FRANCISZEK RADOMYSKI 05-230 Kobyłka ul. Nadarzyn 2a /fax (22) 786-38 - 70 Tytuł opracowania: AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKU ZESPOŁU SZKÓŁ w JANKOWICACH GMINA BABICE Zamawiający: URZĄD GMINY BABICE 32-551 BABICE ul. Krakowska 56 Termin zakończenia pracy: wrzesień 2012 roku Wykonawca: Barbara Kosowska ul. Nadarzyn 2a 05-230 Kobyłka
1. Strona tytułowa audytu energetycznego budynku 1. Dane identyfikacyjne budynku 1.1 Rodzaj budynku Budynek użyteczności publicznej 1.2 Rok budowy 1968 1.3 Właściciel Urząd Gminy Babice Zespół Szkół w Jankowicach lub zarządca ul. Krakowska nr 56 1.4 Adres kod 32-155 miejscowość Babice (nazwa lub imię kod 32-155 miejscowość Babice budynku powiat chrzanowski i nazwisko, adres) tel. 32 613 40 13 fax 32 613 40 13 województwo małopolskie 2. Nazwa, adres i numer REGON firmy wykonującej audyt:... "ELEKO" Franciszek Radomyski 05-230 Kobyłka, ul. Nadarzyn 2a; REGON 010492283... 3. Imię, nazwisko, adres posiadane kwalifikacje audytora koordynującego wykonanie audytu, podpis: mgr inż. Barbara Kosowska,05-230 Kobyłka, ul. Nadarzyn 2a; 4. Współautorzy audytu: imiona, nazwiska, zakresy prac, posiadane kwalifikacje Lp. Imię i nazwisko Zakres udziału w opracowaniu audytu energetycznego Posiadane kwalifikacje (w tym ew. uprawnienia) 1. Barbara Kosowska Opracowanie kompleksowe: - zapotrzebowanie na ciepło - warianty termomodernizacji - analiza ekonomiczna 5. Miejscowość Kobyłka data wykonania opracowania: wrzesień 2012 Kurs audytorów energetycznych FPE 6. Spis treści: 1. Strona tytułowa audytu energetycznego budynku... 2 2. Karta audytu energetycznego budynku... 3 3. Podstawa opracowania.... 5 3.1 Cel i zakres opracowania.... 5 3.2 Materiały wykorzystane w opracowaniu.... 5 3.3 Wytyczne, sugestie, ograniczenia i uwagi Inwestora (Zleceniodawcy).... 6 3.4 Zadeklarowany maksymalny wkład własny Inwestora (Zleceniodawcy).... 6 4. Inwentaryzacja techniczno-budowlana budynku... 7 5. Ocena stanu technicznego budynku... 10 5.1 Ocena stanu technicznego i izolacyjności cieplnej budynku.... 10 5.2 Ocena stanu technicznego i rozwiązań systemu ogrzewania.... 11 5.3 Ocena stanu technicznego i rozwiązań instalacji c.w.u.... 11 5.4 Ocena stanu technicznego i rozwiązań systemu wentylacji.... 11 6. Usprawnienia i przedsięwzięcia termomodernizacyjne, wybrane na podstawie oceny stanu technicznego.... 12 7. Wskazanie optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego... 12 7.1 Wskazanie rodzajów usprawnień termomodernizacyjnych dotyczących zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło... 12 7.2 Usprawnienia mające na celu zmniejszenie strat przez przegrody zewnętrzne.... 12 7.3 Wybrane i zoptymalizowane usprawnienia teromomodernizacyjne.... 22 7.4 Zestawienie wariantów termomodernizacji budynku.... 22 7.5 Metoda wyznaczania optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego poprawiającego sprawność systemu grzewczego.... 23 8. Metoda wyboru optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego... 26 9. Opis techniczny optymalnego przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, przewidzianego do realizacji.... 29 10. Podsumowanie... 33 ZAŁĄCZNIKI... 34 Z-1 Ceny jednostkowe ciepła.... 34 Z-2 Współczynnik przenikania ciepła przed termomodernizacją.... 35 Z-3 Współczynnik przenikania ciepła dla wariantu optymalnego.... 37 Z-4 Współczynnik strat ciepła przez wentylację.... 39 Z-5 Strumień objętości powietrza wentylacyjnego.... 39 Z-6 Zyski ciepła bytowego... 39 Z-7 Projektowana strata ciepła.... 40 Z-8 Zyski ciepła od nasłonecznienia dla stanu obecnego.... 41 Z-9 Zyski ciepła od nasłonecznienia dla optymalnego wariantu.... 42 Z-10 Roczne zapotrzebowanie na energię dla stanu obecnego wg. PN-EN-ISO 13 790; 2009... 43 Z-11 Roczne zapotrzebowanie na energię dla optymalnego wariantu wg PN-EN-ISO 13 790; 2009... 44 Z-12 Sprawności systemu grzewczego.... 45 Z-13 Ciepła woda użytkowa.... 46 Z-14 Efekt ekologiczny.... 47 2
2. Karta audytu energetycznego budynku 1. Dane ogólne 1. Konstrukcja/technologia budynku Tradycyjna 2. Liczba kondygnacji 3 3. Kubatura części ogrzewanej [m 3 ] 5 747 4. Powierzchnia ogrzewana budynku [m 2 ] 1 773 5. Powierzchnia użytkowa części mieszkalnej [m 2 ] - 6. Pow. użytkowa lokali użytkowych oraz pomieszczeń niemieszkalnych [m 2 ] 1 773 7. Liczba mieszkań - 8. Liczba osób użytkujących budynek 205 9. Sposób przygotowania ciepłej wody podgrzewacz gazowy 10. Rodzaj systemu ogrzewania budynku pompowy z rozdziałem dolnym 11. Współczynnik kształtu [1/m] 0,578 12. Inne dane charakteryzujące budynek - 2. Współczynniki przenikania ciepła [W/(m 2 K)] przed termomodernizacji po 1 Ściany zewnętrzne [SZ-1] 1,246 0,232 2 Strop pod nieogrzewanym poddaszem 0,275 0,275 3 Stropodach 0,276 0,276 4 Strop piwnicy 2,121 2,121 5 Podłoga na gruncie 0,221 0,221 6 Okna 1,600 1,600 7 Drzwi/bramy 5,600 2,600 8 Inne - Ściana zewntęrzna [SZ-2] 0,578 0,191 3. Sprawności składowe systemu ogrzewania 1. Sprawność wytwarzania 0,80 0,91 2. Sprawność przesyłania 0,90 0,95 3. Sprawność regulacji i wykorzystania 0,75 0,93 4. Sprawność akumulacji 1,00 1,00 5. Przerwy na ogrzewanie w okresie tygodnia 1 1 6. Przerwy na ogrzewanie w ciągu doby 1 1 3
4. Charakterystyka systemu wentylacji 1. Rodzaj wentylacji (naturalna, mechaniczna) naturalna naturalna 2. Sposób doprowadzenia i odprowadzenia powietrza grawitacyjny grawitacyjny 3. Strumień powietrza wentylacyjnego [m 3 /h] 4 598 4 598 4. Liczba wymian [1/h] 1,00 1,00 5. Charakterystyka energetyczna budynku 1. Obliczeniowa moc cieplna systemu grzewczego [kw] 136,16 105,25 2. Obliczeniowa moc cieplna na przygotowanie cwu [kw] 16,85 16,85 3. 4. Roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku bez uwzględniannia sprawności systemu grzewczego i przerw w ogrzewaniu Roczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku z uwzględnieniem sprawności systemu grzewczego i przerw w ogrzewaniu [GJ/rok] 1 009,84 766,65 [GJ/rok] 1 870,07 953,57 5. Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania cwu [GJ/rok] 141,08 141,08 6. 7. 8. 