PROJEKT TERMOMODERNIZACJI BUDYNKU ZAKRES I OCZEKIWANE REZULTATY PLANOWANYCH DZIAŁAŃ, ANALIZA UWARUNKOWAŃ I OGRANICZEŃ

Transkrypt

1 MAŁOPOLSKA AKADEMIA SAMORZĄDOWA DOBRA TERMOMODERNIZACJA W PRAKTYCE PROJEKT TERMOMODERNIZACJI BUDYNKU ZAKRES I OCZEKIWANE REZULTATY PLANOWANYCH DZIAŁAŃ, ANALIZA UWARUNKOWAŃ I OGRANICZEŃ autor: mgr inż. arch. Małgorzata Rybarczyk 1

2 TERMOMODERNIZACJA Działanie mające na celu zmniejszenie emisji CO2 oraz negatywnego wpływu na środowisko naturalne Działanie mające na celu zmniejszenie zużycia energii przez obiekt (budynek lub zespół budynków) EU EP Z A K R E S O D D Z I A Ł Y W A N I A EK - Bryła budynku - Rozwiązania konstrukcyjne i materiałowe - Konstrukcja przegród zewnętrznych Wybór źródła ciepła dla obiektu Sprawność i charakterystyka systemów instalacyjnych 2

3 ILOŚĆ ENERGII DO CELÓW OGRZEWANIA EU STRATY ZYSKI - Przez przegrody nieprzezroczyste - Przez przegrody przezroczyste - Przez system wentylacji - Zyski solarne - Zyski wewnętrzne od osób i urządzeń OBNIŻENIE ZUŻYCIA ENERGII OPTYMALIZACJA ZMNIEJSZENIE STRAT 3 ZYSKÓW

4 PRZYKŁADOWY BILANS ENERGII 4 źródło:

5 STANDARDY ENERGETYCZNE 5 źródło:

6 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE KLASYFIKACJA PRZEGRÓD ZE WZGLĘDU NA LOKALIZACJĘ - Ściany zewnętrzne - Dach - Podłoga na gruncie / podłoga ponad nieogrzewaną piwnicą PRZEGRODA JEDNORODNA ZE WZGLĘDU NA KONSTRUKCJĘ PRZEGRODA NIEJEDNORODNA 6

7 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE λ [W/mK] współczynnik przewodności cieplnej charakterystyczny dla danego materiału np. żelbet λ = 1,7 W/mK pustak silikatowy λ = 0,5 W/mK materiały termoizolacyjne λ = 0,02-0,04 W/mK Inne parametry: grubość warstwy danego materiału, wilgotność, gęstość PARAMETRY PRZEGRODY PARAMETRY MATERIAŁÓW PARAMETRY PRZEGRODY współczynnik przenikania ciepła U [W/m2K] U = 1 = R R n = d Λ 1 R si + R n + R se d - grubość warstwy Λ - współczynnik przewodzenia ciepła [W/mK] R si opór przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej przegrody w górę = 0,1 w dół = 0,17 poziomo (przez ścianę) = 0,13 R se opór przejmowania ciepła na powierzchni zewnętrznej przegrody = 0,04 7

8 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE MOSTKI TERMICZNE DEFINICJA część obudowy budynku, w której jednolity opór cieplny jest znacznie zmniejszony przez: całkowite lub częściowe przebicie obudowy budynku przez materiały o innym współczynniku przewodzenia ciepła zmianę grubości warstw materiałów różnicę między wewnętrznymi i zewnętrznymi powierzchniami przegród, jaka występuje w połączeniach ściana/podłoga/sufit. PN-EN ISO : 1998 Mostki cieplne w budynkach. Strumień cieplny i temperatura powierzchni. Ogólne metody obliczania. JEDNOSTKI liniowy współczynnik przenikania ciepła punktowy współczynnik przenikania ciepła Ψ [W/mK] χ [W/K] U k = U + Ψ*L + χ*n 8

9 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE MOSTKI TERMICZNE MIEJSCA W BUDYNKU NARAŻONE NA WYSTĘPOWANIE MOSTKÓW TERMICZNYCH 9

