Okno z kolorową etykietką określającą ilość energii, jaką można zaoszczędzić przez jego zamontowanie już wkrótce stanie się naszą codziennością. Na razie jednak spędza sen z powiek producentom okien, gdyż termin wprowadzenia tego wymogu jest tuż (1.02.2013), a krajowe przepisy wykonawcze w tym względzie są w… mniej lub bardziej zaawansowanym stadium projektowym.

 

Dlatego branża okniarska na bieżąco śledzi głosy na ten temat i nie mógł ujść jej uwadze referat wygłoszony przez dr Roberta Geryło na konferencji „Energooszczędna i komfortowa stolarka budowlana”, zorganizowanej 6.12. br. przez miesięcznik „Świat Szkła”. A ponieważ wystąpienie to wzbudziło duże zainteresowanie, poniżej publikujemy jego treść ujętą w formie artykułu.

 


Europejski system etykietowania energetycznego
Podstawą europejskiego systemu etykietowania energetycznego jest dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE w sprawie wskazania przez etykietowanie oraz standardowe informacje o wykorzystaniu energii oraz innych zasobów przez produkty. Głównym celem przekształconej wersji dyrektywy jest rozszerzenie zakresu ujętego w poprzednim jej wydaniu (92/75/EWG) z urządzeń gospodarstwa domowego na produkty związane z energią oraz jej dostosowanie do postanowień dyrektywy 2009/125/WE w sprawie „ekoprojektu” takich produktów, który polega na uwzględnieniu aspektów środowiskowych przy projektowaniu produktu, celem poprawy jego ekologiczności podczas całego cyklu życia.


Obie dyrektywy mają charakter ramowy, co oznacza, że szczegółowe, wiążące wymogi są ustanawiane w osobnych aktach wykonawczych dotyczących poszczególnych grup produktów. 

 

Główne kryteria wyboru produktów do wprowadzania etykietowania ich efektywności energetycznej są następujące:

- produkt posiada znaczący potencjał w odniesieniu do oszczędności energii,
- dostępne na rynku produkty o równorzędnej funkcjonalności wykazują znaczne różnice pod względem wydajności,
- nie istnieją na rynku samoregulacje na zasadzie dobrowolnych porozumień w tym zakresie.


Środki wykonawcze dotyczące „ekoprojektu” wprowadza się w odniesieniu do określonego produktu, o ile ma on istotny wpływ na środowisko, a jednocześnie jest sprzedawany w dużych ilościach i generuje duży obrót na rynku wewnętrznym oraz wykazuje wyraźny potencjał poprawy, która nie pociąga za sobą nadmiernych kosztów.


Dyrektywa 2009/125/WE zobowiązuje Komisję Europejską do przyjęcia wieloletnich planów prac z listą grup produktów, które będą traktowane priorytetowo przy wprowadzaniu środków wykonawczych w postaci rozporządzeń europejskich. Obecność na liście planu prac oznacza, że w kolejnych latach Komisja Europejska rozpocznie badania przygotowawcze w odniesieniu do tej grupy i, ewentualnie, przyjmie środki wykonawcze – w zależności od wyniku tych badań, korzystnej oceny skutków i pod warunkiem braku skutecznych środków samoregulacji.

 

Wprowadzenie środków wykonawczych rozważa się wówczas, kiedy przemysł nie podjął żadnej skutecznej inicjatywy zmierzającej do samoregulacji. Samoregulacja ze strony przemysłu, w tym dobrowolne i jednostronne zobowiązania, może przyczynić się do szybkiego i oszczędnego wdrożenia, a także umożliwia elastyczne i odpowiednie dostosowanie do rozwiązań technologicznych i wrażliwości rynku.


Zgodnie z aktualnie przyjętym tekstem planu prac Komisji Europejskiej na lata 2012-2014 grupa wyrobów okiennych znalazła się na drugim miejscu listy priorytetowej, z uwagi na bardzo duży potencjał uzyskania oszczędności energii oraz możliwość wprowadzenia europejskiego systemu etykietowania energetycznego.

 

Środki wykonawcze w postaci rozporządzeń Komisji Europejskiej są bezpośrednio stosowane we wszystkich państwach członkowskich UE. Rozporządzenia określają m.in. wymagania techniczne związane z energią, jakim powinny odpowiadać ujęte nimi produkty, metodykę badań i ogólne zasady kontroli wyrobów w ramach nadzoru rynku.