9. Zmierzone zużycie ciepła na ogrzewanie przeliczone na warunki sezonu standardowego i na przygotowanie cwu (służące do weryfikacji przyjętych składowych danych obliczeniowych bilansu ciepła Wskaźnik rocznego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku w standardowym sezonie grzewczym bez uwzględniania sprawności systemu grzewczego i przerw w ogrzewaniu Wskaźnik rocznego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku w standardowym sezonie grzewczym z uwzględnieniem sprawności systemu grzewczego i przerw w ogrzewaniu Wskaźnik rocznego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku w standardowym sezonie grzewczym z uwzględnieniem sprawności systemu grzewczego i przerw w ogrzewaniu [GJ/rok] - - [kwh/(m 2 rok)] 158,21 120,11 [kwh/(m 2 rok)] 292,99 149,40 [kwh/(m 3 rok)] 90,39 46,09 6. Opłaty jednostkowe (obowiązujące w dniu sporządzania audytu) 1. Opłata za 1 GJ na ogrzewanie (obliczone) [zł] 42,05 42,05 2. Opłata za 1 MW mocy zamówionej na ogrzewanie na miesiąc [zł] 5 845,61 5 845,61 3. Opłata za 1 GJ na podgrzanie wody użytkowej [zł] 11,87 11,87 4. Opłata za 1 MW mocy zamówionej na podgrzanie cwu na miesiąc [zł] 5 845,61 5 845,61 5. Opłata za ogrzanie 1 m 2 pow. użytkowej [zł] 4,14 2,23 6. Opłata abonamentowa [zł] - - 7. Inne [zł] - - 7. Charakterystyka ekonomiczna optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego Planowana suma kredytu [zł] 437 140,30 Zmniejszenie zapotrzebowania na energię [%] 45,57 Planowane koszty całkowite [zł] 437 140,30 Premia termomodernizacyjna [zł] 69 942,45 Roczna oszczędność kosztów energii [zł/rok] 40 703,19 4
3. Podstawa opracowania. 3.1 Cel i zakres opracowania. Celem opracowania jest wybór optymalnego wariantu termomodernizacji budynku ZESPOŁU SZKÓŁ w Jankowicach i sprawdzenie, czy spełnione są wymagania ustawy o wspieraniu przedsięwzięć termomodernizacyjnych, konieczne do przyznania premii termomodernizacyjnej. Zadaniem audytu jest określenie opłacalności ocieplenia przegród budynku, wymiany stolarki okiennej i drzwiowej, modernizacji instalacji grzewczej, wentylacyjnej i ciepłej wody użytkowej. 3.2 Materiały wykorzystane w opracowaniu. 1. Ustawa z dnia 21.11.2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów - (Dz. U. Nr 223, poz. 1459), 2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 17.03.2009 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego oraz części audytu remontowego, wzorów kart audytów, a także algorytmu opłacalności przedsięwzięcia termo modernizacyjnego (Dz. U. Nr 43, poz. 346) 3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690, z późniejszymi zmianami). 4. Polska Norma PN-EN-ISO 6946; 2008 Elementy budowlane i części budynku. Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metody obliczeń. 5. Polska Norma PN-EN-ISO 13 790; 2009; Energetyczne właściwości użytkowe budynków. Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia. 6. Polska Norma PN-EN-ISO 12831; 2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowanego obciążenia cieplnego. 7. Ministerstwo Infrastruktury - Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków 5
8. Polska Norma PN-EN-ISO 14683; Mostki cieplne w budynkach Liniowy współczynnik przenikania ciepła Metody uproszczone i wartości orientacyjne 9. Normy związane 10. Instrukcja Instytutu Techniki Budowlanej Nr 334/2002 Bezspoinowy system ocieplenia ścian zewnętrznych budynków, Warszawa 2002. 11. Pogorzelski J.A. Fizyka budowli część X Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych Materiały budowlane nr 3/2005 12. Istniejąca dokumentacja techniczna budynku. 13. Wizje lokalne i wywiady z właścicielami i administratorem budynku. 14. Taryfa dla ciepła Górnośląskiej Spółki Gazownictwa Sp. z o.o. w Zabrzu. 15. Program komputerowy AUDYT wersja 6.0. 16. Oferty dostawców materiałów i urządzeń. 17. KOSZTORYSOWE NORMY NAKŁADÓW RZECZOWYCH, CENY JEDNOSTKOWE ROBÓT BUDOWLANYCH ORAZ CENY CZYNNIKÓW PRODUKCJI DLA POTRZEB SPORZĄDZANIA KOSZTORYSU INWESTORSKIEGO - Dz U. Załącznik do n-ru 114 poz. 1195 z dn. 20 grudnia 2000 r. 3.3 Wytyczne, sugestie, ograniczenia i uwagi Inwestora (Zleceniodawcy). 1. Maksymalne obniżenie kosztów ponoszonych na ogrzewanie budynku. 2. Maksymalne wykorzystanie kredytu bankowego i pomocy Państwa na warunkach określonych w Ustawie termomodernizacyjnej. 3. Inwestor nie przewiduje ocieplenia podłogi na gruncie, modernizacji instalacji wentylacji i ciepłej wody. 3.4 Zadeklarowany maksymalny wkład własny Inwestora (Zleceniodawcy). Kwota kredytu możliwego do zaciągnięcia przez Inwestora 450 000 zł 6
4. Inwentaryzacja techniczno-budowlana budynku 4.1 Dane identyfikujące budynku Rodzaj budynku Budynek użyteczności publicznej Rok budowy 1968/1999 Adres budynku 4.2 Dane techniczne ogólne Konstrukcje, technologia (system) Liczba kondygnacji Rodzaj dachu Kubatura Powierzchnia użytkowa Zespół Szkół w Jankowicach 32-551 Babice Właściciel podziemnych Tradycyjna Urząd Gminy Babice nadziemnych 1 2 części ogrzewanej Dach kryty blachodachówką część nieogrzewana 5 747 550 części ogrzewanej część nieogrzewana 1 773 204 Współczynnik kształtu 0,578 Wysokość kondygnacji nadziemnych podziemnych 3,2;3,4 2,7 Liczba mieszkań - Liczba osób użytkująca budynek Czas użytkowania budynku 4.3 Zestawienie danych dotyczących przegród budowlanych Przegroda czasowa stała 205 - dni tygodnia godziny 5 8 Położenie Pow. netto U [m 2 ] [W/m 2 K] Stropodach 417,35 0,276 Strop poddasza 504,37 0,275 Ściana zewnętrzna [SZ-1] (35cm) 488,00 1,246 Ściana zewnętrzna [SZ-2] (51cm) 602,00 0,578 Okna i drzwi balkonowe (nowe) S 165,46 1,600 SW 0,00 1,600 W 43,44 1,600 NW 0,00 1,600 N 108,37 1,600 NE - 1,600 E 44,72 1,600 SE - 1,600 7
Drzwi wejściowe S 2,40 5,600 SW 0,00 5,600 W 3,50 5,600 NW 0,00 5,600 N 7,40 5,600 NE 0,00 5,600 E 1,80 5,600 SE 0,00 5,600 Strop nad piwnicą 203,57 2,121 Podłoga na gruncie 728,32 0,221 4.4 Charakterystyka energetyczna budynku Moc cieplna zamówiona na ogrzewanie kw 136,16 Moc cieplna zamówiona na przygotowanie cwu kw 16,85 Roczne zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie GJ/rok 1 870,07 Roczne zapotrzebowanie ciepła na przygotowanie cwu GJ/rok 141,08 Zmierzone zużycie ciepła na ogrzewanie przeliczone na warunki sezonu standardowego i na przygotowanie cwu GJ/rok - Wskaźnik E według Polskiej Normy kwh/(m 3 rok) 158,21 4.4.1 Opłaty jednostkowe Energia cieplna - opłata stała za moc zamówioną zł/(mw*m-c) - Energia cieplna - opłata stała za przesył zł/(mw*m-c) - Energia cieplna - opłata zmienna zł/gj - Energia cieplna - abonament zł/m-c - Energia cieplna - CO (obliczone) zł/(m 2 *m-c) 4,14 Energia cieplna - CWU (obliczone) zł/osobę/mies. 2,60 Energia cieplna - CWU (obliczone) zł/(m 2 *m-c) 0,30 Energia cieplna - technologia zł/gj - Gaz - opłata zmienna (netto) zł/m 3 1,3021 Gaz - opłata stała za przesył (netto) [zł/(m3/h) za h] 0,0745 Gaz - opłata zmienna za przesył (netto) zł/m 3 121,00 Gaz - abonament (netto) zł/m-c - Energia elektryczna - za energię czynną (netto) zł/kwh - 8
