4. Sporządzenie świadectwa energetycznego w Excelu dla zmodyfikowanego budynku, poprzez wprowadzenie jednej lub kilku wymienionych zmian, w celu uzyskania standardu budynku energooszczędnego, tj. spełniającego wymóg: EP E 0,65*EP S Wymaganie do spełnienia przez budynek energooszczędny: EP E 0,65 * EP S EP E wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną dla budynku energooszczędnego (Punkt 4) EP S wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną dla budynku standardowego (Punkt 3) Obliczenia i sposób ich prezentacji w projekcie jest analogiczny do pkt 3!!! Spełnienie tego powyŝszego warunku wymaga od nas wykonania takich przedsięwzięć w budynku standardowym, aby zmniejszyć jego zapotrzebowanie na energię. MoŜe to być m.in. : 1. poprawienie izolacyjności cieplnej przegród otaczających kubaturę ogrzewaną budynku, 2. zastosowanie kolektorów słonecznych do wytworzenia c.w.u., 3. zastosowanie wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła, 4. zwiększenie sprawności całkowitej systemu c.o. i/lub c.w.u. (stosujemy to jako ostateczne rozwiązanie, jeśli punkty 1-3 nie wystarczą, podniesienie sprawności conajwyŝej o 10%). PoniŜej opisane są poszczególne punkty i sposób ich uwzględnienia w algorytmie obliczeniowym 4.1. Poprawienie izolacyjności cieplnej przegród otaczających kubaturę ogrzewaną budynku zwiększeniu grubości warstwy izolacyjnej (np. podwoić grubość izolacji w przegrodach lub dodać 10 15cm więcej) w: ścianach zewnętrznych (np. celować w U=0,15 0,20 W/m 2 K) połaciach dachowych (np. U=0,10 0,15 W/m 2 K) ścianach piwnic (ok. U=0,20 W/m 2 K > pamiętamy, aby doliczyć U equiv,bw ) posadzkach na gruncie (ok. U=0,20 W/m 2 K > pamiętamy, aby doliczyć U equiv,bf ) przegrodach oddzielających przestrzenie nieogrzewane (ze względu na stosunkowo małą powierzchnię przegrody oraz b tr mniejszy od 1, naleŝy spodziewać się nieduŝego wpływu na zmniejszenie strat ciepła Q tr ) W sumie zmniejszamy straty ciepła przez przenikanie - Q tr wymianie okien, okien połaciowych, drzwi balkonowych, drzwi zewnętrznych oraz bram garaŝowych na lepsze (czyli o niŝszej wartości współczynnika przenikania ciepła U): lepsze okna to nie tylko mniejsze straty (współczynnik U), ale równieŝ mniejsze zyski słoneczne (współczynnik g) czyli np: Punkt 3 U = 1,80 W/m 2 K; g = 0,75 Punkt 4 U = 1,10 W/m 2 K; g = 0,60 pamiętamy, Ŝe drzwi zewnętrzne, bramy garaŝowe nie mają słonecznych zysków ciepła W sumie zmniejszamy straty ciepła przez przenikanie Q tr ale równieŝ zmniejszamy ilość zysków od nasłonecznienia Q sol zmniejszeniu ilości okien lub ich powierzchni od strony północnej, i/lub zwiększeniu od strony południowej (np. w pokoju dziennym, kuchni) W sumie zmniejszamy ilość strat ciepła przez przenikanie - Q tr oraz zwiększamy ilość zysków od nasłonecznienia Q sol Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, e-mail:lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 1
obróceniu budynku względem stron świata (aby od południa było więcej okien, a od północy mniej) W sumie zwiększamy ilość zysków od nasłonecznienia - Q sol Przykład do pkt 1 Budynek standardowy (przegrody zaprojektowane na aktualne wymagania U wg WT): EP= 148,70 kwh/m 2 rok Wariant 1 docieplenie wszystkich przegród (+15cm izolacji): Q H,nd = 10060 kwh/rok EK= 110,53 kwh/m 2 rok EP= 129,71 kwh/m 2 rok obniŝenie EP o 12,8% Wariant 2 wymiana okien (U=1,8 i g=0,75 U=1,1 i g=0,60): Q H,nd = 11886 kwh/rok EK= 124,70 kwh/m 2 rok EP= 145,29 kwh/m 2 rok obniŝenie EP o 2,3% 4.2. Zastosowanie kolektorów słonecznych do wytworzenia ciepłej wody uŝytkowej W polskich warunkach nasłonecznienia, kolektory słoneczne moŝna zastosować głównie do wytworzenia ciepłej wody (około 65 80% rocznego zapotrzebowania). Zastosowanie ich do ogrzewania, jest mało opłacalne, gdyŝ w okresie zimowym, mamy zbyt mało dostępnej energii słonecznej. Stosując kolektor słoneczny zmniejszamy zapotrzebowanie na energię pierwotną na potrzeby c.w.u. Q P,W 1. Zakładamy stopień wytwarzania c.w.u. z poszczególnych źródeł ciepła np.: 70% ciepłej wody w ciągu roku wytwarza kolektor słoneczny 30% ciepłej wody wytwarza kocioł (np. gazowy, dwufunkcyjny do CO + CWU) - kocioł pracuje, w czasie dni pochmurnych, kiedy kolektor słoneczny ma niską wydajność 2. Obliczamy roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej na potrzeby c.w.u. Q P,W (punkt 4.4) czyli w naszym przypadku: Q P,W = udział kolektora * w kolektora * Q K,W + udział kotła * w kotłą * Q K,W + w el * E el,pom,w Q P,W = 0,7 * 0,0 * Q K,W + 0,3 * 1,1 * Q K,W + 3,0 * E el,pom,w Przekreślone się wyzerowuje i pozostaje nam tylko część od kotła ilość energii potrzebnej do ogrzania ciepłej wody nie zmienia się (czyli Q K,W ), natomiast oddziaływanie budynku na środowisko zmniejsza się (czyli Q P,W ). Przykład do pkt 2 Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, e-mail:lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 2
