Zapotrzebowanie energetyczne budynków w Polsce a zmiany klimatu

Jak zmienił się klimat na przestrzeni ostatnich 40 lat w Polsce? Czy zmiany te mogą mieć wpływ na budownictwo, konstrukcję budynków, a też na infrastrukturę naszych miast i osiedli? Czy polskie budownictwo jest przygotowane na zmiany klimatu?

Na podstawie codziennych badań warunków pogodowych na obszarze całej Europy, interpolowanych do regularnych siatek o rozdzielczości 25 km, powstają wskaźniki stopniodni ogrzewania (HDD - Heating Degree Days) oraz stopniodni chłodzenia (CDD - Cooling Degree Days), które pozwalają oszacować zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie budynków. Wskaźniki te pokazują zmiany zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie w czasie oraz różnice między obszarami. Sposób liczenia wskaźników opisany został w raporcie Zapotrzebowanie energetyczne budynków w zakresie ogrzewania i chłodzenia.

Eurostat publikuje te wskaźniki od roku 1979 dla poszczególnych europejskich państw. Według metodologii NUTS wprowadzonej rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie ustalenia wspólnej klasyfikacji jednostek terytorialnych do celów statystycznych, Polska jak też pozostałe kraje Unii Europejskiej zostały podzielone na regiony w obrębie makroregionów i państw dla których publikowane są dane.

W Europie potencjalne zapotrzebowanie na ogrzewanie budynków w ostatnim 10-leciu było o ok. 15% niższe niż w latach 80-dziesiątych, jednocześnie zapotrzebowanie na chłodzenie, czyli klimatyzację budynków, zwiększyło się dwukrotnie. Te różnice są jeszcze większe, jeżeli porównamy wskaźniki nie uśrednione dla dekady, a wyliczone dla poszczególnych lat.
Analizując dane z ostatnich 40 lat wyraźnie widać trend malejący w zakresie zapotrzebowania na ogrzewanie oraz odwrotny trend, wzrostowy dla zapotrzebowania na chłodzenie budynków.

Zainteresowanych odsyłam do raportu na temat zmian wskaźników zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie budynków w Europie.

Występują wyraźnie różnice między krajami północy i południa, wschodu i zachodu Europy pod względem klimatycznym, a co za tym idzie zapotrzebowania na ogrzewanie czy też chłodzenie budynków. Takie różnice występują również na obszarze Polski.

Jak zmiany klimatu wpływają na zapotrzebowanie na ogrzewanie budynków w Polsce?

Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne i materiałowe w budynkach mają wpływ na komfort ich użytkowania, ale również na zdrowie, a nawet życie ich użytkowników.

Jakie rozwiązana warto wprowadzić, aby ograniczyć negatywny wpływ na konstrukcję budynków zmian klimatycznych, upałów, huraganowych wiatrów, intensywnych deszczów oraz powodzi?

Skalę zmian klimatycznych na obszarze naszego kraju pokazują dane na temat warunków pogodowych i powstałe na ich podstawie wskaźniki zapotrzebowania na ogrzewanie.

W roku 1979 liczba stopniodni ogrzewania wynosiła dla Polski 3935, a w roku 2020 niewiele ponad 3 tys. (3006), co daje różnicę 929 stopniodni i oznacza, że zapotrzebowanie w roku 2020 było o blisko 24% mniejsze niż w roku 1979. W całym tym okresie widoczny jest wyraźny trend spadkowy. Nie oznacza to, że w każdym kolejnym roku liczba stopniodni jest niższa od roku poprzedniego, zdarzają się pojedyncze lata z wyższymi wskazaniami. Najwyższy wskaźnik stopniodni ogrzewania na przestrzeni 41 lat zanotowano w roku 1987 – 4 177 stopniodni, a najniższy w roku 2019 – 2 952 stopniodni, różnica między nimi przekłada się na mniejsze zapotrzebowanie na ogrzewanie o prawie 30%.

Aby wyeliminować różnice pogodowe w poszczególnych latach, odbierane powszechnie jako wyjątkowo mroźna lub łagodna zima, w dalszej analizie porównujemy uśrednione dane dla lat osiemdziesiątych (z początku analizowanego zakresu) oraz ostatnie 10 lat (2011-2020).

Grafika poniżej prezentuje zmiany wskaźnika stopniodni ogrzewania w podregionach w Polsce.

W latach 80-tych w sześciu podregionach w Polsce roczne zapotrzebowanie na ogrzewanie przekraczało poziom 4 tys. stopniodni. To pięć podregionów w Polsce płn.-wsch.: olsztyński – 4021, ełcki - 4142, suwalski – 4217, białostocki – 4161 i łomżyński – 4029 oraz jeden podregion na południu - nowotarski, dla którego uśredniona liczba stopniodni wynosiła 4251.

Najmniejsze zapotrzebowanie na ogrzewanie (w przedziale 3301 – 3600 stopniodni) w latach 80-tych występowało w podregionach zachodniej i południowej Polski. Najniższe spośród nich w podregionie zielonogórskim – 3395 stopniodni.

Różnica pomiędzy najcieplejszym regionem (zielonogórskim) a najchłodniejszym (nowotarskim) wynosiła 855 stopniodni ogrzewania.