Energia elektryczna - składnik jakościowy (netto) zł/kwh - Energia elektryczna - opłata sieciowa (netto) zł/kwh - Energia elektryczna - opłata przejściowa (netto) zł/(m-c) - Energia elektryczna - opłata stała za przesył (netto) zł/(m-c) - Energia elektryczna - opłata abonamentowa (netto) zł/(m-c) - Gaz płynny zł/mg - Olej opałowy zł/mg - Węgiel zł/mg - Koks zł/mg - Woda zł/m 3 - Opłata za emisję zanieczyszczeń zł/rok - 4.4.2 Koszt energii Całkowity koszt energii na potrzeby CO zł/rok 88 178,95 Jednostkowy koszt energii na potrzeby CO zł/gj 47,15 Całkowity koszt energii na potrzeby CWU zł/rok 6 396,79 Jednostkowy koszt energii na potrzeby CWU zł/osobę/mies. 2,60 4.5 Charakterystyka systemu ogrzewania Rodzaj instalacji pompowy z rozdziałem dolnym Sprawność wytwarzania 0,80 Sprawność przesyłania 0,90 Sprawność regulacji i wykorzystania 0,75 Sprawność akumulacji 1,00 4.6 Charakterystyka instalacji ciepłej wody użytkowej Rodzaj instalacji Opomiarowanie podgrzewacz gazowy brak Izolacja pionów - 4.7 Charakterystyka wentylacji Rodzaj i typ wentylacji naturalna Obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego 4 598 4.8 Charakterystyka węzła cieplnego lub lokalnego źródła ciepła Typ wymienników (kotłów) Opomiarowanie kotłownia gazowa brak 9
5. Ocena stanu technicznego budynku 5.1 Ocena stanu technicznego i izolacyjności cieplnej budynku. W opracowaniu analizie poddano budynek Zespołu Szkół w Jankowicach. Budynek wybudowano w latach 60-tych, a w latach 90-tych został rozbudowany o dwa segmenty. Segmenty A i B posiadają dwie kondygnacje nadziemne, natomiast segment C trzy. Budynek wzniesiono w technologii tradycyjnej, ściany budynku wykonano z gazobetonu i cegły pełnej o grubości 38 cm i 51 cm (w segmentach B i C zastosowano dodatkowo wewnętrzną warstwę z płyt suprema). W segmencie A zastosowano stropy żelbetowe, natomiast w segmencie B i C stropy DZ3. Dach pokryto blachodachówką. Ogólny stan techniczny budynku pod względem konstrukcyjnym jest dobry. Stan przegród zewnętrznych jest również dobry. Zastrzeżenia budzi izolacyjność termiczna przegród zewnętrznych. Zgodnie z Rozporządzeniem Minimalna wartość oporu cieplnego przegrody zewnętrznej po termorenowacji powinna wynosić: - dla stropodachów i stropów pod nieogrzewanymi poddaszami - 4,50 m 2 K/W, - dla ścian zewnętrznych - 4,00 m 2 K/W, - dla stropów nad piwnicami nieogrzewanymi - 2,00 m 2 K/W. Opory cieplne przegród zewnętrznych analizowanego budynku wynoszą: - stropodach w segmencie A - 3,621 m 2 K/W, - strop pod nieogrzewanym poddaszem - 3,634 m 2 K/W, - ściany zewnętrzne - 0,802; 1,731 m 2 K/W. Zarówno stropodach w segmencie A oraz stropy pod nieogrzewanym poddaszem segmentu B i C zostały ocieplone wełna mineralną grubości 15 cm i ich opory cieplne są zbliżone do wymaganych w Rozporządzeniu. Ponieważ okresy zwrotu ocieplenia tych przegród są bardzo długie, Inwestor nie przewiduje ich termomodernizacji, dlatego ich ocieplenie nie będzie analizowane w dalszej części opracowania. Natomiast opory cieplne ścian są dużo niższe niż w Rozporządzeniu, dlatego ich ocieplenie będzie analizowane w dalszej części opracowania. Zgodnie z życzeniem Inwestora w opracowaniu nie będzie analizowane zagadnienie ocieplenia podłogi na gruncie i stropu nad nieogrzewaną piwnicą. Należy tutaj zaznaczyć, że opór cieplny podłogi na gruncie jest większy od 1,5 m 2 K/W, spełnia więc obecne wymagania ochrony cieplnej budynków, natomiast nie ma możliwości ocieplenia stropu nad piwnicą ze względu na wysokość piwnicy. W ramach prac termomodernizacyjnych w budynku wymieniono stolarkę okienną. Zastosowana nowa stolarka spełnia obecne wymagania ochrony cieplnej budynków. Biorąc powyższe pod uwagę w dalszej części opracowania termomodernizacja tych przegród zostanie pominięta. Współczynnik przenikania ciepła U dla drzwi zewnętrznych wynosi 5,6 W/m 2 K. 10
5.2 Ocena stanu technicznego i rozwiązań systemu ogrzewania. Ciepło do budynku dostarczane jest z własnej kotłowni gazowej, zlokalizowanej w podpiwniczeniu segmentu A. W kotłowni zainstalowane są dwa kotły niskotemperaturowe, wodne z otwartą komorą spalania typu EL-GAZ o mocach 100 i 70 kw z 1996 roku oraz jeden kocioł gazowy, wodny typu BMK o mocy 55 kw z 1993 roku. Kocioł BMK jest obecnie nieprawny technicznie i nie jest eksploatowany. Stan techniczny kotłów EL-GAZ jest bardzo zły, dlatego przyjęto sprawność całoroczną na poziomie 80%. W budynku zastosowano system pompowy, dwururowy o obliczeniowych parametrach czynnika grzejnego 95/70 C z rozdziałem dolnym. Instalacja wewnętrzna w segmencie A wykonana jest z rur stalowych czarnych typ średni bez szwu wg PN-74/H-74200 o połączeniach spawanych. Stan techniczny instalacji jest zły. Instalacja wewnętrzna w segmencie B i C wykonana jest z rur polietylenowych i jest w dobrym stanie technicznym. W segmencie A zamontowane są grzejniki żeliwne, członowe, natomiast w segmencie B i C grzejniki płytowe z zaworami termostatycznymi. Stan techniczny instalacji w segmencie A jest zły, dlatego modernizacja instalacji będzie analizowana w dalszej części opracowania. 5.3 Ocena stanu technicznego i rozwiązań instalacji c.w.u. Ciepła woda użytkowa pozyskiwana jest z przepływowych podgrzewaczy gazowych. Ilość podgrzewanej wody zależy bezpośrednio od potrzeb użytkowników. Instalacje są sprawne technicznie. Rozwiązanie to należy uznać za właściwe i zagadnienie to nie będzie analizowane w dalszej części opracowania. 5.4 Ocena stanu technicznego i rozwiązań systemu wentylacji. W budynku zastosowano wentylację grawitacyjną. Przyjęty strumień powietrza wentylacyjnego dla wentylacji grawitacyjnej jest zgodny z normą. Modernizacja wentylacji grawitacyjnej mająca na celu obniżenie zużycia ciepła na podgrzewanie świeżego powietrza może być rozwiązana jedynie poprzez zastosowanie wentylacji wymuszonej oraz: - poprzez zastosowanie recyrkulacji powietrza, - poprzez zainstalowanie rekuperatorów. W obu rozwiązaniach zachodzi konieczność zabudowania kanałów nawiewnych i wywiewnych, oraz pomieszczeń dla zainstalowania nagrzewnic i wentylatorów. Ponieważ Inwestor nie wyraża zgody na taką inwestycję (brak miejsca, konieczność wykonania znacznych prac budowlanomontażowych) przedsięwzięcie to nie będzie analizowane w dalszej części opracowania. 11
