6 lutego 2017

Ekologiczne i energooszczędne budownictwo. Moda czy konieczność spełnienia wymagań i standardów UE?

Udostępnij

Koncepcja pasywnego, zrównoważonego i tzw. zielonego budownictwa narodziła się już we wczesnych latach 70-tych ubiegłego stulecia, kiedy kryzys energetyczny i zanieczyszczenie środowiska zwróciły uwagę społeczeństw w wielu państwach na potrzebę znalezienia takich rozwiązań budowlanych, które pozwoliłyby oszczędzać energię i zredukować jego nieodwracalny wpływ na środowisko naturalne. Obecnie wykwalifikowani projektanci, wykonawcy oraz inwestorzy, rozumiejący uwarunkowania budownictwa efektywnego energetycznie, mogą istotnie wpłynąć na obniżenie energochłonności w całym cyklu życia obiektu budowlanego.

Podstawy prawne ekobudownictwa

Drogę rozwoju zrównoważonego, energooszczędnego oraz pasywnego budownictwa określają przepisy Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków[1]. W myśl tego aktu prawnego „Państwa członkowskie zapewniają, aby:

  • do dnia 31 grudnia 2020 r. wszystkie nowe budynki były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii;
  • po dniu 31 grudnia 2018 r. nowe budynki zajmowane przez władze publiczne oraz będące ich własnością były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii”[2].

Przy czym wspomniany budynek o niemal zerowym zużyciu energii oznacza „budynek o bardzo wysokiej charakterystyce energetycznej określonej zgodnie z załącznikiem I. Niemal zerowa lub bardzo niska ilość wymaganej energii powinna pochodzić w bardzo wysokim stopniu z energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii ze źródeł odnawialnych wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu”[3].

Warto w tym miejscu zauważyć, że tak sformułowane zapisy nie określają wyraźnie dwóch najważniejszych kryteriów, jakie nowo powstałe budynki władz publicznych po 2018 r. i pozostałe nowopowstałe budynki po 2020 r. będą musiały spełnić. Nie podano mianowicie jednoznacznie maksymalnego zużycia energii na jednostkę powierzchni na rok, ani nie określono jaki de facto będzie wymagany procentowy udział energii ze źródeł odnawialnych, w tym energii wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu, w ogólnej ilości energii potrzebnej na ogrzewanie i pozyskanie ciepłej wody użytkowej.

Tabela 1. Maksymalne wartości wskaźnika zapotrzebowania na energię wg Warunków Technicznych

Lp.

Rodzaj budynku

Cząstkowe maksymalne wartości wskaźnika EPH+W na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej [kWh/(m2·rok)]

od 1 stycznia 2014 r.

od 1 stycznia 2017 r.

od 1 stycznia 2021 r.*)

1

Budynek mieszkalny:

 

 

 

 

a) jednorodzinny

120

95

70

 

b) wielorodzinny

105

85

65

2

Budynek zamieszkania zbiorowego

95

85

75

3

Budynek użyteczności publicznej:

 

 

 

 

a) opieki zdrowotnej

390

290

190

 

b) pozostałe

65

60

45

4

Budynek gospodarczy, magazynowy i produkcyjny

110

90

70

* Od 1 stycznia 2019 r. – w przypadku budynków zajmowanych przez władze publiczne oraz będących ich własnością.

Opracowanie własne

Przywołana wyżej dyrektywa jest zgodna z wcześniejszą Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, w myśl której do 2020 r. aż 20% łącznego zużycia energii w Unii Europejskiej ma pochodzić ze źródeł odnawialnych[4].

Konieczność zmniejszania użycia energii ze źródeł nieodnawialnych w celu ograniczenia światowej emisji gazów cieplarnianych, o co najmniej 20%, a przy odpowiednich porozumieniach międzynarodowych – nawet o 30%, poniżej poziomu z 1990 r., wynika także z postanowień protokołu z Kioto z 1997 r. i jego przedłużenia z 2012 r. do Ramowej  Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu UNFCCC z 1992 r.[5]

W kontekście powyższego oraz zważywszy na fakt, że to właśnie budynki odpowiadają za 40% rocznego zużycia energii w państwach członkowskich UE, priorytetem stało się ograniczenie zużycia energii wykorzystywanej do budowy i eksploatacji budynków.

