PROJEKTOWANIE ŚCIAN WEDŁUG WYMAGAŃ ENERGETYCZNYCH OD ROKU 2017

Transkrypt

1 PROJEKTOWANIE ŚCIAN WEDŁUG WYMAGAŃ ENERGETYCZNYCH OD ROKU 2017 Konferencja: Projektowanie budynków od 2017 Nowe wymagania w zakresie efektywności energetycznej Adrian Chmielewski Politechnika Warszawska

2 PLAN PREZENTACJI I. Wstęp teoretyczny II. Przyjęte założenia obliczeniowe III. Wyniki dla ścian dwuwarstwowych IV. Wyniki dla ścian trójwarstwowych V. Podsumowanie

3 DZIAŁ X OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII I IZOLACYJNOŚĆ CIEPLNA Dwa kryteria zmniejszające zapotrzebowanie na energię budynku: Kryterium 1 Określenie wartości maksymalnych współczynników przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych Kryterium 2 U C(max) Określenie maksymalnych cząstkowych wskaźników zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP max(h+w) i ΔEP max(c)

4 DZIAŁ X OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII I IZOLACYJNOŚĆ CIEPLNA izolacyjność przegród zewnętrznych d U λ R T ΔU U C U C(max) ograniczenie nieodnawialnej energii pierwotnej (PN-EN ISO 6946:2008) Q H,nd Q C,nd η H,tot η C,tot w W w C EP H+W EP max(h+w) ΔEP C ΔEP max(c) (DzU z 2015 r., poz. 376)

5 PROJEKTOWANIE ŚCIAN wg WYMAGAŃ ENERGETYCZNYCH Spełnienie minimalnych wymagań izolacyjności przegród U C(max) nie gwarantuje spełnienia warunku na EP U C U C(max) EP H+W EP max(h+w) ΔEP C ΔEP max(c)

6 WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U C ŚCIAN Uwzględnia poprawki ze względu na: pustki powietrza w warstwie izolacji ΔU g łączniki mechaniczne przechodzące przez warstwę izolacji ΔU f U C = U + ΔU g + ΔU f (PN-EN ISO 6946:2008) U C U C(max ) U C 0,23 WT 2017

7 WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U C ŚCIAN Poprawka ze względu na efekt pustek powietrza w warstwie izolacji ΔU g (PN-EN ISO 6946:2008) Δ Δ,

8 WSPÓŁCZYNNIK PRZENIKANIA CIEPŁA U C ŚCIAN Poprawki ze względu na efekt łączników mechanicznych przechodzące przez warstwę izolacji ΔU f (PN-EN ISO 6946:2008) Materiał Δ λ [W/(mK)] Stal 50 Stal nierdzewna 17 Tworzywa sztuczne 0,5 < 1, : 0,8 d 0 i d 1 to grubość termoizolacji oraz grubość części metalowej łącznika zanurzonej w warstwie izolacji

9 ŚCIANY NA ROK 2017 Przykłady ścian spełniających wymagania WT 2017 Analiza kosztów, grubości i izolacyjności

10 PRZYJĘTE ZAŁOŻENIA OBLICZENIOWE cz. 1 Ściany zaprojektowane na minimalne wymagania izolacyjności cieplnej U C 0,23 W/(m 2 K) Ściany warstwowe: ściany dwuwarstwowe ocieplone styropianem ściany trójwarstwowe wentylowane ocieplone wełną mineralną Popularne materiały murowe o grubości od 18 do 25 cm, z profilowaną powierzchnią boczną Współczynniki przewodzenia ciepła (λ) dla murów, przyjęte zgodnie z danymi producentów

11 PRZYJĘTE ZAŁOŻENIA OBLICZENIOWE cz. 2 Koszt prac budowlanych według uproszczonej metody kalkulacji ceny kosztorysowej, która podaje koszt jednostkowy robót (zł/m 2 ) Nakłady robocizny i materiałów na podstawie danych z katalogów nakładów rzeczowych Koszt jednostkowy materiałów na podstawie cenników firmowych, zwiększony o średni wskaźnik narzutu kosztów zakupu wynoszący 5,8%

12 PRZYJĘTE ZAŁOŻENIA OBLICZENIOWE cz. 3 Średnia krajowa stawka robocizny kosztorysowej zawierająca narzuty z tytułu kosztów pośrednich i zysku: dla robót ogólnobudowlanych 26,13 zł/rg.* dla robót wykończeniowych 28,88 zł/rg.* Ceny netto, nie uwzględniono podatku od towaru i usług VAT (*Sekocenbud - Błyskawica 5/2016)

13 KALKULACJA CENY KOSZTORYSOWEJ lp. Wyszczególnienie jm Nakład Kj [zł] Koszt za 1 m 2 [zł] 1 Robocizna r-g 1,25 26,13 32,66 Robocizna (R) 32,66 2 Pustak Porotherm 25 P+W, kl. 15 szt. 10,90 5,30 57,77 3 Zaprawa Porotherm M50 kg 25,00 0,35 8,75 4 Materiały pomocnicze - 1,5% - 1,00 5 Koszt zakupu materiału - 5,8% - 3,92 Materiały (M) 71,44 RAZEM R+M (bez podatku VAT) 104,10 (KNR K )

