Autorzy: W Guzik, A Rokosz, N Rompska, A Wilk Prezentacja opowiada o budynkach niemal zeroenergetycznych. Według rzeszy ekspertów zbudowanie budynku niemal zero energetycznego jest niemożliwe bez znacznego podniesienia nakładów, a jednak przykłady budynków z Niemiec pokazują, że jest możliwe wzniesienie nnZEB z 2% wzrostem kosztów inwestycyjnych. W naszej prezentacji szukaliśmy odpowiedzi na pytanie: jak to z tymi budynkami właściwie jest? Zgodnie z Dyrektywą EPBD, budynek o niemal zerowym zużyciu energii to budynek wysoko efektywny energetycznie, o określonym wskaźniku energii pierwotnej, bardzo niskim zapotrzebowaniu energii i to zapotrzebowanie pokrywa w znacznym stopniu OZE. W prezentacji znaleźć można granice bilansowe, przykłady energooszczędnych rozwiązań oraz studium przypadków.

1. Budynek o niemal zerowym
zapotrzebowaniu na
energię
Wojciech Guzik, Anna Rokosz, Natalia Rompska, Aleksandra Wilk

2. Jak zdefiniować budynek o niemal
zerowym zużyciu energii?

3. Definicja budynku o niemal zerowym zużyciu energii
● Definicja według dyrektywy EPBD
budynek o wysokiej efektywności energetycznej
budynek o określonym wskaźniku energii pierwotnej
budynek o bardzo niskim lub niemal zerowym zapotrzebowaniu energii
zapotrzebowanie energii w znacznym stopniu pokryte z OZE

4. Definicja budynku o niemal zerowym zużyciu energii
● Budynek netto zero energetyczny (nZEB)
zużycie energii pierwotnej budynku wynosi 0 kWh/(m2
˙rok)
● Budynek niemal netto zero energetyczny (nnZEB)
budynek określony przy wykorzystaniu reguły krajowego kosztu optymalnego zużywający więcej niż
0 kWh/(m2 ˙rok) energii pierwotnej

5. Energia dostarczona (EN 15603:2008)
energia odniesiona do danego nośnika energii, dostarczana
do systemów technicznych budynku spoza granicy
bilansowej, niezbędna do zaspokojenia potrzeb budynku
Energia wyeksportowana (EN 15603:2008)
energia odniesiona do danego nośnika energii, dostarczana
przez systemy techniczne budynku poza granicę bilansową i
zużywana poza nią
Energia dostarczona netto (EN 15603:2008)
różnica pomiędzy energią dostarczoną a wyeksportowaną
wyrażonych w odniesieniu do nośnika energii.
Słowniczek pojęć

6. Energia pierwotna
(nowelizacja dyrektywy EPBD)
energia ze źródeł odnawialnych i nieodnawialnych, która nie
została poddana żadnemu procesowi przemiany lub
transformacji
Granica systemu (EN 15603:2008)
granica zawierająca wszystkie obszary związane z
budynkiem (zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz budynku),
gdzie zużywana lub produkowana jest energia
Słowniczek pojęć

7. Przykład
Źródło: REHVA Journal, Maj 2011

10. Regulacje prawne

11. Dyrektywa UE
● Dyrektywa z dnia 18 maja 2010 w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
● Opracowanie strategii zwiększenia liczby budynków o niemal zerowym zużyciu energii - do 2012 r.
- regulacja ta dotyczy wszystkich państw członkowskich UE
● Do 31 grudnia 2020 r. - standard w nowo powstających budynkach
● Do 31 grudnia 2018 r. - standard we wszystkich nowych budynków zajmowanych i będących
własnością władz publicznych

