2. Określenie wytycznych dotyczących zasad projektowania energooszczędnych budynków mieszkalnych

2.1  Wstęp

Wytyczne dotyczące zasad projektowania budynków mieszkalnych NF40 i NF15 określono na podstawie serii obliczeń komputerowych wykonanych dla pięciu budynków jednorodzinnych i czterech budynków wielorodzinnych. Podstawowe dane analizowanych budynku przedstawiono w Tabeli 1. Celem analizy było określenie minimalnych wymagań w zakresie ochrony cieplnej budynku, systemu wentylacji i szczelności powietrznej gwarantujących osiągnięcie wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji na poziomie 40 kWh/m2rok i 15 kWh/m2rok.

Przed przystąpieniem do określania wytycznych wyznaczono wskaźniki jednostkowego zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania dla budynków spełniających wymagania podane w „Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT 2008).” Wymagania dotyczące ochrony cieplnej zostały sformułowane na dwa sposoby i uznanej się je za spełnione dla budynku mieszkalnego, jeżeli:

1. Przegrody zewnętrzne budynku oraz technika instalacyjna odpowiadają wymaganiom izolacyjności cieplnej oraz powierzchnia okien spełnia wymagania określone w załączniku do rozporządzenia, lub

2. Wartość wskaźnika EP [kWh/(m2rok)], określającego roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz chłodzenia jest mniejsza od wartości granicznych, a także, jeżeli przegrody zewnętrzne budynku odpowiadają przynajmniej wymaganiom izolacyjności cieplnej niezbędnej dla zabezpieczenia przed kondensacją pary wodnej, określonym w załączniku do rozporządzenia.

Tabela 1. Podstawowe dane analizowanych budynków mieszkalnych jednorodzinnych i wielorodzinnych

 

Symbol	Typ	Powierzchnia ogrzewana, m2	Kubatura wewnętrzna ogrzewana, m3	Współczynnik kształtu A/V, m-1	Uwagi
J1	jednorodzinny	169,8	458,4	0,7
J2	jednorodzinny	148,3	446,1	0,68	garaż ogrzewany 8°C
J3	jednorodzinny	175,5	466,9	0,67
J4	jednorodzinny	82	229,7	0,8
J5	jednorodzinny	135,5	375	0,88
W1	wielorodzinny	5113,9	13296,1	0,36	klatki schodowe ogrzewane 8°C
W2	wielorodzinny	6437	18155	0,24	klatki schodowe ogrzewane 8°C
W3	wielorodzinny	1976.2	6324.3	0,31	klatki schodowe ogrzewane 20°C
W4	wielorodzinny	490	1335.5	0,52	klatki schodowe ogrzewane 8°C

 

Umieszczenie w WT 2008 dwóch rodzajów wymagań i wstawienie słowa „lub” powoduje, że budynki mieszkalne mogą spełnić wymagania na dwa sposoby. Jednak z punktu widzenia określania jednostkowego zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania zastosowanie mają tylko 1 wymagania, ponieważ wartość wskaźnika EP uwzględnia nie tylko ogrzewanie, ale i C.W.U. oraz jest mocno zależna od wybranego źródła ciepła. Z tego względu nie da się na jej podstawie określić w sposób jednoznaczny wymagań dotyczących zapotrzebowania na energię do celów ogrzewania dla analizowanych budynków. W poniższej tabeli zebrano wymagania określone 1 metodą.

Tabela 2. Wymagana izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, rodzaj systemu wentylacji, szczelność powietrzna zgodnie z Warunkami Technicznymi z 2008 roku

Opis przegrody	Zgodnie z wymaganiami WT 2008
Ściany zewnętrzne	Umax = 0,30 W/m2K
Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami	Umax = 0,25 W/m2K
Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi, podłogi na gruncie	Umax = 0,45 W/m2K
Okna (z wyjątkiem połaciowych), drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne:	a) Umax = 1,8 W/m2K
a) w I, II i III strefie klimatycznej	b) Umax = 1,7 W/m2K
b) w IV i V strefie klimatycznej
Okna połaciowe	Umax = 1,8 W/m2K
Drzwi zewnętrzne, garażowe	Umax = 2,6 W/m2K
Mostki cieplne	fRsi = 0,72
Rodzaj systemu wentylacji	grawitacyjna lub mechaniczna w budynkach wysokich lub wysokościowych
Sprawność odzysku ciepła	50 % dla wentylacji mechanicznej ogólnej nawiewno-wywiewnej lub klimatyzacji o wydajność > 2000 m3/h
Szczelność powietrza	n50 = 3,0 1/h - wentylacja grawitacyjna n50 = 1,5 1/h - wentylacja mechaniczna

