Termomodernizacja to działania polegające na realizacji przedsięwzięć, których celem jest ograniczenie zużycia energii cieplnej w budynku, a w konsekwencji kosztów na nią ponoszonych. W ramach realizowanych przedsięwzięć termomodernizacyjnych można prowadzić usprawnienia w zakresie:
- modernizacji przegród budynku mających na celu poprawę ich izolacyjności cieplnej poprzez ocieplanie ścian, dachów, stropodachów, stropów lub wymianę stolarki otworowej na nową o lepszych parametrach izolacyjnych,
- modernizacji instalacji centralnego ogrzewania, i ciepłej wody użytkowej,
- modernizacji systemów wentylacji.
O ile pierwsza grupa działań w zakresie modernizacji przegród jest podstawowym działaniem dla większości inwestorów, temat modernizacji instalacji centralnego ogrzewania jest często pomijany, lub traktowany wybiórczo, to zagadnienia modernizacji systemów wentylacji pod kątem ograniczenia zużycia energii cieplnej w ogóle nie są rozważane. Termomodernizacja przegród jak wspomnieliśmy jest w miarę możliwości realizowana (wprawdzie z różnym efektem) przez inwestorów, dlatego też w niniejszym materiale postanowiliśmy skupić się na termomodernizacji instalacji centralnego ogrzewania, oraz wentylacji, prezentując analizę kosztów i oszczędności dla dwóch budynków mieszkalnych wielolokalowych jaką przygotowano dla jednego z zarządców w południowej Polsce.
Przedmiotem naszych analizy były następujące budynki:
A – budynek mieszkalny wykonany w technologii wielkopłytowej
- 14 kondygnacji nadziemnych + piwnica + poddasze użytkowe,
- 155 lokali mieszkalnych + 3 użytkowe,
- 626 grzejników centralnego ogrzewania,
- 120 mb rur centralnego ogrzewania w przestrzeni nieogrzewanej,
- 24 piony grzewcze,
- 24 pionowe kanały wentylacyjne.
B – budynek mieszkalny wykonany w technologii wielkopłytowej
- 7 kondygnacji nadziemnych + piwnica,
- 21 lokali mieszkalnych + 9 użytkowych,
- 102 grzejniki centralnego ogrzewania,
- 42 mb rur centralnego ogrzewania w przestrzeni nieogrzewanej,
- 6 pionów grzewczych,
- 8 pionowych kanałów wentylacyjnych.
W celu określenia oszczędności uzyskanych w wyniku termomodernizacji instalacji centralnego ogrzewania dokonano oceny jej średniej sezonowej sprawności całkowitej dla stanu istniejącego, oraz po uwzględnieniu zaproponowanych usprawnień.
Na całkowitą średnią sezonową sprawność instalacji centralnego ogrzewania składają się sprawności czterech podsystemów:
- Wytwarzania,
- Regulacji i wykorzystania ciepła w przestrzeni ogrzewanej,
- Przesyłu ciepła ze źródła ciepła do przestrzeni ogrzewanej,
- Akumulacji.
Wytwarzanie(źródło ciepła) – jeżeli chodzi o ten podsystem w budynkach wielorodzinnych można spotkać różne rozwiązania techniczne i własnościowe. W dwóch rozpatrywanych przypadkach mamy do czynienia z sytuacją gdzie w budynkach znajdują się węzły c.o. będące własnością dostawcy energii cieplnej. Dla tego typu przypadków najczęściej nie rozpatruje się modernizacji węzła, w planowanej termomodernizacji. Przedsiębiorstwa ciepłownicze są same sobie sterem, żaglem i wiatrem, decydując o terminach i konieczności wymiany, lub modernizacji. Niemniej jednak należy dokonać oceny stanu istniejącego sprawności takiego źródła ciepła i uwzględnić je w końcowych obliczeniach.
Regulacja – do której zalicza się zawory termostatyczne przy grzejnikowe, oraz należy zaliczyć zawory podpionowe. Dość istotnym przy ocenie zaworów termostatycznych jest uwzględnienie faktu iż wraz z upływem czasu eksploatacji obniża się dokładność ich pracy. Na podstawie danych producentów maksymalny okres eksploatacji jest oceniany na 20 – 25 lat. Ponadto warto zauważyć iż zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002r (wraz z póz. zmianami) w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie: zawory termostatyczne muszą posiadać ogranicznik minimalnej temperatury w pomieszczeniach wynoszącej nie mniej niż +16°C. Wykorzystując sytuację że zawory w jednym z budynków mają 22 lata, a w drugim 23 lata, zasadnym jest ich wymiana, przy okazji wypełnimy wymagania wynikające z WT dotyczące zaworów. Jako że mowa o sprawności regulacji i wykorzystania ciepła w przestrzeni ogrzewanej, poza wymianą zaworów termostatycznych i pierwotnym montażem podpionowych, jako dodatkowe usprawnienie uwzględniono w kosztach czyszczenie chemiczne instalacji.
