Określenie wymagań dla termomodernizacji budynków mieszkalnych jednorodzinnych do standardu NZEB w warunkach polskich

Określenie wymagań dla termomodernizacji budynków mieszkalnych jednorodzinnych do standardu NZEB w warunkach polskich Streszczenie Celem niniejszego opracowania było zdefiniowanie wymagań dla budynków mieszkalnych jednorodzinnych poddawanych termomodernizacji do standardu niemal zeroenergetycznego (NZEB). Na podstawie opinii ekspertów ustalono, że polska definicja termomodernizacji do standardu NZEB powinna zawierać: wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EUco, wielkość procentowego zmniejszenia zapotrzebowania na energię pierwotną określoną w stosunku do budynku przez modernizacją. Do wyznaczenia obydwu parametrów wykorzystano model budynku referencyjnego a same obliczenia podzielono na dwa etapy: wyznaczenie optymalnych kosztowo współczynników przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych, wyznaczenie optymalnego kosztowo wariant termomodernizacji budynku referencyjnego. Obliczenia wykonano dla trzech różnych cen energii i dla trzech różnych lokalizacji.

Spis treści 1. Wprowadzenie... 3 2. Metodyka i przyjęte założenie... 5 2.1. Wprowadzenie... 5 2.2. Koszt wytworzenia energii cieplnej... 6 3. Budynek referencyjny... 8 3.1. Zasoby budynków mieszkalnych w Polsce... 8 3.2. Budynek referencyjny jednorodzinny... 10 4. Optymalne współczynniki przenikania ciepła dla termomodernizowanych przegród... 13 5. Warianty termomodernizacji... 22 6. Wyniki obliczeń... 29 6.1. Wyniki dla wariantów termomodernizacji... 29 6.2. Koszt skumulowany termomodernizacji... 30 6.3. Wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową EUco... 32 6.4. Wskaźnik energii pierwotnej... 38 7. Wnioski końcowe... 40 Załącznik 1... 42 Optymalny współczynnika przenikania ciepła przegrody termomodernizowanej... 42 Załącznik 2... 46 Optymalny kosztowo wariant termomodernizacji budynku... 46 2

1. Wprowadzenie Seria warsztatów organizowanych przez BPIE w 2016 i 2017 roku wskazała na konieczność opracowania oficjalnej definicji termomodernizacji do standardu NZEB. Poniżej opracowanie podejmuje próbę określenia wymagań dla standardu w odniesieniu do budynków mieszkalnych. Celem zdefiniowania pojęcia termomodernizacji do standardu NZEB jest określenie jakie przedsięwzięcia są opłacalne z punktu widzenia Państwa a nieopłacalne z punktu widzenia inwestora. Sposób i zasady wsparcia powinny dawać inwestorom zachętę do samodzielnego ponoszenia kosztów realizacji działań ekonomicznie opłacalnych. Przykładowo nie powinno wspierać się przedsięwzięć termomodernizacyjnych o krótkich czasach zwrotu nakładu, które mogą być finansowane przez właścicieli budynków lub z wykorzystaniem kapitału zewnętrznego. Wsparcie Państwa należy kierować do działań kompleksowych dających duże oszczędności energii, które nie są opłacalne z punktu widzenia inwestora. Istnieje konieczność wprowadzenia w Ustawie lub Rozporządzeniu nowej definicji termomodernizacji do standardu NZEB i określenia wymagań technicznych dla indywidualnych przedsięwzięć termomodernizacyjnych, np. ocieplania przegród zewnętrznych. Muszą być one sformułowane w taki sposób aby w przyszłości nie istniała konieczność modernizacji obecnie termomodernizowanych budynków. Zdaniem większości ekspertów 1, polska definicja termomodernizacji do standardu NZEB powinna zawierać: wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EUco, wielkość procentowego zmniejszenia zapotrzebowania na energię pierwotną określoną w stosunku do budynku przez modernizacją. 1 Wyniki ankiety przeprowadzonej przez BPIE wśród ekspertów podczas spotkania Efektywnej Polski 3

Tablica 1.1 Wynik ankiety przeprowadzonej wśród ekspertów Nr 1 2 Czy definicja termomodernizacji do standardu NZEB powinna zawierać wymagania dotyczące? ilość głosów TAK ilość głosów NIE ilość głosów (RAZEM) Proporcja ZA Wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania EUco 15 2 17 88% Wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP 12 5 17 71% 3 Udziału OZE 10 7 17 59% 4 Poprawy efektywności energetycznej procentowego zmniejszenia zapotrzebowania na energię pierwotnę 13 3 16 81% 5 6 Izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych 12 4 16 75% Wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową EK 10 6 16 63% 7 Jednostkowej emisji równoważnej CO2 10 5 15 67% 8 Systemu wentylacji w tym sprawności odzysku ciepła 9 6 15 60% 9 Sprawności instalacji c.o. i c.w.u. 10 Szczelności powietrznej 11 Zużycia energii pomocniczej 12 Ograniczenia ryzyka przegrzewania 9 6 15 60% 7 7 14 50% 6 8 14 43% 5 9 14 36% 13 Wskaźnika zapotrzebowania na energię końcową EK do chłodzenia 1 0 1 100% Wyniki przeprowadzonej ankiety były podstawą do rozpoczęcia prac nad stworzeniem takiej definicji dla budynków mieszkalnych jednorodzinnych i wielorodzinnych. Jej wyniki przedstawiono poniżej. 4

2. Metodyka i przyjęte założenie 2.1. Wprowadzenie Proces określenia wymagań dla termomodernizacji do standardu NZEB podzielono na następujące etapy: Etap I Optymalne współczynniki przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych poddawanych termomodernizacji Pierwsza część analizy dotyczy określenia optymalnych kosztowo wymagań izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych dla budynków mieszkalnych poddawanych termomodernizacji. Celem jest otrzymanie optymalnych przedziałów współczynników przenikania ciepła U [W/(m 2 K)] dla przegród modernizowanych, w zależności od izolacyjności początkowej, kosztu wytwarzania energii cieplnej w budynku i technologii modernizacji. Za kryterium optymalizacji przyjęto minimalny jednostkowy, zdyskontowany koszt skumulowany inwestycji, w rozpatrywanym 30 letnim okresie czasu. Etap II Optymalny kosztowo wariant termomodernizacji budynku referencyjnego Druga część analizy polegała na określeniu optymalnego kosztowo wariantu termomodernizacji budynku referencyjnego. Za kryterium optymalizacyjne przyjęto zdyskontowany, koszt skumulowany w rozpatrywanym 30 letnim okresie czasu. Na podstawie wyników uzyskanych w I Etapie zdefiniowano 12 wariantów termomodernizacji różniących się współczynnikiem przenikania ciepła przegród zewnętrznych, systemem wentylacji, instalacją centralnego ogrzewania oraz instalacją ciepłej wody użytkowej. Każdy z wariantów zdefiniowano w programie Audytor OZC 4.8 Pro, z którego odczytano zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i wentylacji [GJ/rok], a także wskaźnik zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania i wentylacji [kwh/(m 2 rok)]. W obliczeniach uwzględniono również zmianę zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej [GJ/rok]. Przeprowadzone obliczenia pozwoliły na ustalenie wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EU CO oraz procentowego obniżenia 5

