Ocena energetyczna budynków Stan prawny i wymagania Prof. dr hab. inŝ. Edward Szczechowiak Politechnika Poznańska Wydział Budownictwa i InŜynierii Środowiska Styczeń 2009 1
Zakres wystąpienia Efektywność energetyczna budynków Prawodawstwo europejskie Prawodawstwo polskie Kierunki zmian przepisów budowlanych Zmiany w sposobie bilansowania (podejście zintegrowane) Uwagi końcowe 2
Budynek środowisko energia Zasoby środowiska i zuŝycie energii Zasoby budowlane i zuŝycie energii (UE25 2005) Budynki 41% (700 mln Mg oleju eq.) Transport 31% Przemysł 28% Łącznie 1700 mln Mg oleju eq. (w tym Rolnictwo 3%) Kryzysy energetyczne zmiana polityki energetycznej Budownictwo największe zuŝycie i największy potencjał redukcyjny Epizod ropy naftowej w historii ludzkości 1870 2130 Energia promieniowania słonecznego kąt Ŝycia 0,005 deg 3
Efektywność energetyczna budynków (1) Trzy filary efektywności energetycznej Zmniejszenie strat lub zysków ciepła budynku Efektywne wykorzystanie energii wyprodukowanej Efektywne wytwarzanie energii Energia pierwotna nieodnawialna i odnawialna Wzorce zuŝycia energii (benchmanking) Charakterystyka energetyczna budynku Klasa energetyczna budynku 4
Efektywność energetyczna budynków (2) Budynek jest traktowany jako system energetyczny Zintegrowana analiza trzech modułów Budynek i jego właściwości cieplne (izolacja termiczna, szczelność powietrzna, wykorzystanie energii promieniowania słonecznego w zimie, ochrona przed promieniowaniem w lecie Technika instalacyjna odpowiedzialna za komfort cieplny i uŝytkowy oraz za oświetlenie (wysoka sprawność energetyczna) Efektywne wyprodukowanie i dostarczenie energii do budynku Energia pierwotna nieodnawialna i odnawialna 5
Prawodawstwo europejskie 6
Dyrektywa 2002/91/EC EPBD (1) Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council on the energy performance of buildings (o właściwościach energetycznych budynków lub o charakterystyce energetycznej budynków) - waŝna dla przyszłości budownictwa Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 16 grudnia 2002 r. dotycząca charakterystyki energetycznej budynków 7
Dyrektywa 2002/91/EC EPBD (2) Zakres dyrektywy Ustanowienie minimalnych wymagań efektywności energetycznej dla całego zapotrzebowania na energię przez budynek (ogrzewanie/chłodzenie, wentylacja, ciepła woda, oświetlenie wbudowane dla budynków uŝyteczności publicznej), Objęcie powyŝszymi wymaganiami wszystkich nowych i duŝych budynków remontowanych (powyŝej 1000 m 2 ), Wprowadzenie systemu obowiązkowych świadectw energetycznych dla budynków nowych lub poddanych obrotowi (najem, sprzedaŝ) Co 5 lat przeprowadzać rewizję przepisów. Cel Poprawa gospodarki energetycznej, zmniejszenie zuŝycia paliw pierwotnych, zmniejszenie emisji CO 2 w europejskich domach, mieszkaniach i obiektach uŝyteczności publicznej 8
Dyrektywa 2002/91/EC EPBD (3) Wymagania mogą być formułowane poprzez: Wymagania dotyczące całkowitej energii pierwotnej zuŝywanej przez budynek lub emisji CO 2 Energii dostarczonej do budynku ZuŜywanej energii netto (energii uŝytkowej) Charakterystyki budynku jako całości lub poszczególnych systemów technicznych budynku Charakterystyki materiałów, elementów systemu (np. współczynnik przenikania ciepła, sprawność kotłów) 9
