Okres grzewczy przynosi co roku narodową dyskusję nad stanem jakości powietrza, które mamy jedno z najgorszych w europie. Część społeczeństwa domaga się zdecydowanych działań w formie zakazów palenia w kotłach czym popadnie, w szczególności paliwem węglowym złej jakości oraz mułami węglowymi i flotokoncentratami. Z drugiej strony odzywają się Ci których nie stać na zakup dobrej jakości paliwa i używają do ogrzewania wspomnianego wsadu.
Jako pierwsze do walki z problemem ruszyły samorządy, część z nich wydała Uchwały antysmogowe określające przede wszystkim jakość urządzeń grzewczych. Na plac boju o lepszą jakość powietrza rzucono straże miejskie i gminne które prowadzą kontrole z lądu, a ostatnio powietrza mające na celu kontrolę czym w piecach palą Polacy.
Kierunek jak najbardziej słuszny gdyż wymiana samych urządzeń grzewczych w istocie zmniejszy emisję szkodliwych substancji do atmosfery, natomiast trzeba pamiętać o jednym – spowoduje to wzrost kosztów ogrzewania budynków. A więc będzie dochodziło do sytuacji w których część ludzi przestanie być stać na to aby ogrzać budynek do wymaganych temperatur powietrza. Nie dogrzany budynek to z kolei zwiększone ryzyko chorób wynikających z przebywania w chłodnych, często zawilgoconych i zagrzybionych pomieszczeniach. Dodatkowo taka eksploatacja budynku wpływa negatywnie na jego stan techniczny. Ograniczając zatem choroby wywołane wdychaniem zanieczyszczonego powietrza, część społeczeństwa wpędzimy w choroby wynikające z przebywania w nie dogrzanych i zawilgoconych budynkach.
Jedynym rozwiązaniem pozwalającym na ograniczenie emisji szkodliwych substancji, oraz zapobieżenie wzrostowi kosztów ponoszonych na ogrzewanie budynków jest przeprowadzenie ich kompleksowej termomodernizacji. Takie kompleksowe podejście do problemu spowoduje obniżenie kosztów ogrzewania.
Analiza którą prezentuję poniżej wskazuje ekonomiczną i ekologiczną zasadność przeprowadzania kompleksowych termomodernizacji budynków jednorodzinnych. Podstawę analizy tworzą obliczenia wykonane w oparciu o aktualnie obowiązujące normy i rozporządzenia. Części dotyczące kosztów paliw, oraz nakładów inwestycyjnych przygotowano na podstawie cen uzyskanych w marcu 2018r.
Przedmiotem rozważań są dwa budynki:
Budynek A – o powierzchni użytkowej 81m2 oddany do użytkowania w 1965r. Spełnia WT obowiązujące w tamtym czasie. Przez cały ten okres nie był poddawany modernizacjom mającym na celu poprawę jego efektywności energetycznej.
Budynek B – o powierzchni użytkowej 128m2 oddany do użytkowania w 1984r. Spełnia WT obowiązujące w tamtym czasie. Również nie był poddany jakiejkolwiek modernizacji.
Rozpocznijmy zatem od analizy sytuacji w której wymieniamy jedynie źródło ciepła ( kocioł), nie wykonując innych prac termomodernizacyjnych. Tego typu działania są obecnie podejmowane przez mieszkańców najczęściej. Do porównania wybrano:
- Kocioł miałowy – jako urządzenie istniejące
- Kocioł na ekogroszek – jako pierwszą alternatywę
- Kocioł na pellety – jako drugą alternatywę
- Gazowy kocioł kondensacyjny – jako trzecią alternatywę( przyjęto założenie że do budynku jest doprowadzona instalacja gazowa)
Nie analizowano dla budynku w stanie istniejącym montażu pomp ciepła, lub kolektorów solarnych, których zastosowanie forsuje część publicystów i dostawców, gdyż techniczne ograniczenia tego typu urządzeń uniemożliwiają ogrzanie budynku do wymaganych przepisami temperatur.
