Budownictwo energooszczędne – instalacja c.o. Cenne dżule

Jest już pewne, żeby zapobiec zmianom klimatu potrzeba ograniczać zużycie energii. Cel ten można osiągnąć przez ograniczenie strat ciepła w budynku oraz przez zastosowanie nowoczesnych wysokosprawnych i niskoemisyjnych systemów produkujących energię.

Wybór nośnika energii Ze względu na galopujący wzrost cen tradycyjnych nośników energii wszyscy poszukują jak najtańszych jej źródeł. Oczekują, że zastosowanie nowoczesnych technik wytwarzania energii lub alternatywnych źródeł energii pozwoli eksploatować budynki na akceptowalnym poziomie. Wybierane są w pierwszej kolejności nośniki energii dające jak najniższą cenę ciepła. Czasami użytkownicy decydują się na ogrzewanie swego mieszkania nawet odpadami. Nie wierzą, że wtedy właśnie najbardziej szkodzą sobie. Nie zawsze niska cena paliwa daje niską cenę ciepła, jednak zazwyczaj niska cena paliwa jest równoznaczna z dużą szkodliwością nośnika energii dla środowiska.
Przy wyborze sposobu ogrzewania domu czy mieszkania prawie zawsze decyduje kryterium ceny ciepła. W wyniku spalania tanich, nieekologicznych paliw wytwarzane są gazy cieplarniane oraz związki toksyczne i kancerogenne, które są przyczyną wielu poważnych chorób. Zaoszczędzone na ogrzewaniu pieniądze w późniejszym okresie przeznaczane są najczęściej na leczenie chorób spowodowanych niską emisją oraz na usuwanie szkód w naturalnym środowisku.

Sprawność a zużycie energii Aktualne wymagania prawne obejmują wymagania dotyczące budynku. Określone są w dwojaki sposób: przez określenie minimalnych parametrów izolacyjnych przegród budowlanych U ≤ Umax [W/m2*K] lub przez spełnienie wymagań dotyczących wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło E ≤ Eo [W/m3]. Budynki i mieszkania można uszeregować pod względem zapotrzebowania na ciepło. Szczegóły zamieszczone na wykresie 2 podano w zależności od sezonowego zapotrzebowania na ciepło EA [kWh/m2 rok]. Do tej pory nie rozważano wpływu sprawności systemu grzewczego na końcowe zużycie energii. Wpływ ten jest znaczący. Niska sprawność jest przyczyną znacznie zwiększonego zużycia energii. Przykłady wpływu sprawności systemu grzewczego na zużycie energii przedstawiono na wykresie 3.
Budowę energooszczędnego budynku należy rozpocząć od wyboru właściwego projektu. Wpływ rozwiązań architektonicznych na zużycie energii współczynnika Następnie należy zapewnić właściwą, najlepiej optymalną grubość izolacji termicznej przegród budowlanych. W tabeli 1 zaprezentowano optymalne grubości izolacji termicznej przegród budowlanych obliczone w oparciu o aktualną cenę ciepła – 50 zł/GJ, poszukując maksymalnej wartości NPV20, przy założeniach: inflacja 5,5%, roczny wzrost cen nośników energii ponad inflację o 5% w okresie 20 lat. Dopiero dla tak zaprojektowanego i optymalnie izolowanego budynku należy dostosować system grzewczy. Koszty budowy instalacji c.o. będą optymalne.

Sprawność systemu grzewczego Zużycie energii na ogrzewanie zależy także od sprawności systemu grzewczego. Niska sprawność systemu może spowodować, że zużycie energii będzie nawet dwukrotnie większe niż zapotrzebowanie na ciepło (wykres 3). Na sprawność systemu grzewczego ma wpływ: sprawność wytwarzania, regulacji, przesyłu i wykorzystania. Przykładową sprawność wytwarzania i regulacji zamieszczono w tabeli 2.
Sprawność wytwarzania nowoczesnych kotłów na węgiel, drewno lub słomę wynosi od 75 do 85%. Kotły olejowe i gazowe standardowe posiadają sprawność średnioroczną od 80 do 88%, kotły gazowe kondensacyjne zaliczają się do najsprawniejszych o wartości 95 a nawet 98%. Efektywność pomp ciepła jest jeszcze większa i sięga nawet wartości 5,5. Zazwyczaj średnioroczna efektywność pomp ciepła jest nieco niższa i wynosi 3-4,5.
Sprawność systemu ogrzewania ηco związana z i-tym nośnikiem energii oblicza się ze wzoru:
hc.o. =hw *×hr *× hp *×he
gdzie:
ηw – sprawność wytwarzania ciepła przyjmowana z dokumentacji technicznej kotła,
ηp – sprawność przesyłania ciepła przyjmowana z dokumentacji technicznej,
ηe – sprawność wykorzystania ciepła przyjmowana z dokumentacji technicznej,
ηr – sprawność regulacji.
Ten sam budynek ogrzewany za pomocą różnych systemów grzewczych może mieć różne zużycie energii i różne koszty ogrzewania. Zużycie energii może być nawet dwukrotnie wyższe (wykres 3). Niezadowalająca sprawność spowoduje, że pomimo taniego nośnika energii koszty ogrzewania będą wysokie. Zatem niska cena nośników energii nie musi spowodować, że koszty ogrzewania będą najniższe.
Wraz ze wzrostem cen nośników najkorzystniejsze jest ograniczanie strat ciepła. Optymalna izolacja termiczna przegród budowlanych zależy od ceny energii i jej wzrostu. Zalecane optymalne grubości ocieplenia zamieszczono w tabeli 1.