12. Jak ograniczać zużycie energii?
Nowoczesne technologie budowlane.

13. MATERIAŁY

14. Materiały budowlane
Stosowane materiały izolacyjne:
➢ polistyren ekspandowany EPS
➢ ekstrudowana pianka polistyrenowa
XPS
➢ pianka poliuretanowa PUR
➢ pianka poliizocyjanurowa PIR
➢ pianka fenolowa PF
➢ szkło komórkowe CD
➢ wełna mineralna skalna i szklana MW
➢ aerożele, próżniowe panele izolacyjne
VIP
Źródło: Budynki o niemal zerowym zużyciu energii;
praca zbiorowa pod red. Jerzego Sowy

15. Materiały budowlane
Materiały o małej energii wbudowanej, np.:
➢ kamień
➢ słoma
➢ cement
➢ drewno opalane

16. FASADY

17. Okna i fasady przeszklone
Parametry wpływające na charakterystykę energetyczną:
- współczynnik przenikania ciepła - U, W/m2
K
- szczelność powietrzna - a, m3
/mhdaPa2/3
- przepuszczalność cieplna promieniowania słonecznego - g, -
- przepuszczalność światła widzialnego

18. Okna i fasady przeszklone
Wpływ przegród przezroczystych:
- parametry przegrody
- warunki klimatyczne
- różnica czasu trwania sezonu grzewczego i chłodzenia
- stopień wykorzystania zysków ciepła
- wykorzystanie światła dziennego
- elementy zacieniające

19. Okna i fasady przeszklone
Źródło: Budynki o niemal zerowym zużyciu energii, A. Trząska

20. SZCZELNOŚĆ

21. Szczelność budynku o niemal zerowym zużyciu energii
Szczegółowe wymagania dotyczące szczelności budynków zostały określone w Warunkach Technicznych
(Dz. U. Nr 75, poz. 690 z późn. zm., 2002).
Parametrem opisującym szczelność budynków jest współczynnik n50
, który określa krotność wymian
powietrza w ciągu 1h przy różnicy ciśnień wynoszącej 50 Pa.
Zgodnie z ww. warunkami wartość współczynnika n50
powinna wynosić odpowiednio dla budynków:
➢ z wentylacją grawitacyjną: n50
≤ 3,0 h-1
➢ z wentylacją mechaniczną: n50
≤ 1,5 h-1
Natomiast w przypadku domów pasywnych i energooszczędnych zaleca się, aby poziom szczelności
wynosił n50
≤ 0,6 h-1

22. Wyróżniając trzy przykładowe rodzaje przegród:
● ściana zewnętrzna
● płyta fundamentowa
● dach
należy pamiętać o odpowiednim ich uszczelnieniu. I tak dla ścian zewnętrznych jest to m.in. tynk, dla płyty
fundamentowej- żelbet, a dla dachu- folia paroszczelna.
Przykład metody uszczelniania budynku przedstawiono na rys. 4.14.
(źródło: Jerzy Sowa, Budynki o niemal zerowym zużyciu energii)

23. MOSTKI

24. Mostki
W budownictwie zrównoważonym:
- dąży się do zminimalizowania wpływu mostków cieplnych na straty ciepła
- wszystkie mostki są redukowane za pomocą stosowania odpowiednich technologii izolacyjnych
- przykład: redukcja mostków między płytą stropową a płytą balkonową

25. Jak ograniczać zużycie energii?
Systemy i instalacje wewnętrzne w budynku.

26. WENTYLACJA

27. Wentylacja w budynkach niskoenergetycznych
Dobór systemu wentylacji:
➢ mechaniczna
○ nawiewno-wywiewna
➢ hybrydowa
○ naprzemienna
○ niskociśnieniowa,
np.wyporowa
○ zintegrowana z fasadą
budynku i innymi elementami
architektonicznymi

28. Wentylacja w budynkach niskoenergetycznych
Kontrola źródeł zanieczyszczeń
Dostosowanie ilości powietrza do potrzeb
użytkownika - VAV
Sterowanie czujnikami temperatury, wilgotności,
CO2, PIR - DCV
Optymalizacja pracy wentylatorów, wentylatory o
dużej sprawności
Małe opory w instalacji

