RAPORT: Stan energetyczny budynków w Polsce

Certyfikacja energetyczna funkcjonuje w Polsce od ponad dwóch lat. Udało się przez ten okres wprowadzić obowiązek jej egzekwowania w stosunku do budynków nowych, wykształcić rzeszę certyfikatorów, czy też zaznajomić społeczeństwo z pojęciem charakterystyki energetycznej. Jednak czy zapewnia to realizację celów dyrektywy jakie przed Polską postawiła Unia Europejska?

Raport Stan energetyczny budynków w Polsce zawiera szczegółowe informacje na temat 50 tysięcy budynków. Dane dotyczące wartości parametrów energetycznych, źródeł energii czy też parametrów przegród, to tylko niektóre informacje zawarte w Raporcie. Istotne jest natomiast, że wnioski wynikające z analizy tych danych mogą stać się pomocne przy podejmowaniu decyzji dot. spełnienia obowiązków w zakresie efektywności energetycznej, nałożonych na Polskę na mocy dyrektyw UE.

Niestety wciąż szereg kluczowych kwestii ujętych w wytycznych unijnych nie jest realizowany. Brak interpretacji prawa krajowego dodatkowo powoduje ewidentne pomijanie wymagań dyrektywy. Tak jest w przypadku zapisów dotyczących obowiązkowej certyfikacji budynków rynku wtórnego. W Polsce wymóg ten w praktyce nadal nie obowiązuje. Zgodnie z danymi z Raportu Stan energetyczny budynków w Polsce, 80 proc. z 50 tysięcy analizowanych budynków to obiekty nowe, a tylko 20 proc. stanowią obiekty już istniejące (w tym 10 proc. z nich jest modernizowanych). 

- Martwy obowiązek certyfikacji energetycznej w stosunku do rynku wtórnego skutkuje brakiem informacji na temat budynków. Informacje pochodzące zarówno z rynku wtórnego jak i pierwotnego są niezwykle istotne ze względu na proces planowania polityki energetycznej całego kraju – twierdzi Piotr Pawlak, dyrektor zarządzający BuildDesk Polska.

Aby rzeczywiście podnosić efektywność energetyczną budownictwa, należy najpierw przeanalizować stan obecny. Co więcej, implementacja dyrektywy do polskiego prawodawstwa wymaga dostarczenia analiz i weryfikacji osiąganych celów. Raport przeprowadzony przez BuildDesk jest pierwszym w Polsce narzędziem przedstawiającym efekty wprowadzonych zmian w prawie, w zakresie warunków technicznych oraz poziomu implementacji prawa unijnego.

- Nowoczesne programy w połączeniu z Internetem pozwalają na agregację danych technicznych budynków. Efektem połączenia tych elementów jest właśnie niniejszy raport. Cieszy nas również fakt zaangażowania się ekspertów z niezależnych środowisk w przygotowanie niniejszego raportu – mówi Piotr Pawlak.

Wiedza na temat kształtowania się efektywności energetycznej budynków nowo wznoszonych, termomodernizowanych i istniejących, jest niezwykle ważna w kontekście realizacji europejskiego pakietu klimatyczno-energetycznego. Pozwala on w obszarze tzw. effort shearing (non-ETS, czyli głównie budownictwo i transport) na wzrost emisji zaledwie o 14 proc. do 2020 roku, podczas gdy sam transport prognozuje wzrost nawet o 65 proc. w tym okresie. - Raportować do Komisji Europejskiej będziemy musieli corocznie, a niniejszy Raport pokazuje, że jest to możliwe. Dzięki informacjom w nim zawartym, możemy odpowiednio kształtować i wpływać na politykę energetyczną kraju, jak również zwiększać jego bezpieczeństwo energetyczne – mówi prof. Krzysztof Żmijewski, Sekretarz Generalny Narodowego Programu Redukcji Emisji.

Dziś, kiedy efektywność energetyczna jest jednym z kluczowych celów Unii Europejskiej, analiza faktycznego stanu budynków pod względem energochłonności wydaje się punktem wyjścia planowania działań strategicznych. Certyfikacja energetyczna dostarcza takich możliwości. Informacja na temat charakterystyki energetycznej budynków, opracowana na podstawie danych technicznych, pozwala na oszacowanie i analizę stanu energetycznego budynków w Polsce.

- Jest to ponadto cenne rozwiązanie w zakresie dostarczania rzetelnych informacji dot. rzeczywistego poziomu efektywności energetycznej w Polsce. Przykładowo w obszarze bezpośrednio wspieranym przez budżet państwa poprzez Ustawę o wspieraniu termomodernizacji i remontów, alokowano ponad miliard złotych na premie termomodernizacyjne. Nie wiadomo jednak, ile mieszkań i ile metrów kwadratowych powierzchni użytkowej poddano termomodernizacji, o ile poprawiono ich efektywność energetyczną, a co za tym idzie, ile energii i ile emisji zaoszczędzono – zauważa Żmijewski.

Czytaj Raport: Stan energetyczny budynków w Polsce

RAPORT: Stan energetyczny budynków w Polsce

Słowo wstępne

Świadectwo charakterystyki energetycznej jest dziś znane każdemu, kto buduje, projektuje lub modernizuje budynek. Niestety, nadal nie jest ono kojarzone pozytywnie. Co więcej, rynek wtórny, pomimo zapisów prawnych, wciąż nie wywiązuje się z obowiązków sporządzania świadectw energetycznych. Dlaczego?

