Nowe warunki techniczne WT 2021 – co architekt powinien wiedzieć?

Od 1 stycznia 2021 roku obowiązują nowe Warunki Techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Nowe zapisy wprowadziły niemałe zamieszanie w projektach budowlanych, ponieważ podnoszą wymagania stawiane nowoprojektowanym budynkom. Dotyczą one zwiększenia izolacji cieplnej ścian i przegród oraz wprowadzają wymóg wykorzystywania energii ze źródeł odnawialnych. Dlatego w poniższym artykule podpowiadam, na co zwrócić uwagę projektując na nowych zasadach budynki mieszkalne – oraz jak obniżyć zużycie nieodnawialnej energii pierwotnej Ep zgodne z wymaganiami warunków technicznych – zapraszam!

Dlaczego zaostrzane są warunki techniczne?

Wprowadzone wymagania w warunkach technicznych nie są wynikiem zmienionego we wrześniu ub. r. Prawa Budowlanego – ale to wynik dostosowania polskich przepisów do standardów dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z 19.05.2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. Przepisy te mają na celu realizację unijnej polityki w zakresie likwidacji niskiej emisji, zwiększenia efektywności energetycznej budynków oraz popularyzacji odnawialnych źródeł energii do 2050 roku w taki sposób – aby doprowadzić do całkowitej dekarbonizacji budownictwa.

Unia Europejska zakłada spełnienie tego scenariusza pod warunkiem, że kraje członkowskie zobowiążą się do termomodernizacji starych budynków i opracują ścieżki rozwoju dla budownictwa energooszczędnego i pasywnego. W Polsce ścieżka ta jest realizowana poprzez systematyczne zaostrzanie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. Zmiany te wprowadzano 2014 i 2017 roku – ostatni etap wprowadzono właśnie 1 stycznia 2021 roku. Efektem tych zmian, było obniżanie współczynnika przenikania ciepła U dla przegród zewnętrznych oraz zmniejszanie minimalnego wskaźnika Ep. Wskaźnik ten odnosi się do się do rocznego zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną do celów ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody – wyrażoną w kWh/(m²rok).

Cieplejsze przegrody budowlane

Nowe WT 2021 obniżają wartość współczynnika przenikania ciepła U dla wszystkich zewnętrznych przegród budynku. Współczynnik ten podawany jest w jednostce W/(m^2.K) i określa wielkość przepływu ciepła przez jednostkową powierzchnię danej przegrody budowlanej. Im niższy wskaźnik dla danej przegrody tym ubytki ciepła będą niższe.

Dla ścian zewnętrznych wymagana wartość U wynosi 0,20 W/(m²K) – jeszcze w 2020 roku wartość ta wynosiła 0,23 W/(m²K). Dla architekta wprowadzone zmiany oznaczają, że musi zaprojektować grubsze i cieplejsze przegrody budowlane w nowych budynkach. Przykładowo, ściana dwuwarstwowa gr. 24 cm z bloczków betonu komórkowego spełni wymagania izolacyjne – jeśli zostanie ocieplona skalną wełną mineralną min. 12 cm o współczynniku lambda 0,036 W/(mK). Alternatywnie, mur z pustaków ceramicznych gr. 25 cm będzie wymagał izolacji ze styropianu ekstrudowanego min. 15 cm o współczynniku λ = 0,036 W/(mK).

Poniżej prezentuję ustawowe współczynniki przenikania ciepła dla przegród zewnętrznych, które zostały opublikowane w najnowszej wersji aktu Warunków Technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [1]. 

Wprowadzone zmiany obejmują również współczynniki przenikania ciepła dla przegród przeźroczystych, drzwi zewnętrznych i balkonowych, bram garażowych oraz innych elementów niewymieniowych wyżej:

Zaostrzenie wskaźnika energii pierwotnej Ep

Zanim zajmiemy się interpretacją nowych wymagań prawnych, zdefiniujmy czym jest wskaźnik energii pierwotnej. W tym celu musimy sięgnąć do charakterystyki energetycznej budynków, w której interpretowane są wskaźniki  energetyczne określane są symbolami Eu, Ek i Ep – dzięki nim możemy scharakteryzować budynek pod kątem zużycia energii w przeliczeniu na jednostkę powierzchni. Dlatego podawane są w kWh/(m2rok).