Dyrektywa 2002/91/EC EPBD (4) Dyrektywa o charakterystyce energetycznej budynków powinna uwzględniać: Charakterystykę klimatu lokalnego, Warunki klimatu wewnętrznego, jakość powietrza, PołoŜenie i orientację budynku, Charakterystykę budynku (przenikanie ciepła przez obudowę i szczelność powietrzną, podział wewnętrzny), Pasywne systemy słoneczne i ochrona przed promieniowaniem, Instalacje ogrzewcze i ciepłej wody, jakość izolacji, Instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne, wentylacja naturalna, Instalacje oświetleniowe. Szczególny nacisk w zapisach dyrektywy: Aktywne systemy słoneczne i zasoby energii odnawialnej, Układy skojarzone róŝnych mocy, Systemy ciepłowniczo-chłodnicze. Konkluzja prowadzi to do obniŝenia zuŝycia energii i obniŝenia emisji zanieczyszczeń, w tym CO 2. 10
Dyrektywa 2002/91/EC EPBD (5) Ocena energetyczna budynków: Budynki jednorodzinne róŝnych rodzajów, Bloki mieszkalne, Budynki biurowe, Budynki edukacyjne, Hotele i restauracje, Szpitale, Obiekty sportowe, Hurtownie i budynki usług handlu detalicznego, Inne budynki zuŝywające energię. Budynki wyłączone z oceny: Budynki kultu religijnego, Budynki historyczne, Budynki uŝytkowane okresowo. 11
Prawodawstwo polskie 12
Stan prawny Nowelizacja ustawy Prawo budowlane Ustawa z dnia 19 września 2007 r. o zmianie ustawy Prawo budowlane (Dz. U. nr 191, poz. 1373) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 21 stycznia 2008 r. w sprawie przeprowadzania szkolenia oraz egzaminu dla osób ubiegających się o uprawnienia do sporządzania świadectwa charakterystyki energetycznej budynku, lokalu mieszkalnego oraz części budynku stanowiącej samodzielną całość technicznouŝytkową (Dz.U. Nr 17 poz. 104) 13
Stan prawny Prawo budowlane (1) Art. 5: dodano ust. 3-7 oraz 8-15, Art. 5 Ust. 3. Z zastrzeŝeniem ust. 7, dla kaŝdego budynku oddawanego do uŝytkowania oraz budynku podlegającego zbyciu lub wynajmowi powinna być ustalona, w formie świadectwa charakterystyki energetycznej, jego charakterystyka energetyczna, określająca wielkość energii wyraŝoną w kwh/(m 2 a), niezbędnej do zaspokojenia róŝnych potrzeb związanych z uŝytkowaniem budynku. Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku jest waŝne 10 lat. Art. 5 Ust. 4. W przypadku budynku z lokalami mieszkalnymi lub częściami budynku stanowiącymi samodzielną całość techniczno-uŝytkową, przed wydaniem lokalu mieszkalnego lub takiej części budynku osobie trzeciej, sporządza się świadectwo charakterystyki energetycznej lokalu mieszkalnego lub części budynku. 14
Stan prawny szkolenie (1) Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 21 stycznia 2008r. (Dz.U. Nr 17 poz. 104) w sprawie przeprowadzania szkolenia oraz egzaminu dla osób ubiegających się o uprawnienie do sporządzania świadectwa charakterystyki energetycznej budynku, lokalu mieszkalnego oraz części budynku stanowiącego samodzielną całość technicznouŝytkową. Rozporządzenie określa: sposób przeprowadzania i zakres programowy szkolenia oraz egzaminu dla osób ubiegających się o uprawnienie do sporządzania świadectwa charakterystyki energetycznej budynku, lokalu mieszkalnego oraz części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-uŝytkową; warunki i wysokość odpłatności za szkolenie i postępowanie egzaminacyjne. 15
Stan prawny szkolenie (2) Zakres programowy szkolenia: Podstawy prawne: dyrektywa 2002/91/WE, Prawo budowlane, rozporządzenia; Ocena stanu ochrony cieplnej budynku; Ocena systemu ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę; Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji; Ocena instalacji oświetleniowej w budynku; Metodyka obliczeń: zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania, ciepłej wody, wentylacji i chłodzenia, oświetlenia; Metodyka opracowania świadectw energetycznych; Wykonanie szkoleniowych świadectw dla budynku i lokalu; Sprawdzian umiejętności. 16
