Energooszczędność w budownictwie mieszkaniowym – punkt widzenia

Celem artykułu nie jest podważanie słusznego kierunku dążenia do ograniczenia zużycia energii, której produkcja w Polsce oparta jest obecnie na paliwach kopalnych (rys. 1).

Do ograniczenia zużycia energii i paliw kopalnych jesteśmy zobowiązani ze względu na ochronę środowiska oraz przyszłość następnych pokoleń. Zmniejszenie zużycia energii na potrzeby ogrzewania i wentylacji budynków mieszkalnych jest elementem kluczowym ze względu na jej znaczny udział w całkowitym zużyciu energii w Polsce. Nie poznamy jednak granicy opłacalności ograniczenia zużycia ciepła na etapie eksploatacji bez uwzględnienia energetycznych kosztów życia systemów i urządzeń oraz kosztów ekonomicznych i społecznych. Wprowadzenie wymagania szerokiego stosowania rozwiązań w zamyśle ograniczających zużycie energii powinno zostać poprzedzone dogłębną analizą bilansu energetycznego, ekonomicznego i społecznego proponowanych zmian.

Bilans energetyczny

W poszczególnych analizach energetycznej opłacalności ograniczania zużycia (np. [3–7]) nie uwzględniono dotychczas pełnego bilansu energetycznego. Analizy te przedstawiają systemy i rozwiązania techniczne, które pozwalają na uzyskanie konkretnego wymogu (granicznej wartości nieodnawialnej energii pierwotnej EP), oraz korzyści energetyczne i finansowe uzyskane dzięki zastosowaniu tych rozwiązań. Niestety żadne z tych opracowań nie uwzględnia „energetycznego cyklu życia” systemów i urządzeń.

Energetyczny cykl życia to ilość energii, którą należy dostarczyć, aby wyprodukować, przetransportować, serwisować, a następnie zutylizować dane urządzenie czy system. Zużycie energii na ten cel rozpoczyna się wraz z wydobyciem czy uzyskaniem surowców (np. rudy żelaza, ropy naftowej, żwiru, kauczuku itd.).

Surowce są następnie przetwarzane w zakładach produkcyjnych (także tych bardzo energochłonnych, jak np. huty), transportowane (zużycie paliwa), montowane, poddawane pracom serwisowym, a na końcu użytkowania także utylizowane. Procesom tym towarzyszą także inne etapy związane z dystrybucją i sprzedażą (chociażby utrzymanie biur, magazynów).

Patrząc na złożoność systemów i urządzeń stosowanych w nowoczesnych budynkach (termoizolacja przegród i okien, instalacje i źródła ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej, wentylacja), ich wartość energetycznego cyklu życia może być w całkowitym bilansie energetycznym budynku zauważalna.

W istniejących opracowaniach trudno znaleźć również oszacowanie wpływu produkcji i transportu elementów budowlanych związanych z ograniczeniem zużycia ciepła na środowisko.

Produkcji, oprócz zanieczyszczenia gazami cieplarnianymi, może towarzyszyć również zanieczyszczenie wód czy ziemi.

Aspekt finansowy

Ograniczenie zużycia energii na ogrzewanie i wentylację wiąże się ze zwiększeniem kosztów budowy domów jedno- i wielorodzinnych. Duży udział we wzroście kosztów inwestycyjnych będą miały instalacje wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła z powietrza wywiewanego. Spełnienie obowiązującej od 2021 roku maksymalnej wartości wskaźnika EP_H+W praktycznie zmusi nas do stosowania tego rodzaju wentylacji.

Polski Związek Firm Deweloperskich w piśmie do resortu budownictwa [2] szacuje wzrost kosztów inwestycyjnych dla budynków wielorodzinnych na 4%. Natomiast w przypadku budynków jednorodzinnych może on być jeszcze wyższy, szczególnie tych o małym metrażu [20].

Analizując oszczędności energetyczne i finansowe uzyskane dzięki stosowaniu wentylacji mechanicznej, warto także wziąć pod uwagę koszty eksploatacyjne. Pomijając zużycie prądu do zasilania silników wentylatorów (niski udział), koszty serwisu i wymiany filtrów, a także czyszczenia instalacji oraz w końcu wymiany urządzeń co 10–15 lat będą znaczące.

