Cyfrowa termomodernizacja. Jak skutecznie przeprowadzić termomodernizację budynku wielorodzinnego

Termomodernizacja – hasło to coraz częściej słychać i widać w przestrzeni publicznej. Znaczna część zasobów mieszkalnych w Polsce została wzniesiona w poprzednim tysiącleciu i wymaga modernizacji. Proces podnoszenia klasy energetycznej obiektów to działania, które mają prowadzić do zmniejszenia zużycia energii. Często oszczędności energii szacowane na etapie przystąpienia do modernizacji po wykonaniu wszystkich wskazanych prac nie mają odzwierciedlenia w rzeczywistości. Istnieją natomiast rozwiązania pozwalająca na urzeczywistnienie szacowanych oszczędności energii.

Zgodnie z danymi Eurostat, aż 75% budynków w Unii Europejskiej to budynki nieefektywne energetycznie. Odpowiadają one za 40% zużycia energii końcowej w Europie i za 36% emisji gazów cieplarnianych. Fala renowacji, gdyż takim mianem został określony proces szeroko zakrojonych działań na poczet zwiększenia efektywności energetycznej zasobów budowlanych UE, stanowi jeden z głównych priorytetów Europejskiego Zielonego Ładu. Oznacza to intensyfikację działań w tym zakresie, zarówno w bliższej jak i dalszej perspektywie. Za działaniami idzie sukcesywne zwiększanie puli środków przeznaczanych na przeprowadzanie termomodernizacji i renowacji budynków mieszkalnych.

Co znajdziesz w artykule:

•  Przepis na skuteczną termomodernizację
•  Sztuczna inteligencja w służbie sterowania ciepłem

Fala renowacji to bardzo szeroka i daleko idąca perspektywa, natomiast w żadnym razie odległa. Proces termomodernizacji dzieje się już tu i teraz. Obecnie dostępnych jest wiele narzędzi pozwalających na uzyskanie wsparcia finansowego na działania prowadzące do zmniejszenia zużycia energii. Mowa tu o bankowych pożyczkach na preferencyjnych warunkach lokalnych - czasowo występujących programach z możliwością sięgnięcia po dofinansowania równe nawet 85% kosztów kwalifikowanych jak w przypadku programu FeNIKS lub premii remontowej bądź premii termomodernizacyjnej zgodnie z Ustawą z dnia 21 listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów oraz o centralnej ewidencji emisyjności budynków.

Zgodnie z tą ustawą obligatoryjnym elementem na drodze wnioskowania o uzyskania premii jest wykonanie audytu energetycznego, który poświadczy o zakresie planowanej modernizacji i prognozowanych oszczędnościach energii. Audyty te sporządza się w oparciu o obowiązujące akty prawne oraz normy. Wskazywane oszczędności mają pełne uzasadnienie w spojrzeniu projektowym. Jednocześnie często zdarza się, że w rzeczywistości zmniejszenie zużycia ciepła po modernizacji nie osiąga pierwotnie planowanego poziomu. Należy postawić pytanie, co zrobić, aby rzeczywiście uzyskać takie oszczędności.

Przepis na skuteczną termomodernizację

Pierwszą odpowiedzią na pytanie o energochłonność budynku jest najczęściej stopień jego ocieplenia, potwierdzony faktem wykonania termoizolacji ścian zewnętrznych. Nie jest to błędne założenie, ponieważ w przypadku budynków nieocieplonych straty ciepła na drodze przenikania przez ściany zewnętrzne mogą stanowić około 30% sumy wszystkich strat. Należy także pamiętać, że ciepło tracone jest na drodze przenikania przez wszystkie przegrody zewnętrzne i wewnętrzne tj. dach budynku, stolarkę okienną i drzwiową czy podłogę na gruncie. W przypadku przestrzeni nieogrzewanych, ciepło tracone jest dodatkowo przez stropy oddzielające przestrzenie garaży i piwnic w najniższych kondygnacjach budynków od części ogrzewanych. Nie można mówić o skutecznej termomodernizacji bez redukcji strat ciepła na przenikaniu do możliwego minimum. Drugim składnikiem wpływającym na konieczność dostarczenia określonej ilości ciepła do budynku, są straty związane z wentylacją pomieszczeń. Zachowanie prawidłowej wentylacji i dostarczenie świeżego powietrza są niezbędne do utrzymania optymalnego komfortu bytowego wewnątrz, dlatego tak trudno o minimalizację strat ciepła na drodze wentylacji w budynkach, w których stosowana jest wentylacja grawitacyjna. W budynkach o dobrej izolacyjności cieplnej straty na wentylacji stanowią przeszło połowę wszystkich strat ciepła. Odpowiedzią na to zagadnienie jest system wentylacji mechanicznej z rekuperacją. W związku z tym, że to złożone technicznie przedsięwzięcie, takie rozwiązanie znajduje zastosowanie w budynkach jednorodzinnych lub w nowobudowanych obiektach wielorodzinnych o podwyższonym standardzie energetycznym. Prowadzi to do błędnej konkluzji, że jedynym sposobem na zmniejszenie rachunków za ciepło w budynku wielorodzinnym przy jednoczesnym utrzymaniu komfortu cieplnego jest zwiększenie jego termoizolacyjności, nic bardziej mylnego. Termoizolacyjność to tylko połowa sukcesu, koniecznym jest, żeby zwrócić uwagę nie tylko na to jak ciepło tracimy, ale na to, jak ciepło dostarczamy.

