Nowe wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki. Oszczędność energii i izolacyjność cieplna

Nowelizacja warunków technicznych (WT) nie oznacza konieczności korygowania realizowanych już projektów czy wprowadzania zmian na już rozpoczętych budowach. Jeżeli przed dniem wejścia w życie rozporządzenia (1 stycznia 2014 r.) złożony został wniosek o pozwolenie na budowę lub odrębny wniosek o zatwierdzenie projektu budowlanego, dokonano zgłoszenia budowy lub wykonywania robót budowlanych, w przypadku gdy nie jest wymagane pozwolenie na budowę, albo wydana została decyzja o pozwoleniu lub odrębna decyzja o zatwierdzeniu projektu budowlanego – stosuje się dotychczasowe przepisy.

Nowelizacja z 13 sierpnia 2013 r. wprowadza zmiany w następujących częściach WT:

• Rozdział 6. Wentylacja i klimatyzacja w Dziale IV. Wyposażenie techniczne budynków.
• Dział X. Oszczędność energii i izolacyjność cieplna.
• Załącznik nr 1. Wykaz polskich norm przywołanych w rozporządzeniu.
• Załącznik nr 2. Wymagania izolacyjności cieplnej i inne wymagania związane z oszczędnością energii.

Pomimo pozornie niedużej objętości rozporządzenia nowelizującego WT (10 stron) szczegółowa analiza wszystkich zmian i ich wpływu na pracę inżynierów wymaga opracowania o znacznej objętości. W niniejszym artykule skupiono się na zmianach dotyczących izolacyjności cieplnej i zużycia energii pierwotnej w budynku. W kolejnych omówione zostaną zagadnienia dotyczące spełniania przez budynki warunku EP w latach 2012, 2014, 2017 i 2021.

Oszczędność energii i izolacyjność cieplna

Zasadnicze zmiany w WT dotyczą wymagań, jakie mają spełniać budynki od względem oszczędności energii i izolacyjności cieplnej. Nowelizacja wprowadza stopniowe zaostrzanie wymagań, podając coraz surowsze warunki, które będą wymagane od 1 stycznia 2014 r., następnie od 1 stycznia 2017 r. i od 1 stycznia 2021 r. (2019 r. w wypadku budynków władz publicznych). Jednocześnie doprecyzowano niektóre określenia, np. pomieszczenia ogrzewanego, i metody obliczeniowe, np. współczynników przenikania ciepła.

Podstawową różnicą w stosunku do poprzedniej wersji WT jest wymóg spełnienia przez budynek jednocześnie warunku nieprzekraczania wartości maksymalnej EP (energii pierwotnej) oraz izolacyjności cieplnej przegród budowlanych, przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej (w tym przewodów cyrkulacyjnych), instalacji chłodu i ogrzewania powietrznego.

W poprzedniej wersji WT widniał nieprecyzyjny zapis o utrzymaniu zużycia energii pierwotnej w budynku na racjonalnie niskim poziomie, a wymagania uznawano za wypełnione, jeśli budynek spełniał warunek EP lub izolacyjności cieplnej.

W obecnej wersji WT wartość maksymalna EP [kWh/(m²rok)] określa maksymalne roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej (tabela 1), chłodzenia (tabela 2), a w przypadku budynków użyteczności publicznej, zamieszkania zbiorowego, produkcyjnych, gospodarczych i magazynowych również do oświetlenia wbudowanego (tabela 3).

Wymagania odnośnie do izolacyjności cieplnej przegród budowlanych określone są granicznymi wartościami współczynników przenikania ciepła Uc(max), a w wypadku okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych U(max) (tabela 4 i 5).

Wymagana izolacyjność cieplna przewodów rozdzielczych i komponentów w instalacjach centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej (w tym przewodów cyrkulacyjnych), instalacji chłodu i ogrzewania powietrznego określona została minimalną grubością izolacji cieplnej.

Energia pierwotna EP

Radykalnie zmieniono podejście do rocznego wskaźnika obliczeniowego zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną EP jako kryterium energooszczędności budynku. Zrezygnowano z uzależniania maksymalnej wartości EP od współczynnika kształtu budynku (A/Ve), wprowadzając ujednolicony wzór obliczeniowy dla wszystkich rodzajów budynków.

Maksymalna wartość wskaźnika EP określa teraz roczne obliczeniowe zapotrzebowanie budynku na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji, chłodzenia, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz oświetlenia i powinna być obliczana z zależności:

[kWh/(m²rok)]

gdzie:
EP_H+W – cząstkowa maksymalna wartość wskaźnika EP na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej,
DEP_C – cząstkowa maksymalna wartość wskaźnika EP na potrzeby chłodzenia,
DEP_L – cząstkowa maksymalna wartość wskaźnika EP na potrzeby oświetlenia.

