TECHNOLOGIE ograniczania niskiej emisji Jerzy Żurawski
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,
Szacunkowe korzyści uzyskane z poprawy efektywności energetycznej uzyskane w latach 1999-2012 Rodzaj mieszkalne i użyteczności publicznej Zakłady produkcyjne Wyższe uczelnie RAZEM Łączna łączna ilość powierzchni obiektów a użytkowa szt. m2 Łączna kubatura m3 Łączne oszczędności Redukcja CO2 energii [GJ] [ton] 1 020 3 054 900 9 989 523 1 483 032 136 895 21 136 500 546 000 245 700 22 680 3 26 820 93 870 11 801 1 089 1 044 3 218 220 10 629 393 1 740 533 160 665
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.
Aby spełnić wymagania prawne nie wystarczy zastosować dobrą izolację termiczną, wysokosprawne systemy energetycznej oraz OŹE. Wymagane będzie stosowanie bardziej tajemnych zabiegów w zakresie projektowania charakterystyki energetycznej budynku, tylko czy moc będzie z nami???
Zmiany energochłonności budynków w Polsce w okresie 1957-2021 400 350 200 8 201 4 201 300 250 Energia użytkowa [kwh/m2rok] 7 202 1 2010 2020 200 150 100 50 0 1970 1980 1990 2000 lata 2030
Ogrzewanie i wentylacja 50 000,00 45 000,00 43 200,00 40 000,00 35 000,00 30 000,00 25 000,00 19 821,68 20 000,00 15 000,00 8 500,00 10 000,00 6 950,00 5 000,00 4 500,00 0,00 Dom z lat 70-tych Dom z lat 90-tych WT2014 WT2017 WT2029
ciepła woda 3 900,00 3 840,00 3 800,00 3 800,00 3 700,00 3 600,00 3 450,00 3 500,00 3 400,00 3 400,00 3 350,00 3 300,00 3 200,00 3 100,00 1 2 3 4 5
Oświetlenie 16 000,00 14 000,00 12 000,00 13 440,00 10 752,00 10 000,00 9 408,00 8 064,00 8 000,00 6 000,00 5 376,00 4 000,00 2 000,00 0,00 oświetlenie Dom z lat 70-tych Dom z lat 90-tych WT2014 WT2017 WT2029
Urządzenia pomocnicze 4 000,00 3 532,50 3 500,00 3 000,00 2 587,50 2 500,00 2 000,00 1 500,00 1 881,60 1 417,30 1 195,00 1 000,00 500,00 0,00 urzadzenia pomocnicze Dom z lat 70-tych Dom z lat 90-tych WT2014 WT2017 WT2029
Razem zuźycie energii 250 000,00 204 683,53 200 000,00 150 000,00 100 000,00 96 329,63 60 453,61 50 000,00 37 857,59 16 818,83 0,00 Produkcja energii końcowej elektrycznej z PV [kwh/rok] Dom z lat 70-tych Dom z lat 90-tych WT2014 WT2017 WT2029
Energia Energia całkowita budynku Energia na c.o. i wentylację Energia na c.w.u. Energia na chłodzenie wartość EP EP EP od pomocnicza WT202 WT201 EK 1 4 kwh/m2rok kwh/m2rok kwh/m2rok kwh/m2rok % 72,32 26,97 93,11 138,11 47,64 % 15,67 5,22 10,61 3,54 6,72 2,24 Energia na oświetlenie 14,82 Energia pomocnicza E 24,50 7,8 8,17
Jak ograniczyć emisję? Zmniejszyć popyt zmniejszenie populacji zmiana stylu życia efektywność zużycia energii Zwiększyć podaż innymi sposobami Konwersja paliw? energia jądrowa energia ze źródeł odnawialnych
GŁĘBOKA TERMOMODERNIZACJA BUDYNKÓW ISTNIEJĄCYCH
KONWERSJA PALIWA
Energia końcowa (finalna) stan na 2013 4% 13% 1% 13% 38% 32% Gaz ziemny LPG Benzyna Węgiel Olej opałowy/napędowy Energia elektryczna OZE
REDUKCJA EMISJI I POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ
Zmniejszenie emisji przez zmniejszenie zużycia energii w budynkach Ocieplenie ścian Ocieplenie dachu Ocieplenie podłogi na gruncie Wymiana stolarki Poprawa efektywności energetycznej wentylacji Poprawa efektywności energetycznej c.o. Poprawa efektywności energetycznej c.w.u. Poprawa efektywności energetycznej urządzeń pomocniczych Poprawa efektywności energetycznej oświetlenia Sterowanie i zarządzanie energią Wykorzystanie OZE Wykorzystanie zieleni na budynku i wokół budynku
PRZYKŁADY POPRAWY EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ W BUDOWNICTWIE
Przykłady zrealizowanych termomodernizacji
PRZYKŁAD GŁĘBOKIEJ TERMOMODERNIZACJI
Technikum budowlane niemal zero-energetyczne w Bielawie
Stan początkowy
1,9 kwh/m2rok
OSIEDLE Z WIELKIEJ PŁYTY 1. Pierwotna częściowa termomodernizacja. 2. Wtórna termomodernizacja głęboka termomodernizacja.