Celem długofalowym powinna być stopniowa ewolucja projektowania i wykonawstwa w stronę budownictwa spełniającego zasady zrównoważonego rozwoju oraz zintegrowanego procesu projektowego. Istotna jest popularyzacja problemów energo- i materiałochłonności procesów produkcji, wykonawstwa i użytkowania oraz użycie instrumentów polityki przestrzennej do kształtowania środowiska zurbanizowanego jak również preferencji inwestorów i użytkowników.

Budownictwo energetyczne i budownictwo pasywne

Według definicji dr Wolfganga Feista – założyciela Instytutu Domu Pasywnego w Damstadt –  budynek pasywny to taki, który charakteryzuje się ekstremalnie niskim zapotrzebowaniem na energię do ogrzewania wnętrza (15 kWh/m2·rok). Komfort termiczny jest w nim zapewniony przez pasywne źródła ciepła. Mogą być nimi np. mieszkańcy tych domów, urządzenia elektryczne, promieniowanie słoneczne oraz ciepło odzyskane z wentylacji mechanicznej. Zgodnie z tymi założeniami, dom pasywny nie potrzebuje aktywnych systemów ogrzewania. Inaczej rozumując, taki budynek można nazwać samowystarczalnym (autonomicznym) czyli takim, który nie potrzebuje dostarczania energii na potrzeby ogrzewania lub chłodzenia z zewnątrz lub brak jest aktywności w jej dostarczaniu. Dlatego też stosuje się termin „pasywny” do określenia tego typu budynku.

Inaczej należy rozumieć pojęcie budynku energooszczędnego lub niskoenergetycznego. Jest to obiekt, który traci względnie mało energii do otoczenia i jest wyposażony w instalacje o wysokiej sprawności. Pierwszą definicję budynku energooszczędnego wprowadził prof. Bo Adamsona z Uniwersytetu w Lund w 1979 r. Według niej, jest to budynek o małym zużyciu energii, który potrzebuje jej do ogrzewania o 50% mniej niż budynek tradycyjny. Budynek o niskim zużyciu energii może także zostać określony poprzez takie parametry, jak np. izolacyjność termiczna elementów konstrukcyjnych budynku (dach, ściany zewnętrzne, stolarka okienna i drzwiowa), redukcję mostków termicznych, szczelność obudowy budynku n50 itp.

Budynki pasywne są najtańszym rozwiązaniem, jeżeli policzy się miesięczne koszty spłaty inwestycji, koszty eksploatacyjne i koszty utrzymania budynku jako jedno obciążenie miesięczne. Dom pasywny to budynek na cztery pory roku, w którym komfortowy mikroklimat może być utrzymywany bez oddzielnego aktywnego systemu ogrzewania, czy też chłodzenia – klimatyzacji. Budynek dzięki pasywnemu wykorzystaniu energii sam się ogrzewa i chłodzi.

Jak wynika z Rysunku 1., całkowita energia końcowa zużywana przez dom pasywny jest zatem mniejsza od ¼ energii zużywanej przez przeciętny nowo wznoszony dom, który jest zgodny ze stosownymi dla budownictwa krajowymi Warunkami Technicznymi odpowiednimi dla konkretnego roku obowiązywania: WT2014 – WT2017 – WT2021.

Rysunek 1. Zapotrzebowanie na ciepło dla różnych typów budynków[6]

Cechy domu pasywnego

W celu osiągnięcia standardu domu pasywnego jest konieczne zastosowanie przynajmniej kilku zabiegów adaptacyjnych, które przy obecnej wiedzy architektonicznej i konstruktorskiej oraz możliwościach technicznych i materiałowych nie są problematyczne, aczkolwiek w warunkach polskich wiążą się z kilkuprocentowym wzrostem kosztów budowy w stosunku do kosztów budowy domu tradycyjnego. Z czasem jednak dostępność zastosowań z zakresu budownictwa energooszczędnego i pasywnego z pewnością będzie się powiększać, a koszty implementacji rozwiązań stosowanych w tych budynkach powoli, lecz systematycznie będą spadać. Najważniejsze zabiegi mające na celu ograniczenie zużycia energii przyszłego budynku, głównie poprzez eliminację strat ciepła przedstawiono w Tabeli 1.

