Dane informacyjne Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Drawsku Pom. Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Drawsku Pom. ID grupy: 98/11_mf_g1 Kompetencja: matematyka i fizyka Temat projektowy: Audyt energetyczny Semestr V rok szkolny 2011/2012

Budownictwo jest dziedziną najbardziej wpływającą na środowisko naturalne, a jej produkt - budynki stały się nowym naturalnym środowiskiem człowieka.

domu energooszczędnego w szczególności domu pasywnego Część I Problematyka domu energooszczędnego w szczególności domu pasywnego

Dom pasywny - nowa idea w podejściu do oszczędzania energii we współczesnym budownictwie. Jej innowacyjność przejawia się w tym, że skupia się ona przede wszystkim na poprawie parametrów elementów i systemów istniejących w każdym budynku, zamiast wprowadzania dodatkowych rozwiązań. Standard wznoszenia obiektów budowlanych, który wyróżniają bardzo dobre parametry izolacyjne przegród zewnętrznych oraz zastosowanie szeregu rozwiązań, mających na celu zminimalizowanie zużycia energii w trakcie eksploatacji. Pierwszy budynek pasywny w Darmstadt w Niemczech

Zapotrzebowanie na ciepło dla domu pasywnego Dom pasywny wyróżnia bardzo niskie zapotrzebowanie na energię do ogrzewania – poniżej 15 kWh/(m²a). Oznacza to, że w ciągu sezonu grzewczego do ogrzania jednego metra kwadratowego mieszkania potrzeba 15 kWh, co odpowiada spaleniu 1,5 l oleju opałowego, bądź 1,7 m³ gazu ziemnego, czy też 2,3 kg węgla. Dla porównania, zapotrzebowanie na ciepło dla budynków konwencjonalnych budowanych obecnie wynosi około 120 kWh/(m²·rok). Praktyka pokazuje, że zapotrzebowanie na energię w takich obiektach jest ośmiokrotnie mniejsze niż w tradycyjnych budynkach wznoszonych według obowiązujących norm.

W domach pasywnych redukcja zapotrzebowania na ciepło jest tak duża, że nie stosuje się w nich tradycyjnego, systemu grzewczego, a jedynie dogrzewanie powietrza wentylacyjnego. Do zbilansowania zapotrzebowania na ciepło wykorzystuje się: promieniowanie słoneczne, odzysk ciepła z wentylacji (rekuperacja), zyski cieplne pochodzące od wewnętrznych źródeł, takich jak urządzenia elektryczne i mieszkańcy.

Związki architektury energooszczędnej z architekturą tradycyjną Kształty budynków mieszkalnych, uznane za tradycyjne, wypracowane przez wieki są optymalne pod względem energooszczędności: prosty rzut na planie zbliżonym do umiarowego prostokąta centralne umieszczenie trzonu kuchennego powodowały równomierne rozchodzenie się energii cieplnej po wnętrzu budynku, a także wspomagały proces naturalnej wentylacji; podcienie, szerokie okapy chroniły zasadniczą bryłę przed wpływami atmosferycznymi, były protoplastami dzisiejszych ogrodów zimowych i oranżerii. Dwu-czterospadowy dach, często przykrywający poddasze jest wynikiem budowania w klimacie gdzie występują śnieżne, mroźne zimy na przemian z letnim upałem. Nie ogrzewane, wentylowane poddasze stanowi świetny bufor cieplny zarówno zimą jak i latem. „Rozwarstwianie" okna: podwójne skrzynkowe szklenie w połączeniu z okiennicami tworzy system, który dziś zaczyna być "modny" tak jak modna jest energooszczędność. Dzisiejsze energooszczędne okna z potrójnym szkleniem i zalecanymi roletami tworzą przecież podobny układ przegrody termicznej.

Różnica w projektowaniu ścian zewnętrznych Konstrukcja ścian historycznych domów była pochodną tradycji i dostępności konkretnego materiału budowlanego. Ale czy była to glina ze słomą, czy bele drewniane, czy kamienie wszystkie cztery ściany budynku miały taką samą konstrukcję. W domach pasywnych projektuje się ścianę w zależności od jej ekspozycji; ściany południowe są wręcz przestrzenną strukturą, systemem współgrających ze sobą przeszkleń, elementów zacieniających, ruchomych izolacji itd., podczas gdy ściany północne powinny być jak najbardziej jednolite, zwarte i jak najlepiej izolowane, ponieważ mają tylko jedną funkcję - służą odpowiedniemu izolowaniu wnętrza. Natomiast ściany południowe muszą spełniać dwa sprzeczne ze sobą warunki: świetnie chronić przed ucieczką ciepła z wnętrza budynku, a jednocześnie pozwolić na wnikanie ciepła i słońca do wnętrza. Jest to o tyle problematyczne, że najsłabszymi termicznie punktami w ścianie są połączenia ramy okiennej z konstrukcją ściany oraz wszelkie wykusze, przyłącza balkonów itp. Dodatkowo dochodzi problem przegrzewania .