zapotrzebowania na energię pierwotną dla budynku mieszkalnego poddawanego termomodernizacji. Przyjęto, że optymalny kosztowo wariant termomodernizacji budynku odpowiada termomodernizacji do standardu NZEB. 2.2. Koszt wytworzenia energii cieplnej Kolejnym aspektem kluczowy ze względu na znaczną zmianę kosztu związanego ze stratą energii cieplnej wpływającym na wyniki optymalizacji jest sposób pozyskiwania energii cieplnej w budynku. Cena wytworzenia 1 GJ energii jest znacznie zróżnicowana. Wpływa na nią rodzaj paliwa, którym zasilane jest źródło ciepła. Tablica 2.1. Koszt wytworzenia netto 1 GJ (1 kwh) ciepła w zależności od rodzaju nośnika energii Cenna brutto Wartość opałowa Cena brutto Nośnik energii j. w MJ j. w kwh j. zł za GJ zł za kwh E. elektryczna (G-11) 0,55 zł/kwh - - - - 152,78 0,55 Drewno 2 150 zł/mp 7200 MJ/mp 2000 kwh/mp 20,83 0,08 Pellet 3 0,86 zł/kg 19,0 MJ/kg 5,28 kwh/kg 45,26 0,16 Węgiel kamienny 4 0,77 zł/kg 29,0 MJ/kg 8,06 kwh/kg 26,55 0,10 Ekogroszek 5 0,90 zł/kg 27,5 MJ/kg 7,64 kwh/kg 32,73 0,12 Olej opałowy 6 2,42 zł/l 39,0 MJ/l 10,83 kwh/l 62,05 0,22 Gaz ziemny (W-3) 7 1,60 zł/m 3 39,5 MJ/m 3 10,97 kwh/m 3 40,51 0,15 LPG (gaz płynny) 8 1,59 zł/l 24,0 MJ/l 6,67 kwh/l 77,25 0,24 W tablicy 2.1. przedstawiono ceny 1 GJ (1 kwh) energii cieplnej bez uwzględnia sprawności systemu grzewczego. 2 Średnia cena drewna opałowego za metr przestrzenny 3 Źródło cen: http://www.535pellet.pl/, cena dla dnia 08.04.2016 4 Źródło cen: http://www.wegielkamienny-katowice.pl/, węgiel kostka, cena do dnia 30.04.2016 5 Źródło cen: http://www.eko-groszek.org/, cena dla dnia 08.04.2016 6 Źródło cen: http://www.olej-opalowy.pl/, cena dla dnia 08.04.2016 7 Przyjęto średni 1,60 zł/m 3 dla taryfy W-3 8 Źródło cen: http://www.e-petrol.pl/, cena dla dnia 22.03.2016 6

Dalszą analizę przeprowadzono dla następujących cen energii: 20, 30, 40, 50, 60 zł za 1 GJ w wypadku optymalizacji współczynnika przenikania ciepła dla przegród poddawanych termomodernizacji oraz 20, 40 i 60 zł za 1 GJ w zestawieniach wariantów termomodernizacji budynku referencyjnego. 7

3. Budynek referencyjny 3.1. Zasoby budynków mieszkalnych w Polsce Według Narodowego Spisu Powszechnego Ludności i Mieszkań 2011 r. liczba budynków w Polsce, w których znajdowało się co najmniej 1 mieszkanie, przekroczyła 6 mln. Tablica 3.1. Budynki według rodzaju w 2011 roku (źródło: Zamieszkane budynki, Narodowy Spis Powszechny Ludności i Mieszkań 2011; GUS 2013) zawiera z których z których Ogółem Zamieszkane Mieszkalne Jednorodzinne w tys. Wielomieszkaniowe Zamieszkania zbiorowego Ogółem 6047,1 5567,6 5542,6 5007,5 535,1 3,3 21,0 479,5 Miasta 2285,6 2189,2 2176,4 1738,2 438,2 1,8 10,8 96,4 Wieś 3761,5 3378,4 3366,2 3269,3 96,9 1,4 10,3 383,1 Niemieszkalne Niezamieszkałe Zgodnie z danym z tablicy 3.1. spis objął ponad 5,5 mln budynków mieszkalnych, które dzielimy na jednorodzinne i wielorodzinne (wielomieszkaniowe). Widać, że ponad 90% budynków mieszkalnych to budynki jednorodzinne. Niezbędne do właściwej interpretacji wyników jest znajomość definicji pojęć i klasyfikacji. Spis objął budynki, w których znajdowało się co najmniej jedno mieszkanie. Budynek mieszkalny to budynek w całości zajęty na cele mieszkalne, a także budynek, w których znajdują się inne pomieszczenia ale w części mniejszej niż w połowie budynku. Budynek jednorodzinny to budynek wolno stojący albo budynek w zabudowie bliźniaczej, szeregowej lub grupowej, ( ) w którym dopuszcza się wydzielenie nie więcej niż dwóch lokali mieszkalnych albo jednego lokalu mieszkalnego i lokalu użytkowego o powierzchni całkowitej nieprzekraczającej 30% powierzchni całkowitej budynku. 9 Budynek wielomieszkaniowy (wielorodzinny) jest definiowany jako budynek w którym wydzielone są minimum trzy mieszkania. 9 Zamieszkane budynki, Narodowy Spis Powszechny Ludności i Mieszkań 2011, GUS 2013, str. 10. 8

Strukturę wiekową budynków mieszkalnych i ich zasoby w Polsce pokazano w tabeli 3.2. Tablica 3.2. Struktura wiekowa zasobów mieszkalnych w Polsce według okresu budowy w 2011 roku (źródło: Zamieszkane budynki, Narodowy Spis Powszechny Ludności i Mieszkań 2011; GUS 2013) l.p. Okres wzniesienia budynku Budynki lata tys. % 1 przed 1918 404,6 7,3 2 1918-1944 809,2 14,6 3 1945-1970 1363,5 24,6 4 1971-1978 654,0 11,8 5 1979-1988 753,8 13,6 6 1989-2002 670,7 12,1 7 2003-2007 321,5 5,8 8 2008-2011 205,1 3,7 9 w budowie 27,7 0,5 10 nieustalone 332,6 6,0 RAZEM: 5542,6 100 Tablica 3.3. Zestawienie maksymalnego współczynnika przenikania ciepła U C(max) dla wybranych przegród budowlanych, na przestrzeni lat (źródło: Finansowanie poprawy efektywności energetycznej budynków w Polsce; BPIE 2016) Okres Przepisy Ściana zewnętrzna Dach Strop nad nieogrzewaną piwnicą U C(max) [W/(m 2 K)] Strop pod nieogrzewanym poddaszem 1957-1964 PN-57/B-024051 1,16; 1,42 0,87 1,16 1,04; 1,16 1964-1974 PN-64/B-034041 1,16 0,87 1,16 1,04; 1,16 1974-1982 PN-74/B-034042 1,16 0,70 1,16 0,93 1982-1991 PN-82/B-020202 0,75 0,45 1,16 0,40 1991-2002 PN-91/B-020202 0,55; 0,70 0,30 0,60 0,30 2002-2008 Dz. U. 2002 poz. 690 0,30; 0,50 0,30 0,60 0,30 2009-2013 Dz. U. 2008 poz. 1238 0,30 0,25 0,45 0,25 2014-2016 0,25 0,20 0,25 0,20 2017-2020 Dz. U. 2013 poz. 926 0,23 0,18 0,25 0,18 od 2021 0,20 0,15 0,25 0,15 9