Wynika to przede wszystkim z niewłaściwego zrozumienia celów certyfikacji energetycznej. Tymczasem jest ona narzędziem kreowania polityki poprawy efektywności energetycznej. Co więcej, daje szerokie możliwości i jest metodą zapoznania się ze stanem energetycznym budynków, które są odpowiedzialne za ponad 40% konsumpcji energii w Europie i Polsce.

Dziś, kiedy efektywność energetyczna jest jednym ze środków realizacji celów Unii Europejskiej, analiza aktualnego stanu budynków pod względem energochłonności wydaje się punktem wyjścia planowania działań strategicznych. Właśnie certyfikacja energetyczna daje nam takie możliwości. Informacja na  temat charakterystyki energetycznej budynków, opracowana na podstawie danych technicznych, daje możliwość szacowania i analizowania stanu energetycznego budynków w Polsce.

Certyfikacja energetyczna nie jest celem samym w sobie, ale stanowi narzędzie kreowania polityki poprawy efektywności energetycznej.

Nowoczesne programy w połączeniu z Internetem pozwalają zbierać dane techniczne budynków. Wynikiem tego jest właśnie niniejszy raport. Mamy nadzieję, że informacje w nim zawarte okażą się przydatne w Państwa pracy, wpłyną na wzrost świadomości w zakresie zużycia energii w budynkach oraz zmienią zarówno podejście społeczeństwa do kwestii obowiązkowej certyfikacji, jak i postrzeganie efektywności energetycznej.

Podstawa analizy
Sposób zbierania danych

Raport Stan energetyczny budynków w Polsce oparty jest na danych zebranych za pomocą systemu BuildDesk. System BuildDesk to połączenie oprogramowania w technologii offline i online. W ramach systemu BuildDesk dostępne są programy BuildDesk Energy Certificate Professional do analizy charakterystyki energetycznej budynku, BuildDesk Energy Audit do sporządzania audytów energetycznych oraz BuildDesk Eko Efekt do analizy efektu ekologicznego modernizacji budynku.

We wszystkich przypadkach programy w momencie wykonywania opracowania łączą się z Internetem, gdzie w specjalnie utworzonej bazie gromadzone są dane techniczne budynków. Są to dane wejściowe, opisujące strukturę konstrukcji budynku, jego elementów i systemów. To właśnie te dane, a nie wyniki obliczeń końcowych, stanowią podstawę dokonywania analiz statystycznych, dzięki czemu raport oparty jest nie na wynikach i średnich wartościach dla wyników, a na przeliczanych rzeczywistych danych technicznych budynków. Jest to niezwykle istotne, gdyż w przypadku jakichkolwiek zmian w prawie dane te wciąż mogą zostać wykorzystane do analizy charakterystyki energetycznej budownictwa w Polsce.

Zgodnie z przedstawionym procesem zbierania danych, analizy dokonywane są w podziałach na powiaty, województwa, jak również dla całej Polski. System informatyczny uniemożliwia identyfikację obiektu budowlanego, ale pozwala na analizy statystyczne.

Wartości przeliczane i analizowane w zależności od obszaru, którego dotyczą, są podawane jako wartości procentowe w odniesieniu do całkowitej liczby analizowanych danych, sumy łącznych wartości dla analizowanych obiektów spełniających podane kryteria lub też jako wartości średnie ważone dla obiektów spełniających kryteria.

Dane techniczne budynków podparte są dodatkowo, w szerszym spojrzeniu, danymi z roczników statystycznych Głównego Urzędu Statystycznego, raportów Ecofys, danych statystycznych EUROSTAT oraz danych Głównego Urzędu Nadzoru Budowlanego, Ministerstwa Gospodarki, Ministerstwa Infrastruktury i projektów w ramach Intelligent Energy Europe.

Ponadto w raporcie wykorzystano informacje zawarte w Rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Rozporządzeniu w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku lub lokalu, Rozporządzeniu w sprawie zakresu i formy projektu budowlanego, Rozporządzeniu w sprawie szczegółowego zakresu i formy audytu energetycznego i remontowego oraz ustawy Prawo budowlane i Ustawy o wspieraniu termomodernizacji i remontów.

Podstawowe pojęcia:

Budynek jednorodzinny – budynek wolno stojący lub w zabudowie bliźniaczej, szeregowej lub grupowej, służący zaspokajaniu potrzeb mieszkaniowych, stanowiący konstrukcyjnie samodzielną całość.

Budynek wielorodzinny – budynek zawierający więcej niż jeden lokal mieszkalny oraz budynek zamieszkania zbiorowego.

Lokal mieszkalny – zespół pomieszczeń mieszkalnych i pomocniczych, mający odrębne wejście, wydzielony stałymi przegrodami budowlanymi, spełniający niezbędne warunki do stałego pobytu ludzi i prowadzenia samodzielnego gospodarstwa domowego.

Budynki niemieszkalne – budynki użyteczności publicznej, jak również budynki magazynowe, przemysłowe, gospodarcze.

Część budynku stanowiąca samodzielną całość techniczno-użytkową – część budynku o jednej funkcji użytkowej, dla której zastosowane rozwiązania konstrukcyjno-instalacyjne pozwalają na niezależne jej funkcjonowanie zgodnie z przeznaczeniem oraz ustalonym sposobem użytkowania.

Struktura danych

Dane przeanalizowane przez system BuildDesk pochodzą z ponad 50 tysięcy budynków istniejących na terenie Polski (nowych, oddawanych do użytkowania, sprzedawanych, modernizowanych etc.). Analizowane budynki zostały poddane certyfikacji w okresie od 01.01.2009 do 31.12.2010.

