Dlaczego budynek zużywa więcej energii, niż oczekiwałeś?

Energia użytkowa

Przez energię użytkową należy rozumieć ilość ciepła, która jest potrzebna do zaspokojenia potrzeb użytkowników budynku. Czyli będzie to ilość kilowatogodzin [kWh], które budynek i osoby z niego korzystające „zużyją”. Tutaj mała uwaga, ponieważ energia się nie zużywa, a można ją co najwyżej rozproszyć, to znaczy, że jest to ilość kWh, która opuszczą obiekt i rozproszą się poza nim, w postaci na przykład energii niezbędnej do utrzymania w nim oczekiwanych temperatur, ciepłą wodę dla użytkowników, wentylację, klimatyzację, a także oświetlenie pomieszczeń i temu podobne.

Energia końcowa

Przez energię końcową należy rozumieć energię użytkową (według definicji wyżej) pomniejszona o sprawność całkowitą jej przetworzenia. Oznacza to ni mniej, ni więcej to, co właściciel obiektu zobaczy na gazomierzu albo liczniku energii elektrycznej. W tym miejscu potrzebna jest również uwaga co do sprawności systemu, jako takiej. Otóż sprawność zwykliśmy rozumieć jako konieczność pogorszenia ogólnego wyniku, czyli zwiększenia rachunku za energię. Niekiedy będzie jednak odwrotnie. Z tym późniejszym przypadkiem mamy do czynienia na przykład korzystając z pomp ciepła. Dzieje się tak dlatego, ponieważ pompy ciepła oprócz prądu elektrycznego, podczas pracy pobierają energię spoza układu i wkładają (pompują) do obiektu.

Co do energii końcowej wystarczy zapamiętać, że jest ona w większości przypadków większa od energii użytkowej o sprawność układu, a w niektórych, szczególnych przypadkach będzie odwrotnie.

Rozbudowane wyjaśnienie

Powyższe wyjaśnienie jest fragmentem. W bardziej rozbudowanej formie o roli energii użytkowej, końcowej wraz z przykładami można przeczytać w e-poradnik – Ciepło i Energia w Budynkach wraz z instrukcją 2023.

Znalezienie odpowiedzi na to pytanie wymaga zmierzenia się najpierw z tym jak w ogóle powinniśmy podchodzić do oszczędzania ciepła i energii w budynkach. Przez analogię do motoryzacji możemy zapytać tak: czy wiesz, ile pali twoje auto? No i tu, jest spora szansa, że tak, bo większość odpowiada i to z głowy, że na przykład 8 czy 10 litrów na 100 km. Ba, rozróżniamy nawet diesela od benzyny. No to wracając do obiektów, kto wie, ile „pali” jego dom albo firma?

Energie w obiektach mierzymy zwykle w kWh/(m2*rok), a nie w litrach, chociaż tak z czystej ciekawości, to na litry też się da, a w Niemczech jest to nadal popularna miara energochłonności budynków. Wracając jednak do pytania, to jeżeli znasz odpowiedź, ile kWh/(m2*rok) potrzebuje Twój budynek, to jesteś wyjątkiem. I tutaj dotykamy sedna, bo jak powszechnie oszczędzać, skoro większość nie wie, ile ciepła czy energii im potrzeba?

Oszczędzanie zaczynamy zatem od wiedzy, ile ciepła i energii włożymy w każdy metr obiektu, w czasie jednego roku. Dopiero gdy to już wiemy, to można przejść do następnego wyzwania, a mianowicie którędy ucieka go najwięcej oraz kolejnego, co z tym można zrobić?

Co jest powodem?

Najczęstszym powodem niskiej efektywności energetycznej budynku są:

• Nieprzystająca do obecnych warunków jakość jego elementów (ściany, okna, dach). Czyli odpowiadają one warunkom jakie obowiązywały w czasie, gdy był on projektowany, a i to nie zawsze. Są w nim w taki sam sposób wykonane instalacje do grzania, chłodzenia czy wentylacji.
• Faktyczne wykorzystanie budynku nie koniecznie odpowiada projektowi, a wykonanie budowlanki oraz instalacji nie miało oczekiwanego nadzoruna etapie prac budowlanych. Brak zatem projektów powykonawczych.
• Funkcjonowanie instalacji odpowiadających np. za 50-60% zużycia energii w budynku, a więc ogrzewania i wentylacji, pozostaje trwale poza miarodajną kontrolą.
• Brak aktualnego nadzoru nad działaniem urządzeń. Często użytkownik został jednorazowo przeszkolony przez wykonawcę, jak zmienić oczekiwaną temperaturę oraz wydajność wentylacji, ale faktyczny efekt działania instalacji zobaczy dopiero na rachunkachza energię.

Dopóki energia była tania, takie działanie miało pewien ekonomiczny sens. Jednak obecnie jest tak, że czasy z tanim prądem i gazem należą już do przeszłości, a co do przyszłych cen istnieje konsensus, że taniej na pewno nie będzie. Dlatego dla przedsiębiorców i właścicieli budynków niezbędny stał się punkt kolejny:

• Enob CRM, czyli uporządkowany system oszczędzania ciepła i energii, innymi słowy nadzór nad stanem faktycznym obiektów.

