Głęboka termomodernizacja - projekt modelowy

W ostatnich latach zawrotną karierę robi pojęcie głębokiej termomodernizacji, jednak do chwili obecnej nie ma jego ujednoliconej definicji.

Przykładowo jako budynek głęboko stermomodernizowany uznaje się obiekt, który:

- spełnia obecnie obowiązujące wymagania jak dla budynków nowych (POIiŚ),
- spełnia wymagania jak dla budynków nowych, które będą obowiązywały od 1 stycznia 2021 r.,
- EP ≤ EPgr oraz U ≤ Ugr, inne wymagania cząstkowe,

Według opracowania pt.: Strategia modernizacji budownictwa: mapa drogowa 2050¹, głęboka termomodernizacja to zestaw działań remontowych i modernizacyjnych, prowadzących do zmniejszenia zużycia energii w budynkach. Ich zakres określany jest także na poziomie optymalnym z punktu widzenia ekonomicznego. W takiej sytuacji, do określania optymalnego zestawu działań modernizacyjnych wykorzystuje się metodę kosztu optymalnego.

Można także przyjąć bardziej ogólną definicję, że modernizację dającą efekt ograniczenia zużycia energii cieplnej o ponad 85% także można nazwać głęboką termomodernizacją.

Modelowy przykład głębokiej termomodernizacji domu jednorodzinnego.

Wzorcowym przykładem działań z zakresu głębokiej termomodernizacji jest realizowany przez Krajową Agencję Poszanowania Energii S.A. „Modelowy Projekt Głębokiej Termomodernizacji Domu Jednorodzinnego”. Na potrzeby tego projektu, na początku 2015 roku wyłoniony został typowy jednorodzinny dom z terenów wiejskich, wybudowany na przełomie lat 60 i 70., o powierzchni 100 metrów kwadratowych. Był to dom murowany, niepodpiwniczony, z poddaszem nieużytkowym. Ponadto, dom był nieocieplony, ogrzewany piecem kaflowym. Jedynymi elementami zmodernizowanymi był: dach, pierwotnie pokryty eternitem (właściciel wymienił pokrycie na blachodachówki) oraz nowe drzwi zewnętrzne i wewnętrzne.

Stan pierwotny

Ogólny stan techniczny budynku był dobry. Izolacyjność termiczna przegród zewnętrznych była niska i odbiegała od obecnych standardów oraz wymagań w zakresie ochrony cieplnej dla budynków jednorodzinnych. Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla ścian zewnętrznych oszacowano na 1,014 . Wartość współczynnika przenikania ciepła U dla stropu nad parterem wynosiła 0,364 . Stan techniczny całej stolarki okiennej był zły - współczynnik przenikania ciepła oszacowano na ok. 3,6 .

Zakres prac termomodernizacyjnych

W ramach projektu zaplanowano przeprowadzenie kompleksowej, głębokiej termomodernizacji domu, tak, aby był ciepły i komfortowy w użytkowaniu. W ramach tych prac zaplanowano: ocieplenie ścian zewnętrznych, wymianę stolarki okiennej, modernizację źródła ciepła i c.w.u., ocieplenie podłogi przy gruncie, ocieplenie dachu, ocieplenie stropu oraz instalację wentylacji z rekuperacją.

Inwestor rozszerzył zaplanowany przez KAPE zakres prac o zmianę funkcji poddasza z nieużytkowego na mieszkalne. Łączyło się to ze wzmocnieniem konstrukcji dachu, tak, aby można było go bezpiecznie ocieplić oraz wstawić pięć okien dachowych. Całość prac nie wymagała podnoszenia poddasza, więc budynek nie zmienił swoich gabarytów.

Ocieplenie przegród zewnętrznych

Dom posadowiono bezpośrednio na gruncie, bez żadnej warstwy izolacji. Aby ją położyć, zerwano istniejące warstwy podłogowe i ułożono nowe z ociepleniem styropianem Termo Organika Silver dach/podłoga (0,037) o grubości 18 cm. Również styropianem zaizolowano ściany zewnętrzne. W tym celu użyto całego systemu dociepleniowego firmy Termo Organika, gdzie warstwą izolacyjną był styropian TERMONIUM PLUS fasada, o grubości 28cm, charakteryzujący się dużo mniejszemu współczynnikiem przewodzenia ciepła niż tradycyjny styropian.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (ocieplanie przegród zewnętrznych); zdj.: KAPE