 

Wymagania podane w WT 2008 nie podają maksymalnej wartości współczynnika liniowej straty ciepła Ψ, W/mK dla mostków cieplnych. Podają jedynie wymaganą wartość krytyczną współczynnika temperaturowego fRsi dla przegród zewnętrznych i ich węzłów konstrukcyjnych w pomieszczeniach ogrzewanych do temperatury co najmniej 20°C w budynkach mieszkalnych. Wartość ta powinna być określona według normy dotyczącej metody obliczania temperatury powierzchni wewnętrznej koniecznej do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej. Przy czym WT 2008 dopuszczają przyjmowanie wymaganej wartości tego współczynnika równej 0,72 co oznacza w praktyce dopuszczenie występowania znacznych mostków cieplnych o wartościach maksymalnych Ψe ~ 0,70 W/mK. W wymaganiach dla standardu NF40 i NF15 określono maksymalne wartości współczynników Ψe policzonych w odniesieniu do wymiarów zewnętrznych.

Bazując na wymaganiach podanych w Tabeli 2. określono zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji.  

Obliczenia wykonano programem Audytor OZC przyjmując:

• metodykę miesięczną określania sezonowego zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji zgodną z normą PN-EN ISO 13790: 2009 „Energetyczne właściwości użytkowe budynków - Obliczanie zużycia energii do ogrzewania i chłodzenia”,
• wielkości strumieni powietrza wentylacyjnego określono zgodnie z normą PN-83/B-03430/AZ3: 2000 „Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania”,
• wewnętrzne zyski ciepła dla budynków jednorodzinnych przyjęto, jako stałe i równe 3,0 W/m2, a dla budynków wielorodzinnych 4,6 W/m2, pominięto zyski ciepła od instalacji C.O., C.W.U. i wentylacji,
• współczynnik zacienienia budynków przyjęto, jako Z = 0,9 i określono dokładnie dla okien zacienionych przez, np. balkony, loggie, itp.,
• elewacja frontowa budynków jest skierowana na północ,
• trzy lokalizacje Świnoujście - najcieplejsze miejsce w Polsce, Warszawę i Suwałki - najzimniejsze miejsce w Polsce (poza Kasprowym Wierchem),
• budynki jednorodzinne mają średni, a wielorodzinne ciężki typ konstrukcji,
• w budynkach jednorodzinnych i wielorodzinnych jest wentylacja grawitacyjna

Tabela 3. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla standardu zgodnego z WT 2008 dla analizowanych budynków mieszkalnych dla trzech lokalizacji

 

Symbol	Typ	Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji, kWh/m2rok
		Świnoujście	Warszawa	Suwałki
J1	jednorodzinny	119,6	135	164,5
J2	jednorodzinny	127,6	142,1	172,6
J3	jednorodzinny	113,2	127,1	155,4
J4	jednorodzinny	165,8	184,4	221,9
J5	jednorodzinny	220,1	239,4	288,4
W1	wielorodzinny	92,8	104,8	127,6
W2	wielorodzinny	85,9	98,6	124,5
W3	wielorodzinny	111	125	151,8
W4	wielorodzinny	113,2	128,1	158,4

 

 

Rysunek 1. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla budynków wg WT 2008 w zależności od lokalizacji

 

Uzyskane wielkości zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji różnią się od siebie w znacznym stopniu i zmieniają się od 85,9 kWh/m2rok dla budynku wielorodzinnego W2 zlokalizowanego w Świnoujściu do 288,4 kWh/m2rok dla budynku jednorodzinnego J5 zlokalizowanego w Suwałkach. Wielkość zapotrzebowana zależy od lokalizacji budynków i jest średnio o 13% wyższa dla budynku zlokalizowanego w Warszawie w stosunku do znajdującego się w Świnoujściu i o 38% wyższa dla budynku zlokalizowanego w Suwałkach w stosunku do znajdującego się w Świnoujściu. Zapotrzebowanie na energię zależy od rodzaju budynku i dla analizowanych budynków jednorodzinnych jest średnio o 45% wyższe niż dla budynków wielorodzinnych.

