Aktualności
Badania
01 Sierpnia
Źródło: www.pixabay.com
Opublikowano: 2023-08-01

Nowa metoda zwiększy energooszczędność budynków

Uniwersalną metodę, która pozwala na jednoznaczny wybór optymalnej kombinacji komponentów determinujących efektywność energetyczną budynków, zaprezentowali naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej i Politechniki Świętokrzyskiej. Pomoże w tym opracowany przez nich globalny wskaźnik zużycia energii w budynkach. 

Według statystyk GUS w 2021 roku tylko gospodarstwa domowe wykorzystały 25,8% całkowitego zużycia energii w Polsce. Efektywność energetyczna sprzyja niezależności energetycznej i ogranicza możliwość wystąpienia niedoborów energii. Mniejsze zużycie to zarówno niższe koszty ponoszone przez indywidualnych użytkowników budynków, jak i ograniczone zużycie surowców w skali kraju.

Potrzeby budynku o niskim zużyciu energii mogą być łatwiej zaspokojone ze źródeł odnawialnych w obrębie budynku w trybie tak zwanej prosumpcji, czyli równoczesnej produkcji i konsumpcji energii. Pozwala to na ograniczenie emisji dwutlenku węgla, a tym samym zmniejszenie efektu cieplarnianego oraz śladu węglowego.

U podstaw budownictwa energooszczędnego leży racjonalne wykorzystanie energii, ograniczanie strat ciepła i zagospodarowanie naturalnych zysków słonecznych w budynku oraz źródeł energii odnawialnych. Bezpośrednim celem naszych badań było określenie globalnego wskaźnika energochłonności budynków, który pomoże osiągnąć te cele – wyjaśniają naukowcy z Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT oraz Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Świętokrzyskiej.

Co wpływa na energooszczędność budynku?

Elementy które wpływają na energooszczędność budynku wynikają z podstawowych koncepcji budownictwa energooszczędnego. Najczęściej wymienianym w zasadach modernizacji jest odpowiednia izolacja przegród budynku. Podstawowymi materiałami izolacyjnymi są styropian i wełna mineralna, ale dostępne są na rynku także inne materiały, jak izolacje w formie granulatu, pianki i aerożele.

Ważnym elementem jest odpowiednie zaprojektowanie wentylacji. Z punktu widzenia oszczędności energii korzystnie byłoby maksymalnie ograniczać strumień wentylacji, ale oczywiście jest to bardzo niekorzystne ze względów sanitarnych. Rozwiązaniem jest rekuperacja, czyli zastosowanie wymiennika ciepła, który zapobiega oddawaniu ciepła z wentylacji, lecz nie blokuje wymiany powietrza. Do zastosowania tego systemu konieczne jest jednak zainstalowanie wentylacji mechanicznej – wskazują autorzy badań.

Kolejnym elementem, który pomoże w oszczędności energii, jest takie zaprojektowanie bryły budynku, aby umożliwić zyski z promieniowania słonecznego. Do spełnienia tego warunku niezbędna jest odpowiednia powierzchnia okien w budynku. Z drugiej strony zaprojektowanie zbyt dużej powierzchni oszklonych może grozić przegrzewaniem budynku w okresie letnim. Dlatego, aby zapewnić regulację zysków energii, można zamontować w oknach przesłony, najlepiej zewnętrzne. Korzystnie jest również wyposażyć obiekt w źródła energii o mniejszym wpływie na środowisko, w tym odnawialne.

Globalny wskaźnik energochłonności budynków

Przy opracowaniu metody, która poprawia efektywność energetyczną budynków, naukowcy uwzględnili wpływ składników należących do różnych grup takich, jak lokalizacja, materiały konstrukcyjne i izolacyjne, instalacje ocenianych w aspekcie czterech kryteriów: energii końcowej, kosztu, trwałości oraz czasu zwrotu nakładów inwestycyjnych.

Tylko opracowana przez nas metoda umożliwia analizę pojedynczych składników materiałowo-konstrukcyjno-instalacyjnych, pozwalając uzyskać wszystkie możliwe ich kombinacje. Jednocześnie pozwala ona na weryfikację uzyskanych kombinacji w aspekcie zgodności z wymaganiami technicznymi, użytkowymi i prawnymi. Inne metody analizy umożliwiają jedynie arbitralne wyspecyfikowanie kombinacji rozwiązań materiałowo-konstrukcyjno-instalacyjnych, a wynik pokazywany jest w formie rankingu kombinacji bez określenia dokładnej wartości liczbowej przypisanej do kombinacji – stwierdzają.

Metoda ma charakter uniwersalny, ponieważ nie zakłada żadnych ograniczeń co do typu budynku i możliwości jego zastosowania w różnych strefach klimatycznych. Jest to metoda otwarta, w której możliwe jest uwzględnienie specyficznych wymagań dotyczących lokalizacji budynku. Ponadto metoda umożliwia analizę z punktu widzenia dodatkowych kryteriów, na przykład kryterium komfortu termicznego, akustycznego, elektromagnetycznego, emisyjności gazów z materiałów budowlanych, podłoża gruntowego i innych.

To się opłaca!

Opracowana metoda analizy może zostać zastosowana do oceny energochłonności nowych budynków, jak również do modernizacji już istniejących. Pozwala na weryfikację przyjętych koncepcji projektowych, a także na dokonanie wyboru najbardziej korzystnych wariantów rozwiązań prowadzących do minimalizacji energochłonności budynku.

Rozwiązania energooszczędne są zwykle droższe inwestycyjnie i bardziej złożone technicznie niż rozwiązania klasyczne. Na przykład instalacja pompy ciepła wspomaganej ogniwami słonecznymi będzie droższa niż kocioł gazowy o tej samej mocy. Jednak koszty ogrzewania dla instalacji z pompą ciepła będą niższe a poza tym zyskujemy pewną niezależność od zewnętrznych dostaw energii. Korzystne w tym względnie jest wsparcie kosztów inwestycyjnych ułatwiające podjęcie decyzji o instalacji bardziej energooszczędnego i ekologicznego źródła – tłumaczą naukowcy.

Ich rozwiązanie może być rozwijane poprzez uwzględnienie kolejnych składników oraz zwiększenie liczby kryteriów. W planach mają również opracowanie odpowiedniego oprogramowania, aby eksperci i mieszkańcy mogli wykorzystać metodę do zwiększenia efektywności energetycznej budynków. Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie Energies.

Marcin Wrzos, źródło: WAT

Dyskusja (0 komentarzy)