Renowacja wielorodzinnych budynków historycznych
Renovation of multi-family historic buildings
Szwajcarski apartamentowiec z 1928 r. po renowacji [8]
Głęboka termomodernizacja sektora budowlanego obejmuje także budynki historyczne. Mają one duży potencjał obniżenia zużywanej energii, ale ograniczony zakres możliwych do przeprowadzenia działań z uwagi na fakt, że mogą podlegać ochronie konserwatora zabytków lub być zlokalizowane na obszarze ochrony konserwatorskiej.
Zobacz także
KREISEL Technika Budowlana Sp. z o.o. Innowacyjne rozwiązania do renowacji budynków zabytkowych
Budynki zabytkowe mają duży potencjał w zakresie termomodernizacji, jednak ich możliwości przeprowadzenia działań są ograniczone, ponieważ mogą podlegać ochronie konserwatorskiej. Dlatego przywrócenie...
Budynki zabytkowe mają duży potencjał w zakresie termomodernizacji, jednak ich możliwości przeprowadzenia działań są ograniczone, ponieważ mogą podlegać ochronie konserwatorskiej. Dlatego przywrócenie obiektu zabytkowego do stanu z czasów jego świetności to zadanie dla profesjonalnych firm specjalizujących się w renowacji budynków. Eksperci dobiorą najlepsze technologie i produkty odpowiednie dla konkretnego budynku oraz warunków, z poszanowaniem walorów architektonicznych i historycznych.
LERG SA Poliole poliestrowe Rigidol®
Od lat obserwujemy dynamicznie rozwijający się trend eko, który stopniowo z mody konsumenckiej zaczął wsiąkać w coraz głębsze dziedziny życia społecznego, by w końcu dotrzeć do korzeni funkcjonowania wielu...
Od lat obserwujemy dynamicznie rozwijający się trend eko, który stopniowo z mody konsumenckiej zaczął wsiąkać w coraz głębsze dziedziny życia społecznego, by w końcu dotrzeć do korzeni funkcjonowania wielu biznesów. Obecnie marki, które chcą odnieść sukces, powinny oferować swoim odbiorcom zdecydowanie więcej niż tylko produkt czy usługę wysokiej jakości.
BLOKTHERM Sp. z o.o. Rewolucja w termoizolacji budynków z produktami firmy BLOKTHERM®
Rosnące koszty energii i pracy oraz coraz większy nacisk na ekologię powodują, że w branży budowlanej należy wciąż szukać nowych, a czasem wręcz rewolucyjnych rozwiązań, które sprostają oczekiwaniom zarówno...
Rosnące koszty energii i pracy oraz coraz większy nacisk na ekologię powodują, że w branży budowlanej należy wciąż szukać nowych, a czasem wręcz rewolucyjnych rozwiązań, które sprostają oczekiwaniom zarówno inwestorów, jak i wykonawców, a także pozwolą zapewnić maksymalną dbałość o środowisko. Takim rozwiązaniem w kwestii termoizolacji budynków dysponuje firma BLOKTHERM® – właściciel patentu na masę termoizolacyjną, której 1 mm może zastąpić 10 cm tradycyjnego styropianu.
*****
Budynki zabytkowe oraz zlokalizowane w obszarze ochrony konserwatorskiej mają duży potencjał obniżenia zużycia energii, ale ze względu na walory architektoniczne znacznie ograniczone możliwości termomodernizacyjne. W artykule przedstawiono wytyczne dla inwestorów oraz pozytywne przykłady budynków wielorodzinnych w wybranych miastach Niemiec, Szwajcarii i Holandii, które, pomimo ograniczeń, zostały kompleksowo zmodernizowane w kierunku standardu możliwie niskoenergetycznego.
W budynkach tych, oprócz ociepleń przegród i wymiany stolarki, zastosowano rozwiązania bazujące na OZE, takie jak pompy ciepła, panele fotowoltaiczne i termiczno-fotowoltaiczne, urządzenia mikrokogeneracyjne, systemy wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła czy wykorzystujące ciepło odpadowe ze spalin jako dolne źródło pompy ciepła. Działania te przyniosły wymierne efekty w postaci obniżenia emisji CO2 nawet o 88%, wskaźnika EK o 81%, a EP o 86%. Uwzględniały one także komfort mieszkańców, tzn. zastosowano rozwiązania generujące niższy poziom hałasu i izolację akustyczną, jednostki umieszczono w miejscach niewidocznych, skorzystano także z możliwości synergii różnych rozwiązań technicznych.