Zaobserwowane wady pierwotnej termomodernizacji
Zestawienie charakterystyk energetycznych typowych mieszkań i budynków w zależności od położenia przed termomodernizacją Powierzchnia mieszkania Typ całość Bobrza 28-44 Budynek całość Niedźwiedzia 52-61 Energia końcowa EK Energia EP Koszty ogrzewania [zł/m2mc] energia na ogrzewanie i wentylację Lokalizacja Budynek Energia użytkowa EU m2 kwh/m2k kwh/m2k kwh/m2k 12856,5 50,49 59,65 45,93 1,07 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 Energia Energia Energia EP użytkowa EU końcowa EK energia na ogrzewanie i wentylację Powierzchnia mieszkania Typ Lokalizacja Budynek całość Bobrza 28-44 Budynek całość Niedźwiedzia 52-61 Koszty ogrzewania [zł/m2mc] m2 kwh/m2k kwh/m2k kwh/m2k 12856,5 26,49 31,30 24,10 0,56 3300,5 38,7 45,76 35,23 0,82
Zmniejszenie zużycia energii w poszczególnych mieszkaniach w zależności od położenia Typ M1 M1 M1 M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 Lokalizacja Skrajne nad piwnicą Skrajne na pośredniej kondygnacji Skrajne na ostatniej kondygnacji Środkowe na piwnicą na parterze na parterze Środkowe na kondygnacji Środkowe Środkowe Środkowe na ostatniej kondygnacji ostatnia kondygnacja ostatnia kondygnacja Energia końcowa EK0 Energia końcowa EK1 Zmniejszen ie zużycia energii końcowej kwh/m2k 199,30 kwh/m2k 61,54 [%] 69% 121,81 28,57 77% 145,24 102,16 117,82 85,20 61,74 47,33 50,58 67,46 60,57 45,74 49,87 25,83 22,65 18,60 54% 41% 61% 41% 58% 52% 63% 97,86 52,87 46% 84,77 84,62 46,38 29,36 45% 65%
BUDOWA NOWYCH NISKOENERGETYCZNYCH, PASYWNYCH LUB NIEMAL ZERO ENERGETYCZNYCH BUDYNKÓW
Energia pierwotna EP Typ budynku Szkoła zgodnie z minimalnymi wymaganiami prawnymi na węgiel Szkoła o pasywnej charakterystyce energetycznej Oszczędności energii [%] EPc.o. na EP Cool. na EP pom EP c.w.u. na EP L na ogrzewani chłodzeni energia ei ciepłą wodę oświetlenie e pomocnicza wentylację EP [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] [GJ/rok] 333,31 16,29 98,09 266,16 62,03 775,88 24,94 46,80 24,25 115,81 31,01 242,81 93% -187% 75% 56% 50% 69% Budynek spełniający minimum prawne WT2008 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
Analiza kosztów w budynkach spełniających aktualne wymagania prawne Rodzaj budynku Całkowita powierzchnia budynku Jednostkowy koszt budowy wg WT2014 Koszt budowy budynku wg wymagań WT2014 EK standard WT2014 Roczne koszty eksploatacji wg WT2014 m2 zł/m2 zł kwh/m2k zł 800 4800 3500 3500 2 800 000 16 800 000 90,0 82,0 26640 153504 Mała szkoła Duża szkoła Analiza kosztów w budynkach spełniających wymagania budownictwa pasywnego. Całkowita powierzchnia budowy Jednostkowy koszt budowy wg WT2014 Jednostkowy koszt budowy standard pasywny Koszt budowy budynku standard pasywny EK standard pasywny Roczne koszty eksploatacji standard pasywny m2 zł/m2 zł/m2 zł kwh/m2k zł Mała szkoła 800 3500 4000 3 200 000 35,8 12 029 Duża szkoła 4800 3500 4050 19 440 000 30,0 60 480 Rodzaj budynku