Rysunek 2. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla budynków wg WT 2008 w zależności od współczynnika kształtu A/V

 

Wartość wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji zależy również od współczynnika kształtu budynków, czyli stosunku pola powierzchni przegród zewnętrznych A do kubatury ogrzewanej V (obie wartości określone po wymiarach zewnętrznych). Im mniejszy stosunek A/V tym mniejsze zapotrzebowanie. Zależność tą bardzo wyraźnie widać w przypadku analizowanych budynków jednorodzinnych gdzie wraz ze zmianą A/V od 0,67 do 0,88 1/m zapotrzebowanie zmienia się od 127,1 do 239,4 kWh/m2rok. W przypadku analizowanych budynków wielorodzinnych zmiany są mniejsze, ponieważ dla A/V równego 0,24 do 0,52 1/m zapotrzebowanie zmienia się od 98,6 do 128,1 kWh/m2rok. Duże wartości wskaźnika A/V i zapotrzebowania na energię w przypadku budynku jednorodzinnego J4 wynikają z niewielkich rozmiarów i małej powierzchni użytkowej pomimo stosunkowo prostej bryły, natomiast w przypadku budynku J5 przyczyną jest parterowa bryła na planie prostokąta i wynikający z tego znaczy udział strat ciepła do gruntu.

Przeprowadzona analiza pozwala na sformułowanie następujących wniosków:

• wymagania dotyczące ochrony cieplnej budynków podane z WT 2008 są słabe i powodują, że zaprojektowane zgodnie z nimi budynki są energochłonne,
• osiągnięcie standardu NF40 i NF15 wymaga sformułowania nowych ostrzejszych wymagań,
• osiągnięcie standardu NF40 i NF15 będzie łatwiejsze w części kraju charakteryzującej się cieplejszym klimatem, należy rozważyć sformułowanie różnych wymagań w dla różnych stref klimatycznych,
• z uwagi na znaczące różnice pomiędzy budynkami jednorodzinnymi i wielorodzinnymi należy sformułować oddzielne wymagania dla dwóch rodzajów budynków,
• osiągnięcie standardu NF40 i NF15 może nie być możliwe w przypadku budynków mieszkalnych jednorodzinnych charakteryzujących się dużym współczynnikiem kształtu A/V, dlatego konieczne jest zalecenie niskiej wartości A/V dla tego typu budynków.

Z uwagi na bardzo duże zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji budynków jednorodzinnych J4 i J5 nie uwzględniono ich w dalszej analizie. Wstępne obliczenia wykazały, że osiągniecie przez nie standardu NF40 wymagałoby zastosowania rozwiązań jak dla standardu NF15, natomiast osiągnięcie standardu NF15 jest praktycznie niemożliwe przy zastosowaniu dostępnych na rynku materiałów i rozwiązań. Wnioski z obliczeń wykonanych dla budynków jednorodzinnych J4 i J5 zostały wykorzystane do sformułowania wymagań dotyczących projektów architektonicznych oraz zalecanych wartości współczynnika A/V.

Określenie wymagań dla obydwu standardów poprzedzono szczegółową analizą bilansów energetycznych budynków. Na tej podstawie możliwe było stwierdzenie, które rodzaje strat ciepła odgrywają największą rolę w zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania i wentylacji. Na poniższych rysunkach zaprezentowano zestawienie dla analizowanych budynków jednorodzinnych i wielorodzinnych. W zestawieniach brak jest wyszczególnionych oddzielnie strat ciepła przez mostki cieplne, ponieważ są one uwzględnione w stratach przez poszczególne przegrody oraz strat ciepła przez infiltrację powietrza zewnętrznego, które są uwzględnione w stratach ciepła przez wentylację.