14 KONSTRUKCJA ŚCIANY Wykres kosztów robocizny, materiałów i uzyskanych oporów popularnych materiałów murowych (cena łączna rosnąco) 120 2,18 2,50 Koszt [zł/m 2 ] ,39 1,43 1,47 0,88 0,88 1,08 0,44 0,80 1,26 1,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Opór cieplny [(m 2 K)/W] Materiał murowy Koszt robocizny Koszt materiałów Opór cieplny warstwy konstrukcyjnej

15 KONSTRUKCJA ŚCIANY Opór cieplny warstwy konstrukcyjnej z popularnych materiałów murowych (opory rosnąco) Opór cieplny [(m 2 K)/W] 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,39 0,44 0,80 0,88 0,88 1,08 1,26 1,43 1,47 1,50 2,18 Materiał murowy

16 KONSTRUKCJA ŚCIANY PODSUMOWANIE cz.1 Koszty łączne wybudowania ścian są zbliżone niezależnie od wybranej technologii i materiału Tendencja: lepsza izolacyjność mniejsza gęstość i wytrzymałość Mniejsza gęstość to gorsza akumulacyjność cieplna ściany wpływ na stateczność cieplną budynku

17 KONSTRUKCJA ŚCIANY PODSUMOWANIE cz.2 Średni koszt konstrukcji 95 zł 70 zł 25 zł Koszty: materiał od 58 do 81 zł/m 2 konstrukcja od 82 do 104 zł/m 2 Nakłady pracy od 0,60 do 1,25 rg./m 2 Opór cieplny konstrukcji od 0,35 do 2,18 (m 2 K)/W Średni koszt robocizny Średni koszt materiałów Maksymalna różnica oporów 1,83 (m 2 K)/W jest równoważna grubości < 8 cm dla materiału izolacyjnego o λ=0,040 i < 6 cm dla λ=0,032

18 SYSTEM OCIEPLEŃ ETICS Grubość styropianu (λ= 0,032 W/(mK)) d [cm] 5 Nakład robocizny [rg./m 2 ] Koszt robocizny [zł/m 2 ] Koszt materiałów Chemia budowlana, siatka [zł/m 2 ] Styropian, kołki [zł/m 2 ] Koszt łączny [zł/m 2 ] Opór cieplny warstwy R [(m 2 K)/W] 10,99* 62,41 1, ,07* 71,49 3, ,54* 80,96 4,69 1,565 40,89 10, ,76** 102,18 6, ,79** 118,21 7, ,38** 130,80 9,38 18% 28% 61% *Kołki z trzpieniem wbijanym z tworzywa sztucznego - TFIX 8P **Kołki z trzpieniem stalowym wkręcanym, z izolowanym talerzem i łbem - TFIX 8ST (KNR DC-18)

19 gdzie: OPTYMALNY KOSZTOWO MATERIAŁ IZOLACYJNY W R $ % & & λ współczynnik przewodzenia ciepła materiału, W/(mK), C d cena za 1 m 2 materiału grubości d, zł,* d grubość materiału, m. *lub cena za 1 m 3 materiału, wtedy d = 1 m W R R, czyli ile zapłacimy za określony opór cieplny R?

20 OPTYMALNY KOSZTOWO MATERIAŁ IZOLACYJNY W R ' ( λ [W/(mK)] Cena netto za 1 m 3 [zł] W R styropian fasadowy A 0, ,30 4,97 styropian fasadowy B 0, ,20 5,10 styropian fasadowy C 0, ,10 4,96 styropian fasadowy D 0, ,10 5,15 (Sekocenbud - Informacja o cenach materiałów budowlanych, II kwartał 2016 r.)

21 ŚCIANY DWUWARSTWOWE NA ROK 2017 Wykres kosztów konstrukcji i izolacji ściany dwuwarstwowej z podaniem grubości styropianu (opór warstwy nosnej rosnąco) Koszt [zł/m 2 ] Grubość styropianu λ=0,032 [cm] Koszt izolacji Koszt warstwy konstrukcyjnej grubość styropianu

22 ŚCIANY DWUWARSTWOWE NA ROK 2017 Średni koszt ściany wykończonej 226 zł/m 2 Koszt średni konstrukcji i izolacji 166 zł/m 2 Koszt konstrukcji i izolacji od 157 do 175 zł/m 2 Koszt wykończenia: tynk gipsowy 15 mm około 27 zł/m 2 tynk cienkowarstwowy silikatowy około 33 zł/m 2 Grubość wymaganej izolacji do spełnienia WT 2017 od 7 do 13 cm materiału izolacyjnego o λ = 0,032 W/(mK)