Kierunki zmian dla poprawy charakterystyki energetycznej budynków 17
Kierunki zmian Rozporządzenia Ministra Infrastruktury: Rozporządzenie z dnia 6. listopada 2008 (Dz.U. Nr 201 poz. 1240) w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno uŝytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej Nowelizacja z dnia 6. listopada 2008 (Dz.U. Nr 201 poz. 1238) rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jaki powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Nowelizacja z dnia 6. listopada 2008 (Dz.U. Nr 201 poz. 1239) rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 3 lipca 2003 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego Nowelizacja ustawy Prawo budowlane (projekt) 18
Kierunki zmian metodologia Rozporządzenie w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku określa: sposób sporządzania świadectwa energetycznego dla budynku, lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-uŝytkową wzory świadectwa energetycznego dla budynku, metodologię obliczania charakterystyki energetycznej budynku, 19
Metodologia obliczania charakterystyki energetycznej (2) Rozporządzenie w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku wprowadza pojęcie: budynku referencyjnego określony w WT2008 budynek, który ma taką samą funkcję, geometrię i wyposaŝenie techniczne co dany budynek, a parametry energetyczne odpowiadają wymaganiom warunków technicznych wskaźnik EP jednostkowe roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną dostarczaną do budynku (potrzeby grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne, c.w.u. oraz oświetlenia wbudowanego w przypadku budynku uŝyteczności publicznej), wyraŝone w kwh/(m 2 a) Wskaźnik EK jednostkowe roczne zapotrzebowanie energii końcowej 20
Kierunki zmian warunki techniczne (1) Nowelizacja rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jaki powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie ureguluje: spełnienie wymagań dotyczących utrzymania na racjonalnie niskim poziomie ilości ciepła, chłodu i energii elektrycznej potrzebnej do uŝytkowania budynku zaostrzone i minimalne wymagania techniczno budowlane w zakresie standardu energetycznego na potrzeby projektowania budynków uszczególnienie wymagań odnośnie ryzyka przegrzewania budynków zaostrzenie wymagań w zakresie szczelności przegród okiennych i drzwiowych zalecenia w zakresie szczelności budynku 21
Kierunki zmian warunki techniczne (2) Dla budynku mieszkalnego wymagania uznaje się za spełnione, jeŝeli: 1. 2. przegrody zewnętrzne oraz technika instalacyjna odpowiada wymaganiom izolacyjności (dla budynków modernizowanych istnieje moŝliwość zwiększenia średniego współczynnika przenikania ciepła o nie więcej niŝ 15%) oraz są spełnione wymagania dotyczące powierzchni okien lub wartość wskaźnika EP [kwh/(m 2 a)] jest mniejsza od wartości granicznej (dla budynków modernizowanych istnieje moŝliwość zwiększenia EP o nie więcej niŝ 15% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej geometrii i sposobie uŝytkowania) a takŝe przegrody zewnętrzne odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej niezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary wodnej 22
