Jak budować? Budować tanio czy energooszczędnie? XV Festiwal Nauki i Sztuki w Siedlcach Nowe technologie w budownictwie

Transkrypt

1 Jak budować? Budować tanio czy energooszczędnie? XV Festiwal Nauki i Sztuki w Siedlcach Nowe technologie w budownictwie dr inż. Zbigniew Suchorab dr inż. Andrzej Raczkowski

2 Cele Prezentacji Porównanie cech budownictwa tradycyjnego z nowoczesnym budownictwem energooszczędnym. Odpowiedź na pytanie postawione w tytule prezentacji.

3 Plan Prezentacji Podstawowe informacje na temat Rozwoju Zrównoważonego w Budownictwie, Informacje na temat budownictwa energooszczędnego Podział budynków energooszczędnych, Cechy budynków energooszczędnych, Budownictwo pasywne Podstawy fizyczne budynków pasywnych, Cechy architektoniczne budynków pasywnych (materiały budowlane, bryła budynku, instalacje sanitarne w budynkach pasywnych Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Dopłaty do budynków niskoenergochłonnych i pasywnych, Czasy zwrotu nakładów inwestycji budynków energooszczędnych w odniesieniu do budynków tradycyjnych

4 Rozwój zrównoważony w budownictwie Doktryna ekonomii politycznej, zakładająca jakość życia na poziomie na jaki pozwala obecny rozwój cywilizacyjny. Koncepcja Zrównoważonego Rozwoju (Sustainable Development) została opublikowana w 1987 roku w raporcie Our Common Future (Nasza Wspólna Przyszłość). Na obecnym poziomie cywilizacyjnym możliwy jest rozwój zrównoważony, to jest taki rozwój, w którym potrzeby obecnego pokolenia mogą być zaspokojone bez umniejszania szans przyszłych pokoleń na ich zaspokojenie (Komisja Gro Brundtland).

5 Rozwój zrównoważony w budownictwie Pochodzenie pojęcia Rozwój zrównoważony wywodzi się z leśnictwa. Pierwotnie oznaczało sposób gospodarowania lasem polegający na tym, że wycina się tylko tyle drzew, ile może w to miejsce urosnąć, tak by las nigdy nie został zlikwidowany, by mógł się zawsze odbudować. Obecnie definicja ma szersze znaczenie i odnosi się w zasadzie do każdej sfery działalności człowieka w tym budownictwa.

6 Znaczenie budownictwa zrównoważonego EKONOMICZNE EKOLOGICZNE

7 Znaczenie Ekonomiczne Budownictwo (sektor komunalno-bytowy) konsumuje ok. 35% energii pierwotnej wytwarzanej w Polsce. 35% 30% 25% 20% 15% 10% % 0% Przemysł Transport Gospodarstwa domowe Rolnictwo Usługi Struktura zużycia energii w Polsce (Źródło: GUS 2011)

8 Znaczenie Ekonomiczne Jest to konsekwencja wieloletnich zaniedbań w zakresie ochrony cieplnej budynków. Obecnie sektor ten posiada olbrzymi potencjał oszczędności energii. Budynki jednorodzinne 2% 4% Budynki wielorodzinne 12% 1% 3% 23% c.o. c.w.u. c.w.u. oświetlenie 71% oświetlenie inne cele 84% inne cele c.o. Struktura zużycia energii w budynkach

9 Znaczenie Ekonomiczne Oszczędności: - Zmniejszone zużycie paliw na potrzeby C.O. - Zmniejszone koszty uzyskania ciepła na potrzeby C.W.U, - Zmniejszenie ilości materiałów budowlanych przy produkcji budowlanej, recykling.

10 Znaczenie Ekonomiczne Inne korzyści Wdrożenie najnowocześniejszych rozwiązań w sektorze budowlanym. Podniesienie standardu i warunków życia ludzi. Rozwój istniejących i wdrażanie nowych technologii podnoszących standard życia. Rozwój rynku w zakresie technologii budownictwa energooszczędnego, a tym samym spadek kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.