Określenie kosztów eksploatacyjnych rozpoczęto od określenia zapotrzebowana budynku na energię do celów grzewczych. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o aktualnie obowiązujące normy. Wyniki dotyczą standardowego sezonu grzewczego oraz zakładają temperatury normowe wewnątrz budynku ( +20 st.C; +24 st.C – dla łazienek), oraz temperaturę zewnętrzną -20 st. C ( zgodnie z wymaganiami dla III strefy klimatycznej gdzie zlokalizowane są analizowane budynki). Zatem projektowe obciążenie cieplne i zapotrzebowanie na energię grzewczą wynosi odpowiednio:
Przy takim zapotrzebowaniu roczny koszt ogrzewania budynku, wraz z kosztem przygotowania c.w.u ( założono 4 osobową rodzinę) dla kotłów zasilanych czterema rodzajami paliw przedstawiają wykresy zamieszczone poniżej.
Do analizy przyjęto następujące ceny paliw:
- Miał węglowy – 400 pln/tona
- Węgiel ekogroszek – 800 pln/tona
- Pellet – 700 pln/tona
- Gaz – 2,4 pln/m3
- Energia elektryczna – 0,6 pln/kwh ( taryfa W11)
Sezonowa sprawność urządzeń grzewczych:
-
- Stary kocioł węglowo miałowy – 65%
-
- Nowy kocioł węglowy na ekogroszek – 93%
-
- Kocioł pelletowy – 95%
-
- Kocioł gazowy kondensacyjny – 92%
- Gruntowa pompa ciepła – 125%
KOSZTY ZUŻYCIA PALIW W STANIE ISTNIEJĄCYM BUDYNKU
Dla budynku A
Uzyskane wyniki są dość jednoznaczne. W zależności od intensywności sezonu będą się różnić( należy również zwrócić uwagę iż w części budynków nie jest utrzymywana wymagana temperatura powietrza wewnętrznego), przy czym proporcje pomiędzy poszczególnymi paliwami zostaną na zbliżonym poziomie. Jeżeli porównamy wymianę samego kotła starego typu, to roczny koszt ogrzewania wzrośnie:
- Dla kotła na ekogroszek o ponad 44%,
- Dla kotła na pellet o ponad 75%,
- Dla kotła na gaz ziemny o ponad 122%.
A więc bez względu na rodzaj paliwa będzie drożej.
Budynek B
W przypadku budynku B również będziemy mieli do czynienia z sytuacją wzrostu kosztów na ogrzewanie:
- Dla kotła na ekogroszek o 11%
- Dla kotła na pellet o ponad 38%
- Dla kotła na gaz o ponad 147%
ZMNIEJSZENIE EMISJI SUBSTANCJI SZKODLIWYCH W STANIE ISTNIEJĄCYM BUDYNKU
Wymiana starych kotłów grzewczych na nowoczesne bez wątpienia przynosi wymierny skutek w postaci zmniejszenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery, co prezentują poniższe wykresy.
Budynek A
Demontaż starego kotła i zastąpienie go nowym węglowym obniża ponad 2,5 krotnie emisję pyłów, ponad 3 krotnie emisję dwutlenku siarki i 6 krotnie emisję dwutlenku azotu. Przy kotle pelletowym emisja pyłów zmniejszy się ponad 15 krotnie !!!
Budynek B
W tym wypadku ograniczymy emisję pyłów ponad 4 krotnie w przypadku zainstalowania nowego kotła węglowego, oraz ponad 18 krotnie w przypadku kotła opalanego pelletem.
Podsumowując powyższe zestawienia należy stwierdzić że modernizacja polegająca na wymianie samego źródła ciepła w znaczący sposób wpłynie na obniżenie emisji szkodliwych związków do atmosfery, ale podniesie koszty ogrzewania budynku. Dla najbardziej ekologicznego w tym zestawieniu kotła zasilanego gazem ziemnym wzrost kosztów może osiągnąć ponad dwukrotność ponoszonych dotychczas, a na to zdecydowanie nie będzie stać znaczącej części społeczeństwa. Uwzględniając skalę problemu, trudno będzie również znaleźć środki w budżetach samorządów, oraz budżecie centralnym, aby np. dopłacać do czystszych paliw, czyniąc je łatwiej dostępnymi dla uboższej części społeczeństwa.
KOMPLEKSOWA TERMOMODERNIZACJA BUDYNKÓW
Zobaczmy zatem jak zmienią się poszczególne liczby dotyczące zapotrzebowania na energię cieplną, kosztów jej przygotowania, oraz wartości dotyczące emisji substancji szkodliwych, po przeprowadzeniu kompleksowej termomodernizacji. Mówiąc o kompleksowej termomodernizacji mam na myśli:
- Ocieplenie ścian zewnętrznych,
- Ocieplenie dachu/stropodachu,
- Ocieplenie posadzki/podłogi na gruncie,
- Wymianę drzwi i okien,
- Wymianę instalacji c.o i c.w.u na nowoczesną,
- Wymianę kotła grzewczego.
Jeżeli chodzi o przegrody to Warunki Techniczne(WT) jakim powinny odpowiadać budynki ściśle określają jakie wartości współczynnika U musimy uzyskać – dotyczą one nie tylko nowo powstających budynków, ale także tych modernizowanych. Zgodnie z aktualnymi WT wartość współczynnika U wynosi:
- Dla ścian zewnętrznych ≤ 0,23 W/m2K
- Dla dachów/stropodachów ≤ 0,18 W/m2K
- Dla posadzki/podłogi na gruncie ≤ 0,3 W/m2K
- Dla okien ≤ 1,1 W/m2K
- Dla drzwi zewnętrznych ≤ 1,5 W/m2K
Przeprowadzając modernizację przegród zgodnie z w/w wymaganiami, uzyskamy następujące projektowe obciążenie cieplne i zapotrzebowanie na energię grzewczą dla naszych budynków:
W stosunku do stanu wyjściowego termomodernizacja przyniesie zmniejszenie zapotrzebowania na energię dla budynku A o 67,65 %, a dla budynku B o 74%
ZMNIEJSZENIE EMISJI SUBSTANCJI SZKODLIWYCH PO PRZEPROWADZENIU KOMPLEKSOWEJ TERMOMODERNIZACJI
Budynek A
Przeprowadzenie kompleksowej termomodernizacji budynku zmniejszy dodatkowo emisję szkodliwych substancji w stosunku do samej wymiany kotła 2 – 4 krotnie w zależności od rodzaju paliwa.
Budynek B
Również w przypadku budynku B kompleksowa termomodernizacja obniży dodatkowo emisję szkodliwych substancji do atmosfery w stosunku do wariantu z samą wymianą źródła ciepła. W zależności od rodzaju paliwa emisja zmniejszy się dodatkowo 2 – 20 krotnie w stosunku do istniejącego stanu budynku.
KOSZTY ZUŻYCIA PALIW PO PRZEPROWADZONEJ TERMOMODERNIZACJI
Budynek A
Z powyższego wykresu wynika, że koszt ogrzania i przygotowania c.w.u dla budynku zmodernizowanego spadnie dość znacznie. Przy założeniu że miał węglowy zastąpimy węglem lub pelletem, koszty będą ok. 3 krotnie niższe. Tak usprawniony technicznie budynek może zostać wyposażony w urządzenia pracujące w oparciu o OZE. W naszej analizie założyliśmy gruntową pompę ciepła. Jak widać koszty ogrzewania i podgrzewu, przy jej zastosowaniu są najbardziej konkurencyjne – 522 pln/rocznie, będąc 12 krotnie niższe od kosztów jakie należy ponieść w stanie istniejącym budynku. W tego typu analizie należy jednakże pamiętać o początkowych kosztach inwestycyjnych, a w tym aspekcie układ grzewczy z gruntową pompą ciepła nie zawsze będzie najkorzystniejszym rozwiązaniem.
Budynek B
W przypadku budynku B otrzymamy podobne wyniki. Zastępując kocioł miałowy kotłem pelletowym w pełni zmodernizowanym budynku koszty ogrzewania spadną nam ponad 3 krotnie, dla kotła węglowego koszty będą nieco wyższe, ale i tak będą blisko 3 krotnie niższe.
Podsumowując część analityczną należy stwierdzić iż tylko kompleksowa termomodernizacja budynków jest w stanie zagwarantować maksymalne ograniczenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów przygotowania energii cieplnej na cele związane z ich ogrzewaniem i przygotowaniem ciepłej wody użytkowej. Przy tego typu kompleksowych inwestycjach pojawiają się pytania o jej koszt, oraz o czas zwrotu poniesionych nakładów.