 

Rysunek 3. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku jednorodzinnego J1

 

Rysunek 4. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku jednorodzinnego J2

 

Rysunek 5. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku jednorodzinnego J3

 

Analiza bilansów energetycznych budynków jednorodzinnych pozwala na stwierdzenie, że udział strat ciepła w kolejności od największego jest następujący:

• okna zewnętrzne 36,3% - 23,1%
• wentylacja 31,6% - 25,5%
• ściany zewnętrzne 19,6% - 13,3%
• dach 13,3% - 6%
• podłoga na gruncie 10,3% - 4,9%
• strop pod nieogrzewanym poddaszem 9,4% - 0%
• drzwi zewnętrzne 4,2% - 1,8%
• strop zewnętrzny 2,3% - 0%

 

W przypadku budynków jednorodzinnych największy udział w stratach ciepła (powyżej 10%) mają okna zewnętrzne, wentylacja, ściany zewnętrzne i dach. W celu ograniczenia zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji należy podjąć działania mające na celu podwyższenie izolacyjności cieplnej przegród i odzyskiwanie ciepła z powietrza usuwanego.

 Rysunek 6. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku wielorodzinnego W1

 

Rysunek 7. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku wielorodzinnego W2

 

Rysunek 8. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku wielorodzinnego W3

 

Rysunek 9. Szczegółowe zestawienie strat energii cieplnej dla budynku wielorodzinnego W4

 

Analiza bilansów energetycznych budynków wielorodzinnych pozwala na stwierdzenie, że udział strat ciepła w kolejności od największego jest następujący:

• wentylacja 55,8% - 39,4%
• okna zewnętrzne 29,9% - 19,0%
• ściany zewnętrzne 23,0% - 8,5%
• strop nad nieogrzewaną piwnicą, garażem 14,3% - 3,8%
• dach, stropodach 6,0% - 1,9%
• drzwi zewnętrzne 0,1% - 0,2%

 

W przypadku budynków wielorodzinnych największy udział w stratach ciepła (powyżej 10%) ma wentylacja - około 50%, okna zewnętrzne, ściany zewnętrzne i strop nad nieogrzewaną piwnicą lub garażem. W celu ograniczenia zapotrzebowania na energię do ogrzewania i wentylacji należy podjąć działania mające na celu odzyskiwanie ciepła z powietrza usuwanego i podwyższenie izolacyjności cieplnej przegród.

Uzyskanie standardu NF40 lub NF15 będzie wymagało wprowadzenia kompleksowych zmian w wymaganiach dotyczących izolacyjności cieplnej przegród zewnętrznych, rodzaju systemu wentylacji oraz szczelności powietrznej. Szczegółowe wymagania zostały podane z dalszej części opracowania.

Tabela 4. Zakres zmian w wymaganiach służących osiągnięciu standardu NF40 i NF15

Ograniczenie zapotrzebowania na ciepło potrzebne do podgrzania nawiewanego powietrza zewnętrznego	Zastąpienie wentylacji grawitacyjnej wentylacją mechaniczną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła z powietrza wywiewanego, charakteryzującą się niskim zużyciu energii elektrycznej
Ograniczenie strat ciepła spowodowanych infiltracją powietrza zewnętrznego	Ograniczenie niekontrolowanej infiltracji powietrza zewnętrznego, podwyższenie wymagań dotyczących szczelności powietrznej obudowy budynku
Ograniczenie strat ciepła przez okna i drzwi	Podwyższenie wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej okien, drzwi balkonowych i drzwi zewnętrznych
Ograniczenie strat ciepła przez przegrody nieprzeźroczyste	Podwyższenie wymagań dotyczących izolacyjności cieplnej ścian, dachów, stropów, stropodachów i podłóg na gruncie
Ograniczenie strat ciepła przez mostki cieplne	Wprowadzenie wymagań dotyczących maksymalnych wartości liniowego współczynnik przenikania ciepła

 

Oprócz wymienionych powyżej wymagań można sformułować dodatkowe zalecenia, które ułatwią osiągnięcie standardów i zagwarantują osiągnięcie zakładanego efektu środowiskowego. Wymagania te nie mają bezpośredniego wpływu na zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania budynku (poza wymaganiami dotyczącymi architektury) jednak mogą przyczynić się do zmniejszenia kosztów użytkowania budynku, ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i podwyższenia oferowanego komfortu. Dodatkowe wymagania zostały omówione z sposób szczegółowy w dalszej części opracowania.

