Jak wykonać bilans energetyczny budynku?

Bilans energetyczny to różnica między zyskami energii cieplnej w budynku a jej stratami. Projektanci i osoby inwestujące w domy energooszczędne lub pasywne dążą do tego, by udział zysków był jak najwyższy, a straty jak najniższe. Co daje bilans energetyczny, kiedy jest potrzebny i kto go wykonuje?

Każdy chce płacić jak najmniej za ogrzewanie domu. Dlatego właśnie takim powodzeniem cieszą się domy energooszczędne i dlatego też rozwija się budownictwo pasywne. Dodatkową motywacją do szukania rozwiązań pozwalających na ograniczenie zużycia energii są przepisy prawne. Od 2014 roku ustalają one nie tylko jaką izolacyjność cieplną powinny mieć poszczególne przegrody w budynku, ale także, jaki powinien być wskaźnik rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną EP. Od 2021 r. będzie on mógł wynosić nie więcej niż 70 kWh/m². O ile z zaprojektowaniem przegród o odpowiedniej izolacyjności nie ma większego problemu, o tyle trudniej jest ustalić, ile mimo tego budynek będzie zużywał energii. Bilans energetyczny da nam odpowiedź na to i wiele podobnych pytań. Najłatwiej przeprowadzić bilans dla istniejącego budynku, ale można przygotować też prognozowany bilans dla domu, który ma dopiero powstać, jeśli założy się konkretne parametry i rozwiązania.

Co to jest bilans energetyczny?

Do budynku dostarczamy energię, aby go ogrzać, podgrzać wodę, oświetlać i zasilać różne urządzenia. W bilansie energetycznym brana jest pod uwagę głównie energia cieplna, bo jakaś jej część zostanie z pewnością utracona, z uszczerbkiem dla naszego portfela. Chodzi więc o to, aby straty zminimalizować, a przy tym dostarczyć do budynku jak najmniej energii cieplnej lub wytworzyć ją jak najniższym kosztem. W bilansie uwzględnia się kształt, wielkość domu oraz cechy otoczenia budynku, izolacyjność termiczną przegród, usytuowanie budynku względem stron świata, sposób ogrzewania i wentylowania. Ogromne znaczenie ma też stolarka okienna, drzwi zewnętrzne, bramy garażowe. Liczy się ich liczba, wielkość i oczywiście parametry cieplne. Nie bez znaczenia pozostaje też sposób użytkowania domu. Bilans energetyczny może być dodatni lub ujemny. Co więcej, może się zmieniać na przestrzeni roku.

Po co wykonywać bilans energetyczny?

Przy wznoszeniu domu oszczędzającego energię nie ma miejsca na wróżenie z fusów. Trzeba przeprowadzić bilans, aby dostać precyzyjne wytyczne odnośnie budowy, izolacji i jego wyposażenia. Bilans ten daje wyobrażenie o spodziewanej efektywności energetycznej. Pozwala więc przygotować się do budowy lub modernizacji istniejącego domu. Gdy wszystko pójdzie zgodnie z planem, będziemy mogli cieszyć się bardzo niskimi rachunkami za ogrzewanie domu.

Kto przygotowuje bilans energetyczny?

Bilans taki zamawia się najczęściej u licencjonowanego audytora energetycznego.  Teoretycznie można wykonać go także samemu. Trzeba mieć jednak sporo doświadczenia i czasu. Niektóre firmy udostępniają na swoich stronach internetowych kalkulatory energetyczne, pozwalające samemu sprawdzić bilans energetyczny budynku i skorzystać z opcji optymalizacji parametrów przegród.

Jak przygotowuje się bilans?

Aby powstał bilans energetyczny, trzeba przeprowadzić cały szereg skomplikowanych analiz i obliczeń. Szczegółowo objaśniają to normy:

• PN-EN ISO 13790:2006: Cieplne właściwości użytkowe budynków – Obliczanie zużycia energii do ogrzewania;
• PN-EN 12831:2006: Instalacje ogrzewcze w budynkach – Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego;
• PN-B-02025:2001: Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków mieszkalnych i zamieszkania zbiorowego;
• PN-EN 832:2001: Właściwości cieplne budynków – Obliczanie zapotrzebowania na energię do ogrzewania – Budynki mieszkalne.