Ciekawe porównanie finansowe przedstawione zostało w opracowaniu pt. Wskaźnik zapotrzebowania na nieodwracalną energię pierwotną a optymalizacja kosztów (RI 12/2015) [3]. Z analizy tej wynika, że „wymagania dotyczące wartości wskaźnika zapotrzebowania na nieodwracalną energię pierwotną EP_CO+W nie są optymalne kosztowo”.

Warto także zwrócić uwagę, że do analizy przyjęto 30 lat. Obecny standard wykonania urządzeń nie gwarantuje ich efektywnej pracy przez tak długi okres. Podobny wniosek na temat opłacalności stosowania systemów i rozwiązań zapewniających wyższą energooszczędność można wysnuć z artykułu [20]. Autorzy porównują w nim także wymagania polskie i innych krajów europejskich.

Pojawia się zatem pytanie, dlaczego wymagać od współobywateli stosowania systemów nieopłacalnych finansowo? A jeżeli wymagać, to czy nie należałoby ich bardziej zachęcić poprzez odpowiednie wsparcie ekonomiczne i informacyjno-edukacyjne.

Realny czas pracy urządzeń z zakresu instalacji sanitarnych

Jak wspomniano, w analizach i w nowym projekcie rozporządzenia w sprawie metody kalkulacji kosztów cyklu życia budynków oraz sposobu przedstawiania informacji o tych kosztach [10] wskazywany jest okres 30 lat. W tak długim czasie należy się liczyć przynajmniej z koniecznością wymiany urządzeń z zakresu instalacji sanitarnych, co zresztą zostało uwzględnione w tabeli 1 („kosztów utrzymania”) powyższego rozporządzenia. Zatem do analizy opłacalności energetycznej i finansowej należy przyjmować czas krótszy (realnie: 15 lat). Autor odnosi się tu do projektu rozporządzenia, który poddano analizie w ramach pracy Głównej Komisji Legislacyjnej PZITS [11] i niestety w dużym stopniu skrytykowano.

Aspekt społeczny

Dla społeczeństwa polskiego wciąż rozwijającego się gospodarczo i odstającego pod względem liczby mieszkań od krajów Unii Europejskiej (średnia liczba osób w gospodarstwie domowym w Polsce wynosi 2,8, a średnia europejska to 2,3 [14]), wzrost cen inwestycyjnych nawet o 4% jest znaczący.

Z przykrością trzeba zauważyć, że świadomość i kultura techniczna naszego społeczeństwa są niewystarczające, co przy konieczności stałego nadzoru i odpowiedniej eksploatacji nowoczesnych systemów budzi wątpliwość wobec zasadności wymagania stosowania zaawansowanych technologii. Jaki procent naszych rodaków będzie systematycznie serwisować np. urządzenia i instalacje wentylacyjne? Ilu będzie wymieniać wkłady filtracyjne, czyścić kanały wentylacyjne?

Problem pogłębiają niejasne zapisy wykonawcze w Prawie budowlanym, szczególnie w rozporządzeniu [1].

Przykładem jest brak definicji pomieszczenia wentylatorowni, dla której np. w przypadku budynków wielorodzinnych obowiązują konkretne wymagania ochrony przeciwpożarowej (§ 268.1.5). Czy nie pojawi się pomysł takiej interpretacji powyższego zapisu, aby w układach zdecentralizowanych wentylacji mechanicznej w budynku wielorodzinnym średniowysokim nie było wymagane wydzielenie pożarowe pomieszczenia ze zlokalizowaną w nim centralką nawiewno-wywiewną? Będziemy wtedy obudowywać przegrodami i drzwiami o odporności ogniowej np. kuchnie w mieszkaniach, a na kanałach w obrębie mieszkania montować klapy przeciwpożarowe odcinające?

Kolejny przykład sprzeczności przepisów. Metodyka wyznaczania zapotrzebowania na ciepło na cele wentylacji, określona w rozporządzeniu o charakterystyce energetycznej [12], jest niezgodna z wymaganiami polskich przepisów, tj. warunków technicznych [1] i przywoływanych przez nie rozwiązań z normy [19]. Metodyka ta opiera się na określonym strumieniu wentylacji odniesionym do m² powierzchni lokalu.

Poprawna wentylacja w budynkach mieszkalnych bazuje na strumieniach powietrza określonych dla poszczególnych pomieszczeń (łazienka, kuchnia itd.) [19] oraz, co ważniejsze, na minimalnym strumieniu powietrza zewnętrznego (§ 149 [1]), który ma zostać zapewniony każdej osobie przebywającej w budynku.