Głęboka transformacja sektora budowlanego w Polsce nie jest łatwym zadaniem i wymaga długofalowych i konkretnych działań. Jednak przykłady rozwiązań z sąsiednich krajów pokazują, że jest ona możliwa nawet w budynkach podlegających przepisom konserwatorskim.
Renovation of multi-family historic buildings
Historic buildings, as well as those located in conservation areas, have great potential for reducing energy consumption, but due to their architectural value, they have highly limited opportunities for thermomodernization.
The article presents guidelines for investors and positive examples of multifamily buildings in selected cities in Germany, Switzerland and the Netherlands, which, despite their limitations, have been comprehensively modernized to a low-energy standard as possible. In the buildings, in addition to insulating the envelope and replacing the woodwork, RES-based solutions such as heat pumps, photovoltaic and thermal-photovoltaic panels, micro-cogeneration devices, mechanical ventilation systems with heat recovery or using waste heat from exhaust gases as a source of heat pumps were used.
Such solutions have brought measurable results in reducing CO2 emissions by up to 88%, EK by 81%, and EP by 86%. In addition to the dimension of energy savings, the described solutions took into account the comfort of residents, i.e. the focus was on solutions that generate lower noise levels, the use of acoustic insulation, the location of units in invisible places or the possibility of synergies between different technical solutions.
Deep transformation of the building sector in Poland is not an easy task and requires long-term and concrete actions. However, examples of solutions from neighboring countries show that it is possible even in buildings under the preservation regulations.
*****
Kluczową kwestią jest w omawianym przypadku określenie zakresu planowanej renowacji, tak aby zwiększyć efektywność energetyczną oraz chronić budynek i jego wartość historyczną. Innego podejścia wymagają takie obiekty jak pałace czy dworki, a innego historyczne miejskie budownictwo mieszkalne, gdzie zmiany powinny być bardziej akceptowalne z uwagi na ich pozytywne i długofalowe skutki dla społeczeństwa i środowiska.
Globalna i unijna polityka klimatyczna mają na celu m.in. ograniczanie negatywnego wypływu działalności człowieka na środowisko naturalne. Regulacje prawne UE w tym zakresie mają charakter wiążący, jednak każdy kraj ma pewną swobodę wyboru charakteru oraz formy wprowadzanych rozwiązań.
Czytaj też o: Hydroizolacjach wtórnych w budynkach zabytkowych
Jednym z priorytetowych kierunków jest poprawa charakterystyki energetycznej budynków, gdyż budownictwo w UE odpowiada za 40% zużycia energii końcowej, a ponad 75% budynków jest nieefektywnych energetycznie i wymaga renowacji. Obiekty wzniesione przed 1945 r. stanowią ok. 20% zasobu budowlanego Europy.
Renowacja budynków o walorach historycznych i architektonicznych oraz zabytków to złożony proces prawny, techniczny i ekonomiczny. To także problem energetyczny, gdyż zasoby te mają duże zapotrzebowanie na energię do ogrzewania. Nabrał on szczególnego znaczenia od czasu kryzysu energetycznego wywołanego wojną Rosji przeciwko Ukrainie. Wskaźnik renowacji budynków wynosi jednak, w zależności od kraju, jedynie ok. 0,4–1,2%.
Termomodernizacji starych budynków poświęcone były programy UE. Spore doświadczenia mają w tej kwestii nasi sąsiedzi, dlatego warto przyglądać się ich rozwiązaniom technicznym i problemom, jakie muszą rozwiązywać. Mamy także ciekawe krajowe realizacje.
