Proprietatile termofizice ale produselor de constructie in contextul viitorului eficientei energetice a cladirilor (I)

Eficienta energetica a cladirilor, o constanta pe agenda Uniunii Europene

Eficienta energetica a cladirilor ocupa un loc central in strategia Uniunii Europene (UE) de combatere a schimbarilor climatice, reducere a consumului de energie si tranzitie spre un viitor durabil si independent din punct de vedere energetic. Importanta cresterii eficientei energetice a cladirilor este evidentiata de faptul ca acestea sunt responsabile pentru aproximativ 40% din consumul total de energie [Perez-Lombard et al., 2008; Bakar et al., 2015; Economidou et al., 2020] si 36% din emisiile de CO₂ [Langevin et al., 2019; Zarco-Perinan, 2022]. In acest context, UE a dezvoltat un cadru legislativ ambitios pentru a stimula imbunatatirea performantei energetice a cladirilor si a facilita trecerea la o economie cu emisii reduse de carbon. Rolul esential al imbunatatirii eficientei energetice a cladirilor, precum si al integrarii surselor de energie regenerabila, este subliniat ca o abordare strategica pentru tranzitia catre un stoc de cladiri cu zero emisii pana in anul 2050. Acest obiectiv este aliniat cu viziunea mai ampla a Pactului Verde European [European Green Deal], care vizeaza o UE complet neutra din punct de vedere carbonic in aceeasi perioada.

Cadrul legislativ al Uniunii Europene, in special prin intermediul Pachetului Fit for 55, stabileste un plan ambitios pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera cu cel putin 55% pana in 2030, comparativ cu nivelurile din 1990 [Reducing carbon emissions: EU targets and policies, 2023; Infographic − Fit for 55, 2023]. Acest pachet este decisiv in promovarea ponderii surselor regenerabile in mixul energetic final al UE, marcand un pas important catre atingerea obiectivului de neutralitate climatica pana in 2050. Pachetul legislativ vizeaza utilizarea energiei din surse regenerabile, cresterea eficientei energetice a cladirilor, reducerea degajarilor de CO₂ asociate cu domeniul transporturilor, agricultura sustenabila, inovare industriala si tranzitia catre procese tehnologice mai curate si care sa incurajeze reintegrarea subproduselor industriale, captarea si stocarea carbonului, dezvoltarea tehnologiilor de producere a hidrogenului din surse curate si utilizarea acestuia in scopul stocarii si transportarii energiei, mecanisme financiare concepute pentru a face mai costisitoare poluarea si a incuraja implementarea solutiilor ecologice, implementarea unui sistem de tranzactionare a emisiilor [EU Emissions Trading System (ETS)], promovarea economiei circulare, reducerea emisiilor de metan (in special din agricultura si degajarile deseurilor menajere), instrumente financiare pentru stimularea acestor masuri (fig. 1.1). In acest context, sectorul constructiilor este identificat ca un domeniu-cheie pentru interventie, avand un potential semnificativ de a contribui la aceste tinte prin imbunatatirea eficientei energetice si adoptarea energiei regenerabile.

Fig. 1.1: Strategia Uniunii Europene de reducere a gazelor cu efect de sera (Sursa: Council of the European Union. (n.d.). Fit for 55: The EU’s plan for a green transition)

Revizuirea Directivei privind Performanta Energetica a Cladirilor (EPBD), ca parte a pachetului legislativ Fit for 55, marcheaza inceputul unei noi ere de standarde deosebit de ambitioase in privinta domeniului Eficienta energetica, atat pentru constructiile noi, cat si pentru renovarile cladirilor existente. Aceasta actiune legislativa evidentiaza angajamentul UE de a transforma fondul sau de cladiri, reducand astfel consumul de energie si emisiile. Mai mult, evaluarea de impact a Comisiei Europene pentru 2040 subliniaza necesitatea ca electricitatea sa reprezinte 50% din consumul final de energie al UE [COM(2024) 63 final, 2024] pentru a se alinia cu obiectivele climatice, stabilind un obiectiv intermediar de 35% pana in 2030. In acest scop, sectorul constructiilor trebuie sa joace un rol decisiv in aceasta tranzitie, evidentiat de initiative precum Valul Renovarii [COM(2020) 662 final, 2020; Renovation Wave, 2020], care vizeaza dublarea ratei anuale de renovari energetice pana in 2030, facilitand astfel reducerea cererii de energie pentru cladiri.