Główna Komisja Legislacyjna PZITS swoje spostrzeżenia i propozycje dotyczące planowanych zmian przepisów przedstawiła w piśmie [11] i innych pismach opracowanych w ramach Zrzeszenia. Niestety nie zostały one uwzględnione przy ostatniej nowelizacji.

Czytaj też: Etykietowanie energetyczne w praktyce projektowania i budowy budynków >>>

Ochrona zasobów paliw nieodnawialnych oraz środowiska

Musimy oszczędnie gospodarować zużyciem paliw, ale równie ważny jest dla nas i naszego środowiska sposób przetwarzania nieodnawialnych źródeł energii oraz wybór tych, których spalanie powoduje najmniejsze szkody. Jak jednak wcześniej wspomniano – nie poznamy granicy energetycznej opłacalności ograniczenia zużycia ciepła na etapie eksploatacji bez uwzględnienia energetycznych kosztów życia systemów i urządzeń oraz bez uwzględnienia kosztów społecznych.

Pod względem zużycia paliw kopalnych oraz źródeł odnawialnych Polska nie odstaje od średniej europejskiej. Niemniej warto porównać zestawienie źródeł energii wykorzystywanej w gospodarstwach domowych (­tab. 1).

W aspekcie czystości powietrza głównym problemem nie jest samo stosowanie paliwa kopalnego, ale jego rodzaj oraz sposób i jakość spalania. W Polsce szala przechyla się na stronę węgla, natomiast w UE przeważa wykorzystanie gazu ziemnego.

Patrząc przez pryzmat jakości emisji spalin, to ważna różnica. Powszechne stosowanie węgla wynika nie tylko z dostępności, ale przede wszystkim z poziomu jakości życia społeczeństwa, naszej mentalności i uwarunkowań politycznych.

Głównym źródłem zanieczyszczeń w Polsce jest oprócz transportu niska emisja spalin związana z ogrzewaniem i przygotowaniem ciepłej wody użytkowej w istniejących budynkach mieszkalnych.

W Polsce jest 13,4 mln gospodarstw domowych (lokali mieszkalnych), aż 49% z nich jest ogrzewane z wykorzystaniem paliwa stałego, w dużej mierze o niskiej jakości (zarówno pod względem składu, jak i kaloryczności). Średni wiek kotłów na paliwo stałe przekracza 24 lata [14].

Charakterystykę wieku węglowych źródeł ciepła w polskich domach przedstawia rys. 2.

W zabudowie miejskiej zaledwie 66% budynków poddanych zostało termomodernizacji. Na wsi sytuacja jest jeszcze gorsza, gdyż tylko 44% budynków jest ocieplonych [14].

Zestawiając te liczby z niedostatecznym poziomem świadomości społecznej i wykorzystywaniem jako paliwa odpadów, widzimy główne problemy, z którymi należy się obecnie zmierzyć poprzez inicjowanie dofinansowań związanych z termomodernizacją i wymianą źródeł ciepła. Dofinansowanie nie może jednak obejmować tylko inwestycji. Najbiedniejszych trzeba wspomóc również w ponoszeniu kosztów eksploatacyjnych.

Czytaj też: Integracja systemów wentylacyjnych i grzewczo-chłodzących dla budynków pasywnych jednorodzinnych >>>

Wnioski

1. W Polsce należy przeprowadzić termomodernizację około połowy istniejących budynków mieszkalnych. Dotyczy to m.in. prawie 4 mln budynków jednorodzinnych [14, 17]. Rocznie powstaje ok. 160 tys. nowych lokali mieszkalnych.

Nowe budynki należy wykonywać w dobrym, energooszczędnym standardzie, jednak łatwo zauważyć, gdzie jest rzeczywisty potencjał i konieczność poprawy zużycia energii.

Autor jest zdania, że należy wspierać tych obywateli, którzy budują lub kupują energooszczędne budynki, a nie nakładać na nich nowe obciążenia.

2. Wsparcie powinno dotyczyć także zakresu modernizacji budynku.

Trzeba pamiętać, że budynek poddany przebudowie trzeba dostosować do obecnie obowiązujących przepisów. Ich zaostrzenie stanowić będzie niestety dodatkową przeszkodę.

3. Unia Europejska w dyrektywach [8, 9] nie podaje obowiązujących granicznych wartości współczynnika EP [kWh/m² rok], jakie mają spełniać budynki. Ich określenie pozostawiono poszczególnym krajom członkowskim – na podstawie możliwości społecznych, lokalnego klimatu i innych uwarunkowań. Dlaczego zatem sami narzucamy sobie tak znaczne obciążenia?