11 Znaczenie Ekologiczne WYMIAR GLOBALNY WYMIAR LOKALNY

12 Znaczenie Ekologiczne Wymiar Globalny Ograniczenie emisji CO 2 do atmosfery (około 35% światowej emisji gazów cieplarnianych pochodzi z budownictwa), Ograniczenie emisji innych zanieczyszczeń gazowych i pyłowych do atmosfery, Redukcja zużycia nieodnawialnych źródeł energii (węgiel kamienny, brunatny, gaz ziemny, ropa naftowa), Zwiększenie udziału odnawialnych źródeł w produkcji energii.

13 Znaczenie Ekologiczne Wymiar Lokalny Poprawa parametrów środowiska wewnętrznego Zapewnienie właściwych warunków mikroklimatu pomieszczeń Minimalizacja zagrożenia tzw. SBS (Sick Building Syndrome) Syndromu Chorych Budynków Zapewnienie właściwej temperatury wnętrz Zapewnienie właściwej wilgotności zmniejszenie ryzyka porażeniem biologicznym budynków

14 Budownictwo energooszczędne Podstawowe informacje Dyrektywa EPBD Energy Performance of Buildings Directive (2002/91/EC) Dyrektywa o charakterystyce energetycznej budynków. Dokument ten wprowadza pojęcie charakterystyki energetycznej budynku oraz Świadectwa charakterystyki energetycznej budynku.

15 Recast EPBD W roku 2010 przyjęta została nowelizacja dyrektywy EPBD (Recast EPBD). Zobowiązuje ona państwa członkowskie do doprowadzenia do takiego stanu, aby od 31 grudnia 2020 roku wszystkie nowo powstające budynki były obiektami o niemal zerowym zużyciu energii.

16 Informacje na temat budownictwa energooszczędnego W polskich warunkach budynek energooszczędny to obiekt, dla którego wartość wskaźnika sezonowego zapotrzebowania energii na cele c.o. i wentylacji E jest na poziomie mniejszym niż 70 kwh/(m 2 rok). Dla budynków projektowanych w roku 2008 było to jeszcze kwh/(m 2 rok).

17 Klasyfikacja budynków energooszczędnych Budynki energooszczędne najczęściej klasyfikuje się podając wartości progowe zużycia energii na m 2 powierzchni użytkowej np. w litrach oleju opałowego na m 2 powierzchni ogrzewanej: Budynki energooszczędne 7-litrowe, Budynki energooszczędne 5-litrowe, Budynki niskoenergetyczne 3-litrowe (niskoenergochłonne), Budynki pasywne.

18 Klasyfikacja budynków energooszczędnych Budynki energooszczędne 7-litrowe Charakteryzują się zapotrzebowaniem na energię cieplną na poziomie ok. 70 kwh/(m 2 rok), czyli ok. 7 litrów oleju opałowego na m 2 ogrzewanej powierzchni w skali roku. Budynki energooszczędne 5-litrowe Charakteryzują się zapotrzebowaniem na energię cieplną na poziomie ok. 50 kwh/(m 2 rok), czyli ok. 5 litrów oleju opałowego na m 2 ogrzewanej powierzchni w skali roku. Koszt wybudowania takiego budynku jest o ponad 10% wyższy od kosztów budynku referencyjnego tj. zużywającego na c.o. + went 120 kwh/(m 2 rok)

19 Klasyfikacja budynków energooszczędnych Budynki energooszczędne 3-litrowe (niskoenergochłonne) Charakteryzują się zapotrzebowaniem na energię cieplną na poziomie ok. 30 kwh/(m 2 rok), czyli ok. 3 litrów oleju opałowego na m 2 ogrzewanej powierzchni w skali roku. Koszt wybudowania takiego budynku jest o ponad 15% wyższy od kosztów budynku referencyjnego tj. zużywającego na c.o. + went 120 kwh/(m 2 rok) 12-litrowego Budynki pasywne Charakteryzują się bardzo niskim zapotrzebowaniem na energię cieplną, poniżej poziomu 15 kwh/(m 2 rok), czyli ok. 1,5 litra oleju opałowego na m 2 ogrzewanej powierzchni w skali roku. Koszt wybudowania takiego budynku jest o 20-30% wyższy od kosztów budynku referencyjnego.

