Przyszłe wyzwania dla przepisów techniczno-budowlanych w zakresie wentylacji mieszkaniowej

Wentylacja mechaniczna, w szczególności z odzyskiem ciepła, stała się standardem w nowym budownictwie mieszkaniowym, zarówno jedno-, jak i wielorodzinnym. Bez niej trudno myśleć o kontroli komfortu, jakości powietrza wewnętrznego i energooszczędności, a także o spełnieniu obowiązujących od 2021 roku wymagań Warunków Technicznych w zakresie zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną. Ponadto, jak wykazał długoterminowy monitoring prowadzony w różnych krajach UE w ostatnich latach, instalacja wentylacyjna wykonana zgodnie z wymaganiami przepisów techniczno-budowlanych wcale nie gwarantuje odpowiedniej jakości powietrza wewnętrznego ani optymalnej efektywności energetycznej.

Przykład takiej sytuacji z Holandii ilustruje rys. 1. Pokazano na nim dobowe wyniki monitoringu jakości powietrza w sypialni mieszkania wyposażonego w spełniającą wymogi instalację mechanicznej wentylacji wyciągowej. W badanym pomieszczeniu przez większość okresu grzewczego nie osiągnięto wymaganego strumienia powietrza wentylacyjnego. W konsekwencji zmierzone stężenie CO₂ w sypialni w godzinach nocnych przekraczało 1200 ppm, dochodząc nawet do 3500 ppm.

Harmonizacja EPBD i Ekoprojektu

Jednym z działań mających na celu poprawę obecnej sytuacji jest dążenie do lepszej harmonizacji legislacji w zakresie wymagań dla charakterystyki energetycznej budynków (postanowienia dyrektywy EPBD wdrażane do prawodawstwa krajowego przez państwa członkowskie UE) oraz dla urządzeń wentylacyjnych w zakresie efektywności energetycznej wynikających z dyrektywy dot. Ekoprojektu i obowiązujących bezpośrednio we wszystkich krajach członkowskich rozporządzeń wykonawczych do niej.

Obecne kryteria oceny i wymagania dotyczące efektywności energetycznej dla urządzeń wentylacyjnych w budynkach mieszkalnych (z rozporządzenia Komisji UE nr 1253/2014 [2]) nie biorą w pełni pod uwagę specyfiki konkretnej instalacji wentylacji mechanicznej. Analogicznie wymagania EPBD (dyrektywa o charakterystyce energetycznej budynków) dla systemów wentylacyjnych w budynkach nie uwzględniają charakterystycznych wymogów Ekoprojektu dla urządzeń.

Co więcej, z formalnego punktu widzenia wymagania dla projektantów i instalatorów wynikające z EPBD (w polskiej praktyce z ustawy Prawo budowlane, rozporządzenia w sprawie Warunków Technicznych, ustawy o efektywności energetycznej itd.) nie są adresowane do producentów urządzeń, a projektanci nie są adresatem wiążących dla producentów wymagań Ekoprojektu, choć obie te grupy uczestniczą w jednym procesie projektowo-budowlanym. Może to rodzić szereg praktycznych pytań co do zakresu odpowiedzialności, np. czy instalator, który zamontuje w jednym systemie wentylacyjnym oddzielne urządzenie nawiewne i wyciągowe, a potem połączy je samodzielnie za pomocą układu odzysku ciepła, musi w takim przypadku spełniać wymagania dotyczące producentów urządzeń odnośnie do minimalnej sprawności odzysku i mocy właściwej wentylatorów?

Warto również zauważyć, że dyrektywa EPBD, koncentrująca się na charakterystyce energetycznej, bardzo ogólnie traktuje zagadnienia związane z jakością środowiska wewnętrznego.

Stwierdza jedynie, że muszą być one odpowiednie i spełnione, zostawiając wymagania szczegółowe w gestii państw członkowskich. Powoduje to rozbieżności, czasami spore, w wymaganiach obowiązujących w poszczególnych krajach UE. Przykładowo w Danii, Holandii, Niemczech, Francji, Finlandii, Portugalii i Słowenii obowiązują lub wkrótce wejdą w życie wymogi dotyczące maksymalnego poziomu CO₂ i koncentracji pyłów zawieszonych PM w pomieszczeniach, natomiast polskie Warunki Techniczne w ogóle nie poruszają kwestii dopuszczalnego stężenia CO₂ i nadal odwołują się do przestarzałej i wycofanej normy o klasyfikacji filtrów powietrza.