Oszczędność, a szerzej korzystanie z energii krąży, w okuł kilku składowych tego tematu. Są nimi takie elementy jak kupowanie np. gazu lub własna produkcja energii elektrycznej (z instalacji fotowoltaicznej), jest potrzeba jej zmagazynowania i ostatecznie jest sposób, w jaki ją zużywamy. Wszystkie one zależą tak naprawdę od znalezienia odpowiedzi na najważniejsze pytanie, a mianowicie ile ciepła, energii jest nam naprawdę potrzebne?

Niemarnowanie ciepła

Z gorących przykładów redukcji zużycia, a konkretniej niemarnowania energii, jest wykorzystanie ciepła z miejsc, w których mamy go w nadmiarze, przy pomocy pomp ciepła. To rozwiązanie połączone z możliwością krótkoterminowego magazynowania znacznych ilości energii pozwala chłodzić i grzać jednocześnie. Dzieje się tak, ponieważ woda ma dużą pojemność cieplną (znacznie większą niż materiały budowlane, a nawet żelazo). Takie wykorzystanie nie marnuje energii, tylko ją przemieszcza pomiędzy konkretnymi strefami w budynku. Dlaczego to jest takie ważne? Ponieważ w klasycznym rozwiązaniu grzano i chłodzono, zużywając energię na każde z osobna.

System energetycznego wczesnego ostrzegania. Długofalowa weryfikacja nastawiona na trwałe obniżanie zużycia, a co za tym idzie kosztu użytkowania obiektów?

Prosto czyli lepiej

Można roboczo założyć, że każdy stopień obniżenia temperatury w pomieszczeniach w zimie, albo podwyższenia w lecie, przekłada się na 3% do 5% mniejsze zużycie energii. Arcyciekawym spostrzeżeniem jest kapitalna obserwacja amerykańskiego guru od efektywności energetycznej, profesora Amory Lovinsa. Wskazał on, że poprawne ułożenie i większe średnice przewodów, którymi prowadzi się ciepło, chłód oraz powietrze w budynku, stwarzają możliwość ograniczenia kosztu ich pompowania nawet o 97%. Oczywiście to nie koniec, bo żeby uświadomić sobie w pełni potencjał tylko tej jednej możliwości oszczędzenia, to jak dodaje profesor, wykonanie tego na skalę światową ograniczyłoby zużycie prądu o 20%. To z kolei wyłączyłoby z dnia na dzień połowę wszystkich elektrowni opalanych węglem na całym świecie.

Jak trwale obniżyć koszty, czyli zasada kija

W skali pojedynczego obiektu, chociaż nie tylko tam, obowiązuje zasada, którą roboczo określamy „zasadą kija”. Otóż kij, jak to kij, każdy ma dwa końce. Tak, faktycznie, może być też „proca”, ale w tym przykładzie pozostajemy przy modelu uproszczonym, a więc niech ten kij ma dwa, a nie na przykład trzy końce. Zakładamy zatem i to jest kluczowe, że na jednym końcu znajduje się cena za energię, czyli to ile trzeba zapłacić za każdą kWh. Cenę podyktuje rynek, operator systemu energetycznego, każdy tylko nie Użytkownik. Na drugim natomiast jest coś, na co mamy realny wpływ. Znajduje się tam bowiem jej zużycie, czyli konkretna ilość, tyle ile jej potrzeba – czasem mniej, a czasem więcej. Tutaj dochodzimy do meritum, którym jest zawsze aktualna zasada, że  najtańsze jest to, czego nie musimy kupić. Tak więc w odniesieniu do energii będą to działania wpływające na trwałe obniżanie zapotrzebowania na energię obiektów, czyli wszystko, co przybliża do na przykład budynku pasywnego. Najkorzystniej będzie oczywiście oddziaływać na oba końce tego kija jednocześnie, czyli kupować tanio oraz mało. Wtedy wartość będzie zawsze najniższa. W realnym świecie nie mamy zwykle takiego komfortu. Pozostaje zatem drugie najkorzystniejsze działanie, czyli redukować zapotrzebowanie na energię, tak aby nawet przy wysokich cenach rachunek pozostał trwale niewielki. Reasumując, najkorzystniejszą inwestycją w dobie niepewności i drożejącej energii będzie zawsze inwestycja w jej niezużywanie.

Badanie to jest jednym z szeregu działań diagnostycznych, po które dawniej nie zbyt często sięgano. Termowizja jest badaniem obrazu (emisji ciepła), w podczerwieni. W odniesieniu do budynków, czyli obiektów które (z zewnątrz) badamy tam, gdzie stoją, to najlepszy czas na to badanie jest zimą. Wynika to z tego, ze z początkiem zimy, czyli sezonu grzewczego, wyniki tego rodzaju pomiarów są najbardziej miarodajne. Wraz z wiosną na zewnątrz i wyrównywaniem się średnich temperatur znika bowiem kontrast temperaturowy, który pozwala ujawnić wewnętrzne błędy, nieciągłości w przegrodach budynku. Przyjmuje się, że 10-15 stopni Celsjusza to minimalna różnica temperatur, przy której wyniki termowizji są jeszcze miarodajne.