Rolul izolatiei termice in cladiri depaseste astfel simpla asigurare a confortului, devenind un element fundamental in atingerea eficientei energetice, reducerea amprentei de carbon si imbunatatirea durabilitatii structurilor. Fundamentul valorii adaugate de utilizarea unor izolatii termice consistente este capacitatea sa de a mentine constanta temperatura spatiilor interioare, ocupate, formand o bariera impotriva disiparii caldurii spre exterior, in timpul iernii, respectiv a aporturilor exterioare de caldura pe durata sezonului calduros. Aceasta relativa stabilizare termica le asigura un mediu de viata si de lucru mai confortabil ocupantilor, suplimentar reducand dependenta de sistemele de incalzire, ventilatie si aer conditionat. Se obtine astfel cresterea rezilientei cladirilor in fata conditiilor meteorologice extreme sau a altor situatii neprevazute, simultan cu o reducere semnificativa a consumului de energie, diminuarea costurilor cu utilitatile si conservarea resurselor naturale. Reducand consumul de energie pe intreaga durata de utilizare a cladirilor, se diminueaza emisiile de gaze cu efect de sera generate de utilizarea combustibililor fosili. Aceasta reducere joaca un rol important in incercarea de diminuare a schimbarilor climatice, transformand izolatia termica intr-o componenta importanta a practicilor durabile de proiectare si construire a cladirilor.

Izolatia termica are, de asemenea, un impact direct asupra sanatatii si confortului ocupantilor. Cladirile izolate adecvat mentin un climat interior stabil si sanatos, controland umiditatea si prevenind dezvoltarea mucegaiului, ceea ce contribuie la reducerea problemelor respiratorii. Aceasta subliniaza importanta utilizarii izolatiei termice in crearea unor medii interioare placute si sanatoase, unde oamenii isi pot derula activitatile zilnice, pentru un interval de timp semnificativ.

Suplimentar fata de beneficiile pentru mediu si sanatate, izolatia termica, atunci cand este selectata si instalata corespunzator, poate contribui si la imbunatatirea performantei acustice a cladirilor. Materialele izolante, in special cele cu densitate crescuta, au proprietati bune de absorbtie a zgomotului aerian, asigurand astfel un mediu interior mai linistit si mai placut prin reducerea zgomotului exterior, un avantaj deosebit de important in zonele urbane afectate de poluarea fonica.

Investitia necesara implementarii izolatiei termice in cladiri devine rentabila pe termen lung datorita economiilor de energie generate. Costurile initiale

pentru instalarea sau modernizarea izolatiei sunt compensate, astfel, de economiile substantiale la facturile de energie, reprezentand o buna decizie financiara atat pentru constructiile noi, cat si pentru renovarile cladirilor existente.

Interventiile realizate pentru instalarea unui sistem compozit de izolare termica la exterior (ETICS − External Thermal Insulation Composite System) pot conduce la prelungirea duratei de viata a cladirilor, prin impermeabilizarea fata de apa pluviala dar si protejand structura de efectele nefavorabile ale variatiilor de temperatura si umiditate, prevenind astfel degradarea materialelor de constructie din structura de rezistenta a cladirii.

Eficienta energetica a unei cladiri depinde in mod semnificativ de arhitectura acesteia, proiectarea elementelor de constructie si a instalatiilor aferente cladirii, modul de utilizare a spatiilor interioare, produsele si tehnologiile utilizate, precum si calitatea lucrarilor de constructie. Eficacitatea izolatiei termice in limitarea fluxului termic disipat prin elementele de anvelopa este importanta pentru imbunatatirea performantei energetice, confortului si impactului asupra mediului. Aceste beneficii variaza in functie de tipul materialului izolator, grosimea stratului de termoizolatie, calitatea punerii in opera, elementul de constructie vizat si conditiile climatice ale zonei in care este amplasata cladirea.

