Nowe technologie – samowystarczalność energetyczna budynków

 Nowe technologie – samowystarczalność energetyczna budynków

Projektowanie budynków o coraz mniejszym zużyciu energii powoduje powstawanie nowych, bardzo interesujących rozwiązań, nastawionych nie tylko na mniejsze zużycie ciepła, ale także na samowystarczalność energetyczną budynku. Obecnie samowystarczalność energetyczna budynku jest zagadnieniem, które dopiero zaczyna być jeszcze dość nieśmiało brane pod uwagę w nowych projektach. Jednak w najbliższych kilku latach czyli niedługo, gdy wymagania podane w warunkach technicznych WT 2017 i WT 2021 dotyczące, przenikania ciepła przegród będą stopniowo zaostrzane wtedy każdy projektant będzie zmuszony do zaproponowania konkretnych rozwiązań, bez których otrzymanie pozwolenia na budowę nie będzie możliwe.

Pomysłów jest bardzo wiele. Jedne są lepsze, inne tańsze, a inne jeszcze czeka długi proces udoskonalania. W niniejszym artykule zostaną omówione tylko 3 rozwiązania:

  1. Żaluzje o zmiennym kącie nachylenia,
  2. Odzysk ciepła z ciepłej wody użytkowej ( szarej wody),
  3. Kotły typu tri-generacja,

Ad.1. Żaluzje o zmiennym kącie nachylenia

W Polsce dopiero od niedawna weszły na rynek żaluzje o zmiennym kącie nachylenia. Natomiast w krajach zachodnich (np. Niemczech) stosowane są z dużym powodzeniem od kilku lat, np. szkołach, urzędach. W ten sposób elewacje szklane okna staję sie inteligentnymi przegrodami, dostosowując się automatycznie i na bieżąco do zmiennych warunków klimatycznych i oświetlenia, ograniczając w ten sposób straty ciepła w okresie grzewczym i jednocześnie, w okresie letnim, umożliwiając osiąganie optymalnych zysków od nasłonecznienia i znacznie zmniejszając zapotrzebowanie na chłód r.

Zewnętrzne żaluzje mogą poprawiać współczynnik całkowity przenikania ciepła U, szczególnie w okresie od grudnia do marca, gdy długość dnia trwa mniej niż 12 godzin na dobę, a temperatura po zachodzie słońca spada.

Zgodnie z normą PN-EN 13125 dodatkowy opór cieplny ∆R okna dla zasłon wewnętrznych i międzyszybowych (gdy szerokość wolnej przestrzeni między żaluzją a szybą od każdej strony wynosi minimum d = 12 mm) waha się od 0,08 do około 0,40 (m2*K)/W, w zależności od stopnia przepuszczalności powietrza. Pozwala to dla okna zewnętrznego obniżyć jego współczynnik przenikania U od 0,1 dla do nawet 0,3 W/(m2*K) – dla bardzo szczelnych żaluzji.

Zastosowanie automatyki pozwala zmieniać kąt nachylenia listew (lamel) oraz stopień zasłonięcia okna, w zależności od położenia słońca na horyzoncie lub stopnia zachmurzenia. Takie ustawienia należy wykonać indywidualnie dla każdej strony świata, uwzględniając także stałe osłony zewnętrzne lub zacienienie budynku.

Ad.2. Odzysk ciepła z ciepłej wody użytkowej (szarej)

Odzysk ciepła z ciepłej wody użytkowej jest nowością, którą z pewnością w najbliższych latach czeka szeroki rozwój. Odzysk ciepła następuje od wody szarej, która zgodnie z normą europejska EN 112056-1 oznacza wodę ściekową wytwarzaną podczas prac domowych takich jak mycie naczyń, kąpiel czy pranie. Nie jest to woda ani pitna ani skażona. Odebrane ciepło przez wymiennik ciepła przekazywane jest na podgrzanie do wody znajdującej sie w obiegu cyrkulacyjnym lub do zasobnika buforowego.

Warunkiem zastosowania urządzeń do odzysku ciepła są prysznice w instalacji c.w.u . Kąpiel w wannach nie dałaby odpowiedniego odzysku ciepła i tym samym efektu ekonomicznego, ale w najbliższych latach niewykluczone że to się zmieni.

Ze względu na niewielkie obecnie zastosowanie istniejąca oraz proponowana metodologia obliczania świadectw energetycznych nie uwzględnia jeszcze odzysku ciepła z wody szarej, ale nie jest wykluczone, że kolejna modyfikacja rozporządzenia weźmie pod uwagę tego typu odzysk ciepła.

Ad 3. Koszty inwestycyjne Ze względu na fakt, ze technologie tri generacji małej mocy dopiero wchodzą na rynek, nie ma wiarygodnej bazy danych dla dokładnego oszacowania kosztów inwestycyjnych. Dla większości systemów muszą by one kalkulowane indywidualnie.

Aktualny stan technologii Systemy kogeneracyjne (trigeneracyjne) znajdują obecnie powszechne zastosowanie w dużych obiektach w zakresie średnich (> 100kWe) oraz dużych mocy (>1000 kWe). Coraz bardziej powszechne stają się też jednak ostatnio małe systemy kogeneracyjne (<100 kWe) Wiele europejskich firm rozpoczęło produkcję chłodziarek absorpcyjnych małej mocy (od kilku do 30 kW). Systemy mikrotrigeneracji mogłyby także znaleźć powszechne zastosowanie w sektorze komunalnym.

Jednak najnowsze propozycje finansowe dla produkcji energii elektrycznej przez małych indywidualnych producentów (właścicieli domowe gospodarstwa na terenach wiejskich) zwanych prosumentami są raczej obojętne finansowo niż korzystne. Planowany czas zwrotu poniesionych nakładów wynoszący 15 lat nie doprowadzi do przełomu. Prosument oznacza osobę, która jednocześnie produkuje i sprzedaje towar np. energię elektryczną. Osoba ta musi mieć szeroką wiedzę na temat produkcji i sprzedaży oraz zakupu danego towaru. Planowany koszt sprzedaży do krajowej sieci energetycznej 1 kWh ma wynosić ok. 16 groszy, a zakup prawie 60 gr / 1kWh. Zgodnie z obecnymi przepisami nawet oddanie za darmo nadwyżki prądu byłoby złamaniem prawa!, ponieważ takie działanie wymaga koncesji.

Jak się wydaje, obecna polityka rządu bardziej preferuje budowę nowych zakładów energetycznych niż promocję nowych technologii. Prawdopodobnie bardziej chodzi o zagospodarowanie wielkich nadwyżek węgla na polskim rynku i utrzymanie obecnego zatrudnienia w przemyśle wydobywczym niż o ekologię i potanienie kosztów energii. Są też pozytywne sygnały, takie jak znaczne uproszczenie przepisów polegające tylko na wypełnieniu zgłoszenia (16 stron) do zakładu energetycznego przy chęci sprzedaży nadwyżki prądu elektrycznego bez ubiegania się o koncesję.