Z przedstawionych danych wynika, że 72% zasobów mieszkalnych w Polsce wybudowano przed 1988 r. Kolejno w okresach przed 1918 r. 7,3%, 1918-1944 14,6%, 1945-1970 (24,6%), 1971-1978 (11,8%) i 1979-1988 (13,6%). Zmiany w polskich przepisach określających maksymalny współczynnik przenikania ciepła przegród budowlanych dążą w kierunku jak największego zmniejszenia strat ciepła, a co za tym idzie jak największego poszanowania energii (tablica 3.3.). Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie wprowadziła kolejne obostrzenia w tym zakresie. 10 Do celowo od 1 stycznia 2021 r. każdy nowo powstały budynek będzie podległa bardzo rygorystycznym wymaganiom, dla przykładu: U C(max) = 0,20 W/(m 2 K) (dla ścian zewnętrznych), U C(max) = 0,15 W/(m 2 K) (dla dachów i stropodachów) i U C(max) = 0,30 W/(m 2 K) (dla podłogi na gruncie). Z przytoczonych danych wynika, że 72% budynków mieszkalnych w Polsce zostało wzniesionych w czasach, w których wymagany współczynnik przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych był nawet sześciokrotnie większe niż określone obecnie dla przegród nowo wznoszonych. 3.2. Budynek referencyjny jednorodzinny Omawiany budynek jednorodzinny (przyjęty jako budynek referencyjny i wykorzystany do dalszego opracowania) został wzniesiony 1980 roku w Warszawie. Charakteryzuje się rozwiązaniami konstrukcyjno-materiałowymi typowymi dla budownictwa jednorodzinnego z przed lat 90 XX wieku (rysunek 3.1.). Rysunek 3.1. Zdjęcie poglądowe budynku referencyjny 10 Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2013 poz. 926) 10

Budynek ma dwie kondygnacje nadziemne i jedną podziemną (kondygnacja zagłębiona do połowy wysokości). Budynek jest zbudowany w technologii tradycyjnej. Ściany murowane ze słabo wentylowaną szczeliną powietrza. Stropy między kondygnacyjne oraz konstrukcja stropodachu pełnego wykonane w technologii stropu gęstożebrowegoo DZ-3. W tablicy 3.1. przedstawiono dane geometryczne budynku referencyjnego. Tablica 3.1. Dane geometryczne budynku referencyjnego 1. Liczba kondygnacji 3 2. Powierzchnia zabudowy 107 m 2 3. Kubatura części ogrzewanej 326 m 3 4. Powierzchnia o regulowanejej temperaturze 125,4 m 2 5. Współczynnik kształtu A/V 0,57 11

W tablicach 3.2., 3.3. i 3.4. wyszczególniono warstwy przegród zewnętrznych poddawanych termomodernizacji i ich współczynniki przenikania ciepła. Przyjęto współczynnik przenikania ciepła dla stolarki okiennej i drzwiowej równy 2,6 W/(m 2 K). Tablica 3.2. Ściana zewnętrzna budynku referencyjnego Sz Ściana zewnętrzna l.p. Watstwa d [m] λ [W/mK] R [m 2 K/W] 1. Powierzchnia wewnętrzna - Rsi - - 0,130 2. Tynk cementowo wapienny 0,02 0,820 0,024 3. Bloczek z betonu komórkowego 0,24 0,174 1,379 4. Pustka powietrzna słabo wentylowa 0,06-0,090 5. Mur z cegły dziurawki, na zaprawie 0,06 0,620 0,097 6. Tynk cementowo wapienny 0,02 0,820 0,024 7. Powierzchnia zewnętrzna - Rse - - 0,040 d = 0,40 m RT = 1,785 (m 2 K)/W U = 0,56 W/m 2 K Tablica 3.3. Strop nad piwnicą budynku referencyjnego St Strop nad piwnicą l.p. Watstwa d [m] λ [W/mK] R [m 2 K/W] 1. Powierzchnia wewnętrzna - Rsi - - 0,170 2. Parkiet dębowy 0,03 0,220 0,136 3. Podkład z betonu chudego 0,07 1,050 0,067 4. Strop gęstożebrowy DZ-3 0,24-0,260 5. Tynk cementowo wapienny 0,02 0,820 0,024 6. Płyta pilśniowa twarda 0,03 0,180 0,167 7. Powierzchnia zewnętrzna - Rse - - 0,170 d = 0,39 m RT = 0,994 (m 2 K)/W U = 1,01 W/m 2 K Tablica 3.4. Dach (stropodach pełny) budynku referencyjnego D Dach - stropodach pełny l.p. Watstwa d [m] λ [W/mK] R [m 2 K/W] 1. Powierzchnia wewnętrzna - Rsi - - 0,100 2. Tynk cementowo wapienny 0,02 0,820 0,024 3. Strop gęstożebrowy DZ-3 0,24-0,260 4. Żużel wielkopiecowy granulowany 0,19 0,16 1,188 5. Podkład z chudego betonu 0,03 1,050 0,029 6. Papa asfaltowa 0,01 0,180 0,056 7. Powierzchnia zewnętrzna - Rse - - 0,040 d = 0,49 m R T = 1,696 (m 2 K)/W U = 0,59 W/m 2 K 12

4. Optymalne współczynniki przenikania ciepła dla termomodernizowanych przegród Izolacyjność termiczna współczesnych przegród budowalnych w przeważającej liczbie przypadków wynika z właściwości izolacyjnych oraz grubości materiału izolacyjnego. Ściana zewnętrzna Najczęściej spotykaną technologią ocieplania ścian zewnętrznych jest system ETICS (z ang. External Thermal Insulation Composite System złożony system izolacji cieplnej z wyprawami tynkarskimi). Znany również jako Bezspoinowy System Ociepleń (w skrócie: metoda BSO), a także metoda lekka-mokra. Na potrzeby opracowania zdecydowano się na ocieplenie ścian zewnętrznych budynku referencyjnego metodą ETICS styropianem fasadowym o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,033 W/(mK). Termomodernizacja wymagała zamknięcia słabo wentylowanej szczeliny powietrza w ścianie (zmiana na szczelinę niewentylowaną). Koszty termomodernizacji ściany zewnętrznej wzięte do optymalizacji uwzględniają następujące czynności i materiały: 1. Oczyszczenie podłoża i jednokrotne naniesienie gruntu wzmacniającego podłoże i zmniejszającego nasiąkliwość 2. Przygotowanie zaprawy klejącej. Następnie przygotowanie, przycięcie i przyklejenie płyt styropianowych o λ = 0,033 W/(mK) 3. Wywiercenie otworów z frezowaniem pod zaślepkę, osadzenie kołków rozporowych do dociepleń oraz wsadzenie zaślepek styropianowych 4. Wyrównanie powierzchni styropianu. Wykonanie warstwy zbrojącej z jednej warstwy siatki z włókna szklanego 5. Nałożenie preparatu gruntującego 6. Przygotowanie zaprawy tynkarskiej. Ręczne naniesienie zaprawy na podłoże. Zatarcie masy tynkarskiej do odpowiedniej struktury. Tynk silikatowy W tablicy 4.1. i rysunku 4.1. przedstawiono wyniki optymalnych współczynników przenikania ciepła ścian termomodernizowanych (grubość docieplenia) w zależności od 13