Uniunea Europeana si guvernele statelor membre revizuiesc periodic legislatia si reglementarile ce vizeaza construirea pentru a stabili standarde mai ridicate de eficienta energetica. Aceste standarde revizuite impun utilizarea materialelor de constructie si a metodologiilor care imbunatatesc semnificativ rezistenta termica a anvelopei cladirilor. Construirea si exploatarea cladirilor reprezinta o parte semnificativa din consumul global de energie si emisiile de gaze cu efect de sera. Implementarea unor cerinte mai stricte de rezistenta termica directioneaza industria catre practici de construire mai durabile, care contribuie la combaterea schimbarilor climatice. Izolarea imbunatatita si eficienta energetica sunt esentiale pentru atingerea obiectivelor Uniunii Europene, reducand amprenta de carbon a cladirilor noi si existente.

In ceea ce priveste problema utilizarii energiei in cladiri, se poate observa consecventa Uniunii Europene in acest domeniu. Un element esential in legislatia UE il reprezinta Directiva privind performanta energetica a cladirilor (EPBD), introdusa initial in 2002 [2002/91/EC] si revizuita periodic, in special in 2010 si 2018 ([2010/31/EU], [2018/844/EU]) si fiind vizata de noi revizuiri [Kurnitski & Zirngibl, 2022; 7446/23]. Angajamentul Uniunii Europene fata de eficienta energetica este demonstrat prin imbunatatirea continua a Directivei privind Performanta Energetica a Cladirilor (EPBD), incepand cu anul 2010 si pana in prezent. Acest efort constant reflecta abordarea strategica a UE nu doar in indeplinirea obiectivelor sale energetice si climatice, ci si in promovarea unui viitor durabil si eficient din punct de vedere energetic pentru mediul sau construit.

In forma initiala, EPBD a pus bazele pentru implementarea unor metodologii nationale de calcul al performantei energetice a cladirilor, pentru stabilirea standardelor minime de performanta energetica in cladirile noi si in cladirile existente supuse unei renovari majore, informarea potentialilor cumparatori sau chiriasi si incurajarea alegerii unor standarde de performanta energetica mai ridicate in procesul de decizie, accelerarea ritmului in care investitorii se implica in proiecte de eficienta energetica, implicarea statelor membre in procese de finantare a investitiilor vizand cresterea performantei energetice. Aceasta directiva a introdus schemele nationale de certificate de performanta energetica, scopul principal fiind cel de ghidare a potentialilor cumparatori sau chiriasi in procesul de luare a deciziilor, de a creste cererea de cladiri cu eficienta energetica ridicata si de a actiona ca un stimulent pentru mai multe renovari energetice [de Ayala et al., 2016]. Dincolo de dimensiunea lor importanta de sensibilizare, CPE-urile pot fi de asemenea utilizate pentru a monitoriza performanta energetica generala a stocului de cladiri, aducand astfel mai multa transparenta pe piata imobiliara [Davis et al., 2015]. In mai multe state membre a fost inregistrat un progres lent al implementarii EPBD [Fokaides et al., 2017], in special in ceea ce priveste codurile de construire si schemele de certificare [Cohen et al., 2003; Santamouris, 2005].