Bazując na podziale administracyjnym na powiaty i województwa, system BuildDesk segreguje dane, a następnie dokonuje obliczeń potrzebnych do analiz. Segregacja danych odbywa się na podstawie kodów pocztowych.

Podstawowe informacje technicznie o budynkach pochodzą ze świadectw charakterystyki energetycznej. System obowiązkowej certyfikacji w odniesieniu do rynku wtórnego praktycznie nie działa, dlatego analizowane dane obejmują głównie budynki nowe. Jedynie 20% budynków, dla których wykonuje się świadectwo energetyczne, to budynki istniejące, sprzedawane, wynajmowane lub rozbudowywane, a przecież Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej jednoznacznie określa obowiązek certyfikacji obiektów zarówno na rynku pierwotnym, jak i wtórnym. Dlatego też warto ponownie zaznaczyć, jak ważną rolę pełnią budynki z rynku wtórnego, gdyż dzięki odpowiednim informacjom na temat ich charakterystyk energetycznych możemy planować politykę wsparcia efektywności energetycznej i oszczędności energii, dążąc do podniesienia poziomu bezpieczeństwa energetycznego.

Wyk. 1. Udział budynków wg kategorii „województwo” w łącznej liczbie analizowanych budynków Pozostałych 10% z powodu błędów i zmian w kodach pocztowych nie można przypisać do danego województwa

Wyk. 2. Udział budynków wg kategorii względem liczby budynków w danym województwie

Wyk. 3. Cel wykonania świadectwa

Tab. 1. Liczba budynków oddanych do użytkowania w 2009 i pierwszym półroczu 2010 roku

Źródło: Główny Urząd Nadzoru Budowlanego

Ponieważ dla części budynków jednorodzinnych, np. użytkowanych krócej niż 4 miesiące w roku lub o zapotrzebowaniu mniejszym aniżeli 50 kWh/m2rok (letniskowe i rekreacyjne), nie jest wymagane świadectwo charakterystyki energetycznej, liczba budynków oddawanych do użytkowania została pomniejszona w niniejszej analizie o 5%. Stąd ilość obiektów przeanalizowanych w stosunku do wszystkich nowych obiektów, w zależności od kategorii, waha się w granicach od 10% dla niemieszkalnych, przez 30% dla jednorodzinnych, do 37% dla budynków wielorodzinnych. Wielkości te odzwierciedlają trend w budownictwie, w którym widać dominującą pozycję budownictwa  mieszkaniowego jednorodzinnego. Analizowane dane techniczne pochodzą z informacji wprowadzanych w procesie sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej budynków.

W ich zakres wchodzą między innymi:

• szczegółowe dane dotyczące przegród, czyli rodzaj, budowa, wartości współczynnika przenikania ciepła U, rodzaje materiałów, ilości warstw, usytuowanie etc.,
• dane dotyczące powierzchni i kubatur analizowanych budynków,
• dane dotyczące zastosowanych systemów instalacji centralnego ogrzewania (sprawności, rodzaje paliwa), przygotowania ciepłej wody użytkowej, wentylacji, chłodzenia czy oświetlenia,
• parametry energetyczne budynku (zapotrzebowanie na energię, straty przez przenikanie i wentylację).

Są to zestawienia parametrów technicznych budynków niepodlegające ustawie o ochronie danych osobowych. Jedyne informacje gromadzone i zarejestrowane w Głównym Inspektoracie Ochrony Danych Osobowych dotyczą lokalizacji budynku. Służą one tylko ustaleniu geograficznego usytuowania budynku na potrzeby statystycznego podziału na województwa i powiaty.

Wyk. 4. Rodzaje wykonywanych świadectw

Budynki w Polsce
Podstawowe wskaźniki energochłonności

Zgodnie z nowelizacją prawa budowlanego każdy nowo budowany, sprzedawany lub wynajmowany budynek lub lokal musi posiadać świadectwo charakterystyki energetycznej. Świadectwem  charakterystyki energetycznej nazywamy dokument przedstawiający podstawowe informacje na temat jakości energetycznej danego budynku lub lokalu. Szczegółową formę takiego świadectwa określa Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 roku w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku, lokalu lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno- użytkową.

Zgodnie z rozporządzeniem świadectwo charakterystyki energetycznej zawiera kilka wartości określających dany budynek pod względem jego energochłonności. Podstawowym elementem, przedstawianym również w postaci grafi cznej, jest wartość wskaźnika energii pierwotnej (EP). Wskaźnik EP określa roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku, lokalu mieszkalnym lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową i wyrażany jest w kWh/m²rok. W zależności od rodzaju paliwa, wartość zapotrzebowania na energię końcową mnoży się przez współczynnik nakładu wytworzenia energii pierwotnej. Poszczególnym rodzajom paliw odpowiadają współczynniki nakładu pokazujące, na ile szkodliwe dla środowiska jest ich pozyskanie. I tak dla przykładu biomasa to 0,2, a elektryczność 3,0. Oznacza to, że nawet bardzo dobrze zaprojektowany dom ogrzewany elektrycznie jest uciążliwy dla środowiska, a budynek o dużych stratach ciepła i instalacjach o niskiej sprawności, ale opalany drewnem, będzie mniej uciążliwy.