kosztu wytwarzania 1 GJ energii cieplnej. Optymalny współczynnik wynosi od około 0,20 do 0,12 W/(m 2 K). Tablica 4.1. Zestawienie wskaźnika jednostkowego kosztu skumulowanego (k Rd ), kosztu eksploatacji spowodowanego stratą energii w roku początkowym (k E ) i kosztu jednostkowej modernizacji brutto (k VAT ) w zależności od wariantu termomodernizacji oraz kosztu wytworzenia 1 GJ energii. Docieplenie ścian zewnętrznych metodą ETICS przy użyciu styropianu fasadowego o λ = 0,033 W/(mK) Wyszczególnienie grubości izolacji, ich kosztów i uzyskanych Koszt wytworzenia 1 GJ energi w zł współczynników przenikania ciepła 20 30 40 50 60 d U K K VAT cm W/(m 2 K) zł/m 2 zł/m 2 0 0,533 0,00 0,00 10 0,204 99,93 107,92 12 0,181 103,56 111,84 14 0,163 107,19 115,76 16 0,149 110,81 119,68 18 0,136 114,44 123,60 20 0,126 118,07 127,52 22 0,117 122,04 131,80 24 0,109 125,58 135,63 26 0,103 129,99 140,38 28 0,097 133,53 144,21 30 0,091 137,07 148,03 Strata ener. Jednostkowy zdyskontowany koszt skumulowany w zł GJ/(m 2 rok) K Rd_20 K Rd_30 K Rd_40 K R 0,170 86,1 129,2 172,2 215,3 258,4 0,065 141 157 174 190 207 0,058 141 156 170 185 200 0,052 142 155 169 182 195 0,048 144 156 168 180 192 0,044 146 157 168 179 190 0,040 148 158 168 178 189 0,037 151 160 170 179 189 0,035 153 162 171 180 189 0,033 157 165 173 182 190 0,031 160 168 175 183 191 Rd_50 K Rd_60 0,029 163 170 177 185 192 Rysunek 4.1. Wykres optymalizacyjny dla docieplenie ścian zewnętrznych metodą ETICS przy użyciu styropianu fasadowego o λ = 0,033 W/(mK) 14

Strop piwnicy Strop piwnicy docieplono natryskową pianką poliuretanową zamknięto-komórkową o λ = 0,023 W/(mK). Niski współczynnik przewodzenia ciepła materiału pozwala na zmniejszenie grubości warstwy przy zachowaniu wysokich właściwości izolacyjnych. Natrysk pianki pozwala również na łatwe docieplenie nierównych i trudno dostępnych powierzchni. Koszty termomodernizacji stropu piwnicy uwzględnia następujące czynności i materiały: 1. Oczyszczenie i przygotowanie podłoża 2. Naniesienie warstwy izolacji W tablicy 4.2. i rysunku 4.2. przedstawiono wyniki optymalnych współczynników przenikania ciepła dla stropów piwnicy (grubość docieplenia) w zależności od kosztu wytwarzania 1 GJ energii cieplnej. Optymalny współczynnik wynosi od około 0,25 do 0,19 W/(m 2 K). Tablica 4.2. Zestawienie wskaźnika jednostkowego kosztu skumulowanego (k Rd ), kosztu eksploatacji spowodowanego stratą energii w roku początkowym (k E ) i kosztu jednostkowej modernizacji brutto (k VAT ) w zależności od wariantu termomodernizacji oraz kosztu wytworzenia 1 GJ energii. Docieplenie stropu piwnicy natryskową pianką poliuretanową zamknięto-komórkową o λ = 0,023 W/(mK) Wyszczególnienie grubości izolacji, ich kosztów i uzyskanych współczynników przenikania ciepła d U K K VAT Strata ener. Koszt wytworzenia 1 GJ energi w zł 20 30 40 50 60 Jednostkowy zdyskontowany koszt skumulowany w zł cm W/(m 2 K) zł/m 2 zł/m 2 GJ/(m 2 rok) K Rd_20 K Rd_30 K Rd_40 K Rd_50 K Rd_60 0 1,01 0,00 0,00 0,322 162 244 325 406 487 3 0,435 30,00 32,40 0,139 103 138 173 208 243 5 0,316 42,00 45,36 0,101 96 122 147 173 198 7 0,248 49,00 52,92 0,079 93 113 133 153 173 8 0,224 56,00 60,48 0,071 97 115 133 151 169 10 0,187 70,00 75,60 0,060 106 121 136 151 166 12 0,161 84,00 90,72 0,051 117 130 143 156 169 14 0,141 98,00 105,84 0,045 129 140 151 163 174 15 0,133 105,00 113,40 0,043 135 146 156 167 178 20 0,103 140,00 151,20 0,033 168 176 185 193 201 15

Rysunek 4.2. Wykres optymalizacyjny dla docieplenie stropu piwnicy natryskową pianką poliuretanową zamknięto-komórkową o λ = 0,023 W/(mK) Dach - stropodach pełny Przeprowadzenie poprawnej termomodernizacji stropodachu pełnego wymaga zwrócenia uwagi problem zawilgocenia warstw tego typu przegrody, która wynika z braku lub niewłaściwego wykonania paroizolacji. Para wodna z łatwością przenika przez warstwy stropu by następnie zatrzymać się pod szczelną warstwą papy. Jest to przyczyna wielu problemów takich jak: zawilgocenie warstw izolacyjnych, pęcherze i wybrzuszenia na papie oraz zimą niszczenie warstw podkładowych, odrywanie od podłoża, a także powstawanie ciemnych plam na suficie, które świadczą o zawilgoconych miejscach, gdzie przemarzał strop. Związku z opisanym zjawiskiem najbezpieczniej jest zerwać wszystkie warstwy poszycia aż do odsłonięcia nagiej konstrukcji stropu. Izolacyjność cieplna warstw żużla wielkopiecowego jest niewielka, stanowi ona natomiast duże obciążenie dla stropu oraz istnieje uzasadnione przypuszczenie, że warstwa ta jest zawilgocona i może negatywnie wpłynąć na rezultaty modernizacji. Jest to natomiast t rozwiązanie niosące za sobą znaczne koszty i nie zawsze wymagane. Jeśli stan stropodachu jest w dobrym stanie technicznym najprostszą metodą 16

docieplenia będzie ułożenie warstwy styropapy i nowej izolacji przeciwwodnej. Podejście te zostało przyjęte do dalszego opracowania. Koszty termomodernizacji stropodachu uwzględnia następujące czynności i materiały: 1. Oczyszczenie i przygotowanie podłoża 2. Ułożenie styropapa dwustronnie laminowanej o λ = 0,038 W/(mK) 3. Przymocowanie mechaniczne styropapa 4. Ułożenie systemowego dwuwarstwowego pokrycia z pap termozgrzewalnych SBS W tablicy 4.3. i rysunku 4.3. przedstawiono wyniki optymalnych współczynników przenikania ciepła stropodachu pełnego (grubość docieplenia) w zależności od kosztu wytwarzania 1 GJ energii cieplnej. Optymalny współczynnik wynosi od około 0,21 do 0,12 W/(m 2 K). Tablica 4.3. Zestawienie wskaźnika jednostkowego kosztu skumulowanego (k Rd ), kosztu eksploatacji spowodowanego stratą energii w roku początkowym (k E ) i kosztu jednostkowej modernizacji brutto (k VAT ) w zależności od wariantu termomodernizacji oraz kosztu wytworzenia 1 GJ energii. Docieplenie stropodachu pełnego styropapa o λ = 0,038 W/(mK) Wyszczególnienie grubości izolacji, ich kosztów i uzyskanych współczynników przenikania ciepła d U K K VAT Strata ener. Koszt wytworzenia 1 GJ energi w zł 20 30 40 50 60 Jednostkowy zdyskontowany koszt skumulowany w zł cm W/(m 2 K) zł/m 2 zł/m 2 GJ/(m 2 rok) K Rd_20 K Rd_30 K Rd_40 K Rd_50 K Rd_60 0 0,590 0,00 0,00 0,188 95 143 190 238 286 10 0,231 83,02 89,66 0,074 127 146 164 183 202 12 0,206 85,76 92,62 0,066 126 143 159 176 192 14 0,186 90,46 97,69 0,059 128 143 158 173 188 16 0,169 94,38 101,93 0,054 129 143 157 170 184 18 0,155 97,36 105,15 0,050 130 143 155 168 180 20 0,144 100,98 109,06 0,046 132 144 155 167 179 22 0,134 106,01 114,49 0,043 136 147 158 168 179 24 0,125 109,09 117,82 0,040 138 148 158 168 178 26 0,117 111,30 120,20 0,037 139 149 158 167 177 28 0,110 116,16 125,45 0,035 143 152 161 170 179 30 0,104 119,60 129,17 0,033 146 154 163 171 180 17