6. Usprawnienia i przedsięwzięcia termomodernizacyjne, wybrane na podstawie oceny stanu technicznego. Zmniejszenie zużycia energii cieplnej w rozpatrywanym obiekcie można osiągnąć wykonując następujące przedsięwzięcia: - ocieplenie ścian zewnętrznych, - wymiana drzwi - termomodernizacja instalacji centralnego ogrzewania. 7. Wskazanie optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego Poniżej dokonano wstępnej optymalizacji usprawnień termomodernizacyjnych mających na celu zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło rozpatrywanego budynku poprzez zmniejszenie strat przez przenikanie, wentylację i przygotowanie ciepłej wody użytkowej. 7.1 Wskazanie rodzajów usprawnień termomodernizacyjnych dotyczących zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło Lp. Grupa usprawnień Rodzaje usprawnień 1 2 3 1 Usprawnienie dotyczące zmniejszenia strat Ocieplenie ścian zewnętrznych. przez przenikanie przez przegrody budowlane Wymiana drzwi. oraz na ogrzanie powietrza wentylacyjnego 2 Usprawnienia dotyczące zmniejszenia strat przez system centralnego ogrzewania Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania i źródła ciepła. 7.2 Usprawnienia mające na celu zmniejszenie strat przez przegrody zewnętrzne. Optymalne usprawnienia prowadzące do zmniejszenia strat ciepła przez ściany, stropy i stropodachy są to takie usprawnienia, dla których prosty czas zwrotu SPBT przyjmuje wartość minimalną. Dla wyznaczenia optymalnego usprawnienia przegrody skorzystano z zależności określonej wzorem: gdzie: N u N u SPBT, [lata] (1) OrU n - planowane koszty robót związanych ze zmniejszeniem strat ciepła przez przenikanie dla całkowitej powierzchni wybranej przegrody, zł, 12
O ru - roczna oszczędność kosztów energii wynikająca z zastosowania usprawnienia termomodernizacyjnego, przypadającego na poszczególne z n wykorzystywanych źródeł energii, zł/rok. Wartość rocznej oszczędności kosztów energii O ru dla n-tego źródła oblicza się wg wzoru: O ru = (x 0 *Q Ou *O 0z -x 1 *Q 1u *O 1z )+12*(y 0 *q 0u *O 0m -y 1 *q 1u *O 1m )+12*(Ab 0 -Ab 1 ), [zł/rok] (2) gdzie: x 0, x 1 - udział n-tego źródła w zapotrzebowaniu ciepła przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, Q 0z, Q 1z - roczne zapotrzebowanie ciepła na pokrycie strat przez przenikanie przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, GJ/rok, O 0z, O 1z - opłata związana z dystrybucją i przesyłem energii wykorzystywanej do ogrzewania przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego dla n-tego źródła, odpowiadająca: dla ogrzewania zdalaczynnego - opłacie za ciepło i zmiennej opłacie za usługi przesyłowe, zł/gj, dla energii elektrycznej - sumie stawek za energię czynną, systemową opłatę przesyłową i zmienny składnik stawki sieciowej przeliczonej na zł/gj, dla gazu - stawce opłaty zmiennej na przesłane paliwo zł/m 3 przeliczonej na zł/gj, dla własnego źródła zasilanego dowolnym paliwem - stawce opłaty zmiennej określonej wg kalkulacji kosztów rodzajowych przeliczonej na zł/gj, y 0, y 1 - udział n-tego źródła w zapotrzebowaniu na moc cieplną przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, q 0u, q 1u - zapotrzebowanie na moc cieplną na pokrycie strat przez przenikanie przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, MW, O 0m, O 1m - opłata miesięczna związana z dystrybucją i przesyłem energii wykorzystywanej do ogrzewania przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnegodla n-tego źródła, odpowiadająca: dla ogrzewania zdalaczynnego - opłacie za zamówioną moc cieplną i opłacie stałej za usługi przesyłowe, zł/(mw*miesiąc), dla gazu - składnikowi stałemu wyznaczonemu na jednostkę mocy umownej w miesięcznym okresie rozliczeniowym przeliczonemu na zł/(mw*miesiąc), 13
dla energii elektrycznej - składnikowi stałemu stawki sieciowej zł/(kw*miesiąc), przeliczonemu na zł/(mw*miesiąc), dla własnego źródła zasilanego dowolnym paliwem -składnikowi miesięcznych kosztów stałych, określonych zgodnie z kalkulacją kosztów rodzajowych, odniesionych do mocy źródła, zł/(mw*miesiąc), Ab 0, Ab 1 - miesięczna opłata abonamentowa przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, zł. Wartości rocznego zapotrzebowania ciepła na pokrycie strat przez przenikanie Q 0u, Q 1u, oblicza się ze wzoru: Q 0u, Q 1u = 8,64 * 10-5 * Sd * A/R, [GJ/rok] (3) gdzie: R - całkowity opór cieplny ocenianej przegrody zewnętrznej przed i po termomodernizacji, (m 2 *K)/W, przy czym minimalna wartość oporu cieplnego po termomodernizacji wynosi: - dla ścian zewnętrznych 4,0 (m 2 *K)/W, - dla stropodachów i stropów pod nieogrzewanym poddaszem lub przejazdem 4,5 (m 2 *K)/W, - dla stropów nad nieogrzewanymi piwnicami i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi 2,0 (m 2 *K)/W, A - powierzchnia całkowita izolowanej przegrody przed i po termomodernizacji, m 2, Sd - liczba stopniodni, obliczona według wzoru (4), dzień*k/rok, Liczbę stopniodni Sd oblicza się ze wzoru: L g t wo t e (m) Ld(m) Sd, [dzień K/rok] (4) m 1 gdzie: t wo t e (m) - obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, określona zgodnie z Polską Normą dotyczącą temperatur ogrzewanych pomieszczeń w budynkach, C, - średnia wieloletnia temperatura miesiąca m, określona zgodnie z Polską Normą dotyczącą obliczania sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych, o C, 14
Ld(m) - liczba dni ogrzewania w miesiącu m, określa według Polskiej Normy powołanej powyżej, L g - liczba miesięcy ogrzewania w sezonie grzewczym, określona według Polskiej Normy powołanej powyżej. Wartości zapotrzebowania na moc cieplną na pokrycie strat przez przenikanie q 0u i q 1u przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego oblicza się ze wzoru: q 0u, q 1u = 10-6 * A * (t w0 - t z0 )/R, [MW] (5) gdzie: t w0 - jak we wzorze (4), t z0 - obliczeniowa temperatura powietrza zewnętrznego dla danej strefy klimatycznej, określona zgodnie z Polską Normą dotyczącą temperatur obliczeniowych zewnętrznych, C, A - jak we wzorze (3), R - jak we wzorze (3). UWAGA: Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego przyjęto zgodnie z Ministerstwo Infrastruktury - Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków - dla miasta Kraków: Miesiąc I II III IV V IX X XI XII T e (m) -1,3-2,6 3,2 8,3 13,4 13,8 9,3 1,9-0,8 Ld(m) 31 28 31 30 5 5 31 30 31 Obliczeniowa temperatura zewnętrzna, T emin = - 20,0 C Optymalizację grubości ocieplenia przegród zestawiono w tabelach poniżej: 15