4. Należy ograniczyć zużycie ciepła na rzecz dobra nas samych oraz naszego środowiska, ale trzeba to robić z uwzględnieniem wszystkich aspektów, a więc energetycznych, finansowych i społecznych.

5. Jest jeszcze czas na korektę wymagań, które mają wejść w życie w roku 2021 dla modernizowanych budynków mieszkalnych.

Warto jeszcze raz przeanalizować wszystkie zalety i wady wartości granicznych zużycia ciepła przez budynki.

Liczba niezmodernizowanych istniejących budynków świadczyć może o braku zasobów finansowych ich właścicieli.

Pogłębienie wymagań związanych z przebudową (termomodernizacją) jeszcze bardziej wstrzyma proces zwiększania jakości energetycznej istniejących budynków.

6. Określenie wskaźnika granicznego na m² powierzchni ogrzewanej premiuje osoby bogate.

Należy zwrócić uwagę, że obywatel posiadający mieszkanie o powierzchni 50 m2 będzie kilkukrotnie mniej „odpowiedzialny” za emisję spalin i zużycie energii na cele grzewcze, wentylację i przygotowanie ciepłej wody użytkowej od właściciela większego mieszkania (domu, rezydencji).

Różnica będzie jeszcze większa w przypadku budynku dodatkowo wyposażonego w energochłonne rozwiązania techniczne, np. w basen. Jeżeli chodzi o ocenę z punktu widzenia energetycznego, jest to po prostu niesprawiedliwe.

Być może warto zastanowić się nad podatkiem od luksusu, który byłby przeznaczany na modernizację wysokoemisyjnych źródeł w budynkach zamieszkiwanych przez osoby ubogie?

7. Warto przyjrzeć się krytycznie tzw. ekologicznym i czystym paliwom.

Dobrym przykładem jest tu energia elektryczna, która w Polsce ze względu na rodzaj pozyskiwania (głównie spalanie węgla w elektrociepłowniach) oraz niską jakość techniczną sieci przesyłowych nie jest atrakcyjna energetycznie. Oprócz małej sprawności pozyskania i przesyłu powstaje znacząca ilość ciepła odpadowego, szczególnie w okresie letnim.

8. Należy promować odnawialne źródła ciepła, ale ze świadomością ich niedoskonałości.

Dobrym przykładem jest biomasa, która ma bardzo niski wskaźnik udziału energii nieodnawialnej – w zależności od sposobu zasilania budynku w energię dla miejscowego wytwarzania w_i= 0,2, dla ciepła sieciowego z kogeneracji w_i = 0,15 (wi to współczynnik nakładu energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii [12]), natomiast jakość spalin w zakresie emisji pyłów nie jest lepsza od paliwa węglowego [21].

Zatem biomasa tak, ale tylko w źródłach z instalacją odpylania! Biomasa stanowi ok. 70% źródeł odnawialnych w Polsce. Z jednej strony mamy korzyść wynikającą z uzyskania alternatywnego odnawialnego źródła energii, a z drugiej spalanie tego źródła znacząco przyczynia się do zanieczyszczenia atmosfery i niskiej emisji.

9. Polska nie odstaje od innych krajów europejskich udziałem energii odnawialnej w końcowym zużyciu energii. Plasujemy się pod tym względem na poziomie takich państw, jak Niemcy i Francja, wyżej od Wielkiej Brytanii (rys. 3).

Warto także zwrócić uwagę, że im mniejsza liczba mieszkańców, tym wyższy udział energii odnawialnej w końcowym zużyciu energii. Nie mamy zatem czego się wstydzić.

W przypadku ciepłownictwa i chłodnictwa udział energii odnawialnej w całkowitym zużyciu energii nie odbiega znacząco od średniej dla 28 państw UE (rys. 4).

10. Cenną inicjatywą była nowelizacja rozporządzenia w sprawie wymagań dla kotłów na paliwo stałe [13]. Niezrozumiały jest jednak długi okres możliwości wprowadzenia do obrotu kotłów już wyprodukowanych (1 lipca 2018 r.). Konsekwencją jest rozkwit sprzedaży kotłów niskiej jakości, które będą emitować zanieczyszczenia przez długie lata.

11. Aby obniżyć zawartość zanieczyszczeń w powietrzu, trzeba wprowadzić system dotkliwych kar za emisję spalin bardzo niskiej jakości. Warto także wziąć pod uwagę konieczność dofinansowania najbiedniejszych w zapewnieniu dostawy dobrego paliwa.

