Ocieplenie czy wymiana źródła ciepła – co bardziej zwiększy standard energetyczny budynku?

Zacznijmy od poruszenia kluczowej kwestii, którą podnosi świat specjalistów w dziedzinie termomodernizacji. Prawidłowa kolejność działań przemyślanej modernizacji budynku to zwiększenie izolacyjności, a następnie wymiana źródła ciepła. Niejednokrotnie o tym wspominaliśmy, że obniżenie zapotrzebowania energetycznego budynku wpływa bezpośrednio na cenę urządzenia grzewczego. Im mniejsze zapotrzebowanie, tym niższej mocy urządzenie musimy kupić. Jest to szczególnie istotne w przypadku pomp ciepła, gdzie jej dobór jest kluczowy dla obniżenia rachunków za ogrzewanie. Pompa lepiej pracuje, nie powstaje zjawisko taktowania jak to jest w przypadku przewymiarowanych urządzeń. Gdy odwrócimy kolejność i najpierw zamontujemy poprawnie dobraną pompę ciepła, a później wykonamy ocieplenie przegród, to właśnie takie ryzyko nas czeka. 

Ocieplenie czy wymiana źródła ciepła?

Czy propozycje podziału na klasy energetyczne odpowiadają na to wyzwanie? Czy łatwiej jest poprawić standard budynku poprzez zachowanie prawidłowej kolejności prac? Spróbujemy na to pytanie odpowiedzieć i niezależnie od wyników zachęcamy do planowania termomodernizacji w sposób przemyślany - szczególnie, gdy mamy słabo zaizolowany budynek. 

To dość ważne zagadnienie, ponieważ sam temat świadectw i efektywności energetycznej budzi wśród niektórych niechęć. Istotne więc, aby proponowane rozwiązania regulacyjne były skrojone pod posiadaczy budynków. Jeżeli prawo nie jest mądre, to każda decyzja podjęta w jego ramach również. W mediach społecznościowych (szczególnie w komentarzach) fakt wprowadzenia klas budzi skrajne emocje. Powód? Jest ich kilka. Przede wszystkim z powodu negatywnych skojarzeń, które budzi sama kwestia efektywności energetycznej, która kojarzy się z naciskami i prawem międzynarodowym (głównie unijnym), a do tych kwestii część Polaków jest systematycznie zniechęcana - zupełnie niesłusznie. Klasy energetyczne podniosą jakość transakcji budynkami, z czym trudno jest dyskutować skoro doniesienia o niskim zainteresowaniu obiektami, które można określić mianem wampirów energetycznych, m.in. w Niemczech słabnie. To jednak nie wszystko.

Wyzwanie leży też w przekonaniu do klas energetycznych tych, którzy nie chcą budynku sprzedać, ani kupić. To nie jest takie łatwe, ponieważ klasy energetyczne odnoszą się do wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną. Podobnie jest w przypadku suwaka znanego z obecnie obowiązujących świadectw, który jednak nie budzi w nikim żadnych emocji, gdyż jest zwyczajnie nieczytelny. Dlatego też klasy energetyczne są bardziej wskaźnikiem ekologicznym niż ekonomicznym. Zbyt wysoki wskaźnik bardziej zachęca do wymiany nieekologicznego źródła ciepła niż do ocieplenia budynku. Tak jak wspomnieliśmy, jest to odwrócenie procesu termomodernizacyjnego, który powinien rozpocząć się od poprawy izolacyjności przegród. Gdy obniżymy tym zapotrzebowanie energetyczne, to wówczas możemy kupić mniejsze źródło ciepła. Oszczędności zarówno na etapie inwestycji, jak i późniejszej eksploatacji. O innych mankamentach tego wskaźnika pisaliśmy w artykule Co jest nie tak ze współczynnikiem zapotrzebowania na energię pierwotną? 

Porównanie działań termomodernizacyjnych - założenia

Porównajmy zatem budynki, które moglibyśmy hipotetycznie ocieplić lub wymienić źródło ciepła. Zobaczymy, które z tych działań jest lepsze pod kątem obniżenia wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną. 

Samo zapotrzebowanie zależy od konstrukcji budynku, usytuowania, jakości wykonania poszczególnych elementów, powierzchni przeszkleń i samego położenia na terenie Polski. Tych parametrów jest więcej, ale my weźmiemy pod uwagę jedynie ocieplenie ścian i dachu, gdyż są to najbardziej popularne działania termomodernizacyjne. Tak więc wymienione niżej elementy w przykładzie nie będą ulepszane: 

• wentylacja,
• wymiana okien i drzwi
• ocieplenie podłogi na gruncie,
• zacienienie i zyski ciepła, 
• zyski bytowe.

Policzyliśmy jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową dla budynku o poniższych parametrach:

• powierzchnia 150 m²,
• wentylacja grawitacyjna nieszczelna,
• okna dwuszybowe,.

Budynkiem wyjściowym będzie typowy wampir energetyczny - bez żadnej izolacji. W każdym kolejnym kroku dokładaliśmy kolejną warstwę izolacji. Ponadto założyliśmy następujące parametry instalacji grzewczej opartej na nieefektywnym kotle węglowym:

• 60% - sprawność całkowita instalacji (c.o.+c.w.u.)
• parametry pracy instalacji 55/45°C

Mamy więc zupełnie nieefektywny budynek o ogromnym zapotrzebowaniu na ciepło. W jednym przykładzie prześledzimy jak proponowane przez Krajową Agencję Poszanowania Energii klasy energetyczne będą się zmieniać przy poprawie izolacyjności przegród. Natomiast w drugim weźmiemy przykładowy budynek o zapotrzebowaniu na energię użytkową na poziomie 250 kWh/(m²·rok) i wymienimy mu źródło ciepła. W tym celu przyjęto kolejne założenia:

• kocioł na pellet o całkowitej sprawności instalacji 60%,
• kondensacyjny kocioł gazowy o całkowitej sprawności instalacji 80%,
• powietrzna pompa ciepła o SCOP równym 3,5.

Modernizacja kotłowni czy przegród - co bardziej podwyższy klasy energetyczne?

Wyniki prezentuje poniższa tabela:

Można powiedzieć, że wyniki są zbliżone z lekkim wskazaniem na wykonanie ocieplenia, co zdecydowanie powinno cieszyć. Nawet montaż pompy ciepła o średnim SCOP daje efekt zbliżony do ocieplenia budynku 5-centymetrową warstwą styropianu na ścianach i 10-centymetrową warstwą wełny mineralnej na poddaszu. Tak jak wspomnieliśmy - nie opłaca się zmieniać źródła ciepła w budynku o wysokim zapotrzebowaniu na ciepło. Prawdą jest, że przy wymianie źródła ciepła kluczową rolę odgrywa współczynnik nakładu, którego niektóre wartości zdecydowanie nie są dobrze przemyślenie. Można do tego zaliczyć m.in. pellet, którego proces produkcji jest na tyle energochłonny, że w_i powinien być nieco wyższy od biomasy pierwotnej. 

To właśnie przez niego pompa ciepła jest w klasie C. Gdyby energia elektryczna do jej napędu pochodziłaby z mikroinstalacji fotowoltaicznej, to wówczas taki budynek miał dużo lepszą klasę. Pamiętajmy, że prezentowany powyżej podział to dopiero propozycja, a ostateczne decyzje będą podejmowane w najbliższych miesiącach.

A jak taka analiza wyglądałaby w przypadku połączenia tych dwóch aspektów modernizacji domu? Co jest tańsze? Na te pytania odpowiemy już w kolejnych artykułach.