Wskaźnik energii pierwotnej po 2020: wentylacja z odzyskiem ciepła i kocioł na biomasę
Wentylacja z odzyskiem ciepła może okazać się przyszłościowym rozwiązaniem i rozwiązać problem ogrzewania budynków tak, by pozostać w zgodzie z nowymi przepisami budowlanymi. Z kolei kocioł na biomasę poza niskim wskaźnikiem EP pomoże dbać o środowisko. Jaki zatem będzie sposób ogrzewania domu w niedalekiej przyszłości?
Dom pasywny – już wkrótce tego rodzaju budynków będzie w Polsce coraz więcej. Zgodnie z wytycznymi zawartymi w nowo przyjętych przepisach budowlanych projekty wszystkich budowanych domów będą musiały zostać dostosowane do zaktualizowanych wytycznych.
Jak obniżyć wskaźnik EP
Uzyskanie odpowiednio niskiego wskaźnika EP po 2021 r. można uznać za zadanie proste jedynie, gdy założymy, że głównym paliwem w ogrzewaniu domu będzie biomasa. Każdy inny spośród popularnych dziś sposobów ogrzewania wymaga ocieplenia budynku znacznie lepiej, niż wynikałoby to z dopuszczonych w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie maksymalnych wartości współczynników przenikania ciepła U. W każdym przypadku zamierzony cel osiąga się przy nieco innych wartościach, ale w przypadku ogrzewania kotłem gazowym lub węglowym musiałyby być o ponad 50 proc. niższe od dopuszczalnych.
W celu uzyskania U = 0,09 W/(m2·K) dla ściany zewnętrznej z betonu komórkowego odmiany 400 grubości 24 cm trzeba zastosować styropian o współczynniku l = 0,36 W/(m·K), grubości 32 cm, a dla muru z cegły dziurawki grubości 38 cm – taki sam styropian grubości aż 38 cm. Aby zachować rozsądne wymiary ścian zewnętrznych, należałoby więc użyć materiału o niższym współczynniku lambda, na przykład pianki poliuretanowej (λ = 0,022-0,028 W/(m·K)) – niestety, dużo droższej od styropianu oraz wełny mineralnej. Podobne problemy sprawia ocieplenie dachu i podłogi.
Jak zatrzymać energię cieplną wewnątrz budynku?
Jeśli zatem koszt inwestycji ma pozostać na rozsądnym poziomie, starannemu ociepleniu powinno towarzyszyć zastosowanie innych rozwiązań umożliwiających redukcję strat energii. Przy dobrym ociepleniu udział wentylacji w stratach energii wynosi powyżej 30%. Warto więc wyposażyć dom w wentylację z odzyskiem ciepła (rekuperacją). Jej uwzględnienie (oczywiście wraz z energią potrzebną do działania wentylatorów) w obliczeniach wskaźnika EP przekłada się na zmniejszenie jego wartości o kilkanaście, a czasami nawet powyżej 20 proc. Warunkiem jest jednak wysoka sprawność odzysku ciepła (co najmniej 85%) oraz wysoka szczelność budynku n50 = 1 1/h.
W połączeniu z ociepleniem ścian, podłogi i dachu tak, żeby ich współczynniki przenikania ciepła były niższe od maksymalnych dopuszczalnych wartości o 30-50%, i po wyeliminowaniu mostków cieplnych, można już uzyskać wystarczająco niski wskaźnik EP, stosując do ogrzewania na przykład pompę ciepła o średniej efektywności powyżej 3,5. Wentylacja z odzyskiem ciepła zainstalowana w domu to dodatkowy wydatek na inwestycję powyżej 10 tys. zł, więc zawsze warto sprawdzić, czy podobnego efektu w ogrzewaniu budynku nie uda się osiągnąć w inny sposób, na przykład dzięki jeszcze skuteczniejszemu ociepleniu przegród lub zastosowaniu kominka mogącego pokryć znaczną część zapotrzebowania na energię do ogrzewania.