Tabela 2. Główne cechy standardu pasywnego[7]

Zwarta bryła budynku i bardzo dobra termoizolacja:

Wszystkie elementy zewnętrznych przegród budynku są izolowane termicznie w takim stopniu, aby współczynnik przenikania ciepła U całej bryły budynku ze wszystkimi przegrodami zewnętrznymi nie przekraczała wartości  0,15 [W/(m2·K)]

Południowa orientacja i uwzględnienie problematyki zacieniania:

Pasywne wykorzystanie energii słonecznej jest znaczącym czynnikiem przy projektowaniu budynku pasywnego – wykorzystuje się do tego Pakiet do Projektowania Budynków Pasywnych PHPP.

Energooszczędne – certyfikowane pasywne okna (oszklenie i ramy okienne):

Okna (oszklenie i ramy) muszą mieć współczynniki przenikania ciepła U poniżej 0,80 [W/(m2·K)], przy czym współczynniki przenikania energii słonecznej g okien muszą wynosić około 50%

Szczelność powietrzna przegród zewnętrznych budynku (powłoki):

Niekontrolowana infiltracja powietrza zewnętrznego przez nieszczelności dla różnicy ciśnień 50 [Pa] połączeń przegród zewnętrznych budynków musi być mniejsza od 0,6 [h-1] wymiany powietrza dla kubatury [m3] całego budynku na godzinę. Bezwzględnie wymagana wentylacja mechaniczna najlepiej z rekuperacją czyli odzyskiem ciepła. Weryfikacja z wykorzystaniem blower door test oraz kamery termowizyjnej.

Pasywne podgrzewanie wstępne powietrza świeżego (zewnętrznego):

Świeże powietrze zewnętrzne może być doprowadzane do budynku przez gruntowe powietrzne wymienniki ciepła GPWC, w których dochodzi do wymiany ciepła z gruntem. Powoduje to wstępne podgrzanie powietrza świeżego do temperatury powyżej 5°C, nawet w trakcie zimnych dni sezonu zimowego.

Efektywny odzysk ciepła z powietrza usuwanego przy wykorzystaniu wymiennika ciepła powietrze-powietrze:

Większość ciepła obecnego w powietrzu usuwanym jest przekazywana do napływającego powietrza świeżego (sprawność odzysku ciepła powyżej 80% - tzw. rekuperacja).

Zaopatrzenie w ciepłą wodę użytkową wykorzystujące odnawialne źródła energii:

Energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej dostarczają kolektory słoneczne lub sprężarkowe pompy ciepła.

Energooszczędny sprzęt gospodarstwa domowego:

W domu pasywnym nieodzowne są urządzenia o niskim zużyciu energii  - wysokiej klasie energetycznej A, A+, A++, A+++ (m. in. oświetlenie, urządzenia RTV i AGD itd.).

 

Programy certyfikacyjne

Certyfikacji, standaryzacji i klasyfikacji budynków jako zrównoważonych służą rozwijane od wczesnych lat 90-tych programy certyfikacyjne. Są to np.:

- LEED, BREEAM, DGNB, „Green building” – opracowane przez Komisję Europejską;

- PHI – opracowany przez Instytut Domów Pasywnych w Darmstadt.

Wytyczne programowe są ogólnie dostępne i wskazują, jakie procedury przedsięwzięcia należy wykonać, aby uzyskać odpowiedni certyfikat. Programy te cieszą się coraz większym prestiżem wśród architektów, inwestorów, deweloperów i projektantów, ponieważ sprzyjają idei tzw. miasta oszczędnego. Oznacza to wielowymiarową oszczędność w zakresie zużycia energii, wody, surowców, ograniczeniach w powstawaniu odpadów, emisji zanieczyszczeń do powietrza i wody.

Ogólne wymagania jakościowe w stosunku do budynku oddaje pojęcie „dobry budynek”, które oznacza budynek zrównoważony środowiskowo, stwarzający bezpieczne i zdrowe środowisko pracy i zamieszkania, niezanieczyszczający środowiska naturalnego, o niskich kosztach utrzymania i dający satysfakcję użytkownikom z przebywania w nim. Współczesny „dobry budynek” prezentuje poziom techniczny odpowiadający potrzebom cywilizacyjnym, odzwierciedla społeczne i kulturalne potrzeby społeczeństwa, a także odpowiada na rynkowe potrzeby popytu i podaży.