Maksymalna (graniczna) wartość wskaźnika EP jest sumą trzech cząstkowych maksymalnych wartości EP odpowiadających określonym potrzebom energetycznym budynku. Ich wartości odczytuje się z tabel zamieszczonych w WT (tabela 1, 2 i 3), uwzględniając rodzaj budynku oraz planowaną datę oficjalnego rozpoczęcia inwestycji budowlanej, ponieważ zgodnie z dyrektywą UE nowelizacja WT przewiduje okresowe zaostrzanie wymagań, aż do roku 2021.

W praktyce inżynierskiej oznacza to, że projekt niezgłoszony do realizacji (np. pozwolenia na budowę) zdezaktualizuje się po trzech latach leżenia na półce i będzie wymagał wprowadzenia zmian przed ponownym zgłoszeniem do realizacji.

W wypadku dużych inwestycji, wymagających długiego procesu projektowego, konieczne może się okazać przyjmowanie wymagań WT z wyprzedzeniem uwzględniającym zakładany czas prac projektowych i gromadzenia wymaganej dokumentacji. Nabiera to szczególnego znaczenia w okresach bliskich datom zmian w wymaganiach WT.

Zmianie ulegnie również rynek projektów gotowych, które do 2021 r. będą musiały być co najmniej trzykrotnie dostosowane do zmieniających się wymagań WT. Analogiczna sytuacja będzie miała miejsce w wypadku wielokrotnego wykorzystywania jednego rozwiązania projektowego, np. identyczne budynki na osiedlu deweloperskim, ale wznoszone w różnych okresach czasu, mimo że z wyglądu identyczne, będą musiały spełniać inne wymagania dotyczące energooszczędności i izolacyjności cieplnej.

Zawarte w tabeli 1 maksymalne wartości wskaźnika EP na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej już na pierwszy rzut oka można ocenić jako „niewygórowane”. Docelowa wartość 65–75 kWh/(m²rok) w wypadku budynków mieszkalnych jest z łatwością osiągana już dziś i to bez zastosowania szczególnie wyszukanych rozwiązań technologicznych.

Cząstkową wartość EP_c uwzględnia się jedynie, gdy budynek wyposażony jest w instalację chłodzenia (np. klimatyzację). W przeciwnym wypadku DEP_C = 0 kWh/(m²rok), co w praktyce oznacza pominięcie tego składnika w obliczeniach. Wartość graniczna EP_C zależna jest od rodzaju budynku i udziału powierzchni użytkowej chłodzonej A_f,C w powierzchni użytkowej ogrzewanej A_f podanych w m². Zaostrzenie wymagań występuje jedynie w wypadku budynków mieszkalnych i to dopiero w roku 2021.

Tabela 3 zawiera cząstkowe maksymalne wartości EP_L na potrzeby oświetlenia wbudowanego, które uwzględnia się we wszystkich rodzajach budynków poza mieszkalnymi jednorodzinnymi i wielorodzinnymi, w wypadku których DEP_L = 0. W pozostałych przypadkach DEP_L uzależnione jest od zakładanego czasu działania oświetlenia w ciągu roku t_o [h/rok], a wartości graniczne zmieniają się tylko raz w 2021 r.

W przypadku budynków o różnych funkcjach użytkowych maksymalną wartość wskaźnika EP wyznacza się osobno dla każdej strefy użytkowej. Następnie wartość graniczną EP dla całego budynku wyznacza się jako średnią ważoną po powierzchni stref o jednolitej funkcji użytkowej.

Izolacyjność cieplna przegród

Zmiany w WT objęły również swoim zakresem wartości maksymalne współczynników przenikania ciepła komponentów budowlanych. Analogicznie do wartości EP, maksymalne wartości współczynników U zaostrzają wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej w roku 2014, 2017 i 2021 (2019).

Przyglądając się wartościom podanym w tabelach 4 i 5, widać, że okresowe zaostrzanie wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej nie dotyczy wszystkich przegród. Ustawodawca zwiększa wymagania związane z izolacyjnością cieplną przegród znacząco wpływających na statyczne straty ciepła przez przenikanie, czyli np. ścian zewnętrznych, dachów i stropodachów w pomieszczeniach ogrzewanych do temperatury ponad 16°C czy okien i drzwi zewnętrznych.

Ponadto w nowelizacji uszczegółowiono sposób obliczania współczynnika przenikania ciepła przegród wykorzystywanego do porównywania z wartościami maksymalnymi podanymi w WT, ograniczając dowolność interpretacji poprzednich zapisów.