Dyrektywa 2010/30/UE w sprawie etykietowania wymaga od państw członkowskich wprowadzenia zakazu umieszczania innych etykiet, znaków, symboli lub napisów, które mogą powodować nieporozumienia lub wprowadzenie w błąd użytkowników końcowych w odniesieniu do zużycia energii.


W ten sposób reklamy, wszelkie techniczne materiały promocyjne, instrukcje techniczne i broszury producentów, w postaci drukowanej lub on-line muszą dostarczać użytkownikom końcowym koniecznych informacji dotyczących zużycia energii lub zawierać odniesienie do klasy energetycznej produktu, zgodnie z wymogami określonymi w dyrektywie i delegowanych rozporządzeniach wykonawczych Komisji Europejskiej.

 

 

26-fot1

26-fot2

Rys. 1. Przykładowa etykieta dla klimatyzatorów oraz graficzne przedstawienie progresywnych klas energetycznych

 

Dostawcy wprowadzający na rynek lub oddający do użytku produkty objęte aktami delegowanymi powinni załączać etykietę i kartę informacyjną oraz sporządzić dokumentację techniczną, która umożliwia ocenę rzetelności podanych informacji.


Natomiast dystrybutorzy eksponują etykiety i udostępniają kartę informacyjną w dokumentacji dołączonej do sprzedawanego produktu. Etykietowanie w ramach takiego systemu europejskiego od lat funkcjonuje na rynku urządzeń gospodarstwa domowego, oświetlenia, a ostatnio również klimatyzatorów. Powszechnie znanym elementem systemu jest klasyfikacja energetyczna, obecnie w postaci następujących progresywnych klas energetycznych (rys. 1):

- A, B, C, D, E, F, G;
- A+, A, B, C, D, E, F;
- A++, A+, A, B, C, D, E;
- A+++, A++, A+, A, B, C, D.


Regulacje dyrektywy 2010/30/UE wprowadza w Polsce ustawa z dn. 14 września 2012 r. o obowiązkach w zakresie informowania o zużyciu energii przez produkty wykorzystujące energię. Ponieważ szczegółowe wymagania systemowe wprowadzane są bezpośrednio w całej UE przez rozporządzenia Komisji Europejskiej, główne regulacje ustawowe dotyczą wyłącznie aspektów lokalnych takich jak zasady odpowiedzialności karnej oraz ustanowienie krajowego systemu kontroli wykonywania obowiązków z zakresie informowania o zużyciu energii przez produkty, który jest w Polsce zarządzany przez Prezesa UOKiK.

 
Metodyka oceny właściwościenergetycznych okien 

Metody obliczeń
Ocena właściwości energetycznych okien oparta jest na wynikach bilansu zysków i strat ciepła przez okno. Najprostszym sposobem przeprowadzenia bilansu ciepła są obliczenia sezonowe, ale stosuje się również metody miesięczne, godzinowe oraz oparte na symulacjach komputerowych. Ogólne procedury obliczeniowe w odniesieniu do systemów okien i urządzeń ochrony przeciwsłonecznej zostały ostatnio określone w międzynarodowej normie ISO 18292:2011.


W odniesieniu do okien uwzględnia się zarówno sezon ogrzewania pomieszczeń w budynku, jak i sezon ich ewentualnego chłodzenia, przy czym w praktyce najczęściej stosuje się odrębną ocenę okien w poszczególnych sezonach. W dotychczas ustanowionych zasadach europejskiego etykietowania energetycznego podobne podejście zastosowano w odniesieniu do klimatyzatorów.


Obliczenia sezonowe bilansu ciepła zwykle oparte są na wzorach typu:

 

27-fot1

w których:


es.ogrz., es.chł. – wskaźniki zapotrzebowania na ciepło w sezonie ogrzewania i chłód w sezonie chłodzenia, powodowanego przez przegrodę przezroczystą;
αs.ogrz., αs.chł. - współczynniki liczbowe zależne od założonych warunków promieniowania słonecznego i dynamicznych właściwości cieplnych budynku, odpowiednio w sezonie ogrzewania i chłodzenia;
βs.ogrz., βs.chł. - współczynniki liczbowe zależne od założonych zewnętrznych i wewnętrznych warunków temperaturowych, odpowiednio w sezonie ogrzewania i chłodzenia;
gs.ogrz., gs.chł. - przepuszczalność promieniowania słonecznego przegrody przezroczystej, w sezonie ogrzewania i chłodzenia;
Uw - współczynnik przenikania ciepła przegrody przezroczystej, w sezonie ogrzewania i chłodzenia;
Lprzep. powietrza - przepuszczalność powietrza, w sezonie ogrzewania i chłodzenia.