EPBD recast (2010/31/EC) a consolidat unele prevederi anterioare si a introdus oportunitati pentru economii suplimentare de energie, prevazute anterior in planul de actiune din 2006 (COM(2006) 545 final). Principalul scop al EPBD in forma republicata in 2010 a fost sa se asigure ca cerintele minime de performanta energetica adoptate de statele membre au niveluri de ambitie similare in ceea ce priveste economiile de energie si reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera. Acest lucru este cauzat de faptul ca unele standarde nationale nu erau suficient de ambitioase si eficiente din punct de vedere al costurilor [O. Broin et al., 2015]. Dezvoltand conceptele introduse in planul de actiune pentru eficienta energetica (COM(2006) 545 final), articolul 5 al EPBD recast a introdus metodologia cost-optim ca principiu orientativ pentru stabilirea cerintelor energetice ale cladirilor, iar articolul 9 a introdus conceptul de cladiri cu consum de energie aproape zero (nZEB), conform caruia toate cladirile noi vor trebui sa respecte standardele nZEB stabilite la nivel national incepand cu anul 2021. Este eliminat pragul de 1.000 m² pentru cladirile existente in curs de renovare, care trebuie sa indeplineasca in urma modernizarii cerintele standardelor de performanta energetica [Economidou, et al, 2020]. In cursul anului 2018, aceasta directiva este revizuita [2018/844/EU], fiind crescuta importanta stimulentelor financiare pentru promovarea renovarilor energetice. O alta solicitare este aceea ca statele membre sa identifice si sa transmita Comisiei Europene masurile financiare nationale pentru imbunatatirea eficientei energetice. Astfel, Comisia Europeana are posibilitatea de identificare si diseminare a celor mai bune practici referitoare la stimulentele financiare de renovare. De asemenea, fiecare stat membru trebuie sa elaboreze o Strategie de Renovare pe Termen Lung (SRTL) pentru a sustine transformarea parcului national de cladiri rezidentiale si nerezidentiale, publice si private, intr-un parc imobiliar cu un nivel ridicat de eficienta energetica si indeplinind obiectivele de decarbonizare pana in 2050. Se accentueaza ca SRTL trebuie sa faciliteze transformarea eficienta din punct de vedere al costurilor a cladirilor existente in cladiri cu un consum de energie aproape egal cu zero (nZEB), o cerinta deja stipulata in articolul 9(2) din directiva EPBD [MO 1247, 2020]. Una dintre initiativele demarate in acest sens este obligatia statelor membre de a renova anual cel putin 3% din suprafata totala a cladirilor incalzite si/sau racite, detinute de organismele publice, cu scopul de a le transforma in cladiri cu energie aproape zero sau in cladiri cu emisii zero [Council of the European Union, 2023]. Initiativa Valul Renovarii [Q&A, RW] urmareste sa accelereze ritmul si profunzimea renovarilor energetice ale cladirilor din Uniunea Europeana. In prezent, rata medie ponderata a renovarii energetice este de doar 1% pe an, iar obiectivul Comisiei Europene este de a dubla aceasta rata pana in 2030, sporind in acelasi timp eficienta energetica medie obtinuta prin renovari. Acest demers ambitios ar putea duce la renovarea a 35 de milioane de cladiri in urmatorul deceniu, stimuland cererea pentru renovari mai profunde si contribuind la scaderea costurilor pentru produse si procese de renovare mai inteligente si durabile [Questions and Answers on the Renovation Wave].