Usprawnienia dotyczące ścian zewnętrznych budynku Rozpatruje się ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-1] budynku wełną mineralną lub styropianem metodą bezspoinową. Pow. obliczeniowa = 488,00 [m 2 ] R 0 = 0,802 [(m 2 *K)/W] Pow. ocieplenia = 556,00 [m 2 ] Materiał: styropian EPS 70 U 0 = 1,246 [W/(m 2 *K)] 0,040 [W/(m*K)] Cena Nu zawiera całkowity koszt wszystkich prac remontowych z podatkiem VAT, ceny rynkowe sierpień 2012 r. Izolacja R R 1 U Q 1 q 1 Nu Kogrz SPBT [m] [(m 2 *K)/W] [(m 2 *K)/W] [W/(m 2 *K)] [GJ/a] MW [zł] [zł] [lata] 0,05 1,250 2,052 0,487 77,01 0,010 122 320,00 6 084,01 20,105 0,06 1,500 2,302 0,434 68,65 0,008 107 909,00 6 508,04 16,581 0,07 1,750 2,552 0,392 61,92 0,008 108 567,80 6 849,01 15,852 0,08 2,000 2,802 0,357 56,40 0,007 109 336,40 7 129,13 15,337 0,09 2,250 3,052 0,328 51,78 0,006 110 214,80 7 363,37 14,968 0,10 2,500 3,302 0,303 47,86 0,006 111 203,00 7 562,15 14,705 0,11 2,750 3,552 0,282 44,49 0,005 112 301,00 7 732,94 14,522 0,12 3,000 3,802 0,263 41,57 0,005 113 508,80 7 881,28 14,402 0,13 3,250 4,052 0,247 39,00 0,005 114 826,40 8 011,31 14,333 0,14 3,500 4,302 0,232 36,73 0,005 116 253,80 8 126,24 14,306 0,15 3,750 4,552 0,220 34,72 0,004 117 791,00 8 228,54 14,315 0,16 4,000 4,802 0,208 32,91 0,004 119 438,00 8 320,18 14,355 0,17 4,250 5,052 0,198 31,28 0,004 121 194,80 8 402,76 14,423 0,18 4,500 5,302 0,189 29,81 0,004 123 061,40 8 477,55 14,516 0,19 4,750 5,552 0,180 28,46 0,004 125 037,80 8 545,61 14,632 0,20 5,000 5,802 0,172 27,24 0,003 127 124,00 8 607,80 14,768 0,21 5,250 6,052 0,165 26,11 0,003 129 320,00 8 664,85 14,925 0,22 5,500 6,302 0,159 25,08 0,003 131 625,80 8 717,38 15,099 0,23 5,750 6,552 0,153 24,12 0,003 134 041,40 8 765,90 15,291 0,24 6,000 6,802 0,147 23,23 0,003 136 566,80 8 810,85 15,500 0,25 6,250 7,052 0,142 22,41 0,003 139 202,00 8 852,62 15,724 Optymalna grubość warstwy ocieplenia dla rozpatrywanej przegrody, dla której prosty okres zwrotu poniesionych nakładów kapitałowych SPBT przyjmuje wartość najmniejszą, wynosi 14 cm. Zgodnie z Rozporządzeniem Wartość optymalnego oporu cieplnego przegrody zewnętrznej po termorenowacji nie może być mniejsza - dla ścian zewnętrznych niż 4,00 m 2 K/W". Wartość ta jest spełniona dla ocieplenia o grubości 14 cm i tą wartość przyjmuje się do dalszej analizy. 16
Usprawnienia dotyczące ścian zewnętrznych budynku Rozpatruje się ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-2] budynku styroporem metodą bezspoinową. Pow. obliczeniowa = 602,00 [m 2 ] R 0 = 1,731 [(m 2 *K)/W] Pow. ocieplenia = 630,00 [m 2 ] Materiał: styropian EPS 70 U 0 = 0,578 [W/(m 2 *K)] 0,040 [W/(m*K)] Cena Nu zawiera całkowity koszt wszystkich prac remontowych z podatkiem VAT, ceny rynkowe sierpień 2012 r. Izolacja R R 1 U Q 1 q 1 Nu Kogrz SPBT [m] [(m 2 *K)/W] [(m 2 *K)/W] [W/(m 2 *K)] [GJ/a] MW [zł] [zł] [lata] 0,05 1,250 2,981 0,335 65,41 0,008 132 300,00 2 395,19 55,236 0,06 1,500 3,231 0,310 60,34 0,007 133 402,50 2 651,83 50,306 0,07 1,750 3,481 0,287 56,01 0,007 134 725,50 2 871,60 46,917 0,08 2,000 3,731 0,268 52,26 0,006 136 269,00 3 061,92 44,504 0,09 2,250 3,981 0,251 48,98 0,006 138 033,00 3 228,33 42,757 0,10 2,500 4,231 0,236 46,08 0,006 140 017,50 3 375,08 41,486 0,11 2,750 4,481 0,223 43,51 0,005 142 222,50 3 505,46 40,572 0,12 3,000 4,731 0,211 41,21 0,005 144 648,00 3 622,05 39,935 0,13 3,250 4,981 0,201 39,14 0,005 147 294,00 3 726,94 39,521 0,14 3,500 5,231 0,191 37,27 0,005 150 160,50 3 821,80 39,290 0,15 3,750 5,481 0,182 35,57 0,004 153 562,50 3 908,01 39,294 0,16 4,000 5,731 0,174 34,02 0,004 156 870,00 3 986,70 39,348 0,17 4,250 5,981 0,167 32,60 0,004 160 398,00 4 058,81 39,518 0,18 4,500 6,231 0,160 31,29 0,004 164 146,50 4 125,14 39,792 0,19 4,750 6,481 0,154 30,08 0,004 168 115,50 4 186,34 40,158 0,20 5,000 6,731 0,149 28,97 0,004 172 305,00 4 243,00 40,609 0,21 5,250 6,981 0,143 27,93 0,003 176 715,00 4 295,61 41,139 0,22 5,500 7,231 0,138 26,96 0,003 181 345,50 4 344,57 41,741 0,23 5,750 7,481 0,134 26,06 0,003 186 196,50 4 390,26 42,411 0,24 6,000 7,731 0,129 25,22 0,003 191 268,00 4 433,00 43,146 0,25 6,250 7,981 0,125 24,43 0,003 196 560,00 4 473,06 43,943 Optymalna grubość warstwy ocieplenia dla rozpatrywanej przegrody, dla której prosty okres zwrotu poniesionych nakładów kapitałowych SPBT przyjmuje wartość najmniejszą, wynosi 14 cm. Zgodnie z Rozporządzeniem Wartość optymalnego oporu cieplnego przegrody zewnętrznej po termorenowacji nie może być mniejsza - dla ścian zewnętrznych niż 4,00 m 2 K/W". Wartość ta jest spełniona dla ocieplenia o grubości 14 cm i tą wartość przyjmuje się do dalszej analizy. 17
Optymalny wariant przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, polegający na wymianie okien lub drzwi oraz na poprawie systemu wentylacji jest to taki wariant, dla którego prosty czas zwrotu nakładów SPBT przyjmuje wartość minimalną, przy czym porównuje się warianty o tym samym zakresie usprawnień technicznych. Do wyznaczenia optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego korzysta się z zależności określonej wzorem: SPBT N N ) / ( O O ), [lata] (6) ( Ok W rok rw gdzie: N Ok N W O rok O rw planowane koszty robót związane z wymianą okien lub drzwi, zł, planowane koszty robót związane z modernizacją wentylacji, zł, roczna oszczędność kosztów energii wynikająca z wymiany okien lub drzwi, przypadająca na poszczególne z n wykorzystywanych źródeł energii, zł, roczna oszczędność kosztów energii wynikająca z modernizacji wentylacji, przypadająca na poszczególne z n wykorzystywanych źródeł energii, zł, Wartość łącznej rocznej oszczędności kosztów energii O rok + O rw dla n-tego źródła oblicza się z wzoru: O rok + O rw =(x 0 *Q O *O 0z -x 1 *Q 1 *O 1z )+12*(y 0 *q 0 *O 0m -y 1 *q 1 *O 1m )+12*(Ab 0 -Ab 1 ), [zł/rok] (7) gdzie: x 0, x 1 - udział n-tego źródła w zapotrzebowaniu ciepła przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, Q 0, Q 1 - roczne zapotrzebowanie ciepła na pokrycie strat przez przenikanie oraz infiltrację przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, wówczas gdy okna i drzwi nie pełnią funkcji doprowadzenia powietrza, w przypadku gdy pełnią taką rolę (powietrze dostaje się do pomieszczeń przez nieszczelności okien, drzwi, nawiewniki okienne lub ścienne) jest to zapotrzebowanie na pokrycie strat przez przenikanie i ogrzanie powietrza wentylacyjnego, GJ/rok, O 0z, O 1z - suma opłat jak we wzorze (2), y 0, y 1 - udział n-tego źródła w zapotrzebowaniu na moc cieplną przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, 18