 

Tablica 1.

27-tab1

1) - dodatkowo można uwzględnić dodatkowy opór cieplny wprowadzony przez urządzenie ochrony przeciwsłonecznej;
2) - potencjał dostarczania do pomieszczeń światła na ogół nie jest uwzględniany w obliczeniach zapotrzebowania na energię.

(powiększ tabelę)

 

27-fot2

Rys. 2. Zmiany liczby stopniodni sezonu ogrzewania w Polsce i innych krajach regionu na podstawie danych Eurostatu

 

27-fot3

Rys. 3. Porównanie średnich miesięcznych wartości temperatury powietrza dla Warszawy według aktualnych i dotychczasowych danych klimatycznych

 

W celu przeprowadzenia oceny właściwości energetycznych przegród przezroczystych w metodzie sezonowej i innych, o krótszym interwale czasowym należy:

1) założyć referencyjne warunki użytkowania w zakresie temperatury oraz promieniowania słonecznego, z uwzględnieniem efektywności wykorzystania zysków w zależności od założonych dynamicznych właściwości cieplnych budynków; 
2) określić wartości właściwości technicznych przegrody przezroczystej, które mają wpływ na zapotrzebowanie na energię do ogrzewania lub chłodzenia budynku. Właściwości te mogą mieć inne wartości w sezonie ogrzewania i chłodzenia, z uwagi np. na zastosowanie oszkleń o zmiennej charakterystyce lub ruchomych urządzeń ochrony przeciwsłonecznej.


Jeżeli konieczne jest określenie łącznego zapotrzebowania na energię do ogrzewania i chłodzenia, związanego z przegrodą przezroczystą, dodatkowo muszą być uwzględnione sprawności obu instalacji.


Następnie przeprowadza się konwersję na energię pierwotną, w zależności od wykorzystywanego źródła energii. Wiąże się to jednak z dodatkową potrzebą określenia referencyjnych rozwiązań technicznych instalacji ogrzewania i chłodzenia w budynkach.


Referencyjne warunki użytkowania Podstawę do określenia referencyjnych, przewidywanych warunków temperaturowych i promieniowania słonecznego stanowią krajowe i regionalne dane klimatyczne. W Polsce ostatnie opracowanie typowych lat meteorologicznych, zawierające godzinowe wartości podstawowych parametrów klimatycznych oraz wynikające z nich wartości miesięczne udostępniło Ministerstwo TBiGM, do wykorzystania w obliczeniach charakterystyki energetycznej budynków. Dane te określono na podstawie wyników badań prowadzonych przez IMiGW w ostatnim trzydziestoleciu XX wieku.


Do obliczeń sezonowych należy określić tzw. liczbę stopniogodzin (stopień Kelvina razy godzina), którą określa się na podstawie wartości temperatury zewnętrznej oraz założonej wartości temperatury w pomieszczeniach. Wartość stopniogodzin nie jest parametrem stałym w czasie. Z danych udostępnionych przez Eurostat wynika, że w ostatnich dziesięcioleciach obserwujemy postępującą redukcję sezonu ogrzewania w naszym regionie, o około 5% na 10 lat – rys. 2.


Jak wynika z porównania średnich miesięcznych wartości temperatury powietrza dla Warszawy, z wartościami z poprzedniego opracowania  danych klimatycznych dla Polski (według wycofanej normy PN-B-02025) wyższe temperatury obserwujemy w miesiącach zimowych i lipcu, natomiast niższe w okresie wiosennym i jesiennym – rys. 3.


Drugim podstawowym parametrem klimatu jest promieniowanie słoneczne. Z porównania średnich miesięcznych wartości podanych dla Warszawy wynika brak istotnych zmian w odniesieniu do promieniowania na powierzchnię poziomą (poza styczniem), natomiast uzyskano znaczny wzrost w odniesieniu do powierzchni pionowych wszystkich  orientacji – rys. 4, co prawdopodobnie jest wynikiem zmiany sposobu określenia wartości promieniowania dla powierzchni pochylonych w porównaniu z poprzednim opracowaniem.