Rysunek 4.3. Wykres optymalizacyjnyy dla docieplenie stropodachu pełnego styropapa o λ = 0,038 W/(mK) Okna Do analizy wymiany stolarki okiennej uwzględniono okna PCW od jednego producenta. Koszty wymiany uwzględnia następujące czynności i materiały: 1. Demontaż starej stolarki 2. Ustawienie i zamocowanie okien 3. Osadzenie parapetów wewnętrznych i obróbka otworów okiennych 4. Regulacja skrzydeł okiennych W tablicy 4.4. i rysunku 4.4. przedstawiono wyniki optymalnych współczynników przenikania ciepła dla okien PCW w zależności od kosztu wytwarzania 1 GJ energii cieplnej. Optymalny współczynnik wynosi 0,9 W/(m 2 K). 18

Tablica 4.4. Zestawienie wskaźnika jednostkowego kosztu skumulowanego (k Rd ), kosztu eksploatacji spowodowanego stratą energii w roku początkowym (k E ) i kosztu jednostkowej modernizacji brutto (k VAT ) w zależności od wariantu termomodernizacji oraz kosztu wytworzenia 1 GJ energii. Okna PCW (od jednego producenta) Wyszczególnienie grubości izolacji, ich kosztów i uzyskanych współczynników przenikania ciepła lp. U K W/(m 2 K) zł/m 2 0. 2,60 0 1. 1,31 456,81 2. 0,91 520,70 3. 0,87 569,03 K VAT Strata ener. Koszt wytworzenia 1 GJ energi w zł 20 30 40 Jednostkowy zdyskontowany koszt skumulowany w zł zł/m 2 GJ/(m 2 rok) K Rd_20 K Rd_30 K Rd_40 0 0,831 420 630 840 493,35 0,419 705 811 916 562,36 0,291 709 783 856 614,56 0,278 755 825 896 50 60 K Rd_50 K Rd_60 1050 1260 1022 1128 930 1003 966 1036 Rysunek 4.4. Wykres optymalizacyjny dla okien PCW (od jednego producenta) Drzwi zewnętrzne Do analiza wymiany y drzwi zewnętrznych uwzględnia drzwi drewniane od jednego producenta. Koszty wymiany uwzględnia następujące czynności i materiały: 1. Demontaż starych drzwi 2. Ustawienie i zamocowanie drzwi 3. Dwustronna obróbka glifów 4. Regulacja skrzydła drzwiowego 19

W tablicy 4.5. i rysunku 4.5. przedstawiono wyniki optymalnych współczynników przenikania ciepła dla drzwi drewnianych zewnętrznych w zależności od kosztu wytwarzania 1 GJ energii cieplnej. Optymalny współczynnik wynosi od 1,3 do 0,9 W/(m 2 K). Tablica 4.5. Zestawienie wskaźnika jednostkowego kosztu skumulowanego (k Rd ), kosztu eksploatacji spowodowanego stratą energii w roku początkowym (k E ) i kosztu jednostkowej modernizacji brutto (k VAT ) w zależności od wariantu termomodernizacji oraz kosztu wytworzenia 1 GJ energii. Drzwi zewnętrznych drewnianych (od jednego producenta) Wyszczególnienie grubości izolacji, ich kosztów i uzyskanych współczynników przenikania ciepła lp. U K K VAT W/(m 2 K) zł zł 0. 2,60 0,00 0,00 1. 1,30 3784,93 4087,73 2. 0,90 4025,32 4347,35 3. 0,58 4632,13 5002,70 Strata ener. Koszt wytworzenia 1 GJ energi w zł 20 30 40 50 60 Zdyskontowany koszt skumulowany w zł (na 1 szt. drzwi) GJ/rok K Rd_20 K Rd_30 K Rd_40 K R Rd_50 K Rd_60 1,963 991 1487 1983 2479 2974 0,923 4554 4787 5020 5253 5486 0,639 4670 4831 4993 5154 5316 0,412 5211 5315 5419 5523 5627 Rysunek 4.5. Wykres optymalizacyjnyy dla drzwi zewnętrznych drewnianych (od jednego producenta) 20

Zestawienie wyników W tablicy 4.6. przedstawiono wyniki optymalnych współczynników przenikania ciepła dla przegród termomodernizowanych w zależności od kosztu wytworzenia 1 GJ energii. Dalsza analiza oparta będzie na następującym założeniu: Wariant pierwszy (W1) termodernizacji przegród zewnętrznych budynku referencyjnego zakłada docieplenie przegród do wartości optymalnych wyznaczonych przy koszcie energii 20 zł za 1 GJ Wariant drugi (W2) termodernizacji przegród zewnętrznych budynku referencyjnego zakłada docieplenie przegród do wartości optymalnych wyznaczonych przy koszcie energii 60 zł za 1 GJ Tablica 4.6. Zestawienie optymalnych wariantów termomodernizacji przegród zewnętrznych przyjętych do dalszej analizy w etapie II W1 - dla 20 zł za 1 GJ W2 - dla 60 zł za 1 GJ Ozn. Element d U k M jed d U k M jed cm W/m 2 K cm W/m 2 K Sz Ściana zewnętrzna 10 0,204 107,92 zł/m 2 22 0,117 131,80 zł/m 2 St Strop nad piwnicą 7 0,247 52,92 zł/m 2 10 0,187 75,60 zł/m 2 D Dach-stropodach pełny 12 0,206 92,62 zł/m 2 26 0,117 120,20 zł/m 2 O Okna - 0,9 562,36 zł/m 2-0,9 562,36 zł/m 2 Dz Drzwi zewnętrzne - 1,3 4087,73 zł/szt. - 0,9 4347,35 zł/szt. 21

5. Warianty termomodernizacji Budynek referencyjny poddano 12 wariantom termomodernizacji różniących się stopniem docieplenie przegród zewnętrznych, systemem wentylacji oraz zastosowaniem lub nie odnawialnych źródeł energii (kolektory słoneczne do przygotowania c.w.u.). We wszystkich wariantach uwzględniono modernizacje instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej w stosunku do wariantu bazowego. Wyjaśnienie oznaczeń wariantów termomodernizacji: W0 wariant bazowy budynku referencyjnego przed modernizacją, W1 pierwszy wariant termomodernizacji przegród zewnętrznych (jak dla 20 zł za 1 GJ), W2 drugi wariant termomodernizacji przegród zewnętrznych (jak dla 60 zł za 1 GJ), G wentylacja grawitacyjna, H wentylacja hybrydowa (przyjęto średnia redukcję strumienia powietrza wentylacyjnego o 20%) R wentylacja nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła rekuperator (przyjęto średnia sprawność odzysku ciepła z wentylacji 90%) S instalacja solarna do wspomagania przygotowania c.w.u. (przyjęto średnio 60% przygotowania c.w.u. przez instalacje solarną). 22