q 0, q 1 - zapotrzebowanie na moc cieplną odpowiednio na pokrycie strat przez przenikanie oraz infiltrację lub na pokrycie strat przez przenikanie i ogrzanie powietrza wentylacyjnego, przed i po wykonaniu usprawnienia termomodernizacyjnego, MW, O 0m, O 1m - jak we wzorze (2), Ab 0, Ab 1 - miesięczna opłata abonamentowa jak we wzorze (2). Wartości rocznego zapotrzebowania ciepła w przypadku gdy doprowadzanie powietrza wentylacyjnego nie odbywa się przez nawiewniki ścienne, okna lub drzwi, oblicza się ze wzoru: Q 0, Q 1 = 8,64 * 10-5 * Sd * A Ok * U + Q inf, [GJ/rok] (8) gdzie: Sd - jak we wzorze (4), U - współczynnik przenikania ciepła okna lub drzwi przewidzianych do wymiany, przyjęty z dokumentacji technicznej lub Polskiej Normy i powiększony nie więcej niż 20% w zależności od oceny stanu technicznego okna lub drzwi, oraz po wymianie przyjęty na podstawie aprobaty technicznej, W/m 2 *K); przy czym, dla pomieszczeń ogrzewanych w których temperatura obliczeniowa jest większa niż 16 C, maksymalna wartość współczynnika przenikania ciepła po wymianie dla okien nie może być większa niż: - dla I, II, III strefy klimatycznej a) 1,9 W/(m 2 *K) - dla okien w ścianach, b) 1,8 W/(m 2 *K) - dla okien w dachu, - dla IV, V, strefy klimatycznej 1,7 W/(m 2 *K) dla wszystkich typów okien, A Ok - powierzchnia całkowita okien lub drzwi przed i po termomodernizacji, m 2, Q inf - roczne zapotrzebowanie ciepła na ogrzanie niepożądanego strumienia powietrza napływającego przez nieszczelności okien i drzwi, obliczane według wzoru (12), GJ/rok. Wartości rocznego zapotrzebowania ciepła w przypadku gdy doprowadzanie powietrza wentylacyjnego odbywa się przez nawiewniki ścienne, okna lub drzwi, oblicza się ze wzoru: Q 0, Q 1 = (8,64 * Sd * A Ok * U + 2,94 * c r * c w *V nom * Sd) * 10-5, [GJ/rok] (9) gdzie: Sd - jak we wzorze (4), 19
U - jak we wzorze (8), A Ok - jak we wzorze (8), V nom c r c w - strumień powietrza wentylacyjnego odniesiony do warunków projektowych dla wentylacji naturalnej, w przypadku braku danych przyjmuje się minimalny strumień powietrza wentylacyjnego obliczony wg zasad podanych w Polskiej Normie dotyczącej wentylacji w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej, m 3 /h, - współczynnik korekcyjny wg tabeli nr 2 Rozporządzenia, - współczynnik korekcyjny wg tabeli nr 2 Rozporządzenia. Wartości zapotrzebowania na moc cieplną q 0, q 1 w przypadku gdy doprowadzanie powietrza wentylacyjnego nie odbywa się przez nawiewniki ścienne, okna lub drzwi, oblicza się ze wzoru: q 0, q 1 = 10-6 * A Ok * (t w0 - t z0 ) * U + 1,65 * 10-8 * a * l * (t w0 - t z0 ) 5/3, [MW] (10) gdzie: t w0 - jak we wzorze (4), t z0 - jak we wzorze (5), A Ok - jak we wzorze (8), U - jak we wzorze (8), a - współczynnik przepływu powietrza przez szczeliny okien lub drzwi przed i po termomodernizacji, określany w oparciu o tabelę 1 część 3 załącznika do Rozporządzenia, m 3 /(m*h*dapa 2/3 ), l - długość zewnętrznych szczelin przylgowych okien lub drzwi, przed i po termomodernizacji, m. Wartości zapotrzebowania na moc cieplną q 0, q 1 w przypadku gdy doprowadzanie powietrza wentylacyjnego odbywa się przez nawiewniki ścienne, okna lub drzwi, oblicza się ze wzoru: q 0, q 1 = 10-6 * A Ok * (t w0 - t z0 ) * U + 3,4 * 10-7 * V obl * (t w0 - t z0 ), [MW] (11) gdzie: t w0 - jak we wzorze (4), t z0 - jak we wzorze (5), A Ok - jak we wzorze (8), U - jak we wzorze (8), 20
V obl - strumień powietrza wentylacyjnego odniesiony do warunków obliczeniowych dla instalacji ogrzewczych, w przypadku braku danych przyjmuje się minimalny strumień powietrza wentylacyjnego obliczony wg zasad podanych w Polskiej Normie dotyczącej wentylacji w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej pomnożony przez współczynnik c m z tabeli 2 Rozporządzenia, m 3 /h. Wartości rocznego zapotrzebowania na ciepło na ogrzanie niepożądanego strumienia powietrza napływającego przez nieszczelności okien i drzwi Q 0inf, Q 1inf, oblicza się ze wzoru: L g 3 t ( ) 5 / wo te m Ld( ), 6 Q0 inf, Q1inf 1,43 10 a l m [GJ/rok] (12) gdzie: m 1 a - jak we wzorze (10), l - jak we wzorze (10), t w0, t e (m)- jak we wzorze (4), Ld(m) - jak we wzorze (4). Wyniki obliczeń dotyczących wyboru optymalnego typu drzwi (o powierzchni 15,1 m 2 ) zestawiono w tabeli poniżej: WARIANT U c r c w Q q N SPBT W/m 2 *K - - GJ MW zł/rok zł lata 0 5,6 1,3 1,0 27,53 0,003 - - - 1 2,6 1,0 1,0 12,83 0,002 628,83 16 610,00 26,41 2 2,4 1,0 1,0 11,85 0,001 670,66 18 120,00 27,02 3 2,2 1,0 1,0 10,87 0,001 712,49 19 630,00 27,55 Na podstawie wyników obliczeń przedstawionych w powyższej tabeli, można stwierdzić, że najbardziej opłacalnym przedsięwzięciem termomodernizacyjnym polegającym na wymianie istniejących drzwi jest rozwiązanie pierwsze. Polega ono na zastosowaniu drzwi o współczynniku U 2,6 W/m 2 K. Dlatego to rozwiązanie zostanie uwzględnione w dalszej analizie. 21
7.3 Wybrane i zoptymalizowane usprawnienia teromomodernizacyjne. Lp. Rodzaj i zakres przedsięwzięcia termomodernizacyjnego lub wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego Planowane koszty robót 1 2 3 4 1 Koszt Audytu 1 845,00 [zł] SPBT [lata] 2 Ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-1] 116 253,80 14,31 3 Wymiana drzwi 16 610,00 26,41 4 Ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-2] 150 160,50 39,29 7.4 Zestawienie wariantów termomodernizacji budynku. Poniżej w tabelach zestawiono przewidywane koszty modernizacji budynku dla poszczególnych wariantów. W kosztach uwzględniono wszystkie czynniki (robociznę, materiały, sprzęt itd.). Grubości warstw dociepleń przyjęto na podstawie powyższej analizy. Powierzchnie wymiany ciepła obliczono na podstawie projektu technicznego budynku. Tabela 7a. Koszty modernizacji budynku wg wariantu I Lp. Opis wprowadzonej modernizacji Koszt [zł] SPBT 1 2 3 4 1 Koszt Audytu 1 845,00 2 Ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-1] 116 253,80 14,31 3 Wymiana drzwi 16 610,00 26,41 4 Ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-2] 150 160,50 39,29 Ogółem 284 869,30 Tabela 7b. Koszty modernizacji budynku wg wariantu II Lp. Opis wprowadzonej modernizacji Koszt [zł] SPBT 1 2 3 4 1 Koszt Audytu 1 845,00 2 Ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-1] 116 253,80 14,31 3 Wymiana drzwi 16 610,00 26,41 Ogółem 134 708,80 22