Systemy popularyzujące idee energooszczędności budynków Część II Systemy popularyzujące idee energooszczędności budynków

Metody oceny energooszczędności budynków Nie istnieje jeden, uniwersalny system oceny. Najczęściej w Polsce można spotkać: certyfikaty amerykańskiego LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), brytyjskiego BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) lub niemieckiego DGNB (Deutsches Gütesiegel Nachhaltiges Bauen). Zaawansowane są również prace nad wspólnym systemem europejskim, na bazie norm PN EN, opracowanych przez CEN-owski Komitet Techniczny 350 .

Charakterystyka energetyczna budynku Dla każdego budynku oddawanego do użytkowania oraz budynku podlegającego zbyciu lub wynajmowi powinna być ustalona w formie świadectwa charakterystyki energetycznej, jego charakterystyka energetyczna, określająca wielkość energii wyrażoną w kWh/m2/rok niezbędnej do zaspokojenia różnych potrzeb związanych z użytkowaniem budynku. Świadectwo charakterystyki  energetycznej jest ważne 10 lat. Charakterystyka energetyczna budynku określana jest na podstawie porównania jednostkowej ilości nieodnawialnej energii pierwotnej EP niezbędnej do zaspokojenia potrzeb energetycznych budynku w zakresie ogrzewania, chłodzenia, wentylacji i ciepłej wody użytkowej (efektywność całkowita) z odpowiednia wartością referencyjną.

Jakie są korzyści z wykonywania świadectw energetycznych? stanowią nowe źródło oceny jakości i wartości rynkowej budynku lub lokalu, stanowią obiektywną ocenę cech energetycznych budynków, ich wyodrębnionych części i lokali mieszkalnych, dają pełną świadomość jakości energetycznej budynków i lokali dla właścicieli, nabywców i najemców, motywują do projektowania i budowy budynków energooszczędnych, są motywacją do termomodernizacji budynków istniejących, są rynkowym narzędziem stymulowania oszczędności energii w budynkach i lokalach mieszkalnych.

Jakie budynki nie wymagają sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej? podlegające ochronie na podstawie przepisów o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami, używanych jako miejsce kultu i do działalności religijnej, przeznaczonych do użytkowania w czasie nie dłuższym niż 2 lata, niemieszkalnych służących gospodarce rolnej, przemysłowych i gospodarczych o zapotrzebowaniu na energię nie większym 50 kWh/m2/rok, mieszkalnych przeznaczonych do użytkowania nie dłużej niż 4 miesiące w roku, wolnostojących o powierzchni użytkowej poniżej 50m2.

Z dniem 1 stycznia 2009 r. weszła w życie nowa dyrektywa Unii Europejskiej, która wprowadza obowiązek tzw. audytu energetycznego. Jakie wymagania stawia budującym i czy dotyczy budowy każdego rodzaju budynków?

Co to jest audyt energetyczny? Audyt energetyczny jest dokumentem zawierającym analizę techniczno-ekonomiczną ulepszenia budynku. Wskazuje rozwiązania optymalne (w szczególności z punktu widzenia kosztów realizacji tego przedsięwzięcia oraz oszczędności energii) mówiące co należy zrobić i jakie działania przeprowadzić pod względem technicznym, aby przyniosły najwyższe korzyści ekonomiczne.

Po co audyt? Aby prawidłowo ocenić istniejące zużycie energii i możliwe do uzyskania oszczędności, wybrać optymalne i zarazem nieszkodliwe dla środowiska rozwiązania techniczne umożliwiające obniżenie zużycia energii. Audyt uproszczony pokazuje jak zmniejszy się zapotrzebowanie energii na ogrzewanie budynku po ociepleniu ścian, stropodachu, stropu nad nieogrzewaną piwnicą lub wymianie okien.

Kalkulator energetyczny URSA Część III Kalkulator energetyczny URSA URSA Polska to partner, który zapewnia szeroką gamę materiałów izolacyjnych oraz przydatne narzędzia do oceny energetycznej budynków. Program URSA to nowoczesne oprogramowanie przeznaczone dla architektów, audytorów energetycznych oraz dla wszystkich inwestorów, którzy interesują się poprawą poziomu energetycznego swoich budynków.

Co obejmuje inwentaryzacja techniczno budowlana konieczna do wykonania audytu? ogólne dane techniczne konstrukcji budynku, dokumentację architektoniczną, opis techniczny elementów budynku, charakterystykę systemu ogrzewania i podgrzewania ciepłej wody, charakterystykę systemu wentylacji.