Pentru a indeplini aceste obiective, a fost planificata o crestere progresiva a ratei anuale de renovare energetica, incepand cu 1% pentru 2021-2022, urmand sa creasca cu cate 1,2% pe an in 2023-2025 si stabilizandu-se la cel putin 2% pe an in 2026-2029. Se estimeaza ca rata renovarilor care implica schimbarea echipamentelor de incalzire va ajunge la aproximativ 4% in 2026-2030, atat in sectorul rezidential, cat si in cel al serviciilor [Q&A, RW]. Aceasta abordare etapizata permite adaptarea lantului de aprovizionare si mobilizarea eficienta a finantarii propuse. Pentru a atinge neutralitatea climatica a UE pana in 2050, rata crescuta de renovare, impreuna cu o profunzime sporita a acesteia, va trebui mentinuta si dupa 2030 [Q&A, RW]. Propunerea de revizuire a EPBD introduce de asemenea definitia cladirilor cu emisii zero: o cladire cu o performanta energetica foarte ridicata in conformitate cu principiul „eficienta energetica pe primul loc” si in care cantitatea foarte scazuta de energie inca necesara este acoperita integral de energie din surse regenerabile la nivelul cladirii sau al cartierului ori al comunitatii, atunci cand acest lucru este fezabil din punct de vedere tehnic [Kurnitski & Zirngibl, 2022; COM/2021/802/EC]. Cladirile cu emisii zero devin noul standard pentru cladirile noi, nivelul care trebuie atins printr-o renovare in profunzime incepand din 2030 si viziunea privind parcul imobiliar din 2050. Articolul 2 clarifica, de asemenea, definitia „cladirilor al caror consum de energie este aproape egal cu zero” (nZEB), care ramane cerinta pentru cladirile noi pana la aplicarea standardului privind cladirile cu emisii zero si devine nivelul care trebuie atins printr-o renovare in profunzime pana in 2030. Documentul abordeaza conceptul de „renovare profunda” ca fiind standardul de referinta pentru modernizarea infrastructurilor existente. In plus, introduce notiunea de „renovare profunda etapizata”, o abordare progresiva destinata sa faciliteze implementarea standardului de renovare profunda, permitand o adaptare flexibila si treptata la cerintele de sustenabilitate si eficienta energetica. Aceasta perspectiva subliniaza importanta unei planificari meticuloase si a investitiilor strategice in renovarea cladirilor pentru a atinge obiectivele de sustenabilitate pe termen lung. Articolul 2 introduce o definitie a „standardelor privind portofoliile de credite ipotecare” ca mecanism de stimulare a creditorilor ipotecari sa imbunatateasca performanta energetica a portofoliului lor de cladiri si de incurajare a clientilor potentiali sa-si faca proprietatile mai performante din punct de vedere energetic [COM/2021/802/EC]. Aceste initiative trebuie corelate cu utilizarea unor produse durabile de constructie, ale caror proprietati termofizice sunt stabilite si determinate in conditii stricte de calitate. Selectarea materialelor cu inalta eficienta energetica este o cerinta majora, acestea trebuind sa prezinte o durabilitate indelungata si sa mentina performante termice optime pe parcursul intregii lor durate de viata. Este fundamental ca aceste produse sa fie testate si certificate conform celor mai exigente proceduri, bazate pe standardele in vigoare, asigurand astfel ca investitiile in renovari si constructii noi contribuie efectiv la obiectivele de eficienta energetica si la reducerea emisiilor de carbon. Aceasta abordare integrata este esentiala pentru a promova un parc imobiliar sustenabil si pentru a atinge tintele de decarbonizare stabilite la nivel national si international.

BIBLIOGRAFIE

[1] A. de Ayala, I. Galarraga, J.V. Spadaro, The price of energy efficiency in the Spanish housing market, Energy Policy 94 (2016) 16-24, https://doi.org/10.1016/J.ENPOL.2016.03.032;

[2] Bakar, N. N. A., Hassan, M. Y., Abdullah, H., Rahman, H. A., Abdullah, M. P., Hussin, F., & Bandi, M. (2015), Energy efficiency index as an indicator for measuring building energy performance: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 44, 1-11;

[3] Council of the European Union (n.d.), Fit for 55: The EU’s plan for a green transition. Disponibil online: https://www.consilium.europa.eu/en/policies/green-deal/fit-for-55-the-eu-plan-for-a-green-transition/#what (accesat la 25.02.2024);

[4] E. O. Broin, J. Nassen, F. Johnsson, Energy efficiency policies for space heating in EU countries: A panel data analysis for the period 1990-2010. Applied Energy 150 (2015) 211-223, DOI:10.1016/J.APENERGY.2015.03.063;

[5] Economidou, M., Todeschi, V., Bertoldi, P., D’Agostino, D., Zangheri, P., & Castellazzi, L. (2020), Review of 50 years of EU energy efficiency policies for buildings. Energy and Buildings, 225, 110322;

[6] European Commission. (n.d.), Questions and Answers on the Renovation Wave (Q&A, RW). Disponibil online: https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/qanda_20_1836 (accesat la 02.03.2024);

[7] Guvernul Romaniei (2020, 27 noiembrie), Strategia nationala de renovare pe termen lung pentru sprijinirea renovarii parcului national de cladiri rezidentiale si nerezidentiale, atat publice, cat si private, si transformarea sa treptata intr-un parc imobiliar cu un nivel ridicat de eficienta energetica si decarbonat pana in 2050. Monitorul Oficial nr. 1.247 bis. Disponibil online: https://legislatie.just.ro/Public/DetaliiDocumentAfis/236612 (accesat la 02.03.2024);

[8] Kurnitski, J., & Zirngibl, J. (2022), Technical comments on the zero-emission building definition in EPBD recast proposal. REHVA Journal. Disponibil online: https://www.rehva.eu/rehva-journal/chapter/technical-comments-on-the-zero-emission-building-definition-in-epbd-recast-proposal (accesat la 11.03.2024);

[9] Langevin, J., Harris, C. B., & Reyna, J. L. (2019), Assessing the potential to reduce US building CO₂ emissions 80% by 2050. Joule, 3(10), 2403-2424;

[10] M. Santamouris, Energy Performance of Residential Buildings. London: Routledge. (2005). DOI:10.4324/9781849776059;

[11] P.A. Fokaides, K. Polycarpou, S. Kalogirou, The impact of the implementation of the European Energy Performance of Buildings Directive on the European building stock: the case of the Cyprus land development corporation. Energy Policy 111 (2017) 1-8, https://doi.org/10.1016/J.ENPOL.2017.09.009;

[12] P.T. Davis, J.A. McCord, M. McCord, M. Haran, Modelling the effect of energy performance certificate rating on property value in the Belfast housing market. Int. J. Housing Markets Anal. 8 (3) (2015) 292-317, https://doi.org/10.1108/IJHMA-09-2014-0035;

[13] Perez-Lombard, L., Ortiz, J., & Pout, C. (2008), A review on buildings energy consumption information. Energy and buildings, 40(3), 394-398;

[14] R. Cohen, B. Bordass, J. Field, Read the label − large public buildings will soon need to display an energy certificate. Energy World 307 (2003) 8-11, ISSN:03077942;

[15] Zarco-Perinan, P. J., Zarco-Soto, F. J., Zarco-Soto, I. M., Martinez-Ramos, J. L., & Sanchez-Duran, R. (2022), CO₂ Emissions in Buildings: A Synopsis of Current Studies. Energies, 15(18), 6635;

[16] [2002/91/EC] European Parliament and the Council of the European Union (2003), Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 2002 on the energy performance of buildings. Official Journal of the European Communities, 1, 65-71;

[17] [2010/31/EU] European Parliament and Council of the European Union, Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings (recast). Official Journal of the European Union, 2010. Disponibil online: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:32010L0031&qid=1685102912815 (accesat la 21.05.2023);

[18] [2018/844/EU] European Parliament and Council of the European Union, Directive (EU) 2018/844 of the European Parliament and of the Council of 30 May 2018 amending Directive 2010/31/EU on the Energy Performance of Buildings and Directive 2012/27/EU on Energy Efficiency. Official Journal of the European Union, 2018. Disponibil online: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:32018L0844&qid=16851026851421836 (accesat la 02.03.2024);

[19] [7446/23] Council of the European Union (2023, March 24), Proposal for a directive of the European Parliament and of the Council on energy efficiency (recast) – Analysis of the final compromise text with a view to agreement (Interinstitutional File: 2021/0203(COD)). Disponibil online: https://data.consilium.europa.eu/doc/document/ST-7446-2023-INIT/en/pdf1836 (accesat la 01.03.2024);

[20] [COM/2021/802/EC], Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the Energy Performance of Buildings (recast). Disponibil online: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=COM%3A2021%3A802%3AFIN&qid=1639582331528 (accesat 11.03.2024).

Autor:

ing. Cristian PETCU – CS II, INCD URBAN-INCERC, Sucursala INCERC Bucuresti

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 212 – aprilie 2024, pag. 58-61