Pompy ciepła Pompy ciepła ze względu na nowoczesny sposób przygotowania ciepła i wysoką efektywność energetyczną wynoszącą od 3 do 5,5, a co za tym idzie i uzyskiwaną niską cenę energii (0,09 do 0,13 zł/kWh), cieszą się coraz większym zainteresowaniem, choć nie zawsze jest to uzasadnione ekonomicznie. Dla budynków, które nie mogą być zasilane gazem ziemnym, realizacja ogrzewania za pomocą oleju lub propanu jest bardzo kosztowna. W takim przypadku zastosowanie pompy ciepła staje się opłacalne.
Najczęściej stosuje się pompy ciepła gruntowe lub wodne (grunt-woda lub woda-woda). Rozwija się też technologia pomp powietrze-powietrze i powietrze-woda, które mają zastosowanie, gdzie nie ma możliwości zamieszczenia dolnego źródła ciepła w gruncie lub w wodzie.

Kotły na biomasę Ze względu na odnawialność biomasy i biopaliw oraz na zadowalającą wartość opałową przewiduje się zdecydowany rozwój technologii spalania tych paliw. Ze względu na konieczność oceny energetycznej budynków w obliczeniach uwzględniać się będzie pochodzenie energii. W obliczeniach zapotrzebowania na energię wprowadzono współczynnik korekcyjny wi, który w niektórych przypadkach będzie wpływał korzystnie na ocenę energetyczną budynków. Dotyczy to przede wszystkim zasilania budynków za pomocą kotłowni lub elektrociepłowni wykorzystujących biomasę, biopaliwa, energię słoneczną, geotermalną lub wiatrową. Zapotrzebowanie na energię można obliczać za pomocą wzoru:
QH = Swi * QHi + wel * SEnap,i [kWh/a]
QHr = wh,r * QHref + wel * Enapr [kWh/a]
wi – współczynnik korekcyjny nośników energii,
wel – współczynnik korekcyjny energii elektrycznej,
wh,r – współczynnik korekcyjny referencyjnych nośników energii przyjmowany zgodnie z pkt. 4 § 11 rozdziału 5 rozporządzenia w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu,
QHi – roczne zużycie energii do ogrzewania i wentylacji ocenianego budynku dostarczanej za pomocą i-tego nośnika energii, [kWh/a],
QHref- roczne zużycie energii do ogrzewania i wentylacji budynku referencyjnego po przyjęciu referencyjnych wartości współczynników sprawności i współczynników korekcyjnych zgodnie z rozporządzeniem w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu [kWh/a],
Enap,i, – roczne zużycie energii elektrycznej do napędu pomp, wentylatorów i układów sterowania, przyporządkowane i-temu nośnikowi energii dostarczanej do obiektu ocenianego [kWh/a],
Enapr – roczne zużycie energii elektrycznej do napędu pomp, wentylatorów i układów sterowania w obiekcie referencyjnym.
Dla budynków zasilanych energią elektryczną z nieodnawialnych źródeł energii zużycie energii ze względu na współczynnik korekcyjny wi będzie powiększone trzy razy. Należy się liczyć, że budynki w ten sposób ogrzewane charakteryzować się będą niezadowalającą klasą energetyczną. Budynki ogrzewane za pomocą odnawialnych źródeł energii uzyskają korzystną klasę energetyczną.
Jerzy Żurawski

Literatura:
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, projekt z czerwca 2008.
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. nr 75, poz. 690) (zmiany: Dz. U. z 2003 r. nr 33, poz. 270 oraz z 2004 r. nr 109, poz. 1156).
3. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków.
4. Projekt Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z maja 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej.

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdfpdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij