Podobnie jak w przypadku budynków indywidualnych jednorodzinnych w celu przeprowadzenia analizy konkurencyjności różnych przedsięwzięć zastosowana metodologia musi umożliwiać porównanie ich efektywności energetycznej i ekologicznej w odniesieniu do jednolitych kryteriów. Do tego celu konieczne jest porównanie stanu obecnego z oczekiwanym.
Obecnie w Jaworznie znajduje się nadal pewna liczba budynków mieszkalnych wielorodzinnych, ogrzewanych głównie węglem spalanym w piecach ceramicznych (kaflowych). W budynkach tych oprócz ogrzewania piecowego najczęściej spotykanym rozwiązaniem jest ogrzewanie etażowe gazowe, rzadziej etażowe węglowe oraz elektryczne.
Do analiz przyjęto budynek wielorodzinny uśredniony dla grupy budynków wielorodzinnych, wybudowanych przed II Wojną Światową. Uzyskano w ten sposób średni budynek wielorodzinny reprezentatywny z 7 lokalami mieszkaniowymi i powierzchni mieszkań 322,6 m2 opisany w tabeli 5.17.
Tabela 5.17 Podstawowe założenia i charakterystyka obiektu reprezentatywnego wielorodzinnego
Charakterystyka budynku wielorodzinnego reprezentatywnego
Cecha Jedn. Opis / Wartość
Dane ogólnobudowlane
Liczba kondygnacji - 3
Liczba mieszkań - 7
Powierzchnia ogrzewana mieszkań m2 322,6
Kubatura ogrzewana mieszkań m3 887,2
Dane energetyczne budynku
Jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na ciepło GJ/m2 0,62 Roczne zapotrzebowanie na ciepło budynku GJ/rok 201
Zapotrzebowanie na moc cieplną budynku kW 33,9
Dane dla jednego lokalu
Powierzchnia ogrzewana lokalu m2 46,1
Kubatura ogrzewana lokalu m3 126,7
Roczne zapotrzebowanie na ciepło lokalu GJ/rok 28,7
Zapotrzebowanie na moc cieplną lokalu kW 5,1
Efekty wymiany źródła ciepła
5.3.1.1. Zmiana zużycia energii w wyniku wymiany źródła ciepła
Opierając się na obliczeniach uproszczonego audytu energetycznego wyznaczono dla reprezentatywnego budynku roczne zapotrzebowanie na ciepło, a w dalszej kolejności zużycie poszczególnych paliw (z uwzględnieniem sprawności urządzeń), roczne koszty ogrzewania i emisje zanieczyszczeń. Ze względu na zróżnicowaną strukturę rodzajów źródeł ciepła wykorzystywanych do ogrzewania w poszczególnych mieszkaniach w budynkach wielorodzinnych nie posiadających obecnie wewnętrznej instalacji centralnego ogrzewania analizy przeprowadzono w odniesieniu do jednego lokalu mieszkalnego ogrzewanego za pomocą pieców węglowych ceramicznych. W tabeli 5.18 zestawiono sprawności składowe układu grzewczego dla analizowanych wariantów wymiany źródeł ciepła.
Tabela 5.18. Sprawności składowe oraz całkowite układu grzewczego budynku wielorodzinnego
Rodzaj kotła Łączna sprawność systemu grzewczego*
Dla przyjętego modelu obliczono zużycie nośników energetycznych oraz potencjał redukcji zużycia energii w wyniku przyłączenia budynku do ciepła sieciowego lub zastosowania ogrzewania gazowego etażowego.
Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli poniżej.
Tabela 5.19 Roczne zużycie paliw i ciepła na ogrzanie jednego lokalu budynku reprezentatywnego wielorodzinnego z uwzględnieniem sprawności i osłabień nocnych oraz potencjał redukcji energii w wyniku modernizacji źródła ciepła
Roczne zużycie paliwa na ogrzanie lokalu w budynku reprezentatywnym
Redukcja zużycia energii paliwa
Rodzaj kotła Zużycie paliwa
Ilość Jednostka
Ogrzewanie piecami kaflowymi 2,5 Mg/a -
Ogrzewanie etażowe gazowe 882 m3/a 43,2%
Ciepło sieciowe 31,2 GJ/a 45,1%
Potencjał redukcji energii w mieszkaniach ogrzewanych węglowymi piecami przy ich likwidacji i montażu instalacji ogrzewania centralnego zasilanego z sieci ciepłowniczej zdalaczynnej lub gazowego etażowego (w każdym lokalu oddzielny kocioł i indywidualna instalacja c.o.) przekracza 40% (czasami przy złym stanie technicznym pieców przekracza nawet 50%).