 

Poprawka dla stropodachów odwróconych, Część 1

Poprawka współczynnika przenikania ciepła Delta Ur dla stropodachów odwróconych,

Część 1 – Projektowanie dachu odwróconego pod kątem obliczeń poprawki Delta Ur.

Termin stropodach odwrócony określa typ stropodachu, którego warstwa hydroizolacyjna znajduje się pod warstwą izolacji termicznej (znajdującą się od strony zewnętrznej).

Poprawka Delta Ur ma zastosowanie tylko dla budynków lub pomieszczeń ogrzewanych. Natomiast w obliczeniach współczynniku U dla pomieszczeń i budynków chłodzonych nie należy jej stosować.

Podany w załączniku D normy EN ISO 6946:2007 sposób obliczeń ma zastosowanie tylko w przypadku użycia do ocieplenia od strony zewnętrznej stropodachu styropianu (polistyrenu) ekstrudowanego XPS, charakteryzującego się znacznie lepszymi parametrami fizycznymi i użytkowymi od typowego styropianu EPS. Oznacza, to że wzoru na Delta Ur podanego w normie D.6 dla zwykłego styropianu EPS oraz wełny mineralnej się nie stosuje. Często też w dachach odwróconych używa się specjalnego styropianu hydrofobowego EPS  P o bardzo niskiej nasiąkliwości i dużej wytrzymałości na ściskanie, narażonych na duże obciążenia (np. od kół samochodów).

Podczas projektowania dachów odwróconych, należy zwrócić szczególną uwagę na szczelność warstw znajdujących się ponad warstwą hydroizalacji często określaną terminem: membrana hydrofobowa (wodoodporna), membrana dachowa lub warstwa paraizolacji. Membrana taka stanowi barierę dla wody, cząstek pyłu i bakterii, ale jednak ze względu na swoją porowatą strukturę, pozwala swobodnie przenikać cząsteczkom pary wodnej.

Bardzo ważna rolę odgrywa warstwa separująca, oddzielająca warstwę żwiru od warstwy izolacji termicznej. To właśnie od rodzaju materiału tej warstwy w głównej mierze zależą straty ciepła dla konstrukcjach dachów odwróconych. Gdy warstwa ta wykonana jest ze standardowej geowłókniny, wtedy większość wody deszczowej dochodzącej do tej warstwy, przenika przez nią, przedostając się później, poprzez nieszczelności w warstwie izolacji (styropianu XPS), do membrany hydrofobowej, powodując ogrzewanie wody deszczowej ciepłem, pochodzącym od części nośnej dachu pomieszczenia ogrzewanego.

Dlatego w pomieszczeniach o temperaturach wyższych lub równych 16 stopni (gdzie straty ciepła są znacznie większe) powinno się stosować nie zwykłe geowłókniny, przepuszczające duże ilości wody np. 100 l/ (m2*s), ale specjalne, dodatkowe warstwy drenażowe służące do całkowitego lub prawie całkowitego odprowadzenia nadmiaru wody deszczowej, aby nie mogła ona dostać się do warstwy izolacji i membrany o parametrze sd < 0,1 m.

Przy małej średniej ilości opadów wynoszącej do 1 mm/dzień dodatkowa grubość warstwy izolacji nie ma jest potrzebna, aby znaczenia na wartość współczynnika przenikania ciepła U, ale gdy średnia dzienna ilość opadów wzrośnie do 4mm/dzień i konstrukcja dachu jest standardowa (iloczyn f * x =0,04), wtedy grubość warstwy izolacji musi także się zwiększyć 4 – krotnie, np. z 20 cm do aż 80 cm. Na szczęście taka sytuacja w Polsce nie występuje. Prawie na całej powierzchni kraju (z wyjątkiem terenów górzystych) średnia ilość opadów waha się od około 0,9 mm do 1,8 mm/dzień.

Przy takim rozwiązaniu temperatura membrany hydrofobowej oraz części konstrukcyjnej dachu mają zbliżoną temperaturę do temperatury pomieszczenia ogrzewanego i wtedy kondensacja pary wodnej nie wystąpi.

Badaniami nad dachami odwróconymi zajmują się przede wszystkim od wielu lat duńscy i islandzcy naukowcy, co wynika z powszechnie stosowanych tego rodzaju rozwiązań na Wyspach Owczych należących do Danii czy w Islandii.

Do obliczeń ilości dodatkowych strat ciepła q powinno się uwzględnić opór cieplny warstwy izolacji R1 (opór cieplny izolacji, znajdującej się powyżej warstwy membrany) oraz Rk (sumaryczny opór cieplny wszystkich warstw, znajdujących się poniżej membrany), a także ciepło właściwe i masę wody deszczowej spływającej po membranie. Ponieważ jednak największym problemem jest oszacowanie ilości masy wody deszczowej dochodzącej do membrany, dlatego postanowiono podać poniższy wzór na dodatek Delta Ur , który byłby możliwie prosty w praktycznym zastosowaniu i uwzględniał intensywność opadów deszczu oraz różne konstrukcje części dachu, znajdujące się powyżej membrany hydrofobowej.

Wzór na dodatek ma następującą postać:
Delta Ur = p * f * x * (R1/RTH) 2

gdzie:
p [ mm/dzień] – średnia wartość opadów atmosferycznych podczas sezonu grzewczego Ld, określona na podstawie odpowiednich danych dla lokalizacji (np. stacja meteorologiczna) lub podana przez przepisy lokalne, regionalne czy krajowe albo inne dokumenty krajowe czy normy. W praktyce źródłem informacji dotyczącej opadów są dane pochodzące np. IMiGW (Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej), serwisu www.pogodynka.pl albo innych opracowań. Można też odpłatnie zamówić dane np. z IMiGW, ale ich ceny nie będę podawał, ponieważ nie wypada (jest zaporowa).

f – bezwymiarowy czynnik podający frakcję p dochodzącą do membrany wodochronnej (hydroizolacji). Parametr ten określa jaka część wody, która dociera do membrany, znajdującej się poniżej warstwy izolacyjnej. Wielkość tej frakcji zależy od stopnia wodoszczelności ewentualnej warstwy drenażowej znajdującej się nad warstwą izolacją termicznej, szczelności warstwy separującej i sposobu połączenia płyt styropianowych oraz konstrukcji dachu.

x [ (W * dzień)/ (m2 *K *mm)] – czynnik zwiększenia strat ciepła spowodowanych przez wodę deszczową, wpływającą na membranę. Czynnik uwzględniający  straty ciepła spowodowane wpływem masy wody deszczowej na warstwę membrany.

