Podstawowe jednostki:

•      W – jednostka mocy lub strumienia energii, 1 Wat w mechanice najkrócej definiuje się jako jeden dżul na jedną sekundę.
•      K – jednostka temperatury. 1 Kelwin jest to jednostka temperatury termodynamicznej równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody. Kelwinów używamy przy podawaniu różnic temperatur.
•      m – jednostka długości. 1 metr jest równy drodze, jaką przebywa w próżni światło w ciągu 1/299792458 sekundy.

Energia użytkowa
to    energia,    której    zużywamy    bezpośrednio. W przypadku ogrzewania domu jest to ciepło dostarczane przez system grzewczy do pomieszczeń ogrzewanych. Ciepło jest niezbędne do pokrycia strat ciepła przez przegrody oraz do podgrzania powietrza wentylacyjnego. Energia użytkowa do ogrzewania (EUco) nie zależy od sprawności systemu grzewczego. Im mniejsza wartość energii użytkowej, tym mniej ciepła tracimy przez przegrody zewnętrzne budynku i na wentylację. Wskaźnik ten jest wykorzystywany do oceny rozwiązań architektoniczno-budowalnych i zależy od lokalizacji budynku. Projektowanie energooszczędne polega na osiąganiu jak najniższego współczynnika EU.

Energia końcowa
to energia dostarczana do budynku. Zapotrzebowanie na energię końcową uwzględnia straty wynikające ze sprawności systemów instalacyjnych. Dla
użytkownika budynku jest to wielkość niezwykle istotna, ponieważ jest to energia, za którą musi on zapłacić.

Energia pierwotna
to energia zawarta w pierwotnych nośnikach energii, takich jak węgiel kamienny, gaz ziemny, ropa naftowa lub w źródłach odnawialnych. W zapotrzebowaniu na energię pierwotną uwzględnione są straty przy wytwarzaniu i przesyle energii, a także rodzaj nośnika energii. Energia pierwotna może być większa od końcowej od 10% w przypadku gazu lub o 300% dla prądu.

Rysunek 1 Różnica pomiędzy energią pierwotną EP, końcową EK i użytkową EU

Moc a energia
Moc opisuje, jak szybko praca może być wykonana, a jej jednostką jest wat [W ]. Ciało posiada energię mechaniczną, gdy ma zdolność wykonywania pracy i jest ona jej miernikiem. Jednostką energii jest dżul [J].
Przykładowo: do zagotowania szklanki wody grzałką o mocy 2 kW potrzebujemy niecałą minutę(przy założeniu braku strat ciepła na zewnątrz). Na zagotowanie szklanki wody zużyjemy ok. 0,025 kWh energii elektrycznej. Jeżeli użyjemy grzałki o mocy 1 kW to czas gotowania wody zwiększy się dwukrotnie, ale ilość potrzebnej energii się nie zmienni.

Jednostki energii
Najczęściej  używanymi  jednostkami  energii  są w zależności od jej nośnika są kWh i MJ (megadżule) lub GJ (gigadżul). Porównując te dane, musimy pamiętać, że 1 kWh = 3,6 MJ = 0,0036 GJ.

Odnawialne i nieodnawialne źródła energii
Nieodnawialne  źródła  energii  to  źródła  energii, których okres powstawania jest długi. Wykorzystanie ich przebiega szybciej niż uzupełnianie zasobów. Należą do nich paliwa kopalne: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf, ropa naftowa i gaz ziemny. Odnawialne źródła energii to te, których zasoby odnawiają się w krótkim czasie lub też ich zasoby są praktycznie niewyczerpywalne.
Są to:
•      Promieniowanie  słoneczne  (energia  słoneczna),
•      Energia wiatru (energia wiatrowa),
•      Energia spadku wód (energia wodna),
•      Biomasa (energia spalania roślin),
•      Energia geotermalna (energia gorących wód głębinowych),
•      Energia  przypływów  i  odpływów  mórz  oraz różnicy  temperatury  wody  powierzchniowej i głębinowej.

