WDRAŻANIE BUDYNKÓW NIEMAL ZERO-ENERGETYCZNYCH W POLSCE Prof. Edward Szczechowiak Politechnika Poznańska Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Styczeń 2013 Poznań, 31. stycznia 2013 1
Zakres Kierunki zmian przyszłościowych wynikające z prawodawstwa Budynki niemal zero-energetyczne Źródła energii efektywne energetycznie Rozwiązania budynków efektywnych energetycznie Podsumowanie Poznań, 31. stycznia 2013 2
Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków 2002/91/CE (nowelizacja 19.05.2011); Dyrektywa w sprawie efektywności końcowego wykorzystania energii i usług energetycznych 2006/32/EC. Ustawa prawo budowlane (7.07.1994 z późn. zm.) + rozporządzenia w sprawie warunków technicznych oraz w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynków Ustawa o efektywności energetycznej (od 15.04.2011). Efekty działania dyrektyw i ustaw oszczędność energii w produkcji, oszczędność energii u odbiorcy końcowego, ograniczenie emisji, wzrost wykorzystania źródeł odnawialnych przez członków UE (realizacja pakietu 3x20) do roku 2020 oraz 9% do roku 2016 (białe certyfikaty) Poznań, 31. stycznia 2013 3
Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Nowelizacja Dyrektywy (2010/31/EU) z maja 2010 w sprawie charakterystyki energetycznej budynków wprowadza budynki o prawie zerowym zużyciu energii (very low and close to zero energy buildings), Po 31.12.2020 wszystkie nowe budynki o niemal zerowym zużyciu energii, Po 31.12.2018 budynki nowe zajmowane przez władze publiczne o niemal zerowym zużyciu energii, Po roku 2015 wymagania okresu przejściowego Poznań, 31. stycznia 2013 4
Kierunki zmian wynikające z prawodawstwa Budynek o niemal zerowym zużyciu energii (close to zero energy buildings) oznacza budynek o bardzo wysokiej efektywności energetycznej określonej liczbowo wg jednolitej procedury (wspólne ramy do obliczania charakterystyki energetycznej wydane przez Komisje Europejską 01.2012) Niemal zerowa lub bardzo mała ilość wymaganej energii powinna pochodzić w bardzo wysokim procencie z energii ze źródeł odnawialnych (w tym ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu lokalizacji budynku) Poznań, 31. stycznia 2013 5
Energia odnawialna w dyrektywie 2010/31/EU) z maja 2010 Poznań, 31. stycznia 2013 6
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych w Europie Poznań, 31. stycznia 2013 7
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych (nzeb) Budynki Pasywne (PH) = Budynki VLEB Budynki niemal zero energetyczne (nzeb): nzeb = LEB + Energia odnawialna (okres przejściowy), nzeb = VLEB + Energia odnawialna (docelowo). Poznań, 31. stycznia 2013 8
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Budynek nzeb jako zagadnienie wielokryterialne Poznań, 31. stycznia 2013 9
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Definicje budynków (nzeb, ZEB): ze względu na lokalizację, ze względu na źródło energii, ze względu na emisję CO 2 (łącznie z budową lub nie), ze względu na koszty w cyklu życia (minimalny koszt globalny). Określenie poziomu zużycia energii dla zdefiniowania nzeb w oparciu o minimalny koszt globalny Poznań, 31. stycznia 2013 10
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Budynek nzeb projektowanie zintegrowane Poznań, 31. stycznia 2013 11
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Budynek nzeb zasady analizy i projektowania Poznań, 31. stycznia 2013 12