R1 [(m2 * K) / W] – opór cieplny warstwy izolacji (np. styropianu XPS) powyżej membrany wodochronnej. Styropian XPS zapewnia dodatkową ochronę przed korozją biologiczną, promieniami UV i posiada odporność zarówno na niskie jak i wysokie temperatury. Najlepiej stosować płyty styropianowe typ L i FT, które umożliwiają połączenie płyt na zakładkę (L) lub na pióro-wpust (FT).

RT [(m2 * K) / W] – sumaryczny opór cieplny konstrukcji (poniżej warstwy izolacyjnej) przed zastosowaniem poprawki Delta Ur.

W części drugiej artykułu, która zostanie dodana do bloga w maju br., będzie podany przykład obliczeń i długi zestaw wniosków końcowych, obejmujących kluczowe aspekty projektowania dachów odwróconych pod kątem strat ciepła wynikających z opadów deszczu (śniegu).

 Zródła:
1.Requirements of inverted roofs with a drainage layer. Leimer, Hans-Peter, Prof. Dr.-Ing. I ,University of Applied Sciences and Arts, BBS INSTITUT,Rode, Carsten, Assoc. Prof., PhD Technical University Denmark ,Künzel, M. Hartwig, Dr.-Ing. Fraunhofer Institute for Building Physics,Bednar, Thomas, Dr.-Ing. Vienna University of Technology

2. Norma EN ISO 6946:2007

Obliczanie trybów pracy w programie ArCADia-TERMO

Obliczanie trybów pracy w programie ArCADia-TERMO

Obecnie uwzględnianie trybów pracy w obliczeniach ciepła i chłodu, dla budynków niemieszkalnych należy do podstawowych zagadnień warunkujących racjonalizacji oszczędności energii na potrzeby ogrzewania, chłodzenia i wentylacji. Wynika to z faktu, że szczególnie budynki użyteczności publicznej są użytkowane tylko przez część doby i to najczęściej od poniedziałku do piątku.

Ustalenie dla budynku różnych trybów pracy zmienne parametry użytkowania budynku, zależnie od potrzeb. Nie ma sensu, aby temperatura była stała a wentylacja pracowała z pełną wydajnością codziennie przez całą dobę, skoro budynek użytkowany jest tylko przez 10 godzinne dziennie.

Dzięki takiemu podejściu, przez określenie różnych trybów pracy,  zapotrzebowanie na EP może zmniejszyć się nawet o 25%.

Obliczenia trybów pracy – praktyka

Obliczenia trybów pracy w programie ArCADia-TERMO polegają na tym, że podstawowy tryb Codziennie praktycznie zawsze musi wystąpić – jest to tryb o najniższym priorytecie.

Pozostałe tryby pracy (mają wyższy priorytet), takie jak:
Co miesiąc – 1 dzień w miesiącu ,
Co tydzień – 1 dzień w tygodniu,
Co weekend – 2 dni w tygodniu, czyli sobota i niedziela,
co 2 dni, co 3 dni itd.

Wymienione wyżej tryby pracy powodują odjęcie ilości podanych w trybach ilości godzin od ilości godzin całego miesiąca dla trybu Codziennie

Na przykład można powiedzieć, że Codziennie w budynku jest temp. 20 ºC, ale w soboty ( Co tydzień) wynosi tylko 18 ºC.

Dla każdego miesiąca (tryb Codziennie)ilość godzin zależy od ilości dni w danym miesiącu.

Tak więc dla stycznia mamy: 24 godz. x 31 dni = 744 godziny , czyli przez: 4 soboty x 24 godzin = 96 godzin w miesiącu jest temp. 18º C, a przez pozostałe: 744 godzin – 96 godzin   = 648 godziny w miesiącu jest temp. 20 º C.

Poniżej przedstawiony jest przykład typowego budynku szkolnego, w którego czas użytkowania jest zmienny oraz 3 warianty obliczeń sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania i wentylacji QH,nd ( energię użytkową EUco).

Jak można się spodziewać wyniki dla każdego wariantu są identyczne.

Przykład
W szkole codziennie od poniedziałku do piątku odbywają się zajęcia lekcyjne od godz. 7.00 do 17.00 przy temp. 20.00 ºC. W pozostałych godzinach temperatura w budynku jest 16.00 ºC. Dodatkowo, w każdy weekend (sobota i niedziela) temperatura wynosi 12.00 ºC, z wyjątkiem godzin od 10.00 do 13.00 gdy temp. wynosi 18.00 ºC, ponieważ wtedy odbywają się zajęcia sportowe.

Wariant I
Najpierw zawsze trzeba zdefiniować tryb Codziennie i podać w sumie okres 24 godzin, który może zostać rozbity na dzień (10 godzin, temp. 20 ºC) i noc (14 godzin, temp. 16 ºC). Potem trzeba wykorzystać pozostałe tryby i podać w trzecim i czwartym wierszu 3 godziny oraz 21 godzin dla każdej soboty. Podobnie, w czwartym i piątym wierszu podajemy 3 godziny oraz 21 godzin dla każdej niedzieli.

T1

Obliczona wartość QH,nd wynosi: 104797,67 kWh/rok

Wariant II
Tryby Codziennie (które zawsze powinny wystąpić) należy ustawić jak w wariancie I.

Do obliczeń QH,nd można też przyjąć Ilość dni Co tydzień, ponieważ w sumie przez 6 godzin w sobotę i w niedzielę jest temp. 18.00 ºC (wiersz 3), a przez pozostałe 18 godzin – 12 ºC. W wierszu 5. trzeba podać ilość godzin równą 24 i temp. 12 ºC, ponieważ priorytet Co tydzień jest wyższy niż Codziennie, dlatego że tryb Co tydzień nadpisuje ustawienia trybu Codziennie.

 T2

 Obliczona wartość QH,nd wynosi: 104797,67 kWh/rok

Wariant III
W wariancie II zastosowano tryb Weekend. W trzecim wierszu podajemy 3 godziny(dziennie), ponieważ pozycja Co weekend, co oznacza sobotę przez 3 godziny oraz niedzielę przez 3 godziny (razem 2 dni x 72 godz. =144 godz.). Dlatego nie będzie różnicy, czy zajęcia sportowe odbywają sie przez 3 godziny w każdy weekend czy 3 godziny w każdą sobotę i 3 godziny w każdą niedzielę.

T3

Obliczona wartość QH,nd wynosi: 104797,67 kWh/rok

Mam nadzieję, że teraz ustawienia trybów pracy nie będą stwarzały problemu.

Zyski wewnętrzne – radość albo smutek

Zyski wewnętrzne – radość albo smutek dla certyfikatora

Zyski w pomieszczeniach dzielą się na trzy zasadnicze grupy: a) zyski od słońca b) zyski wewnętrzne zyski ciepła c) zyski przez przenikanie od pomieszczeń o wyższej temperaturze

W niniejszym artykule zajmiemy się tylko zyskami wewnętrznymi. Pozostałe zyski zostaną omówione w kolejnych artykułach.