Przesył – czyli dostarczenie energii cieplnej ze źródła ciepła do poszczególnych odbiorników (grzejników). Oceniając sprawność tego podsystemu koncentrujemy się na stratach ciepła na przewodach i armaturze znajdujących się w przestrzeniach nie ogrzewanych ( piwnice, poddasza, klatki schodowe). W przypadku dwóch rozpatrywanych budynków mieliśmy do czynienia z sytuacją gdzie zarówno przewody jak i armatura były zaizolowane, przy czym ze względu na wiek izolacji straciła ona część ze swoich właściwości. Przeprowadzono zatem analizy i obliczenia dla stanu istniejącego, oraz uwzględniającego jej wymianę. Przy ocenie układu przesyłu energii cieplnej warto ocenę organoleptyczną uzupełnić badaniem przeprowadzonym przy pomocy kamery termowizyjnej, które pozwoli na uzyskanie w miarę precyzyjnych danych dotyczących jakości istniejącej izolacji przewodów i armatury.
Akumulacja – podsystem akumulacji jest częścią składową węzła c.o. a więc podobnie jak w przypadku węzła uwzględniamy parametry dotyczące stanu istniejącego, ponieważ modernizacji nie planujemy. W przypadku budynku B ten podsystem w ogóle nie istnieje.
Średnia sezonowa sprawność systemu ogrzewania wynosi:
Tak więc po przeprowadzeniu zaproponowanych prac modernizacyjnych średnia sezonowa sprawność systemu ogrzewania poprawi się o:
- 13% w przypadku budynku A
- 15% w przypadku budynku B
Przed przełożeniem poprawionej sprawności systemu ogrzewania na konkretne liczby związane z kosztami ogrzewania, uzupełnimy całość o dwa elementy.
Podzielniki kosztów ogrzewania – za montażem tego chyba najbardziej kontrowersyjnego urządzenia wśród mieszkańców budynków spółdzielczych i wspólnotowych przemawiają dwa podstawowe czynniki:
- zmodernizowana i sprawna instalacja;
- zamontowane zawory termostatyczne z głowicami +16°C, ograniczające sytuacje w których część lokali mieszkalnych jest ogrzewana w wyniku przenikania ciepła przez przegrody z lokali sąsiednich.
Warto w tym miejscu zwrócić uwagę iż w przypadku gdyby inwestorzy chcieli skorzystać ze środków pomocowych w ramach programów RPO lub POIiŚ, montaż podzielników kosztów ogrzewania jest obligatoryjny. Jeżeli chodzi o dodatkowe oszczędności z tytułu montażu podzielników kosztów ogrzewania to ustawodawca określił je na poziomie 5% – co jest wartością bezpieczną i jak najbardziej realną do osiągnięcia (producenci tego typu urządzeń podają wyższe oszczędności od 8 – 12%).
System zarządzania pracą węzła cieplnego – są to rozwiązania wspierające pracę działającej w węźle regulacji pogodowej.
Dlaczego warto je stosować i jak działają ? Standardowa regulacja pogodowa zbiera informacje o temperaturze na zewnątrz budynku, oraz wewnątrz, przy czym dane wewnętrzne pochodzą z jednego tzw. reprezentatywnego miejsca(choć w praktyce czujnik montowany jest najczęściej w pomieszczeniu węzła, lub kotłowni). W przypadku budynku wielolokalowego informacja o temperaturze panującej wewnątrz, tylko z jednego punktu pomiarowego często może prowadzić do sytuacji gdy, część pomieszczeń może być niedogrzanych, lub też instalacja pracuje pomimo iż nie ma takiej potrzeby. Stąd też im większa liczba punktów z których pozyskiwane są informacje, tym bardziej dokładne dane na podstawie, których automatyka węzła cieplnego steruje jego efektywną pracą.
Obecnie na rynku mamy dostępne dwa rozwiązania techniczne tego typu systemów:
- system nadążny – pogodowy, reagujący na zmiany temperatur w budynku i na jego zewnątrz.
- system prognozowy – pracujący w oparciu o prognozy pogody przesyłane do niego ze stacji meteorologicznych.
W analizowanych przypadkach zdecydowano się na pierwszy z w/w systemów. Za tym wyborem przemawiają dwa czynniki:
- zdecydowanie większa liczba punktów zbierających dane o temperaturze wewnętrznej, zlokalizowane w każdym mieszkaniu, co najmniej w dwóch trzech miejscach (system prognozowy nie jest tak mocno rozbudowany wewnątrz budynku),
- sprawdzalność prognoz pogody, która nie jest 100%, stąd możliwy dyskomfort wynikający z niedoskonale działającego systemu ogrzewczego budynku.
