Właściwy i kompleksowy projekt budowlany, wykorzystujący najnowsze zdobycze technologiczne branż budowlanej i energetycznej, umożliwia tworzenie budynków netto zeroenergetycznych. Oto kilka wskazówek, jak zaprojektować wysokowydajny budynek.
godnie z definicją amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) budynek netto zeroenergetyczny to taki, który wytwarza energię odnawialną w ilości pokrywającej lub przekraczającej jego roczne zużycie energii. Warto zadać sobie jednak następujące pytania: czy zerowy bilans energii netto wystarczy i czy jest ostatecznym celem? W jaki sposób dążenie do realizacji projektu zerowego bilansu energii netto wpływa na ogólną efektywność całego środowiska zurbanizowanego?
Projekt zerowego bilansu energii netto do 2030 r.
Według organizacji Architecture 2030 oraz licznych raportów branży energetyki i budownictwa budynki niemieszkalne zużywają 47,6% całkowitej ilości energii rocznie w Stanach Zjednoczonych. Odsetek ten kształtuje się na podobnym poziomie w innych krajach rozwiniętych. Sama ilość energii zużywanej przez budynki jest jednym z największych (jeśli nie największym) czynników mających wpływ na emisję dwutlenku węgla i globalne ocieplenie, a jego oddziaływanie będzie się jeszcze zwiększać.
Liderzy w branży projektowej, w tym ASHRAE i AIA, na potrzeby realizacji projektu zerowego bilansu energii netto do 2030 r. postawili sobie jasno określone cele. W normie ASHRAE 189.1: „Norma w zakresie projektowania wysokowydajnych budynków ekologicznych” zawarto wskazania dotyczące realizacji kolejnych etapów niezbędnych do osiągnięcia zerowego bilansu energii netto do 2030 r.
Przełomowym krokiem na tej drodze jest zapewnienie, że inżynierowie i architekci w swoich działaniach przyczynią się do ograniczenia zużycia energii w budynkach, podnosząc przy tym ogólną efektywność środowiskową, co wiąże się ze zwiększeniem komfortu i poprawą stanu zdrowia użytkowników budynku. To dwutorowe podejście do projektu wysokowydajnych budynków umożliwia obniżenie zużycia energii oraz podniesienie poziomu produkcji własnej energii w budynkach. W ostatecznym rozrachunku budynki mogą się stać kluczowym elementem działań na rzecz ograniczenia emisji szkodliwych substancji i ochrony środowiska.
Wysoka wydajność: nowa definicja
Projekt zerowego bilansu energii netto jest procesem wieloetapowym, wymagającym ścisłej współpracy przedstawicieli różnych branż. Istotne jest jasne ustalenie oczekiwań w ramach zespołu ds. zintegrowanego projektu inwestycyjnego (IPD). Taki zintegrowany zespół składający się z inwestora, architekta, inżyniera, wykonawcy i wszystkich zaangażowanych partnerów musi dokładnie wiedzieć, jak budynek zostanie zaprojektowany i wybudowany oraz jak będzie wyglądać jego eksploatacja, z wyraźnie określonymi dążeniami w zakresie wysokiej wydajności. Ostatecznym celem zespołów projektowych powinno być stworzenie w budynku (lub budynkach) środowiska o wysokiej efektywności energetycznej, przy jednoczesnym zachowaniu komfortu i bezpieczeństwa użytkowania tych obiektów.
Biorąc pod uwagę te fakty, można dojść do wniosku, że nadszedł czas, aby na nowo zdefiniować wysoką wydajność. Według specjalistów DLR Group wysokowydajne budynki powinny być obiektami o zerowym bilansie energii netto (lub zdolnymi do uzyskania zerowego bilansu energii netto), maksymalnie zwiększającymi komfort i produktywność użytkowników budynku.