Zyski wewnętrze dzielą się na od:
1. ludzi,
2. urządzeń.
3. oświetlenia,
4. instalacji,
5. technologii (ciepło odpadowe).

Duże ilości zysków wewnętrznych mogą całkowicie wyeliminować system grzewczy w budynku lub jego części (np. garaże, klatki schodowe).

Zyski ciepła od technologii ( ciepło odpadowe) mogą wyeliminować ogrzewanie nawet całego budynku (np. biurowego), znajdującego się na terenie zakładu przemysłowego. Ciepło odpadowe pochodzi najczęściej z pomieszczeń produkcyjnych i jest dostarczane do innych budynków np. biurowych (znajdujących się na terenie danego zakładu przemysłowego) w postaci ciepłego lub gorącego powietrza. Ciepło odpadowe jest to nadwyżka ciepła, która powstaje w wyniku zastosowanej technologii produkcji i nie może być dalej wykorzystana w procesie produkcyjnym. Wykorzystanie ciepła odpadowego jest również bardzo ekologicznym rozwiązaniem, zapobiegającym przesłaniu tego ciepła do atmosfery lub rzek czy jezior, co najczęściej szkodliwie działa na środowisko.

Zyski ciepła od ludzi mają zasadnicze znaczenie ograniczeniu zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania i wentylacji. Ma to szczególne znaczenie w budynkach mieszkalnych i biurowych, gdzie czas działania systemu grzewczego może zostać ograniczony do niezbędnego minimum, pracując tylko w okresach zimowych lub nawet tylko kilkanaście dni w roku. Zyski ciepła od ludzi składają się z ciepła jawnego oraz utajonego i zależą od trybu pracy człowieka. I tak np. dla przy pracy siedzącej przyjmuje się 130 W/osobę ( 70 W , top ciepło jawne i 60 W – ciepło utajone). A dla klientów galerii handlowych 140 W/osobę. W salach fitness i siłowniach mogą dochodzić nawet do 210 W/os.

Zyski ciepła od urządzeń to zyski od silników, komputerów, sprzętu komputerowego oraz sprzętu AGD.

Zyski ciepła od oświetlenia to tylko zyski od oświetlenia wbudowanego. W budynkach z klimatyzacją powinny być niskie.

Zyski ciepła od instalacji nie dotyczą zysków od instalacji c.o. i c.w.u. Z reguły się je pomija w obliczeniach.

Nie tak dawno temu większość projektantów była zadowolona gdy zyski wewnętrzne były coraz większe. Dzięki temu można było projektować budynki o niskim zużyciu energii na ogrzewanie i wentylację, co powodowało znaczne obniżenie kosztów użytkowania pomieszczeń i przyjmowane było z nieukrywanym zadowoleniem przez właścicieli budynków oraz osób lub firm wynajmujących w nich pomieszczenia. Tak sytuacja może mieć obecnie miejsce tylko dla budynków mieszkalnych oraz w innych budynkach bez instalacji chłodzenia. Wtedy zyski wewnętrzne są powodem wymiernych oszczędności finansowych.

Jednak w budynkach biurowych z instalacją klimatyzacji zyski wewnętrzne są bardzo często powodem wielu dużych problemów, polegających na bardzo dużym zużyciu energii na chłodzenie,   co przekłada się na wysoką wartość wskaźnika EP i wysokie rachunki za energię elektryczną.

Szachty – czy należy je uwzględniać w obliczeniach zapotrzebowania na ciepło?

Wielu certyfikatorów wykonując obliczenia wskaźnika EP zadaje sobie pytanie, czy szachty należy uwzględniać w obliczeniach cieplnych. Przecież – ich zdaniem – na rzucie architektonicznym są to często „zwykłe” pomieszczenia.

Zanim zostanie udzielona odpowiedź na pytanie przedstawione w tytule artykułu, najpierw warto przypomnieć co to jest szacht.

W budownictwie szacht oznacza obudowany lub nieobudowany najczęściej pionowy, o prostokątnym przekroju kanał, w którym porusza się dźwig, albo poprowadzona jest instalacja. Szacht to też może być szyb lub wieża wyciągowa.

Dlatego wyróżniamy następujący typy szachtów:
a)      dźwigowy – w którym porusza się winda,
b)      kominowy – do odprowadzenia spalin z kotłów i pieców,
c)      techniczny lub teletechniczny (instalacyjny) – służący do przeprowadzenia, między kilkoma lub wszystkimi kondygnacjami, instalacji: sanitarnych (np. kanalizacyjnych, wodnych), telekomunikacyjnych, elektrycznych, telefonicznych, domofonowych, telewizyjnych itp.,
d)     wentylacyjny – do zapewnienia wentylacji pomieszczeń lub odprowadzenia powietrza na zewnątrz budynku

Jest więc kilka typów szachtów o różnym przeznaczeniu i powierzchni, od poniżej 1 m2 aż do ponad 10 m2 na każdej kondygnacji. Ale wszystkie typy szachtów prawie zawsze oznaczają komin. Najczęściej jest to komin przelotowy, ale czasem nawet specjalne „pomieszczenie” posiadające ażurową lub nawet pełną podłogę (strop).

Oprócz swojej podstawowej funkcji, szachty (te o powierzchni co najmniej kilku m2) czasem są miejscem przeznaczonym do wykonywania okresowych remontów dźwigów windowych lub konserwacji znajdujących się w nich instalacji. Ale w rzeczywistości nie są to pomieszczenia (choć czasem mogą posiadać nawet drzwi i podłogę), ale kominy.

Z tego względu szacht nie jest miejscem przeznaczonym na stały, ani nawet na okresowy pobyt ludzi, a wykorzystywany jest sporadycznie lub wcale. Dlatego nie projektuje się w nich:
a)      stałego oświetlenia (najwyżej jest tylko awaryjne lub ewakuacyjne),
b)      określonego strumienia powietrze wentylacyjnego,
c)      określonej temperatury obliczeniowej,
d)     systemu ogrzewania, ciepłej wody i chłodzenia,
e)      zysków wewnętrznych.

A tego względu szachty należy traktować jak miejsca („pomieszczenia”) o nieregulowanej temperaturze. Biorąc to pod uwagę do obliczeń cieplnych wskaźnika EP szachty należy całkowicie pomijać. W praktyce oznacza to, że na rzucie architektonicznym „pomieszczenia” szachów ignorujemy, co oznacza , iż nie obliczamy strat ciepła przez przegrody wewnętrzne pomiędzy szachtem, a ogrzewaną lub nieogrzewaną częścią budynku. Dlatego nie ma potrzeby lub często także możliwości zakładania izolacji termicznej dla ścian i stropów wewnętrznych szachtu, z wyjątkiem ścian zewnętrznych i stropów zewnętrznych, które powinny być zawsze ocieplone.