Tabela 7c. Koszty modernizacji budynku wg wariantu III Lp. Opis wprowadzonej modernizacji Koszt [zł] SPBT 1 2 3 4 1 Koszt Audytu 1 845,00 2 Ocieplenie ścian zewnętrznych [SZ-1] 116 253,80 14,31 Ogółem 118 098,80 7.5 Metoda wyznaczania optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego poprawiającego sprawność systemu grzewczego. Optymalny wariant przedsięwzięcia termomodernizacyjnego dotyczącego poprawy sprawności cieplnej systemu grzewczego jest to wariant, dla którego prosty czas zwrotu SPBT przyjmuje wartość minimalną, przy czym porównuje się warianty o tym samym zakresie usprawnień. Do wyznaczenia optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego korzysta się z zależności określonej wzorem: N CO SPBT, [lata] (17) OrCO n gdzie: N CO O rco planowane koszty robót wynikające z zastosowania wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego dotyczącego poprawy sprawności systemu grzewczego, zł, roczna oszczędność kosztów energii wynikająca z zastosowania wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, przypadająca na poszczególne z n wykorzystanych źródeł energii, zł/rok. Wartość rocznej oszczędności kosztów energii O rco dla n-tego źródła obliczono wg. wzoru: O rco = (x 0 * w t0 * w d0 * Q OCO * O 0z / 0 - x 1 * w t1 * w d1 * Q 0CO * O 1z / 1 ) + + 12 * (y 0 * q 0m * O 0m - y 1 * q 1m * O 1m ) + 12 * (Ab 0 - Ab 1 ), [zł/rok] (18) gdzie: x 0, x 1 Q 0CO - udział n-tego źródła w zapotrzebowaniu ciepła przed i po wykonaniu wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, - sezonowe zapotrzebowanie budynku na ciepło przed termomodernizacją, określone zgodnie z Polską Normą dotyczącą obliczania sezonowego 23
zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych z uwzględnieniem współczynników korekcyjnych wg tabeli 2 Rozporządzenia, GJ/rok, 0, 1 - całkowita sprawność systemu grzewczego przed i po modernizacji obliczona wg wzoru (19), w t0, w t1 - współczynniki uwzględniające przerwy w ogrzewaniu w okresie tygodnia przyjęte na podstawie tabeli (4) Rozporządzenia, w d0, w d1 - współczynniki uwzględniające przerwy w ogrzewaniu w okresie doby przyjęte na podstawie tabeli (5) Rozporządzenia, O 0z, O 1z - jak we wzorze (2), y 0, y 1 - udział n-tego źródła w zapotrzebowaniu na moc cieplną przed i po wykonaniu modernizacji, q 0m, q 1m - zapotrzebowanie budynku na moc cieplną przed i po zastosowaniu wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego poprawiającego sprawność systemu grzewczego budynku, określone zgodnie z Polską Normą lub projektu technicznego instalacji ogrzewania, MW, Ab 0, Ab 1 - jak we wzorze (2). Całkowitą sprawność systemu grzewczego 0, 1, oblicza się z zależności: o, 1 = w p r e, (19) gdzie: w p r sprawność wytwarzania ciepła określona zgodnie z Polskimi Normami dotyczącymi kotłów grzewczych, wodnych, niskotemperaturowych, gazowych oraz kotłów grzewczych stalowych o mocy grzewczej do 50 kw lub przyjmowana zgodnie z przepisami rozporządzenia dotyczącego sporządzania świadectw lub z dokumentacji technicznej, sprawność przesyłania ciepła określana zgodnie z Polską Normą dotyczącą izolacji cieplnej rurociągów, armatury i urządzeń lub przyjmowana zgodnie z przepisami rozporządzenia dotyczącego sporządzania świadectw lub z dokumentacji technicznej, sprawność regulacji i wykorzystania systemu grzewczego przyjmowana zgodnie 24
e z przepisami rozporządzenia dotyczącego sporządzania świadectw lub z dokumentacji technicznej, sprawność akumulacji ciepła przyjmowana zgodnie z przepisami rozporządzenia dotyczącego sporządzania świadectw lub z dokumentacji technicznej, Jak wspomniano w części opisowej Audytu źródłem ciepła dla analizowanego budynku jest własna kotłownia gazowa zlokalizowana w budynku. Stan techniczny tej kotłowni jest zły, dlatego proponuje się jej modernizację, polegającą na montażu dwóch wysokosprawnych kotłów gazowych o mocy 70 kw pracujących w układzie kaskady, wyposażonych w automatyczną regulację pogodową. Przewidziano również wymianę całej instalacji w segmencie A wraz z grzejnikami. Przy grzejnikach przewidziano zawory regulacyjne z głowicami termostatycznymi oraz automatyczne zawory podpionowe. Koszty przedsięwzięcia zestawiono w tabeli poniżej: Lp. Wyszczególnienie Jednostka Obmiar Cena Koszt 1 Modernizacja kotłowni 87 600 2 Wymiana przewodów instalacji grzewczej 20 677 3 Wymiana grzejników [szt.] 38 732,00 28 294 4 Prace demontażowe i montażowe 10 000 5 Montaż zaworów termostatycznych [szt.] 38 150,00 5 700 Ogółem 152 271 25
Ocena proponowanego przedsięwzięcia: Stan po modern. 1 Obliczeniowa moc cieplna CO zał. 7 MW 0,1052 0,1052 Lp. Omówienie Jednostka Stan istn. 2 Roczne zapotrzebowanie na ciepło CO bez uwzględniania sprawności zał. 11 GJ/rok 1 010 1 010 3 Ogólna sprawność CO wg. Zał. 12-0,540 0,804 4 Obniżenie nocne - 1 1 5 Obniżenie tygodniowe - 1 1 6 Roczne zapotrzebowanie na ciepło CO z uwzględnieniem sprawności i przerw w ogrzewaniu GJ/rok 1 870 1 256 7 Roczna opłata zmienna zł/rok 78 627,75 52 810,67 8 Roczna opłata stała zł/rok 5 930,73 5 930,73 9 Roczny abonament zł/rok 1 452,00 1 452,00 10 Roczny koszt ogrzewania w sezonie standardowym zł/rok 86 010 60 193 11 Oszczędność kosztów zł/rok 25 817,08 12 Koszt modernizacji zł 152 271 13 SPBT lat 5,90 8. Metoda wyboru optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego W celu wyznaczenia optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, o którym mowa w 6 pkt 4 rozporządzenia, dla poszczególnych wariantów przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, składających się z zestawu usprawnień termomodernizacyjnych dotyczących zmniejszenia strat ciepła przez przegrody budowlane, modernizacji systemu wentylacji i instalacji ciepłej wody użytkowej i uzupełnionych o optymalny wariant przedsięwzięcia poprawiającego sprawność całkowitą systemu grzewczego, oblicza się kolejno: a) planowane koszty całkowite N, w tym koszty opracowania audytu energetycznego i dokumentacji technicznej oraz koszty związane ze spełnieniem obowiązujących przepisów technicznobudowlanych, również w przypadku gdy działanie to nie przynosi oszczędności energii, b) kwotę rocznych oszczędności O r przewidzianą do uzyskania w wyniku realizacji przedsięwzięcia, c) zmniejszenie (w %) zapotrzebowania na ciepło w stosunku do stanu wyjściowego przed termomodernizacją, z uwzględnieniem sprawności całkowitej, 26
d) kwotę środków własnych i kwotę kredytu, e) obliczenie wysokości premii termomodernizacyjnej wg art. 5 ust. 1 i 2 ustawy Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli poniżej: 27