W przypadku tak rozbudowanego systemu regulacji pracą instalacji ogrzewczej pojawia się problem właściwej oceny oszczędności, jakie może on generować. Postanowiliśmy do tego celu wykorzystać stosowaną w europie normę EN 15232 Energetyczne właściwości budynków – wpływ automatyzacji, sterowania i technicznego zarządzania budynkami, która precyzuje metody oceny wpływu automatyki na energochłonność, oraz metodę obliczania współczynników oszczędzania energii. Na podstawie metodologii zawartej w EN 15232 – oceniono iż oszczędności energii w dwóch rozpatrywanych budynkach wyniosą minimum 6%.
Podsumowanie nakładów inwestycyjnych oraz uzyskanych oszczędności
Podsumowując tę część należy stwierdzić iż termomodernizacja systemów centralnego ogrzewania może być inwestycją o dość krótkich czasach zwrotu nakładów. Zakładając pojawienie się dodatkowych kosztów związanych z modernizacją samego węzła cieplnego, to przy aktualnych cenach poszczególnych elementów, czy nawet kompletnego nowego węzła czas zwrotu nakładów nie wzrośnie w znaczący sposób. Z punktu widzenia ograniczenia kosztów eksploatacji budynku, bezwzględnie należy rozpatrywać jej przeprowadzenie, a podczas analiz uwzględniać wszystkie możliwe technicznie do przeprowadzenia usprawnienia, i dopiero na podstawie tak gruntownie przeprowadzonej oceny podejmować decyzje o zakresie inwestycji.
Termomodernizacja systemu wentylacji.
System wentylacji odpowiada za straty od ok. 30% energii cieplnej w przypadku budynków z nie zmodernizowanymi przegrodami, do ok. 55% dla budynków po przeprowadzeniu termomodernizacji. W przypadku budynków wielolokalowych zwłaszcza powstałych przed 1995 r. nie ma zbytnio możliwości technicznych, aby zainstalować rozbudowane i nowoczesne systemy wentylacji. Głównymi czynnikami mającym wpływ na straty energii cieplnej użytej do ogrzania powietrza wentylacyjnego są niekontrolowany napływ i odpływ powietrza. W ocenianych budynkach problem ten można rozwiązać poprzez montaż wentylacji hybrydowej, o której kilkakrotnie pisaliśmy, bardziej w kontekście bezpieczeństwa przed zaczadzeniem. Tym razem przeprowadziliśmy obliczenia pod kątem oszczędności energii cieplnej jakie jej instalacja może przynieść. Montaż systemu wentylacji hybrydowej to głównie trzy elementy:
- nawiewniki w oknach – uwzględniliśmy nawiewniki ciśnieniowe, które mogą i powinny pracować automatycznie bez ciągłej ingerencji użytkowników,
- turbowenty hybrydowe – montowane na zwieńczeniu kominów wentylacyjnych,
- sterowniki i automatyka do zarządzania pracą turbowentów.
Na podstawie przeprowadzonych obliczeń przyjęto iż jej montaż w budynku A pozwoli na oszczędność 6% energii cieplnej, a dla budynku B – 7%.
Termomodernizacja systemu wentylacji przy wykorzystaniu opisanego powyżej rozwiązania jest wprawdzie inwestycją o dość znacznym czasie zwrotu nakładów przy czym to co najważniejsze zwraca się, przynosząc w każdym roku pracy określone wymierne korzyści liczbowe. Dodatkowo likwidujemy w budynku problemy związane z działaniem wentylacji polegające, na nadmiernym wychładzaniu części pomieszczeń, lub braku ciągu kominowego.
Jak wynika z powyższych analiz, termomodernizacja instalacji centralnego ogrzewania oraz systemu wentylacji są tymi inwestycjami na którymi należy się pochylić, i nie należy ich pozostawiać. Decyzje aby nie modernizować , często zapadają na podstawie obiegowych opinii, nie podpartych na gruntownej analizie, lub też ta analiza dotyczy budynku podobnego. Jak pokazuje doświadczenie nie ma dwóch identycznych budynków, nawet jeżeli konstrukcyjnie są bliźniacze i stoją obok siebie, to wchodząc w szczegóły ich wyposażenia, może się okazać że mamy do dyspozycji różne od siebie warianty ich modernizacji i możliwych do uzyskania oszczędności. Najprostszym rozwiązaniem jest zlecenie wykonania wstępnego audytu energetycznego, który jest rozwiązaniem tańszym od audytu pełnego ( koszt zaczyna się od kilkuset złotych). Tego typu rzetelnie przygotowane opracowanie powinno odpowiedzieć na pytania dotyczące:
- istniejącego stanu instalacji (opcjonalnie całego budynku),
- możliwych do przeprowadzenia modernizacji, wraz z oszczędnościami jakie przyniosą,
- kosztów na jakie należy się przygotować,
Dobrze zorientowany audytor powinien również podpowiedzieć skąd można aktualnie uzyskać dofinansowanie na tego typu inwestycje.
Powyższy materiał jest opracowaniem autorskim podlegającym ochronie zgodnie z Ustawą o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Jego kopiowanie, oraz powielanie jest zabronione bez zgody autora.
Opracował MW zespół oszczędnybudynek.pl