Ponieważ, szachty są to kominy, a nie pomieszczenia, dlatego nie są też strefami nieogrzewanymi, ani strefami niechłodzonymi. Ponieważ strefa, to zbiór pomieszczeń, a nie komin. Szachty to nie są też czerpnie i wyrzutnie powietrza.

Rażącym błędem jest potraktowanie szachtów jako pomieszczeń ogrzewanych i nie wolno tego nigdy robić. Wielu certyfikatów, chcąc spełnić warunek EPmax traktuje szachty jako zwykłe pomieszczenia (strefy cieplne) ogrzewane, tym samym powodując sztuczne zaniżenie wartości EP. Jest to oczywiście błędne, niczym nie uzasadnione podejście do obliczeń cieplnych. I jeśli robią to świadomie, może być to ważny powód do zakwestionowania obliczonej wartości EP.

Warto przypomnieć zasadę, że kominów, słupów i schodów nie uwzględnia się w obliczeniach wskaźnika EP. Na szczęście szachty (np. windowe) to wyjątek i pozostałe zamknięte przestrzenie, to są pomieszczenia (ogrzewane lub nieogrzewane).

Podsumowanie

1)  Szachty w obliczeniach wskaźnika EP należy zawsze pomijać, czyli tak jakby tych pomieszczeń na rzutach architektonicznych nie było w budynku.
2)  Szachty nie są też ani źródłem strat ciepła, ani zysków ciepła.
3)  Ponieważ nie izoluje się przegród wewnętrznych szachtu, dlatego współczynnik przenikania ciepła U dla przegród zewnętrznych szachtu, powinien być taki jak dla pomieszczeń ogrzewanych, bezpośrednio sąsiadujących z szachtem.
4)  Argument, że w szachtach panuje dodatnia temperatura nie jest przekonujący, aby uznać szachty za strefy ogrzewane.

 

 

Dachy odwrócone

Dachy odwrócone

Dachy odwrócone określają poziome lub pochyłe przegrody, w których warstwa hydroizolacyjna znajduje się pod warstwą izolacji termicznej.

Są to wszelkiego rodzaju podjazdy, chodniki, tarasy, połacie dachowe znajdujące się nad pomieszczeniami o regulowanej temperaturze – ogrzewane lub chłodzone, w centrach miast.

Takie rozwiązania najczęściej stosuje się projektując wjazdy do podziemnych parkingów (hotele, biurowce, galerie handlowe, duże hale zakładów przemysłowych), powierzchnie rekreacyjne (zielone dachy) nad ostatnimi kondygnacjami budynków w centrach dużych miast, gdzie ilość miejsc parkingowych albo miejsc do wypoczynku jest mocno ograniczona.

Warto zauważyć, że pond 80% dachów zielonych to dachy płaskie, najczęściej użytkowe gdy są w miastach lub nieużytkowe gdy dotyczą hal przemysłowych.

Natomiast na terenach wiejskich i górzystych o dużej ilości opadów dachy zielone oprócz izolowania termicznego pełnią też funkcję krajobrazową, np. na Wyspach Owczych, Islandii, Szwajcarii.

Poszczególne warstwy układa się jedne na drugich bez mocowania, pamiętając aby kąt nachylenia nie był większy niż 5 stopni. Aby zabezpieczyć membranę hydrofobowa bez wiatrem całą konstrukcję obciążą się dodatkowo kruszywem (beton, żwir) lub roślinnością w przypadku połaci dachowych.

Jednak dla gdy połacie dachowe nie będę użytkowane wtedy kąt nachylenia połaci dachowych może większy niż 5 stopni i wtedy trzeba zastosować odpowiednie ograniczenia i mocowania, aby warstwy dachu się nie przesunęły.

Zasadniczo występują trzy typy dachów odwróconych. Pierwsze dwa typy dotyczą pomieszczeń ogrzewanych, a typ trzeci – nieogrzewanych:

  1. dach z membraną hydroizolacyjną poniżej warstwy izolacji termicznej
  2. dach z membraną hydroizolacyjną powyżej warstwy izolacji termicznej
  3. dach z membraną hydroizolacyjną bez warstwy izolacji termicznej

Z punktu widzenia obliczeń cieplnych (załącznik D normy EN ISO 6946:2007) podany algorytm obliczeń poprawki Delta Ur = p * f * x * (R1/RTH) 2   ma zastosowanie tylko do typu 2, który zastanie zamieszczony na blogu na początku maju br.

Obecnie koszt wykonania płaskiego dachu zielonego na budynkach nieznacznie przekracza koszt standardowego dachu. Dodatkowym atutem są mniejsze opłaty z tytułu odprowadzania wody opadowej do kanalizacji i znaczne obniżenie kosztów ogrzewania i chłodzenia budynku. Po z tym trwałość takiego dachu jest bardzo długa i wynosi > 50 lat, przy odpowiedniej (ale nie drogiej) corocznej konserwacji. Ważnym czynnikiem zachęcającym do projektowania tego rodzaju budownictwa jest coraz wyższa jakość materiałów izolacyjnych oraz coraz niższy ich koszt.

Na Zachodzie Europy , Szwajcarii inwestorzy mogą liczyć na dofinansowanie kosztów montażu dachów zielonych dzięki specjalnym funduszom. Szkoda, że nadal w Polsce przepisy prawa jeszcze w niewystarczającym stopniu zachęcają do tego przedsięwzięć.

Na szczęście nowe warunki technicznej WT 2014 i  w kolejnych latach, zaostrzając wymagania cieplne, niejako wymuszają szukanie nowych rozwiązań ograniczających zużycie energii, a tym samym na rozwód budownictwa ekologicznego, którego elementem powoli stają się zielone dachy. Nie bez znaczenia jest też bardzo korzystny wpływ dachów zielonych do środowisko i jego klimat (wilgotność, zapach, czystość powietrza) w centrach miast, po za tym czas budowy drogich i nieekonomicznych budynków już minął i na szczęście nie wróci.

Źródła:
Dachy balastowe – system z warstwą obciążającą. http://www.dachgam.com.pl/gfx/rdachy_b.html

Dach zielony – skuteczna metoda zabezpieczenia pokryć
http://konsbud.com/zdaniem-ekspertow/dach-zielony-skuteczna-metoda-zabezpieczenia-pokryc-hydroizolacyjnych.html

Antresole – jak je uwzględniać w obliczeniach cieplnych?

Antresola zbudowana w wysokim pokoju, zadaszone patio i pomieszczenia dwukondygnacyjne (wielokondygnacyjne) – czy i jak powinno się je uwzględniać w obliczeniach powierzchni o regulowanej Af i wskaźnika energii użytkowej EU?
Myślę, że każdy łatwo odgadnie co mają wspólnego antresola zbudowana w wysokim, dwukondygnacyjnym pokoju, zadaszone patio i pomieszczenia dwukondygnacyjne lub wielokondygnacyjne? Jest to wolna, wysoka przestrzeń przechodząca przez dwie (lub więcej kondygnacji).