Analiza opłacalności budowy budynku pasywnego w stosunku do budynku spełniającego minimalne wymagania prawne Rodzaj budynku Mała szkoła Duża szkoła Roczne Roczne Roczne Całkowita koszty koszty oszczędnośc Wzrost powierzch eksploata eksploatacji i kosztów kosztów nia cji wg standard eksploatacyj budowy budowy WT2014 pasywny nych m2 zł zł zł/rok 800 26640 12028,8 14611,2 4800 153504 60480 93024,0 zł 400 000 2 640 000 Czas zwrotu SPBT lata 27,4 28,4
WPŁYW ZIELENI NA ENERGOOSZCZĘDNOŚĆ ORAZ REDUKCJĘ CO2 W AGLOMERACJACH MIEJSKICH
wg Tormenta i in., 1999, High Peformance of Building Guiness, NYC/DDC
Zielone ściany
Zielone dachy
Regulacja temperatury przez drzewa - transpiracja Drzewa w procesie fotosyntezy zużywają tylko niewielką część energii słonecznej Pozostałą energię (około 70-90%) wykorzystują podczas procesu transpiracji, czego wynikiem jest ochładzające działanie drzew. Efekt ochładzający drzew jest znaczący np. duży klon srebrzysty. w gorące letnie popołudnie może wyparować ponad 265 litrów wody w ciągu godziny. Pracę takiego dużego drzewa przyrównano do wydajności pięciu przeciętnej wielkości domowych klimatyzatorów. Zbadano, iż podczas słonecznego dnia w sierpniu, gdy w bezdrzewnej ulicy temperatura powietrza wynosiła 42,2 o C, w sąsiednim parku zanotowano tylko 30 o C. Zastosowanie zielonych pnączy na zewnętrznej powierzchni przegród ma wpływ na poprawę izolacyjności termicznej, poprawa izolacji może sięgnąć 2% - 6% w zależności od rodzaju rośliny, intensywności części zielonej oraz zachowania
Wpływ drzew na ochładzanie klimatu temperatura powietrza 32 st. C asfalt 52 st. C beton 42 st. C pod koronami drzew 28 st. C odkryt y trawni k 35 st. C Podczas gorącego letniego dnia przy temp. powietrza 32 C, płyty chodnika są nagrzane do 42 C, a nawierzchnia asfaltowa do 52 C. Pod koronami pobliskich drzew, przy nawodnionym trawniku temperatura wynosi 28 C.Somonds, 1978
Zwiększanie powierzchni zieleni zwiększa komfort klimatyczny otoczenia oraz w samym budynku. Proponuje się wykonywanie odpowiednich nasadzeń wokół budynków oraz dla zwiększenia powierzchni na dachach oraz ścianach Użytki rolne w ha we Wrocławiu 12 900 Lasy i zadrzewienia w ha 1670 Tereny rekreacyjne w ha 1700 RAZEM w ha 16270 Pochłanianie CO 2 w tonach 74679,3 Średnia emisja CO 2 ton/1 mieszkańca w Polsce Uśredniona ilość CO 2 we Wrocławiu 8,34 5 270 880 Udział procentowy redukcji emisji przez zieleń 1,41 % Jednostkowy koszt redukcji CO2 [zł/mg] 871,46
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