Budynki wybudowane przed rokiem 1945 stanowią w Polsce ok. 20%, część z nich znajduje się pod opieką konserwatora zabytków. Kamienice służą często jako mieszkania komunalne i socjalne dla najuboższych, których nie stać na termomodernizację. Ponadto sporo obiektów podlegających ochronie konserwatorskiej i zabytkowych jest we władaniu samorządów. Tym samym to organy państwa muszą podejmować odpowiednie kroki i wdrażać narzędzia umożliwiające poprawę tego sektora budownictwa pod względem energetycznym [3]. Ponadto wiele polskich miast (29 na 100 wśród najbardziej zanieczyszczonych w Europie [10]) boryka się z problemem niskiej emisji, potęgowanej przez budynki stare, w których źródłem ciepła są piece i kotły opalane węglem.
Projekt 3ENCULT
Ten unijny projekt miał na celu wypracowanie rozwiązań w zakresie ochrony oraz modernizacji energetycznej budynków zabytkowych. Jego priorytetem było zachowanie historycznej tkanki budowlanej, zapewnienie komfortu użytkownikom oraz efektywności energetycznej [4]. Nowe technologie i strategie są narzędziem wspomagającym zastosowanie zrównoważonych rozwiązań w historycznych budynkach. Działania te wymagają współpracy ekspertów z zakresu ochrony zabytków, budownictwa, energii czy architektury oraz porozumienia z właścicielami budynków.
W opisywanym programie czynności podzielono na pasywne (m.in. zmiana podejścia użytkowników, zastosowana izolacja, typy okien, zmiana temperatur ogrzewania i chłodzenia) oraz aktywne (m.in. źródło ciepła, wentylacja, system kontroli i zarządzania budynkiem, odnawialne źródła energii) (RYS.).
Budynki poddano analizie i sformułowano wytyczne dla ośmiu badanych typów obiektów, począwszy od wznoszonych w XIII w. zamków po szkoły z 1968 r., znajdujących się w różnych strefach klimatycznych. Wyniki badań wskazują, że renowacja w celu obniżenia zapotrzebowania na energię o 75–90% [4] jest technicznie i ekonomicznie możliwa.
ZEBRA 2020
Kolejny projekt unijny dotyczył zebrania danych z sektora budowlanego na temat efektywności energetycznej [5]. Opracowano trzy wskaźniki renowacji budynków, które różnią się w poszczególnych krajach pod względem oszczędności energii:
- renowacja normalna – izolowanie części fasady budynku,
- renowacja gruntowna – dotyczy osiągnięcia maksymalnej dla danego budynku i jego potencjału efektywności energetycznej,
- renowacja głęboka.
W większości krajów UE systemy grzewcze oparte są na paliwach kopalnych i aby zrealizować cele energetyczne na lata 2030 oraz 2050, konieczne jest wprowadzanie do budynków poddawanych renowacji nowych technologii ogrzewania oraz chłodzenia opartych na odnawialnych źródłach energii.
Renowacja budynków w Niemczech
W zakresie efektywności energetycznej i ochrony zabytków obowiązuje w Niemczech prawo związkowe oraz regionalne. Wszystkie kraje związkowe mają także własne, regionalne ustawy o ochronie zabytków.
Regulacje krajowe wymagają m.in., aby każda ingerencja w zmianę struktury, konstrukcji lub wyglądu budynku wymagała uzyskania zezwolenia odpowiednich władz. Pomimo że akty związkowe i landów zazębiają się i często niemożliwe jest uzyskanie wysokiej efektywności energetycznej w budynkach zabytkowych, to wspólnym mianownikiem regulacji prawnych jest zrównoważone podejście do użytkowania, budowy, architektury i konserwacji budynków.
Miasta mają różne uwarunkowania, np. w znanym kurorcie Wiesbaden sieć ciepłownicza jest już zasilana także energią geotermalną, a budynki historyczne korzystały dotychczas głównie z gazu. Z kolei w Berlinie wśród przedwojennych kamienic objętych renowacją ok. 50% ma przyłącza ciepłownicze, które również poddaje się modernizacji. Kolejne 30% ma kotły gazowe, a w pozostałych 20% berlińskich budynków poddawanych renowacji stosowane są inne źródła ciepła, w tym mikrokogeneracyjne wraz z kolektorami słonecznymi oraz pompy ciepła z instalacjami PV, a nawet kotły na biomasę.