Wykorzystanie programu URSA przez UGP 98/11_mf_g1 Wykonaliśmy obliczenia: kosztów ogrzewania budynku naszej szkoły optymalizacji grubości ocieplenia wskaźnika sezonowego zapotrzebowania na ciepło Oceniliśmy: potrzebę termomodernizacji porównaliśmy koszty i oszczędności ogrzewania budynku przed i po optymalizacji termicznej przegród budowlanych.

Wprowadzenie danych formalnych do projektu

Wprowadzenie danych technicznych i wybór stacji meteorologicznej

Budynek szkoły - orientacja

Ogólne dane techniczne konstrukcji budynku Lp. Elementy techniczne budynku Wielkość 1. Powierzchnia ogrzewanego budynku 3 665 m2 2. Kubatura ogrzewana 12 964 m3 3. Liczba mieszkań w budynku 26 4. Liczba zameldowanych osób 700 5. Ściany zewnętrzne szczytowe 426,40 m2 6. Ściany podłużne 1671,32 m2 7. Dach 1793,6 m2 8. Podłoga na gruncie w pomieszczeniach ogrzewanych 1685 m2

Opis i orientacja okien i drzwi Powierzchnia S-E 163,2 m2 S-W 217,6 m2 N-E 298,0 m2 N-W 81,6 m2 30 m2 Przed termomodernizacją Okna podwójna szyba bardzo zły stan techniczny U 3,2 W/m2·K Po termomodernizacji Okna nowe klasy energetycznej B U 1,3 W/m2·K

Opis techniczny elementów budynku Lp Elementy budynku Współczynnik przenikania ciepła (U) 1. Ściany zewnętrzne szczytowe wielka płyta 1,54 W/m2·K 2. Ściany podłużne z gazobetonu 1,13 W/m2·K 3. Okna podwójna szyba bardzo zły stan techniczny 3,2 W/m2·K 4. Okna podwójna szyba 1,3 W/m2·K 5. Stropodach wentylowany wielka płyta 0,8 W/m2·K 6. Kotłownia gazowa 47 zł/GJ

Porównanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania (E) Rodzaje strat ciepła Straty (GJ) Zmiana (%) Oszczędności w obiekcie(%) Przez przenikanie – ściany zewnętrzne 176,8 81 30,6 Przez przenikanie – okna i drzwi 355,9 59 21,5 Przez przenikanie – stropodach 516,6 0,0 Przez przenikanie – ściany stykające się z gruntem 31,4 Starty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego 76,6 Łączne straty ciepła 1157,2 52

Rodzaje zysków ciepła Zyski (GJ) Zmiana (%) Zyski ciepła od promieniowania słonecznego 251,5 9 Wewnętrzne zyski ciepła 361,5 Łączne zyski ciepła 613,0 4 Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania 605,6 GJ 67%

Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku Przed termomodernizacją Po termomodernizacji 39,1 kWh/m3·a 12,98 kWh/m3·a Wymagania prawne nie są spełnione! Wymagania prawne są spełnione!

Koszty eksploatacji budynku przed i po termomodernizacji Roczne koszty ogrzewania (zł/rok) 68 228 22 407 Miesięczne koszty ogrzewania (zł/m-c/m2 1,6 0,5 Roczne oszczędności (zł/rok) 45 821 Roczne oszczędności (%) 67

Posumowanie: Przeprowadzone w opracowaniu obliczenia jednoznacznie wykazują, że wykonane prace modernizacyjne w zakresie: -ocieplenie ścian zewnętrznych budynku (grubość docieplenia 10 cm) -wymiana okien spowodowało uzyskanie wymaganych parametrów budynku energooszczędnego. Ważny jest fakt, że ograniczenie energochłonności obiektu obniża zużycie nośników energii, spowalnia tempo wyczerpywania zasobów paliw kopalnych i ogranicza emisję gazów cieplarnianych. Już dawno stwierdzono, że nadmierna emisja do atmosfery CO2 powstającego przy spalaniu wszelkiego rodzaju paliw powoduje niebezpieczny dla nas wszystkich efekt cieplarniany. Czy każdy z nas ma świadomość, że rezultatem ogrzewania pomieszczeń jest aż 30-35% globalnej emisji dwutlenku węgla do atmosfery?

Źródła informacji: http://arcada.com.pl/2010/05/19/podstawowe-cechy-domu-pasywnego/ http://www.dompasywny.com http://www.wnp.pl/jakosc_w_budownictwie/ http://www.energia-swiadectwo.pl/pdf/rozp_metodologia.pdf http://www.pro-vent.pl/dom-pasywny Program URSA