Wariant 3 kolektor słoneczny do c.w.u. - udział 70%: EP= 126,95 kwh/m 2 rok obniŝenie EP o 14,6% 4.3. Zastosowanie wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła W pkt 3 mieliśmy przypadek z wentylacją naturalną, tutaj zastosujemy wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. Idea działania takiego systemu jest taka, Ŝe ciepło ze zuŝytego, wcześniej ogrzanego powietrza jest odzyskiwane w np. wymienniku krzyŝowym, a następnie tym ciepłem jest ogrzewane świeŝe, zimne powietrze dostarczane do budynku. W ten sposób część ciepła moŝna wykorzystać ponownie i zmniejszyć straty ciepła przez wentylację Q ve. Sam system wentylacji mechaniczną nawiewno-wywiewną jako taki nie zmniejsza zapotrzebowania na ciepło, a jedynie poprawia sprawność działania wentylacji obiektu, dopiero po zastosowaniu odzysku ciepła pojawia się nam we wzorze na b ve,1 sprawność odzysku czyli η oc η oc moŝna przyjąć około 0,7 0,8 czyli odzysk ciepła na poziomie 70 80% Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, e-mail:lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 3
W tym punkcie zrobimy pewne załoŝenie, gdyŝ nie posiadamy informacji co, do projektu instalacji wentylacji mechanicznej i przyjmiemy pewne wartości strumieni V su i V ex. Przyjmujemy, Ŝe wentylacja mechaniczna obejmuje pomieszczenia, które poprzednio miały wymagany strumień wentylacji ze względów higienicznych V 0, więc przyjmujemy wartości V su do V ex w proporcji ok. 1:2, aby po zsumowaniau dały nam wartość V 0 (czyli częściowo odzyskane ciepło ze strumienia V ex ogrzewa nam cały strumień V su ): Kuchnia V 0 = np. 70m 3 /h, V su = np. 20m 3 /h, V ex = np. 50m 3 /h Łazienka V 0 = np. 50m 3 /h, V su = np. 15m 3 /h, V ex = np. 35m 3 /h WC V 0 = np. 30m 3 /h, V su = np. 10m 3 /h, V ex = np. 20m 3 /h Kotłownia V 0 = 15m 3 /h, V su = np. 5m 3 /h, V ex = np. 10m 3 /h Więc strumienie V su i V ex są sumą wymaganych strumieni dla wszystkich pomieszczeń w budynku. Wartość próby szczelności n 50 moŝna przyjąć równą 4 Proszę pamiętać, Ŝe załoŝone w tym punkcie strumienie V su i V ex nie mają za wiele wspólnego z projektowaniem takiej instalacji wentylacyjnej, a jedynie słuŝą pokazaniu, Ŝe jej zastosowanie moŝe mieć wpływ na zmniejszenie wartości wskaźnika EP!!! Przykład do pkt 3 Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, e-mail:lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 4
Wariant 4 wentylacja nawiewno-wywiewna z odzyskiem 70%: Q H,nd = 9873 kwh/rok EK= 109,09 kwh/m 2 rok EP= 128,12 kwh/m 2 rok obniŝenie EP o 13,8% 4.4. Zwiększenie sprawności całkowitej systemu c.o. i/lub c.w.u. Zwiększamy średnią sezonową sprawność instalacji c.o. - η H,tot oraz instalacji c.w.u. - η W,tot o około 10% Przykładowo: Punkt 3 η H,tot = 0,72, η W,tot = 0,48 Punkt 4 η H,tot = 0,82, η W,tot = 0,58 Przykład do pkt 4 Wariant 5 zwiększenie sprawności całkowitych o 10%: EK= 111,52 kwh/m 2 rok EP= 130,79 kwh/m 2 rok obniŝenie EP o 12% 4.5. Podsumowanie Jak się naleŝy spodziewać, najlepsze efekty w zmniejszeniu wartości EP dają rozwiązania kompleksowe czyli poprawienie kilku elementów jednocześnie. W pkt 4 naleŝy zastosować tyle ulepszeń, ile jest to wymagane do obniŝenia wartości EP (czyli wariant kompleksowy), nie trzeba wykazywać wariantów cząstkowych, tak jak w przykładach. Przykład kompleksowy Wariant 1+2+3+4 (bez zwiększania sprawności): Q H,nd = 7251 kwh/rok EK= 88,76 kwh/m 2 rok EP= 84,01 kwh/m 2 rok obniŝenie EP o 43,5% Dopiero jeśli powyŝsze zmiany nie wystarczą, to wtedy podnosimy sprawności całkowite systemów c.o. i c.w.u. Jak widać z powyŝszego przykładu w większości budynków powinny wystarczyć te przedsięwzięcia do obniŝenia wartości EP o około 35%. Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, e-mail:lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 5
Pamiętamy o wykonaniu pkt 5.!!! 5. Zestawienie materiałów izolacyjnych oraz wyników obliczeń wg punktów 3 i 4 zgodnie z tabelami: U śc1 U śc2 U dach U podd. U podł. U śc./grunt U inne Q tr Q ve Q sol Q int Q H,nd Q W,nd η H η W Q K,H Q K,W Q P,H Q P,W EK EP Styropian, m 3 Wełna mineralna, m 3 Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, e-mail:lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 6