Wymiana stolarki okiennej

Kolejnym etapem termomodernizacji, odbywającym się mniej więc w tym samym terminie co ocieplanie ścian zewnętrznych była wymiana okien. Stare nieszczelne okna zastąpiono oknami Winergetic Premium firmy Oknoplast, o niskim współczynniku przenikania ciepła U = 0,78 W/m²K. Okna te posiadają 7-komorowy profil ramy o szerokości zabudowy 82 mm i półzlicowany profil skrzydła o szerokości zabudowy 93 mm, 6 uszczelek, w tym dodatkowa we wrębie szybowym, które poprawiają właściwości energooszczędne okna oraz ograniczają powstawanie mostka termicznego przy szybie.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (wymiana stolarki okiennej); zdj.: KAPE

Dodatkowo, aby ograniczyć powstawanie motków termicznych zastosowano tzw.: ciepły montaż okien, czyli zamontowano je w warstwie nowo położonego ocieplenia ścian. Okna uszczelniono pianką. Okna w warstwie ocieplenia zainstalowano za pomocą kotew.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (ciepły montaż okien); zdj.: KAPE

Jak podkreślają eksperci Krajowej Agencji Poszanowania Energii, okna są tymi elementami budynku, przez które ucieka najwięcej ciepła. W przypadku starych okien, które są nieszczelne, do wnętrza domu w jeszcze większym stopniu przenika zimne powietrze z zewnątrz, powodując jego dodatkowe wychładzanie i tym samym zwiększenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania.

Wentylacja z rekuperacją

Nowym elementem w domu, który pojawił się w ramach termomodernizacji był system wentylacji mechanicznej z centralą wentylacyjną z systemem odzysku ciepła. W tym celu zastosowano centralę wentylacyjną firmy Swegon.

Zadaniem wentylacji mechanicznej jest dostarczenie do domu świeżego powietrza oraz usuwanie CO₂ oraz innych zanieczyszczeń (np.: nieprzyjemnych zapachów, czy lotnych związków organicznych). Ponadto, rekuperacja odpowiedzialna jest za odzysk ciepła z powietrza, które jest usuwane z budynku. W urządzeniach Swegon zapewniono wysoki odzysk ciepła z powietrza usuwanego i zadbano o niski poziom zużycia energii przez silniki elektryczne. Przewody wentylacyjne rozprowadzano po całym domu – na parterze oraz na poddaszu.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (cenralka systemu rekuperacji); zdj.: KAPE

Wymiana źródła ciepła i instalacja grzejników.

Do tej pory dom ogrzewany był przy pomocy pieca kaflowego, w którym spalano węgiel i drewno. Woda ogrzewana była przy pomocy podgrzewacza elektrycznego. Teren , na którym stoi dom nie ma przyłączy gazowych; ponadto, inwestor posiada własne zasoby drewna i zdecydował się na zainstalowanie kotła na drewno. Aby zachować efekt ekologiczny, zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza substancjami lotnymi, w tym pyłami PM10 i PM2,5 oraz ograniczyć emisje CO₂ wybrany został kocioł Kocioł c.o. SIGMA 20 kW. firmy Ciechewicz. Jest to kocioł na tzw "Holzgas" czyli gaz drzewny. Kotły tego typu są alternatywą dla kotłów węglowych czy na eko groszek - są zdecydowanie bardziej ekologiczne i posiadają 5 klasę sprawności. Spalanie drzewa odbywa się poprzez proces pyrolizy.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (instalacja kotłą zgazowującego drewno); zdj.: KAPE

Dzięki zainstalowaniu wysokosprawnego kotła w każdym z pomieszczeń zainstalowano grzejniki płytowe. Wybrane do tego zostały produkty Purmo Compact (C) - stalowe grzejniki płytowe z bocznym podłączeniem do instalacji, wraz z głowicami termostatycznymi Purmo .