20 Cechy budynków energooszczędnych Porównanie cech budynków aktualnie wznoszonych z niskoenergetycznymi i pasywnymi Rodzaj budynku Grubość warstwy izolacyjnej ścian zewnętrznych Współczynnik przenikania ciepła U ścian zewnętrznych Grubość warstwy izolacyjnej dachu lub stropodachu Spełniający aktualne przepisy Energooszczędny Pasywny Ok.12cm Ok.18cm Ok.30cm izolacji tradycyjnej 0,3 [W/(m 2 K)] Do 0,2 [W/(m 2 K)] Do 0,1 [W/(m 2 K)] Ok.16cm Ok.30cm izolacji tradycyjnej Usytuowanie okien Dowolne Głównie na elewacji południowej (należy przewidzieć ochronę przed nadmiernym nasłonecznieniem latem) Ok.40cm izolacji tradycyjnej Głównie na elewacji południowej (należy przewidzieć ochronę przed nadmiernym nasłonecznieniem latem) Rezygnacja z okien dachowych

21 Cechy budynków energooszczędnych Rodzaj budynku Współczynnik przenikania ciepła U okien Konstrukcja balkonów System wentylacji Spełniający aktualne przepisy Energooszczędny/ Niskoenergochłonny Pasywny Do 1,8 [W/(m 2 K)] 1,1 1,3 [W/(m 2 K)] Do 0,8 [W/(m 2 K)] Tradycyjna (płyta połączona ze stropem) Wentylacja naturalna grawitacyjna Elementy umożliwiające ciągłą izolację ścian lub balkony na własnej konstrukcji Wentylacja hybrydowa lub mechaniczna z odzyskiem ciepła Balkony na własnej konstrukcji (oddzielone od ściany zewnętrznej) Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła i gruntowym wymiennikiem System ogrzewania Tradycyjny Niskotemperaturowy W zasadzie ogrzewanie wodne nie istnieje, stosuje się dogrzewanie powietrza wentylacyjnego

22 Cechy budynków energooszczędnych Rodzaj budynku Spełniający aktualne przepisy Energooszczędny Pasywny Wykorzystanie energii słonecznej Nie występuje Kolektory w systemie ciepłej wody użytkowej Kolektory w systemie ciepłej wody użytkowej Zapotrzebowanie na energii do ogrzewania i wentylacji kwh/(m 2 rok) kwh/(m 2 rok) Do 15 kwh/(m 2 rok)

23 Podstawy fizyczne Budownictwo tradycyjne Wentylacja naturalna (grawitacyjna)

24 Podstawy fizyczne Budownictwo tradycyjne Wentylacja naturalna (grawitacyjna) Warunki prawidłowego funkcjonowania: Nieszczelności w oknach Konstrukcja przegród zewnętrznych umożliwiająca transport wilgoci w kierunku do zewnątrz)

25 Podstawy fizyczne Budownictwo pasywne Wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z systemem odzysku ciepła Doskonała szczelność budynku: skorupy zewnętrznej (właściwa technologia wznoszenia murów), okien zewnętrznych, innowacyjny sposób obsadzenia (w warstwie izolacji termicznej), Brak aktywnego systemu grzewczego (C.O.)

26 Budownictwo pasywne Cechy architektoniczne budynków pasywnych Materiały budowlane Powinny posiadać możliwie niski współczynnik przewodzenia ciepła λ (również warstwa konstrukcyjna) Powinny zapewnić doskonałą szczelność osłony zewnętrznej Preferowane rozwiązanie: Systemowe bloczki betonu komórkowego o niskiej gęstości łączone za pomocą zaprawy cienkospoinowej.

27 Budownictwo pasywne Cechy architektoniczne budynków pasywnych Prosta, zwarta bryła budynku o niskiej wartości tzw. współczynnika kształtu A/V. gdzie: A powierzchnia przegród zewnętrznych budynku, V kubatura ogrzewana budynku.

28 Budownictwo pasywne Cechy architektoniczne budynków pasywnych Prosta, zwarta bryła budynku o niskiej wartości tzw. współczynnika kształtu A/V. gdzie: A powierzchnia przegród zewnętrznych budynku, V kubatura ogrzewana budynku.

29 Budownictwo pasywne Cechy architektoniczne budynków pasywnych Rezygnacja z okien dachowych i lukarn, w których zlokalizowanych jest najwięcej tzw. mostków cieplnych będących przyczyną niepotrzebnych strat ciepła.