Prace nad poprawą harmonizacji przepisów prowadzone są przez Komisję Europejską od wielu lat. Ze względu na złożoność tego zagadnienia nie jest to jednak zadanie łatwe.
Aktualne wymagania EPBD dla nowych budynków w zakresie izolacyjności czy też wymogi Ekoprojektu dotyczące sprawności odzysku ciepła są na tyle wysokie, że nie pozostawiają na tym polu wiele przestrzeni do dalszej redukcji zużycia energii. Biorąc jednak pod uwagę, że przy wysokiej izolacyjności budynku udział wentylacji w bilansie energetycznym zasadniczo wzrasta, potencjał dla dalszych oszczędności postrzega się w zoptymalizowaniu chwilowej wydajności systemów pod kątem rzeczywistego zapotrzebowania budynku i liczby przebywających w nim osób.

Z tego względu starania dotyczące harmonizacji wymagań w zakresie charakterystyki energetycznej budynku, Ekoprojektu jak również efektywności energetycznej koncentrują się na wypracowaniu spójnego i kompleksowego podejścia do powiązanych kwestii sterowania, charakterystyk systemów (np. wentylacyjnego), efektywności urządzeń i jakości środowiska wewnętrznego. Przykładem takich prac może być opracowanie wskaźnika SRI (Smart Readiness Indicator), który określa gotowość budynków do dostosowania ich funkcjonowania do potrzeb mieszkańców i sieci energetycznej, w celu zapewnienia komfortu i poprawy efektywności energetycznej oraz łańcucha energetycznego. Wskaźnik SRI uwzględnia wszystkie systemy budynku, a jego metodologia, na razie do dobrowolnego wdrożenia przez kraje członkowskie, została ujęta w znowelizowanej dyrektywie EPBD z 2018 roku. Innym przykładem jest studium przygotowawcze dla potencjalnych wymagań Ekoprojektu dotyczących systemów automatyki i sterowania w budynkach (LOT 38 BACS).

Czytaj też: Wentylacja obiektów gastronomicznych »

Z punktu widzenia samej wentylacji mieszkaniowej najciekawsza wydaje się ambitna propozycja przedłożona w ramach trwającej rewizji rozporządzenia Komisji UE nr 1253/2014 [2].

Bazuje ona na nowym wskaźniku VPI (Ventilation Performance Index), który nie jest jednak klasyczną i znaną z literatury sprawnością wymiany powietrza w pomieszczeniu, ale złożonym parametrem określającym zdolność systemu do zapewnienia odpowiedniej krotności wymian powietrza we właściwym miejscu i czasie. Wskaźnik ten bierze pod uwagę właściwości techniczne jednostki wentylacyjnej, zastosowany system sterowania oraz układ nawiewu i wyciągu powietrza. Jako referencyjne strumienie powietrza wentylacyjnego podczas użytkowania i nieużytkowania pomieszczenia przyjęto domyślne wartości z normy EN 16798-1 dla kategorii II jakości powietrza wewnętrznego. Metoda ta łączy więc w sobie ocenę efektywności samego urządzenia wentylacyjnego w świetle wymagań Ekoprojektu oraz jego sterowania i rozwiązania systemu z możliwością zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza wewnętrznego zgodnie z normą odniesienia dla dyrektywy EPBD. Wskaźnik VPI wpływałby na wartość współczynników CRS we wzorze na JZE (jednostkowe zużycie energii), a w efekcie jednostki wentylacyjne pozwalające na realizację systemu umożliwiającego lokalne sterowanie ilością powietrza w zależności od takich parametrów, jak poziom CO₂ lub wilgotność, uzyskałyby niższą wartość JZE i wyższą klasę efektywności energetycznej zdefiniowaną w rozporządzeniu Komisji UE nr 1254/2014 (które również jest w trakcie rewizji).

Aktualnie propozycja ta jest analizowana przez Komisję Europejską pod względem wykonalności efektywnego wdrożenia tej metody oceny i możliwości wyegzekwowania przez organy nadzoru rynku wynikających z niej potencjalnych nowych wymagań dla producentów. Końcowa decyzja podjęta zostanie w porozumieniu z krajami członkowskimi i będzie musiała zostać zatwierdzona przez Parlament Europejski. Niezależnie od tego, czy rozszerzone wymagania Ekoprojektu biorące pod uwagę VPI zostaną uwzględnione w najbliższej nowelizacji rozporządzeń 1253/2014 i 1254/2014, jest to niewątpliwie podejście, które wyznacza przyszłościowy kierunek kompleksowej oceny efektywności energetycznej i jakości środowiska wewnętrznego.