Czy wiesz, że?
Energia ze źródeł odnawialnych to nie to samo,  co  energia  ze  źródeł  przyjaznych dla środowiska naturalnego. Instalacje do produkcji energii odnawialnej mogą powodować szkody ekologiczne, takie jak zanieczyszczenie środowiska powstające podczas wytwarzania instalacji lub na przykład zmiana temperatury warstw gruntu przy stosowaniu pomp ciepła.

Gazy cieplarniane
to składniki atmosfery ziemskiej, które mają właściwości umożliwiające zatrzymywanie energii słonecznej w obrębie atmosfery ziemskiej. Należą do nich przede wszystkim para wodna, dwutlenek węgla, podtlenek azotu, metan, ozon i freony.

Efekt cieplarniany
jest powodowany spalaniem paliw kopalnych. Jest to zjawisko podwyższania temperatury spowodowane zdolnością atmosfery do przepuszczania dużej części promieniowania słonecznego i zatrzymywania promieniowania Ziemi przez obecność gazów cieplarnianych w atmosferze. Zmiany spowodowane efektem cieplarnianym mogą być jedną z przyczyn globalnego ocieplenia.

Rysunek 2 Przyczyny powstawania efektu cieplarnianego

Ocena w cyklu życia
Cykl życia obiektu budowlanego składa się z poszczególnych faz obejmujących czas od fazy planowania i budowy obiektu, poprzez fazę eksploatacji, prowadzenia i nadzorowania obsługi, przebudowy aż do wyburzenia lub zmiany sposobu zagospodarowania. Ocena może opierać się na wielu wskaźnikach, takich jak całkowite zużycie energii czy wykorzystanie źródeł odnawialnych, może uwzględniać część lub cały cykl życia. Najbardziej użyteczne informacje zapewnia ocena opierająca się na kilku wskaźnikach wykonana dla całego cyklu życia.
Budynki energooszczędne charakteryzują się niższymi kosztami w cyklu życia od budynków standardowych  przy  założeniu  szybkiego  tempa  wzrostu cen energii.

Rozwój zrównoważony
umożliwia zaspokojenie potrzeb współczesnych społeczeństw, bez pomniejszania możliwości zaspokojenia potrzeb oraz rozwoju przyszłych pokoleń. Na jego poziom mają wpływ trzy główne obszary: środowisko, ekonomia i społeczeństwo.

Rysunek 3 Idea zrównoważonego rozwoju

Współczynnik przenikania ciepła u
Powszechnie stosowany przy określaniu izolacyjności termicznej przegród wyrażany w W/(m2K). Z definicji jest to odwrotność oporu cieplnego przegrody, czyli 1/R. Oznacza to, że im mniejsza wartość współczynnika U przegrody, tym lepsza jest ona pod względem izolacyjności cieplnej (mniej ciepła będzie przez nią uciekać).
Używamy również pojęć:
•      Skorygowany  współczynnik  przenikania  cie pła UC. Uwzględnia poprawki na nieszczelność warstwy izolacji, czy łączniki mechaniczne przebijające izolację (np. w przypadku mocowania izolacji cieplnej łącznikami mechanicznymi).
•      Końcowy współczynnik przenikania ciepła UK, który dodatkowo (oprócz poprawek rozpatrywanych w UC) uwzględnia również wpływ mostków cieplnych na właściwości przegrody.

Najbardziej miarodajną wartością jest zatem współczynnik końcowy UK, określający parametr przegrody jako całości, z uwzględnieniem występujących negatywnych zjawisk.

Liniowy współczynnik przenikania ciepła ψ (psi)
Wielkość charakteryzująca liniowe mostki cieplne, wyrażana w W/(mK), zależna od sposobu montażu elementu (okna, drzwi), a także wykonania połączeń konstrukcji (sposobu izolacji między płytą balkonową a ścianą, czy stropem i ścianą. Znając jego wartość (a także długość mostka cieplnego), jesteśmy w stanie określić dodatkowe straty ciepła przez przenikanie, wywołane występowaniem mostka cieplnego w przegrodzie. Przy projektowaniu i budowie domów energooszczędnych staramy się minimalizować ich występowanie, dążąc do uzyskania jak najmniejszego współczynnika ψ.