10 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE MOSTKI TERMICZNE MIEJSCA W BUDYNKU NARAŻONE NA WYSTĘPOWANIE MOSTKÓW TERMICZNYCH Ψ [W/mK] U [W/m2K] χ [W/K] 10

11 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE ZAKRES DZIAŁAŃ ZMNIEJSZAJĄCYCH STRATY PRZEZ PRZEGRODY Zmniejszenie wartości współczynnika przenikania ciepła przez przegrodę U poprzez: - Zwiększenie grubości warstwy termoizolacji - Zastosowanie materiału termoizolacyjnego o obniżonym współczynniku przewodzenia λ R n = d Λ R 1 = 0,01/0,4=0,025 R 2 = 0,18/0,51=0,353 R 3 = 0,15/0,04=3,75 R 4 = 0,005/1=0,005 tynk gipsowy λ = 0,4W/mK, d=1cm bloczek silikatowy λ = 0,51W/mK, d=18cm styropian λ = 0,04 W/mK, d=15cm tynk cem-wap. λ = 1 W/mK d=0.5cm U = 1 R = 1 R si + R n + R se = 1 0,13+4,133+0,04 = 0,232 W/m2K WARIANT 1 λ = 0,032 W/mK, d3 = 15cm R 3 = 0,15/0,032 = 4,688 => WARIANT 2 λ = 0,032 W/mK, d3 = 25cm R 3 = 0,25/0,032 = 7,813 => R n =5,071 => U = 0,191 W/m2K R n =8,196 => U = 0,120 W/m2K 11

12 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY NIEPRZEZROCZYSTE ZAKRES DZIAŁAŃ ZMNIEJSZAJĄCYCH STRATY PRZEZ PRZEGRODY Eliminacja mostków termicznych poprzez: - poprawę rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych - zapewnienie ciągłości warstw termoizolacyjnych 12

13 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY PRZEZROCZYSTE - Zapewnienie dostępu światła dziennego - Zyski solarne Qp strata energii przez okno (uzależniona od współczynnika U) Qz zyski energii przez okno (uzależnione od bezpośredniego i rozproszonego promieniowania słońca oraz odbicia) ROLA PRZEGRÓD PRZEZROCZYSTYCH UPROSZCZONY BILANS ENERGETYCZNY OKNA OKNA PÓŁNOCNE STRATY > ZYSKI OKNA POŁUDNIOWE STRATY < ZYSKI 13 Źródło ilustracji: Aleksander Panek, Szymon Firląg Projektowanie budynków niskoenergetycznych i pasywnych, Biblioteka Fundacji Poszanowania Energii, Program Nowy Expert, Warszawa 2011

14 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY PRZEZROCZYSTE - Usytuowanie względem stron świata - Wielkość otworu okiennego PARAMETRY PRZEGRÓD PRZEZROCZYSTYCH - PARAMETRY STOLARKI OKIENNEJ: Uw całkowity współczynnik przenikania ciepła przez okno [W/m2K] Uf współczynnik przenikania ciepła przez ramę stolarki [W/m2K] Ug współczynnik przenikania ciepła przez przeszklenie stolarki [W/m2K] g współczynnik przepuszczalności promieniowania słonecznego przez przeszklenie Ψg liniowy współczynnik dla mostka termicznego na połączeniu ramy stolarki z przeszkleniem [W/mK] Ψm liniowy współczynnik dla mostka termicznego montażowego okna [W/mK] Af Ag A Lg Uw = Uf Af + Ug Ag + Ψg lg A powierzchnia ramy powierzchnia przeszklenia powierzchnia stolarki obwód połączenia ramy stolarki z przeszkleniem 14