Często sięga się po tzw. Blockheizkraftwerk, czyli urządzenie mikrokogeneracyjne zasilane gazem ziemnym o sprawności elektrycznej ok. 47%, a termicznej ok. 43%. Może to być układ monowalentny, bez wspomagania szczytowego, jednak dobór na maksymalne obciążenie powoduje taktowanie, co skraca żywotność urządzenia, dlatego stosuje się również układy ze źródłem szczytowym, a w instalacji bufory. To jeden z najbardziej efektywnych energetycznie systemów dla starych budynków o dużym zapotrzebowaniu na ciepło.
Dobrym przykładem zaleceń dla inwestorów i projektantów są wytyczne i porady przygotowane przez samorząd Wiesbaden [7. Centrum tego uzdrowiskowego miasta ma zabytkową zabudowę z różnych okresów, w tym kamienice z XIX i początku XX w. Reprezentacyjne fasady od strony ulicy wyróżniają się bogatymi, kunsztownymi zdobieniami (gzymsy, pilastry, lukarny), natomiast ściany boczne i od strony podwórza są mniej ozdobne, często nieotynkowane. Budynki te odznaczają się stosunkowo wysokim zapotrzebowaniem na energię i pierwotnie jako źródło ogrzewania stosowano w ich pomieszczeniach piece.
W procesie renowacji budynków szukano cech charakterystycznych dla oceny energetycznej zabytkowej zabudowy, które przedstawiono władzom miasta. Zwrócono uwagę, że zwarta zabudowa i konstrukcja budynków jest dużym atutem przy modernizacji – budowa szeregowa daje dobry stosunek powierzchni przegród zewnętrznych do ogrzewanej kubatury, a to powoduje mniejsze straty ciepła niż w budynkach wolnostojących. Konstrukcje przegród wpływają korzystnie na efektywność energetyczną – tynki na elewacji są elementem szczelnym w porównaniu do dachu oraz okien w budynkach tego typu. Bogate zdobienia oraz wartość historyczna elewacji od strony ulicy umożliwia jedynie izolację wewnętrzną, co wpływa na powierzchnię użytkową i nie daje takich efektów jak izolacja zewnętrzna (nieciągłość, mostki termiczne itd.). Ponadto izolacja wewnętrzna może powodować ryzyko zawilgocenia i przemarzania przegrody. Masywne przegrody nie są w tym przypadku wykorzystywane jako akumulacja.
Izolacja dachu może być problematyczna w przypadku występowania lukarn, ponadto konieczne jest obliczenie wytrzymałości jego konstrukcji. Okna są objęte ochroną konserwatora i często nie pozwala on na ich wymianę. Izolacyjność można poprawiać dzięki renowacji, uszczelnieniu i dodatkowemu przeszkleniu. Wysokość pomieszczeń umożliwia doposażenie budynków w dodatkowe systemy: kanały wentylacyjne, przewody grzewcze, a nawet ogrzewanie podłogowe itp.
W zebranych dla władz miasta zaleceniach podkreśla się, że przy podejmowaniu działań należy mieć na uwadze fakt, że wartość dziedzictwa kulturowego znacznie góruje nad aspektami energochłonności budynków. Zalecenia zawierają także szerokie i dokładne omówienie możliwych do zastosowania działań i technologii, w tym izolacji termicznej stropów i dachów, ścian, piwnic, podłóg (w przypadku ich wymiany warto rozpatrzyć ogrzewanie podłogowe), modernizacji drzwi zewnętrznych i okien oraz izolacji termicznej wewnętrznej i zewnętrznej ścian od podwórka, których wartość historyczna jest mniejsza i w przypadku których dodanie warstwy materiału izolacyjnego od wewnątrz nie wpływa na zmianę ich struktury.
Wiele uwagi poświęcono wentylacji i ochronie przed wilgocią. Wentylacja może być realizowana poprzez przewietrzanie (otwieranie okien), za pomocą wentylacji naturalnej kanałowej – wypływ przez kuchnie i łazienki, a nawiew przez pokoje (nawiewniki okienne i ścienne) lub jako wentylacja mechaniczna.