29. Wentylacja w budynkach niskoenergetycznych
Odzysk ciepła z powietrza wywiewanego
Wykorzystanie GWC do wstępnego nagrzania lub
ochłodzenia powietrza
Zwiększenie efektywności rozdziału powietrza
poprzez odpowiednie umiejscowienie
nawiewników i wywiewników
Ciągły nadzór i obsługa instalacji
Wykorzystanie powietrza usuwanego do wentylacji
pomieszczeń technicznych

30. OGRZEWANIE I CHŁODZENIE

31. Ogrzewanie i chłodzenie - obniżanie zużycia energii
Obniżenie temperatury operatywnej w nocy
Automatyczna regulacja i sterowanie
Ogrzewanie powietrza wspomagane rekuperacją
Niskotemperaturowe źródła ciepła
Systemy przyjazne dla środowiska - OZE
Lokalne sterowanie mocą cieplną/chłodniczą

32. Ogrzewanie i chłodzenie - obniżanie zużycia energii
Recyrkulacja powietrza wywiewanego
Chłodzenie powietrzem zewnętrznym
Chłodzenie wyparne
Chłodzenie z wykorzystaniem osuszaczy powietrza

33. INSTALACJA WODOCIĄGOWA I KANALIZACYJNA

34. Instalacja wodociągowa i kanalizacyjna
Poprawa standardu energetycznego instalacji:
➢ układy dualne
➢ dodatkowe urządzenia m.in. pompownie, urządzenia do podczyszczania ścieków
➢ alternatywne źródła zasilania w wodę
➢ odzysk ciepła w obrębie instalacji kanalizacyjnej
➢ alternatywne źródła energii do przygotowania c.w.u.

35. Rozwiązania techniczne oszczędzania wody
➢ Właściwy dobór baterii czerpalnych
➢ Skrócenie czasu wypływu wody
➢ Izolacja cieplna przewodów wody ciepłej
➢ Właściwy dobór baterii czerpalnych
➢ Zmniejszenie wypływu wody
○ perlatory
○ ograniczniki wypływu
○ regulatory przepływu
○ reduktory ciśnienia
➢ Skrócenie czasu wypływu wody
➢ Powtórne wykorzystanie części wody zużytej

36. Rozwiązania techniczne oszczędzania wody cd 1
Rys.1. Porównanie charakterystyk hydraulicznych baterii czerpalnych energooszczędnych i standardowych
Źródło: Chudzicki, Sosnowski, 2011

37. Rozwiązania techniczne oszczędzania wody cd 2
Rys.2. Wpływ skracania czasu korzystania z baterii czerpalnej na oszczędność wody i energii.
Źródło: Chudzicki, Sosnowski, 2011

38. OŚWIETLENIE

39. Rodzaje oświetlenia stosowane w budownictwie zrównoważonym
Stosowane rodzaje źródła światła:
- żarówki tradycyjne
- żarówki halogenowe
- świetlówki
- lampy metalohalogenkowe
- LED
Istotne cechy źródeł światła:
- skuteczność świetlna
- trwałość
- barwa światła
- oddawanie barw
- możliwość regulacji strumienia
- cena (źródło/układ)

40. Rodzaje oświetlenia stosowane w budownictwie zrównoważonym

41. Rozwój budownictwa o niemal zerowym
zużyciu energii w Polsce

42. Rozwój budownictwa o niemal zerowym zużyciu energii w Polsce
Najnowsza wersja dyrektywy w sprawie charakterystyki energetycznej budynków wprowadza w art. 9
pojęcie „budynków o niemal zerowym zużyciu energii”, jako wymóg, który od 2019 r. będzie
obowiązywał budynki publiczne, a od 2021 r. wszystkie nowopowstałe budynki.
Na potrzeby analizy wpływu poszczególnych opcji w zakresie budynków o niemal zerowym zużyciu
energii, zdefiniowano trzy budynki referencyjne na podstawie obecnych praktyk budowlanych w
Polsce:
• dom jednorodzinny wolnostojący (DJ),
• dom wielorodzinny (DW),
• budynek biurowy (BIURO).

