Jak to wpływa i co się dzieje, gdy zwiększasz izolację budynku
Zazwyczaj omawiany jest poziom izolacji niezbędnej dla budynku i sposób, w jaki może on wpływać na koszty, wpływ na środowisko itp.
W niektórych W niektórych przypadkach twierdzi się, że może wystąpić „nadmiar” izolacji i że nie jest wygodne zwiększanie jej powyżej pewnych wartości ponieważ uważa się to za efekt przeciwny do zamierzonego, ponieważ albo powoduje wzrost zużycia energii, albo koszt inwestycji nie jest kompensowany oszczędnościami energii.
Ten „graniczny” poziom izolacji jest często określany jako „optymalna” izolacja.
Spróbujemy zobaczyć, jak można obliczyć tę rzekomą „optymalną” wartość i jak w rzeczywistości wartość znaleziona za pomocą tej procedury jest rzeczywiście bardzo mało ambitna z punktu widzenia ochrony środowiska i powinna być traktowana jako wartość „minimalna”, a nie jako wartość „optymalna” i znacznie mniejsza „maksymalna”.
Dyrektywy europejskie i krajowe przepisy termiczne do tej pory opierały się na tym optymalnym kryterium kosztowym, ale w tym artykule dojdziemy do wniosku, że w rzeczywistości jest to bardzo mało ambitny scenariusz w porównaniu z kryteriami ochrony środowiska.
„Optymalny” koszt
Aby obliczyć „optymalny” koszt, oblicza się ewolucję kosztu izolacji dla badanego budynku (rosnącą wraz z poziomem izolacji), jednocześnie szacowany jest koszt energii zużytej na ogrzewanie i chłodzenie w okresie Cykl życia budynku (malejący wraz z poziomem izolacji) w końcu oba koszty są dodawane (inwestycja i eksploatacja), aby znaleźć punkt, w którym całkowity koszt przechodzi przez minimum i poziom izolacji, który odpowiada tej minimalnej wartości kosztu to jest uważa to za „optymalny” poziom izolacji.
Obliczenia te są dość krótkoterminowe i niestabilne, ponieważ opierają się na cenach produktu i energii.
Minimalny wpływ na środowisko
Analogicznie do kalkulacji kosztu ekonomicznego można dokonać kalkulacji oszacowania oddziaływań na środowisko spowodowanych uzyskaniem/montażem i osadzeniem izolacji (również rosnących wraz z poziomem izolacji) i skorelowanych z oddziaływaniami energii zużywane podczas eksploatacji budynku.
Ten rodzaj obliczeń opiera się na deklaracji środowiskowej produktu (EPD) w języku angielskim.
Będzie wiele różnych oddziaływań, a priori będzie tyle poziomów izolacji, które zminimalizują łączny wpływ, zgodnie z kryteriami, które należy wziąć pod uwagę, na przykład: efekt cieplarniany/potencjał globalnego ocieplenia (GWP), wpływ na energię pierwotną/energię pierwotną ( PE), zakwaszenie atmosfery / potencjał zakwaszenia (AP), wyczerpywanie zasobów abiotycznych / elementy zubożenia potencjału abiotycznego (ADPe) itp. W konsekwencji nie byłoby jednej „optymalnej” wartości poziomu izolacji, ale raczej tyle kryteriów, które należy zminimalizować.
Studium przypadku budowy
Aby zilustrować zastosowanie tych uwzględniono metodologie zabudowy mieszkaniowej wielorodzinnej z siedzibą w Barcelonie i dokonano obliczeń zapotrzebowania na energię / energii końcowej / kosztów / wpływu na środowisko w oparciu o różne rosnące poziomy izolacji.
Na załączonym obrazku rozważany budynek jest schematycznie:
Klimatologia
Wykorzystano reprezentatywną kartotekę klimatyczną miasta Barcelona
Profile użytkowania
Obliczenia przeprowadzono przy użyciu profili zawodowych opisanych w załączniku D DB HE
Dla infiltracji i wentylacji powietrza uwzględniono stałą wartość 0,2 odnowień na godzinę, uzupełnioną o 4 odnowienia na godzinę w letnie noce i przepływ wentylacji przez cały rok 4 l/s/osobę (zmienna w zależności od zawodu)
Do ochrony przed słońcem zaplanowano zastosowanie urządzeń mobilnych, które oferują dodatkowy współczynnik nasłonecznienia 0,3 w miesiącach letnich, o ile padające promieniowanie słoneczne jest większe niż 75 W/m2.
Systemy klimatyzacji
W przypadku systemu klimatyzacji w systemach referencyjnych zastosowano to, co zaleca DB HE dla wydajności i wektora energii.
Żywotność budynku
W niniejszym opracowaniu uwzględniono 50-letni okres użytkowania budynku.
Poziomy izolacji
Obliczenia wykonano przy rosnących poziomach izolacji zgodnie z poniższą tabelą:
Aby przeanalizować wyniki, obliczono objętość izolacji zużytej w każdym systemie konstrukcyjnym i dla całego budynku.
Na elewacjach uwzględniono wełnę szklaną pokrytą papierem Kraft, natomiast na dachu uwzględniono warstwę XPS.
Przeszklenia
Do przeszklenia we wszystkich przypadkach zastosowano szybę o współczynniku przenikania U 1,8 W/m2K oraz stolarkę aluminiową z przegrodą termiczną.
Koszt jednostkowy izolacji
W celu oszacowania kosztu ocieplenia skonsultowano zalecany cennik opublikowany przez URSA dla produktu URSA TERRA MUR P1281 w różnych grubościach i obliczono średnią cenę za m3 produktu, w analogiczny sposób dla produktu URSA XPS NIII w obu przypadkach zostały doliczone obowiązujące podatki (VAT).
| Izolacja elewacji | URSA TERRA MUR P1281 | 87,12 € / m2 |
| Osłona izolacyjna | URSA XPS NII | 289,19 € / m3 |
Ceny energii elektrycznej
Do oszacowania kosztów energii skonsultowano taryfę krajową dla osób fizycznych, a do obliczeń uwzględniono tylko składnik energetyczny (bezpośrednio związany ze zużyciem) bez uwzględniania składnika energetycznego (która płaci się niezależnie od zużycia) i bezpośrednio podatków uwzględniono również zużycie energii.
| Zużycie ciepła | Gazu ziemnego | 0,0484 € / kWh energii końcowej |
| Zużycie chłodnicze | Elektryczność | 0,120 € / kWh energii końcowej |
Oddziaływania wbudowane w izolację
W przypadku oddziaływań związanych z cyklem życia izolatorów uwzględniono deklaracje środowiskowe rozważanych produktów URSA (DAP / EPD), a obliczenia przeprowadzono w sposób podobny do kosztu ekonomicznego, aby znaleźć reprezentatywną wartość każdego produktu za m3 objętości.
Wyniki szacowania zapotrzebowania i zużycia energii końcowej
Poprzez symulację energii przy użyciu narzędzia EnergyPlus jako silnika obliczeniowego i OpenStudio jako interfejsu do modelowania studium przypadku, uzyskano zapotrzebowanie na energię dla każdego poziomu izolacji.
Obliczenie zapotrzebowania zostało przełożone na zużycie energii końcowej za pomocą wartości sprawności układów odniesienia.
- Widać, że (przynajmniej dla tego budynku i w rozważanych warunkach) zarówno zapotrzebowanie, jak i końcowe zużycie energii maleją wraz ze wzrostem poziomu izolacji (m3 izolacji zainstalowanej w budynku) i wbrew temu, co niektórzy twierdzą Zwiększenie poziomu izolacji nigdy nie przynosi efektu przeciwnego do zamierzonego / „nadmiernego”.