Aby wizja wysokowydajnego budynku stała się rzeczywistością, konieczne są przemiany w tradycyjnym procesie projektowania. Niezbędne jest kompleksowe, holistyczne podejście w projektowaniu, podejmowanie kluczowych i strategicznych decyzji w jak najwcześniejszych fazach tego procesu, wraz z precyzyjną symulacją wydajności. Ta symulacja oraz analizy energetyczne są niezbędne, by ustalić kryteria optymalizacji środowiska i zużycia energii w budynku. Istotne znaczenie ma również dokładne poznanie przewidywanego sposobu wykorzystania przestrzeni budynku, aby projekt opierał się na wiarygodnych danych. Na podstawie przewidywanego protokołu eksploatacyjnego budynku podczas wstępnego spotkania koncepcyjnego należy ustalić mierzalne cele dotyczące wysokiej wydajności.
Precyzyjne i wiarygodne bilanse energetyczne projektu są obecnie równie istotne jak kalkulacja jego kosztów. Przyjęcie założeń energetycznych i finansowych na wczesnym etapie projektu, a następnie odniesienie analizy i oceny instalacji do kosztów projektu i bilansu energetycznego sprawią, że projekt pozostanie na dobrej drodze do osiągnięcia celów, mieszcząc się jednocześnie w zakładanym budżecie.
Należy ocenić synergie między projektowanymi instalacjami i w ramach całościowej analizy przedstawić je głównym udziałowcom. Na tym etapie istotne jest, aby zaprezentować prognozowane oszczędności energetyczne i eksploatacyjne wraz z pierwszymi kosztami. Pomoże to zilustrować pozytywny wpływ proponowanych działań i koncepcji projektowych na komfort użytkowników oraz całkowity koszt eksploatacji (TCO) budynku. Jeśli właściciel budynku ma zainwestować w wysokowydajny system oszklenia, w ramach porównania TCO należy przedstawić także wynikające z tego zmniejszenie wielkości (mocy) agregatu i planowanej kotłowni oraz powiązane z takim rozwiązaniem obniżenie kosztów energii i konserwacji w okresie eksploatacyjnym.
Nikt jednak nie chce projektować bunkrów. Choćby najbardziej efektywnych energetycznie. Ludzie pragną pięknych, przykuwających uwagę obiektów, które wywołują pozytywne emocje. Aby tworzyć budynki w zgodzie z nową wizją wysokowydajnego projektu, należy pokonać dwie podstawowe trudności:
■ działanie mające na celu zmniejszenie kosztów inwestycyjnych w porównaniu z kosztami eksploatacji,
■ ciągłe zwracanie uwagi na uwzględnienie w całym procesie projektowania kwestii komfortu i podniesienia produktywności użytkowników budynku.
Dylemat kosztowy
Początkowe wydatki kapitałowe i koszty eksploatacyjne budynku często pokrywane są z różnych źródeł. Może to stanowić przeszkodę w dążeniu do wysokiej wydajności. Dzieje się tak, gdy kwestie ekonomiczne, w tym minimalizacja kosztów inwestycyjnych, stają się czynnikami rzutującymi na proces projektowania. Przystanie na żądania inwestora lub właściciela budynku, aby obniżyć koszty własne podczas projektowania i realizacji inwestycji, może wywrzeć długofalowy negatywny wpływ na komfort i produktywność użytkowników budynku. Nie musi jednak tak być.
Obiekt centrum badawczego przy Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej w Golden w stanie Kolorado (USA) to biurowiec o kubaturze 33 445 m2, który wytwarza tyle samo energii elektrycznej, ile zużywa. Wykorzystano tam dachowe fotoogniwa do lokalnego wytwarzania energii, a koszt całości był taki sam jak w przypadku tradycyjnego budynku biurowego klasy A. W opracowaniu technicznym NREL zatytułowanym „Kontrolowanie kosztów kapitałowych w wysokowydajnych budynkach biurowych: Przegląd najlepszych praktyk na rzecz pokonywania barier w zakresie kosztów” przedstawiono wiele dowodów na to, że projektowanie i budowanie budynków mogących osiągnąć cele zerowego bilansu energii netto – przy założeniach standardowych kosztów inwestycyjnych – jest w pełni wykonalne.
