Efektywność energetyczna budynków w Polsce stano obecny i perspektywy rozwoju Jerzy Żurawski Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska jurek@cieplej.pl
Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska działa od 1999 roku w zakresie oszczędzania energii i ochrony środowiska w budownictwie mieszkaniowym, samorządowym oraz w przemyśle.. Właściciele: Dr arch. Agnieszka Cena Soroko: architekt, audytor energetyczny, ekspert Banku Światowego. Mgr inż. Jerzy Żurawski: inżynier budowlany, audytor energetyczny, Menager energetyczny wg CEM, uprawnienia europejskie ds. energii - Eurem,
Nasz obszar działania to: Projektowanie budynków energooszczędnych. Optymalizacja efektywności energetycznej budynków Konsultacje projektowe w zakresie: fizyki budowli charakterystyki energetyczne budynków Audyty energetyczne Programy komputerowe Współpraca z przemysłem budowlanym
Teraźniejszość to energia.
Zrównoważona Energia
ANALIZA OBECNEGO STANU Energochłonność zasobów budowlanych.
Struktura wiekowa zasobów mieszkaniowych w Polsce oraz ich wskaźniki jednostkowego zapotrzebowania na energię.
Dane statystyczne
Dane statystyczne
Struktura wiekowa zasobów mieszkaniowych w Polsce i zużycie energii 2011-2013 2014-2015 120-175 100-155 100-175 100-155 105-120 85-100
Średnie zapotrzebowanie na ciepło (EU - energię użytkową) Energia użytkowa w budynkach NF 40 EU 40 kwh/m2rok Energia użytkowa w budynkach NF 15 EU 15 kwh/m2rok Budynek optymalny EU = od 25 do 45 kwh/m2k
Wymagania 2017 0,23 0,18 0,3 0,25 1,1 (0,9) Wymagania 2021 0,2 0,15 0,3 0,25 0,9
Na podstawie Ocena stanu technicznego infrastruktury gospodarki - Opracowanie WISE i PWC dla Ministerstwa Gospodarki
Na podstawie Ocena stanu technicznego infrastruktury gospodarki - Opracowanie WISE i PWC dla Ministerstwa Gospodarki
Na podstawie Ocena stanu technicznego infrastruktury gospodarki - Opracowanie WISE i PWC dla Ministerstwa Gospodarki
NOWE BUDYNKI - WYMAGANIA
Budynki zeroenergetyczne wg dyrektywy 2010/31/UE Państwa członkowskie zapewniają, aby: a) do dnia 31 grudnia 2020 r. wszystkie nowe budynki były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii; Od 2021 b) po dniu 31 grudnia 2018 r. nowe budynki zajmowane przez władze publiczne oraz będące ich własnością były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii. Od 2019
Definicja budynków zeroenergetycznych Idea budynków zeroenergetycznych (ZEB) jest to idea połączenia całkowitego zapotrzebowania na energię budynku z własnych źródeł energii. Najważniejszym jednak wymogiem stawianym budynkom ZEB jest produkowanie odnawialnej energii w ilości co najmniej pokrywającej własne zużycie energii. Nadprodukcja energii klasyfikować będzie budynek +ZEB. Definicja budynku niemal netto zero energetycznego zgodnie normą EN 15603:2008 oznacza energię netto będącej różnicą energii dostarczonej do budynku i wyeksportowanej odniesioną do danego nośnika energii. W polskim prawie za budynek niemal zeroenergetyczy uważa się budynek spełniający wymagania z 2019 (2021)
Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Wymagania obowiązujące w roku Przeznaczenie budynku 2014 2017 2021 EP H+W EP C EP L Σ EP EP H+W EP C EP L Σ EP EP H+W EP C EP L Σ EP [W/m2K] [W/m2K] [W/m2K] Mieszkalny jednorodzinny 120 25 145 95 25 120 70 25 95 Mieszkalny wielorodzinny 105 25 130 85 25 110 65 25 90 Zamieszkania zbiorowego 95 25 120 85 25 110 75 25 100 Użyteczności publicznej Opieki zdrowotnej 390 25 100 515 290 25 100 415 190 25 50 265 pozostałe 65 25 50 140 60 25 50 135 45 25 25 95 Budynki gospodarcze produkcyjne, magazynowe 110 25 100 235 90 25 100 70 70 25 50 155
Energia użytkowa [kwh/m2rok] Zmiany energochłonności budynków w Polsce w okresie 1957-2021 400 350 300 2008 2014 250 200 2017 2021 150 100 50 0 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 lata
Doświadczenia projektowe Przeznaczenie budynku EU H+W EP EP WT EP H+W EP C EP W EP pom EP L EP 2014 2017 2019 [kwh/m2rok] [kwh/m2rok] [kwh/m2rok] Hala produkcyjna 26 41 14 4 77 135 271 215 195 125 Hala produkcyjno - magazynowa 75 114 0 5 38 176 333 210 190 120 Hotel 24 25 9 31 70 62 196 212 203 144 Budynek mieszkalny 40 41 0 42 35 0 118 105 85 65 Budynek produkcyjno - usługowy 65 83 0 7 33 84 206 210 190 120 Budynek biurowy 10 11 30 6 38 83 168 174 171 108
Aby spełnić wymagania prawne nie wystarczy zastosować dobrą izolację termiczną, wysokosprawne systemy energetycznej oraz OŹE. Wymagane będzie stosowanie bardziej zaawansowanych zabiegów w zakresie efektywności energetycznej, tylko czy moc będzie z nami???
Planowanie Gospodarki Niskoemisyjnej Działania planistyczne wspierające termomodernizację budynków. Preferowane inwestycje ograniczające zużycie energii o co najmniej 60%.
Plan gospodarki niskoemisyjnej to jeden z kluczowych dokumentów dla gmin, które poważnie myślą o swoim rozwoju w najbliższych latach, szczególnie w kontekście wykorzystania funduszy UE 2014-2020. PGN obejmują wszystkich odbiorców energii w gminie: które w nowej perspektywie finansowej 2014-2020 mogą pozyskać środki na działania w zakresie: termomodernizacji budynków, poprawy efektywności energetycznej w prowadzonej działalności na wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii. Główne cele PGN Plan gospodarki niskoemisyjnej jest dokumentem strategicznym, którego celem jest określenie wizji rozwoju gminy w kierunku gospodarki niskoemisyjnej i poprawy efektywności energetycznej. Głównym celem PGN jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Po co gminom PGN? Jest on konieczny, by pozyskać fundusze unijne w latach 2014-2020 na działania m.in. w zakresie termomodernizacji budynków, transportu publicznego czy wdrażania OZE.
Działania w ramach PGN-u Termomodernizacja budynków Stosowanie OZE do produkcji energii również na budynku Poprawa efektywności energetycznej w budownictwie mieszkaniowym, użyteczności publicznej oraz w przemyśle. Modernizacja oświetlenia. Wymania środków transportu. Modernizacji linii produkcyjnych. Budowa alternatywnych środków transportu. Wymiana urządzeń elektrycznych. Oczekiwane zmniejszenie zużycia energii min. 25%, wskazane > 60%
PRZYKŁADOWE INWESTYCJE Przykłady dobrych praktyk
PRZYKŁAD 1 Poprawa efektywności w szkole wiejskiej z zastosowaniem biomasy
Stan początkowy
Po termomodernizacji
Po termomodernizacji
