Energia budynku w trzech aktach: Użytkowa, Końcowa, Pierwotna

energia pierwotna energia końcowa energia użytkowa

Czy zastanawiałeś się kiedyś jak czytać świadectwo energetyczne? Czym jest ten kolorowy pasek na Twoim certyfikacie i co on oznacza? Która z wyliczonych wartości jest najważniejsza? Jeśli odpowiedziałeś pozytywnie na któreś z powyższych pytań to znak, że warto przeczytać poniższy artykuł 🙂

Mając na uwadze, że Twój czas jest dla mnie wartością najwyższą, od razu przejdę do rzeczy. Najważniejsze w świadectwach charakterki energetycznej są trzy wskaźniki energetyczne: energia użytkowa (w skrócie Eu), energia końcowa (Ek) i energia pierwotna (Ep). Ze względu na ograniczoną liczbę opracowań, które omawiają te wskaźniki w sposób przystępny dla osób niezwiązanych z branżą, postanowiłem napisać ten krótki artykuł.

Na początku chciałbym poczynić pewne uwagi. Chciałbym zaznaczyć, że niniejszy artykuł będzie dotyczył energii związanej z ogrzewaniem i wentylacją budynków. Nie będę w nim omawiał zagadnień dotyczących przygotowania ciepłej wody użytkowej, chłodzenia czy oświetlenia. Dlaczego? Ponieważ to właśnie ogrzewanie i wentylacja stanowią główny koszt energetyczny w budynkach mieszkalnych wybudowanych do roku 2018, w których mieszka znaczna część czytelników tego artykułu.

Jako audytorzy energetyczni często spotykamy się z pytaniami typu: który wskaźnik energetyczny jest najważniejszy? Dlaczego wskaźnik na świadectwie ma taką, a nie inną wartość i co on oznacza?

Energia użytkowa

Aby odpowiedzieć na te pytania bez zagłębiania się w skomplikowane obliczenia fizyki cieplnej, warto zacząć od prostej definicji projektowego obciążenia cieplnego. Jest to parametr, który pozwala określić, ile ciepła należy dostarczyć do budynku (a ściśle ujmując, konkretnych pomieszczeń), aby utrzymać w nim pożądaną temperaturę powietrza. Im mniej energii zużyjemy na ogrzewanie, tym lepiej. Kluczowy wpływ na to ma izolacyjność przegród budowlanych, takich jak ściany, stropy czy okna. Wskaźnikiem energetycznym bezpośrednio związanym z tym aspektem jest pierwsza z omawianych energii – energia użytkowa. W skrócie, wskaźnik energii użytkowej informuje nas, czy pomieszczenie jest dobrze, czy słabo zaizolowane. Im niższa wartość tego wskaźnika, tym mniejsze zużycie energii na ogrzanie jednego metra kwadratowego powierzchni naszego pomieszczenia. Podsumowując:

Poziom wskaźnika energii użytkowej to informacja o izolacyjności budynku

Ile powinna wynosić jego wartość? Jeśli wskaźnik energii użytkowej na potrzeby ogrzewania i wentylacji przekracza 120 kWh/m²/rok, warto rozważyć podjęcie działań zmierzających do termomodernizacji budynku. Wskaźnik powyżej 150 kWh/m²/rok powinien wręcz skłaniać nas do rozpoczęcia konkretnych prac modernizacyjnych. Konsensus przyjęty w Programie Priorytetowym Czyste Powietrze zakłada, że wartość tego wskaźnika powinna wynosić poniżej 80 kWh/m²/rok – jeśli Twój budynek mieści się w tych granicach, jest w dobrym stanie energetycznym. Wskaźniki na poziomie 30 kWh/m²/rok i niższym świadczą o wyjątkowo wysokiej izolacyjności budynku, który można porównać do termoizolacyjnego „bunkra”, w którym można komfortowo przetrwać nawet najcięższą zimę przy minimalnym zapotrzebowaniu na ogrzewanie.