Całościowa, oparta na wartości analiza wydajności obiektu jest kluczem do każdego projektu zerowego bilansu energii netto. W jej ramach zespół projektowy powinien zachować dyscyplinę, skupić się na celu i na każdym etapie działań być orędownikiem idei podniesienia wydajności energetycznej do poziomu wyznaczonego harmonogramem i budżetem. Dzięki temu zarówno cele energetyczne, jak i priorytety budżetowe będą przedmiotem zarządzania i optymalizacji w trakcie całego procesu projektowania, a nie tylko uwzględniane w ramach poszczególnych analiz wartości. Jeśli zespołowi projektowemu zostanie przedstawione zrozumiałe uzasadnienie biznesowe strategii wysokowydajnego projektu wynikające z analizy wydajności, o wiele łatwiej będzie utrzymać tę strategię podczas tradycyjnego procesu bilansowania kosztów inwestycji.
Doświadczenie zespołu projektowego uczy, że jeśli podczas projektowania skupi się uwagę wyłącznie na zmniejszeniu zużycia energii, nie zagwarantuje to uzyskania wysokiej wydajności. Skoncentrowanie się na zmniejszeniu zużycia energii musi iść w parze z zaprojektowaniem przestrzeni z myślą o zoptymalizowaniu komfortu użytkowników budynku.
Zaangażowanie w kwestię zapewnienia komfortu użytkowników budynku, tak aby uzyskać nawet niewielki wzrost ich produktywności, może skutkować skompensowaniem rocznych kosztów eksploatacyjnych w okresie użytkowania obiektu. Wygodny, wysokowydajny budynek, którego użytkownicy są zdrowsi i szczęśliwsi, daje szanse wzmocnienia morale pracowników, zwiększenia wydajności ich pracy oraz uzyskania dodatkowej marży przez właścicieli obiektu (wyższy czynsz), co w ostatecznym rozrachunku może zmniejszyć koszty eksploatacyjne.
W trakcie eksploatacji budynku jego zastosowanie się zmienia – zmieniają się także potrzeby i odczucia jego użytkowników. Projekt, który nie zapewnia elastyczności i którego nie można adaptować do potrzeb użytkowników, skazany jest w obecnie na rynkową porażkę.
Gdy użytkownicy nie czują się komfortowo, próbują wprowadzić zmiany w otoczeniu. Jest to widoczne na co dzień. Wszędzie pojawiają się grzejniki elektryczne. Następnie wentylatory we wszystkich kształtach i rozmiarach. Potem listwa zasilająca do tego grzejnika, wentylatora i niezbędnej minilodówki. Może jakieś zasłony, żaluzje jako ekran przeciw olśnieniu. Na dyfuzorze ktoś może położyć książkę lub kosz na śmieci. Wszystkie te dodatkowe urządzenia i modyfikacje zmieniają skuteczność działania zaprojektowanych wcześniej systemów, a w ostatecznym rozrachunku wpływają na zużycie energii oraz wydajność budynku.
Ograniczanie zużycia i wytwarzanie energii w celu uzyskania zerowego bilansu netto
Aby osiągnąć zakładany cel, czyli wznieść budynek o wysokiej wydajności, zespoły projektowe muszą najpierw zająć się strategiami redukcji energii, a następnie uwzględnić wytwarzanie energii z wykorzystaniem lokalnych zasobów odnawialnych. Najpierw ograniczanie, a następnie wytwarzanie.
Pierwszym krokiem do zaprojektowania wysokowydajnego budynku – niezależnie od tego, czy chodzi o nową konstrukcję czy też o modernizację obiektu pod kątem zużycia energii – jest poddanie kompleksowej ocenie strategii praktycznego ograniczenia energii. Ocena ta obejmuje optymalizację instalacji w budynku, urządzenia o wysokiej wydajności, odzysk energii, współdziałanie systemów, nacisk na zmniejszenie obciążenia obwodów, a także sposoby biernego ograniczenia zużycia energii, np. naturalną wentylację w trybie mieszanym, zwiększenie inercji cieplnej i ochronę przed słońcem.
Motto specjalistów DLR Group: „Ograniczać, a następnie wytwarzać” opiera się na koncepcji „75–25”. Najpierw należy ograniczyć zapotrzebowanie energetyczne budynku nawet o 75% w stosunku do wartości wyjściowych. Później – zainwestować w systemy wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych, aby ograniczyć zużycie o pozostałe 25% i uzyskać zerowy bilans netto. Przy ograniczeniu zużycia energii na poziomie 75% zwrot z inwestycji w system wytwarzania energii pokrywający 25% zapotrzebowania znajduje praktyczne uzasadnienie.