Współczynnik przewodzenia ciepła materiału λ (lambda)
Opisuje zdolność materiału do przewodzenia ciepła wyrażana w W/(mK). Im mniejszy współczynnik λ (mniejsza przewodność cieplna materiału), tym lepszym jest izolatorem termicznym. Dla każdego materiału wyznacza się go laboratoryjnie, a jego wartość zależy od:
• Gęstości materiału. Bardziej porowate materiały są lepszymi izolatorami.
• Wilgotności materiału. Wraz ze wzrostem wilgotności pogarszają się właściwości izolacyjne materiału, dlatego powinniśmy chronić warstwy izolacji cieplnej (np. wełnę mineralną) przed wilgocią.
• Struktury. Niektóre materiały mają inne właściwości cieplne w zależności od kierunku przepływu ciepła, np. drewno jest lepszym izolatorem, gdy rozpatrujemy przepływ ciepła w poprzek włókien.
• Temperatury materiału.

Czy wiesz, że?
Aby uzyskać opór cieplny warstwy materiału na poziomie R = 0,25 m2K/W (odpowiadający 1 cm warstwie styropianu o λ = 0,04), musielibyśmy zastosować:
• Drewno (λ = 0,16) o grubości 4 cm,
• Mur z cegły pełnej wapienno-piaskowej (λ = 1) o grubości 25 cm,
• Żelbet (λ = 1,7) o grubości 42 cm,
• Mur kamienny (λ = 2,52) o grubości 63 cm.

Opór cieplny przegrody R
Jest to opór, jaki stawia warstwa materiału (albo cała przegroda) ciepłu przemieszczającemu się przez nią, wyrażany w (m2K)/W. Im wyższą wartość oporu cieplnego R przegrody osiągniemy, tym skuteczniejsza będzie ona pod względem izolacyjności, a budynek bardziej energooszczędny. Wartość tę oblicza się z uwzględnieniem poszczególnych warstw przegrody, których opór cieplny zależy bezpośrednio od grubości użytego materiału d (im większa grubość, tym większy stawia opór) oraz od współczynnika przenikania materiału λ (im mniejszy, tym materiał jest lepszym izolatorem). Uproszczony wzór ma postać R = d/ λ.

Czy wiesz, że?
Często zdarza się, że źródłem świeżego powietrza w budynku jest właśnie jego niekontrolowany napływ, głównie przez nieszczelności w oknach. W takim przypadku zwiększenie szczelności powietrznej budynku, np. poprzez wymianę stolarki okiennej, przy braku odpowiednio wydajnego systemu wentylacji i urządzeń nawiewnych, pogorszy tylko komfort wewnętrzny budynku.

Współczynnik temperaturowy fRsi
Niezbędny  do  oceny  prawdopodobieństwa  wystąpienia negatywnego zjawiska – kondensacji (skraplania) pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegrody budowlanej. Wartość współczynnika temperaturowego fRsi  wylicza się dla przegrody w każdym miesiącu, jest ona bezwymiarowa i zawiera się w przedziale od 0 do 1. Aby nie zachodziło zjawisko kondensacji pary wodnej, wartość ta powinna być nie mniejsza niż wymagana wartość krytyczna, np. 0,80.