Tablica 5.1. Wariant termodernizacji W1/G W1/G Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,204 107,93 198,9 m 2 21 467 D Dach - stropodach pełny 0,206 92,62 65,0 m 2 6 020 St Strop nad piwnicą 0,247 52,92 63,6 m 2 3 366 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 1,300 4087,73 1 szt. 4 088 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 G Wentylacja grawitacyjna - grawitacyjna 0 kpl. - S Solar 0 kpl. - A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 69 987 Tablica 5.2. Wariant termodernizacji W2/G W2/G Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,117 131,80 198,9 m 2 26 215 D Dach - stropodach pełny 0,117 120,20 65,0 m 2 7 813 St Strop nad piwnicą 0,187 75,60 63,6 m 2 4 808 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 0,900 4347,35 1 szt. 4 347 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 G Wentylacja naturalna - grawitacyjna 0 kpl. - S Solar 0 kpl. - A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 78 230 23

Tablica 5.3. Wariant termodernizacji W1/H W1/H Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,204 107,93 198,9 m 2 21 467 D Dach - stropodach pełny 0,206 92,62 65,0 m 2 6 020 St Strop nad piwnicą 0,247 52,92 63,6 m 2 3 366 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 1,300 4087,73 1 szt. 4 088 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 G Wentylacja - hybrydowa 1 kpl. 4 650 S Solar 0 kpl. - A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 74 637 Tablica 5.4. Wariant termodernizacji W2/H W2/H Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,117 131,80 198,9 m 2 26 215 D Dach - stropodach pełny 0,117 120,20 65,0 m 2 7 813 St Strop nad piwnicą 0,187 75,60 63,6 m 2 4 808 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 0,900 4347,35 1 szt. 4 347 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 H Wentylacja - hybrydowa 1 kpl. 4 650 S Solar 0 kpl. - A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 82 880 24

Tablica 5.5. Wariant termodernizacji W1/R W1/R Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,204 107,93 198,9 m 2 21 467 D Dach - stropodach pełny 0,206 92,62 65,0 m 2 6 020 St Strop nad piwnicą 0,247 52,92 63,6 m 2 3 366 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 1,300 4087,73 1 szt. 4 088 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 R Wentylacja mechaniczna - rekuperacja 1 kpl. 25 000 S Solar 0 kpl. - A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 94 987 Tablica 5.6. Wariant termodernizacji W2/R W2/R Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,117 131,80 198,9 m 2 26 215 D Dach - stropodach pełny 0,117 120,20 65,0 m 2 7 813 St Strop nad piwnicą 0,187 75,60 63,6 m 2 4 808 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 0,900 4347,35 1 szt. 4 347 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 R Wentylacja mechaniczna - rekuperacja 1 kpl. 25 000 S Solar 0 kpl. - A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 103 230 25

Tablica 5.7. Wariant termodernizacji W1/G/S W1/G/S Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,204 107,93 198,9 m 2 21 467 D Dach - stropodach pełny 0,206 92,62 65,0 m 2 6 020 St Strop nad piwnicą 0,247 52,92 63,6 m 2 3 366 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 1,300 4087,73 1 szt. 4 088 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 G Wentylacja grawitacyjna - grawitacyjna 0 kpl. - S Solar 1 kpl. 10 000 A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 79 987 Tablica 5.8. Wariant termodernizacji W2/G/S W2/G/S Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,117 131,80 198,9 m 2 26 215 D Dach - stropodach pełny 0,117 120,20 65,0 m 2 7 813 St Strop nad piwnicą 0,187 75,60 63,6 m 2 4 808 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 0,900 4347,35 1 szt. 4 347 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 G Wentylacja naturalna - grawitacyjna 0 kpl. - S Solar 1 kpl. 10 000 A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 88 230 26

Tablica 5.9. Wariant termodernizacji W1/H/S W1/H/S Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,204 107,93 198,9 m 2 21 467 D Dach - stropodach pełny 0,206 92,62 65,0 m 2 6 020 St Strop nad piwnicą 0,247 52,92 63,6 m 2 3 366 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 1,300 4087,73 1 szt. 4 088 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 G Wentylacja - hybrydowa 1 kpl. 4 650 S Solar 1 kpl. 10 000 A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 84 637 Tablica 5.10. Wariant termodernizacji W2/H/S W2/H/S Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,117 131,80 198,9 m 2 26 215 D Dach - stropodach pełny 0,117 120,20 65,0 m 2 7 813 St Strop nad piwnicą 0,187 75,60 63,6 m 2 4 808 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 0,900 4347,35 1 szt. 4 347 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 H Wentylacja - hybrydowa 1 kpl. 4 650 S Solar 1 kpl. 10 000 A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 92 880 27

Tablica 5.11. Wariant termodernizacji W1/R/S W1/R/S Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,204 107,93 198,9 m 2 21 467 D Dach - stropodach pełny 0,206 92,62 65,0 m 2 6 020 St Strop nad piwnicą 0,247 52,92 63,6 m 2 3 366 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 1,300 4087,73 1 szt. 4 088 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 R Wentylacja mechaniczna - rekuperacja 1 kpl. 25 000 S Solar 1 kpl. 10 000 A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 104 987 Tablica 5.12. Wariant termodernizacji W2/R/S W2/R/S Modernizacja przegród zewnętrznych Ozn. Element Umod Koszt jednostkowy Koszt W/(m 2 K) zł/m 2 Obmiar jedn. zł Sz Ściana zewnętrzna 0,117 131,80 198,9 m 2 26 215 D Dach - stropodach pełny 0,117 120,20 65,0 m 2 7 813 St Strop nad piwnicą 0,187 75,60 63,6 m 2 4 808 O Okna 0,900 562,36 27,2 m 2 15 296 Dz Drzwi zewnętrzne 0,900 4347,35 1 szt. 4 347 Modernizacja instalacji c.o., c.w.u. i wentylacji c.w.u. Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej 1 kpl. 3 800 c.o. Instalacja centralnego ogrzewania 1 kpl. 13 950 R Wentylacja mechaniczna - rekuperacja 1 kpl. 25 000 S Solar 1 kpl. 10 000 A Audyt/projekt 1 szt. 2 000 Koszt całkowty termomodernizacji wariantu: 113 230 28

6. Wyniki obliczeń 6.1. Wyniki dla wariantów termomodernizacji Tablica 6.1. Zestawienie kosztów termomodernizacji i uzyskanych wyników zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji (Q Hnd ) oraz wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową EUco od ogrzewania i wentylacji (EA H ) w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego Koszt Lokalizacja budynku referencyjnego Wariant termomo- Warszawa Szczecin Suwałki dernizacji Q H,nd EA H Q H,nd EA H Q H,nd EA H zł GJ/rok kwh/(m 2 rok) GJ/rok kwh/(m 2 rok) GJ/rok kwh/(m 2 rok) W0-76,68 169,9 72,00 159,5 92,65 205,3 W1/G 69 987 23,09 51,2 21,10 46,8 30,50 67,6 W2/G 78 230 16,17 35,8 14,57 32,3 22,09 48,9 W1/H 74 637 21,36 47,3 19,46 43,1 28,34 62,8 W2/H 82 880 14,49 32,1 12,96 28,7 20,10 44,5 W1/R 94 987 13,29 29,4 11,72 26,0 19,18 42,5 W2/R 103 230 7,39 16,4 6,06 13,4 11,55 25,6 W1/G/S 79 987 23,09 51,2 21,10 46,8 30,50 67,6 W2/G/S 88 230 16,17 35,8 14,57 32,3 22,09 48,9 W1/H/S 84 637 21,36 47,3 19,46 43,1 28,34 62,8 W2/H/S 92 880 14,49 32,1 12,96 28,7 20,10 44,5 W1/R/S 104 987 13,29 29,4 11,72 26,0 19,18 42,5 W2/R/S 113 230 7,39 16,4 6,06 13,4 11,55 25,6 29