Energia końcowa

Przechodząc dalej, rozważmy, jak wytworzyć i dostarczyć wymaganą ilość ciepła do naszego pomieszczenia. Ciepło jest wytwarzane w źródle ciepła (czyli w kotle, pompie ciepła, węźle cieplnym lub innym urządzeniu wytwarzającym ciepło), a następnie przekazywane do elementu grzejnego (najczęściej grzejnika). Należy także pamiętać o koniecznym sterowaniu, regulacji oraz ewentualnej akumulacji ciepła, np. w zbiorniku buforowym (zbiorniku ciepłej wody używanym w instalacji centralnego ogrzewania). Każdy z tych procesów „po drodze” generuje straty ciepła, co zwiększa ilość energii, którą musimy dostarczyć, aby ciepło efektywnie dotarło od źródła do pomieszczenia.

W tym momencie, „cały na biało”, pojawia się kolejny wskaźnik energetyczny – wskaźnik energii końcowej (znany również jako energia finalna). Jego wartość oblicza się za pomocą prostego równania gdzie energia użytkowa jest podzielona przez całkowitą sprawność instalacji grzewczej. Czym zatem jest obliczona wartość energii końcowej? Jest to ilość ciepła, jaką musimy wytworzyć, aby ogrzać pomieszczenie, uwzględniając straty ciepła oraz sprawność systemu grzewczego. Przy uwzględnieniu prostej zasady fizyki, że ciepło nie bierze się z znikąd to na podstawie tej wartości jesteśmy w stanie wyliczyć zużycie paliwa potrzebnego do ogrzania naszego pomieszczenia. A to już bezpośrednio wpływa na nasze rachunki!

Wskaźnik energii końcowej to informacja o tym, ile kosztuje ogrzewanie i w jakim stanie jest instalacja grzewcza.

Jakich wartości wskaźnika energii końcowej należy się spodziewać? Dla konwencjonalnych źródeł ciepła, takich jak kotły gazowe, kotły na biomasę, kotły na węgiel czy ogrzewanie elektryczne, wskaźnik energii końcowej zawsze będzie wyższy od wskaźnika energii użytkowej. Wynika to z faktu, że każda instalacja grzewcza generuje straty ciepła – nie istnieje system o idealnej sprawności (perpetuum mobile nie istnieje). Straty te powodują, że musimy wytworzyć więcej ciepła, aby pokryć potrzeby ogrzewania budynku, niż wynikałoby to jedynie z zapotrzebowania na energię użytkową.

A co z niezwykle popularnymi dzisiaj pompami ciepła? W ich przypadku sytuacja wygląda nieco inaczej. Ze względu na ich „odnawialny” charakter (ponieważ pompy ciepła dostarczają więcej energii cieplnej, niż zużywają energii elektrycznej), sprawność wytwarzania ciepła tych urządzeń jest większa niż „1”. Dlatego nie powinno dziwić, że wartość wskaźnika energii końcowej w budynkach, w których źródłem ciepła są pompy ciepła typu powietrze-woda, solanka (grunt)-woda czy powietrze-powietrze (czyli popularne klimatyzatory), będzie niższa niż wartość wskaźnika energii użytkowej.

Energia pierwotna

Czy to wszystko? Omówiliśmy już dwa wskaźniki energetyczne, które informują nas o tym, czy budynek jest dobrze zaizolowany, czy posiada sprawną instalację oraz ile wydamy na ogrzewanie. Po co więc wprowadzać kolejny wskaźnik?

Brakuje w tym myśleniu jeszcze jednego elementu – wskaźnika, który odzwierciedlałby ekologiczność paliwa używanego do ogrzewania budynku. Ważne jest przecież, aby wiedzieć, czy nasze źródło ciepła korzysta z węgla, gazu, biomasy, czy może energii słonecznej lub wiatrowej. Aby to rozróżnić, wprowadzono trzeci wskaźnik energetyczny: wskaźnik energii pierwotnej.

