ener lis, Efektywność energetyczna (www.negawaty.pl)
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Publikacja współfinansowana
ze środków UNII EUROPEJSKIEJ
w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Projekt „Plan Rozwoju Politechniki Częstochowskiej”
Publikacja jest dystrybuowana bezpłatnie na stronie:
www.plan-rozwoju.pcz.pl/energetyka.html
EFEKTYWNOŚC ENERGETYCZNA
W SYSTEMACH BUDOWLANO -
INSTALACYJNYCH
Materiały dydaktyczne
Zebrał i opracował: dr inż. Piotr Lis
Częstochowa 2009
1
Spis treści
Wprowadzenie
3
1. Efektywność energetyczna w budynkach a zużycie surowców energetycznych i ochrona
środowiska naturalnego
7
2. Wybrane akty prawne Unii Europejskiej dotyczące efektywności energetycznej
17
3. Wybrane krajowe akty prawne dotyczące efektywności energetycznej
27
4. Charakterystyka energetyczna budynku
45
4.1. Wzory świadectw charakterystyki energetycznej
46
4.2. Podstawowe wytyczne do określania charakterystyki energetycznej
50
4.3. Metodologia obliczania charakterystyki energetycznej budynku, lokalu mieszkalnego
lub części
budynku
stanowiącej
samodzielną
całość
techniczno - użytkową,
nie wyposażonych w instalację chłodzenia
57
4.4. Metodologia obliczania charakterystyki energetycznej budynku, lokalu mieszkalnego lub
części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno - użytkową, wyposażonych w
instalację chłodzenia
86
5. Wybrane wymagania związane z charakterystyką energetyczną budynku
88
5.1. Wymagania podstawowe związane z wskaźnikiem EP rocznego obliczeniowego zapotrzebowania
na nieodwracalną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody
użytkowej oraz chłodzenia
88
5.2. Wymagania izolacyjności cieplnej i inne wymagania związane z oszczędnością energii
92
5.3. Inne wymagania pośrednio związane z charakterystyką energetyczną budynków
104
6. Metoda oceny opłacalności i wyboru ulepszeń termo-modernizacyjnych dla budynku jako
budowlano-instalacyjnej całości
111
6.1. Metoda oceny opłacalności i wyboru ulepszeń termomodernizacyjnych prowadzących
do zmniejszenia strat przenikania ciepła przez przegrody budowlane i zmniejszenie
zapotrzebowania na ciepło na ogrzanie powietrza wentylacyjnego
114
6.2. Metoda wyboru optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego prowadzącego
do zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło na przygotowanie ciepłej wody użytkowej
125
6.3. Metoda wyboru optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego
poprawiającego sprawność cieplną systemu grzewczego
127
6.4. Metoda wyboru optymalnego wariantu przedsięwzięcia termo modernizacyjnego
130
7. Metoda oceny opłacalności i wyboru ulepszeń dla lokalnego źródła ciepła
133
7.1. Metoda sporządzania bilansu ciepła i wyznaczania efektów energetycznych dla lokalnego
źródła ciepła
135
7.2. Metoda obliczania kosztów wytwarzania ciepła i wyznaczania efektów ekonomicznych
dla lokalnego źródła ciepła
137
7.3. Metoda wyboru optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego lokalnego
źródła ciepła
138
Bibliografia
140
2
Wprowadzenie
Niniejszy materiał dydaktyczny dotyczy efektywności energetycznej w systemach
budowlano-instalacyjnych. Z tego względu postanowiono przybliżyć użyte w tytule opracowania
pojęcia, jest to szczególne ważne dla kompleksowego podejścia do przedstawianej problematyki.
Zacznijmy od terminu efektywności energetycznej.
Efektywność energetyczna jest to
zespół różnego rodzaju czynników - działań, zachowań, warunków, itp. - mających wpływ na
taki sposób użytkowania i wykorzystywania energii, któremu towarzyszą możliwie najmniejsze
straty energii. Biorąc pod uwagę duże uzależnienie współczesnego świata od różnych postaci
energii i wyczerpujące się zasoby konwencjonalnych surowców energetycznych, użytkowanie
energii w możliwie najbardziej efektywny sposób powinno być przedmiotem szczególnych
zabiegów. Zabiegów zarówno w skali państwa, gdzie kładzie się nacisk na bezpieczeństwo
energetyczne i ochronę środowiska, jak i w skali poszczególnych sektorów gospodarki z dążeniem
do osiągnięcia minimalnego lub redukcję nadmiernego udziału kosztów energii w kosztach
związanych z funkcjonowaniem tych sektorów. Niestety, problem ten ciągle nie jest dostatecznie
doceniany, chociaż podstawy prawne w różnych krajach zostały już stworzone.