Podsumowanie

Oszczędność energii, ograniczenie zużycia nieodnawialnych paliw kopalnych, ochrona środowiska – to priorytety. Do celu należy jednak dochodzić w sposób racjonalny, z pełną świadomością kosztów i zysków. Nie należy ślepo podążać za innymi. Trzeba także wspierać tych najsłabszych i najbiedniejszych. Te myśli były dla autora przewodnie i to one doprowadziły do przedstawienia powyższego punktu widzenia.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznym, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2017, poz. 2285).
2. Pismo Polskiego Związku Firm Deweloperskich z 15 czerwca 2016 r. do Andrzeja Adamczyka, ministra infrastruktury i budownictwa, w zakresie nowelizacji RMI, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
3. Firląg S., Węglarz A, Goleniewski A., Wskaźnik zapotrzebowania na nieodwracalną energię pierwotną a optymalizacja kosztów, „Rynek Instalacyjny” nr 12/2015.
4. Żurawski J., Efektywność energetyczna w budownictwie, maj 2013, http://www.eip-cz-pl.eu/pl/files/Budynki_energooszcz%C4%99dne_podr%C4%99cznik.pdf (dostęp 5.06.2018).
5. Sowa J. (red.), Budynki o niemal zerowym zużyciu energii, Warszawa 2017.
6. Jadwiszczak P., Trząski A., Wentylacja i ogrzewanie w nowych przepisach. Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki – wymagania WT 2017 i 2021, Grupa Medium, Warszawa 2016.
7. Wiszniewski A., Trząski A., Aspekty ekonomiczne i środowiskowe ogrzewania elektrycznego w nowo wznoszonych budynkach jednorodzinnych, „Rynek Instalacyjny” nr 10/2017.
8. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2002/91/EC z dnia 12 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz.Urz. UE L 001/65 z 04/01/2003 P).
9. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz.Urz. UE L 153/13).
10. Projekt z dnia 10 listopada 2017 r. rozporządzenia Ministra i Budownictwa w sprawie metody kalkulacji kosztów cyklu życia budynków oraz sposobu przedstawienia informacji o tych kosztach, http://legislacja.rcl.gov.pl/docs//523/12305007/12470424/12470425/dokument316349.pdf, (dostęp 5.06.2018).
11. Pismo PZITS do ministra Tomasza Żuchowskiego, podsekretarza stanu, w sprawie projektu rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa w sprawie metody kalkulacji kosztów cyklu życia budynków oraz sposobu przedstawienia informacji o tych kosztach, http://www.pzits.pl/www/wp-content/uploads/2017/12/MIiB_07122017.pdf (dostęp 5.06.2018).
12. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (DzU 2015, poz. 376).
13. Rozporządzenie Ministra Rozwoju i Finansów z dnia 1 sierpnia 2017 r. w sprawie wymagań dla kotłów na paliwo stałe (DzU 2017, poz. 1690).
14. Zużycie energii w gospodarstwach domowych w 2015 roku, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 2017.
15. Strategia. Bezpieczeństwo energetyczne i środowisko. Perspektywa do 2020 r., Ministerstwo Gospodarki, Ministerstwo Środowiska, Warszawa, kwiecień 2014.
16. Energia 2017, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 2017.
17. Efektywność energetyczna w Polsce. Przegląd 2015. Domy jednorodzinne. Mechanizm wspierania modernizacji, Instytut Ekonomii Środowiska „Efektywna Polska”, Kraków 2016.
18. Budownictwo mieszkaniowe – tablice przeglądowe od 1991 roku, GUS, http://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/przemysl-budownictwo-srodki-trwale/budownictwo/budownictwo-mieszkaniowe-tablice-przegladowe-od-1991-roku,6,5.html (dostęp 5.06.2018).
19. PN-83/B-03430+Az3/2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
20. Łaskawiec K., Żurawski J., Kontrowersje wokół warunków technicznych. Czy to się opłaca?, „Izolacje” nr 2/2017.
21. Lech-Brzyk K., Niewczas J., Emisja cząstek pyłu podczas spalania różnych gatunków biomasy w kotle małej mocy, http://www.pzits.not.pl/docs/ksiazki/Pol_%202012/Lech-Brzyk%20337-345.pdf (dostęp 5.06.2018).

Czytaj też: Rynek wentylatorów - stabilizacja i oczekiwanie na nowe wymagania >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!