Zintegrowane projektowanie płynące z idei certyfikacji pozwala na stworzenie ponadstandardowych budynków przy jednoczesnym zwiększeniu kontroli procesu inwestycyjnego, a rozwiązania wprowadzone do projektów, związane ze spełnieniem kryteriów certyfikacji mogą przyczynić się do zmniejszenia kosztów operacyjnych inwestycji (efektywność energetyczna obiektu oraz efektywna gospodarka wodno-ściekowa).

Dofinansowanie budowy budynków energooszczędnych i pasywnych

Przykładem finansowego wspierania budowy domów energooszczędnych i pasywnych był program dopłat realizowany w latach 2014-2015 przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW)[8] pn. „Poprawa efektywności energetycznej. Część 3) Dopłaty do kredytów na budowę domów energooszczędnych”. Najważniejszym czynnikiem, który był brany pod uwagę podczas klasyfikacji budynków, był wskaźnik EUco, czyli roczne, jednostkowe zapotrzebowanie budynku na energię użytkową przeznaczoną do celów grzewczych. Dla domów jednorodzinnych wskaźnik EUco przedstawia się następująco:

  • Standard NF40 (dom energooszczędny) – EUco ≤ 40 kWh/(m2rok);
  • Standard NF15 (dom pasywny) – EUco ≤ 15 kWh/(m2rok).

Wysokość dofinansowania była uzależniona od uzyskanego i potwierdzonego przez weryfikatora standardu energetycznego budynku:

  • standard NF40 (dom energooszczędny) – dotacja 30 000 zł brutto;
  • standard NF15 (dom pasywny) – dotacja 50 000 zł brutto.

Innym przykładem wspierania poprawy efektywności energetycznej w sektorze przedsiębiorstw jest oś priorytetowa I. Zmniejszenie emisyjności gospodarki realizowana w ramach Działania 1.2 Promowanie efektywności energetycznej i korzystania z odnawialnych źródeł energii w przedsiębiorstwach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko (POIŚ)[9] na lata 2016–2020.

W ramach wspomnianego Działania wsparcie finansowe jest skierowane do przedsiębiorstw w zakresie zastosowania rozwiązań przyczyniających się do optymalizacji gospodarowania energią oraz zwiększenia efektywności energetycznej, w tym wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Pomoc można uzyskać na przebudowę lub wymianę urządzeń i instalacji technologicznych, energetycznych oraz oświetlenia budynków przedsiębiorstwa, hal produkcyjnych i terenu przedsiębiorstwa, a także elementów (lub całych) ciągów transportowych mediów (ciepło, chłód, woda, gaz ziemny, sprężone powietrze, powietrze wentylacyjne, energia elektryczna) oraz ciągów transportowych linii produkcyjnych skutkujących oszczędnością w zakresie zapotrzebowania na energię elektryczną. Maksymalny poziom dofinansowania wynosi 85%. W 2016 r. konkurs został już zakończony, ale w 2017 r. są planowane kolejne nabory.

Z kolei  ramach Poddziałania 1.1.1 Wspieranie inwestycji dotyczących wytwarzania energii z odnawialnych źródeł wraz z podłączeniem tych źródeł do sieci [10] – wsparcie będzie skierowane na realizację projektów inwestycyjnych dotyczących: budowy lub przebudowy jednostek wytwórczych skutkujących zwiększeniem wytwarzania energii z odnawialnych źródeł wraz z podłączeniem tych źródeł do sieci dystrybucyjnej/przesyłowej. Elementem projektu będzie przyłącze do sieci elektroenergetycznej lub sieci ciepłowniczej należące do beneficjenta projektu (wytwórcy energii). W tym przypadku dofinansowanie również wyniesie 85%. Nabór wniosków jest planowany w I kwartale 2017 r.

Pomoc realizowana z NFOŚiGW została usystematyzowana w ramach tzw. priorytetów. Priorytet nr 3. to ochrona atmosfery. W ramach tego obszaru tematycznego są wspierane  zadania związane z przeciwdziałaniem zmianom klimatu, w tym ze zmniejszeniem emisji gazów cieplarnianych, poprawą jakości powietrza, polegające na zwiększeniu efektywności wykorzystania energii oraz wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. Poprawa efektywności energetycznej musi dotyczyć wytwarzania, przesyłu i wykorzystania u odbiorców końcowych. Bardzo istotne będzie rozwijanie kogeneracji, w tym kogeneracji wysokosprawnej.