Co warto o nim wiedzieć? Przede wszystkim, należy podkreślić, że jest to wskaźnik ekologiczny, a nie stricte energetyczny (podobnie jak wskaźnik emisji dwutlenku węgla). Jego głównym zadaniem jest ocena wpływu na środowisko związanego z używanym paliwem, a nie sama efektywność energetyczna systemu. Wskaźnik ten uwzględnia, skąd pochodzi energia wykorzystywana do ogrzewania – czy jest odnawialna, czy opiera się na nieodnawialnych źródłach, takich jak węgiel czy gaz. Wyznaczamy go za pomocą prostego wzoru, w którym miarę energii końcowej przemnażamy przez tzw. „współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej”. Wartości tego współczynnika zostały ściśle określone w odpowiednich rozporządzeniach. Czy to oznacza, że „wielka polityka” zaczyna ingerować w kwestie energetyczne? Uważam, że po części tak, ale szczegółowo opiszę to w kolejnym artykule, na przykładzie trzech podobnych „poniemieckich” kamienic zlokalizowanych w Zielonej Górze, Wrocławiu i Opolu, które zasilane są z lokalnych węzłów ciepłowniczych. Wartość „współczynnika odnawialności energii” została ustalona z uwzględnieniem stopnia zastępowalności zużytego paliwa. Przykładowo, dla węgla kamiennego współczynnik ten wynosi 1,10 (dla gazu ziemnego też), dla biomasy 0,20, dla energii elektrycznej 2,50 (!!), natomiast dla energii odnawialnych (pochodzących ze słońca, wiatru lub geotermii) jest równy 0. Zatem:

Wskaźnik energii pierwotnej to informacja o tym, czy system centralnego ogrzewania jest ekologiczny

Warto wiedzieć, że to właśnie on jest umieszczany na kolorowym pasku świadectwa energetycznego (nijako jako najważniejszy ze wszystkich). Jego odpowiedni poziom jest również wymagany przez Warunki Techniczne jako warunek uzyskania pozwolenia na użytkowanie nowo budowanych budynków. Czy to właściwe podejście? Moim zdaniem zdecydowanie nie – ale ten temat również poruszę w kolejnym artykule 🙂

Jeśli wskaźnik energii pierwotnej jest wyższy od wskaźnika energii końcowej, oznacza to, że paliwo użyte do ogrzewania pochodzi z nieodnawialnych źródeł. Analogicznie, niższy wskaźnik energii pierwotnej wskazuje na wykorzystanie odnawialnych źródeł energii.

Warto zapamiętać

grafika

Na zakończenie tego artykułu chciałbym przedstawić praktyczną część wyznaczania wskaźników energetycznych. We wszystkich opracowaniach energetycznych mamy do czynienia z całą „trójką”, ale niektóre programy dofinansowań mają swój „ulubiony” wskaźnik, którego zmniejszenie jest warunkiem otrzymania dofinansowania:

  • energia użytkowa: audyt energetyczny do Programu Czyste Powietrze,

  • energia końcowa (finalna): audyty energetyczne do pozyskania Premii Termomodernizacyjnej i Premii Remontowej BGK

  • energia pierwotna: świadectwa charakterystyki energetycznej, audyt energetyczny i efektywności energetycznej do pozyskania kredytu FEnIKS i kredytu ekologicznego FENG.

Podsumowując, im niższe wartości wszystkich trzech wskaźników, tym lepiej dla ocenianego budynku.

Chciałbym Drogi Czytelniku, abyś z mojego artykułu wyniósł że:

  • Wskaźnik Energii Użytkowej = izolacyjność budynku

  • Wskaźnik Energii Końcowej = sprawność instalacji, wysokość rachunków

  • Wskaźnik Energii Pierwotnej = ekologia

Picture of Michał Górczyński

Michał Górczyński

Audytor i doradca energetyczny, CEO Optima RES Sp. z o.o.


Od 2016 roku związany z branżą instalacji HVAC i doradztwa energetycznego. Ekspert Audytor Energetyczny Banku Gospodarstwa Krajowego, Ekspert Efektywności Energetycznej Programu Priorytetowego Czyste Powietrze, Rekomendowany Audytor Związku Audytorów Energetycznych. Wierzy, że istnieje możliwość połączenia opłacalności z ekologią na fundamencie zdrowego rozsądku i wiedzy inżynierskiej. Pasjonat nowoczesnych technologii w budownictwie.

Udostępnij

Facebook
LinkedIn
X
Pinterest

Więcej artykułów