Na poprawę charakterystyki energetycznej budynków mają wpływ działania niewymagające dużych nakładów finansowych oraz zmiany w sposobie użytkowania budynków przez mieszkańców. Jednak także te drobne zmiany, na każdym etapie i niezależnie od ich poziomu zaawansowania, wymagają konsultacji z konserwatorem zabytków.
Izolacja przewodów grzewczych, izolacja wnęk grzejnikowych, montaż uszczelek na drzwiach i oknach czy wymiana lub montaż zaworów i głowic termostatycznych to przykłady takich zmian. Aby zwiększyć efektywność energetyczną budynków zabytkowych bez znacznej ingerencji w ich strukturę, należy szukać różnych środków i takiego ich połączenia, które da jak najlepszy efekt przy spełnieniu wymagań konserwatora. Istotne znaczenie ma także sposób ogrzewania budynku.
Najczęściej spotykane rozwiązania ogrzewania oraz przygotowywania c.w.u. w zabytkowych budynkach w Niemczech [7] to instalacje c.o. grzejnikowe zasilane urządzeniami gazowymi lub olejowymi, zdarza się też węgiel. Przewody często nie mają izolacji termicznej, także te przechodzące przez pomieszczenia nieogrzewane, grzejniki nie są wyposażone w zawory termostatyczne, instalacje są niewyregulowane, natomiast pompy obiegowe bywają przewymiarowane. Instalacje c.w.u. są zwykle decentralne (mieszkaniowe – podgrzewacz przepływowy lub pojemnościowy), częstym rozwiązaniem są także mieszkaniowe układy c.o. i c.w.u. zasilane kotłem gazowym. Modernizacja tych układów lub przejście na inne rozwiązanie i/lub zasilanie wymaga zatem dogłębnej analizy.
Zastosowanie paneli słonecznych czy fotowoltaicznych na dachach budynków objętych ochroną konserwatorską jest sporym wyzwaniem, tak samo trudno lokować na nich centrale wentylacyjne. Z pewnością instalacja urządzeń na dachu takich zabytków, jak zamki, pałace i muzea, wpłynie niekorzystnie na ich wygląd zewnętrzny, a utrzymanie dawnej świetności tych budowli jest nadrzędną kwestią. Inne podejście warto jednak zastosować w obszarze budownictwa mieszkalnego, gdzie zmiany powinny być bardziej akceptowalne z uwagi na ich pozytywne, długofalowe skutki. Pomimo kluczowej roli ochrony zabytków, powinna być ona konfrontowana także z interesami społeczeństwa i środowiska. Przy doborze instalacji duże znaczenie odgrywa jej wielkość, kolor, struktura, ułożenie i widoczność. Odpowiednie wpasowanie urządzeń w dach może mieć finalnie niewielki wpływ na zmianę wyglądu budynku.
Przykłady renowacji w Wiesbaden – ciepło sieciowe z geotermii
Pokazany na FOT. 1. budynek pochodzi z ok. 1900 r. i był przez wiele lat pustostanem [7]. Odnowiono go w 2013 r. Fasada reprezentacyjna wykonana jest z cegły klinkierowej, ocieplono ją izolacją wewnętrzną o grubości 4 cm. Dach ocieplono izolacją o grubości 12 cm pomiędzy krokwiami oraz warstwą 4 cm zamontowaną od dołu. Zachowano proporcje oraz kształt dachu i jego elementów wykończeniowych, a ubytki dachówek uzupełniono. Boczną fasadę ocieplono od zewnątrz izolacją o grubości 6 cm. Sufit nad piwnicą pokryto warstwą 6 cm izolacji akustycznej.
Po konsultacjach z konserwatorem budynek został podłączony do sieci ciepłowniczej zasilanej energią geotermalną. Okna wymieniono na drewniane z potrójnym przeszkleniem. Działania te zredukowały emisję budynku o 88%, EK o 81%, a EP o 86%.