Końcowe zużycie energii spada wraz ze wzrostem poziomu izolacji i wbrew temu, co twierdzą niektórzy, zwiększenie poziomu izolacji nigdy nie przynosi efektu przeciwnego do zamierzonego
Optymalne wyniki kosztów ekonomicznych
Często zarzuca się, że chociaż prawdą jest, że zmniejszenie zużycia energii zawsze maleje wraz ze wzrostem poziomu izolacji, od pewnego momentu wyższy koszt ekonomiczny rodzaju zastosowanej izolacji nie jest rekompensowany spadkiem koszt izolacji mniejsze zużycie energii.
Dlatego obliczymy koszt inwestycyjny izolacji dla każdego rozważanego poziomu i odniesiemy go do najniższego kosztu zużytej energii końcowej.
- Można zauważyć, że całkowity koszt, suma kosztów inwestycji (rosnący) i eksploatacyjny (malejący), stanowi minimum, które w tym przypadku i w rozważanych warunkach jest na poziomie izolacji 84 m3 izolacji (100 mm izolacji) izolacja na elewacji i 80 mm izolacja na dachu).
Wyniki Minimalny wpływ na środowisko
Przeprowadzimy obliczenia podobne do tych, które przeprowadzono dla kryterium ekonomicznego przy różnym wpływie na środowisko
Efekt cieplarniany (GWP)
Całkowita energia pierwotna (PE)
Zakwaszenie atmosferyczne (AP)
Wyczerpanie zasobów abiotycznych (EDPe)
- Można zauważyć, że dla wszystkich wpływów na środowisko (przynajmniej w ramach rozważanych poziomów izolacji) ewolucja wartości wpływu nie przedstawia minimum, a zatem nie ma „optymalnego” poziomu izolacji, a raczej optymalnego poziomu izolacji pokrywa się z maksymalną, a co za tym idzie, z punktu widzenia ochrony środowiska „maksymalna” izolacja powinna być promowana bez ograniczeń ze względów ekonomicznych.
Z punktu widzenia ochrony środowiska „maksymalna” izolacja powinna być promowana bez ograniczeń ze względów ekonomicznych.
- Globalny wpływ jest silnie zdeterminowany przez zużycie energii, element wbudowany ze względu na izolatory jest bardzo mały i bardzo słabo wzrasta.
WNIOSKI
- Udowodniono, że zwiększenie poziomu izolacji nigdy nie jest „przeciwproduktywne” z punktu widzenia zmniejszenia zapotrzebowania i końcowego zużycia energii.
- Przy zastosowaniu kryterium ekonomicznego można określić poziom izolacji, powyżej którego wyższy koszt inwestycji nie zostanie zrekompensowany zmniejszeniem rachunku za zużycie energii.
- Jeśli stosuje się kryteria środowiskowe, zwiększenie izolacji jest zawsze korzystne dla środowiska i nie ma uzasadnienia dla ograniczania poziomu izolacji w budynkach.
- Uwzględnienie jedynie kryterium czysto ekonomicznego oznacza nieuwzględnienie skutków degradacji środowiska (ekonomicznego/społecznego/zdrowotnego/…), a zatem daje bardzo ograniczoną wizję problemu.
- „Optymalne” wstrzymanie nie powinno być tym, które zapewnia minimalny koszt, ale raczej takie, które pozwala na minimalny wpływ na to, co się stanie, gdy zapotrzebowanie budynku na energię jest zerowe, a co za tym idzie zużycie również jest zerowe.
- Wbudowane wpływy produktów izolacyjnych na środowisko są bardzo małe i nieistotne w porównaniu z wpływami powodowanymi przez zużycie energii.
- Dyrektywy międzynarodowe i rozporządzenia państwowe dobrze by zrobiły, gdyby „zapomnieć” o optymalnym kryterium kosztów i skupić się na wprowadzaniu tych opartych na minimalnym wpływie na środowisko jako kryterium decydującym.
Jeśli podobał Ci się artykuł, oceń i udostępnij!
