Podstawową motywacją do oszczędzania energii są jej koszty. Właściciel, chcąc przyciągnąć bądź zatrzymać najemcę, konkuruje ceną najmu, która ma w sobie czynnik związany ze zużyciem energii przez budynek i jego systemy. Dlatego im efektywniejszy energetycznie budynek, tym koszty najmu będą niższe, a najemca chętniej wynajmie daną powierzchnię.
W kwestiach ekologicznych warto wspomnieć o CRREM (carbon risk real etate onitoring). Jest to narzędzie służące do oceny operacyjnego śladu węglowego budynków stworzone przez instytucję unijną. Jego podstawą jest metodologia pozwalająca na ocenę emisji CO2 budynku w kolejnych latach na podstawie jego rzeczywistych rachunków za energię. Wykres dla każdego kraju i typu nieruchomości pokazuje wymogi związane z maksymalnym śladem węglowym określonym jako ekwiwalent CO2/m2 w każdym roku, aż do wartości bliskiej Net Zero w 2050 roku (rys. 1).
Zielona linia na rysunku 1 to cel dekarbonizacji dla budynku biurowego w Polsce. Linia przerywana pokazuje jego obecny ślad węglowy, bez uwzględnienia dekarbonizacji sieci elektroenergetycznej. Czarna ciągła linia to emisja CO2 danej nieruchomości po uwzględnieniu dekarbonizacji sieci. Niebieskie pole pokazuje jej emisję, która przekracza wyznaczony przez CRREM cel węglowy. W sytuacji, w której obiekt przekracza linię targetu dekarbonizacji, staje się on tzw. stranded asset.
Mechanizmy finansowe, które będą wymagać zgodności z CRREM, spowodują mocny nacisk na proces dekarbonizacji budynków. Już obecnie widzimy rosnący trend w świadomości właścicieli i deweloperów, którzy proszą o wykonanie analizy CREEM, aby się na wdrożenie tych wymogów przygotować. Niektóre fundusze inwestycyjne już teraz zakładają wewnętrzne cele zgodności z tym narzędziem.
W procesie poprawy efektywności energetycznej czasami mamy do czynienia z pewnym konfliktem interesów między właścicielem a najemcą. Zarówno jeden, jak i drugi podmiot mogą mieć rozbieżne cele. Częstym przykładem jest wymóg najemcy, aby utrzymać maksymalny komfort, podczas gdy właściciel chce wykazać wysoką efektywność budynku, na przykład do raportowania CRREM. Najlepszym rozwiązaniem jest opomiarowanie możliwie jak największej liczby systemów i procesów budynkowych oraz wszystkich najemców (ciepło, chłód, energia elektryczna, ilość dostarczanego powietrza) i rozliczanie najemcy za zużycie. To zmotywuje go do szukania oszczędności i poprawy efektywności energetycznej.
Przed rozpoczęciem analizy procesu poprawy efektywności energetycznej warto wyznaczyć podstawowe wskaźniki energetyczne do celów porównawczych. Opłaca się również wyznaczenie rozkładu zużywanej energii. Na rysunku 2 został pokazany rozkład zużywanej energii przez przykładowy obiekt biurowy. Rozkład jest silnie zależny od użytych systemów HVAC oraz specyfiki najemców.
Z reguły najbardziej energochłonnym procesem jest ogrzewanie nieruchomości, w szczególności powietrza w centralach wentylacyjnych. Opłaca się więc zadbać o odpowiedniej sprawności wymienniki ciepła w centralach oraz utrzymywać temperaturę w pomieszczeniach na jak najniższym poziomie. Kolejnym energochłonnym procesem jest oświetlenie. Warto zadać o właściwą efektywność opraw LED-owych i odpowiedni ich dobór, tak by niepotrzebnie nie przewymiarowywać ich mocy. Odpowiednie sterowanie z wykorzystaniem DALI wraz z oczujnikowaniem pomoże w znaczący sposób zredukować zużycie energii. A znacznym jest również ta pobierana przez urządzenia elektryczne najemcy, w tym serwerownie. Kolejne znaczące zużycie wiąże się z procesem nawilżania. Można je zmniejszyć dzięki sterowaniu ilością nawiewanego powietrza lub utrzymywaniu odpowiednich nastaw. Energochłonnym procesem jest również napęd wentylatorów w centralach. W jego obniżeniu pomoże odpowiednie harmonogramowanie oraz regulacja ilości nawiewanego powietrza, a także efektywność samych wentylatorów. Nie można również zapominać o chłodzeniu budynku, które zwłaszcza przy nieprawidłowo sterowanych lub nieefektywnych systemach może wiązać się ze znacznym zużyciem energii. Tu redukcję można osiągnąć głównie przez odpowiednie sterowanie systemem. W przypadku nieefektywnych urządzeń konieczna może się okazać wymiana systemu chłodzenia. Jest to jednak inwestycja niezwykle kosztowna.