Wielu certyfikatorów zastanawia się, w jaki sposób obliczyć powierzchnię ogrzewaną Af pomieszczenia (przestrzeni) przechodzącej przez dwie lub więcej kondygnacji ogrzewanych np. w budynkach biurowych, szkołach, teatrach czy budynkach mieszkalnych. Przykładami takich pomieszczeń, są wysoki pokój (salon) w budynkach mieszkalnych, może być holl wejściowy w budynkach biurowych, foyer (sala lub korytarz obok sali teatralnej, koncertowej albo konferencyjnej), salon sprzedaży samochód.

Pierwszy wariant, to obliczenie wskaźnika energii pierwotnej EP1 dla wartości Af równej tylko powierzchni podłogi pomieszczenia wielokondygnacyjnego i uznaniem, że skoro nie ma stropów międzykondygnacyjnych, to należy je pominąć.

Drugi wariant, to obliczenie EP2 dla wartości Af równej powierzchni podłogi pomieszczenia wielokondygnacyjnego i uznaniem, że pomimo braku stropów międzykondygnacyjnych, należy ich powierzchnię uwzględnić, tak jakby one faktycznie były.

Niestety biorąc pod uwagę treść Rozporządzenia tylko pierwszy wariant jest prawidłowy. Oznacza, to że budynki z antresolą są nieekonomiczne, choć z reguły bardzo atrakcyjne, robiąc wrażenie na użytkownikach (klientach), ale zwiększające znacznie zużycie energii na ogrzewanie i wentylację . Dlatego trzeba zastosować dodatkowe rozwiązania zmniejszające zużycie energii nieodnawialnej.  W przypadku budynków mieszkalnych będą to koszty związane głównie z ogrzewaniem, a dla biurowych i galerii handlowych – z chłodzeniem.

Podsumowanie
Budynki z antresolą zbudowaną w wysokim, dwukondygnacyjnym pokoju, zadaszonym patio lub pomieszczeniem wielokondygnacyjnym o powierzchni o regulowanej temperaturze należy traktować jako budynki  mało ekonomiczne, drogie w użytkowaniu , wymagające poniesienia dodatkowych nakładów przeznaczonych na zmniejszenie zapotrzebowania na energię.
Dlatego powinno się uprzedzić inwestorów, że koszty wybudowania oraz użytkowania będą większe niż budynków o typowej konstrukcji  i kubaturze. Komfort i prestiż – kosztują.

Pojęcie strefy cieplnej – klucz do sukcesu

Pojęcie strefy cieplnej – klucz do sukcesu

Podstawowym warunkiem szybkiego wykonania prawidłowych obliczeń sezonowego zapotrzebowania na ciepło budynków jest podzielenie wszystkich pomieszczeń, znajdujących się w danym budynku na odpowiednie strefy cieplne i strefy chłodu.

Jest to bardzo ważne zadanie, ponieważ decyduje ono o sposobie dalszych obliczeń. Pochopne przypisanie pomieszczeń do stref może tak bardzo skomplikować dalsze obliczenie cieplne, że ich kontynuowanie stanie się bardzo pracochłonne lub nawet niemożliwe. Wynika to z faktu, że praktycznie nie da się wszystkich parametrów pomieszczeń i stref uśrednić.

Ponieważ tworząc strefy cieplne, trzeba pogrupować razem w jedną strefę odpowiednie pomieszczenia, dlatego w zdecydowanej większości przypadkach nie ma potrzeby definiowania wszystkich pomieszczeń. Jedynie dla bardzo skomplikowanych obiektach, jak na przykład wielkopowierzchniowe i wielofunkcyjne biurowce czy galerie, korzystne jest definiowanie pomieszczeń, ale też nie dosłownie wszystkich, tylko takich, które pod względem parametrów użytkowania istotnie różnią się od pozostałych.

Tak więc warto zadać pytanie, co to jest strefa cieplna?

Odpowiedź jest następująca. Strefa cieplna jest to jedno lub wiele pomieszczeń o regulowanej lub ustalonej w projekcie temperaturze, charakteryzującymi się łącznie wszystkimi poniższymi wymaganiami:

a)      niewielka różnica temperatur (maksymalnie do 4 stopni włącznie),
b)      podobne lub identyczne przeznaczenie,
c)      zbliżone parametry użytkowania,
d)     należą do tej samej funkcji budynku.

Przy czym zupełnie nie jest istotne czy pomieszczenia te sąsiadują ze sobą czy znajdują się w różnych częściach budynku. Najważniejsze kryteria służące do pogrupowania pomieszczeń w strefy cieplne to:

1)      funkcja budynku,
2)      przeznaczenie pomieszczeń,
3)      temperatura wewnątrz pomieszczeń:
a) ogrzewane o regulowanej temperaturze,
b) nieogrzewane,
c) chłodzone o regulowanej temperaturze,
d) niechłodzone,
e) ogrzewane lub chłodzone   o nieregulowanej temperaturze,

4)      typ wentylacji wewnątrz pomieszczeń.

Czasem, jednak dość rzadko, istnieje konieczność zastosowania innych kryteriów, takich jak różne systemy ogrzewania lub chłodzenia, aby dokładnie obliczyć udziały procentowe poszczególnych systemów w całkowitym zużyciu energii, np. w domach jednorodzinnych w przypadku zastosowania ogrzewania podłogowego i grzejnikowego.

Pozostałe parametry jak zyski wewnętrzne, zyski od słońca, pojemność cieplna przegród, oświetlenie, parametry fizyczne przegród, rodzaje zastosowanych systemów ogrzewania, chłodzenia i ciepłej wody użytkowej nie mają wpływu na przypisanie pomieszczeń do stref. Oczywiście bardzo duże znaczenie ma program komputerowy, który pozwala w sposób elastyczny tworzyć i określać parametry stref cieplnych, a potem wykonać szybko odpowiednie symulacje. Takim programem jest na przykład ArCADia-TERMO.

Podstawowym i najważniejszym parametrem, warunkującym korzystanie ze stref cieplnych jest średnia ważona temperatura pomieszczeń obliczona dla każdej oddzielnie strefy. Bez niej korzystanie ze stref cieplnych jest praktycznie niemożliwe!

Poniżej zostaną podane przykładowe, najczęściej występujące strefy cieplne w typowych, różnego rodzaju budynkach.

Domy jednorodzinne:
–          strefa mieszkalna (bez klatki schodowej lub z wewnętrzną klatką schodową) ,
oraz
–          klatka schodowa zewnętrzna, piwnica, poddasze, garaż wewnętrzny, garaż zewnętrzny (dobudowany lub wolnostojący),
–          skład drewna, warsztat,
–          sklepik, biuro, pracownia np. artystyczna wewnątrz budynku

Domy wielorodzinne:
–          strefa mieszkalna,
–          klatka schodowa zewnętrzna, oraz

–          piwnica, pralnia, suszarnia, pracownia, poddasze, garaże wewnętrzne, garaże zewnętrzne (dobudowany lub wolnostojący)-          zsypy,
–          sklepy, biura, małe zakłady usługowe itp. Znajdujące się najczęściej na parterze.