15 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ PRZEGRODY PRZEZROCZYSTE ZAKRES DZIAŁAŃ ZMNIEJSZAJĄCYCH STRATY PRZEZ PRZEGRODY - Zmiana usytuowania i wielkości otworów okiennych (przedmiot szczególnego zainteresowania: kierunki północny i południowy) - Zmniejszenie współczynnika przenikania ciepła przez okna poprzez wymianę stolarki okiennej (zmniejszenie współczynników Ug, Uf, Ψg) - Zmniejszenie mostka termicznego montażowego na połączeniu stolarki okiennej z murem (zmniejszenie współczynnika Ψm) 15

16 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ SYSTEM WENTYLACJI MOŻLIWE SYSTEMY WENTYLACYJNE - Wentylacja grawitacyjna - Straty ciepła - Niekontrolowana infiltracja powietrza zewnętrznego - Mniej efektywna regulacja poziomu dwutlenku węgla - Wentylacja mechaniczna nawiewno wywiewna - Ograniczenie strat ciepła - Kontrola ilości infiltracji powietrza zewnętrznego - Regulacja poziomu dwutlenku węgla - Możliwość zastosowania regulacji umożliwiającej zmniejszenie zużycia energii elektrycznej - Zastosowanie ODZYSKU CIEPŁA CZERPNIA WYWIEW WYRZUT NAWIEW - gruntowy wymiennik ciepła 16

17 ZMNIEJSZENIE STRAT PRZEZ SYSTEM WENTYLACJI ZAKRES DZIAŁAŃ ZMNIEJSZAJĄCYCH STRATY PRZEZ WENTYLACJĘ - Zmiana systemu wentylacji w obiekcie na wentylację mechaniczną nawiewno wywiewną z odzyskiem ciepła - Możliwość zastosowania gruntowego wymiennika ciepła 17

18 ZUŻYCIE ENERGII KOŃCOWEJ I POCZĄTKOWEJ ZAKRES DZIAŁAŃ ZMNIEJSZAJĄCYCH EK I EP - Dostosowanie źródła ciepła do obniżonego zapotrzebowania na energię użytkową: - Moc / inne parametry - Możliwość zastosowania OZE - Optymalizacja / podwyższenie sprawności w obrębie systemów instalacji grzewczej i instalacji ciepłej wody użytkowej. - Zastosowanie w obrębie systemów instalacji grzewczej i instalacji ciepłej wody użytkowej urządzeń pomocniczych o zmniejszonym zapotrzebowaniu na energię 18

19 PROJEKT 19

20 PROJEKT 20

21 OGRANICZENIA - Istniejąca struktura konstrukcyjno budowlana obiektu (ograniczenia w możliwej eliminacji nieciągłości izolacji, mostków termicznych, ograniczenia dokonania zmiany w obrębie konstrukcji przegród budowlanych, ograniczenia dokonania zmian w wielkości i rozmieszczenia otworów okiennych) - Uwarunkowania przestrzenne wynikające z: - Konieczności zachowania zapisów planu miejscowego (nieprzekraczalna linia zabudowy, maksymalna wysokość budynku, kontekst zabudowy sąsiedniej) - Struktury własnościowej otaczającej zabudowy (w odniesieniu do działek budowlanych i drogowych) - Uwarunkowania wynikające z ochrony zabytków: - Ograniczenie możliwych do zastosowania rozwiązań (ograniczenia przestrzenne, konstrukcyjne, budowlano materiałowe) - Konieczność uzgodnień ze służbami konserwatorskimi - Względy użytkowe (wyłączenie obiektu z eksploatacji, harmonogram prac, ewentualna zmiana sposobu użytkowania poszczególnych pomieszczeń w związku z np. planowaną optymalizacją systemów instalacyjnych) - Finansowanie inwestycji (źródła finansowania, harmonogram prac, związek z aspektami użytkowymi) 21

22 PRAWO / PROCEDURY PODSTAWA PRAWNA - Ustawa Prawo Budowlane - Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowania POZWOLENIE NA BUDOWĘ PROCEDURY ZGŁOSZENIE ZAMIARU WYKONANIA PRAC BUDOWLANYCH - Przebudowa - Zmiana kubatury - Termomodernizacja pow. 12m - Budynek zabytkowy - Remont - Termomodernizacja do 12m 22