Systemy zużywające energię w budynku biurowym możemy podzielić na 3 typy ze względu na sposób kontroli nad nimi.
Procesy niezależne od właściciela
Pierwszym typem są procesy zużywające energię bezpośrednio przez najemcę. Jest to blisko 27,5% całkowitego zużycia. Zarządca nie ma praktycznie na nie wpływu. Możliwe jest jedynie nadanie pewnych ograniczeń w standardzie powierzchni lub wymogów w umowie najmu, które będą zakładały na przykład maksymalną moc oświetlenia na powierzchni najemcy. Możemy też odłączać czasowo część gniazd, tak aby odciąć zużycie niektórych urządzeń pracujących niepotrzebnie w nocy. Jest to obecnie wymóg certyfikacji LEED v4.
Standardową praktyką jest rozliczanie najemców ze zużycia energii przez osobne olicznikowanie, co przerzuca problem efektywności energetycznej na najemcę, który ma na te procesy realny wpływ. Te procesy to głównie oświetlenie wynajmującego, energia z gniazdek czy związana między innymi z pracą i chłodzeniem serwerowni. Są to systemy, których optymalizacja jest najtrudniejsza do osiągnięcia, jeśli na procesie poprawy efektywności zależy głównie właścicielowi.
Procesy zależne od właściciela i najemcy
Kolejnym typem są procesy, przy których najemca ma częściową kontrolę lub nie ma jej wcale, ale które mają wpływ na jego przestrzeń. Chodzi głównie o systemy HVAC utrzymujące komfort w budynku i u najemcy. Można je podzielić na procesy związane ze sterowaniem oraz efektywnością pracy systemów. Generalnie jest to ok. 60%. Procesy te mają na celu utrzymanie odpowiedniego komfortu w przestrzeni pracy. Mowa tutaj chociażby o nawiewie świeżego powietrza czy utrzymaniu komfortu termicznego. Najemca nie jest w stanie zmienić samodzielnie ilości nawiewanego powietrza. Może zmienić nastawę na termostacie, zmieniając temperaturę. Obsługa techniczna ma pełną kontrolę nad systemem, jednak harmonogramy pracy systemów są z reguły potwierdzane z najemcą, a skrócenie czasu pracy (np. central wentylacyjnych) z reguły nie może odbyć się bez ich zgody. Właściciel budynku ma tu jednak zasadniczy wpływ na efektywność pracy tych systemów.
Koszty tych procesów nie są najczęściej przerzucane na najemców wprost w zależności od ich faktycznego wpływu na zużycie. Im bardziej opłata najemcy będzie uzależniona od tego, w jak dużym stopniu wpływa on na zwiększenie danego zużycia, tym większą będzie miał motywację do oszczędzania energii. Celem najemcy jest uzyskać jak najwyższy komfort dla pracownika, a w sytuacji gdy nie jest on bezpośrednio obarczony kosztami, nie zależy mu na optymalnej pracy systemów. Częstym przypadkiem są wymagania najemców dotyczące wydłużenia pracy central wentylacyjnych, klimatyzacji długo po tym, gdy większość pracowników kończy swoją pracę. Energię zużywaną przez tego typu proces najczęściej rozlicza się ryczałtem jako opłatę stałą bądź jako procent zużycia danego medium na powierzchni najemcy.
W procesach związanych ze sterowaniem systemami występuje duży potencjał do oszczędności energii, lecz wymagają one dobrej woli ze strony najemcy. Najlepszym sposobem wpłynięcia na nich jest opomiarowanie poszczególnych systemów i przerzucenie tych kosztów na najemcę w jak największym stopniu. Warto przy tym wskazać najemcy możliwości redukcji tych kosztów, proponując na przykład optymalizację harmonogramów pracy urządzeń i wyjaśniając, jaki będzie to miało wpływ na komfort. W tej konfiguracji najemca będzie bardziej chętny do ograniczenia zużywanej energii.