Efekt energetyczny i ekonomiczny Koszty eksploatacyjne Przed Po realizacji realizacją Koszty paliwa 255 025 35 419 Koszty energii elektrycznej 4 030 6 448 Koszty innych mediów (woda, ścieki) 1 003 1 003 Materiały, odzież ochronna, mleko 1 049 1 049 Wynagrodzenia brutto z narzutami : 38 744 38 744 Usługi obce (kominiarskie) 2 774 2 774 Koszty remontów i konserwacji 3 745 3 745 Opłaty i kary ekologiczne Nie dotyczy Nie dotyczy Koszty ogólnozakładowe 9 500 9 500 Inne np. dozór techniczny 995 995 Razem koszty 316 865 99 677
PRZYKŁAD 2 Głęboka termomodernizacja budynku użyteczności publicznej
BUDYNEK DOLNOŚLĄSKICH ORGANIZACJI EKOLOGICZNYCH EKOCENTRUM WE WROCŁAWIU UWAGA: Obiekt w strefie konserwatorskiej. Jedne z budynków pod nadzorem konserwatorskim
Parametry techniczne budynku Ekocentrum przez termomodernizacyjną Rodzaj Parametr jednostka Jakość energetyczna budynku Ekocentrum przed termomodernizacją Stan początkowy Ekocentrum Ściana U W/m2K 1,167 Dach U W/m2K 0,845 Podłoga na gruncie U W/m2K 0,867 U W/m2K 3 Okna g 0,75 Drzwi U W/m2K 3,6 Wentylacja h naturalna Kotłownia kotł. węglowa h h=60% Sterowanie ręczne podgrzewacze ele. ciepła woda Wskaźnik zapotrzebowania na energię jednostka Stan początkowy EP na ogrzewanie i wentylację kwh/m2rok 586,3 EP na ciepłą wodę użytkową kwh/m2rok 11,9 EP na oświetlenie kwh/m2rok 114,75 EP kwh/m2rok 712,95
Stan przed
Parametr Stan projektowy głęboka termomodernizacja Rodzaj jednostka Stan początkowy Ekocentrum Głęboka termomodernizacja oparta o parametry optymalne Ściana U W/m2K 1,167 0,126 Dach U W/m2K 0,845 0,124 Podłoga na gruncie U W/m2K 0,867 0,254 U W/m2K 3 1,2 Okna g 0,75 0,63 Drzwi U W/m2K 3,6 1,4 Wentylacja h naturalna rekuperator 85% kotł. węglowa pompa ciepła Kotłownia h h=60% COP=4,0 Sterowanie ręczne automatyczne ciepła woda podgrzewacze ele. pompa ciepła
Z kolektorów PV zaplanowano uzyskanie 33,4 kwh/m2rok Af Bilans energii końcowej z uwzględnieniem PV EK=19,2 kwh/m2rok
EFEKT KOŃCOWY PO WYKONANIU
Przykład 3. Technikum budowlane niemal zero-energetyczne w Bielawie
Stan początkowy
Budynek niemal ZERO ENERGETYCZNY zużycie oraz produkcja energii z OŹE 1,9 kwh/m2rok
PRZYKŁAD 4. OSIEDLE Z WIELKIEJ PŁYTY 1. Pierwotna częściowa termomodernizacja wykonana w latach : 1998-2002 rok. 2. Wtórna termomodernizacja głęboka termomodernizacja.
Zaobserwowane wady pierwotnej termomodernizacji
Zestawienie charakterystyk energetycznych typowych mieszkań i budynków w zależności od położenia przed termomodernizacją Typ Lokalizacja Powierzchnia mieszkania Energia użytkowa EU Energia końcowa EK energia na ogrzewanie i wentylację Energia EP m2 kwh/m2k kwh/m2k kwh/m2k Koszty ogrzewania [zł/m2mc] Budynek całość Bobrza 28-44 12856,5 50,49 59,65 45,93 1,07 Budynek całość Niedźwiedzia 52-61 3300,5 66,01 77,98 60,05 1,40 Szacunkowe obliczeniowe koszty po termomodernizacji z uwzględnieniem wartości optymalnych U oraz minimalizacją wpływ mostków cieplnych Typ Lokalizacja Powierzchnia mieszkania Energia użytkowa EU Energia końcowa EK energia na ogrzewanie i wentylację Energia EP m2 kwh/m2k kwh/m2k kwh/m2k Koszty ogrzewania [zł/m2mc] Budynek całość Bobrza 28-44 12856,5 26,49 31,30 24,10 0,56 Budynek całość Niedźwiedzia 52-61 3300,5 38,7 45,76 35,23 0,82