FOT. 1. Budynek po renowacji – Blockrandbebauung Kleine Schwalbacher; źródło: Lengfeld & Wilisch [7]
Znajdujący się nieopodal budynek z 1898 r. (FOT. 2) odnowiono wcześniej – w 2006 r. Reprezentacyjna fasada została odrestaurowana i przywrócona do stanu pierwotnego. Ściany wewnętrzne ogrzewanych pomieszczeń pokryto mineralnym tynkiem izolacyjnym o grubości 5 cm. Dach ocieplono izolacją o grubości 12 cm pomiędzy krokwiami oraz warstwą 4 cm zamontowaną od dołu. Sufit nad piwnicą pokryto warstwą izolacji akustycznej o grubości 6 cm. Tu także c.o. i c.w.u. jest zasilane z sieci. Okna wymieniono na drewniane repliki z podwójnym przeszkleniem. Pomimo ograniczonych możliwości ocieplenia fasady EK zredukowano o 32%, EP o 76%, a emisję CO2 o 77%.
Budynki w Szwajcarii
To kraj, w którym od dawna w ramach renowacji budynków stosuje się odnawialne źródła energii, a od kilku lat w budynkach wielorodzinnych także powietrzne pompy ciepła, które wcześniej uważano za optymalne dla budynków jednorodzinnych. Na przeszkodzie ich zastosowania w budynkach wielorodzinnych stawały problemy związane z wielkością urządzeń i wygospodarowaniem miejsca na montaż, renowację lub wymianę instalacji c.o. oraz montażem źródła szczytowego, a także hałasem z urządzeń. Sytuacja zmieniała się wraz z dostępnością wsparcia finansowego ze środków publicznych na takie inwestycje oraz wzrostem wiedzy o technologii pomp ciepła zarówno wśród inwestorów, jak i firm montażowych. Proces ten postępował szybciej w regionach, w których odnawialne źródła energii były już wcześniej stosowane.
W celu popularyzacji tego rozwiązania przygotowano przegląd zrealizowanych projektów, badań i dostępnego dofinansowania pt. „Wymiana ogrzewania na pompy ciepła powietrze-woda w budynkach wielorodzinnych” [8]. Zebrano w nim m.in. informacje na temat istniejących budynków, których całkowite obciążenie cieplne mieści się w zakresie 40–100 kW, i sklasyfikowano rozwiązania ułatwiające wykorzystanie pomp ciepła typu powietrze/woda.
W grupie przedsięwzięć zalecanych do wykonania w celu zmniejszenia wymaganej mocy cieplnej wskazano na:
- kompleksową termomodernizację budynku w celu zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło i moc grzewczą,
- stosowanie układów biwalentnych z jednostkami zasilanymi paliwami kopalnymi pokrywającymi szczytowe zapotrzebowanie,
- układy zasilania wieloma pompami ciepła w celu zwiększenia ich elastyczności.
W grupie działań mających na celu przyjazne podejście do środowiska wskazywano na:
- stosowanie pomp ciepła typu split – zaletą tego rozwiązania jest mniejszy hałas, nieprzekraczający dopuszczalnych poziomów,
- umiejscowienie jednostki zewnętrznej w mało widocznym miejscu – np. na dachu budynku, pod balkonem na parterze, przy wejściu do garażu czy w osłoniętej zielenią przestrzeni,
- stosowanie elementów wytłumiających pracę pomp ciepła,
- analizowanie i wykorzystywanie synergii możliwych do zastosowania rozwiązań.
Pokazane na FOT. 3. budynki z 1896 r. mają powierzchnię 1054 m2 i 11 mieszkań o zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania na poziomie 35,3 kWh/(m2·rok).
Instalacje c.o. i c.w.u. zasilane są energią pochodzącą z pomp ciepła oraz z paneli termicznych i fotowoltaicznych. Dachy budynków od strony podwórka skierowane są na stronę południową i zamontowano na nich hybrydowe kolektory termiczno-fotowoltaiczne (PVT – Photovoltaic Thermal) o łącznej powierzchni 34,5 m2. Pokrywają one zapotrzebowanie mieszkańców zarówno na c.o., jak i c.w.u. Ciepło jest magazynowane w dwóch zasobnikach o pojemności 20 m3 każdy.