Optymalizacja projektu budynku pod kątem wygody użytkowników
Drugi element nowej definicji wysokowydajnego budynku to zapewnienie optymalizacji środowiska wewnątrz obiektu pod kątem jak największego komfortu jego użytkowników. DLR Group definiuje komfort użytkownika budynku jako „stan umysłu, który wyraża zadowolenie z otaczającego środowiska”. Stanowi to również istotę projektu. Wyzwaniem dla projektantów jest uzyskanie równowagi między obydwoma celami wysokiej wydajności: zmaksymalizowaniem komfortu przy zerowym bilansie zużycia energii netto.
Optymalizacja wymaga krytycznego rozważenia oddziaływania czynnika ludzkiego na projekt oraz wpływu sposobu użytkowania na wydajność. Aby skutecznie uwzględnić czynnik ludzki, koniecznie trzeba dobrze zrozumieć klienta, ostateczne przeznaczenie przestrzeni, wpływ obciążeń obwodów gniazd elektrycznych oraz innych zmiennych ujętych w projekcie. Ma to pozwolić na zapewnienie komfortu użytkownikom budynku.
Projektowanie pod kątem wygody użytkowników obiektu zaczyna się od całościowego podejścia do czterech kluczowych aspektów: komfortu wizualnego, cieplnego, jakości powietrza i akustycznego. Uzyskanie równowagi między tymi elementami w środowisku o zerowym bilansie energii netto może w efekcie dać projekt oferujący prawdziwie wysoką wydajność.
Komfort wizualny ma zawsze kluczowe znaczenie dla uzyskania przyjemnego, produktywnego środowiska. Jedną z podstawowych strategii projektowania na potrzeby zerowego bilansu energii netto jest wykorzystanie światła dziennego. Jednak czerpanie z tego rodzaju oświetlenia bez odpowiedniej kontroli odblasku może często niwelować przewidywane oszczędności energii. Jeśli użytkownicy budynku czują się niekomfortowo z powodu odblasku lub przyrostu ciepła, w pewnym momencie przejmą kontrolę nad środowiskiem, zasłaniając światło dzienne powodujące odblask. Odblask powodowany światłem dziennym zależy od kierunku widzenia oraz kąta, pod jakim światło pada na daną powierzchnię.
Za przykład niech posłuży budynek szkoły podstawowej Fireside w Phoenix (USA), który zaprojektowano z myślą o uzyskaniu zerowego bilansu netto. Zespół projektowy ograniczył odblask, wybierając oszklenie o różnej przepuszczalności światła widzialnego wraz z niestandardowymi rozwiązaniami zacieniania okien przy różnych położeniach. Strategia wykorzystania światła dziennego uwzględniała prosty system sterowania. Zainstalowano włączniki światła z trzema opcjami: automatyczne włączanie, wyłączanie oraz ustawienie audiowizualne. Za pomocą przycisku automatycznego włączania nie włącza się wszystkich opraw oświetleniowych. Fotokomórka uwzględnia ilość światła dziennego i włącza tylko wymagane oprawy oświetleniowe.
Aby zrozumieć potencjał wykorzystania światła dziennego, projektanci mogą posłużyć się modelami symulacyjnymi. Tutaj również współpraca zintegrowanego zespołu projektowego umożliwia projektantom wnętrz dokładne przyswojenie założeń uwzględniających wartości współczynnika odbicia światła od powierzchni w danej przestrzeni. Wybierając kolory farb i wykończenia powierzchni, podejmują oni decyzje pod kątem zmaksymalizowania możliwości projektu w zakresie wykorzystania światła dziennego.
Oprócz analizy ilościowej ważna jest analiza jakościowa scenariuszy, w których odblask może być problemem, zwłaszcza z uwagi na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. W takich przypadkach stosuje się rolety wewnętrzne, ale niektóre sposoby modelowania mogą nie uchwycić wpływu tych funkcji cieniowania na wykorzystanie światła dziennego.