Opisane powyżej „surowe” dane klimatyczne nie oddają w pełni przeciętnych warunków użytkowania przegród przezroczystych, ponieważ większość zasobów budowlanych powstaje obecnie w obszarach miejskich, gdzie obserwujemy wyższe temperatury niż odnotowują stacje meteorologiczne, z powodu oddziaływania tzw. „miejskiej wyspy ciepła”. Ponadto w gęstej zabudowie ma miejsce znaczna redukcja promieniowania słonecznego bezpośredniego i rozproszonego, z uwagi na zacienienie przez otoczenie, czego głównym efektem jest mniejszy potencjał słonecznych zysków ciepła do wykorzystania w sezonie ogrzewania.


Charakterystyka techniczna wyrobów Właściwości techniczne przegrody przezroczystej, które mają wpływ na zapotrzebowanie na energię do ogrzewania lub chłodzenia budynku, przyjmuje się na podstawie deklarowanych przez producentów wartości cech, zgodnie z zasadami określonymi w europejskich normach wyrobów. Zestawienie cech okien, wraz z uwzględnieniem zastosowania ewentualnych urządzeń ochrony przeciwsłonecznej zamieszczono w tablicy 1.

 

Poza normową charakterystyką techniczną, jako informację uzupełniającą ocenę właściwości energetycznych okien można dodatkowo uwzględnić aspekty aplikacyjne, np. związane z montażem w obudowie. W Stanach Zjednoczonych dodatkową informacją na etykiecie jest określenie podatności okna na kondensację pary wodnej w referencyjnych warunkach jego użytkowania. W odniesieniu do innowacyjnych produktów pojawi się potrzeba uwzględnienia energii produkowanej przez okno.

 

27-fot4

Rys. 4. Porównanie średnich miesięcznych wartości promieniowania słonecznego dla Warszawy według aktualnych i dotychczasowych danych klimatycznych

 


Podsumowanie
Wprowadzenie oznakowania energetycznego okien jest celowe ponieważ prawdopodobnie korzystnie wpłynie na promocję i sprzedaż najbardziej efektywnych energetycznie okien oraz dalszy postęp techniczny w tym zakresie. Wprowadzenie oznakowania energetycznego powinno dokonać się w sposób zharmonizowany dla całego rynku.


W przypadku przedłużającego się braku systemu unijnego (grupa wyrobów okiennych znalazła się w planach na najbliższe lata) można podjąć się stworzenia na rynku, przewidzianej w dyrektywie, samoregulacji na zasadzie dobrowolnego porozumienia. Należy jednak uwzględnić możliwość działania  w ramach istniejącej inicjatywy europejskich stowarzyszeń producentów wyrobów stosowanych w przegrodach przezroczystych.


Konieczna jest standaryzacja metodyki oceny efektywności energetycznej okien, np. w oparciu o metody podane w ISO 18292:2011.


Decydujące znaczenia dla wyniku oceny będzie miało prawidłowe uwzględnienie rzeczywistych przeciętnych warunków użytkowania okien, polegające na odpowiedniej konwersji „surowych” danych klimatycznych ze stacji meteorologicznych.


System musi obejmować nie tylko formę i sposób oceny efektywności energetycznej deklarowanej przez producentów okien, ale również regularny monitoring wyrobów na rynku – badania kontrole głównych cech, przede wszystkim współczynnika przenikania ciepła. Zapewnienie rzetelności ocen w przypadku wyrobów budowlanych jest znacznie ważniejsze niż w przypadku urządzeń gospodarstwa domowego, z uwagi na większe nakłady finansowe i dłuższy wymagany okres użyteczności.

 
Z dotychczasowych analiz właściwości energetycznych okien wynika, że główne kierunki optymalizacji ich efektywności energetycznej w Polsce to:
1) dalsza poprawa (zmniejszenie) współczynnika przenikania ciepła okien, w celu redukcji sezonowych strat ciepła w czasie ogrzewania i zmniejszenia wymaganej mocy instalacji;
2) zwiększenie ochrony przeciwsłonecznej w okresie letnim, w celu eliminacji potrzeby stosowania instalacji chłodzenia lub ograniczenia jej zapotrzebowania na chłód.

 
Oba z wymienionych powyżej środków poprawy efektywności energetycznej okien odpowiadają aktualnemu kierunkowi zmian warunków technicznych w Polsce, polegającemu na stopniowym zaostrzaniu wymagań izolacyjności cieplnej i ochrony przed przegrzewaniem latem, w celu dochodzenia do standardu budynków niemal zero energetycznych.

 

dr inż. Robert Geryło
Instytut Techniki Budowlanej

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 12/2012

 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.