43. Warianty i rozwiązania w budownictwie nZEB
Źródło: http://bpie.eu/wp-content/uploads/2015/10/nZEB-Poland-Executive-Summary-Polish.pdf

44. Przykłady termomodernizacji budynków
do standardu nZEB na świecie

45. Siedziba DPR Construction, Phoenix, Arizona
Zastosowane rozwiązania:
Wentylacja hybrydowa wspomagana
kominem słonecznym
Automatycznie otwierane okna,
sterowane klimatem zewnętrznym
Podwyższenie komfortowej temperatury
powietrza w lecie przez wymuszony
ruch powietrza
Nocne przewietrzanie budynku
Solatubes - transport światła dziennego
do wnętrza budynku
Produkcja energii - zadaszenie parkingu
pokryte panelami PV Źródło: International Living Future Institute

46. Siedziba DPR Construction, Phoenix, Arizona - roczny bilans energii
Ogrzewanie: 14 395 kWh
Chłodzenie: 50 893 kWh
Oświetlenie: 10 155 kWh
Sprzęt elektryczny: 39 571 kWh
ŁĄCZNIE: 129 624 kWh
Produkcja:
PV: 142 871 kWh
Kolektory: 5 670 kWh
ŁĄCZNIE: 148 541 kWh
BILANS: 18 917 kWh
Źródło: International Living Future Institute

47. Powerhouse Kjørbo, Sandvika, Norwegia
Zastosowane rozwiązania:
Izolacja ścian i stropów zgodna ze
standardami norweskich Passivhouse
(SZ - 0,13; STD - 0,08, OK - 0,8 W/m2K)
Szczelność budynku na poziomie 0,23
wymiany na godzinę
Pompy ciepła wykorzystywane do
chłodzenia, ogrzewania i
przygotowania c.w.u.
Wysoka masa termiczna dzięki
specjalnej konstrukcji sufitów
Wentylacja wyporowa, wykorzystująca
elementy konstrukcyjne budynku
Źródło: Skanska Sustainability Case Study 121

48. Powerhouse Kjørbo, Sandvika, Norwegia - bilans energii w 60-letnim cyklu życia
Zapotrzebowanie na EP w fazie użytkowania: -58,1 kWh/m2rok
Energia wbudowana w materiałach: -30,4 kWh/m2rok
Średnia produkcja energii elektrycznej przez PV: 121,8 kWh/m2rok
Zużycie energii w trakcie budowy i transportu materiałów: -5,0 kWh/m2rok
Rozbiórka: -5,0 kWh/m2rok
RAZEM: 23,3 kWh/m2rok
Źródło: Skanska Sustainability Case Study 121

49. Bibliografia
● http://bphttp://kodnzeb.pl/?page_id=557ie.eu/wp-content/uploads/2015/10/nZEB-Poland
-Executive-Summary-Polish.pdf
● Praca zbiorowa pod redakcją Jerzego Sowy, Budynki o niemal zerowym zużyciu energii.
Warszawa: 2017
● Jarek Kurnitski, Francis Allard, Derrik Braham, Guillaume Goeders: Jak zdefiniować budynek
o niemal zerowym zużyciu energii? Warszawa: REHVA Journal, 2011
● Praca zbiorowa pod redakcją Bogdana Antasiu, ROZWÓJ BUDOWNICTWA O NIEMAL
ZEROWYM ZUŻYCIU ENERGII W POLSCE W KIERUNKU PODSTAWOWYCH DEFINICJI I
PROGRAMU WDRAŻANIA. Warszawa: Buildings Performance Institute Europe (BPIE), 2012
● Jerzy Kwiatkowski: Definicje standardów i przykłady termomodernizacji budynków do
standardu nZEB na świecie. XVII Forum Termomodernizacja 2017, Warszawa, 2017
● International Living Future Institute Case Study. DPR Construction’s Phoenix Regional
Office, 2013
● Skanska Sustainability Case Study 121. Powerhouse Kjorbo, 2014