Pompa ciepła typu split powietrze/woda o mocy 14,8 kW (A2/W35) podgrzewa wodę w czasie największego zapotrzebowania na ciepło – od połowy listopada do początku marca. Moc akustyczna zamontowanej w piwnicy jednostki wewnętrznej pompy ciepła wynosi 60 dB. Kompleksową termomodernizację budynków przeprowadzono w 2009 r. W ramach tych prac wykonano także gruntowną renowację przegród zewnętrznych budynku, połączono dwa budynki, tak aby mieszkańcy korzystali tylko z jednej klatki schodowej, zamontowano instalację centralnej wentylacji mechanicznej. Realizacja została nagrodzona m.in. Schweizer Solarpreis 2009 i Watt d’Or 2010.
Kolejnym przykładem ze Szwajcarii jest renowacja w apartamentowcu szeregowym Baumgartnerhaus w Bazylei (FOT. 4 i FOT. główne). To czteromieszkaniowa część miejskiej zabudowy szeregowej o konstrukcji ciężkiej pochodząca z 1932 r.
FOT. 4. Apartamentowiec szeregowy Baumgartnerhaus w Bazylei – pompa ciepła zainstalowana pod balkonem na parterze, od strony ogrodu; źródło: Frei & Partner AG w [8]
Renowacji poddano dach, okna i instalację c.o., w której zachowano jednak żeliwne grzejniki. Gazowy kocioł atmosferyczny zastąpiono zewnętrzną pompą ciepła typu powietrze/woda o mocy 13,5 kW (A-7/W35) i mocy akustycznej zredukowanej do 53 dB, z buforem ciepła. Jej współczynnik SCOP sięga 3,0. Pompę ciepła zamontowano pod balkonem mieszkania na parterze od strony ogrodu, podłoże wytłumiono antywibracyjnie, a dodatkową izolację akustyczną zastosowano na podbitce balkonu. Całkowita powierzchnia części szeregowca poddana renowacji wynosi 325 m2, a jej zapotrzebowanie na energię 32,3 kWh/(m2·rok). Źródłem szczytowym dla pompy ciepła jest kocioł gazowy.
Interesującym przykładem jest też osiedle budynków wielorodzinnych z 1928 r. obejmujące 82 mieszkań. Jego częściową termomodernizację przeprowadzono w 2001 r. W grupie budynków zastosowano wewnętrzną pompę ciepła o łącznej mocy 95 kW (A10/W40), a jako drugie źródło ciepła kocioł gazowy o mocy 300 kW.
Pompa ciepła pokrywa 35% zapotrzebowania na c.o. i c.w.u., natomiast w okresie letnim całkowicie przejmuje przygotowanie c.w.u. Innowacyjnym rozwiązaniem jest tu wykorzystanie jako dolnego źródła dla pompy ciepła nie tylko powietrza zewnętrznego, ale też ciepła odpadowego ze spalin z kotła gazowego – tym samym SCOP jest wyższy od 3. W ramach prac termomodernizacyjnych przeprowadzono modernizację instalacji c.o. i przebudowano instalacje c.w.u. na scentralizowane oraz zdemontowano mieszkaniowe elektryczne podgrzewacze c.w.u.
Projekt z OZE w Holandii
W holenderskim Arnhem wprowadzono w życie ciekawy projekt, którego celem była modernizacja budynków z lat 50. XX w. i jej zasilanie ich energią z przydomowych modułów energetycznych [9] (FOT. 6.). W przypadku prawie 100 budynków jednorodzinnych zastosowano izolację termiczną, każdy z nich został wyposażony w instalację fotowoltaiczną o mocy ok. 10 kW oraz pompę ciepła o mocy do ok. 8 kW. W modułach energetycznych umieszczono falowniki konwertujące prąd stały na zmienny, centrale wentylacyjne z odzyskiem ciepła oraz pompy ciepła.
Zadaniem przydomowych modułów energetycznych jest zaspokajanie zapotrzebowania mieszkańców na energię do ogrzewania oraz przygotowywania ciepłej wody użytkowej. W wyniku wprowadzonych innowacji budynki odpowiadają standardom obiektów zeroenergetycznych. Rząd holenderski wspiera przedsięwzięcia zmierzające w kierunku zrównoważonego rozwoju, mając na celu całkowitą rezygnację z zasilania budynków gazem ziemnym do 2050 r.