Tabela 5. Zestawienie dodatkowych zaleceń dla standardu NF15 i NF40

Projekt architektoniczny budynku	Projekt architektoniczny budynku powinien sprzyjać ograniczeniu zapotrzebowania na energię, charakteryzować się możliwie małym współczynnikiem kształtu A/V, wykorzystywać strefowanie temperaturowe i pozwalać na optymalne wykorzystanie zysków ciepła od słońca
Ochrona budynku przed przegrzewaniem	Zastosowane rozwiązania architektoniczne i instalacyjne powinny ograniczyć ryzyko przegrzewania budynków, konieczne jest stosowanie elementów zacieniających i rozwiązań pozwalających na wykorzystanie przewietrzania nocnego, jako źródła chłodzenia budynku
Instalacja C.O.	Zastosowana instalacja centralnego ogrzewania powinna charakteryzować się mocą dostosowaną do zmienionych potrzeb budynku, pozwalać na efektywne wykorzystanie energii, gwarantować komfortowe warunki wewnętrzne i być przyjazna dla środowiska naturalnego
Instalacja C.W.U. i wody zimnej	Zastosowane rozwiązania powinny pozwalać na ograniczenie zużycia C.W.U., zmniejszenie strat w instalacji rozprowadzającej i cyrkulacyjnej, podwyższenie sprawności przygotowania C.W.U., wykorzystanie instalacji dualnych oraz wody deszczowej w celu ograniczeniu zużycia wody zimnej
Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii	Wykorzystanie OZE do produkcji ciepła i energii w celu ograniczenia zużycia nieodnawialnych źródeł kopalnych i emisji gazów cieplarnianych
Ograniczenie zużycia energii elektrycznej	Ograniczenie zużycia energii elektrycznej dzięki zastosowaniu wysokoefektywnych i energooszczędnych wentylatorów, pomp obiegowych, wyposażenia AGD i RTV oraz oświetlenia
Ograniczenie zużycia energii wbudowanej	Wykorzystanie do budowy przyjaznych dla środowiska i naturalnych materiałów budowlanych w celu ograniczenia emisji gazów cieplarniach związanych z etapem wznoszenia budynku

 

Określenie wymagań dla standardu NF40

Wymagania dla standardu NF40 określono oddzielenie dla budynków jednorodzinnych i wielorodzinnych z podziałem na strefy klimatyczne I, II i III oraz IV i V podane w normie PN EN 12831:2006. Wymagania dla budynków jednorodzinnych ustalono w taki sposób, aby standard został osiągnięty przez najniekorzystniejszy z analizowanych budynków o A/V < 0,7 czyli J2. W analizie pominięto budynki J4 i J5 z uwagi na znacznie większe jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji.

Wymagania dla budynków wielorodzinnych ustalono w taki sposób, aby standard został osiągnięty przez najniekorzystniejszy z analizowanych budynków, czyli W4. Nie wprowadzano żadnych dodatkowych wymagań związanych z współczynnikiem kształtu budynku A/V.

Tabela 6. Wymagana izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, rodzaj systemu wentylacji, szczelność powietrzna dla standardu NF40 w budynkach jednorodzinnych

Opis przegrody	Zgodnie z wymaganiami WT 2008
Ściany zewnętrzne	Umax = 0,30 W/m2K
Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami	Umax = 0,25 W/m2K
Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi, podłogi na gruncie	Umax = 0,45 W/m2K
Okna (z wyjątkiem połaciowych), drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne:	a) Umax = 1,8 W/m2K
a) w I, II i III strefie klimatycznej	b) Umax = 1,7 W/m2K
b) w IV i V strefie klimatycznej
Okna połaciowe	Umax = 1,8 W/m2K
Drzwi zewnętrzne, garażowe	Umax = 2,6 W/m2K
Mostki cieplne	fRsi = 0,72
Rodzaj systemu wentylacji	grawitacyjna lub mechaniczna w budynkach wysokich lub wysokościowych
Sprawność odzysku ciepła	50 % dla wentylacji mechanicznej ogólnej nawiewno-wywiewnej lub klimatyzacji o wydajność > 2000 m3/h
Szczelność powietrza	n50 = 3,0 1/h - wentylacja grawitacyjna n50 = 1,5 1/h - wentylacja mechaniczna

 

 