wariant Obliczenie oszczędności kosztów dla wariantów przedsięwzięć termomodernizacyjnych CO CWU CO+CWU q CO Q CO η w Q CO* w/η Opłata CO q CWU Q CWU Opłata CWU Q CO+CWU KOSZT Oszczędności MW GJ/rok - - GJ/rok zł/rok MW GJ/rok zł/rok GJ/rok zł/rok GJ/rok % zł/rok 0 0,1362 1 010 0,5400 1 1 870 88 178,95 0,0066 141,08 6 396,79 2 011 94 575,74 I+A 0,1052 767 0,8040 1 954 47 475,76 0,0066 141,08 6 396,79 1 095 53 872,55 917 45,57 40 703,19 II+A 0,1146 840 0,8040 1 1 044 51 947,58 0,0066 141,08 6 396,79 1 185 58 344,36 826 41,05 36 231,38 III+A 0,1164 854 0,8040 1 1 062 52 819,27 0,0066 141,08 6 396,79 1 203 59 216,06 808 40,17 35 359,68 A 0,1362 1 010 0,8040 1 1 256 62 361,87 0,0066 141,08 6 396,79 1 397 68 758,66 614 30,53 25 817,08 Lp. Wariant przedsięwzięcia termomodernizacyjnego Dokumentacja wyboru optymalnego przedsięwzięcia termomodernizacyjnego budynku Planowane koszty całkowite Roczna oszczędność kosztów energii Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię Planowana kwota środków własnych i kwota kredytu Premia termomodernizacyjna 20% kredytu 16% kosztów całkowitych 2 lata oszczędności [zł] [zł/rok] [%] [zł] [%] [zł] [%] [zł] [zł] [zł] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 I+A 437 140,30 40 703,19 45,57 0,00 0,00 437 140,30 100,00 87 428,06 69 942,45 81 406,39 2 II+A 286 979,80 36 231,38 41,05 0,00 0,00 286 979,80 100,00 57 395,96 45 916,77 72 462,75 3 III+A 270 369,80 35 359,68 40,17 0,00 0,00 270 369,80 100,00 54 073,96 43 259,17 70 719,36 4 A + koszt Audytu 154 116,00 25 817,08 30,53 0,00 0,00 154 116,00 100,00 30 823,20 24 658,56 51 634,16 28
9. Opis techniczny optymalnego przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, przewidzianego do realizacji. Optymalnym wariantem jest wariant Nr 1 (I+A) i spełnia on wszystkie wymogi Ustawy. Pozostałe warianty mogą również być realizowane. Biorąc pod uwagę kompleksowość termomodernizacji oraz największą oszczędność energii proponuje się modernizację budynku według wariantu pierwszego. Według tego wariantu należy wykonać: 1. Ocieplenie ścian zewnętrznych budynku [SZ-1] o powierzchni 556 m 2 i [SZ-2] o powierzchni 630 m 2 należy wykonać płytami z wełny mineralnej lub ze styropianu o współczynniku przewodzenia ciepła λ = 0,040 W/mK i grubości 14 cm tzw. metodą bezspoinową. W pierwszej kolejności należy całą powierzchnię ścian wraz z ościeżnicami okiennymi i drzwiowymi zmyć wodą z hydrantu. Przyklejanie płyt można rozpocząć dopiero po wyschnięciu zmytych powierzchni. Przyklejanie płyt należy rozpocząć od dołu ściany budynku i posuwać się do góry. Najpierw należy wyznaczyć dolną linię ocieplenia. Następnie trzeba przymocować do ściany osłonę dolnej krawędzi płyt dociepleniowych wykonanej z perforowanej blachy aluminiowej. Szerokość profilu powinna wynosić 14 cm. 29
Płyty ocieplenia można przyklejać tylko przy bezdeszczowej pogodzie, oraz gdy temperatura powietrza nie jest niższa niż 5 C. Do ich przyklejania należy stosować masy klejące przygotowane zgodnie z informacją podaną w świadectwach dopuszczających je do stosowania. Masę klejącą należy nakładać na obrzeżach płyt, pasami o szerokości 3 4 cm, a na pozostałej powierzchni plackami o średnicy około 8 cm. Pasma należy nakładać na obwodzie płyt w odległości około 3 cm od krawędzi tak, aby przy przyklejaniu nie wyciskała się poza krawędzie płyt. Na środkowej części płyty należy nałożyć około 10 placków (w zależności od wielkości płyty) tak aby placki pokrywały około 40% powierzchni płyty. Po nałożeniu masy klejącej, płytę należy bezzwłocznie przyłożyć do ściany w przewidzianym dla niej miejscu, dosunąć do płyt już przyklejonych i docisnąć przez uderzenie packą drewnianą aż do uzyskania równej płaszczyzny z sąsiednimi płytami, co sprawdza się przez przyłożenie łaty drewnianej. Jeżeli masa klejąca wyciśnie się poza obrys płyty, trzeba ją usunąć. Niedopuszczalne jest powtórne dociskanie przyklejonych płyt, ani ich poruszanie po upływie kilku minut. W przypadku niewłaściwego przyklejenia płyty należy ją oderwać, zebrać masę klejącą ze ściany, po czym nałożyć ponownie masę klejącą na płytę i docisnąć ją do powierzchni ściany. Płyty należy przyklejać w układzie poziomym dłuższych krawędzi, z zachowaniem mijankowego układu spoin. Powierzchnia przyklejonych płyt powinna być równa, a szpary większe niż 2 mm zapełnione. 30
W tym celu należy pociąć nożem paski o odpowiedniej szerokości i powciskać w szpary. Całą powierzchnię należy dokładnie wyrównać. Czynności te można wykonywać nie wcześniej niż po 3 dniach od czasu przyklejenia płyt. Po wyrównaniu powierzchni płyt można przystąpić do nakładania tkaniny szklanej (zbrojącej). Prace te można wykonywać jedynie przy bezdeszczowej pogodzie i temperaturze powietrza nie niższej niż 5 i nie wyższej niż 25 C. Jeżeli jest zapowiadany spadek temperatury poniżej 0 C w przeciągu 24 h, to nie należy przyklejać tkaniny zbrojącej, nawet jeżeli temperatura podczas pracy jest wyższa niż 5 C. Jeżeli prace zostaną przerwane z jakichś powodów (np. przerwanie robót z powodu zimy) na czas dłuższy niż dwa tygodnie, to przed rozpoczęciem przyklejania tkaniny konieczne jest sprawdzenie jakości ocieplenia. Do przyklejania tkaniny zbrojącej należy stosować zaprawy i masy klejące przygotowane zgodnie z instrukcją zawartą w świadectwie dopuszczenia do stosowania. Masę klejącą należy nanosić na powierzchnię płyt ciągłą warstwą o grubości około 3 mm, rozpoczynając od góry ściany pasami pionowymi o szerokości tkaniny zbrojącej. Po nałożeniu masy klejącej należy natychmiast przykleić tkaninę zbrojącą rozwijając stopniowo rolkę tkaniny w miarę przyklejania i wciskać ją w masę klejącą za pomocą packi stalowej lub drewnianej. Tkanina powinna być napięta i całkowicie wciśnięta w masę klejącą. Następnie na powierzchnię przyklejonej tkaniny należy nałożyć drugą warstwę masy klejącej o grubości około 1mm w celu całkowitego przykrycia tkaniny. Przy nakładaniu tej warstwy należy całą powierzchnię dokładnie wyrównać i wygładzić. Grubość warstwy klejącej przy pojedynczej tkaninie powinna wynosić nie mniej niż 4 mm i nie więcej niż 6 mm. Niedopuszczalne jest przyklejanie tkaniny zbrojącej w ten sposób, że nakłada się ją na płyty nie pokryte masą klejącą, którą następnie nanosi się jednorazowo na tkaninę. Naklejona tkanina nie powinna wykazywać sfałdowań i powinna być równomiernie napięta. Sąsiednie pasy tkaniny powinny być przyklejone na zakład nie mniejszy niż 50 mm w poziomie i pionie. Szerokość tkaniny powinna być tak dobrana aby było możliwe oklejenie ościeży okiennych i drzwiowych na całej ich głębokości. Narożniki otworów okiennych i drzwiowych powinny być wzmocnione przez naklejenie bezpośrednio na styropianie kawałków tkaniny o wymiarach 25 x 35 cm. 31