Należy jasno podkreślić: sama wartość wskaźnika EP nie odzwierciedla kosztów związanych z eksploatacją budynków ani też nie informuje potencjalnego nabywcy nieruchomości o jakości budynku ze względu na straty ciepła czy sprawności systemów c.o., c.w.u. i chłodznia. Trzeba o tym pamiętać, ponieważ jest to wartość preferowana w świadectwie energetycznym i prezentowana w formie grafi cznej jako główna infomacja. I tak, kierując się niską wartością EP, a nie analizując dokładniej całego świadectwa energetycznego, uznamy źle zaprojektowany dom ogrzewany niewygodnym w eksploatacji kotłem opalanym drewnem za lepszy od nowoczesnego domu, wybudowanego w standardzie niskoenergetycznym, zasilanego pompą ciepła.

Wskaźnik energii końcowej EK opisuje nam ilość energii potrzebnej w domu po uwzględnieniu sprawności systemów ogrzewania i przygotowania ciepłej wody.

Jeżeli wartość EK jest niewiele większa od EU, znaczy to, że w budynku występuje wysoko sprawny system ogrzewania. Ilość energii końcowej (wskaźnik EK) może być nawet niższa  od zapotrzebowania na energię użytkową (wskaźnik EU). Wskaźnik energii użytkowej EU świadczy o jakości konstrukcji budynku. Generalnie im mniejsza wartość EU, tym mniej ciepła tracimy przez przegrody zewnętrzne budynku. Projektowanie budynków energooszczędnych polega na osiągnięciu jak najniższej wartości zapotrzebowania na energię użytkową. Świadczy to o zastosowaniu np. pompy ciepła jako źródła energii. 

Wyk. 5. Wartości średnich ważonych po powierzchni wskaźników EP, EK i EU dla poszczególnych kategorii budynków

Jeżeli EK jest znacznie większe od EU, oznacza to niską sprawność elementów układu ogrzewania i c.w.u. Wartość EK, po uwzględnieniu rodzaju paliwa oraz jego wartości opałowej, można wykorzystać do
szacowania kosztów ogrzewania obiektu.

W przypadku budynków wielorodzinnych obudowa budynku (izolacyjność i współczynnik kształtu) jest projektowana bardziej energooszczędnie aniżeli w budynkach jednorodzinnych. Takie ograniczenie strat pozwala uzyskać wartość wskaźnika EP zbliżoną do wartosći dla budynków jednorodzinnych. Natomiast w przypadku budynków niemieszkalnych wartość wskaźnika EP jest dużo wyższa. Jednakże patrząc  równolegle na wartości wskaźników EK i EU, widzimy, że budynki te są zazwyczaj zasilane  wysokosprawnymi urządzeniami elektrycznymi. Ponadto dla budynków usługowych i budynków biurowych, będących w grupie budynków niemieszkalnych, coraz ważniejszą rolę odgrywa efektywność energetyczna.

Niska wartość wskaźnika EK to niskie koszty eksploatacji, a niskie koszty eksploatacji to większa wartość rynkowa.

Mniejsza wartość wskaźnika EU świadczy o ograniczeniu start ciepła,
a co za tym idzie, mniejszym zapotrzebowaniu na energię.

Porównując wartości budynków nowych do już istniejących, zauważyć można poprawę w każdym sektorze. W przypadku budynków jednorodzinnych jest to wynikiem coraz lepszego ocieplania budynków – różnice pomiędzy wartościami wskaźnika EU dla budynków nowych i istniejących wynoszą 27%, co przekłada się bezpośrednio na pozostałe parametry energetyczne. Zastosowanie sprawnych systemów grzewczych i wykorzystanie odnawialnych źródeł energii zmniejsza wartość wskaźników EP i EK o 33-35%. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku budynków wielorodzinnych, gdzie różnice wynoszą od 21 do 28%. Ciekawą rzecz obserwujemy w przypadku budynków niemieszkalnych. Nie jest istotne to, czy wartość wskaźnika EP jest niska, ale to, ile może potencjalnie kosztować eksploatacja obiektu. Przekłada się to na jak największe obniżenie wskaźnika EK. W budynkach takich stosuje się wysoko sprawne systemy instalacji grzewczych, wentylacyjnych, chłodzących. Natomiast wzrost wskaźnika EP wynika między innymi z zastosowania zasilanych energią elektryczną systemów klimatyzacyjnych czy też oświetlenia.

Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, określają podstawowe parametry energetyczne, charakterystyczne dla projektowanego obiektu. Paragrafy 328 i 329 dokładnie opisują, jak spełnić te warunki. Architekt, projektując budynek, ma do wyboru spełnienie warunków dotyczących maksymalnych wartości parametrów współczynnika U dla przegród zewnętrznych lub warunków dotyczących wartości wskaźnika EP.

Wyk. 6. Średnie ważone wartości wskaźnika energii pierwotnej w podziale na województwa

Wyk. 7. Średnie ważone wartości wskaźnika energii końcowej w podziale na województwa

Wyk. 8. Średnie ważone wartości wskaźnika energii użytkowej w podziale na województwa

W przypadku drugiego warunku wartość wskaźnika EP projektowanego obiektu musi być niższa aniżeli wartość tego wskaźnika dla budynku referencyjnego (obliczana zgodnie z paragrafem 329, punktem 3 Rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie).

Jak zatem wygląda to w rzeczywistości?
Czy nowy sposób spełniania warunków technicznych został przyjęty pozytywnie i jest praktykowany?
38% wszystkich budynków certyfikowanych spełnia warunki techniczne dotyczące wartości wskaźnika EP. Jednak najefektywniejsze energetycznie budynki jednorodzinne w rzeczywistości w niewielkim stopniu odpowiadają warunkom technicznym dotyczącym wartości wskaźnika EP. Czy wynika to z przyjętej metodologii obliczania wartości referencyjnych, czy niskich wymagań odnośnie do warunków maksymalnych wartości współczynnika U przegród zewnętrznych? Informacje te można uzyskać, patrząc na spełnienie warunków dotyczących przegród.