Kierunki zmian warunki techniczne (3) Dla budynku uŝyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego, budynku produkcyjnego, magazynowego i gospodarczego wymagania uznaje się za spełnione, jeŝeli: 1. przegrody zewnętrzne oraz technika instalacyjna odpowiada wymaganiom izolacyjności (dla budynków modernizowanych istnieje moŝliwość zwiększenia średniego współczynnika przenikania ciepła o nie więcej niŝ 15%) oraz są spełnione wymagania dotyczące powierzchni okien 2. lub wartość wskaźnika EP [kwh/(m 2 a)] (uwzględniającego równieŝ oświetlenie wbudowane) jest mniejsza od wartości granicznej (dla budynków modernizowanych istnieje moŝliwość zwiększenia EP o nie więcej niŝ 15% w porównaniu z budynkiem nowym o takiej samej geometrii i sposobie uŝytkowania) a takŝe przegrody zewnętrzne odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej niezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary wodnej 23
Kierunki zmian - warunki techniczne WT2008 (4) Maksymalne zuŝycie energii dla ogrzewania i wentylacji budynków: EP energia pierwotna, Eo energia uŝytkowa, Eu energia uŝytkowa; Eu = EP/(1,1 1,25) WT2008 wymagania polskie wg warunków technicznych 2008 EnEV 02 wymagania niemieckie o ochronie energii z 2002 24
Warunki techniczne WT2008 (5) Budynek mieszkalny i zamieszkania zbiorowego Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu Ściany zewnętrzne (stykające się z powietrzem zewnętrznym) a)przy t i > 16 C (niezaleŝnie od rodzaju ściany) b)przy t i 16 C (niezaleŝnie od rodzaju ściany) Ściany wewnętrzne pomiędzy pomieszczeniami ogrzewanymi a nieogrzewanymi, klatkami schodowymi lub korytarzami Ściany przyległe do szczelin dylatacyjnych o szerokości: a)do 5 cm, trwale zamkniętych i wypełnionych izolacją cieplną na głębokość co najmniej 20 cm, b)powyŝej 5 cm, niezaleŝnie od przyjętego sposobu zamknięcia i zaizolowania szczeliny Ściany nieogrzewanych kondygnacji podziemnych Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami: a)przy t i > 16 C b)przy 8 C < t i 16 C Stropy na piwnicami nie ogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi Stropy nad ogrzewanymi kondygnacjami podziemnymi obowiązuje 0,30/0,50 0,80 1,00/3,00 bez wymagań 0,30 0,50 bez wymagań 3,00 0,70 0,60 U k (max) [W/(m 2 K)] zmiana 0,30 0,80 1,00 1,00 0,70 bez wymagań 0,25 0,50 0,45 bez wymagań 25
Warunki techniczne WT2008 (6) Budynek mieszkalny i zamieszkania zbiorowego Rodzaj przegrody i temperatura w pomieszczeniu Okna (z wyjątkiem połaciowych), drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste, nieotwieralne w pomieszczeniach o t i 16 C w I, II i III strefie klimatycznej w IV i V strefie klimatycznej Okna połaciowe (bez względu na strefę klimatyczną) w pomieszczeniach o t i 16 C Okna w ścianach oddzielających pomieszczenia ogrzewane od nieogrzewanych Okna pomieszczeń piwnicznych i poddaszy nieogrzewanych oraz nad klatkami schodowymi nie ogrzewanymi Drzwi zewnętrzne wejściowe obowiązuje 2,60 2,00 2,00 4,00 bez wymagań 2,6 U k (max) [W/(m 2 K)] zmiana 1,80 1,70 1,80 2,60 bez wymagań 2,6 26
Kierunki zmian - warunki techniczne WT2008 (7) Maksymalne współczynniki przenikania ciepła wymagania WT2008 27
Kierunki zmian - warunki techniczne WT2008 (8) Wymagania ochrony cieplnej budynku w lecie: Maksymalne wartości przepuszczalności energii promieniowania słonecznego gdy udział szkła w przegrodzie jest mniejszy niŝ 50% g c = f c g G 0,5 gdy udział szkła w przegrodzie jest większy niŝ 50% g c f G 0,25 gdzie: f c współczynnik korekcyjny urządzeń przeciwsłonecznych, g G współczynnik przepuszczalności promieniowania całkowitego f G udział powierzchni przeszklonych w powierzchni ściany 28