30 Budownictwo pasywne Cechy architektoniczne budynków pasywnych Balkony stanowią odrębną konstrukcję, niezależną od bryły budynku. Tutaj w tym celu wykorzystano odrębną konstrukcję garażu.

31 Budownictwo pasywne Cechy architektoniczne budynków pasywnych Roślinność Budynki pasywne powinny być otoczone przez drzewa: Liściaste od strony południowej Iglaste od strony północnej

32 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych WENTYLACJA

33 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych WENTYLACJA

34 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych WENTYLACJA

35 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych WENTYLACJA MECHANICZNA Z ODZYSKIEM CIEPŁA W POSTACI WYMIENNIKA KRZYŻOWEGO TZW. REKUPERATORA Doprowadza i odprowadza powietrze z pomieszczenia (wentylator), Podstawowy system doprowadzający ciepło do pomieszczenia (ogrzewanie),

36 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych WENTYLACJA MECHANICZNA Z ODZYSKIEM CIEPŁA W POSTACI WYMIENNIKA KRZYŻOWEGO TZW. REKUPERATORA, DODATKOWO WYPOSAŻONA W TZW. WYMIENNIK GRUNTOWY, UMOŻLIWIAJĄCY ODZSYK CIEPŁA OD GRUNTU.

37 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych WENTYLACJA MECHANICZNA Z ODZYSKIEM CIEPŁA W POSTACI WYMIENNIKA KRZYŻOWEGO TZW. REKUPERATORA, DODATKOWO WYPOSAŻONA W TZW. WYMIENNIK GRUNTOWY, UMOŻLIWIAJĄCY ODZSYK CIEPŁA OD GRUNTU. System wentylacji mechanicznej wzbogacony o rekuperator o wysokiej sprawności i wymiennik gruntowy pozwala uzyskać temperaturę na wlocie nawet ok. 16 C, przy temperaturze zewnętrznej wynoszącej -20 C.

38 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych INSTALACJA WODNO-KANALIZACYJNA

39 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych INSTALACJA WODNO-KANALIZACYJNA

40 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych ZŁOŻONE SYSTEMY WIELU WSPÓŁPRACUJĄCYCH ZE SOBĄ INSTALACJI

41 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych ZŁOŻONE SYSTEMY WIELU WSPÓŁPRACUJĄCYCH ZE SOBĄ INSTALACJI

42 Budownictwo pasywne Instalacje w budynkach pasywnych ZŁOŻONE SYSTEMY WIELU WSPÓŁPRACUJĄCYCH ZE SOBĄ INSTALACJI

43 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Dopłaty do budynków niskoenergochłonnych i pasywnych Mechanizm rynkowy opracowany przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej pod nazwą: Dopłaty do kredytów na budowę domów energooszczędnych

44 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Cele projektu: - Wsparcie budownictwa energooszczędnego - Zmniejszenie emisji CO 2 o 50 tys. ton w skali roku Zakładane efekty - wybudowanie ok. 16 tys. domów i mieszkań o wysokim standardzie energooszczędności - rozwój rynku technologii energooszczędnych w Polsce - zgromadzenie kompetencji potrzebnych do budowy budynków o niemal zerowym zużyciu energii od 2021 roku

45 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Beneficjenci programu: - osoby fizyczne budujące domy jednorodzinne - osoby fizyczne kupujące od deweloperów domy jednorodzinne - osoby fizyczne kupujące od deweloperów mieszkania w domach wielorodzinnych

46 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Wysokość dopłat (wartości brutto): Budownictwo jednorodzinne: - Budynki niskoenergochłonne 30 tys. PLN - Budynki pasywne 50 tys. PLN. Mieszkania w budynkach wielorodzinnych: - Budynki niskoenergochłonne 11 tys. PLN - Budynki pasywne 16 tys. PLN.

47 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Porównanie kosztów budowy budynku tradycyjnego o powierzchni użytkowej 150m 2 z kosztami budowy budynków pasywnych o podobnych wymiarach

48 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Czas zwrotu kosztów budowy budynku pasywnego w porównaniu z budynkiem tradycyjnym ogrzewanym paliwem gazowym o powierzchni użytkowej 150m 2

49 Czy budownictwo energooszczędne się opłaca? Dziękujemy za uwagę