Niski wskaźnik energii pierwotnej a paliwo do ogrzewania domu
Zmiana wymagań warunków technicznych wynika z konieczności ochrony środowiska, więc nie dziwi, że zastosowanie do ogrzewania domu kotłów na węgiel, gaz czy piecy na olej opałowy nie przekłada się na uzyskanie niskiego wskaźnika EP. Współczynniki wi wszystkich paliw (nośników energii), którymi kotły są zasilane, wynoszą 1,1. Mimo że są one równe, w przypadku kotłów na węgiel spełnienie wymagań warunków technicznych jest, w świetle nowych przepisów budoowlanych, najtrudniejsze, bo wartość średniej sezonowej sprawności wytwarzania w nich ciepła jest o kilka, a nawet kilkanaście procent niższa niż urządzeń na paliwa gazowe i ciekłe, co się przekłada na wyższą wartość energii końcowej.
Za to spełnienie wymagań zawartych w nowych przepisach budowlanych jest bardzo łatwe, jeśli do ogrzewania domu wybierze się urządzenie spalające biomasę – kocioł na drewno w postaci polan, brykietów, peletów i zrębków lub na słomę. Można także zastosować prosty kominek, lecz z zastrzeżeniem, że nie będzie jedynym elementem instalacji ogrzewczej (czyli nie może w 100% pokrywać zapotrzebowania na energię do ogrzewania), bo warunki techniczne mówią, że „budynek, który ze względu na swoje przeznaczenie wymaga ogrzewania, powinien być wyposażony w instalację ogrzewczą lub inne urządzenia ogrzewcze niebędące piecami, trzonami kuchennymi lub kominkami”.
Czy kocioł na biomasę może być jednynym źródłem ciepła w domu?
Ponieważ współczynnik wi dla biomasy wynosi zaledwie 0,2, projektując budynek wyposażony w wykorzystujący ją kocioł, nie trzeba się zanadto przejmować ograniczeniem strat ciepła. Może się bowiem zdarzyć (zależy to też od innych okoliczności), że w budynku ogrzewanym jedynie kotłem na biomasę, bez wykorzystania innych odnawialnych źródeł energii, z przegrodami budowlanymi o maksymalnych dopuszczalnych od 2021 r. współczynnikach przenikania ciepła U, wskaźnik EP wyniesie zaledwie 40 kWh/(m2·rok), czyli o blisko 30% mniej niż ustalony limit.
Oczywiście jest to wynikiem przyjęcia dla biomasy bardzo niskiego wskaźnika wi , została ona bowiem uznana za paliwo ekologiczne. Przeciwnicy tej koncepcji twierdzą jednak, że należy promować jedynie wykorzystywanie w ten sposób bioodpadów. Produkcja biopaliw, ich przetwarzanie i transport stanowią spore obciążenie dla środowiska, a bilans emisji CO2 podczas ich spalania nie jest korzystniejszy niż w przypadku spalania węgla kamiennego. Nieużytki charakteryzują się bowiem ujemnym bilansem pochłaniania i emisji węgla do środowiska, a więc zniszczenie obecnej na nich, nierzadko bogatej, flory i fauny w celu uprawy roślin energetycznych, które następnie będą spalane, ten bilans pogorszy (spalanie biomasy odbywa się z niższą sprawnością niż spalanie węgla kamiennego). Do tego do atmosfery uwalnia się przy tym większa ilość zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia, a uprawa roślin na dużą skalę jest jednoznaczna z używaniem trujących środków ich ochrony i nawozów sztucznych. Takie jest stanowisko ekologów. Natomiast zwolennicy wytwarzania ciepła z biomasy zwracają uwagę na to, że jest ona paliwem tanim, powszechnie dostępnym i odnawialnym, czego nie można powiedzieć o węglu kamiennym. Wprawdzie powstaje on z roślin, lecz trwa to miliony lat.