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Budynki niemal zero energetyczne (nzeb): nzeb = LEB + Energia odnawialna, nzeb = VLEB + Energia odnawialna. Określenie wartości EP max : wg ram metodologii porównawczej do obliczania poziomu kosztu optymalnego minimalnych wymagań energetycznych dla budynków i elementów budynków (suplement do Dyrektywy 201/31/EU) w oparciu o wymagania krajowe (koszty inwestycyjne i koszty eksploatacyjne w tym ceny energii), metoda optymalnych kosztów globalnych (obliczenia dla okresu 20 lat dla budynków niemieszkalnych lub 30 lat dla budynków mieszkalnych), dla wybranych typów budynków. Poznań, 31. stycznia 2013 13
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Określenie wartości docelowych EP max dla nzeb: zgodnie z dyrektywą wg ustaleń krajowych, w oparciu w krajowe wskaźniki nakładu energii pierwotnej: paliwa kopalne 1,1; energia słoneczna termiczna 0,0; energia elektryczna sieciowa 3,0; ciepło sieciowe 0,2 1,3; biomasa 0,2; energia elektryczna kolektory PV 0,7; wartości EP max - jak dla budynku pasywnego (VLEB) + OZE): Budynek bez chłodzenia (co+cw) 40-60 kwh/(m 2 a); Budynek z chłodzeniem 50-80 kwh/(m 2 a); Budynek z chłodzeniem i oświetleniem 70-100 kwh/(m 2 a). Poznań, 31. stycznia 2013 14
Wdrożenie budynków o niemal zerowym zużyciu energii Wartości optymalne EP oraz EK zależą od kosztu globalnego w cyklu życia (20 lub 30 lat) wg Suplementu Komisji Europejskiej do Dyrektywy 2010/31/EU oraz PN-EN 15459 Charakterystyka energetyczna budynków Ekonomiczna ocena instalacji energetycznych budynków Poznań, 31. stycznia 2013 15
Wdrożenie budynków o niemal zerowym zużyciu energii Wartości optymalne EP oraz EK zależą od kosztu globalnego w cyklu życia (20 lub 30 lat) wg PN-EN 15459 Charakterystyka energetyczna budynków Ekonomiczna ocena instalacji energetycznych budynków Poznań, 31. stycznia 2013 16
Wprowadzanie budynków niemal zeroenergetycznych Oznaczenia: 1 - koszt globalny 2012, 2 koszt globalny 2015, 3 koszt inwestycyjny 2012, 4 koszt inwestycyjny - 2015 Poznań, 31. stycznia 2013 17
Wdrożenie budynków nzeb Wartości EP oraz EK zależą od kosztu w cyklu życia (20 lub 30 lat) Przykładowe obliczenie skumulowanych kosztów zdyskontowanych dla budynku mieszkalnego jednorodzinnego: a) z kotłownią gazową b) z kotłownią gazową i kolektorem słonecznym Poznań, 31. stycznia 2013 18 18
Zasady bilansowania budynku niemal zeroenergetycznego (nzeb) Poznań, 31. stycznia 2013 19
Bilansowanie budynku niemal zeroenergetycznego (nzeb) Poznań, 31. stycznia 2013 20
Bilansowanie budynku niemal zeroenergetycznego (nzeb) Poznań, 31. stycznia 2013 21
Zasady analizy energetycznej budynek + HVAC Poznań, 31. stycznia 2013 22
Zasady analizy energetycznej budynek + HVAC Poznań, 31. stycznia 2013 23
Zasady analizy energetycznej budynek + HVAC Poznań, 31. stycznia 2013 24
Zasady wprowadzenia OZE Ochrona cieplna budynku + HVAC oraz wykorzystanie OŹE Ochrony cieplna i szczelność budynku 1 redukcja zapotrzebowania energii 2 udział energii odnawialnej HVAC + UMOŻLIWIENIE lub lepsza efektywność wykorzystania odnawialnych źródeł energii S Y N E R G I A Poznań, 31. stycznia 2013 25
Wykorzystanie energii odnawialnej w budynku dla osiągnięcia nzeb Poznań, 31. stycznia 2013 26
Wdrożenie budynków nzeb Konfiguracje rozwiązań dla budynków jednorodzinnych Poznań, 31. stycznia 2013 27
Wdrożenie budynków nzeb Konfiguracje rozwiązań dla budynków wielorodzinnychch Poznań, 31. stycznia 2013 28