Typ Zmniejszenie zużycia energii w poszczególnych mieszkaniach w zależności od położenia Lokalizacja Energia końcowa EK 0 Energia końcowa EK 1 Zmniejszenie zużycia energii końcowej kwh/m2k kwh/m2k [%] M1 Skrajne nad piwnicą 199,30 61,54 69% M1 Skrajne na pośredniej kondygnacji 121,81 28,57 77% M1 Skrajne na ostatniej kondygnacji 145,24 67,46 54% M1 Środkowe na piwnicą 102,16 60,57 41% M2 na parterze 117,82 45,74 61% M3 na parterze 85,20 49,87 41% M1 Środkowe na kondygnacji 61,74 25,83 58% M2 Środkowe 47,33 22,65 52% M3 Środkowe 50,58 18,60 63% M1 Środkowe na ostatniej kondygnacji 97,86 52,87 46% M2 ostatnia kondygnacja 84,77 46,38 45% M3 ostatnia kondygnacja 84,62 29,36 65%
Rewitalizacja wielkiej płyty wraz z głęboką termomodernizacją
Oszczędności [zł/rok] 45 409 SPBT [lata] 11,88 Rewitalizacja wielkiej płyty wraz z głęboką termomodernizacją
SZKOŁA O PASYWNEJ CHARAKTERYSTYCE W BUDZOWIE Sustainable buildings
Elewacje Elewacja wschodnia Elewacja południowa Elewacja zachodnia Elewacja północna
PARTER PIĘTRO
Typ budynku EP c.o. na ogrzewanie i wentylację EP Cool. na chłodzenie Energia pierwotna EP EP c.w.u. na ciepłą wodę EP L na oświetlenie EP pom energia pomocnicza [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] Szkoła zgodnie z minimalnymi wymaganiami 333,31 16,29 98,09 266,16 62,03 775,88 prawnymi na węgiel Szkoła o pasywnej charakterystyce 24,94 46,80 24,25 115,81 31,01 242,81 energetycznej Oszczędności energii [%] 93% -187% 75% 56% 50% 69% Budynek spełniający minimum prawne WT2008 EP Budynek o pasywnej charakterystyce energetycznej
Fierst Zero Energy School in Poland? In community Stoszowice EU = 3,16 kwh/m2year, EK = 0,92 kwh/m2year
SZKOŁA W OŁAWIE
Szkoła w Oławie
Wymagania prawne na EP a wartości projektowane Energia: Przeznaczenie budynku: Szkoła pasywna Hala sportowa z zapleczem EU c.o. i wentylacja 11,46 14,96 EU c.w.u. 8,41 3,82 [kwh/m2rok] EU chłodzenie 14,97 Razem energia użytkowa EU 34,84 18,78 EP c.o. i wentylacja 12,23 21,1 EP c.w.u. 14,44 4,76 EP chłodzenie [kwh/m2rok] 10,65 EP energia pomocnicza 34,48 41,65 EP oświetlenie 35,7 108,42 Σ EP dla ocenianego budynku 107,51 175,93 EP wg WT 2014 139,8 165 [kwh/m2rok] EP wg WT 2017 134,6 160 EP wg WT 2021 94,8 95
DZIAŁANIA WSPIERAJĄCE Etykietowanie energetyczne wyrobów budowlanych
ETYKIETOWANIE W INNYCH GAŁĘZIACH PRZEMYSŁU AGD Żarówki elektryczne TV Samochody Budynki A od września 2015 produkty c.o. i c.w.u.
Nazwa producenta Model okna, numer produkcyjny (zgodnie z oznakowaniem fabrycznym) A+ - Klasa energetyczna okna w pomieszczeniach ogrzewanych A klasa dla okien w pomieszczeniach ogrzewanych i chłodzonych H - wskaźnik energii na ogrzewanie C wskaźnik energii na chłodzenie H+C wskaźnik energii na ogrzewanie i chłodzenie Parametry ocenianego okna odpowiednio: - U w współczynnik przenikania ciepła - g n przepuszczalność energii słonecznej szyby - L 100 przepuszczalność powietrza - R - osłony termiczne (rolety, okiennice ) - f c przepuszczalność energii słonecznej osłony przeciwsłoneczne - - mostek liniowy (zalecany sposób montażu fabrycznego)
TOP TEN OKNA 2015 Jerzy Żurawski Dolnośląska Agencja Energii i Środowiska Fundacja na Rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii
Organizatorzy konkursu NAJLEPSZA STOLARKA BUDOWLANA Fundacja na Rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii
Maksymalna punktacja przydzielana dla okien 45 40 40 35 30 25 20 15 10 5 5 5 10 10 15 15 0
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