Tab. 2. Spełnienie warunku dot. wartości referencyjnej wskaźnika EP

Bezpieczeństwo energetyczne Polski
Realizacja celów polityki energetyczno-klimatycznej

O konieczności oszczędzania energii mówi się dziś wiele, jednakże nie zmienia to faktu, że wciąż jesteśmy zależni od nieodnawialnych surowców energetycznych, takich jak węgiel, ropa naftowa i gaz. Zgodnie z danymi Głównego Urzędu Statystycznego najważniejszym surowcem energetycznym w Polsce jest węgiel kamienny. Dzieje się tak przede wszystkim dlatego, że jako kraj mamy własne, znaczne zasoby tego surowca.

Wyk. 9. Struktura finalnego zużycia energii w całej gospodarce w Polsce wg nośników
Źródło: GUS Efektywność wykorzystania energii w latach 1998-2008

Tab. 3. Zasoby bilansowe, stan na 31.12.2007

Źródło: Ropa i gaz - zasoby wydobywalne. MOS, Zestawienie geologicznych zasobów bilansowych i wydobycia ważniejszych kopalin w Polsce w 2007 r.

Najbardziej energochłonnym sektorem gospodarki są gospodarstwa domowe. Poziom zużycia energii w tym segmencie gospodarki jest wyższy aniżeli w przemyśle czy transporcie. Nowe technologie oraz modernizacje procesów produkcyjnych skutkują większym wzrostem efektywności energetycznej w przemyśle. Przemysł kieruje się dziś ekonomią, dlatego też wiele przedsiębiorstw, szukając oszczędności, inwestuje w działania mające na celu zmniejszenie zapotrzebowania na energię. Wzrost liczby nowych budynków mieszkalnych, dzięki zaostrzeniu wymagań i rozwojowi technologii wytwarzania ciepła, skutkuje nieznacznym obniżeniem zużycia energii w tym sektorze w porównaniu z 1998 rokiem. Jak podaje Główny Urząd Statystyczny, budynki odpowiedzialne są za 42% zużycia energii, a aż 30% tej energii jest konsumowane przez budynki mieszkalne.

Sektor budynków jest obszarem, w ramach którego możemy uzyskać największe oszczędności, a tym samym spełnić cele pakietu klimatyczno-energetycznego 3x20. Odpowiednie wsparcie finansowe i przemyślana polityka budownictwa mieszkaniowego pozwoli uzyskać wymagane 20% redukcji emisji gazów cieplarnianych. Istotną rolę w tym procesie odgrywa również kwestia źródła energii. Poprzez podaż i dostępność, cenę i technologię wspierać możemy wykorzystanie odpowiednich źródeł energii. Jak zatem wygląda zapotrzebowanie i wykorzystanie poszczególnych surowców energetycznych
w zależności od typu budynku i jego lokalizacji?

Wyk. 10. Struktura finalnego zużycia energii w Polsce wg sektorów
Źródło: GUS Gospodarka paliwowo-energetyczna w latach 2007, 2008

Najczęściej wykorzystywanym źródłem energii w budynkach jednorodzinnych jest gaz ziemny i węgiel kamienny. Jest to spowodowane dostępnością tych surowców w Polsce oraz coraz lepszymi technologiami systemów grzewczych. Interesujące staje się również coraz częstsze stosowanie kolektorów słonecznych, wspierających przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Dzięki wsparciu finansowemu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej otrzymywanemu na zakładanie kolektorów słonecznych, można spodziewać się rozwoju tego obszaru i wzrostu udziału energii słonecznej wykorzystywanej w budynkach jednorodzinnych.

Wyk. 11. Podział zapotrzebowania na energię końcową (c.o. i c.w.u.) dla wszystkich budynków według rodzajów paliw

Duży udział energii wytwarzanej z biomasy w przypadku budynków jednorodzinnych jest wynikiem coraz częstszego stosowania kotłów na biomasę, jak również dywersyfikacji systemów grzewczych poprzez zastosowanie kominków z instalacjami rozprowadzenia ciepła lub z płaszczem wodnym. Budynki niemieszkalne jako główne źródło energii wykorzystują energię elektryczną. Budynki te zazwyczaj wentylowane są mechanicznie i coraz częściej wyposażane w instalacje klimatyzacyjne zasilane energią elektryczną. Ponadto w parametrach energetycznych uwzględnia się zapotrzebowanie na energię potrzebną do oświetlenia. Podobnie jest w przypadku części budynków pełniących funkcje usługowe. Zastosowanie odpowiedniego źródła energii ma również swoje uzasadnienie w dostępności danego źródła w regionie. Dlatego też analizując poszczególne województwa, można dokładnie określić występowanie poszczególnych typów paliw.

Wyk. 12. Struktura paliw dla poszczególnych kategorii budynków

W większości województw najczęściej wykorzystywanym źródłem energii jest gaz ziemny. Wiąże się to bezpośrednio ze strukturą nowego budownictwa w Polsce, gdzie przeważająca część nowych obiektów to domy jednorodzinne. Dla województw wschodnich (podlaskie, podkarpackie, warmińsko-mazurskie) biomasa jest jednym z najczęściej wykorzystywanych źródeł energii. Wynika to z dostępności paliwa, jak również z większego udziału budownictwa wiejskiego. W tych regionach biomasa jest naturalnie wybieranym paliwem do celów grzewczych.