Efektywność energetyczna jest jednym z ważniejszych czynników, silnie powiązanych
z gospodarką i ogólnie rozumianym rozwojem każdego kraju. Do 2020 roku wszystkie kraje
Unii Europejskiej muszą razem spełnić cele 3 x 20 uzgodnione na szczycie Rady Europejskiej
w marcu 2007 r. Cele te to:
zmniejszenie emisji CO
2
o 20%,
zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych do 20%,
zwiększenie efektywności energetycznej o 20% do 2020 roku.
Realizacja dwóch pierwszych celów wiąże się przede wszystkim ze znacznymi nakładami
finansowymi na wdrażanie technologii efektywnych energetycznie źródeł energii, zarówno
konwencjonalnych jak i niekonwencjonalnych. Realizacja trzeciego celu w znacznym zakresie
zależeć będzie od podjęcia, niejednokrotnie prostych, działań na rzecz oszczędzania energii.
Nie ulega wątpliwości, że wymagania zostały określone na wysokim poziomie. Wskazanie tego
rodzaju złożonego celu nakreśla kierunek działań koniecznych do podjęcia przez państwa
członkowskie. Podstawowe cele, które powinny być postawione przed podejmowanymi
działaniami i kreowaniem polityki w zakresie efektywności energetycznej, to:
poprawa efektywności wykorzystania paliw i energii w gospodarce narodowej,
określenie realizacji przedsięwzięć i działań w zakresie racjonalizacji użytkowania paliw
i energii jako jednego z podstawowych instrumentów realizacji polityki klimatycznej Polski,
osiągnięcie stałej tendencji we wzroście PKB przy jednoczesnym obniżaniu zużycia energii
pierwotnej, nie powodującemu nadmiernych barier w rozwoju kraju,
osiągnięcie poziomu wskaźników efektywności energetycznej gospodarki, odpowiadający
światowym najlepszym praktykom.
Kompleksowe podejście do problematyki energetycznej, uwzględniające szereg zagadnień
na wszystkich poziomach nazwano Zrównoważoną Polityką Energetyczną.
Użycie pojęcia „zrównoważona” wynika z podkreślenia konieczności połączenia pojęcia
„energia” z praktycznie wszystkimi aspektami życia społecznego,
gospodarczego
3
i ekonomicznego. Połączenia mającego wpływ na warunki i standard żucia obywateli państwa,
na ich zdrowie, jakość infrastruktury technicznej, zużycie energii, ochronę zasobów naturalnych,
rozwój gospodarczy, wykorzystanie energii odnawialnej, itp.. Tego rodzaju podejście przywodzi
na myśl główne zasady ogólnie rozumianego zrównoważonego rozwoju, z jego trzema
podstawowymi celami – społecznym, ekonomicznym i ekologicznym. Celem realizacji
zrównoważonej polityki energetycznej jest polepszenie dobrobytu społeczeństwa w wieloletnim
horyzoncie czasowym poprzez dążenie do utrzymania równowagi pomiędzy:
bezpieczeństwem energetycznym,
zaspokojeniem potrzeb społecznych,
konkurencyjnością usług w sektorze,
ochroną środowiska.
Zrównoważony system energetyczny powinien charakteryzować się cechami takimi jak:
bezpieczeństwo energetyczne, jakość i niezawodność dostaw,
konkurencyjność, efektywność i wspieranie dynamiki wzrostu gospodarczego, sprzyjanie
dobrobytowi społeczeństwa,
uwzględnianie różnych aspektów związanych z zdrowiem ludzi, proekologiczność
przejawiająca się ochroną środowiska naturalnego i dążenie w miarę możliwości do jego
odnowy, co jest związane z koniecznością utrzymania podstaw ekologicznych życia na Ziemi.
Mając na uwadze powyższe wydaje się uprawnione stwierdzenie, że owo zrównoważenie
energetyczne jest nierozerwalnie związane z efektywnością energetyczną.
