Analizy przedprojektowe efektywności energetycznej

Kiedy za oknem ciepło, a początek czerwca wreszcie dał nam takie dni, łatwo zapomnieć o zimie. Patrząc jednak na to, co nas niechybnie czeka za kilka miesięcy, to właśnie w sezonie grzewczym zużyjemy znaczną część ciepła i energii. Takie myślenie jest w sposób oczywisty zgodne z intuicją. Chociaż jak zapewne widziałeś w Ciepło i energia w budynkach udział ogrzewania ustawicznie spada, obecnie w nowych budynkach wynosi około 30-40 kWh/(m2*rok), a w przypadku niewiele tylko starszych budynków, był on bliższy 80-100 kWh/(m2*rok).

Co wskaże na konkretną ścieżkę oszczędności na cieple i energio oraz niedomagania gospodarowania nią w obiekcie?

Z ogrzewaniem i energią do tego potrzebną bywa jednak bardzo różnie. W niedawnym czasie skonfrontowałem się z dwoma jakże odmiennymi przypadkami. Pierwszy z nich to nowoczesny biurowiec, którego główne straty ciepła pochodzą od nowoczesnych, energooszczędnych, trójszybowych okien. Jest ich w nim bardzo dużo, a właściwie to niewiele jest tam zwyczajnych ścian. Jego sezonowe straty ciepła oscylują w okolicy 20 kWh/(m2/rok), co i tak jest dwukrotnie lepszym wynikiem niż to, na co wskazałem w poprzednim akapicie. Drugi to istniejący obiekt sakralny, którego ogrzewanie pochłania około 200 kWh/(m2/rok). Wniosek z ich analizy mam taki, że cokolwiek nie zrobimy w przypadku tego drugiego budynku, gdy chodzi o źródła ciepła czy instalacje, to i tak nawet nie zbliżymy się do tego pierwszego obiektu. Kluczem do oszczędności jest to, co już nie raz tutaj podkreślałem, niezużywanie, a dopiero później tania energia.

Porównanie na przykładzie

Spójrzmy zatem bliżej na przykład tego pierwszego obiektu. Porównałem cenę inwestycji w ogrzewanie oparte na systemie wodnym wraz z kotłownią gazową, czyli powiedziałbym klasyka, z układem grzewczym i chłodzącym opartym o pompy ciepła powietrze/powietrze i co się okazało? Otóż ten drugi układ jest nie tylko tańszy w inwestycji, ale biorąc pod uwagę stosunkowo wysoką sprawność pomp (COP podczas grzania jest około 2,5) to również w kosztach eksploatacji. Różnica na niekorzyść gazu to 30% rocznego kosztu za ciepło, a sama inwestycja na starcie jest tańsza o solidne 15%. Zmierzam do tego, że aby w ogóle móc o takich oszczędnościach dyskutować, to zapotrzebowanie obiektu musi być rozsądnie niskie. Nie da się tego zrobić dla obiektu numer dwa, bo potrzebuje on 10 razy więcej ciepła w odniesieniu do każdego metra kwadratowego swojej powierzchni.

Pełna tabela, dla różnych budynków, wraz z komentarzem odnośnie sposobu korzystania, w formacie PDF lub XLSX?

Tym samym zamyka się dla niego droga korzystania z najlepszych rozwiązań technicznych. Najtańsza, w ogólnym rozrachunku jest i będzie wysoka efektywność energetyczna samego obiektu. Co dla wielu osób nadal jest przeciw ich intuicji, to źródła ciepła dla obiektu oraz instalacje mają paradoksalnie drugorzędne znaczenie.

Jeżeli masz nadal wątpliwości, to wyśmienicie. Sprawdź to, o czym mówię, korzystając z dowolnej porównywarki cen energii w internecie. Osobiście używałem Enerad, który jest dosyć przejrzysty, a znajdziesz go po samej nazwie bez trudu. Tam wybierz taryfy dla przedsiębiorstw (te dla osób prywatnych nie mają obecnych cen rynkowych) i porównaj koszt za kWh dla gazu i prądu. Następnie podziel oczekiwane zużycie ciepła odpowiednio przez 0,9 dla gazu i 2,5 dla prądu (z powietrzną pompą ciepła) lub jeżeli wolisz, to zajrzyj od razu na wyniki, które zestawiłem w tabeli poniżej. Zwróć uwagę na moje podkreślenia i wykrzykniki.