Biurowce:
–          strefa biurowa,
–          klatki schodowe,
–          korytarze oraz

–          sale konferencyjne, kuchnie, łazienki, piwnice, magazyny, pomieszczenia obsługi o ochrony budynku, parkingi, restauracje, sklepy

Szkoły:
–          strefa szkolna użytkowana przez uczniów i nauczycieli (klasy, korytarze, klatki schodowe, pokoje nauczycielskie, sekretariat) oraz

–          świetlica, kuchnia, pokój lekarski i dentystyczny, łazienki (ubikacje), sala gimnastyczna, przebieralnia dla uczniów, szatnia, piwnica

Zakłady produkcyjne:
–          hala produkcyjna,
–          hala magazynowa,
–          część biurowa,
–          klatka schodowa w części biurowej

Uwagi i wnioski końcowe
Dzięki temu czas obliczeń można skrócić wielokrotnie, tym bardziej, ze ryzyko popełnienia błędu także spada.

  1. Obliczenia cieplne wykonuje się na konkretną aranżację, dlatego przed rozpoczęciem obliczeń cieplnych trzeba bardzo precyzyjne i jednoznacznie ustalić rodzaj i parametry użytkowe wszystkich pomieszczeń budynku, aby potem móc jednoznacznie przypisać je do określonych stref cieplnych.
  2. Nawet niewielka zmiana przeznaczenia (rodzaju i parametrów użytkowych) zaledwie kilku pomieszczeń pod koniec trwania obliczeń cieplnych niekiedy może spowodować konieczność całkowitego powtórzenia pomiarów i obliczeń.
  3. Liczba stref cieplnych może być dowolna od jednej do około 20.
  4. W przypadku skomplikowanych budynków wielofunkcyjnych prawidłowe określenie stref cieplnych wymaga dużego doświadczenia i warto zwrócić się o pomoc fachowców w tej dziedzinie.
  5. Lepiej stworzyć więcej stref cieplnych niż za mało.
  6. W budynkach mieszkalnych łazienki oraz inne pomieszczenia mieszkalne, takie jak kuchnie, pokoje, przedpokoje, ubikacje, garderoby można pogrupować w jedną strefę mieszkalną.

Część 1. Podłoga na gruncie, ściany fundamentowe, ściany i stropy wewnętrzne

Architekci, dusze artystyczne, muszą niestety zmienić niektóre nawyki, aby dla projektowanego budynku obliczona wartość wskaźnika energii pierwotnej była wiarygodna, a warunek EPmax został spełniony.

Ściany fundamentowe

Należy odpowiednio zaizolować ściany fundamentowe, nie tylko do 1 metra poniżej poziomu zerowego gruntu , ale na całej powierzchni, czyli od poziomu zagłębienia podłogi na gruncie aż do poziomu gruntu. Oznacza to, że wszystkie ściany piwnic ogrzewanych, które mają kontakt z gruntem muszą zostać zaizolowane termicznie np. styropianem XPS. Jeśli chodzi o współczynnik przenikania ciepła U dla ścian fundamentowych (piwnic), to warunki techniczne nie podają wprost wartości tego współczynnika, dlatego należy przyjmować go o takiej samej wartości i według tych samych kryteriów (temperatury pomieszczeń) jak dla podłogi na gruncie.

Jeżeli w piwnicy znajdują się pomieszczenia ogrzewane o różnych temperaturach ,np. 5°C, 12°C i 20°C, to wtedy można zastosować różne grubości styropianu w pomieszczeniach o różnych temperaturach (wtedy gdy różnica temperatur jest większa niż 4 °C). Jednak, w sytuacji gdy pomieszczenia ogrzewane o różnych temperaturach są umieszczone na przemian obok siebie (poprzeplatane), to ze względów praktycznych wykonawstwa położenia warstwy ocieplenia oraz bardzo małą różnicę w cenie styropianu o nieco większej grubości, bardzo często, w takich sytuacjach wybiera się styropian o największej, wymaganej grubości ( oporze cieplnym R), aby była o jednolitej grubości warstwa ocieplenia.

W programie ArCADia-TERMO znajduje sie okienko Parametry WT , zawierające wartości WT 2014, z którego bardzo często korzystam, rysunek poniżej.

okno2

Podłoga na gruncie

Podłoga na gruncie zagłębiona lub niezagłębiona musi posiadać izolację obwodową o minimalnym oporze R = 2.0 (m2 * K)/W. Oczywiście sama płyta podłogi na gruncie musi spełniać warunek Uc(max) w zależności od temperatury wewnętrznej pomieszczeń piwnic. Dużym i dość częstym błędem jest uwzględnianie warstwy podsypki np. piasku do obliczenia współczynnika U dla podłogi na gruncie, ponieważ zawsze podaje się tylko warstwy trwale związane z przegrodą jaką jest podłoga na gruncie, czyli tylko warstwy konstrukcyjne i izolacyjne ( czyli te, które na trwale związane są przegrodą) . Warstw wykończeniowych, z oczywistych względów, także się nie podaje do obliczeń. Do izolacji wykorzystuje się styropian ekstrudowany XPS, który jest znacznie bardziej odporny na ściskanie i dużo mniej nasiąkliwy niż styropian EPS, choć droższy od EPS .

Warto przypomnieć, że jeżeli piwnice są nieogrzewane, to wtedy wszystkich przegród zewnętrznych nie izoluje się termicznie.

Ściany i stropy wewnętrzne

Nie wolno zapomnieć dodaniu warstwy izolacji termicznej ścian i stropów wewnętrznych, oddzielających pomieszczenia ogrzewane od nieogrzewanych. Chodzi ni e tylko o piwnice nieogrzewane, czy garaże nieogrzewane, ale także o np. czerpnie powietrza zewnętrznego (zimnego o temp. -20°C) dla celów chłodzenia (klimatyzacji), całkowicie znajdujące się wewnątrz budynku. Dla tych ścian wewnętrznych należy przyjmować współczynnik U <= 0,30 W/(m2 * K) ,a dla stropów wewnętrznych – U <= 1,00 W/(m2 * K).

 

 

Obliczanie pojemności cieplnej budynku Cm – jak i kiedy?

Pojemność cieplna jest jednym z wielu parametrów mających bezpośredni wpływ na wielkość sezonowego zapotrzebowania na ciepło/chłód budynku QH,nd i QC,nd , określanego także jako energia użytkowa wyrażona w kWh/rok , a co za tym idzie, na wskaźniki energii użytkowej na cele ogrzewania lub chłodzenia EUco/c    oraz energii końcowej EK i energii pierwotnej EP dla wszystkich analizowanych systemów instalacji .