Tabela 7. Wymagana izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, rodzaj systemu wentylacji, szczelność powietrzna dla standardu NF40 w budynkach wielorodzinnych

 

Opis przegrody	Warunki dla standardu NF40
Ściany zewnętrzne: a)  w I, II i III strefie klimatycznej b)   w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,20 W/m2K b) Umax = 0,15 W/m2K
Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami	Umax = 0,15 W/m2K
Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi, podłogi na gruncie (bez oporu gruntu)	Umax = 0,20 W/m2K
Okna, okna połaciowe, drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne: a) w I, II i III strefie klimatycznej	a) Umax = 1,3 W/m2K
b) w IV i V strefie klimatycznej	b) Umax =1,0 W/m2K
Drzwi zewnętrzne, garażowe	Umax = 1,5 W/m2K
Mostki cieplne	Ψmax = 0,10 W/mK Ψmax = 0,20 W/mK - tylko dla płyt balkonowych
Rodzaj systemu wentylacji	wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła
Sprawność odzysku ciepła: a)  w I, II i III strefie klimatycznej b)   w IV i V strefie klimatycznej	a) > 70 % b) > 80 %
Szczelność powietrza	n50 = 1,0 1/h

 

Poprawność przyjętych wymagań sprawdzono określając jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla wszystkich analizowanych budynków. Do obliczeń przyjęto takie same wielkości wewnętrznych zysków ciepła i orientację, co w wariancie zgodnym z WT 2008. Wyniki obliczeń podano w poniższej tabeli.

Tabela 8. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla standardu NF40 dla analizowanych budynków mieszkalnych dla trzech lokalizacji

 

Symbol	Typ	Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji, kWh/m2rok
		Świnoujście	Warszawa	Suwałki
J1	jednorodzinny	33,2	39,5	38,6
J2	jednorodzinny	33,8	39,8	39,5
J3	jednorodzinny	29,2	34,9	34,3
J4	jednorodzinny	48,4	56,4	56,0
J5	jednorodzinny	47,1	54,4	59,6
W1	wielorodzinny	18,2	22,8	22,5
W2	wielorodzinny	18,9	24,1	23,9
W3	wielorodzinny	33,8	40,3	38,2
W4	wielorodzinny	30,6	37,4	38,8

 

Rysunek 10. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla budynków wg standardu NF40 w zależności od lokalizacji

 

Przyjęcie wymagań opracowanych dla standardu NF40 pozwoliło na osiągnięcie przez analizowane budynki mieszkalne jednostkowego zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji nieprzekraczającego 40 kWh/m2rok. Wyjątkiem są budynki jednorodzinne J4 i J5 o współczynniku kształtu większym niż 0,7 charakteryzujące się większym zapotrzebowaniem. Spełnienie wymagań dla standardu NF40 jest w ich wypadku możliwe, wymaga jednak zastosowania ostrzejszych niż podane wymagań. Budynki W1 i W2 charakteryzują się mniejszym zapotrzebowaniem jednostkowym niż 40 kWh/m2rok, ponieważ nie wprowadzono dodatkowego zróżnicowania wymagań dla budynków wielorodzinnych, np. w zależności do współczynnika kształtu tylko określono je w odniesieniu do budynku o najgorszej charakterystyce, czyli W4.

Określenie wymagań dla standardu NF15

Wymagania dla standardu NF15 określono oddzielenie dla budynków jednorodzinnych i wielorodzinnych z podziałem na strefy klimatyczne I, II i III oraz IV i V podane w normie PN EN 12831:2006. Wymagania dla budynków jednorodzinnych ustalono w taki sposób, aby standard został osiągnięty przez najniekorzystniejszy z analizowanych budynków o A/V < 0,7 czyli J2. W analizie pominięto budynki J4 i J5 z uwagi na znacznie większe jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji.

