Projektowanie i wykonywanie budynków niemal zeroenergetycznych (nZEB)

Analizowany budynek szkolno-przedszkolny w Podgórzynie
Analizowany budynek szkolno-przedszkolny w Podgórzynie
Fot. Redakcja RI

Projektowanie i budowa budynków niemal zeroenergetycznych wymaga powiązania ze sobą wielu istotnych elementów z różnych branż. Należy uwzględnić wszystkie szczegóły i detale, gdyż z pozoru niewielki element, np. mostki cieplne, może mieć duży wpływ na efektywność energetyczną całego budynku. Dobór odpowiednich elementów konstrukcyjnych i izolacyjnych musi zawsze iść w parze z projektem instalacji oraz źródeł ciepła i chłodu.

W artykule:

• Wymagania WT2021
• Wytyczne
• Mostki cieplne
• System grzewczo-chłodniczy

Projektowanie i wznoszenie budynków niemal zeroenergetycznych (nZEB) wymaga dużej staranności, zwłaszcza w kwestii szczegółów. Wzorem mogą być wytyczne opracowane dla budynków pasywnych. Na podstawie doświadczeń projektowo-wykonawczych w artykule opisano szczegółowe wymagania definiujące budynek nZEB, które pozwolą osiągnąć oczekiwany poziom zużycia energii pierwotnej wymagany przez warunki techniczne (EPWT2021) [1]. Spełnienie wymagań stawianych budynkom niemal zeroenergetycznym omówione zostanie na przykładzie zaprojektowanego i wybudowanego w 2018 roku demonstracyjnego budynku szkolno-przedszkolnego w Podgórzynie k. Jeleniej Góry.

Wymagania WT2021

Maksymalną wartość wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP oblicza się zgodnie z poniższym wzorem:


gdzie: 

  • EPH+W – cząstkowa wartość wskaźnika EP na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej,
  • ΔEPC – cząstkowa wartość wskaźnika EP na potrzeby chłodzenia, 
  • ΔEPL – cząstkowa wartość wskaźnika EP na potrzeby oświetlenia.

Cząstkowe wartości wskaźnika EP określa się zgodnie z tabelą 1.

Cząstkowe wartości wskaźnika EP
Tabela 1. Cząstkowe wartości wskaźnika EP na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej

W przypadku budynku o różnych funkcjach użytkowych maksymalną wartość wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP oblicza się zgodnie z poniższym wzorem:


gdzie: 

  • EPi − wartość wskaźnika rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP dla części budynku o jednolitej funkcji użytkowej o powierzchni Af,i, obliczona zgodnie ze wzorem zawartym w ust. 1; 
  • Af,i − powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza (ogrzewana lub chłodzona) dla części budynku o jednolitej funkcji użytkowej, określona zgodnie z przepisami wydanymi na podstawie art. 15 ustawy z dnia 29 sierpnia 2014 r. o charakterystyce energetycznej budynków.

Czytaj też: Projekt i wykonanie niemal zeroenergetycznego zespołu szkolno-przedszkolnego >>

Wytyczne

W załączniku nr 2 do rozporządzenia WT [1] zamieszczono wymagania szczegółowe w zakresie wartości współczynnika przenikania ciepła UC ścian, stropów, dachów, stropodachów, okien, drzwi oraz izolacji technicznych dla wszystkich rodzajów budynków, uwzględniające poprawki ze względu na pustki powietrzne w warstwie izolacji, łączniki mechaniczne przechodzące przez warstwę izolacyjną oraz opady na dach o odwróconym układzie warstw. Obliczone one zostały zgodnie z Polskimi Normami dotyczącymi obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła oraz przenoszenia ciepła przez grunt – nie mogą być większe niż wartości UC(max) określone w odpowiednich tabelach. Jednak spełnienie wymagań szczegółowych uniemożliwia spełnienie wymagań w zakresie nieodnawialnej energii pierwotnej. Pojawia się zatem pytanie, jak należy zaprojektować poszczególne elementy budynku, aby spełnić wymagania w zakresie EP? 

Na podstawie doświadczeń zebranych przy projektowaniu i wznoszeniu budynków o niemal zerowym zużyciu energii wypracowano zakres szczegółowych wymagań umożliwiających osiągnięcie oczekiwanych poziomów energochłonności: 

  • przy współczynniku kształtu A/Ve > 1,0 średni współczynnik przenikania ciepła dla przegród nieprzezroczystych powinien być ≤ 0,1 W/(m2K);przy współczynniku kształtu 0,5 < A/Ve < 1 średni współczynnik przenikania ciepła dla przegród nieprzezroczystych powinien być ≤ 0,13 W/(m2K);
  • przy współczynniku kształtu A/Ve < 0,5 średni współczynnik przenikania ciepła dla przegród nieprzezroczystych powinien być ≤ 0,15 W/(m2K); 
  • współczynnik przenikania ciepła dla okien powinien być ≤ 0,8 W/(m2K); 
  • g szyby powinno być ≥ 0,6;
  • szczelność powietrzna stolarki powinna być w kl. IV, L100 ≤ 1,5–2 m3/h/m2;
  • przegrody przezroczyste należy wyposażyć w ruchome osłony przeciwsłoneczne (światłołamacze, markizy, refleksole) sterowane automatycznie;
  • wartość konstrukcyjnego współczynnika przenikania ciepła podłogi na gruncie powinna być ≤ 0,2 W/(m2 K);
  • należy zastosować wentylację z odzyskiem ciepła o sprawności temperaturowej rekuperacji η ≥ 90% z funkcją free coolingu lub z wymiennikiem gruntowym;
  • szczelność powietrzna budynku powinna być na poziomie n50 ≤ 0,2–0,4 wym/h;
  • należy zastosować ogrzewanie i chłodzenie powierzchniowe oparte na rewersyjnych pompach ciepła;
  • zaleca się pompy ciepła o sezonowym współczynniku sprawności SCOP ≥ 4,5–4,0;
  • średnia moc oświetlenia powinna być ≤ 5,5 W/m; 
  • oświetlenie powinno być wyposażone w czujniki ruchu i natężenia światła. 