Dla przedsiębiorców interesujące mogą być poniższe programy.

  • 5.8. Wsparcie przedsięwzięć w zakresie niskoemisyjnej i zasobooszczędnej gospodarki

Część 1) E-KUMULATOR – Ekologiczny Akumulator dla Przemysłu[11].

Celem programu jest zmniejszenie negatywnego oddziaływania przedsięwzięć na środowisko poprzez działania inwestycyjne np. w przedsięwzięcia służące poprawie jakości powietrza poprzez obniżenie wielkości emisji ze źródeł spalania paliw o łącznej mocy w paliwie większej niż 50 MW, co najmniej do krajowych standardów emisyjnych dla instalacji o takiej mocy lub poziomów wynikających z konkluzji dotyczącej BAT oraz w przedsięwzięcia służące poprawie jakości powietrza poprzez obniżenie wielkości emisji do atmosfery z działalności przemysłowej (nie związanej bezpośrednio ze źródłami spalania paliw). Wysokość  pożyczki wynosi od 1 mln zł do 90 mln zł. Nabór wniosków odbywa się w trybie ciągłym, w  2017 r. przewiduje się kolejne edycje.

  • 3.1. Ochrona atmosfery, Poprawa jakości powietrza, Część 3) BOCIAN - Rozproszone, odnawialne źródła energii [12]. Celem programu jest ograniczenie lub uniknięcie emisji CO2 poprzez zwiększenie produkcji energii (elektrycznej i ciepła) z instalacji wykorzystujących odnawialne źródła energii (m.in. elektrownie wiatrowe, fotowoltaiczne, geotermalne, biomasowe, biogazowe). Pożyczka wynosi do 85% kosztów kwalifikowalnych. Nabór wniosków jest prowadzony w trybie ciągłym; w 2017 r. jest planowana kolejna edycja.

Projekty programów finansowania w Regionalnych Programach Operacyjnych poszczególnych województw są na etapie wdrażania i niedługo poznamy wszystkie szczegóły i możliwości pozyskania dotacj lub pożyczki na konkretne proekologiczne działania.  Nie ma wątpliwość, że podnoszenie efektywności przedsiębiorstw będzie jednym z najważniejszych czynników kształtujących te programy.

 

Krzysztof Szczotka

Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie

Certified Passive House Tradesperson – Specialization Building Envelope and Building Services (PHI Darmstadt, Germany)

Artykuł pochodzi z Biuletynu Euro Info Styczeń 2017.



[1] Dz. Urz. L 153/21 z 18 czerwca 2010 r.

[2] Art. 9

[3] Art. 2

[4] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, Dz.U. L 140 z 5.6.2009.

[5] Protokół z Kioto do Ramowej konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, sporządzony w Kioto dnia 11 grudnia 1997 r., Dz.U.05.203.1684. oraz Ramowa Konwencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu UNFCCC z 1992 r., Dz.U.96.53.238

[6] Polski Instytut Budownictwa Pasywnego i Energii Odnawialnej imienia Güntera Schlagowskiego NON-PROFIT Sp. z o.o. /www.pibp.pl/

[7] The International Passive House Association /www.passivehouse-international.org/

[8] http://www.nfosigw.gov.pl/oferta-finansowania/srodki-krajowe/programy-priorytetowe/doplaty-do--kredytow-na-domy-energooszczedne/informacje-o-programie/

[9] http://poiis.nfosigw.gov.pl/skorzystaj-z-programu/zobacz-ogloszenia-i-wyniki-naborow-wnioskow/promowanie-efektywnosci-energetycznej/

[10] http://www.nfosigw.gov.pl/nabor-wnioskow/art,193,informacja-o-naborach-wnioskow-w-roku-2016.html#2

[11] https://www.nfosigw.gov.pl/oferta-finansowania/srodki-krajowe/programy-priorytetowe/wsparcie-przedsiewziec/e-kumulator---ekologiczny-akumulator-dla-przemyslu/

[12] https://www.nfosigw.gov.pl/oferta-finansowania/srodki-krajowe/programy-priorytetowe/bocian-rozproszone-odnawialne-zrodla-energii/