podsumowuje wp³yw po³¹czenia obni onego obci¹ enia termicznego i izolacji dachu w budynku biurowym w Madrycie. Pokazane zosta³o, e prawie 70% zapotrzebowania na izolacjê mo e zostaæ zredukowane poprzez holistyczne projektowanie budynków z inteligentn¹ kombinacj¹ czynników. Ponadto, rysunek pokazuje, e izolacja dachu w dalszym ci¹gu wywiera pozytywny wp³yw na zapotrzebowanie na klimatyzacjê nawet, gdy obci¹ enia cieplne s¹ wysokie. Przegl¹d wszystkich przeanalizowanych scenariuszy na przyk³adzie typowego biurowca w Madrycie jest podany w Tabeli 11. Tabela 11: Przegl¹d zapotrzebowania na klimatyzacjê analizowanego biurowca w Madrycie

27 PÓRÓWNANIE Z ZAPOTRZEBOWANIEM NA KLIMATYZACJÊ W KLIMACIE UMIARKOWANYM Tabela 12 podsumowuje przeanalizowane scenariusze na przyk³adzie domu z tarasami i biurowca w Monachium, a Tabela 13 daje przegl¹d szacowanych wartoœci U. Tabela 12: Przegl¹d zapotrzebowanie na klimatyzacjê w analizowanym domu z tarasami i biurowcu w Monachium Tabela 13: Wartoœci U w Monachium Rysunek 14 porównuje wyniki domu z tarasami w Monachium z wynikami domu tego samego typu w Madrycie i pokazuje, e zapotrzebowanie na klimatyzacjê w Monachium jest nieznaczne dla wszystkich przebadanych standardów izolacji, jeœli obci¹ enie cieplne jest niskie. Rysunek 14: Zapotrzebowanie na klimatyzacjê domu z tarasami w Madrycie i Monachium

28 27 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU Wp³yw izolacji na zapotrzebowanie na klimatyzacjê badanego biurowca (Rysunek 15) jest równie prawie pomijalny. Aktywne ch³odzenie mo e byæ niepotrzebne, gdy ma miejsce obni enie obci¹ eñ cieplnych poprzez wykorzystanie wydajnych systemów os³ony przed s³oñcem, energooszczêdnych urz¹dzeñ AGD i biurowych oraz przyjêtego systemu wentylacji. Jeœli chodzi o izolacjê, to najwiêksze znaczenie ma pod³oga. Bez izolacji pod³ogi kontakt z gruntem wp³ywa korzystnie na na warunki termiczne wnêtrza w lecie. Ale efekt ten by³by zniwelowany przez wiêksze zapotrzebowanie na ogrzewanie w zimie. Zalecane jest wiêc, aby projektowaæ izolacjê w odniesieniu do minimalnego zapotrzebowania na ogrzewanie w zimie. Rysunek 15: Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w biurowcu w Madrycie i Monachium Prognoza zapotrzebowania na klimatyzacjê Wybór przyk³adów dla klimatów ciep³ego i umiarkowanego pokaza³, e istnieje znacz¹cy potencja³ zredukowania zapotrzebowania na klimatyzacjê je eli zastosowana zostanie odpowiednia izolacja w po³¹czeniu z innymi czynnikami. Daje to dalszy potencja³ zredukowania emisji CO 2. Jednak e oszacowanie tych potencja³ów wymaga³oby dalszych badañ. Na podstawie informacji zaprezentowanych w badaniach nie mo na naukowo usprawiedliwiæ ekstrapolacji danych z rezultatów dla stref klimatycznych.

29 28 6] WNIOSKI Modelowe obliczenia wykonane w ramach tego badania potwierdzi³y, e europejska Dyrektywa dotycz¹ca efektywnoœci energetycznej budynków bêdzie mia³a znacz¹cy wp³yw na stan emisji CO 2 poprzez redukcjê zapotrzebowania na energiê grzewcz¹. G³ównym elementem sk³adaj¹cym siê na ca³kowit¹ wartoœæ 725 Mt/rok emisji CO 2 wszystkich budynków w roku 2002 jest sektor mieszkaniowy (77%), podczas gdy pozosta³e 23% pochodzi z budynków niemieszkalnych. W sektorze mieszkaniowym domy jednorodzinne stanowi¹ najwiêksz¹ grupê odpowiedzialn¹ za 60% ca³kowitej emisji CO 2 równej 435 Mt/r. POTENCJA TECHNICZNY Okazuje siê, e najwiêkszy potencja³ redukcji emisji CO 2 le y w zu yciu energii grzewczej istniej¹cych budynków, co potwierdza wczeœniejsze badania [IWU 94, ECOFYS 02]. Je eli wszystkie œrodki wyposa ania w nowe elementy w ramach Dyrektywy mia³by zostaæ zrealizowane natychmiast dla wszystkich budynków mieszkalnych i niemieszkalnych, ca³kowita redukcja emisji CO 2 wynios³aby 82 Mt/rok. Dodatkowy potencja³ oszczêdnoœci emisji o wartoœci 69 Mt/rok w porównaniu do wytycznych Dyrektywy, powsta³by jeœli jej zakres zosta³ rozszerzony tak, by obejmowa³ modernizacje w budynkach wielorodzinnych ( m 2 ) i niemieszkalnych budynkach mniejszych ni 1000 m 2 powierzchni u ytkowej. Co wiêcej, w³¹czenie w zakres Dyrektywy du ej grupy budynków jednorodzinnych zaowocowa³oby potencja³em dodatkowego zmniejszenia emisji CO 2 o 316 Mt/rok w porównaniu do wytycznych z Dyrektywy. OKRESOWA MOBILIZACJA POTENCJA U Obliczenia oparte na rozwoju rynku budowlanego w czasie, zak³adaj¹c œredni poziom modernizacji, pokazuj¹ e przepisy wprowadzone w odpowiedzi na Dyrektywê EPB wp³yn¹ na obni enie emisji CO 2 o 34 Mt/r do roku 2010 w porównaniu do sytuacji bez zmian. Rozszerzaj¹c zakres Dyrektywy EPB na wszystkie budynki mieszkalne (w³¹czaj¹c w to domy jedno- i wielorodzinne), redukcje emisji CO 2 w porównaniu do sytuacji bez zmian mo na by podwoiæ do 69 Mt/ rok w roku Rodzi to dodatkowy potencja³ ograniczenia emisji o 36 Mt/r w porównaniu do wytycznych Dyrektywy. ZAPOTRZEBOWANIE NA KIMATYZACJÊ Niniejsza analiza pokaza³a, e w klimacie umiarkowanym izolacja termiczna nie ma znacz¹cego wp³ywu na zapotrzebowanie na klimatyzacjê i dlatego powinna byæ rozpatrywana dopiero po wczeœniejszym spe³nieniu wymagañ dotycz¹cych ograniczenia zapotrzebowania na ogrzewanie. Zapotrzebowanie na klimatyzacjê w budynkach mieszkalnych w klimacie umiarkowanymw mo e zostaæ ³atwo wyeliminowane poprzez stosowanie wydajnych os³on przed promieniowaniem s³onecznym, zmniejszenie wewnêtrznych zysków ciep³a i stosowanie klimatyzacji adaptacyjnej. W zasadzie dotyczy to równie budynków biurowych, ale biurowce musz¹ byæ projektowane z wiêksz¹ uwag¹ ze wzglêdu na wiêksze wewnêtrzne przyrosty temperatur. Wyniki uzyskane dla strefy klimatycznej umiarkowanej odnosz¹ siê równie do strefy zimnej. W strefie klimatycznej gor¹cej zapotrzebowanie na klimatyzacjê mo e zostaæ znacznie zmniejszone poprzez kombinacjê obni enia obci¹ enia cieplnego oraz izolacji termicznej. Kiedy obci¹ enie cieplne w badanym przyk³adzie domu z tarasami, znajduj¹cym siê w Madrycie, zostanie obni one do umiarkowanego poziomu, zapotrzebowanie na klimatyzacjê mo e byæ dalej ograniczone dziêki ulepszonej izolacji termicznej o 85%. Dla budynków biurowych badanych w Madrycie, izolacja, a w szczególnoœci izolacja dachu, wp³ywa na redukcjê zapotrzebowania na klimatyzacjê o 24%, pomimo wysokich obci¹ eñ wewnêtrznych. Dla miast takich jak Ateny wp³yw dodatkowej izolacji termicznej roœnie: przy gorêtszym klimacie i ni szych obci¹ eniach cieplnych wewn¹trz budynku, korzystny wp³yw izolacji termicznej na zapotrzebowanie na energiê potrzebn¹ dla klimatyzacji roœnie.