Warto jednak zauważyć, że znaczny udział biomasy wynika również z częstego przeceniania udziału w całości ogrzewania dodatkowego źródła – kominka. Duże wykorzystanie węgla kamiennego występuje głównie na obszarach jego wydobycia, czyli w województwie śląskim i sąsiadującymi z nim świętokrzyskim i opolskim (ciepło z ciepłowni węglowej).

Wyk. 13. Podział zapotrzebowania na energię końcową według rodzajów paliw:

Większa liczba budynków komercyjnych (np. centra handlowe) i budynków użyteczności publicznej  przekłada się na wzrost udziału energii elektrycznej (od 6 do 23%). Niestety wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, np. energii słonecznej, jest znikome. Rozwój technologii grzewczych i instalacyjnych wpływa pozytywnie na zmniejszenie zapotrzebowania na energię końcową. Niska sprawność oraz dyskomfort użytkowania systemów opartych na paliwach stałych (węgiel, koks) powoduje przejście do efektywniejszych systemów grzewczych zasilanych gazem. Biomasa w Polsce jest łatwo dostępna i stosunkowo tania. Jednak systemy grzewcze bazujące na tym źródle charakteryzują się niską sprawnością. Pomimo to coraz częściej spotykamy dodatkowe (kominki) lub główne (kotły) systemy grzewcze wykorzystujące biomasę.

Blisko 32% wszystkich budynków posiada więcej aniżeli jeden system grzewczy, dla budynków  jednorodzinnych jest to ponad 37%. W analizowanych obiektach głównym źródłem ogrzewania jest gaz ziemny, ciepło z ciepłowni węglowej lub z kogeneracji (opartej na węglu lub gazie). Systemy te pokrywają od 65% do 85% zapotrzebowania na ciepło. Jako dodatkowe systemy stosowane są  najczęściej instalacje wykorzystujące biomasę, energię słoneczną lub elektryczną – od 20% do 40% łącznego zapotrzebowania na ciepło.

Źródła emisji
i możliwości jej redukcji

Założenia pakietu klimatycznego obok efektywności energetycznej wprowadzają również konieczność ograniczenia emisji. Przemysł posiada stworzony specjalnie do tego celu system handlu uprawnieniami do emisji i kontroli tych emisji. Najbardziej emisyjny sektor, czyli budownictwo, takiego systemu nie ma.

Natomiast energia pozyskiwana w budynkach jednorodzinnych pochodzi w większości przypadków nie od producentów, a bezpośrednio z paliw kopalnych. Zatem istotna wydaje się przede wszystkim analiza  wielkości tych emisji oraz potencjalna możliwość ich redukcji. By móc obliczyć potencjalną emisyjność z  analizowanych budynków, należy przyjąć wartości opałowe dla poszczególnych źródeł. Dzięki temu można oszacować, które ze źródeł energii jest najbardziej szkodliwe pod względem ilości emitowanego dwutlenku węgla. Największą emisyjnością CO₂ charakteryzuje się biomasa, jednakże zgodnie z  wytycznymi Krajowego Administratora Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji i zasadami  Wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji oraz IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), emisja będąca wynikiem spalania biomasy i materiałów drewnopochodnych nie jest wliczana w raportowaną emisję przez państwa członkowskie Unii Europejskiej.

Tab. 4. Wartości opałowe i emisyjne CO₂ dla poszczególnych źródeł energii:

Źródło: KASHUE, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories

Porównując te dane z informacjami na temat łącznego zapotrzebowania na energię końcową w podziale na poszczególne źródła energii i ciepła, zauważyć można, że najbardziej szkodliwy jest węgiel kamienny, na którym dziś opiera się gospodarka. Ponadto do wzrostu emisji przyczyniają się energia elektryczna, produkowana w znaczącym stopniu z węgla, jak również ciepło z ciepłowni węglowej. Niewiele mniejszą wartością emisji charakteryzuje się gaz ziemny, stanowiący jednocześnie najpopularniejsze źródło energii w przypadku budynków jednorodzinnych. Poprawiając efektywność energetyczną budownictwa
jednorodzinnego, możemy nie tylko ograniczyć zużycie surowców energetycznych, ale również  zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych. Co ważne, takie działania nie wymagają ani nakładów na badania i rozwój technologii, ani dużych nakładów inwestycyjnych. Ograniczenie zużycia energii jednoznacznie przekłada się na koszty eksploatacji. Czy zatem stać nas teraz na poprawę efektywności energetycznej
w przemyśle tak uzależnionym od węgla? Czy nie lepiej zatem szukać tych możliwości w budownictwie, będącym konsumentem 40% energii w całej Unii Europejskiej?

Wyk. 14. Łączna roczna emisja CO₂ z 50 tysięcy analizowanych budynków (w tonach)

Buduj z głową,
czyli minimalizacja strat energii

Patrząc przez pryzmat budynku, budowanie z głową polega na odpowiednim zaprojektowaniu osłony budynku. Zachowanie dobrych parametrów izolacyjnych przegród zewnętrznych pozwala ograniczyć straty ciepła. Należy rozważyć wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, a następnie zapewnić efektywność wykorzystania nieodnawialnych źródeł energii.

Tak zaprojektowany budynek przez długi czas będzie energooszczędny, co pozwoli na uniknięcie późniejszych modernizacji. Ograniczone będą też koszty eksploatacji oraz konieczność przyszłych inwestycji. Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, określają minimalnym poziom wymagań, do którego należy dostosować każdą przegrodę. Na przestrzeni lat wartości te znacząco się zmieniały. Dzięki tym zmianom budynki stawały się coraz bardziej energooszczędne. W dobie ograniczonych zasobów energetycznych i niestabilnego bezpieczeństwa energetycznego zmniejszanie zużycia energii przez budynki jest bardzo istotne. Dlatego też oprócz zmian warunków technicznych określających wymagania dla nowych budynków w Polsce funkcjonuje Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów. Jej celem jest podnoszenie efektywności energetycznej budynków istniejących poprzez wsparcie fi nansowe modernizacji.