Krotność wymian powietrza przez infiltrację n50
Określa szczelność powietrzną budynku, a dokładniej krotność wymiany powietrza przez nieszczelności w stosunku do kubatury budynku, przy różnicy ciśnienia 50 Pa podczas 1 godziny. Oznacza to, że np. dla n50  = 1,0 1/h, w ciągu godziny nastąpi całkowita (1-krotna) wymiana powietrza wewnątrz budynku. Badanie szczelności jest jednym z elementów certyfikacji budynku energooszczędnego i powinno być wykonane dla każdego z nich. Wartość n50   określa się wykonując test szczelności przy użyciu drzwi nawiewnych – Blower Door. Budynki energooszczędne powinny charakteryzować się wysoką szczelnością powietrzną.  Dla budynków NF15 i NF40 wymagana minimalna wartość n50 to odpowiednio: 0,6 1/h oraz 1,0 1/h. Mała szczelność powietrzna budynku skutkuje powstaniem wielu niekorzystnych zjawisk prowadzących do pogorszenia jakości środowiska wewnętrznego,  zmniejszenia  trwałości  konstrukcji, a także znacznego zwiększenia strat ciepła na wentylację.

Współczynnik przenikania ciepła okna (uw)
to parametr, który informuje o ilości ciepła, wyrażonej w watach, traconej przez powierzchnię całego okna w metrach kwadratowych przy różnicy temperatur wynoszącej 1K, czyli tyle samo, co 1°C (W/(m2K)). Uwzględnia on zarówno szklenie i ramę okienną jak i ramki dystansowe wraz z relacją pomiędzy stosunkiem powierzchni przeszklenia do powierzchni ramy. Stanowi podstawę do oceny i porównywania właściwości izolacyjnych okna. Im niższa jest jego wartość – tym lepiej.

Rysunek 4 Budowa szyby zespolonej (szkło float – szkło płaskie)

Współczynnik przenikania ciepła drzwi (ud)
to parametr wyrażany w W/(m2K), który informuje o ilości ciepła uciekającej przez całe drzwi. Obliczając go musimy uwzględnić także ramę. Stanowi on podstawę do oceny i porównywania właściwości izolacyjnych drzwi. Im niższa jest jego wartość – tym lepiej.

Współczynnik przenikania ciepła szyby (ug)
Wyrażany w W/(m2K) ma z reguły niższą (korzystniejszą) wartość niż okno, ale nie może być parametrem, z którego korzystamy do oceny jakości izolacyjnej całego okna.

Pamiętaj!
Zwróć uwagę na to, jaki parametr podaje sprzedawca w opisie okna. Jeśli to współczynnik tylko oszklenia, postaraj się dowiedzieć, jak wygląda on dla całego okna wraz z ramą, gdyż tylko całościowo odzwierciedla on rzeczywiste właściwości okna.

Współczynnik przenikania ciepła ramy (uf )
Wyrażany w W/(m2K) ma z reguły wyższą wartość niż okno. W zależności od udziału powierzchniowego ramy wpływa w mniejszym lub większym stopniu na właściwości izolacyjne całego okna.
Liniowy współczynnik przenikania ciepła Ψg  ramki dystansowej wyrażany w W/(mK) charakteryzuje wartość mostka cieplnego powstającego na styku rama-oszklenie, zależy od materiału, z którego wykonano ramkę dystansową. Im mniejsza jego wartość, tym lepiej.

Współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego (g)
Oznacza,  jaka  część  energii  słonecznej  padającej na szybę została przepuszczona do wnętrza pomieszczenia. Im wyższa jego wartość, tym wyższe pasywne zyski energii, ale jednocześnie tym większe, niechciane w okresie letnim, nagrzewanie się powietrza w pomieszczeniu pod wpływem słońca.

Współczynnik przepuszczalności światła dziennego (tR)
Oznacza,  jaka  część  światła  przenika  przez  szybę docierając do wnętrza pomieszczenia. Zależy on od powłok przeciwsłonecznych, liczby komór, szyb i współczynnika Ug – z reguły wraz ze zmniejszaniem (polepszaniem) się wartości współczynnika Ug zmniejsza (pogarsza) się procentowa przepuszczalność światła dziennego.

Rysunek 5 Porównanie parametrów podstawowych pakietów szklenia, żródło: Passivhaus Institut