KOSZT KOMPLEKSOWEJ TERMOMODERNIZACJI I CZAS ZWROTU NAKŁADÓW INWESTYCYJNYCH
W celu uzyskania wyżej zaprezentowanych efektów zakres kompleksowej termomodernizacji powinien obejmować:
- Ocieplenie ścian zewnętrznych – w analizach uwzględniono styropian o współczynniku lambda 0,031W/mK, i grubości 0,12m ( w obu budynkach) wykończony tynkiem silikatowym;
- Ocieplenie dachu/stropodachu – w analizach uwzględniono dla budynku A wełnę mineralną przeznaczoną do dachów skośnych o współczynniku lambda 0,039 W/mK i grubości 0,12m; dla budynku B styropapę na bazie płyt styropianowych o współczynniku lambda 0,038 W/mK i grubości 0,12m;
- Ocieplenie podłogi na gruncie/stropu nad piwnicą – w analizach uwzględniono dla budynku A płyty z wełny twardej o współczynniku lambda 0,041 W/mK i grubości 0,1m; dla budynku B ocieplenie wykonane metodą natrysku pianki PUR o grubości 0,1m
- Wymianę drzwi i okien – w obu budynkach zastosowano okna dwu szybowe pięciokomorowe
- Wymianę instalacji c.o i c.w.u na nowoczesną – w obu budynkach zainstalowano grzejniki stalowe płytowe, wraz z zaworami termostatycznymi wyposażonymi w głowice umożliwiające indywidualną regulację temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, zastosowano instalację wykonaną z rur stalowych, oraz tworzywowych;
- Wymianę kotła grzewczego – parametry poszczególnych urządzeń podano powyżej
Aby zmodernizować budynku zgodnie z powyższymi standardami, nakłady inwestycyjne wyniosą:
Zaprezentowane powyżej nakłady inwestycyjne odnoszą się do stanu budynku, który nie wymaga dodatkowej wymiany lub gruntownej naprawy elementów konstrukcyjnych jak np. więźba dachowa, ściany itp.
Jeżeli chodzi o czasy zwrotu nakładów to przedstawia je poniższa tabela:
Istotny problem w przypadku zwrotu nakładów inwestycyjnych będzie stanowić w analizowanych przypadkach czas życia urządzeń grzewczych. W przypadku kotła węglowego i pelletowego okres 15 – 16 lat może być granicznym dla ich eksploatacji. Gdyby zdecydować się na kocioł gazowy należałoby założyć wymianę tego urządzenia w rozpatrywanym okresie, a zakup i montaż nowego z pewnością wydłuży czas zwrotu z takiego wariantu termomodernizacji ( zakładając ceny obecne będzie to dodatkowo 3 – 4 lata).
Powyższa analiza techniczno ekonomiczna została przygotowana dla określonych budynków, w przypadku innych obiektów wyniki mogą się różnić. Dlatego czytelnicy nie powinni podejmować na jej przykładzie decyzji o rozpoczęciu, lub nie termomodernizacji posiadanych budynków. Tego typu analiza musi być przeprowadzona dla każdego przypadku indywidualnie i należy ją zlecić specjaliście z odpowiednią wiedzą i doświadczeniem.
DOFINANSOWANIE TERMOMODERNIZACJI
Funkcjonujący od kilku miesięcy program Czyste Powietrze mający na celu wspieranie termomodernizacji budynków jednorodzinnych jest pierwszym tego typu rozwiązaniem skierowanym do tej grupy beneficjentów. Podstawowym jego problemem jest wysokość kosztów kwalifikowanych określona na poziomie 53 000 pln. Choćby powyższa analiza pokazuje iż koszt kompleksowej termomodernizacji budynku jednorodzinnego to wydatek minimum ok. 10 000 pln więcej, i o ile dla części społeczeństwa program ten stwarza możliwość rozpoczęcia tego typu inwestycji, to dla wielu będzie ona ciągle nie dostępna z podstawowego powodu jakim jest najpierw wyłożenie środków z własnej kieszeni, a dopiero potem ubieganie się o ich częściowy zwrot.
Powyższy artykuł jest opracowaniem w pełni autorskim i podlega ochronie na podstawie Ustawy z dnia 4 lutego 1994r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Jego rozpowszechnianie, oraz powielanie w całości, lub fragmentach wymaga zgody autora.
Opracowanie: MW zespół oszczędnybudynek.pl