Zastosowanie powyżej wymienionych rozwiązań pozwoli spełnić wymagania w zakresie energii pierwotnej EPH+W na poziomie ≤ 65 kWh/(m² rok).

W dalszej części poddano analizie wpływ mostków cieplnych na efektywność energetyczną budynku oraz wpływ systemu grzewczo-chłodniczego na przykładzie budynku szkolno-przedszkolnego w Podgórzynie (fot. 1, tabela 2).

Charakterystyka geometryczna analizowanego budynku
Tabela 2. Charakterystyka geometryczna analizowanego budynku

Mostki cieplne

W każdym, nawet najlepiej zaprojektowanym budynku zawsze będą występować mostki cieplne, czyli miejsca o obniżonej izolacyjności termicznej. Niestety brak wiedzy w tym zakresie jest przyczyną wielu konfliktów na linii wykonawca – inwestor, zwłaszcza gdy wiedza ta opiera się jedynie na pomiarach za pomocą kamer termowizyjnych operatorów niemających wystarczających informacji i umiejętności. 

Poprawne zaprojektowanie detali architektonicznych nie jest zadaniem prostym. Pominięcie ich wpływu na właściwości energetyczne budynku może się wiązać z niedoborem mocy grzewczej źródła ciepła. Ma to szczególne znaczenie w budynkach zasilanych ciepłem z pomp ciepła. 

Skoro występowanie mostków cieplnych jest nieuniknione, to jaki ich udział w stratach ciepła i jaki poziom jest akceptowalny?

W dokumentacji projektowej analizowanego obiektu zawarto szereg rozwiązań, które miały na celu eliminację lub ograniczenie wpływu mostków termicznych na całkowity bilans energetyczny oraz poprawienie szczelności powietrznej budynku. Zakładany efekt udało się osiągnąć m.in. dzięki zastosowaniu poniższych rozwiązań.

W przegrodach zewnętrznych zastosowano elementy systemowe – cylindry montażowe o średnicy 90 mm, wykonane z twardego polistyrenu ekspandowanego o gęstości 150 kg/m3, mające współczynnik przewodności cieplnej λ = 0,040 W/(mK). Cylinder montażowy został wykorzystany do montażu kamer zewnętrznych, opraw oświetleniowych (rys. 1), obejm rur spustowych oraz częściowo podkonstrukcji pod zieloną elewację. 

szczegół montażu oprawy oświetleniowej
Rys 1. Szczegół montażu oprawy oświetleniowej za pośrednictwem cylindra montażowego

Konsola wykonana z twardej pianki PUR (rys. 2) wykorzystana została do montażu na elewacji elementów o masie do 100 kg. Konsolę wykorzystano do montażu daszku nad wejściem do budynku, a także do montażu zewnętrznych lin napinających, po których wspinać się będzie roślinność. 

Konsola z pianki PUR
Rys 2. Konsola z pianki PUR

W każdym wejściu do budynku zamontowano ciepły próg wykonany z betonu GRC z wypełnieniem styropianem EPS (rys. 3). Systemowe progi w znacznym stopniu zmniejszają udział liniowych mostków cieplnych w bilansie budynku.

Próg termoizolacyjny z betonu GRC
Rys 3. Próg termoizolacyjny z betonu GRC z wypełnieniem ze styropianu

Ściany i ławy fundamentowe zostały ocieplone z obu stron. Wykorzystano polistyren przeznaczony do zabezpieczenia podziemnych części budowli, o bardzo niskim wskaźniku nasiąkliwości przy zachowaniu odpowiedniego współczynnika przewodzenia ciepła. Izolację termiczną od strony wewnętrznej połączono płynnie z izolacją termiczną posadzki na gruncie, a od strony zewnętrznej z izolacją termiczną ściany nad gruntem. Bardzo istotne z punktu widzenia szczelności powietrznej obiektu było odpowiednie połączenie tych izolacji na budowie. Aby skontrolować właściwe wykonawstwo tych elementów, przeprowadzono detekcję powietrzną, która wykazała kilka miejsc nieszczelnych. Miejsca te zostały zlokalizowane i ponownie uszczelnione. W podobny sposób zostały zaizolowane termicznie ściany fundamentowe wewnętrzne (rys. 4). Izolację tych ścian połączono z izolacją posadzki na gruncie, zapewniając szczelność termiczną oraz powietrzną elementów.

Izolacja termiczna fundamentowych ścian wewnętrznych
Rys 4. Izolacja termiczna fundamentowych ścian wewnętrznych
Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[nZEB, budynki niemal zeroenergetyczne, ocieplanie, ogrzewanie, klimatyzacja, wentylacja, oszczędzanie energii]

   25.04.2019

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak uzyskać do 5000 zł za polecenie instalacji na gaz »

ogrzewanie na gaz


 

Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co osuszy powierznię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje PV z magazynami energii
  • - Wentylacja obiektów gastronomicznych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl