Inteligentny zestaw do modernizacji umożliwia tworzenie budynków o niemal zerowym zużyciu energii
Budynki w Europie, z których 95% zostało zbudowanych przed 1980 r., odpowiadają za około 40% całkowitego zużycia energii ze względu na swoją nieefektywność energetyczną. Prace renowacyjne budynków w celu zwiększenia ich wydajności energetycznej są podejmowane tylko w przypadku około 1% zasobów budowlanych rocznie. Oznacza to, że wiele budynków będzie musiało zostać zmodernizowanych. Dotyczy to zwłaszcza budynków niemieszkalnych – w szczególności budynków publicznych – gdzie zużycie energii (mierzone jako kWh/m2y) jest o 40% wyższe niż w przypadku budynków mieszkalnych. Projekt A2PBEER, finansowany ze środków UE, miał na celu opracowanie metodologii modernizacji budynków publicznych, skoncentrowanej na poziomie okręgu, przy wykorzystaniu zarówno istniejących, jak i nowo opracowanych technik. Zespół stworzył trzy koncepcje zestawów, które demonstrowały rozwiązania w trzech rzeczywistych i trzech wirtualnych okręgach. Oceniały one wydajność energetyczną przed rozpoczęciem i po zakończeniu modernizacji. Opracowanie koncepcji „zestawu” Metodologia projektowania „zestawu” do zwiększania efektywności energetycznej budynków została opracowana głównie z myślą o zarządcach i właścicielach budynków, którzy zmagają się z wysokim zużyciem energii i wysokimi kosztami utrzymania swoich obiektów. Poza tym, że są oni publiką dla badań, podmioty te mogą także być dobrymi orędownikami, ponieważ, jak wyjaśnia koordynator projektu, pan Eneritz Barreiro Sanchez: „instytucje publiczne spełniają kilka funkcji w zakresie przywództwa, działań pionierskich i motywacji. Mogą promować wprowadzanie ekologicznych rozwiązań budowlanych, a także działać jako jednostki regulujące i ustanawiające normy, wdrażając i zaostrzając wymogi w zakresie zrównoważonego rozwoju”. Badania przeprowadzono na czterech odrębnych etapach: projektowania, symulacji, walidacji w rzeczywistych warunkach środowiska i demonstracji w środowiskach operacyjnych. W ramach projektu opracowano szereg innowacyjnych rozwiązań technologicznych, z których dwoma najważniejszymi są „wysokowydajna powłoka do renowacji” oraz „inteligentne oświetlenie”. „Wysokowydajna powłoka do renowacji” zawierała trzy główne komponenty. Po pierwsze wentylowaną elewację, w której zintegrowano 3-centymetrową warstwę izolacyjną. Dodatkowy opór cieplny tego rozwiązania, w połączeniu z istniejącą elewacją, zapewnił wartości U (pomiar skuteczności izolacji materiału) na poziomie około 0,2 W/m2K, co spełnia wymogi większość norm obowiązujących w krajach europejskich od północy po południe. Po drugie rozwiązanie obejmowało mocowaną na słupku elewację wewnętrzną z izolowanym próżniowo panelem (VIP). Wprowadzono również inteligentne okno do modernizacji, które może zmieniać właściwości cieplne w odpowiedzi na zmieniające się warunki zewnętrzne. Poprzez maksymalizację pozysku promieni słonecznych w zimie i zminimalizowanie go w lecie można przez cały rok zapewnić równowagę pomiędzy ogrzewaniem a chłodzeniem. System inteligentnego oświetlenia opracowany w ramach projektu zawierał instalację oświetleniową, w której zintegrowano technologię LED o niskim zużyciu energii z naturalnym oświetleniem, wychwytywanym na dachu i doprowadzanym do budynku za pośrednictwem cienkiego światłowodu. Jak wspomina Barreiro Sanchez: „wyzwanie polegało na rozszerzeniu zasięgu kabli światłowodowych z 20 metrów do 100, bez utraty jakości przesyłanego naturalnego światła, tak aby można było go zastosować w dowolnym obszarze budynku”. Bliżej realizacji unijnego celu budynków o niemal zerowym zużyciu energii Co ważne, w projekcie starano się również rozwijać synergie na poziomie okręgu. Przykładowo projekt A2PBEER zapewnił systemy ogrzewania i chłodzenia połączonych budynków za pośrednictwem pojedynczej sieci dystrybucji ciepła. Jak zauważa Barreiro Sanchez: „ta koncepcja sieci prawdopodobnie umożliwi przekształcenie istniejących w dzielnicy budynków w obszar budynków o wysokiej efektywności energetycznej i niemal zerowym zużyciu energii dzięki wykorzystaniu zdecentralizowanych systemów energii odnawialnej w inteligentny, komplementarny i zarządzany sposób”. Wszystkie rozwiązania stworzone przez zespół projektu A2PBEER poddano analizie za pomocą symulacji, a następnie wdrożono je w trzech budynkach demonstracyjnych, reprezentujących różne warunki klimatyczne (kontynentalne, oceaniczne i śródziemnomorskie). Ponadto pod koniec projektu zespół przeprowadził analizę powtarzalności metodologii w budownictwie socjalnym, a niektóre rozwiązania okazały się odpowiednie do zastosowania w dzielnicy mieszkań socjalnych we Francji. Docelowo rozwiązania techniczne koncepcji zestawu powinny być wystarczająco uniwersalne, aby można je było dostosować do wymagań wszystkich typów budynków. Jak podsumowuje Barreiro Sanchez: „aby poprawić jakość życia obywateli, niektóre rozwiązania będą wymagać dalszego rozwoju technicznego. W innych przypadkach to strategia rynkowa sprawi, że rozwiązanie będzie szeroko dostępne”.
Słowa kluczowe
A2PBEER, efektywność energetyczna, budynki, modernizacja, renowacja, konserwacja, ekologiczne, zrównoważone, odnawialne, inteligentne, cele klimatyczne