Źródło: normy PN-57/B-02405, PN-64/B-03404,PN-74/B-03404, PN-82/B-02020, PN-91/B-02020, www.mi.gov.pl

Budynki wykorzystywane są przez dziesiątki lat. Budowanie ich zgodnie z aktualnymi warunkami technicznymi i wymaganiami nie daje pewności zachowania standardów oraz dobrej charakterystyki energetycznej w przyszłości. Nawet świetnie wybudowane kilka lat temu budynki pod względem energetycznym już dziś nadają się do modernizacji. Co i jak można uczynić w kwestii poprawy charakterystyki energetycznej budynku, dokładnie przedstawia audyt energetyczny, analizujący możliwe usprawnienia i ich uzasadnienie ekonomiczne. Jednakże niezależnie od przyszłych działań modernizacyjnych, wciąż najważniejszym etapem pozostaje proces projektowania, w którym wszelkie podejmowane decyzje są „bezkosztowe”.

Podstawą projektowania są właśnie warunki techniczne, których spełnienie jest obowiązkowe. Do czasu wprowadzenia w Warunkach technicznych alternatywy polegającej na spełnieniu wymagania dotyczącego wartości referencyjnej dla wskaźnika EP (WT 2008), jedyną możliwością działania zgodnego z tymi warunkami było właśnie projektowanie przegród poniżej wartości dopuszczalnych.

Poprawa parametrów przegród następowała wraz ze zmianą przepisów. Dziś te parametry, w zależności od rodzaju przegrody, kształtują się różnie. Nowe warunki techniczne nie uwzględniają mostków termicznych, które wpływają na pogorszenie parametrów energetycznych przegród. Dlatego wskazane jest  projektowanie ponad wymagania oraz przeprowadzanie analizy mostków termicznych już na etapie projektowania. Budynek wybudowany w latach 80. jest użytkowany do dziś, a posiada parametry energetyczne czasem dwukrotnie gorsze aniżeli budynki nowe. Również nowe budynki, jak widać z poniższych danych, spełniają wymagania w minimalnym stopniu, a czasem nawet ich nie osiągają. Organizacje promujące poprawę efektywności energetycznej opracowały wartości współczynników przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych zalecane dla poszczególnych krajów.

Wartości te uwzględniają rachunek ekonomiczny oraz okres eksploatacji budynku. Niestety, bardzo nieznaczny procent przegród w budynkach spełnia wymagania, zdefi niowane w raporcie dla EURIMY, przygotowanym przez Ecofys. Dla Polski wynoszą one odpowiednio (w nawiasie podano wartości dla najbardziej pesymistycznego scenariusza wzrostu cen energii):

• ściany zewnętrzne – współczynnik U ≤0,21 (lub ≤ 0,19)
• dach – współczynnik U ≤ 0,19 (lub ≤0,17)
• podłoga – współczynnik U ≤ 0,26 (lub ≤0,23).

Wyk. 20. Podział przegród ze względu na wartość współczynnika przenikania ciepła U dla budynków oddanych do użytkowania w okresie 01.2009 - 12.2010

W przypadku ścian zewnętrznych znacząca część przegród spełnia wymagania określone warunkami technicznymi (70%). Tylko 9% ścian zewnętrznych została zaprojektowana z uwzględnieniem czasu eksploatacji budynku i wzrostu cen energii. Lepiej jest w przypadku dachów, stropów i stropodachów, gdzie 21-22% przegród to przegrody zaprojektowane energooszczędnie, spełniające wymagania rachunku ekonomicznego i eksploatacji budynku w czasie.

Znaczne straty ciepła przez przenikanie występują również w przypadku okien, gdzie wymagania dotyczące współczynnika U są nieco odmienne. Nowe technologie (produkcja szkleń zespolonych, wypełnianie gazami szlachetnymi etc.) pozwalają dziś uzyskiwać dużo lepsze parametry energetyczne okien i drzwi.

Skutkuje to stosowaniem coraz lepszych okien, a czasem nawet okien wysoce energooszczędnych (U<=1,1). Przenikanie ciepła przez przegrody zewnętrzne oraz straty wynikające z ucieczki ciepła przez systemy wentylacyjne są głównym źródłem strat ciepła w budynku.

Tab. 6. Straty ciepła przez budynki Typ budynku

Zgodnie z podejściem TRIAS ENERGETICA, obniżenie tych strat jest pierwszym etapem na drodze do uzyskania wysokiej efektywności energetycznej budynku.

Działania zmniejszające straty mogą wymuszać zmiany rodzaju zastosowanej wentylacji, na przykład z grawitacyjnej na mechaniczną z systemami odzysku ciepła. W przypadku przegród zmiany te często mogą być dokonywane bezkosztowo jeszcze w fazie projektowania. Jest to istotne o tyle, że straty te przeważają w ogólnych stratach ciepła we wszystkich budynkach. Poprawa wartości energetycznych przegród może doprowadzić do obniżenia strat nawet o 30%. Przekłada się to bezpośrednio na koszty
eksploatacji budynku, jak również jego charakterystykę energetyczną.