23 ŚCIANY DWUWARSTWOWE NA ROK 2017 Grubość konstrukcji i izolacji od 29 do 36 cm Grubość wykończenia: grubość tynku wewnętrznego około 15 mm, grubość tynku zewnętrznego, kleju i warstwy zbrojącej około 15 mm Grubość całkowita przegrody będzie większa o mniej więcej 3 cm

24 ŚCIANY DWUWARSTWOWE NA ROK 2017 Grubość [cm] Grubość całkowita wykończonej ściany (grubość rosnąco)

25 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 założenia Ściana dobrze wentylowana pole powierzchni otworów między szczeliną, a środowiskiem zewnętrznym jest 1500 mm 2 na każdy metr długości ściany (PN-EN ISO 6946:2008) Elewacja wykonana z materiału nie wymagającego tynkowania Ściana ocieplona wełną do fasad wentylowanych Isover Panel-Płyta Plus o λ = 0,035 W/mK (najkorzystniejsze W R dla sortymentu producenta Isover)

26 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 koszt ocieplenia Stały nakład pracy (około 0,528 rg./m 2 ) koszt w wysokości 13,80 zł/m 2 Koszt materiału (materiał izolacyjny, kołki, kotwy): 29,49 zł/m 2 dla izolacji grubości 12 cm 37,65 zł/m 2 dla izolacji grubości 15 cm Koszt izolacji od 43 do 51 zł/m 2

27 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 Koszt [zł/m 2 ] Koszt konstrukcji i izolacji ściany trójwarstwowej z podaniem grubości izolacji Grubość wełny λ=0,035 [cm] koszt izolacji koszt konstrukcji grubość izolacji

28 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 koszt elewacji Koszt robocizny dla robót o wysokim standardzie przy nakładzie pracy 5,49 rg./m 2 wynosi 158,55 zł/m 2 Koszt robocizny oparty o dwie pozycje kosztorysowe: wymurowanie ściany z cegły pełnej o grubości 12 cm 1,41 rg./m 2 (KNR ) licowanie płytkami klinkierowymi 25x6 cm 4,08 rg./m 2 (KNR ) Przyjmując, że na 1 m 2 elewacji przypada około 51 szt. cegły klinkierowej o wymiarze 250x120x65 mm, otrzymujemy koszt wbudowania jedni cegły (3,11 zł/szt.)

29 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 koszt elewacji Koszt łączny warstwy elewacyjnej od 250 do 700 zł/m 2 Materiały licowe: cegły klinkierowe, ceramiczne, silikatowe, betonowe i z kamienia naturalnego. Grubość od 8 do 12 cm Elewacja z cegieł o wymiarach 250x120x65 mm (51 szt./m 2 cena za sztukę od 1 do 6 zł), koszt od 250 do 550 zł/m 2 Elewacja z elementów o wymiarach 495x95x48 mm (33 szt./m 2 cena za sztukę od 7 do 14 zł), koszt od 450 do 700 zł/m 2

30 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 Koszt [zł/m 2 ] ,23 Szacowany koszt wykończonej ściany trójwarstwowej oraz uzyskany U C 0,22 0,23 0,23 0,22 0,22 0, ,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 U C [W/(m 2 K)] koszt - dolna granica koszt - górna granica Uc

31 ŚCIANY TRÓJWARSTWOWE NA ROK 2017 Grubość wykończonej ściany trójwarstwowej 70 Grubość [cm] grubość - dolna granica grubość - górna granica

32 PODSUMOWANIE Ściana dwuwarstwowa Grubość całkowita: cm Średni koszt przegrody wykończonej: 226 zł/m 2 koszt całkowity jest porównywalny, niezależnie od materiału murowego Ściana trójwarstwowa Grubość całkowita: cm Średni koszt przegrody wykończonej: zł/m 2 decydujący jest sposób wykończenia elewacji

33 PODSUMOWANIE Średni udział konstrukcji, izolacji i wykończenia w koszcie całkowitym ściany trójwarstwowej 100% 80% 26% 60% 67% 84% 32% wykończenie 40% 20% 0% 11% 22% ściana trójwarstwowa elewacja 250 zł/mk 5% 11% ściana trójwarstwowa elewacja 750 zł/mk 42% ściana dwuwarstwowa izolacja konstrukcja

34 CO SIĘ ZMIENI W 2021 r.? U C 0,20 WT 2021 Grubsza izolacji o dodatkowe 2-3 cm dla materiału o λ = 0,032 W/(mK)

35 U C wg ZDYSKONTOWANEGO KOSZTU SKUMULOWANEGO Optymalny współczynnik przenikania ciepła ściany dwuwarstwowej od 0,17 do 0,10 W/(m 2 K) K CZ [zł/m 2 ] ,25 0,23 0,21 0,19 0,17 0,15 0,13 0,11 0,09 U [W/m 2 K] koszt wytworzenia 1 GJ [zł]:

36 DZIĘKUJE ZA UWAGĘ