To między innymi miałem na myśli, pisząc, że gaz przy dzisiejszych cenach i stanie techniki grzewczej  przestaje być optymalnym wyborem.

Mamy ostatnio do czynienia z prawdziwym wsypem różnych pomysłów na tanie wytwarzanie ciepła, głównie w Internecie. Nie odwołamy się w tym miejscu do linków do każdego z przykładów, ponieważ nie należą im się te dodatkowe kliknięcia. Pierwszy z brzegu przykład polega w uproszczeniu na wprawieniu dużej masy w ruch i zasilaniu silnika elektrycznego, który ją napędza energią, którą dostarcza prądnica, z nią samą połączona. Czytając poprzednie zdanie, to sami mamy wrażenie masła-maślanego, ale tak to właśnie miało działać. Taki obieg zamknięty, jak mogłoby się wydawać. Inny pomysł to kolejna już wariacja na temat urządzeń grzewczych elektrycznych opartych o nieco inne procesy generowania ciepła niż tradycyjna grzałka, czyli drut oporowy. W tym przypadku chodził o efekt mikrofalowy – znany z popularnych kuchenek.

Nowe, cudowne technologie

Każdemu z tych internetowych odkryć towarzysz spore zaciekawienie czytelników, połączone zazwyczaj z „a to widziałeś?” W komplecie bywa link i jakiś film na youtube. No cóż. „Nowe” technologie, z naciskiem na cudzysłów wokoło słowa nowe, zwykły pojawiać się ostatnio jak grzyby po deszczu. Większość z tych, które bywają zwodnicze, można rozpoznać już na pierwszy rzut oka po tym, że przyjmują takie uczone, mądre nazwy. Ma to na celu przyozdobić je niezasłużonym nimbem naukowości. Naga prawda jest jednak taka, że niezmiennie pozostają one osadzone w obszarze zjawisk fizycznych ograniczonych brutalnie przez rzeczywistość, czyli perpetuum mobile – nie istnieje.

Poprawność doboru pompy ciepła albo przedyskutowanie możliwości zastosowania hybrydowych źródeł ciepła?

Chodzi mi o odróżnienie urządzeń działających na naukowych podstawach od pomysłów, które w swoim założeniu mają udawać te pierwsze, ale tak naprawdę są zwodnicze. Jedno, czego nie zmienią żadne zabiegi, to zasady fizyki, które nadal, uparcie obowiązują. Każdy z tych pomysłów, reklamowany jako cudowna technologia, musi mieć i faktycznie ma deficyt energii, czyli daje jej mniej, niż pobiera. W tym też niczym nie różni się od zwykłej grzałki, czy czajnika, których sprawność jest w pobliżu jedności, czyli 99%.

Dużą natomiast zmiana, którą odczytujemy już jako pewną jest to, że czas innych źródeł energii, oprócz prądu elektrycznego, w Europie się kończy. Stąd różne pomysły na wykorzystanie właśnie energii elektrycznej jako podstawowego źródła ogrzewania. Urządzenia, które faktycznie dokładają do układu więcej energii niż prąd, który pobierają do swojej obsługi, to pompy ciepła i działają na zupełnie innej zasadzie. Europa będzie więc podążać ścieżką wytwarzania i magazynowania energii oraz zużywania jej w postaci prądu elektrycznego, zamiast gazu o węglu nie wspominam już w ogóle. Tyle że w dużej skali, czyli całego kontynentu.

W ograniczeniu zapotrzebowania budynku na energię, tak samo, jak w poprawie komfortu osób w nim przebywających, wentylacja odgrywa ważną rolę. Panuje konsensus co do tego, że jakość powietrza, a co za tym idzie klimat w biurze nie pozostaje bez wpływu na wydajność pracy. Zgodnie z ostrożną oceną, to koszt pracy (chodzi o pracowników pracujących w budynku) w porównaniu z kosztem energii dla wentylacji, mają się do siebie jak 100:1. Czyli poprawienie wydajności pracy o 1% zrównoważy całkowity koszt wydawanej w tym celu energii.

Idąc dalej tym tropem, to gdyby poprawa środowiska pracy biurowej wpłynęła na 10% wzrost wydajności pracy, co w rzeczywistości nie wydaje się wygórowanym oczekiwaniem, to z zrównoważony zostanie nie tylko koszt samej energii, ale również cena wykonania samej instalacji.