5.3.1.2. Zmiana rocznych kosztów ogrzewania
Koszty paliw i energii w budynkach wielorodzinnych podobnie jak w indywidualnych są głównymi kosztami eksploatacyjnymi systemu grzewczego obok kosztów wywozu odpadów paleniskowych i trudnych do oszacowania kosztów obsługi. Kalkulacje kosztów eksploatacyjnych oparto wyłącznie na kosztach paliwa. Ceny jednostkowe paliw zostały ustalone w oparciu o aktualne cenniki oraz taryfy (lipiec 2020r). Dla ogrzewania etażowego gazowego przyjęto do obliczeń taryfę W3, dla ciepła sieciowego wszystkie dostępne grupy taryfowe, a w przypadku ogrzewania piecowego średnią cenę węgla na poziomie 800 zł/tonę. Kalkulacje przedstawiono w tabeli 5.20.
Tabela 5.20 Roczne koszty paliwa ponoszone na ogrzanie lokalu w budynku reprezentatywnym w zależności od sposobu ogrzewania
Roczne koszty ogrzania lokalu w budynku reprezentatywnym wielorodzinnym
Redukcja kosztów ogrzewania lokalu Rodzaj źródła ciepła Roczne koszty paliwa i ciepła
Ilość Jednostka
Ogrzewanie piecami kaflowymi 1 976,5 zł/a -
Ogrzewanie etażowe gazowe 1 730,0 zł/a 12,5%
Ciepło sieciowe - EC3+D1E2 2 533,9 zł/a -28,2%
Ciepło sieciowe - EC3+D1E2S 2 575,1 zł/a -30,3%
Ciepło sieciowe - EC3+D1E3 2 643,3 zł/a -33,7%
Ciepło sieciowe - EC3+D1E3S 2 680,9 zł/a -35,6%
W przypadku ogrzewania piecowego spełnienie warunku utrzymania komfortu cieplnego jest praktycznie niemożliwe ze względu na cykliczną pracę pieców oraz brak możliwości automatycznego, czy nawet ręcznego regulowania ilości oddawanego przez piec ciepła. W obliczeniach przyjęto dla celów porównawczych, że niezależnie od sposobu ogrzewania komfort cieplny w mieszkaniach jest zawsze zachowany, a zatem dla takich założeń wyznaczono zużycie paliw. Przy takich założeniach koszty ogrzewania przy nowoczesnej instalacji wyposażonej w kocioł gazowy kondensacyjny są niższe niż ogrzewanie niskosprawnymi piecami. Pomimo ciągle rosnących cen paliw węglowych oraz bardzo dużych strat kominowych, koszty ciepła wytwarzanego w piecach ceramicznych (kaflowych), nie przewyższają kosztów ogrzewania ciepłem sieciowym. Należy również pamiętać o tym, że w praktyce przy zmianie ogrzewania piecowego na gazowe lub ciepłem sieciowym część kosztów jest ponoszona na rzecz doprowadzenia do stanu komfortu cieplnego oraz jego utrzymywania.
5.3.1.3. Zmiana rocznych emisji zanieczyszczeń w wyniku wymiany źródła ciepła
W wyniku zastosowania nowoczesnych urządzeń grzewczych zastępujących stare, nieefektywne piece lub kotły węglowe zmniejsza się przede wszystkim emisja zanieczyszczeń gazowych i lotnych. Ponadto w przypadku podłączenia budynku do zdalaczynnej sieci cieplnej emisja niska zanieczyszczeń jest w całości likwidowana. Rośnie oczywiście emisja wysoka w źródle centralnym, niemniej jednak sprawności wytwarzania ciepła oraz oczyszczania spalin w ciepłowni / elektrociepłowni są zdecydowanie wyższe niż w przypadku lokalnych kotłowni oraz pieców ceramicznych. Ponadto komfort użytkowania jest nieporównywalnie większy odciążając w zupełności użytkownika i pozostawiając mu jedynie racjonalne eksploatowanie. W tabeli 5.21 przedstawiono kalkulacje zmian emisji zanieczyszczeń przyjmując dane wskaźnikowe emisji jak w załączniku 1 do niniejszego opracowania.
Tabela 5.21 Roczna emisja zanieczyszczeń powstająca w wyniku spalania paliw do celów grzewczych w zależności od sposobu ogrzewania
Lp. Substancja Jednostka Stan aktualny Ogrzewanie etażowe gazowe
Ilość Ilość Redukcja
1 SO2 kg/a 12,8 0 100%
2 NO2 kg/a 6,5 1,1 82,6%
3 CO kg/a 76,2 0,2 99,7%
4 CO2 kg/a 5 2 62,1%
5 pył ogółem kg/a 2,6 0,01 99,5%
6 pył PM10 kg/a 2,0 0,01 99,4%
7 B(a)P g/a 1,1 0 100%
W kategoriach ekologicznych zmiana ogrzewania piecowego na ogrzewanie gazowe daje niemalże całkowitą likwidację niskiej emisji, dotyczy to zwłaszcza tych najbardziej szkodliwych substancji, czyli: B(a)P, CO oraz pyłów.