Instalacje rozprowadzające ciepło w budynkach wielorodzinnych są projektowane tak, aby w skrajnie niekorzystnych warunkach były w stanie dostarczyć taką ilość ciepła, która pozwoli utrzymać określoną temperaturę komfortu na stałym poziomie. Projektowo ta temperatura wynosi 20°C w pomieszczeniach mieszkalnych. Dla przykładu, zgodnie z obowiązującą normą PN-EN 12831 o charakterystyce energetycznej budynków zewnętrzna projektowana temperatura dla miasta Wrocławia znajdującego się w drugiej strefie klimatycznej wynosi -18°C.

Rozważmy sytuację, w której taki budynek został dodatkowo zaizolowany, a instalacja doprowadzająca ciepło nie została wyregulowana. Prowadzi to bezpośrednio do przegrzewania pomieszczeń i intensyfikacji strat ciepła na wentylacji wskutek nadmiernego choć koniecznego wietrzenia. Termomodernizacja zawsze powinna wiązać się również z tym, aby pochylić się nad kwestią rozprowadzania ciepła w budynku. Wtedy możemy mówić o kompleksowej termomodernizacji.

Sztuczna inteligencja w służbie sterowania ciepłem

Wyznaczenie odpowiedniego zapotrzebowania na ciepło po termomodernizacji w ogrzewanych pomieszczeniach nie jest natomiast rozwiązaniem prostym. Celem zrobienia tego w sposób dokładny, odpowiadający realnemu zapotrzebowaniu, należałoby modernizować i tę instalację, poprzez wymianę lub kryzowanie grzejników. Jednym z rozwiązań jest możliwość dostosowanie krzywej grzewczej do zmniejszonego zapotrzebowania na ciepło. Tutaj pojawia się pytanie o poziom, który pozwoli utrzymać komfort cieplny, przy równoczesnym zmaksymalizowaniu korzyści płynących z przeprowadzonej termomodernizacji. Takie obliczenia można powierzyć sztucznej inteligencji, która określi je w sposób optymalny. Systemy sterujące pracą źródeł ciepła i wykorzystujące sztuczną inteligencję, na podstawie odczytów z rejestratorów klimatu wewnętrznego, potrafią to robić jak nikt inny. Wykorzystując uczenie maszynowe, a także rejestrując zachowanie budynku, uwzględniają obecne ale i prognozowane warunki atmosferyczne, pozwalając na znalezienie tego optimum przy którym cały włożony trud i środki w przeprowadzoną modernizację, pozwolą zwrócić się możliwie szybko w postaci generowanych oszczędności.

Fala renowacji, to działania, które wpłyną pośrednio lub bezpośrednio na każdego z nas, bo odnoszą się do sektora mieszkaniowego który to dotyczy każdego, bez wyjątków. Skala wyzwań przed którymi stanie rynek mieszkaniowy, jest bardzo duża, dlatego też koniecznym jest wdrażanie rozwiązań wykorzystujących zaawansowane dokonania technologii. Przy tym również należy zwrócić uwagę, że poprawa efektywności energetycznej budynków to oprócz oszczędności i mniejszych kosztów energii to także droga do niwelacji różnic społecznych i poprawy jakości życia oraz zdrowia mieszkańców.