Tabela 9. Wymagana izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, rodzaj systemu wentylacji, szczelność powietrzna dla standardu NF15 w budynkach jednorodzinnych

 

Opis przegrody	Warunki dla standardu NF15
Ściany zewnętrzne: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,10 W/m2K b) Umax = 0,08 W/m2K
Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,10 W/m2K b) Umax = 0,08 W/m2K
Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi, podłogi na gruncie (bez oporu gruntu): a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,12 W/m2K b) Umax = 0,10 W/m2K
Okna, okna połaciowe, drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,8 W/m2K b) Umax =0,7 W/m2K
Drzwi zewnętrzne, garażowe: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,8 W/m2K b) Umax =0,7 W/m2K
Mostki cieplne	Ψmax = 0,01 W/mK
Rodzaj systemu wentylacji: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a)  wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła b)   wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła + gruntowy wymiennik ciepła lub wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła
Sprawność odzysku ciepła: a)  w I, II i III strefie klimatycznej centrala wentylacyjna b)  w IV i V strefie klimatycznej centrala wentylacyjna + GWC lub centrala wentylacyjna	a) > 90% b) > 90% + > 30%*, lub > 93 %
Szczelność powietrza	n50 = 0,6 1/h

* Sprawność gruntowego wymiennika ciepła

Wymagania dla budynków wielorodzinnych ustalono przyjmując takie same założenia jak dla standardu NF40.

Tabela 10. Wymagana izolacyjność cieplna przegród zewnętrznych, rodzaj systemu wentylacji, szczelność powietrzna dla standardu NF15 dla budynków wielorodzinnych

 

Opis przegrody	Warunki dla standardu NF15
Ściany zewnętrzne: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) Umax = 0,15 W/m2K b) Umax = 0,12 W/m2K
Dachy, stropodachy i stropy pod nieogrzewanymi poddaszami lub nad przejazdami	Umax = 0,12 W/m2K
Stropy nad piwnicami nieogrzewanymi i zamkniętymi przestrzeniami podpodłogowymi, podłogi na gruncie (bez oporu gruntu):	Umax = 0,15 W/m2K
Okna, okna połaciowe, drzwi balkonowe i powierzchnie przezroczyste nieotwieralne	Umax = 0,8 W/m2K
Drzwi zewnętrzne, garażowe	Umax = 1,0 W/m2K
Mostki cieplne	Ψmax = 0,01 W/mK
Rodzaj systemu wentylacji	wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła
Sprawność odzysku ciepła: a) w I, II i III strefie klimatycznej b) w IV i V strefie klimatycznej	a) > 80 % b) > 90 %
Szczelność powietrza	n50 = 0,6 1/h

Poprawność przyjętych wymagań sprawdzono określając jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla wszystkich analizowanych budynków. Do obliczeń przyjęto takie same wielkości wewnętrznych zysków ciepła i orientację, co w wariancie zgodnym z WT 2008. Wyniki obliczeń podano w poniższej tabeli.

Tabela 11. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla standardu NF15 dla analizowanych budynków mieszkalnych dla trzech lokalizacji

 

Symbol	Typ	Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji, kWh/m2rok
		Świnoujście	Warszawa	Suwałki
J1	jednorodzinny	12,1	15,2	15,0
J2	jednorodzinny	11,5	14,6	14,7
J3	jednorodzinny	10,4	13,5	14,7
J4	jednorodzinny	18,6	22,9	24,4
J5	jednorodzinny	16,7	20,8	20,8
W1	wielorodzinny	4,2	6,3	6,0
W2	wielorodzinny	3,6	6,1	5,7
W3	wielorodzinny	11,7	15,2	14,0
W4	wielorodzinny	9,2	12,8	14,0

 

Rysunek 11. Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji dla budynków wg standardu NF15 w zależności od lokalizacji

 

Przyjęcie wymagań opracowanych dla standardu NF15 pozwoliło na osiągnięcie przez analizowane budynki mieszkalne jednostkowego zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania i wentylacji nieprzekraczającego 15 kWh/m2rok. Wyjątkiem są budynki jednorodzinne J4 i J5 o współczynniku kształtu większym niż 0,7, charakteryzujące się większym zapotrzebowaniem. Spełnienie wymagań dla standardu NF15 może być w ich wypadku niemożliwe. Budynki W1 i W2 charakteryzują się mniejszym zapotrzebowaniem jednostkowym niż 15 kWh/m2rok, ponieważ nie wprowadzono dodatkowego zróżnicowania wymagań dla budynków wielorodzinnych, np. w zależności do współczynnika kształtu tylko określono je w odniesieniu do budynku o najgorszej charakterystyce. W przypadku standardu NF15 okazał się nim budynek wielorodzinny W3.