Kierunki zmian - warunki techniczne WT2008 (9) Wymagania szczelności powietrznej budynku (zalecenia): Budynek z wentylacja grawitacyjną n 50 3,0 h -1 Budynek z wentylacją mechaniczna n 50 1,5 h -1 Wymagania dla techniki instalacyjnej Izolacja termiczna przewodów i zbiorników akumulacyjnych układów grzewczych i ciepłej wody Izolacja termiczna przewodów wentylacyjnych i central wentylacyjnych Izolacja termiczna (zimnochronna) przewodów i zbiorników akumulacyjnych układów chłodzenia 29
Kierunki zmian - warunki techniczne WT2008 (10) Wymagania dla central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych Odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego (2000 m3/h i min. 50% odzysk ciepła) Wskaźnik SFP (specific fan power) SFP [kw/(m 3 /s) SFP = (P sfm + P efm )/V max P sfm = (V sf p f )/η tot [W] V ef [m3/s]; η tot = η f η tr η m η c f wentylator; tr przekładnia; m silnik elektryczny; c - sterowanie Wentylator nawiewny: - ZłoŜona instalacja klimatyzacji 1,60 kw/(m 3 /s) - Prosta instalacja wentylacji 1,20 Wentylator wywiewny: - ZłoŜona instalacja klimatyzacji 1,00 - Prosta instalacja wentylacji 1,00 - Instalacja wywiewna 0,80 30
Nowe podejście do bilansowania energetycznego budynku 31
Elementy wpływaj ywające na właściwo ciwości energetyczne budynku 32
Zasady bilansowania energii wg metodologii Bilanse energii budynków: Budynek i jego właściwości cieplne (straty, zyski ciepła), szczelność powietrzna PN-EN ISO 13790 Technika instalacyjna i jej efektywność (ogrzewanie, wentylacja, chłodzenie, ciepła woda, oświetlenie), Konwersja energii i jej pochodzenie (nieodnawialna i odnawialna energia pierwotna). Rodzaje energii w ocenie budynków: Zapotrzebowanie energii uŝytkowej do ogrzewania (chłodzenia), Zapotrzebowanie energii końcowej (ciepło do ogrzewania, ciepłej wody, straty systemu dystrybucji, energia pomocnicza), Zapotrzebowanie nieodnawialnej energii pierwotnej (energia końcowa + nakłady na wyprodukowanie energii, transport i pozyskanie). Zasady bilansowania energii 33
Efektywność dostawy ciepła do odbiorców ZuŜycie energii pierwotnej i rozkład strat w budynku mieszkalnym z własnym źródłem gazowym 34
Procedura obliczania charakterystyki energetycznej budynków (1) Procedura obliczania w przypadku ogrzewania, wentylacji i podgrzewania ciepłej wody 35
Procedura obliczania charakterystyki energetycznej budynków (2) Procedura obliczania w przypadku chłodzenia, wentylacji i podgrzewania ciepłej wody 36
Dane klimatyczne do obliczeń charakterystyki energetycznej budynku 37
Świadectwa charakterystyki energetycznej budynków w Polsce Świadectwa charakterystyki energetycznej: wymóg dyrektywy 2002/91/EC on the energy performance of buildings, waŝne w krajach UE od 01.2006, w Polsce waŝne od 01.2009, Zakres oceny energetycznej budynku: ogrzewanie i wentylacja, chłodzenia, podgrzewanie ciepłej wody uŝytkowej, oświetlenie (budynki uŝyteczności publicznej). Istotne wskaźniki oceny: nieodnawialna energia pierwotna, emisja dwutlenku węgla (w Polsce w okresie późniejszym). 38
Uwagi końcowe certyfikacja Dla budynków i lokali po 1.01.2009 są wymagane świadectwa charakterystyki energetycznej, w których określa się normatywne parametry energetyczne budynku lub lokalu. Budynki nowe oddawane do uŝytkowania w roku 2009 powinny posiadać świadectwo charakterystyki energetycznej (spełnienie WT2008 nie jest konieczne, gdy projekt powstał w roku 2008) Spełnienie wymagań WT2008 będzie wymagane, gdy pozwolenie na budowę zostało wydane po 1.01.2009. 39
Dziękuj kuję za uwagę 40