6.2. Koszt skumulowany termomodernizacji Tablica 6.2. Zestawienie zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji (Q Hnd ) w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego, zapotrzebowania na energię użytkową do przygotowania ciepłej wody użytkowej (Q c.w.u. ), sprawności całkowitych systemów grzewczych oraz kosztu energii pomocniczej Wariant Q c.o. Energia Q c.w.u. ηtot, c.o. ηtot, c.w.u. pomocnicza Warszawa Szczecin Suwałki GJ/rok GJ/rok GJ/rok GJ/rok zł/rok W0 76,68 72,00 92,65 0,64 6,50 0,23 - W1/G 23,09 21,10 30,50 0,89 6,50 0,43 239 W2/G 16,17 14,57 22,09 0,89 6,50 0,43 239 W1/H 21,36 19,46 28,34 0,89 6,50 0,43 261 W2/H 14,49 12,96 20,10 0,89 6,50 0,43 261 W1/R 13,29 11,72 19,18 0,89 6,50 0,43 456 W2/R 7,39 6,06 11,55 0,89 6,50 0,43 456 W1/G/S 23,09 21,10 30,50 0,89 2,60 0,43 282 W2/G/S 16,17 14,57 22,09 0,89 2,60 0,43 282 W1/H/S 21,36 19,46 28,34 0,89 2,60 0,43 303 W2/H/S 14,49 12,96 20,10 0,89 2,60 0,43 303 W1/R/S 13,29 11,72 19,18 0,89 2,60 0,43 498 W2/R/S 7,39 6,06 11,55 0,89 2,60 0,43 498 Tablica 6.3. Zdyskontowany koszt skumulowany inwestycji dla okresu 30 lat w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego. Wyniki bazowe i kolejnych wariantów termomodernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 20 zł za 1 GJ. Na zielono wariant optymalny. Koszt zdyskontowany w zł (KCZ) Wariant Rd(i) Koszt energii c.o. Koszt energii c.w.u. 25,26 20 20 Warszawa Szczecin Suwałki W0 74 563 70 868 87 169 W1/G 96 717 95 587 100 923 W2/G 101 031 100 123 104 392 W1/H 100 932 99 854 104 894 W2/H 105 275 104 406 108 459 W1/R 121 630 120 739 124 974 W2/R 126 524 125 769 128 885 W1/G/S 103 237 102 108 107 443 W2/G/S 107 552 106 643 110 912 W1/H/S 107 453 106 374 111 415 W2/H/S 111 795 110 927 114 980 W1/R/S 128 151 127 260 131 494 W2/R/S 133 044 132 289 135 406 30

Tablica 6.4. Zdyskontowany koszt skumulowany inwestycji dla okresu 30 lat w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego. Wyniki bazowe i kolejnych wariantów termomodernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 40 zł za 1 GJ. Na zielono wariant optymalny. Koszt zdyskontowany w zł (K CZ) Wariant Rd(i) Koszt energii c.o. Koszt energii c.w.u. 25,26 40 40 Warszawa Szczecin Suwałki W0 149 125 141 737 174 338 W1/G 117 399 115 139 125 811 W2/G 117 785 115 969 124 506 W1/H 120 632 118 475 128 556 W2/H 121 075 119 338 127 444 W1/R 136 750 134 967 143 436 W2/R 138 294 136 784 143 017 W1/G/S 119 374 117 115 127 787 W2/G/S 119 760 117 944 126 481 W1/H/S 122 607 120 450 130 532 W2/H/S 123 051 121 314 129 420 W1/R/S 138 725 136 943 145 412 W2/R/S 140 269 138 759 144 992 Tablica 6.5. Zdyskontowany koszt skumulowany inwestycji dla okresu 30 lat w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego. Wyniki bazowe i kolejnych wariantów termomodernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 60 zł za 1 GJ. Na zielono wariant optymalny. Koszt zdyskontowany w zł (K CZ) Wariant Rd(i) Koszt energii c.o. Koszt energii c.w.u. 25,26 60 60 Warszawa Szczecin Suwałki W0 223 688 212 605 261 507 W1/G 138 081 134 692 150 699 W2/G 134 539 131 814 144 620 W1/H 140 332 137 096 152 218 W2/H 136 875 134 270 146 429 W1/R 151 869 149 195 161 899 W2/R 150 064 147 799 157 148 W1/G/S 135 511 132 122 148 130 W2/G/S 131 969 129 245 142 051 W1/H/S 137 762 134 527 149 649 W2/H/S 134 306 131 700 143 859 W1/R/S 149 299 146 625 159 329 W2/R/S 147 494 145 229 154 578 31

6.3. Wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową EUco Tablica 6.6. Zestawienie wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) i zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ) przy koszcie wytworzenia energii netto 20 zł za 1 GJ Warszawa Szczecin Suwałki Wariant EA H kwh/(m 2 rok) KCZ zł EA H kwh/(m 2 rok) KCZ zł EA H kwh/(m 2 rok) W0 169,9 74 563 159,5 70 868 205,3 W1/G 51,2 96 717 46,8 95 587 67,6 W2/G 35,8 101 031 32,3 100 123 48,9 W1/H 47,3 100 932 43,1 99 854 62,8 W2/H 32,1 105 275 28,7 104 406 44,5 W1/R 29,4 121 630 26,0 120 739 42,5 W2/R 16,4 126 524 13,4 125 769 25,6 KCZ zł 87 169 100 923 104 392 104 894 108 459 124 974 128 885 Rysunek 6.1. Wskaźnik zapotrzebowania ania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) w zależności od zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ). Wyniki bazowe na tle wariantów po modernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 20 zł za 1 GJ 32

Rysunek 6.2. Wskaźnik zapotrzebowania zebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) w zależności od zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ). Wyniki dla wariantów po modernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 20 zł za 1 GJ 33

Tablica 6.7. Zestawienie wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) i zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ) przy koszcie wytworzenia energii netto 40 zł za 1 GJ Warszawa Szczecin Suwałki Wariant EA H kwh/(m 2 rok) K CZ zł EA H kwh/(m 2 rok) K CZ zł EA H kwh/(m 2 rok) W0 169,9 149 125 159,5 141 737 205,3 W1/G 51,2 117 399 46,8 115 139 67,6 W2/G 35,8 117 785 32,3 115 969 48,9 W1/H 47,3 120 632 43,1 118 475 62,8 W2/H 32,1 121 075 28,7 119 338 44,5 W1/R 29,4 136 750 26,0 134 967 42,5 W2/R 16,4 138 294 13,4 136 784 25,6 K CZ zł 174 338 125 811 124 506 128 556 127 444 143 436 143 017 Rysunek 6.3. Wskaźnik zapotrzebowania ania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) w zależności od zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ). Wyniki bazowe na tle wariantów po modernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 40 zł za 1 GJ 34

Tablica 6.8. Zestawienie wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) i zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ) przy koszcie wytworzenia energii netto 60 zł za 1 GJ Warszawa Szczecin Suwałki Wariant EA H kwh/(m 2 rok) KCZ zł EA H kwh/(m 2 rok) KCZ zł EA H kwh/(m 2 rok) W0 169,9 223 688 159,5 212 605 205,3 W1/G 51,2 138 081 46,8 134 692 67,6 W2/G 35,8 134 539 32,3 131 814 48,9 W1/H 47,3 140 332 43,1 137 096 62,8 W2/H 32,1 136 875 28,7 134 270 44,5 W1/R 29,4 151 869 26,0 149 195 42,5 W2/R 16,4 150 064 13,4 147 799 25,6 KCZ zł 261 507 150 699 144 620 152 218 146 429 161 899 157 148 Rysunek 6.5. Wskaźnik zapotrzebowania ania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (EA H ) w zależności od zdyskontowanego kosztu skumulowanego (K CZ ). Wyniki bazowe na tle wariantów po modernizacji przy koszcie wytworzenia energii netto 60 zł za 1 GJ 36

