Standardy efektywności energetycznej budynków jednorodzinnych

Standardy efektywności energetycznej budynków jednorodzinnych

rok wydania: 2021, wydanie pierwsze
ISBN: 978-83-8156-209-6
ilość stron: 164
format: B5
oprawa: miękka

Opis

Celem naukowym podjętych przez autora badań było opracowanie szczegółowych wymagań dla krajowych standardów efektywnych energetycznie budynków. Wytyczne te określono zarówno dla nowych, jak i istniejących budynków mieszkalnych. Zastosowana metodyka badawcza różniła się w zależności od postawionego celu. Pozwoliło to na zaprezentowanie różnych sposobów tworzenia i formułowania wymagań. W przypadku z góry zdefiniowanego poziomu efektywności energetycznej badaniom poddano numeryczne modele budynków, które następnie modyfikowano. Wprowadzane różne warianty usprawnień pozwoliły na określenie zestawu szczegółowych wytycznych. Zastosowana metoda badawcza była podstawą do określenia historycznych wymagań dla budynków energooszczędnych w standardzie NF40 i NF15. Poprawność sformułowanych wytycznych została zweryfikowana w trakcie trwania programu priorytetowego „Efektywne wykorzystanie energii. Dopłaty do kredytów na budowę domów energooszczędnych” Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Do określenia wymagań dla nowych budynków plusenergetycznych i termomodernizacji do standardu niemal zeroenergetycznego (NZEB) wykorzystano inną metodykę badawczą. Jej istotnym elementem był aspekt opłacalności ekonomicznej realizowanych przedsięwzięć. Opracowane modele numeryczne budynków były przedmiotem obliczeń wariantowych obejmujących różne zestawienia usprawnień. W przypadku nowych budynków mieszkalnych jednorodzinnych określono wymagania dotyczące rozwiązań konstrukcyjno-instalacyjnych pozwalających na osiągnięcie standardu plusenergetycznego. Podobne wymagania wyznaczono dla termomodernizacji budynków istniejących do poziomu NZEB. W tym wypadku badania przeprowadzono w pierwszej kolejności dla przegród budynków. Zdefiniowano dla nich optymalne kosztowo wartości współczynników przenikania ciepła. Podstawą do sformułowania wymagań szczegółowych dotyczących przegród były wskaźniki kosztu skumulowanego. Następnie określono na ich podstawie różne warianty termomodernizacji modeli budynków. Wyznaczona w ten sposób zależność między kosztem skumulowanym a efektywnością energetyczną pozwoliła na znalezienie optymalnego kosztowo i niemal zeroenergetycznego poziomu wymagań. Zaprezentowane metody obliczeniowe i opracowane standardy efektywności energetycznej budynków mogą być wykorzystywane do określenia przyszłych i obecnych wymagań stawianych budynkom. Pozwoliłoby to na zmniejszenie energochłonności krajowych zasobów budowlanych i ograniczenie ich negatywnego wpływu na środowisko naturalne, a jednocześnie zapewniło podwyższenie jakości życia w budynkach i poza nimi – dzięki redukcji emisji szkodliwych zanieczyszczeń powietrza. Działania takie wpisują się bezpośrednio w realizację celu polityki Unii Europejskiej, jakim jest dekarbonizacja zasobów budowlanych do 2050 roku.

Spis treści

Wykaz skrótów i oznaczeń / 7

1. Wprowadzenie / 11
1.1. Odniesienie do aktualnych badań na świecie / 12
1.2. Ewolucja wymagań dotyczących efektywności energetycznej budynków mieszkalnych w Polsce na przełomie ostatnich lat / 18
1.3. Wpływ autora na aktualny stan wiedzy i jego w nim udział / 25
1.4. Motywacja i uzasadnienie podjęcia badań / 30
1.5. Najważniejsze elementy badań / 33
1.6. Warunki brzegowe badań analitycznych i ich ograniczenia / 34
1.7. Opis zawartości monografii oraz wkładu własnego autora / 38

2. Wymagania dla nowych energooszczędnych budynków mieszkalnych / 40
2.1. Zasady projektowania budynków mieszkalnych energooszczędnych / 41
2.2. Wymagania dla standardu NF40 / 51
2.3. Wymagania dla standardu NF15 / 54
2.4. Wpływ programu NFOŚiGW dopłat do budynków energooszczędnych na rozwój rynku i nauki / 60
2.5. Wymagania dla budynków niemal zeroenergetycznych (NZEB) / 62
2.5.1. Sposób sformułowania wymagań / 63
2.5.2. Sposoby spełnienia wymagań / 65

3. Wymagania dla nowych mieszkalnych budynków plusenergetycznych / 69
3.1. Metodyka / 71
3.1.1. Metodyka obliczeniowa / 71
3.1.2. Warianty budynków. 72
3.1.3. Model budynku i jego charakterystyka energetyczna / 75
3.2. Dobór instalacji / 77
3.2.1. Dobór pomp ciepła / 78
3.2.2. Dobór kotłów elektrycznych / 80
3.2.3. Dobór paneli fotowoltaicznych / 81
3.3. Obliczenie kosztów / 86
3.3.1. Koszty konstrukcji / 86
3.3.2. Koszty systemów technicznych / 88
3.3.3. Koszty wymiany i konserwacji / 92
3.3.4. Roczny koszt zużywanej energii / 93
3.3.5. Całkowite koszty skumulowane / 94
3.4. Wyniki i dyskusja / 97

4. Wymagania dla istniejących budynków mieszkalnych poddawanych termomodernizacji do standardu niemal zeroenergetycznego (NZEB) / 98
4.1. Potencjalne wymagania – wyniki badań ankietowych / 98
4.2. Metodyka / 101
4.2.1. Etap I. Optymalne kosztowo współczynniki U dla przegród budynków istniejących poddawanych termomodernizacji / 102
4.2.2. Etap II. Optymalny kosztowo wariant termomodernizacji budynku jednorodzinnego / 106
4.3. Modele budynków / 107
4.3.1. Budynek jednokondygnacyjny z poddaszem (S-1) / 110
4.3.2. Budynek dwukondygnacyjny z płaskim dachem (S-2) / 111
4.4. Optymalne kosztowo współczynniki U dla przegród budynków istniejących poddawanych termomodernizacji / 112
4.4.1. Ściana zewnętrzna / 113
4.4.2. Stropodach / 117
4.4.3. Dach stromy / 121
4.4.4. Strop pod poddaszem nieogrzewanym / 124
4.4.5. Strop nad piwnicą nieogrzewaną / 127
4.4.6. Podłoga na gruncie / 130
4.4.7. Okna zewnętrzne / 132
4.4.8. Drzwi zewnętrzne / 133
4.4.9. Zestawienie optymalnych kosztowo współczynników U / 135
4.5. Optymalny kosztowo wariant termomodernizacji budynków / 137
4.6. Wyniki i dyskusja / 145

5. Podsumowanie / 147
5.1. Standard plusenergetyczny / 147
5.2. Standard termomodernizacji do poziomu NZEB i optymalnego kosztowo / 149
5.3. Porównanie wymagań dla poszczególnych standardów / 152
Literatura / 155