Wdrożenie budynków nzeb Polska 2016-2021 (propozycja): EP max [kwh/m 2 a] 2016 2021 (2019) Budynki jednorodzinne 90-95 40-50 Budynki wielorodzinne 80-85 40-60 Budynki zam. zbiorowego 95-100 50-70 Uwaga: EP max dot. ogrzewania, wentylacji i ciepłej wody, uzyskane z obliczeń wg metody optymalnego kosztu globalnego. Przyspieszenie wprowadzanie OZE wymaga dodatkowych środków finansowych z budżetu państwa lub funduszy np. NFOŚ, WFOŚ. Zasady wdrożenia i przyjęte wartości EP max działanie MTBiGM. Poznań, 31. stycznia 2013 29
Wdrożenie budynków nzeb Efekty oszczędnościowe dla odbiorcy końcowego Poznań, 31. stycznia 2013 30
Dostarczanie energii odnawialnej do budynku Centralnie Granica oceny systemowej obejmuje źródło energii systemu ciepłowniczego oraz sieć przesyłową Lokalnie Granica oceny systemowej obejmuje źródło energii w budynku Poznań, 31. stycznia 2013 31
Biomasa Biogaz Energia słoneczna Kogeneracja Odnawialne źródła energii w miejskich systemach ciepłowniczych Pompy ciepła Zmniejszenie współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej Poprawa charakterystyki energetycznej wszystkich odbiorców ciepła Poznań, 31. stycznia 2013 32
Odnawialne źródła energii w indywidualnych budynkach Ciepło Biomasa Energia słoneczna Cieki wodne i grunt (PC) muratordom.pl Poznań, 31. stycznia 2013 33
Odnawialne źródła energii w indywidualnych budynkach Energia elektryczna Energia wiatru Energia słoneczna (PV) Poznań, 31. stycznia 2013 34
Współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla systemu ciepłowniczego (CHP) zasada obliczeń Wg metodologii opracowanej przez Komitet Techniczny CEN/TC 228 (DIN V 4701/T.10). Poznań, 31. stycznia 2013 35
Nowoczesne układy skojarzone technologie wielopaliwowe (1) CHP Horsens Dania 1992 Waste-fired CHP Plant Elektrociepłownia średniej mocy CHP Horsens/Dania: Moc nominalna 35 MW e i 45 MW th ; Paliwo odpady komunalne 2x 5 Mg/h oraz gaz ziemny 5500 m 3 /h. Produkcja w roku 2006: Ciepło 240500 MWh th ; Energia elektryczna 124000 MWh e ; Zużycie paliwa: odpady komunalne 58778 Mg, gaz ziemny 21 mln m 3. Wskaźnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla produkcji ciepła: w P = 0,43. Kocioł gazowy w p = 1,1. Poznań, 31. stycznia 2013 36
Nowoczesne układy skojarzone technologie wielopaliwowe (2) CHP Odense Dania 2005 Waste-fired CHP Plant Elektrociepłownia średniej mocy CHP Odense/Dania: Moc nominalna 24 MW e i 29 + 35 MW th ; Paliwo odpady komunalne 2x 8 Mg/h oraz 1x 16 Mg/h. Produkcja w roku 2005: Ciepło 543000 MWh; Energia elektryczna 173000 MWh; Zużycie paliwa: odpady komunalne 268000 Mg, olej opałowy 566 Nm 3. Wskaźnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla produkcji ciepła: w P = 0,12. Poznań, 31. stycznia 2013 37
Nowoczesne układy skojarzone wskaźniki oceny DREWAG Dresden 2009 Poznań, 31. stycznia 2013 38
Podsumowanie Celowość wznoszenia budynków niemal zero-energetycznych: Niezbędne dla przyszłości budownictwa Realizacja idei zrównoważonego rozwoju Obniżenie zużycia nieodnawialnej energii pierwotnej Obniżenie emisji CO 2 i innych zanieczyszczeń do środowiska Poprawa komfortu cieplnego w pomieszczeniach Obniżenie szkód substancji budowlanej i wzrost trwałości budynków Niskie koszty eksploatacyjne Poznań, 31. stycznia 2013 39
WDRAŻANIE BUDYNKÓW NIEMAL ZERO-ENERGETYCZNYCH W POLSCE Dziękuję za uwagę Poznań, 31. stycznia 2013 40