Bilans energetyczny budynku. Dom nowoczesny.

Różnica pomiędzy zyskami energii cieplnej w budynku, a jej to stratami to właśnie bilans energetyczny. Zwykle kojarzony, jako termin OZC (Obliczenie Zapotrzebowania Cieplnego budynku) lub audyt energetyczny. Inwestorzy zwykle wybierają takie rozwiązania podczas budowy domu, aby były nowe co najmniej energooszczędne lub pasywne, gdzie udział zysków był maksymalnie wysoki, a straty maksymalnie niskie.

Co daje bilans energetyczny?

Ponieważ wydatki w sezonie grzewczym związane z grzaniem domu pochłaniają dość sporą część budżetu to oczywistym jest, że największym powodzeniem cieszą się takie budynki, gdzie straty są minimalne. Stąd domy energooszczędne oraz pasywne nie są niczym rzadkim wśród nowego budownictwa. Przepisy prawne od roku 2014 regulują również to, jaką izolacyjność cieplną powinny posiadać przegrody w budynku, jak również i to, jaki powinien być wskaźnik rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną EP.

W roku 2021 ten wskaźnik nie będzie mógł być wyższy niż 70 kWh/m². Natomiast to, że zaprojektowanie i wykonanie przegród w budynku o odpowiedniej izolacyjności nie stanowi większego problemu, o tyle dość trudno będzie odpowiedzieć na pytanie – ile pomimo tego budynek będzie zużywał energii. Odpowiedzią na to pytanie jest właśnie bilans energetyczny. Zdecydowanie najprościej jest dokonać bilansu dla budynku już istniejącego, ale jeśli założy się konkretne parametry i rozwiązania, będzie można sporządzić prognozowany bilans również dla domu, który dopiero powstanie.

Co to jest bilans energetyczny?

Bilans energetyczny może być dodatni lub ujemny. Różnica pomiędzy zyskami energii cieplnej w budynku, a jej to stratami to właśnie bilans energetyczny. Co więcej, może się on zmieniać na przestrzeni roku. Wynika to z faktu, że do każdego budynku dostarczamy energię potrzebną do zasilania wielu urządzeń, ogrzania, oświetlenia, czy podgrzania wody. I nie jest bez znaczenia, w jaki sposób użytkujemy tą energię. Liczy się nasz sposób na dysponowanie energią, ale i to, jak skonstruowana jest np. stolarka okienna, drzwi zewnętrzne, ich wielkości, ilości i parametry cieplne. W bilansie cieplnym uwzględnia się także kształt domu, jego wielkość, otoczenie zewnętrzne, usytuowanie względem kierunków świata, sposoby wentylowania pomieszczeń oraz izolacyjność termiczną przegród. Chodzi więc tutaj o to, aby minimalizować straty, a przy tym dostarczyć do budynku jak najmniej energii cieplnej i wytworzyć ją jak najniższym kosztem.

Jaki sens ma wykonanie bilansu cieplnego?

Jeśli myślimy o domu energooszczędnym to nie powinniśmy pozostawać wyłącznie w sferze marzeń. W tym przypadku wykonanie bilansu jest jak najbardziej wskazane. Wtedy otrzymamy precyzyjne wytyczne odnośnie budowy, izolacji i jego wyposażenia. Co więcej, to właśnie bilans udzieli nam pierwszej odpowiedzi o spodziewanej efektywności energetycznej. Jeśli zastosujemy się do opracowań i wyników to jedyne, co nas zaskoczy po wybudowaniu domu to niskie rachunki za jego ogrzewanie.

Kto zajmuje się przygotowaniem bilansu energetycznego?

Najlepiej zamówić wykonanie bilansu energetycznego w firmie, która posiada odpowiednie uprawnienia lub u licencjonowanego audytora energetycznego. W teorii wiele osób dokonuje samodzielnie takie zestawienie. Jednak, aby zrobić to naprawdę rzetelnie należy posiadać zarówno czas, jak i spore doświadczenie. Można też próbować dokonać wstępnego bilansu na stronach internetowych, gdyż niektóre firmy udostępniają dedykowane kalkulatory energetyczne.

W jaki sposób przygotowuje się bilans energetyczny?

Jeśli mówimy o profesjonalnie wykonanym bilansie opartym na szeregu obliczeń i analiz to regulują to bardzo szczegółowo odpowiednie normy. Są nimi:

• PN-EN ISO 13790:2006: Cieplne właściwości użytkowe budynków – Obliczanie zużycia energii do ogrzewania;
• PN-EN 12831:2006: Instalacje ogrzewcze w budynkach – Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego;
• PN-B-02025:2001: Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego;
• PN-EN 832:2001: Właściwości cieplne budynków – Obliczanie zapotrzebowania na energię do ogrzewania – Budynki mieszkalne.

Dodatkowo profesjonaliści mają do dyspozycji specjalne oprogramowanie, które znacznie ułatwia im zadanie obliczeń. Jedną z metod jest algorytm quasi-statyczny, czyli określa się bilans cieplny dla pewnego okresu obliczeniowego. W praktyce może to być sezon grzewczy, rok, lub miesiąc. Dokładniejsza jest metoda dynamiczna, która określa bilans dla krótkich okresów. Za jej pomocą można dokonać obliczeń np. dla jednej godziny.

Z reguły licencjonowany audytor energetyczny rozpoczyna pracę od ustalenia granic przestrzeni, która będzie ogrzewana. Na tym etapie w budynku, o ile zachodzi taka potrzeba dokonuje się podziału na strefy, które mogą być ogrzewane w różnym stopniu (np. garaż). Teraz następuje proces obliczeń, na podstawie których otrzymamy wyniki związane z długością okresu grzewczego, temperaturę dla pomieszczeń, zyski ciepła z różnych źródeł, czy zapotrzebowanie na energię do grzania. Na tej podstawie określony zostanie współczynnik wykorzystania tychże zysków, a także współczynnik wykorzystania strat ciepła. Nie jest to łatwe dla osoby, która nie ma w tej materii chociażby podstawowej wiedzy.

Straty spowodowane przez np. niewydolny system wentylacyjny, niedostatecznie zaizolowane przegrody, mostki termiczne, źle dobrana stolarka drzwiowa i okienna mogą zostać wychwycone już podczas określania bilansu cieplnego. Niestety bilans nie wykaże nawyków samych mieszkańców, którzy w różnym czasie mogą zużywać więcej energii niż potrzebują i nie dbają o to, aby zniwelować tzw. ucieczki ciepła. Dlatego warto zastanowić się nad zmaksymalizowaniem zysków energetycznych i minimalizowaniu strat już na etapie projektu i jego wyboru. Wtedy tez da się uwzględnić w budynku wszystkie czynniki sprzyjające jego energooszczędności. O wiele trudniej będzie to osiągnąć w domu gotowym, przeznaczonym do termomodernizacji.

Opracował: Marek Bachorski-Rudnicki