W innym przykładzie, w kampusie firmy Google w Kirkland w stanie Waszyngton (USA), projektanci niedawno zwiększyli strefy światła dziennego w ramach udoskonaleń dla głównego dzierżawcy. Projekt przewidywał przeszklone przegrody wewnętrzne, które zwiększyły liczbę pomieszczeń z widokiem i rozszerzyły dostęp światła dziennego do dodatkowych pomieszczeń.
Komfort cieplny użytkowników budynku bardziej niż jakiekolwiek inne kryteria stwarza szerokie możliwości optymalizacji zużycia energii. Na dyskomfort cieplny w pomieszczeniu ma bowiem wpływ kilka czynników. Należą do niech: tempo przemiany materii u poszczególnych osób, odzież, którą mają na sobie, średnia temperatura promieniowania, wilgotność względna oraz temperatura i prędkość powietrza.
Amerykański standard ASHRAE 55 określa wymagania dotyczące dopuszczalnych warunków termicznych. Niezależnie od temperatury powietrza faktem jest jednak, że jeśli użytkownicy odczuwają wzrost promieniowania cieplnego lub stratę ciepła w pomieszczeniu, np. z uwagi na szklaną ścianę zewnętrzną, ich pierwszym odruchem jest włączenie wentylatora lub grzejnika albo zmiana ustawień termostatu. Wraz z upływem czasu negatywny wpływ takiego zachowania na zużycie energii staje się znaczny.
W szkole podstawowej Fireside problem ten został złagodzony przez wykorzystanie ściany o inercji cieplnej opóźniającej przenikanie ciepła, a co ważniejsze – dzięki optymalizacji szyb przez zacienienie. Pomaga to uniknąć wpływu bezpośredniego promieniowania słonecznego i utrzymać przyjemną temperaturę operatywną.
Jakość powietrza w pomieszczeniach wpływa na zużycie energii i przede wszystkim zdrowie użytkowników budynku. Stężenie zanieczyszczeń można zmniejszyć przez doprowadzenie świeżego powietrza z zewnątrz. W zależności od typu budynku i klimatu filtracja powietrza zewnętrznego może się jednak okazać energochłonna. Im powietrza jest więcej oraz im bardziej trzeba filtrować powietrze z zewnątrz, tym więcej energii będzie wymagać jego klimatyzowanie.
Powszechną strategią stosowaną w przypadku wysokowydajnych budynków jest wentylacja sterowana w zależności od zapotrzebowania. Na podstawie zmian zagęszczenia osób w pomieszczeniu można mierzyć poziom dwutlenku węgla i sterować ilością powietrza z zewnątrz. Często jednak ta strategia jest nieodpowiednio wdrażana w budynkach. Ze względu na źle wykonywane sekwencje działań lub problemy z kalibracją czujników pobór powietrza z zewnątrz na podstawie poziomów dwutlenku węgla często zostaje całkowicie wyeliminowany podczas obecności osób w pomieszczeniu. Zwiększa to poziom zanieczyszczeń, takich jak lotne związki organiczne (LZO) pochodzące od wykończeń, co może negatywnie wpływać na jakość powietrza. Rolą zintegrowanego zespołu projektowego – w tym inżyniera mechanika lub integratora systemu sterowania – jest jasne zakomunikowanie sekwencji operacji na potrzeby sterowania urządzeniami HVAC i ustalenie odpowiednich procedur kalibracji czujników, aby zapewnić zdrowe powietrze. Skrupulatne procedury rozruchu mechanicznego lub ponownego rozruchu po modernizacji również mogą uwzględnić kwestie jakości powietrza w pomieszczeniach i jego poprawy.
Na terenie kampusu firmy Google w Kirkland wybór systemów mechanicznych oparto na ich wydajności w odniesieniu do jakości powietrza w pomieszczeniach w celu zoptymalizowania nie tylko efektywności energetycznej, lecz także komfortu. Zamodelowano i oceniono kilka systemów mechanicznych w ramach mechanicznej macierzy decyzyjnej. Konkurencyjne systemy oceniono pod kątem wydajności energetycznej oraz celów klienta dotyczących komfortu cieplnego, akustyki, jakości powietrza w pomieszczeniach oraz całkowitego wpływu na koszty w okresie eksploatacji. Z tego powodu, aby spełnić wszystkie kryteria, wybrano kompleksowy system poboru powietrza z zewnątrz z belkami chłodzącymi.