Obecnie współczynniki przenikania ciepła U_C ścian, dachów, stropów i stropodachów dla wszystkich rodzajów budynków mają być obliczane z uwzględnieniem poprawek ze względu na pustki powietrzne w warstwie izolacji, łączniki mechaniczne przechodzące przez całą grubość warstwy izolacji oraz opady na dach o odwróconym układzie warstw, zgodnie z PN dotyczącymi obliczania oporu cieplnego i współczynnika przenikania ciepła oraz przenoszenia ciepła przez grunt, a następnie porównane z U_c(max) z tabeli 4.

Spełnienie zaostrzonych wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej przegród budowlanych nie musi oznaczać stosowania specjalistycznych, dedykowanych nowym wymaganiom rozwiązań. Obniżone współczynniki U można osiągać, np. zwiększając grubość izolacji w standardowych obecnie rozwiązaniach warstw izolacyjnych.

Każdy przypadek należy rozwiązywać indywidualnie, ale uogólniając, można powiedzieć, że w wypadku standardowych rozwiązań spełnienie wymagań 2014 r. spowoduje zwiększenie grubości izolacji średnio o 2 cm, 2017 r. o 4 cm, a 2021 r. o 5 cm.

Uszczegółowiono również definicję pomieszczenia ogrzewanego, określając je jako pomieszczenie, w którym na skutek ogrzewania lub w wyniku bilansu strat i zysków ciepła utrzymywana jest temperatura, której wartość obliczeniowa została podana w warunkach technicznych (§134, temperatury obliczeniowe pomieszczeń ogrzewanych). Rozszerza to definicję pomieszczenia ogrzewanego, obejmując nie tylko pomieszczenie z urządzeniem grzewczym, ale również każde pomieszczenie, w którym temperatura w warunkach projektowych (obliczeniowych) jest równa lub wyższa od 5°C (najniższa temperatura obliczeniowa w pomieszczeniu ogrzewanym wg WT).

Równorzędnej ochronie cieplnej podlegać więc będą również pomieszczenia bez urządzeń grzewczych, definiowane poprzednio jako nieogrzewane, przyległe do pomieszczeń ogrzewanych, ze strony których otrzymują zyski ciepła.

W wypadku okien i drzwi również widoczne jest okresowe zaostrzanie wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej, wymuszające stosowanie stolarki okiennej o coraz lepszych właściwościach izolacyjnych (tabela 5). W porównaniu do poprzedniej wersji WT zrezygnowano z rozróżniania wymagań U_(max) w zależności od strefy klimatycznej.

Budynki przebudowywane

Nowelizacją WT zmieniono również podejście do budynków podlegających przebudowie. Wymagania minimalne uważa się za spełnione, jeżeli przegrody oraz wyposażenie techniczne budynku podlegające przebudowie odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej, a okna spełniają warunek powierzchni maksymalnej. Zrezygnowano zupełnie z wymogu EP. Poprzednio budynek przebudowywany musiał spełniać takie wymagania jak budynek nowy (U lub EP) powiększone o 15%.

Okresowe zaostrzanie wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej przegród i przewodów instalacji wewnętrznych budynku w znowelizowanych WT oznacza, że podobnie jak w wypadku nowych budynków, projekt przebudowy budynku może się zdezaktualizować w razie opóźnienia oficjalnego zgłoszenia go do realizacji, szczególnie na przełomie lat 2016/2017, 2018/2019 i 2020/2021.

Podsumowanie

Nowelizacja WT zaostrza wymagania dotyczące energooszczędności i izolacyjności cieplnej budynków. Rozporządzenie przewiduje stopniowe zwiększanie wymagań, aż do roku 2021. Ujednolicono metodę wyznaczania maksymalnej wartości EP dla wszystkich rodzajów budynków, uniezależniając ją od współczynnika kształtu.

Spełnienie przestawionych w nowelizacji WT wymagań odnośnie do izolacyjności cieplnej nie wymaga wprowadzania nowych technologii i rozwiązań. Na przykład stosując dotychczasowe metody, można osiągać niższe współczynniki przenikania ciepła, zwiększając grubość warstwy izolacji cieplnej lub wybierając materiały o lepszych właściwościach izolacyjnych.

Oczywiście koszty inwestycyjne spełnienia wymagań nowych WT będą wyższe ze względu na większe zużycie materiałów izolacyjnych i elementów kotwiących czy stosowanie komponentów o lepszych właściwościach izolacyjnych (np. okna lub drzwi). W założeniu ustawodawcy zwiększone koszty inwestycyjne mają się zwrócić dzięki zmniejszeniu kosztów eksploatacji budynku. Dodatkowo obniżenie całkowitego zapotrzebowania na ciepło i chłód pozwala szerzej wykorzystywać odnawialne źródła energii.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2013, poz. 926).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.).
3. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (wersja przekształcona; DzU UE L 153 z 18.06.2010 r.).