Ogrzewanie i wentylacja budynków wielorodzinnych

Planowanie ogrzewania i wentylacji w budynkach wielorodzinnych musi uwzględniać przepisy dotyczące efektywności energetycznej budynków, a te wręcz wymuszają wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i/lub skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Budynek musi spełniać wymagania szczegółowe (parametry komponentów budowlanych) i całościowe, definiowane poprzez zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną, która dla budynków wielorodzinnych wynosi EP ≤ 65 kWh/(m² · rok) [1]. Planowane jest jednak kolejne zaostrzenie tych wymogów – trwają prace nad nowelizacją unijnej dyrektywy w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (EPBD). W propozycji dyrektywy [2, 3] zawarto bardzo ważny zapis, że w niedalekiej przyszłości wszystkie nowe budynki mają mieć standard budynku bezemisyjnego (zero emission building, ZEB). W polskiej wersji propozycji dyrektywy nowy standard określa się jako „budynek bezemisyjny”, można spotkać również określenie „zeroemisyjny”. Według propozycji dyrektywy jest to [2]: budynek o bardzo wysokiej charakterystyce energetycznej określonej zgodnie z załącznikiem I, w którym to budynku bardzo niska ilość nadal wymaganej energii pochodzi w pełni z energii ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu, od społeczności energetycznej działającej w zakresie energii odnawialnej […] lub z systemu ciepłowniczego i chłodniczego.

Budynek bezemisyjny musi mieć klasę charakterystyki energetycznej co najmniej A i nie może emitować na miejscu CO₂ z paliw kopalnych. Jak wyjaśnia dr inż. Małgorzata Smuczyńska, wiceprezeska Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC), brak lokalnej emisji oznacza ogrzewanie za pomocą efektywnej sieci ciepłowniczej (wykorzystującej OZE lub ciepło odpadowe), pompy ciepła z instalacją PV (bilansującą roczne zużycie energii elektrycznej pompy ciepła) lub kotła na biomasę [4]. Wymóg ten spełni też miejscowa produkcja energii przez inne urządzenia wykorzystujące OZE, np. kolektory słoneczne, turbiny wiatrowe czy (w przyszłości) rozwiązania wykorzystujące biogaz/biometan.

Podstawą klasyfikacji energetycznej budynków jest całkowite zużycie energii pierwotnej EP [kWh/(m² · rok)]. W Polsce systemu klas jeszcze nie ma, natomiast w propozycji dyrektywy określono definicje najniższej i najwyższej klasy charakterystyki energetycznej:

• najniższa (najgorsza) klasa charakterystyki energetycznej G odpowiada 15% budynków w danym kraju mających najgorszą charakterystykę energetyczną. Oznacza to, że każdy kraj powinien zinwentaryzować swoje budynki;
• najwyższa (najlepsza) klasa charakterystyki energetycznej A odpowiada co najmniej przyjętemu w danym kraju standardowi budynków bezemisyjnych. Każdy kraj sam definiuje standard budynku bezemisyjnego – ale musi być on co najmniej taki jak standard zdefiniowany w załączniku III nowelizowanej dyrektywy (dla polskich budynków wielorodzinnych ma to być EP ≤ 65 kWh/(m² · rok), czyli zgodny z aktualnymi wymaganiami prawnymi).

W perspektywie najbliższych 10 lat wszystkie budynki mieszkalne będą musiały uzyskać wyższą klasę energetyczną: najpierw co najmniej klasę energetyczną F, a następnie minimum E [2, 3]. Rozwiązaniami technicznymi budynku, które odpowiadają za jego standard energetyczny, są źródła ciepła, instalacje grzewcze oraz wentylacja.

Ogrzewanie w budynkach wielorodzinnych

Racjonalny dobór systemu ogrzewania w budynku nowym lub remontowanym wymaga harmonijnego połączenia kilku aspektów:

• spełnienia wymagania prawnego w zakresie zapotrzebowania na energię pierwotną, czyli EP wynoszącego maks. 65 kWh/(m² · rok) [1];
• zastosowania odnawialnych źródeł energii, co ułatwia spełnienie wymogu w zakresie EP i nadchodzących wymagań europejskich dot. standardu budynku bezemisyjnego [2, 3];
• racjonalnego oszacowania rzeczywistego zapotrzebowania na energię końcową i użytkową, a także pozostałych kosztów eksploatacyjnych – nie zawsze osiągnięcie odpowiednio niskiego wskaźnika EP oznacza uzyskanie oszczędności eksploatacyjnych;
• bilansu kosztów z uwzględnieniem programów dotacyjnych.

Dodatkowym czynnikiem wpływającym na zapotrzebowanie na energię końcową (a w ten sposób na wskaźnik energii pierwotnej, zgodnie z prostym wzorem EP = EK · w_i, gdzie w_i jest współczynnikiem nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii dla systemów technicznych) jest sprawność systemu grzewczego. Zależy ona zarówno od rodzaju zastosowanych rozwiązań czy ich decentralizacji, szczególnie w przypadku większych budynków (co wynika np. z mniejszych strat na przesyle), jak i sposobu dystrybucji ciepła w mieszkaniach czy sprawnego systemu regulacji realizowanego dzięki zaworom termostatycznym.