6.4. Wskaźnik energii pierwotnej Tablica 6.9. Zestawienie zapotrzebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji (Q Hnd ) w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego, zapotrzebowania na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej (Q c.w.u. ), sprawności całkowitych systemów grzewczych oraz ilości energii pomocniczej Wariant Q c.o. Energia Qc.w.u. η tot, c.o. η tot, c.w.u. pomocnicza Warszawa Szczecin Suwałki GJ/rok GJ/rok GJ/rok GJ/rok GJ/rok W0 76,68 72,00 92,65 0,64 6,50 0,23 - W1/G 23,09 21,10 30,50 0,89 6,50 0,43 1,57 W2/G 16,17 14,57 22,09 0,89 6,50 0,43 1,57 W1/H 21,36 19,46 28,34 0,89 6,50 0,43 1,71 W2/H 14,49 12,96 20,10 0,89 6,50 0,43 1,71 W1/R 13,29 11,72 19,18 0,89 6,50 0,43 2,99 W2/R 7,39 6,06 11,55 0,89 6,50 0,43 2,99 W1/G/S 23,09 21,10 30,50 0,89 2,60 0,43 1,84 W2/G/S 16,17 14,57 22,09 0,89 2,60 0,43 1,84 W1/H/S 21,36 19,46 28,34 0,89 2,60 0,43 1,99 W2/H/S 14,49 12,96 20,10 0,89 2,60 0,43 1,99 W1/R/S 13,29 11,72 19,18 0,89 2,60 0,43 3,26 W2/R/S 7,39 6,06 11,55 0,89 2,60 0,43 3,26 Tablica 6.10. Zestawienie wskaźnika energii pierwotnej EP i jej redukcja w stosunku do wariantu bazowego w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego i wariantu termomodernizacji Wskaźnik energii pierwotnej Wariant powierzchnia: 125,4 wc.o. 1,1 wc.w.u. 1,1 Warszawa Szczecin Suwałki kwh/(m 2 rok) redukcja kwh/(m 2 rok) redukcja kwh/(m 2 rok) redukcja W0 360-342 - 420 - W1/G 110 69% 105 69% 130 69% W2/G 91 75% 87 75% 107 74% W1/H 106 70% 101 70% 125 70% W2/H 88 76% 83 76% 103 76% W1/R 93 74% 88 74% 109 74% W2/R 77 79% 73 79% 88 79% W1/G/S 90 75% 85 75% 110 74% W2/G/S 71 80% 67 80% 87 79% W1/H/S 86 76% 81 76% 105 75% W2/H/S 67 81% 63 81% 83 80% W1/R/S 73 80% 68 80% 89 79% W2/R/S 57 84% 53 85% 68 84% 38

Rysunek 6.7. Wskaźnik energii pierwotnej EP w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego dla wariantu bazowego i po termomodernizacji Rysunek 6.8. Redukcja wskaźnik energii pierwotnej EP w stosunku do wariantu bazowego w zależności od lokalizacji budynku referencyjnego i wariantu termomodernizacji 39

7. Wnioski końcowe Optymalne warianty termomodernizacji budynku referencyjnego przedstawiono w tablicy 7.1. Wybór wariantu jest uzależniony w decydującej mierze od dwóch czynników: kosztu wytworzenia 1 GJ energii i lokalizacji klimatu. Tablica 7.1. Optymalne warianty termomodernizacji budynku referencyjnego Koszt wytworzenia 1 GJ energii Lokalizacja 20 zł 40 zł 60 zł Optymalny wariant termomodernizacji Warszawa W1/G W1/G W2/G/S Szczecin W1/G W1/G W2/G/S Suwałki W1/G W2/G W2/G/S Obliczenia pokazały, że przy niskim koszcie energii 20 zł/gj wariant W0 charakteryzował się najniższym kosztem skumulowanym. Wśród wariantów termomodernizacji optymalny był wariant W1/G. Przy koszcie energii, wynoszącym 40 zł/gj optymalnym wariantem termomodernizacji jest W1/G. Jest to wariant z wentylacją grawitacyjną i następującymi współczynnikami przenikania ciepłą (U) przegród zewnętrznych: ściany zewnętrzne i stropodach 0,20 W/m 2 K, strop nad piwnicą 0,25 W/m 2 K, okna 0,9 W/m 2 K oraz drzwi zewnętrzne 1,3 W/m 2 K. Wyjątkiem w tej grupie jest wariant W2/G dla domu referencyjny zlokalizowany w Suwałkach, w którym widać wpływ surowszego klimatu. Wariant ten zapewnia większą izolacyjność cieplna przegród. Odpowiednio: dla ścian zewnętrznych i stropodachu 0,12 W/m 2 K, stropu nad piwnicą 0,19 W/m 2 K oraz okien i drzwi zewnętrznych 0,9 W/m 2 K. W przypadku 60 zł/gj wariant optymalny to W2/G/S, który dodatkowo uwzględnia instalacje kolektorów słonecznych wspomagającą przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Wynika to głownie z dużych kosztów wytworzenia energii cieplnej na potrzeby ogrzewania i wentylacji ale również instalacji c.w.u. 40

Tablica 7.2. Wskaźniki zapotrzebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji budynku referencyjnego po wprowadzeniu optymalnych wariantów termomodernizacji Koszt wytworzenia 1 GJ energii Lokalizacja 20 zł 40 zł 60 zł Optymalny wskaźnik zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok Warszawa 51,2 51,2 35,8* Szczecin 46,8 46,8 32,3* Suwałki 67,6 48,9 48,9* * Dla wariantu termomodernizacji W2/G W tablicy 7.2. zebrano wskaźniki zapotrzebowania na energię użytkową EUco do ogrzewania i wentylacji dla najkorzystniejszych wariantów termomodernizacji budynku referencyjnego. Widać, że wskaźnik mieści się w przedziale od 32 do 68 kwh/m 2 rok. Odpowiadająca wariantom optymalnym redukcja zapotrzebowania na energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, przygotowania c.w.u. i pracy urządzeń pomocniczych wynosi 69% do 80% (tablica 7.3.). Tablica 7.3. Zmiana wskaźnika energii pierwotnej po wprowadzeniu optymalnych wariantów termomodernizacji w budynku referencyjnym Koszt wytworzenia 1 GJ energii Wskaźnik EP 20 zł 40 zł 60 zł wariantu Lokalizacja Wskaźnik EP dla wariantów termomodernizacji zgodnie z tabelą 7.1. bazowego (Redukacja EP w odniesieniu do wariantu bazowego) kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok kwh/m 2 rok Warszawa 360 110 (69%) 110 (69%) 71 (80%) Szczecin 342 105 (69%) 105 (69%) 67 (80%) Suwałki 420 130 (69%) 107 (74 %) 87 (79%) Bazując na uzyskanych wynikach można przyjąć, że wymagania dla budynków jednorodzinnych poddawanych termomodernizacji do standardu NZEB powinny być zdefiniowane w następujący sposób: wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji EUco 50 kwh/m 2 rok, zmniejszenie zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, przygotowania c.w.u. i pracy urządzeń pomocniczych 70%. 41