30 29 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU 7] BIBLIOGRAFIA ABCB 02 Energy Efficiency Measures - BCA Volume 2 (Housing Provisions), Part A, Regulatory Proposal, (Regulation Document RD ), Australian Building Codes Board, CANBERRA, March 2002 Dziennik Ustaw Zmiana ustawy o ochronie i kszta³towaniu œrodowiska oraz o zmianie niektórych ustaw. Dziennik Ustaw z dnia BDAA 03 Your home - design for Lifestyle and the future - technical manual, Australian Greenhouse Office, Building Designers Association of Australia (BDAA) 2003 Caleb 98 P. Ashford: Assessment of Potential for the Saving of Carbon Dioxide Emissions in European Building Stock, Caleb Management Services, Bristol, May 1998 Caleb 99 P. Ashford: The cost implications of energy efficiency measures in the reduction of carbon dioxide emissions from European building stock, Caleb Management Services, Bristol, December 1999 ECOFYS 01 S. Joosen, and K. Blok, ECOFYS: Economic evaluation of sectoral emission reduction objectives for climate change, Economic evaluation of carbon dioxide emission reduction in the household and services sectors in the EU, Utrecht 2001 ECOFYS 02 C. Petersdorff, T. Boermans, J. Harnisch, S. Joosen, F. Wouters: The contribution of Mineral Wool and other Thermal Insulation Materials to Energy Saving and Climate Protection in Europe, ECOFYS, Cologne, 2002 EEA, 2002 B. Gugele and M. Ritter: Annual European Community Greenhouse Gas Inventory and Inventory Report Submission to the UNFCCC Secretariat; Technical Report No. 75, ETC on Air and Climate Change, 15 April 2002 EERE 03 US Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy: energyplus/cfm/weatherdata_int.cfm 2003 Eurostat 01 Eurostat: Yearbook A statistical eye on Europe data , edition 2001 Employment in Europe 2001, Recent Trends & Prospects, July 2001, EC, DG for Employment and Social Affairs Eurostat 02 Eurostat: Energy prices, data , 2002 edition, EC, Theme 8 Environment and Energy, Luxembourg

31 30 Eurostat 99 Eurostat: Energy consumption in households, European Union and Norway, 1995 survey, Central and Eastern European countries, 1996 survey, 1999 edition, Luxembourg Fin 01 Finnish Ministry of the Environment, Housing statistics in the European Union 2001, Helsinki, October 2001 Gemis 02 Gemis ; Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme, Öko-Institut, Darmstadt 2002 Home02 02 Home Greenhouse Audit Manual, Prepared by the Moreland Energy Foundation Ltd for Cool Communities, 2002 IEA IEA statistics, Energy balances of OECD countries , 2000 edition IEA IEA statistics, Electricity information 2000, OECD / IEA IWU 94 IWU (Institut Wohnen und Umwelt) : Empirische Überprüfung der Möglichkeiten und Kosten im Gebäudebestand und bei Neubauten Energie einzusparen und die Energieeffizienz zu steigern, Darmstadt 1994 Kleemann 02 M. Kleemann, R. Heckler, G. Kolb, M. Hille, Die Entwicklung des Energiebedarfs zur Wärmebereitstellung in Gebäuden - Szenarioanalysen mit dem IKARUS-Raumwärmemodell 2000 Knissel 99 J. Knissel, Energieeffiziente Büro - und Verwaltungsgebäude - Hinweise zur primärenergetischen und wirtschaftlichen Optimierung, IWU, Darmstadt, 1999 Minett 01 Minett and Simon : The Environmental