Fundacja Poszanowania Energii » Wnioski z projektu CAMS Platform

Wnioski z projektu CAMS Platform

Nowe podejście do oceny budynku pod względem wyzwań klimatycznych

Dla osiągnięcia celów znacznej redukcji obciążenia atmosfery emisją CO2 i innych tzw. gazów cieplarnianych konieczne są działania w dziedzinie budownictwa. Jak wiemy na podstawie statystyki i analiz, europejskie budynki (w głównym okresie swej egzystencji) przyczyniają się przeciętnie aż do 40 % ogółu tych emisji.

Problem dotyczy nie tylko nowych obiektów – ich projektowania i sposobu realizacji – ale przede wszystkim tych Istniejących aktualnie. Emisja gazów szkodliwych dla atmosfery a zarazem naszego zdrowia następuje z różnych procesów bezpośrednio lub pośrednio związanych z użytkowaniem mieszkań, biur, szkół czy obiektów usługowych, lecz także innych elementów procesu eksploatacji i koniecznych remontów. Wiele obiektów przechodzi w trakcie swego „życia” gruntowne odmłodzenie lub przekształcenie z różnych powodów, czasem rozbiórkę (na ogół po to aby w jego miejscu powstał inny obiekt). Te szczególne punkty w cyklu życia („życiorysie”) budynku określane są w dokumentach kierunkowych UE jako głęboka renowacja. W przygotowanej przez Komisję Europejską strategii „Renovation Wave” sugeruje się aby wykorzystać te momenty do renowacji (modernizacji) budynku pod względem wpływu na zmiany klimatyczne, a niekiedy zainicjować renowację ukierunkowaną właśnie w aspekcie wyzwań klimatycznych. I nie chodzi tylko o zmniejszenie zużycia energii ze źródeł emisyjnych lecz też inne działania, pozwalające na lepszą adaptację do zmian klimatu aby zminimalizować negatywne konsekwencje tych zmian dla użytkowników budynku (np. mieszkańców) i szerszego otoczenia społecznego i przyrodniczego.

Jeśli rozpatrywać te kwestie w kategoriach rozwiązań architektonicznych i inżynierskich to wyraża się to w analizie i ocenie poziomu efektów synergii / kompleksowości zastosowania rozwiązań przyjętych dla konkretnego budynku dla efektywnego oraz jednoczesnego osiągnięcia:

wskaźnika EP na możliwie niskim poziomie (z pewnością poniżej normatywnego Standardu nZEB , który dla Polski aktualnie określony przez WT2021 i przewidywany w dokumencie rządowym „Długoterminowa Strategia Renowacji Zasobów Budowlanych”),
jakości klimatu wewnętrznego pod względem temperatury i fizykochemicznych własności powietrza (np. wilgotności i prędkości ruchu powietrza, poziomu stężeń szkodliwych dla zdrowia substancji)[1].
Jakości środowiska zewnętrznego w wymiarze przyrodniczym i funkcjonalno-przestrzennymbrdziej

Przez zapewnienie odpowiedniego komfortu cieplnego wnętrza budynku na co pozwolić mogą zintegrowane energetyczno- wentylacyjne systemy techniczne w budynkach należy mieć na myśli zatem nie tylko ogrzanie pomieszczeń i temperaturę powietrza wewnętrznego, lecz bardziej kompleksowe ujęcie odnoszące się do cech jego klimatu (rozszerzone pojęcie „klimatyzacji”).

Przy tym, podstawą takiego podejścia jest ustalenie wpierw jakie są (lub powinny być przyjęte) standardy jakości klimatu wewnętrznego, bo w tej sferze mamy niedostatek wiedzy.

Kolejny, znaczny krok dalej to charakterystyka rozwiązań dostępnych (lub w fazie rozwojowej) aby te standardy mogły być osiągnięte, przy jednoczesnej wysokiej efektywności energetycznej – poniżej granicznego EP – i optymalizacji ekonomicznej (Total Cost of Investment), no i mierzone, jeśli mówimy o sterowaniu systemem i inteligentnym zarządzaniu.