Wymiana instalacji ogrzewczej wraz z grzejnikami to oszczędność energii rzędu 10-25%. Natomiast wraz z dociepleniem ścian zewnętrznych i stropodachu, daje dodatkowo 5-15% oszczędności zużywanego ciepła.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (instalacja grzejników); zdj.: KAPE

Okna dachowe i izolacja dachu

Tak jak wspomniane zostało na początku artykułu, w ramach projektu zmieniono funkcję poddasza z nieużytkowego na mieszkalne. Dlatego też, w pierwszej kolejności w istniejące pokrycie dachowe wstawiono pięć okien dachowych FTT U8 Thermo firmy FAKRO. Okna te montowane są wraz z kołnierzem EHV-AT Thermo i charakteryzują się bardzo niskim współczynnikiem przenikania ciepła Uw= 0,58 W/m2K. Dodatkowo od strony południowej zainstalowano markizy AMZ Solar (Fakro). Te sterowane elektrycznie markizy to skuteczna ochrona przed nagrzewaniem i przegrzewaniem się pomieszczeń.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (wstawanie okien dachowych); zdj.: KAPE

Po wstawieniu okien, ocieplony został dach i strop, do czego użyto wełny szklanej marki ISOVER multimax 30 (0,030) o grubości 28cm. Ponadto, zastosowano izolację przeciwwilgociową dachu – paroprzepuszczalną membranę dachową oraz folę paroizolacyjną ISOVER Stopair.

Głęboka termomodernizacja domu jednorodzinnego (ocieplanie dachu wełną mineralną); zdj.: KAPE

Wnioski z audytu energetycznego budynku

Przed termomodernizacją, budynek na cele grzewcze obliczeniowo zużywał 81,05 GJ energii rocznie. Dzięki przeprowadzeniu kompleksowej termomodernizacji zdołano zmniejszyć obliczeniowe zapotrzebowanie na energię zarówno na c.o. jak również c.w.u. budynku o 88,77 %. Po modernizacji budynek na cele grzewcze zużywać będzie około 8,36 GJ energii rocznie.

Zmniejszenie zużycia energii jest bardzo znaczne co, w opisywanej inwestycji niestety nie przenosi się na bardzo dobry wynik ekonomiczny. Spowodowane jest to bardzo tanią energią, którą inwestor pozyskuje z biomasy. Należy jednak zauważyć iż komfort użytkowania pieca na biomasę jest znacznie wyższy od pieca kaflowego oraz na fakt możliwości lepszej regulacji temperatury wewnątrz pomieszczeń Zmiany te znacznie zwiększają komfort życia w domu. Należy także pamiętać, że przed termomodernizacją dom był uznawany przez właściciela jako zimy. Istotny jest również duży efekt ekologiczny spowodowany likwidacją przygotowania c.w.u. w podgrzewaczu elektrycznym i zastąpienie go energią pozyskiwaną z biomasy.

Podsumowanie

Przedstawiony przykład głębokiej termomodernizacji domu jednorodzinnego pokazuje, że istnieje techniczna możliwość osiągnięcia znacznych (około 90%) redukcji zużycia energii przez typowy wiejski dom jednorodzinny wybudowany w latach 60,70 i 80 ubiegłego wieku. Jednak analiza ekonomiczna tego przedsięwzięcia nie napawa optymizmem. Tego typu domy ogrzewane są najczęściej energią pozyskiwaną lokalnie z biomasy, której koszty dla właściciela domu są znikome. Niestety spalanie znacznych ilości taniej biomasy w nieefektywnych paleniskach powoduje znaczne ilości emisji zanieczyszczeń gazowych do powietrza, szczególnie pyłów. Powstałe w ten sposób zanieczyszczenia powietrza powodują znaczące problemy zdrowotne mieszkańców miejscowości, w których powstaje zjawisko tak zwanej niskiej emisji. Dlatego ze względu na redukcję zanieczyszczeń powietrza i zmniejszenie kosztów zewnętrznych warto mimo braku opłacalności ekonomicznej (przy aktualnych cenach energii) stosować głęboką termomodernizację. Konieczne są jednak systemy wsparcia finansowego oparte na pokryciu luki finansowej między kosztem inwestycji opłacalnej ekonomicznie a kosztem inwestycji polegając na głębokiej termomodernizacji.

--------------------------------------------

^{Materiały źródłowe}

^{[1] Strategia modernizacji budownictwa: mapa drogowa 2050, praca zbiorowa zrealizowana przez pracowników: Instytutu Ekonomiki Środowiska (IEŚ), Buildings Performance Institute Europe (BPIE), Narodowej Agencji Poszanowania Energii S.A. (NAPE), Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. (KAPE) oraz PwC.}