Zapotrzebowanie na ciepło dla domów jednorodzinnych jest obliczane głównie metodą quasi-statyczną. Określa ona bilans cieplny dla pewnego okresu obliczeniowego. Może to być na przykład miesiąc, rok lub sezon grzewczy lub chłodniczy. Jest jeszcze metoda dynamiczna – dokładniejsza, określająca bilans dla krótkich okresów, np. jednogodzinnych. Przy sporządzaniu bilansu ustala się najpierw granice przestrzeni ogrzewanej. Czasami budynek trzeba podzielić na strefy, jeśli w jego obrębie znajdują się przestrzenie, które nie będą ogrzewane lub będą ogrzewane w mniejszym stopniu. Następnie wykonuje się cały szereg skomplikowanych obliczeń, w rezultacie których ustala się m.in. temperaturę dla przestrzeni ogrzewanych, długość okresu grzewczego, zapotrzebowanie na energię do ogrzewania, zyski ciepła z różnych źródeł, współczynnik wykorzystania tychże zysków, a także współczynnik wykorzystania strat ciepła.

Jak widać nie jest to wcale łatwe. Profesjonaliści mają do dyspozycji specjalne oprogramowanie, które znacznie ułatwia im zadanie.

Jak dochodzi do strat energii cieplnej?

Najwięcej ciepła ucieka w domu wraz z powietrzem odprowadzanym z budynku na zewnątrz poprzez system wentylacyjny, o ile nie ma zainstalowanego rekuperatora, czyli urządzenia odzyskującego to ciepło. Spory udział w stratach mają także niedostatecznie zaizolowane przegrody (ściany, dachy, fundamenty) oraz mostki termiczne, czyli takie elementy przegród, które mają zdecydowanie gorszą izolacyjność niż one. Pewne straty może generować również stolarka okienna i drzwiowa. Winni strat bywają poza tym sami inwestorzy, jeśli zużywają więcej energii niż potrzebują lub nie dbają o to, by powstrzymywać ucieczkę ciepła.

Skąd biorą się zyski energetyczne?

Wiesz jak tracisz ciepło, teraz sprawdź skąd je brać za darmo. W budynkach zeroenergetycznych do ogrzewania nie potrzeba żadnych urządzeń. Wystarczy to ciepło, które wytworzą sami domownicy w trakcie użytkowania domu (ciepło własne, gotowanie, pranie, mycie). W zwykłych budynkach trzeba jednak zainstalować urządzenia grzewcze, które wymagają energii, a ta kosztuje. Płaci się więc za opał lub prąd, gdy on jest wykorzystywany do ogrzewania budynku. Można jednak zainstalować tzw. OZE, czyli odnawialne źródła energii. Jednym z nich jest np. pompa ciepła, która wytwarza samoczynnie energię cieplną przy minimalnym zużyciu energii elektrycznej. Podobnie wygląda sytuacja z kolektorami słonecznymi  podgrzewającymi wodę lub panelami fotowoltaicznymi zasilającymi niektóre urządzenia w domu. Gdy zwrócą się nakłady poniesione na taki sprzęt, przyjdzie pora na czerpanie zysków z darmowej energii.

To nie jedyna możliwość. Nawet nie mając specjalnych urządzeń można pozyskać energię słoneczną. Wystarczą szyby, które mają zdolność pochłaniania ciepła. Zimą będzie to dodatkowa darmowa energia nagrzewająca pomieszczenia, wyręczająca w tym kocioł. Same szyby niewiele jednak pomogą, jeśli w budynku będą źle rozmieszczone przeszklenia. Szyby pozyskujące energię powinny być bowiem ulokowane w ścianach wychodzących na południe lub południowy zachód, czyli w kierunkach, z których można się spodziewać najintensywniejszego nasłonecznienia (o ile oczywiście nic nie przysłania słońca).

Na koniec warto zwrócić uwagę, że o zmaksymalizowaniu zysków energetycznych i zminimalizowaniu strat należy myśleć już na etapu wyboru lub zamawiania projektu. Tylko wtedy uda się uwzględnić w budynku wszystkie czynniki sprzyjające jego energooszczędności. O wiele trudniej będzie to osiągnąć w domu gotowym, przeznaczonym do termomodernizacji.