Podsumowanie
Głęboka transformacja sektora budowlanego w Polsce jest konieczna, ale wymaga długofalowych i konkretnych działań. Powinna się opierać na termomodernizacji budynków oraz wykorzystaniu w nich odnawialnych źródeł energii. W rozwiniętych krajach zachodniej Europy proces ten rozpoczął się wcześniej i pewne wytyczne zostały już opracowane, a instalacje przetestowane. Można z nich czerpać pomysły, na ich przykładzie wyciągać wnioski i wprowadzać sprawdzone rozwiązania.
Budynki zabytkowe mają duży potencjał obniżenia zużycia energii. Kluczowym zagadnieniem jest określenie zakresu ich renowacji, biorąc pod uwagę zarówno zwiększenie efektywności energetycznej, jak i ochronę istniejącej tkanki budowlanej. Do każdego obiektu należy podejść indywidualnie, ponieważ nie w każdym budynku sprawdzi się ta sama koncepcja. Istotna jest rola i wartość historyczna budowli, jej struktura oraz lokalizacja. Istnieje szereg argumentów przemawiających za stosowaniem rozwiązań dążących do poprawy efektywności energetycznej budynków zabytkowych. Termomodernizacja ma pozytywny wpływ także na utrzymanie zabytków w dobrym stanie i tym samym daje szansę na ich przetrwanie.
Artykuł powstał w oparciu o pracę magisterską Pauliny Grelich pt. „Proekologiczne źródła ciepła w kamienicach w krajach UE i Polsce” przygotowaną na Wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej
Literatura
1. Pakiet „Czysta energia dla wszystkich Europejczyków”, https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-strategy/clean-energy-all-europeans-package_en (dostęp: 27.11.2023)
2. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/844 z dnia 30 maja 2018 r. zmieniająca dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej (Dz.Urz. UE L 156/75 z 19.06.2018, z późn. zm.)
3. 3. Długoterminowa strategia renowacji budynków. Wspieranie renowacji krajowego zasobu budowlanego, Załącznik do uchwały nr 23/2022 Rady Ministrów z 9 lutego 2022 r., https://energy.ec.europa.eu/system/files/2022-02/PL%202020%20LTRS%20.pdf (dostęp: 27.11.2023)
4. Projekt 3ENCULT – efektywna energia dla dziedzictwa kulturowego UE, http://www.3encult.eu/en/project/welcome/default.html (dostęp: 27.11.2023)
5. ZEBRA2020 – Nearly-Zero Energy Building Strategy 2020, https://zebra-monitoring.enerdata.net (dostęp: 27.11.2023)
6. O kamienicach. Jak mądrze zaplanować remont, Wrocławska Rewitalizacja, Wrocław 2019, https://www.funduszeeuropejskie.gov.pl/media/95397/3_wr_o_kamienicache-book.pdf (dostęp: 27.11.2023)
7. Renowacja energetyczna zabytkowych budynków w Wiesbaden, https://www.wiesbaden.de/medien-zentral/dok/leben/planen-bauen-wohnen/20210209_Leitfaden-Sanieren_gekuerzt.pdf (dostęp: 27.11.2023)
8. Heizungsersatz durch Luft-Wasser-Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern, EnergieSchweiz, Bern 2018, https://energiezukunftschweiz.ch/wAssets/docs/effizienz/Heizungsersatz-WP-MFH-112018.pdf (dostęp: 27.11.2023)
9. Joniec Waldemar, Pompy ciepła w nietypowych rozwiązaniach, „Rynek Instalacyjny” 1–2/2020, https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/pompy-cie-pla/42184,pompy-ciepla-w-nietypowych-zasto¬so¬waniach (dostęp: 27.11.2023)
10. Raport platformy monitoringu powietrza IQAir, https://300gospodarka.pl/news/raport-29-ze-100-najbardziej-zanieczyszczonych-miast-europy-jest-w-polsce (dostęp: 27.11.2023)