Wyk. 21. Podział przegród typowych (okien) ze względu na wartość współczynnika przenikania ciepła U w budynkach oddawanych do eksploatacji w okresie 01.2009 - 12.2010

Gdzie szukać oszczędności,
czyli potencjał efektywności energetycznej

Użytkowanie budynków, liczba mieszkańców, ich zachowania i przyzwyczajenia – to wszystko ma wpływ na poziom zużycia energii. Analizując budowę obiektu możemy stwierdzić, które elementy, instalacje, zastosowane rozwiązania wpływają korzystnie na zmniejszenie zużycia energii, a które spełniają tylko podstawowe wymagania, np. dotyczące wartości maksymalnych współczynników przenikania ciepła U dla przegród. Jednakże dopiero analiza zapotrzebowania na energię w podziale na ogrzewanie, wentylację, przygotowanie ciepłej wody użytkowej czy chłodzenie i oświetlenie pozwala określić zarówno obszary potencjalnych usprawnień, jak i wskazówki dotyczące użytkowania.

Zgodnie z metodologią obliczania świadectw charakterystyki energetycznej w przypadku budynków mieszkalnych łączne zapotrzebowanie na energię dzieli się na:

• energię potrzebną do ogrzewania i wentylacji,
• energię potrzebną do chłodzenia,
• energię potrzebną do przygotowania ciepłej wody użytkowej,
• energię pomocniczą, czyli energię potrzebną do funkcjonowania elementów systemów c.o., c.w.u., chłodzenia i wentylacji.

Wyk. 22. Podział zapotrzebowania na energię pierwotną, końcową i użytkową dla budynków mieszkalnych

Nieodpowiednia izolacja przewodów i zasobników w systemach c.w.u. oraz brak indywidualnych liczników wciąż jeszcze powodują nadmierne zużycie nie tylko energii potrzebnej do przygotowania ciepłej wody użytkowej, lecz także samej wody.

Przedstawienie tych wartości w tabelach na drugiej stronie świadectwa pozwala określić najbardziej energochłonne obszary. Część informacji zawartych w tych danych jest związana z przeznaczeniem budynku, jego celem użytkowania. Przykładowo, budynki mieszkalne najwięcej energiizużywają do ogrzewania, natomiast budynki niemieszkalne, np. centra handlowe – na oświetlenie.

Analizując powyższe wykresy, zauważyć można, że dla budynków mieszkalnych potencjał oszczędności energii istnieje w obszarze ocieplenia budynku i poprawie sprawności systemów grzewczych i wentylacyjnych. Wyższy udział w zapotrzebowaniu na energię potrzebną do ogrzewania w przypadku wartości wskaźnika EU w porównaniu do EK i EP oznacza możliwości poprawy charakterystyki energetycznej budynku poprzez parametry energetyczne przegród. Budynki stare pod względem podziału zapotrzebowania na energię charakteryzują się zbliżonym rozkładem strat energii jak nowe. Rozpatrując wartości zapotrzebowania na energię w kWh/(m2 rok), stwierdzamy, że wartości dla budynków nowych odbiegają od wartości średnich od kilku procent nawet do 40%, w zależności od wieku budynku.  Natomiast porównując wartości procentowe podziału zapotrzebowania na energię, możemy wskazać, że najważniejszą rolę od strony kosztów odgrywa ogrzewanie, a potem ciepła woda użytkowa.

Nieodpowiednia izolacja przewodów i zasobników w systemach c.w.u. oraz brak indywidualnych liczników wciąż jeszcze powodują nadmierne zużycie nie tylko energii potrzebnej do przygotowania ciepłej wody użytkowej, lecz także samej wody. Zastosowanie niektórych rozwiązań nie tyle zmniejsza zapotrzebowanie na energię, co powoduje zmiany zachowań i sposobów eksploatacji obiektu, np. indywidualne liczniki przekładają się na zmniejszenie zużycia, będące wynikiem zmian zachowań mieszkańców. Budynki istniejace w przypadku modernizacji muszą spełnić aktualne wymagania. Wsparciem modernizacji jest między innymi Ustawa o wspieraniu termomodernizacji i remontów oraz regionalne programy operacyjne lub dofinansowania Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

W przypadku budynków niemieszkalnych najbardziej energochłonnym obszarem jest oświetlenie i wentylacja lub klimatyzacja.

Pomimo największego udziału oświetlenia w wartości wskaźnika EP, to straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego są najbardziej energochłonnym obszarem. Wysoka wartość udziału oświetlenia wynika wprost z metodologii liczenia wskaźnika EP (współczynnik nakładu równy 3). Jest to obszar, w którym należy szukać oszczędności energii, oczywiście nie pomijając ogrzewania i wentylacji. W strukturze strat energii w budynkach niemieszkalnych stwierdza się małe zapotrzebowanie na energię  wykorzystywaną do c.w.u. Jednak analiza konkretnych przypadków (np. szpitale) może wskazać całkiem odmienny charakter strat ciepła. Zużycie energii na potrzeby chłodzenia w budynkach niemieszkalnych charakteryzuje trend wzrostowy. Dla budynków istniejących jest to 15% energii użytkowej, a dla budynków nowych 22%. Z punktu widzenia zakupu energii końcowej udziały te stanowią odpowiednio 4 i 8%, co świadczy o wysoko sprawnych (ESEER > 3,0) urządzeniach dostarczających chłód.

Dla budynków niemieszklanych poza energią na potrzeby oświetlenia wentylacja jest najbardziej energochłonnym obszarem.

Energochłonność wentylacji wynika, z jednej strony, ze strat, z drugiej – z zastosowania nieefektywnych systemów wentylacji mec