Łatwo to zrobić dla systemów grzewczych i chłodniczych, stosując odpowiednie liczniki dla każdego najemcy. Dla central wentylacyjnych ciekawą alternatywą do rozliczenia ryczałtowego za ich pracę może być procent będący stosunkiem całkowitej ilości dostarczonego powietrza przez centralę do ilości powietrza dostarczonej do najemcy. W ten sposób można rozliczyć między innymi ciepło z nagrzewnic czy energię elektryczną na potrzeby wentylacji. Ograniczanie zużywanej energii na wentylację jest szczególnie istotne, ponieważ wykazuje ona najczęściej największe zużycie ze wszystkich systemów w budynkach biurowych.
Procesy niezależne od najemcy
Pozostałe systemy odpowiadają za resztę zużywanej przez budynek energii i są związane z częściami wspólnymi. Zaliczamy do nich systemy HVAC i oświetlenie zasilające części wspólne, w tym garaż, windy oraz oświetlenie zewnętrzne. Ograniczenie zużycia tej energii nie musi być na ogół konsultowane z najemcą i istnieje większa elastyczność w ich sterowaniu oraz modernizacji.
Proces poszukiwania oszczędności
Proces oszczędności energii powinno się zacząć od analizy zużycia energii w budynku. Im obiekt jest lepiej opomiarowany, tym dokładniej można wyznaczyć źródła poboru energii. Na podstawie faktur za media i odczytu z liczników w pierwszej kolejności analizuje się wskaźniki efektywności energetycznej takie jak ilość zużywanej energii czy CO2 na jednostkę powierzchni. Następnie analizuje się zużycia poszczególnych mediów i systemów w celu wykrycia ewentualnych nieprawidłowości. Nieruchomość warto jest porównać z podobnymi danego typu. Warto jest również przeanalizować opłaty za energię bierną, zastanowić się nad mocą umowną lub ewentualną zmianą taryfy.
Następnym krokiem jest audyt, który ma na celu ocenę efektywności energetycznej poszczególnych systemów, znalezienie potencjalnych nieprawidłowości w ich funkcjonowaniu i możliwości modernizacyjnych poszczególnych systemów.
Proces wdrażania zaleceń obrazuje rysunek 3.
W pierwszej kolejności szukamy optymalizacji operacyjnych systemów, które występują w obiekcie. Proces należy rozpocząć od modyfikacji w BMS, które nie spowodują negatywnych zmian komfortu termicznego w budynku, a dopasują pracę systemów do jego realnego zapotrzebowania i profilu. Następnie można skonsultować z najemcą zmiany mogące wpłynąć na jego komfort na przykład poza godzinami pracy. Duże straty energii pojawiają się przez jednoczesne grzanie i chłodzenie przestrzeni w budynkach, między innymi w pomieszczeniach open space, gdzie użytkownicy mają różne wymogi związane z temperaturą. Umożliwienie użytkownikom biura zbyt dużego zakresu regulacji temperatury powoduje duże straty energii. Dla przykładu jeden użytkownik ustawia temperaturę 25ºC w zimie, bo chciałby szybciej ogrzać pomieszczenie, a ta temperatura wpływa na użytkownika obok, który na osobnym panelu ustawia 18ºC, bo jest mu za gorąco, dlatego włącza chłodzenie w układzie. Czasami takie temperatury zostają pozostawione na noc, gdy brak jest odpowiednich ustawień na BMS, co powoduje dodatkowe straty. Warto przyjrzeć się strategiom regulacji temperatury w przestrzeniach najmu, minimalizując zakres nastaw do dwóch zakresów, tak aby zoptymalizować korelację komfortu i zużycia energii.
Kolejnym negatywnym i częstym zjawiskiem jest jednoczesne ogrzewanie powietrza w centralach wentylacyjnych i ich chłodzenie w układzie klimatyzacji. Dochodzi do tego najczęściej w okresach przejściowych. Centrale często mają niezależne ustawienia temperatury powietrza nawiewanego. W okresach przejściowych może pojawić się sytuacja, w której dogrzewane jest powietrze w centrali, gdy znaczna część budynku wymaga chłodzenia.
W kwestiach operacyjnych bardzo duże oszczędności można uzyskać dzięki optymalizacji czasu i wydajności pracy central wentylacyjnych. Jednym z najbardziej energochłonnych procesów jest nawiew powietrza w budynku przez centrale wentylacyjne. Obecnie z uwagi na nowe normy europejskie projektuje się systemy wentylacji na wydajność 40–50m3/h powietrza na osobę. Maksymalne obłożenie budynku w sposób projektowy daje odpowiednią jakość powietrza w jego przestrzeni. Jednak obiekty rzadko są obłożone na maksimum projektowe przez cały czas użytkowania. W tej sytuacji do nieruchomości dostarczane są ogromne i nie zawsze potrzebne ilości powietrza. Redukcję zbyt dużej można przeprowadzić bezkosztowo lub kosztowo.