W ostatnim 10-leciu w żadnym podregionie zapotrzebowanie na ogrzewanie nie przekraczało 4 tys. stopniodni. W trzech regionach nieznacznie przekraczało poziom 3600 stopniodni (białostocki – 3614, suwalski – 3619 i nowotarski – 3644), czyli poziom, który w latach 80-tych dominował w większości podregionów.

W niektórych podregionach na zachodzie i południu naszego kraju zapotrzebowanie na ogrzewanie spadło poniżej 3 tys. stopniodni, należą do nich: miasta Wrocław i Poznań, podregiony zielonogórski, wrocławski, gorzowski, legnicko-głogowski, opolski i leszczyński.

Różnica między najcieplejszym, a najchłodniejszym regionem w Polsce trochę się zmniejszyła i w ostatnim 10-leciu wynosiła 771 stopniodni. Podregionem o najmniejszym zapotrzebowaniu na ogrzewanie był Wrocław – 2873 stopniodni, a najwyższe zapotrzebowanie występowało w regionie nowotarskim – 3644 stopniodni.

Wrocław należał do regionów, w których spadek zapotrzebowania na ogrzewanie był największy (636 stopniodni). Najmniej zapotrzebowanie spadło na Śląsku w podregionach: katowickim, rybnickim, gliwickim i tyskim.

Zmiana zapotrzebowania na ogrzewanie budynków w Polsce na przestrzeni 40 lat

Jak zmiany klimatu wpływają na zapotrzebowanie na chłodzenie budynków w Polsce?

Na początku lat 80-tych wskaźnik stopniodni chłodzenia dla całej Polski kształtował się na bardzo niskim poziomie poniżej 1 (1980r. – 0,04, 1981 – 0,97). Najwyższy wskaźnik w tej dekadzie wykazano w 1989 – 13,13 stopniodni. Średnie roczne zapotrzebowanie na chłodzenie w latach 80-tych wynosiło 4,6 stopniodni.

Jak widzimy na grafice poniżej, tylko w nielicznych podregionach zapotrzebowanie na chłodzenie przekroczyło poziom 11 stopniodni. Należały do nich miasto Poznań – 12,9, region zielonogórski – 12,8 i poznański – 11,4.

W ostatniej dekadzie natomiast tylko w trzech regionach zapotrzebowanie było poniżej 11 stopniodni (region nowotarski – 7,4, gdański 10,1 i białostocki – 10,8).

Średnia wartość dla całej Polski w latach 2011 – 2020 to 27,7 stopniodni chłodzenia. Najniższe zapotrzebowanie na chłodzenie (klimatyzację) budynków w ostatnim 10-leciu występowało w regionach północnej Polski oraz kilku regionach na południu kraju (nowotarskim, wałbrzyskim, krośnieńskim i nowosądeckim).

Najbardziej zapotrzebowanie na klimatyzację budynków wzrosło w dużych miastach takich jak Warszawa, Poznań, Wrocław, ale również w rejonie tarnowskim, tarnobrzeskim opolskim czy kaliskim. Warszawa była też regionem z największym w ostatnim 10-leciu zapotrzebowaniem na klimatyzację budynków, średnia to 50,1 stopniodni chłodzenia. Wskazania wskaźnika w poszczególnych latach pokazują duże wahania, od 5,9 stopniodni w roku 2011 do 104,6 w roku 2015. Takie wahania są charakterystyczne nie tylko dla Warszawy, ale również dla innych regionów.

Najcieplejszym rokiem, a co za tym idzie z najwyższym zapotrzebowaniem na chłodzenie w ostatniej dekadzie był rok 2015, w 15 regionach wskaźnik stopniodni chłodzenia przekroczył poziom 100, najwyższy był w rejonie opolskim (123,4). Jak dotychczas był to wyjątkowy rok. Wskazania wskaźnika powyżej 100 nie zdarzały się w poprzednich latach, a po roku 2015 tylko raz wskaźnik przekroczył ten poziom w roku 2019 w Poznaniu (108,6).

Zmiana zapotrzebowania na chłodzenie budynków w Polsce między rokiem 1979 a 2020

Budynek, który sprosta postępującym zmianom klimatycznym, powinien być zaprojektowany z uwzględnieniem długich okresów wymagających ogrzewania jak też coraz częściej występujących i trwających coraz dłużej okresów wymagających chłodzenia (klimatyzacji) budynków.

Wymaga to odpowiedniej izolacyjności cieplnej, instalacji wentylacyjnej, systemów chłodzenia (klimatyzacji). Zmiany klimatu to również wyzwania dla instalacji kanalizacyjnych i odwadniających.

Od 2021r. weszły w życie przepisy zaostrzające wymagania w zakresie standardu energetycznego budynków. Wcześniej oddane do użytkowania budynki często w sposób znaczący odbiegają od nowych, przyjętych standardów. Stare budynki są zazwyczaj nieocieplone, ocieplone nieprawidłowo lub w niewystarczającym stopniu, a to ma wpływ na zużycie przez nie energii zarówno na ogrzewanie jak i na chłodzenie (klimatyzację). Budynki w Polsce, według szacunków odpowiadają za około 38% emisji CO₂, przyczyniając się do postępujących zmian klimatu.

Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Eurostatu.