Zapotrzebowanie na energię użytkową Eu to obliczeniowa ilość energii, jaka byłaby potrzebna do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody w warunkach idealnych – gdyby wszystkie zastosowywane systemy w budynku miały sprawność rzędu 100 proc. Jednak w instalacjach występują straty energii, zarówno w dystrybucji (zależnie od sprawności i lokalizacji źródła ciepła), jak i transporcie (rozległość instalacji, rodzaj izolacji) i regulacji (centralna, strefowa, pogodowa itd.). Dlatego wskaźnikiem określającym zużycie energii w budynku wraz ze stratami energii jest energia końcowa Ek.

Jednak do celów uzyskania pozwolenia budowę, najważniejszy jest wskaźnik energii pierwotnej Ep. Oznacza on roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną w przeliczeniu na jednostkę powierzchni danego budynku. W najprostszym wytłumaczeniu ten wskaźnik pokazuje nam, na ile budynek jest zależny od paliw nieodnawialnych. Mówiąc o energii nieodnawialnej, mam na myśli paliwo pozyskiwanie ze spalania innych źródeł energii tj. węgiel kamienny, olej opałowy, gaz ziemny i płynny etc.

Przykładowo, w ustawie [1] poszczególnym rodzajom paliwa odpowiadają współczynniki nakładu pokazujące, na ile szkodliwe dla środowiska jest ich pozyskanie. I tak dla przykładu biomasa to 0,2, a elektryczność to aż 3,0. Oznacza to, że nawet bardzo dobrze zaprojektowany dom ogrzewany elektrycznie jest uciążliwy dla środowiska, a budynek o dużych stratach ciepła i instalacjach o niskiej sprawności, ale opalany pelletem, będzie mniej uciążliwy. Niestety elektryczność w dużej mierze pozyskiwania jest ze spalania paliw kopalnianych, stąd posiada ona tak niekorzystny wskaźnik w poniżej tabeli.

Jak spełnić nowe wymagania WT 2021?

Spełnienie wymagań WT 2021 jest jednoznaczne z uzyskaniem budynku w standardzie energooszczędnym. Jednak o ile uwzględnienie wymogów dotyczących izolacji cieplnej jest stosunkowo łatwe i jednoznaczne, o tyle spełnienie wymagań odnoszących się do granicznego wskaźnika wykorzystania nieodnawialnej energii pierwotnej EP jest skomplikowane i wymaga właściwego łączenia rozwiązań instalacyjnych.

Jeśli budynek ma osiągnąć niski wskaźnik EP, to od razu nasuwa się odpowiedź, że w możliwie największym zakresie powinno się wykorzystać te źródła energii, które mają niewielki współczynnik nakładu energii. Zgodnie z WT 2021 roku wskaźnik energii pierwotnej nieodnawialnej (EP) dla budynków jednorodzinnych nowych i modernizowanych nie powinien przekraczać 70 kWh/m²rok, a dla budynków wielorodzinnych 65 kWh/m²rocznie.

Pierwotne wyniki obliczeń które przeprowadziłem pokazują, że spełnienie warunków WT 2021 w zakresie energii pierwotnej (EP) nie będzie ani łatwe, ani oczywiste. Aby ułatwić architektom i projektantom branżowym wybór odpowiedniego rozwiązania instalacyjnego, przygotowałem bardzo prostą tabelę w której pokazuję, które scenariusze instalacyjne realnie spełniają scenariusz wskaźnika energii pierwotnej.

Na podstawie powyższej tabeli możemy zauważyć, ze warianty oparte jedynie na klasycznych źródłach ciepła, czyli kotłach spalających paliwa kopalne tj. węgiel i gaz), bez wykorzystania OZE – nie dają żadnemu budynkowi szans na spełnienie wymagań odnośnie do Ep. Dotyczy to również wariantu 4, opartego nie tylko na kotle gazowym, ale również na instalacji ogrzewania płaszczyznowego oraz wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Sytuację poprawia wykorzystanie kolektorów słonecznych do podgrzewania c.w.u. – oraz do podgrzewania wody c.o. – o ile zdecydujemy się wykorzystać bufor grzewczy z dodatkową wężownicą niskotemperaturową.

W przypadku zagotowania pompy ciepła do ogrzewania i przygotowania c.w.u. – spełniamy kryterium wskaźnika Ep bez względu na to, czy wykorzystujemy wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła czy grawitacyjnego. Z pewnością zaskoczeniem jest spełnienie kryterium dla scenariusza z ogrzewaniem elektrycznym. Jednak warunek jest taki, że potrzeby energetyczne budynku będą pokrywane przez instalację fotowoltaiczną.

[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (t.j. Dz. U. z 2019 r. poz. 1065 z późn. zm.).

Autor: mgr inż. Damian Czernik