Przez kompleksowość podejścia rozumiemy, że analizowany jest cały system techniczny (współdziałające jego podsystemy) służący zaspokojeniu podstawowych, powiązanych ze sobą potrzeb użytkowników budynku w zakresie: ogrzewania powietrza, wentylacji pomieszczeń (standardu cieplnego, wilgotności i innych elementów jakości fizyko-chemicznej powietrza), oświetlenia pomieszczeń wewnętrznych (i ewent. elewacji zewnętrznej czy bliskiego otoczenia budynku), a także dla zapewnienia odpowiedniej ilości i jakości ciepłej wody użytkowej.

Taki zakres jest uznany za klasyczny w branży inżynierskiej HVAC + DHW, jednak wg. projektu CAMS – zgodnie z zaleceniami UE (Komunikat „Fala renowacji … COM(2020) 662 final) – należałoby uwzględnić też cały podsystem zasilania i wykorzystywania energii elektrycznej, w tym możliwości jakie daje włączenie do niego eksploatacja pojazdów elektrycznych. (z pewnych względów energetycznych i coraz większego nasycenia zbliżonym poziomem nowoczesnej techniki – można by zastanowić się nad dołączeniem podsystemu gospodarowania odpadami stałymi i ciekłymi, w tym ściekami bytowymi).

Do ustalenia jest granica analizowanego systemu – czy ściśle zamyka się on wewnątrz konstrukcji budynku, czy raczej analizuje się system (alternatywnie: system właściwy i jego bliskie otoczenie) zawierający wszystkie elementy zlokalizowane na działce / nieruchomości, lub jeszcze szerzej: lokalny układ zespołu zabudowy / osiedla. To podejście wydaje się właściwe (m. in. korzyści wskazuje Zalecenie KE dotyczące renowacji budynków) gdy zasilanie w podstawowe media energetyczne następuje z lokalnego źródła, dedykowanego obsłudze analizowanej substancji budowlanej, i wykorzystującego lokalne zasoby energii pierwotnej i/lub wtórnej (nadwyżkowej lub odpadowej).

Dodatkowe argumenty, gdy jest to źródło wysoce efektywne (np. poligeneracyjne) i dostawa czynnika energetycznego następuje przez lokalną wydzieloną sieć).

Podkreślić należy, że poza tak rozumianym kompleksowym podejściem pozostają elementy mające wpływ na wielkość zużycia energii i jakość środowiska wewnętrznego budynku, lecz za których optymalizację odpowiadają architekci i inżynierowie budownictwa. Koncentrujemy się na aktywnych elementach, które kształtują decyzje inżynierów mechaników, elektryków i automatyków, a więc urządzenia i instalacje, wraz z układami sterowania ich działaniem. Oczywiście podstawowe parametry „skorupy” i jego bliskiego otoczenia są uwzględniane w optymalizacji tego systemu technicznego, jednak w konkretnym przypadku stanowią część założeń i tzw. danych wejściowych do modelu optymalizacyjnego.

Jeśli chodzi o wymiar czasowy systemu, pod uwagę bierze się przede wszystkim (różne) okresy funkcjonowania systemu, a w wariancie szerszym (ze względu na potrzeby energetyczne):

etapy wcześniejsze – przed dostarczeniem nośnika energii (to odzwierciedla lepiej lub gorzej tzw. współczynnik nakładu energii pierwotnej), oraz tzw. energia „wbudowana” w obiekt – embeded –przed oddaniem obiektu do użytkowania (w procesie wytwarzania materiałów, transportu, montażu na miejscu i innych prac budowlanych),
dalsze etapy życia budynku, związane z jego kapitalnym remontem, przekształcaniem (przebudowa i/lub modernizacja) lub likwidacją. W tych ostatnich etapach chodzi o energię konieczną dla celów wykonania prac budowlanych, wytworzenia materiałów zużywanych w tym procesie, a także w procesie i w wyniku postępowania z ich pozostałościami (usunięcia i utylizacji / recyklizacji odpadów).

[1] W tym radon – temat ten jest wciąż w PL bardzo ogólnikowo traktowany, np. info. https://gcz.gdynia.pl/2019/05/06/wysokie-stezenie-radonu-sprawdz-czy-jestes-narazony-na-promieniowani e-12-sposobow-na-zdrowie/