Aspects of Cogeneration in Europe, documentation of the Congress "Power Plants 2001", Brussels 2001 MURE 01 Eichhammer, W. & B. Schlomann, MURE Database Case Study : A comparison of thermal building regulations in the European Union, Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research (FhG-ISI), Karlsruhe 2001 STOA 98 STOA1998 ; van Velsen, A.F.M., O. Stobbe, K. Blok, A.H.M. Struker, MTI and ECOFYS : Building regulations as a means of requiring energy saving and use of renewable energies. Scientific and technical options assessment (STOA) for European Parliament, Utrecht Tenorio 01 Tenorio, R., A comparison of the thermal performance of roof and ceiling insulation for tropical houses, A study prepared for the Australian Building Code Board (ABCB) : Natural Ventilation Research Group, University of Queensland, September 2001

32 31 ECOFYS >>> DYREKTYWA EPB W DZIA ANIU ZA CZNIK I: OPIS MODELU W ramach projektu badawczego "Wp³yw we³ny mineralnej i innych materia³ów izolacyjnych na oszczêdznoœci w zu yciu energii i ochronê klimatu w Europie" [ECOFYS 2002], ECOFYS udoskonali³o model obrazuj¹cy aktualny stan i przysz³y rozwój europejskich zasobów mieszkaniowych w celu przeanalizowania potencjalnych oszczêdnoœci zu ycia energii, w wyniku stosowania izolacji cieplnych. Zestawienie dotycz¹ce oszczêdnoœci energii wynikaj¹cych ze stosowania izolacji cieplnych opiera siê na modelu obliczeniowym wprowadzaj¹cym uproszczony podzia³u istniej¹cych budynków. Powinno byæ to brane pod uwagê w momencie szacowania dok³adnoœci wyników. Pomimo to, otrzymane wyniki s¹ jednak bezpiecznym odzwierciedleniem prawdopodobnych wartoœci potencjalnych oszczêdnosci energii. Uzyskanie odpowiedzi na pytania nasuwaj¹ce siê w zwi¹zku z Dyrektyw¹, wymaga pewnych modyfikacji i rozwiniêæ modelu ECOFYS (np. Wprowadzenie dodatkowych kategorii ma³ych budynków). TYPY BUDYNKÓW Dla stworzenia modelu europejskiego rynku budowlanego wziêto pod uwagê 5 standardowych domów: > Przyk³adowy dom 1 : dwupiêtrowy dom z tarasami (120m 2 ); > Przyk³adowy dom 2 : ma³y apartamentowiec (poni ej 1000m 2 ); > Przyk³adowy dom 3 : du y apartamentowiec (powy ej 1000m 2 ); > Ma³y biurowiec (poni ej 1000m 2 ); > Du y biurowiec (powy ej 1000m 2 ). STREFY KLIMATYCZNE Ró ne warunki klimatyczne istniej¹ce w Europie zosta³y sprowadzone do trzech stref klimatycznych. Pó³nocna strefa zimna obejmuje nastêpuj¹ce kraje: Finlandiê i Szwecjê. Austria, Belgia, Dania, Francia, Niemcy, Wielka Brytania, Irlandia, Luksemburg oraz Holandia sk³adaj¹ siê na umiarkowan¹ strefê klimatyczn¹, podczas gdy po³udniowa strefa ciep³a to Grecja, W³ochy, Portugalia oraz Hiszpania. Na podstawie raportu STOA [STOA 1998] wprowadzono nastêpuj¹ce wartoœci wspólczynnika ogrzewania dla poszczególnych stref klimatycznych. Tabela 14: Wspó³czynnik ogrzewania GRUPY WIEKOWE BUDYNKÓW Ca³oœæ istniej¹cych budowli podzielono na trzy grupy wiekowe, które ró ni¹ siê znacz¹co ze wzglêdu na zwi¹zek ich wieku z odpowiednimi krajowymi lub regionalnymi wymogami dotyczacymi ich izolacji. > Budynki wzniesione przed 1975 (podzielone na budynki aktualnie przebudowywane i budynki w stanie pierwotnym) > Budynki wzniesione pomiêdzy 1975 i 1990; > Budynki wzniesione po 1990.