Ēku apsildes sistēmu energoefektivitātes projektu priekšizpētes rīks

Ēku apsildei tiek patērēts liels daudzums primāro energoresursu un tas ģenerē līdz 30% no kopējām siltumnīcefekta gāzu emisijām ES27 valstīs. Eiropas Zaļā kursa iniciatīvas un attiecīgās ES valstīm saistošās  likumdošanas paketes Fit for 55 ambiciozais emisiju samazināšanas mērķis paredz emisiju samazinājumu par 55% līdz 2030.g. Reāli tas nozīmē, ka apsildes sistēmu rekonstrukcijas projektos jāsasniedz siltumenerģijas patēriņa samazinājumu par 60-70%, pie tam  jāveic  ne tikai masveida ēku fonda renovācija, bet arī siltumenerģijas ražošanas iekārtu un piegādes sistēmu rekonstrukcija.

Latvijas Nacionālais enerģētikas un klimata plāns 2021.g.–2030.g. paredz lēnu ēku energoefektivitātes programmas attīstību: līdz 2030.g. renovēt 7.5% no daudzdzīvokļu un 3% no viendzīvokļu mājām, kuras ir lietderīgi renovēt līdz 2050.g. Bet arī šim mazumiņam ir iezīmēti tikai 15% nepieciešamā finansējuma daudzdzīvokļu un 0,73% (!) viendzīvokļu mājām.  Skaidrs, ka būs nepieciešamas lielas publisko un privāto ēku īpašnieku investīcijas, kuru atdeves periods būs ļoti garš. Tā kā ir jau iedibināta ES mēroga atskaitīšanās sistēma par sasniegto siltuma patēriņa un saistīto SEG emisiju samazināšanu, apsildes sistēmu rekonstrukcijas projektu efektivitāte (siltuma daudzuma un emisiju samazinājums par rekonstrukcijā ieguldītajiem līdzekļiem) kļūst par noteicošo faktoru projektu izstrādē un finansējuma piešķiršanā.

LU starpnozaru pētnieku komanda no  Eksakto zinātņu un tehnoloģiju un Ekonomikas un sociālo zinātņu fakultātēm izpildot Latvijas Zinātnes padomes projektu lzp-2021/1-0108 “Pilsētas apsildes sistēmas ilgtspējīga pārvaldība saskaņā ar ES paketi Fit for 55: metodoloģijas un rīka izpēte un izstrāde“ ir izstrādājusi tiešsaistes rīku projektu efektivitātes ātrai vienkāršotai priekšizpētei un projektu variantu analīzei pirmsprojektēšanas stadijā atsevišķo ēku un projektu, kā arī kopējā programmas optimuma atrašanai. Rīka lietošana neprasa  specifiskas zināšanas siltumfizikā, ekonomikā, un/vai būvniecībā, tiek izmantots minimums datu, kuri visi ir pieejami ēku energosertifikātos un citos esošajos dokumentos. Rīks aprēķina siltuma, primārā energoresursa un dominējošo CO₂ emisiju samazinājumu veikto rekonstrukcijas darbu rezultātā, nepieciešamās investīcijas un projekta efektivitāti, kā arī sekojošās apsildes izmaksu izmaiņas.

Rīks ir paredzēts lietošanai:

• valsts iestādēm, lai pārvaldītu ēku energoefektivitātes programmas  un uzraudzītu Fit for 55 normatīvo prasību izpildi valstī,
• pašvaldībām, lai racionalizētu apkures sistēmu ilgtspējīgu plānošanu un pārvaldību savā  teritorijā, atvieglojot noteikt prioritātes un līdzsvarot rīcību,
• iedzīvotājiem un uzņēmumiem, lai pieņemtu objektīvus lēmumus savu īpašumu modernizēšanai un ilgtspējīgai apsaimniekošanai.

Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Skaitliskās modelēšanas institūta veikums projektā ir ēku siltuma bilances modelēšana. Bilanci veido vairāki faktori, daļa no kuriem ietekme rezultātu būtiski, bet daļa ir nenozīmīga vai var tikt unificēta. Lielākā daļa no bilances parametriem ir saprotami tikai būvfizikas speciālistiem un ēkas energoefektivitātes uzlabošanas potenciāla pat tuvināts novērtējums bez to iesaistes nav iespējams. Lai samazinātu tehnisko zināšanu nepieciešamību analizējot ēkas renovācijas iespējas, projekta ietvaros tika izstrādāta un aprobēta metode, kas uz vairāku vienkāršojumu un tuvinājumu bāzes ļauj ātri un ar pietiekamu precizitāti veidot praktiski jebkuras ēkas siltuma bilanci un objektīvi novērtēt tās energoefektivitātes uzlabošanas iespējas. Šim nolūkam darbības notiek tikai ar parametriem, kas tiek renovācijas procesā ietekmēti un mainīti, bet nemainīgie (piem., būvkonstrukciju laukumi, orientācija vai iekšējie avoti), no aprēķiniem tiek izslēgti.

Pielietoto siltuma izolācijas materiālu (ar fiksēto siltumvadītspēju) biezumu variantu skaits tiek limitēts atkarībā no siltināmās konstrukcijas veida (ārsiena, bēniņu pārsegums vai pagrabs). Ar nelielu skaitu tiek fiksēts arī maināmo stikloto konstrukciju veids, kas automātiski saistīts ar ēkas hermētiskuma uzlabošanu. Ja ventilācijas sistēmas modernizācija ir daļa no renovācijas projekta, tad tās ietekme uz energoefektivitāti tiek ņemta vērā ar diviem faktoriem – gaisa apmaiņas izmaiņu un siltuma atgūšanu. Tehnisko sistēmu uzlabojumi (pamatā temperatūras regulācijas optimizācija) tiek tuvināti ietverti kā vidējās apkures temperatūras izmaiņas. Rezultātā kopējais ēkas siltumenerģijas patēriņa samazinājums, kas iegūts renovācijas rezultātā, tiek aprēķināts kā atsevišķu elementu nomaiņas samazinājumu summa. Ir veikts vairāku desmitu renovācijas kombināciju rezultātu salīdzinājums ar detalizētās mēneša siltuma bilances modeļiem, kas ļāva optimizēt vienkāršotajā modelī ietilpstošo parametru vērtības, nodrošinot labi precizitāti, kļūdai nepārsniedzot 10% (lielākajai variantu daļai tā ir <5%).

Katram renovācijas darbam tiek piekārtotas attiecīgās izmaksas, līdz ar to šāda starpību noteikšanas pieeja ļauj ātri veidot un analizēt dažādas potenciālo renovācijas darbu kombinācijas un optimizēt tās atkarībā no uzstādītā mērķa (siltumenerģijas ekonomija, kopējās izmaksas, uz m² normētās izmaksas, uz ietaupīto kWh normētā izmaksas utt.).

LU intelektuālā īpašuma izsolē ekskluzīvas tiesības izmantot un izplatīt aprēķinu metodiku un rīku ieguva SIA DIVI GRUPA, kura no 2015.g. to piedāvās izmantošanai.