W opinii wielu środowisk w Polsce istnieje duży potencjał zwiększenia efektywnego
wykorzystania energii, który może być również wykorzystany dla stymulowania wzrostu
gospodarczego poprzez inwestowanie w realizację działań związanych z podnoszeniem efektywności
energetycznej. Zaoszczędzona energia może stać się większym i tańszym źródłem energii niż
tradycyjne surowce energetyczne wykorzystywane w konwencjonalnych źródłach energii. Tylko w
Europie opłacalne inwestycje w bardziej energooszczędne budynki mogłyby zaoszczędzić ponad 270
mld Euro oraz około 400 milionów ton zanieczyszczeń CO
2
rocznie [na podstawie:
.
Przy tej okazji warto zwrócić uwagę, że w sposób pośredni realizacja zwiększenia efektywności
energetycznej o 20% sprzyja zmniejszeniu emisji CO
2
o 20%. Działania na rzecz polepszenia
efektywnego wykorzystania energii powinny odnosić się do wszystkich sektorów oraz obszarów
działalności. Powinny obejmować nie tylko wzrost efektywności energetycznej w sferze produkcji,
lecz również racjonalne wykorzystanie energii w innych obszarach takich jak sektor komunalno-
bytowy, będący podstawowym obszarem zainteresowania w niniejszym opracowaniu.
Przejdźmy teraz do określenia budynku jako pewnego rodzaju systemu budowlano-
instalacyjnego.
Dzieło powstałe w wyniku zakończonego procesu projektowego i inwestycyjnego
jakim jest budynek to połączenie rozwiązań architektoniczno-budowlanych i instalacyjnych
tworzących pewną całość, wkomponowaną w środowisko naturalne. To wyodrębnione w sposób
techniczny mikrośrodowisko wewnętrzne mające służyć zaspakajaniu określonych potrzeb
człowieka, które jednocześnie pozostaje we wzajemnym oddziaływaniu z otaczającym
mikrośrodowiskiem zewnętrznym.
Rozwiązania zastosowane w budynku pomagają lub przeszkadzają w tworzeniu właściwego dla
człowieka mikrośrodowiska w jego wnętrzu i pozostają we wzajemnym pozytywnym lub
4
negatywnym oddziaływaniu z mikrośrodowiskiem zewnętrznym otaczającym wspomniany
budynek, a poprzez to najbliższe otoczenie z środowiskiem naturalnym. Ilustracją powyższych
stwierdzeń jest przedstawiony rysunek.
ŚRODOWISKO NATURALNE
- MIKROŚRODOWISKO ZEWNĘTRZNE
(czerpanie ze środowiska)
BUDYNEK
- MIKROŚRODOWISKO
WEWNĘTRZNE
WZAJEMNE
WZAJEMNE
(Oddziaływanie
środowiska
naturalnego
poprzez
mikrośrodowisko
zewnętrzne
na budynek)
Cechy
architektoniczno-
budowlane
(Oddziaływanie
budynku poprzez
mikrośrodowisko
zewnętrzne
na środowisko
naturalne)
Cechy
instalacyjne
BUDOWLANO-INSTALACYJNA
CAŁOŚĆ -
- SYSTEM
BUDOWLANO-INSTALACYJNY
ODDZIAŁY-
WANIE
ODDZIAŁY-
WANIE
(odprowadzanie do środowiska)
ŚRODOWISKO NATURALNE
- MIKROŚRODOWISKO ZEWNĘTRZNE
Rys. Budynek jako system budowlano instalacyjny w środowisku naturalnym
Kompleksowe spojrzenie na budynek jako sumę działań architektonicznych, budowlanych
i instalacyjnych pozwala na optymalne połączenie wymienionych dziedzin dla osiągnięcia
zadawalającego efektu zarówno z punktu widzenia technicznego jak i oczekiwań i komfortu
przebywającego w nim człowieka. Podmiotem takiego spojrzenia powinien być człowiek
i optymalizacja warunków jego przebywania w budynku przy jednoczesnej wysokiej
efektywności energetycznej i minimalizacji negatywnego oddziaływania na środowisko
naturalne. W tym miejscu można zaryzykować stwierdzenie, że wysoka efektywność energetyczna
w eksploatacji budynków nie jest możliwa do osiągnięcia bez równoczesnego rozpatrywania
różnych aspektów jego projektowania, realizacji i eksploatacji. Taki budynek zawsze będzie
funkcjonował jako pewnego rodzaju system budowlano-instalacyjny, bez względu na to czy
człowiek będzie pamiętał, że jego wzniesienie jest efektem współdziałania różnych dziedzin.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]