Jeżeli budynek jest wielofunkcyjny np. dom jednorodzinny ze sklepem, to wartość wskaźnika energii całkowitej użytkowej na cele ogrzewania EUco wyraża się wzorem:

EUco  gdzie n oznacza liczbę stref ogrzewanych

W programie ArCADia-TERMO  do dyspozycji są dwie metody obliczania pojemności cieplnej: szczegółowa i uproszczona

Metoda szczegółowa

Metoda szczegółowa jest bardziej dokładna i preferowana w metodologii, to jednak często (choć nie zawsze) jest dość czasochłonna, przez co może powodować dodatkową liczbę błędów, dlatego jej zastosowanie w ciągu ostatnich 3 lat czyli od 2011 roku istotnie zmalało. O ile w momencie wejścia w życie Rozporządzenia MI z dnia 6 listopada 2008 r. (w sprawie metodologii wykonywania obliczeń świadectwa energetycznego) zastosowanie metody szczegółowej było powszechne i występowało w ponad 95% świadectw energetycznych o tyle obecnie – tylko w ok. 15%, czyli tylko wtedy gdy jest to rzeczywiście konieczne. Wydaje się, że jest to słuszne podejście do obliczeń cieplnych. W praktyce metoda szczegółowa powinna mieć zawsze zastosowanie dla budynków jednokondygnacyjnych takich jak:
a)      hale i magazyny przemysłowe
b)      inne budynki (także biurowe), w których wszystkie lub prawie wszystkie ściany wewnętrzne są o konstrukcji lekkiej (wykonane są z płyt kartonowo-gipsowych). Wynika to z faktu, że dla tego rodzajów budynków pojemność cieplna przegród wewnętrznych jest bardzo mała i można ją pominąć w obliczeniach, dlatego w tej sytuacji zastosowanie metody szczegółowej jest bardzo szybkie i daje dokładne wyniki.

Drugim rodzajem budynków, dla których powinno się stosować metodę szczegółową obliczenia Cm są budynki, o ścianach wewnętrznych o zwiększonej grubości takich jak:
a)      bunkry, schrony, przedwojenne kamienice,
b)      budynki historyczne (zamki, pałace, dworki) wykorzystywane nie tylko na cele mieszkalne, ale również na usługowe np. hotel, sale konferencyjne, restauracje.
c)       nowoczesne budynki, których ściany wykonane w technologii ze sprasowanej gliny (ze słomą).

Dla tego typu budynków zastosowanie metody szczegółowej jest konieczne ze względu, na nietypowo dużą wartość pojemności cieplnej, mogącą dochodzić nawet do kilkunastu procent wartości Qh,nd.

Uwaga! W obliczeniach parametru Cm pojemność cieplną okien i drzwi (także zewnętrznych) pomija się.

Metoda Uproszczona

Metoda uproszczona bazuje na obliczeniach pojemności cieplnej na podstawie ich klasy, dzieląc budynki na 5 klas : bardzo lekkie, lekkie, średnie, ciężkie i bardzo ciężkie. Wybór klasy zależy od rodzaju konstrukcji i ciężaru przegród. Metoda ta może być z powodzeniem zastosowana dla wszystkich pozostałych typów budynków (budynki mieszkalne, użyteczności publicznej, galerie, hotele, budynki szkolne, zakłady przemysłowe, itd.), zarówno nowo wybudowanych jak i już istniejących. Są to między innymi budynki:

a)      budynki dwu- i wielokondygnacyjne,
b)      jednokondygnacyjne o ścianach wewnętrznych średnich i ciężkich np. z cegły,
c)       dla których nie można bez ingerencji w strukturę przegrody określić jej pojemności cieplnej ( współczynnik cp), choć znany może być współczynnik przenikania ciepła U.

Błąd metody uproszczonej

W praktyce średni błąd przy zastosowaniu metody uproszczonej i wyborze odpowiedniej klasy budynku wynosi ok. 2,5 % w obliczeniach sezonowego zapotrzebowania na ciepło QH,nd. Oczywiście, jeżeli jest kilka stref ciepła /chłodu, to wtedy można dla jednych stref zastosować metodę uproszoną, a dla innych szczegółową. Ponieważ użycie metody uproszczonej może (choć nie musi) spowodować nie tylko zaniżenie wartości EP, ale także zawyżenie wartości EP , co oznacza, że wyniki obu metod dają bardzo podobne wyniki.

Jednak dla oszacowania maksymalnej rzeczywistej wartości błędu najlepiej przyjąć niekorzystny przypadek, gdy obliczona wartość EPco zaniżona jest o 2,5% w stosunku do metody szczegółowej.

Do oszacowania wpływu metody uproszczonej na wartość EP najlepiej przeanalizować domek jednorodzinny (bez chłodzenia), ponieważ wtedy, dla tego typu budynku, największy wpływ (udział) na wartość wskaźnika EP mają ogrzewanie i wentylacja. Jeżeli EPmax = EP = 120 kWh/(m2 *rok) , to można założyć, że (dla metody szczegółowej Cm) wynosi EUco = 80 kWh/(m2 *rok). Pozostałe 40 kWh/(m2 *rok)., pochodzi od zapotrzebowania na ciepło do podgrzania c.w.u, od sprawności systemu c.o, c.w.u. i zużycie energii elektrycznej wykorzystywanej przez urządzenia pomocnicze.

Dla metody uproszczonej, zakładając że maksymalny błąd dla EUco wynosi 2,5% mamy:
domu jednorodzinnego – wartość 2,0 kWh/(m2 *rok). Wynik: 80 kWh/(m2 *rok)* 0,025 = 2,0 kWh/(m2 *rok),

budynku użyteczności publicznej z chłodzeniem – wartość 1,4 kWh/(m2 *rok). Gdzie EPmax= EP = 185 kWh/(m2 *rok) i EPco = 55 kWh/(m2 *rok), stąd 55 kWh/(m2 *rok) *0,025 =1,4 kWh/(m2 *rok)

Wnioski

1) Zawsze na początku należy rozważyć przyjęcie metody szczegółowej do obliczeń pojemności cieplnej dla każdej strefy budynku, a dopiero w drugiej kolejności metody uproszczonej.

2) Jeżeli przy metodzie uproszonej obliczona wartość EP różni się od EPmax o więcej niż 2 kWh/(m2 *rok), to wtedy można przyjąć, że błąd obliczeń nie spowoduje przekroczenia EPmax. Natomiast w przeciwnym wypadku należy rozważyć wprowadzenie przegród wszystkich wewnętrznych i zastosowanie metody szczegółowej, aby mieć pewność czy wartość EP spełnia lub nie spełnia warunek EPmax.

Serwis o tematyce świadect energetycznych