Ogrzewanie gazowe

Dla budynków wielorodzinnych rozwiązaniem przyjaznym pod względem inwestycyjnym, a także dostępnym ze względu na zasilanie wielu obiektów gazem z sieci, pozostaje ogrzewanie gazowe. Perspektywa stopniowego wycofywania w UE urządzeń na paliwa kopalne (a zatem także na gaz ziemny) została o tyle złagodzona, że w przyszłości dozwolone będzie stosowanie hybrydowych źródeł ciepła, łączących źródła na gaz i OZE. Decydując się zatem dziś na ogrzewanie gazowe, spółdzielnia lub wspólnota może przygotować się do przyszłej inwestycji np. w pompę ciepła i przekształcenie w ten sposób kotłowni gazowej w kotłownię hybrydową.

Również z powyższych powodów w obiektach wielorodzinnych rozwiązaniem zapewniającym optymalne i efektywne kosztowo uzyskanie komfortu cieplnego jest praca urządzeń grzewczych (nie tylko kotłów kondensacyjnych) w kaskadzie, czyli połączeniu od 2 do zwykle 4–5 mniejszych urządzeń. Takie rozwiązanie może być droższe pod względem inwestycyjnym (jeden kocioł o dużej mocy może się okazać tańszy niż cztery mniejsze o takiej samej mocy łącznej), ale zapewnia oszczędną i niezawodną eksploatację.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (t.j. DzU 2022, poz. 1225)

2. COM(2021) 802 final. Wniosek: Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (wersja przekształcona), 2021/0426(COD) – wersja w j. polskim

3. Poprawki Parlamentu Europejskiego do wniosku KE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków przyjęte 14 marca 2023 r. – wersja w j. angielskim, https://www.europarl.europa.eu/doceo/document/TA-9-2023-0068_EN.html (dostęp: 4.09.2023)

4. Smuczyńska Małgorzata, Nowa dyrektywa EPBD dotycząca efektywności energetycznej budynków omówienie zmian w dyrektywie i wyzwań, jakie stawiają przed branżą, prezentacja XI Kongresu PORT PC, 21 czerwca 2023 r., Kraków, https://portpc.pl/materialy-2023/ (dostęp: 4.09.2023)

5. Trząski Adrian, Wymagania energetyczne dla budynków wielorodzinnych – rozwiązania konwencjonalne, „Rynek Instalacyjny” 10/2021, rynekinstalacyjny.pl

6. Trząski Adrian, Wymagania energetyczne dla budynków wielorodzinnych a energia ze źródeł odnawialnych, „Rynek Instalacyjny” 10/2017, rynekinstalacyjny.pl

7. Gasiński Marcin, Budynki mieszkalne wielorodzinne – jak je wentylować w zgodzie z WT 2021?, „Rynek Instalacyjny” 1–2/2021, rynekinstalacyjny.pl

8. Firląg Szymon, Górecka Weronika, Budynki wielorodzinne według wymagań WT 2021, „Rynek Instalacyjny” 7–8/2019, rynekinstalacyjny.pl

9. Rucińska Joanna, Wpływ rozwiązań technicznych na zużycie energii pierwotnej w budynkach wielorodzinnych, „Rynek Instalacyjny” 3/2021, rynekinstalacyjny.pl

10. Głęboki oddech w budynkach wielorodzinnych. Poprawa efektywności wentylacji – doświadczenia estońskie i polskie, „Rynek Instalacyjny” 5/2021, rynekinstalacyjny.pl

11. Kuusk Kalle, Kurnitsky Jarek, State-Subsidised Refurbishment of Socialist Apartment Buildings in Estonia, „Housing Estates in the Baltic Countries”, p. 339–355, Talin 2019

12. Mikola Alo et al., Renovation of ventilation in apartment buildings – Estonian experience, „REHVA Journal”, December 2019

13. EN 15251:2007 Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics 

14. Mikola Alo, Simson Raimo, Kurnitski Jarek, The Impact of Air Pressure Conditions on the Performance of Single Room Ventilation Units in Multi-Story Buildings, „Energies” 12, 2019, p. 2633

15. Ciepłe Mieszkanie – Program Czyste Powietrze, https://czystepowietrze.gov.pl/cieple-mieszkanie/ (dostęp: 4.09.2023)

16. Drugi nabór w programie „Ciepłe Mieszkanie”, https://strefainstalatora.pl/poradnik-instalatora/drugi-nabor-w-programie-cieple-mieszkanie/ (dostęp: 4.09.2023)

17. Fundusz Termomodernizacji i Remontów, https://www.bgk.pl/programy-i-fundusze/fundusze/fundusz-termomodernizacji-i-remontow-ftir/ (dostęp: 18.08.2022)

18. Program Priorytetowy Energia Plus – III nabór, https://czasnadotacje.pl/dotacje/program-priorytetowy-energia-plus-iii-nabor/ (dostęp: 18.08.2022)

19. Nowoczesny dom? Przede wszystkim przyjazny dla ludzi, klimatu i środowiska, „Warunki Techniczne.PL” 3(44)/2022