Przy większych obiektach warto zainwestować w usługę monitoringu energii. Polega ona na bieżącej analizie danych związanych z jej zużyciem w budynku, często wspartej przez sztuczną inteligencję, w celu wykrycia nieprawidłowości, poprawy efektywności przy jednoczesnej bieżącej analizie funkcjonowania BMS. Dzięki optymalizacji pracy samych urządzeń oszczędności mogą sięgać 10–20% zużywanej energii przez budynek. Na rysunku 4 przedstawiono zrzut ekranu z oprogramowania służącego do monitoringu pokazującego wzrost zużycia central wentylacyjnych w czasie kilku tygodni (kolorem niebieskim zaznaczone jest zużycie centrali w terminie 7–13.07, na czerwono zaś 28.07–03.08). Jest to jedna z możliwych nieprawidłowości, którą system jest w stanie wykryć.
W obiektach wyposażonych w czujniki obecności i czujniki światła dziennego warto sprawdzić, czy są one odpowiednio wyregulowane.
Kolejnym krokiem są zalecenia inwestycyjne, skupiające się na modernizacji poszczególnych systemów. Do najbardziej klasycznych wytyczne zaliczane są: wymiana oświetlenia na LED, modernizacja systemu wentylacji minimum w celu regulacji ilości świeżego powietrza w budynku czy poprawy odzysków ciepła.
W przypadku starszych budynków warto rozważyć poprawę termiki przegród przez zastosowanie fasad czy docieplenia dachu.
W celu optymalizacji wydatków związanych z inwestycjami warto posłużyć się modelem energetycznym skalibrowanym do realnych zużyć, który pozwoli obliczyć oszczędności energii płynące z proponowanych optymalizacji oraz pomoże dobrać odpowiednią wielkość urządzeń (rys. 5). Na tej podstawie możliwe jest oszacowanie kosztów inwestycyjnych adaptacji i obliczenie czasu zwrotu, które umożliwiają wybór optymalnych rozwiązań.
Nie można zapomnieć, że do poprawy efektywności energetycznej i zarządzania energią w budynku biurowym należy zainwestować we własne źródło wytwarzania energii z odnawialnych źródeł. Najczęściej są to instalacje fotowoltaiczne montowane na dachu budynku, w przypadku biurowego rzadziej na gruncie. Istnieje również możliwość montażu na fasadzie, jednak jest to rozwiązanie droższe i mniej efektywne. Inwestycja we własne źródło energii jest zawsze postrzegana in plus dla nieruchomości. Na dachach obiektów biurowych najczęściej jest niewiele miejsca, dlatego nawet przy całkowitym wykorzystaniu wolnej przestrzeni na dachu produkowana ilość energii praktycznie zawsze będzie mogła być skonsumowana w 100%. Początkowo kosztowna inwestycja przyniesie korzyści w postaci niższych rachunków. Energia pochodząca ze źródeł odnawialnych jako bezemisyjna pozwala na obniżenie śladu węglowego emitowanego przez budynek.
W celu zmniejszenia wydatków na optymalizacje energetyczne można przed rozpoczęciem procesu modernizacji wystąpić do Urzędu Regulacji Energetyki z wnioskiem o tzw. białe certyfikaty. Jeśli udowodnimy obliczeniowo, że planowana inwestycja obniży zużycie energii nieruchomości, możemy otrzymać zwrot poniesionych nakładów w postaci akcji na giełdzie energii, które w przypadku niektórych inwestycji mogą nawet przekroczyć koszty inwestycyjne. Dla większości modernizacji białe certyfikaty mogą stanowić mniej więcej 5–20% oszczędności. Należy pamiętać, aby wniosek o ich przyznanie złożyć przed podpisaniem umowy z wykonawcą.
Podsumowując, praktycznie dla każdego rodzaju zużywanej energii w budynku istnieje potencjał do jej redukcji. Proces poprawy efektywności obiektu niekoniecznie musi być kosztowny. Do pewnego poziomu energię można zredukować bezkosztowo dzięki działaniom związanym między innymi ze sterowaniem danymi systemami. W przypadku ich modernizacji warto wesprzeć się sensowną analizą kosztów oraz skalibrowanym modelem energetycznym w celu wyznaczenia możliwych oszczędności.