Komfort akustyczny można uzyskać przez kontrolowanie hałasu u jego źródła; jest to kluczowa strategia – szczególnie w przypadku szumu tła powodowanego przez urządzenia HVAC. Rozważenie problemu akustyki na wczesnym etapie projektu, szczególnie wokół kluczowych sąsiednich obiektów, może pomóc uniknąć kosztownych i energochłonnych interwencji w tym zakresie. Prawidłowa izolacja urządzeń HVAC w celu zminimalizowania hałasu wymaga starannego planowania w kwestiach wyboru urządzeń, układu przewodów wentylacyjnych oraz projektu systemu dystrybucji powietrza. Inżynieria wartości może mieć istotny wpływ na kontrolę hałasu, gdy przedmiotem dyskusji są tłumiki dźwięku, ciągi przewodów oraz urządzenia HVAC o podobnej wydajności, lecz różnych poziomach hałasu. Zwiększenie tłumienia oraz dłuższe ciągi przewodów z dodatkowym wyposażeniem skutkują większą stratą ciśnienia. Wiąże się to ze wzrostem ilości energii niezbędnej do zasilania wentylatorów, podniesieniem poziomu hałasu powodowanego wymuszeniem ruchu powietrza oraz z pogorszeniem komfortu akustycznego.
Śledzenie wydajności budynku
Faktyczny poziom wysokiej wydajności ocenia się przez cały okres eksploatacji budynku, a nie tylko w chwili przekazania projektu właścicielowi. Ważne jest, aby zrozumieć, że projekt wysokowydajnego budynku niekoniecznie przekłada się na wysoką wydajność w praktyce, jeśli nie idzie w parze z odpowiednimi procedurami eksploatacji i konserwacji.
Kluczowe znaczenie ma ocena rzeczywistej wydajności projektu w trakcie użytkowania budynku. Bez niej nie będzie wiadomo, czy budynek zachowuje się – zarówno pod względem operacyjnym, jak i programowo – zgodnie z projektem oraz czy klient faktycznie otrzymuje cenny zysk z inwestycji.
Najlepszym rozwiązaniem dla profesjonalnych projektantów jest zagwarantowanie, aby ocena funkcjonowania budynku w trakcie użytkowania i ocena wydajności programu zostały ujęte w ramach standardowych usług projektowych oraz aby ten zakres był uwzględniony w procesie rozruchu mechanicznego.
Proces pomiarów i weryfikacji (M&V) – zgodny z wytycznymi określonymi przez Międzynarodowy Protokół Pomiarów i Weryfikacji Wydajności (IPMVP) – powinien się stać standardową praktyką w przypadku wszystkich projektów budynków o wysokiej wydajności. Projektanci mogą również wykorzystać model energetyczny jako cel operacyjny w pierwszym roku eksploatacji. Śledzenie efektywności z odniesieniem do modelu pomoże ustawić funkcje budynku tak, aby zapewnić jego wysoką wydajność. Prognozowane na podstawie modelu energetycznego zużycie energii przez systemy w budynku należy zweryfikować i zaktualizować w trakcie eksploatacji z podziałem faktycznego poboru energii na poszczególne systemy w budynku.
Śledzenie zużycia energii i zapotrzebowania szczytowego może polegać po prostu na gromadzeniu rachunków za energię przez co najmniej 12 kolejnych miesięcy eksploatacji. W wysokowydajnym budynku konieczny jest szczegółowy podział zużycia energii na poszczególne główne systemy pobierające energię. Informacje te mogą być zbierane przy użyciu liczników i podliczników systemów, na drodze analizy trendów danych automatyki budynku lub za pomocą przenośnych urządzeń do rejestrowania. Jako minimum zaleca się zainstalowanie dodatkowych liczników dla kluczowych systemów – będących końcowymi odbiornikami energii – w celu dopasowania prognozowanego podziału zużycia energii dla takich obciążeń jak: chłodzenie, ogrzewanie, wentylacja, pompy, oświetlenie, obciążenie wtyków oraz domowe instalacje ciepłej wody. Umożliwi to przeprowadzenie dokładnych pomiarów i weryfikacji. Rozruch mechaniczny podliczników w celu potwierdzenia, że zostały one zaprojektowane, zainstalowane i skalibrowane do działania zgodnie z przeznaczeniem, ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wysokiego poziomu integralności danych do analizy.