Fala renowacji

Innym zagadnieniem jest kwestia modernizacji istniejących budynków mieszkalnych. Komisja Europejska za jeden z priorytetów Europejskiego Zielonego Ładu uznała zasadnicze zwiększenie tempa renowacji istniejących zasobów, zarówno budynków publicznych, jak i mieszkalnych. W Unii Europejskiej budynki odpowiadają za 40% zużycia energii, a ok. 70% z nich jest nieefektywnych energetycznie. Tempo modernizacji wynosi obecnie średnio 0,4–1,2%. Osiągnięcie wyznaczonych założeń Zielonego Ładu do 2050 roku wymaga zwiększenia tego tempa przynajmniej dwukrotnie w kolejnej dekadzie. Narzędziem do realizacji tego celu jest strategia Fala renowacji, która będzie wdrażana za pomocą szeregu instrumentów.

Jednym z nich są konkretne postanowienia znowelizowanej dyrektywy EPBD, której końcowy projekt został opublikowany w grudniu 2021.

Środki na finansowanie Fali renowacji przekazane zostaną krajom członkowskim z budżetu UE. W ramach tej strategii wspierane będą kompleksowe modernizacje, tzn. niekoncentrujące się np. tylko na izolacyjności cieplnej przegród, ale obejmujące równocześnie instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i fotowoltaiką. Innym instrumentem wspierającym takie inwestycje będzie taksonomia UE, czyli nowe narzędzie mające na celu przekierowanie środków publicznych i prywatnych na finansowanie zielonych inwestycji wspierających zrównoważony rozwój. W praktyce taksonomia będzie przykładowo oznaczać, że deweloper otrzyma kredyt na planowane przedsięwzięcie budowlane pod warunkiem, że będzie ono spełniać wymagania pod względem zużycia energii pierwotnej i zastosowane zostaną urządzenia wentylacyjne o najwyższych klasach efektywności energetycznej.

Należy oczekiwać, że polityka Komisji Europejskiej w bliskiej perspektywie czasowej również w Polsce przyczyni się do znacznego wzrostu zapotrzebowania na modernizację instalacji wentylacyjnych w budynkach mieszkalnych. Istnieje szereg sprawdzonych w krajach europejskich technologii modernizacji wentylacji w starych budynkach wielorodzinnych, w tym takie, które poza samą rekuperacją wykorzystują także pompy ciepła do przekazania ciepła odzyskanego z wentylacji na cele c.w.u. lub ogrzewania. Przykładowe rozwiązania z rynku estońskiego pokazano na rys. 2 i 3.

Ich praktyczne zastosowanie w Polsce może jednak napotkać na istotne przeszkody ze względu na aktualne przepisy WT. Spośród nich wymienić należy zakaz łączenia systemów z pomieszczeń o różnych wymaganiach użytkowych i sanitarno-zdrowotnych lub brak możliwości stosowania w ścianach zblokowanych czerpnio-wyrzutni. Ograniczenia te zasadniczo utrudniają zastosowanie systemów z centralnym odzyskiem ciepła w wielorodzinnych budynkach mieszkalnych lub dostarczenie i odprowadzenie powietrza wentylacyjnego w przypadku niezależnych instalacji w mieszkaniach indywidualnych. Fakt, że podobne ograniczenia nie występują w innych krajach, powinien zachęcić ustawodawcę do analizy i ewentualnej nowelizacji przepisów, które obecnie mogą utrudniać modernizację budynków mieszkalnych.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2002, nr 75, poz. 690, z późn. zm.)
2. Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1253/2014 z dnia 7 lipca 2014 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych (Dz.Urz. L 337/8 z 25.11.2014)
3. PN-EN 16798-1:2010 Charakterystyka energetyczna budynków. Wentylacja budynków. Część 1: Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego do projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków w odniesieniu do jakości powietrza wewnętrznego, środowiska cieplnego, oświetlenia i akustyki. Moduł M1-6
4. van Holsteijn Rob, Li William, New approach in Ventilation Performance Metrics, „REHVA Journal”, June 2021
5. https://www.ecoventilation-review.eu/
6. https://smartreadinessindicator.eu/
7. https://eurovent.eu/?q=articles/building-automation-and-control-systems-bacs-gen-130500
8. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/844 z dnia 30 maja 2018 r. zmieniająca dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej (Dz.Urz. UE L 156/75 z 19.06.2018)
9. Eurovent Guidebook – Residential Heat Recovery Ventilation Units, Brussels 2021
10. https://eurovent.eu/?q=articles/recast-epbd-proposal-adopted-commission-gen-133600
11. https://www.monicair.nl/downloads/MONICAIR%20WP1a%20final%20report%20EN.pdf
12. Mikola Alo, Kuusk Kalle, Hamburg Anti, Kurnitski Jarek, Kalamees Targo, Renovation of ventilation in apartment buildings – Estonian experience, „The REHVA European HVAC Journal”, December 2019
13. Frapol, Głęboki oddech w budynkach wielorodzinnych. Poprawa funkcjonalności wentylacji – doświadczenia estońskie i polskie, „Rynek Instalacyjny” 5/2021, s. 70–74