Ocenę komfortu użytkowników budynku można przeprowadzać na kilka sposobów. O problemach najczęściej słyszy się podczas pierwszego roku eksploatacji, w typowym okresie gwarancyjnym. Jednak bardziej szczegółowa ocena przeprowadzona w trakcie eksploatacji może ujawnić problemy związane z użytkownikami budynku. Regularne badanie ich opinii jest często najlepszym sposobem na to, aby zmierzyć ich zadowolenie i ustalić punkty odniesienia dla przyszłych pomiarów.
Kolejnym istotnym krokiem w kierunku nieustannego śledzenia wydajności budynku jest monitorowanie istotnych parametrów eksploatacyjnych w czasie rzeczywistym. To ciągły proces optymalizacji, w ramach którego badane są wzorce zarówno zużycia energii, jak i komfortu użytkowników budynku.
Śledzenie zużycia energii, analiza porównawcza i udzielenie informacji stają się obowiązkową procedurą w głównych obszarach miejskich na terenie Stanów Zjednoczonych, m.in. w Nowym Jorku, Chicago i San Francisco. Dla zaangażowanych w sprawę właścicieli certyfikat budynku netto zeroenergetycznego, taki jak Iloraz Energii Budynku ASHRAE (bEQ), może okazać się korzystny dla wzmocnienia i zademonstrowania zaangażowania w kwestie śledzenia, pomiarów i weryfikacji wydajności budynku.
Wysoka wydajność w przyszłości
Zadania wysokowydajnych budynków to osiąganie zerowego bilansu zużycia energii netto i zapewnienie stałego wysokiego poziomu komfortu użytkowników. Te zasady oraz proces projektowania budynku netto zeroenergetycznego z naciskiem na komfort jego użytkowników mogą mieć zastosowanie zarówno w przypadku nowych konstrukcji, jak i modernizacji budynków.
Uwaga poświęcana obecnie budynkom netto zeroenergetycznym skupia się głównie na nowych konstrukcjach, które pokrywają niewielką część całkowitego zużycia energii w środowisku zurbanizowanym. Modernizacja już wzniesionych budynków stwarza jeszcze większą szansę zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w celu osiągnięcia pozytywnych zmian klimatycznych. W badaniach laboratorium naukowego Lawrence Berkeley National Laboratory określono medianę oszczędności energii na poziomie całego budynku jako 16% w odniesieniu do gotowych budynków oraz 13% w przypadku wdrożenia nowych konstrukcji. Potencjalnie oznacza to, że każde siedem budynków dostosowanych do bieżącego poziomu użytkowania kompensuje zużycie energii i koszty jednego budynku o podobnej wielkości.
Badania Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (USA) wykazały, że istnieją możliwości techniczne, aby w przypadku ponad 47% istniejącej powierzchni budynków komercyjnych osiągnąć zerowy bilans energii netto przy użyciu obecnie znanych technologii i procesów projektowych.
Znaczącą rolę w osiąganiu celów przemysłowych dotyczących zerowego bilansu energii netto mogą odegrać projektanci i analitycy wydajności budynków, dbając jednocześnie o środowisko w obiekcie oraz zdrowie, samopoczucie i produktywność jego użytkowników.
Autorzy:
Ruairi M. Barnwell kieruje działalnością Działu Optymalizacji Budynków przy DLR Group i wspiera zespoły projektowe w obrębie głównych sektorów rynkowych firmy swoim doświadczeniem w projektowaniu wysokowydajnych budynków. W 2013 r. został laureatem konkursu 40 Under 40.
Premnath Sundharam jest licencjonowanym kierownikiem ds. energii oraz licencjonowanym specjalistą ds. modelowania energii w budynkach, ekspertem w dziedzinie modelowania energii i zrównoważonego projektowania przy DLR Group.
Fot.: DLR Group
