Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 07 okladka

 

       7-8/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

  

VITRUM Swiat Szkla Web

 

ift 480x105px RFT19 engl 

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

Efektywne wykorzystanie energii a klimat pomieszczeń Cz.1
Data dodania: 29.08.11

Efektywne wykorzystanie energii a klimat pomieszczeń
Część 1

Coraz większy nacisk kładziony na efektywność wykorzystania energii stwarza na najbliższą dekadę – zarówno dla Niemiec, jak i Europy – długofalowe wyzwanie, związane ze środowiskiem i gospodarką narodową. Przepisy rozporządzenia w sprawie oszczędnej gospodarki energią (SOGE), które weszło w życie w roku 2002, wprowadziły dalsze zaostrzenie wymagań w zakresie zapotrzebowania na energię i wręcz hermetycznej szczelności budynków. Rozporządzenie SOGE stanowi podstawę prawną dla dalszych ustaleń w zakresie „energooszczędnej izolacji cieplnej oraz energooszczędnych instalacji (grzewczych)”, obowiązujących w Niemczech – zarówno w stosunku do budynków nowych, jak i już istniejących.



Konsonanse czy dysonanse?
Dotychczas w rozporządzeniu SOGE, w ogóle nie uwzględniano zapotrzebowania energii niezbędnej do celów oświetlenia i klimatyzacji pomieszczeń. Jednakże uchwalona w roku 2002 europejska dyrektywa w sprawie efektywnej gospodarki energią w budynkach nakłada obowiązek uwzględniania w bilansach energetycznych budynków również zapotrzebowania na tę energię, która będzie potrzebna do funkcjonowania instalacji oświetleniowej i klimatyzacyjnej. Wynikające stąd nowe wymagania odnoszące się do gospodarki energetycznej budynków mogą w konsekwencji prowadzić do zmian w wewnętrznym klimacie pomieszczeń. Całkiem naturalne jest zatem pytanie, w jaki sposób wymagania te – rozpatrywane w aspekcie technologii budowy, rodzaju konstrukcji oraz zastosowanych materiałów – będą wpływać na komfort pomieszczeń mieszkalnych i jakość ich wentylacji.

 



Rys. 1. Porównanie eksploatacyjnego zapotrzebowania energii przykładowego konwencjonalnego budynku biurowego oraz budynku wzniesionego przy zastosowaniu nowoczesnej technologii i wyposażonego w nowoczesne instalacje



Punktem wyjścia dyskusji na temat efektywnego wykorzystania energii w budynkach jest na ogół pogląd, że w okresie zimowym spełnienie wymagań związanych z komfortem pomieszczeń w zasadzie nie nastręcza trudności. Podstawą takiego mniemania są dobre własności izolacyjne ścian zewnętrznych i okien oraz wynikające z nich nieznaczne różnice temperatur występujące w pomieszczeniu.

 

Jednakże istotne źródła ciepła – przede wszystkim zewnętrzne (słońce w powiązaniu z brakiem wystarczającego zewnętrznego systemu ochrony przed promieniowaniem słonecznym w okresie letnim i przejściowych porach roku), lecz również wewnętrzne (komputery, oświetlenie, wysoka gęstość zaludnienia) – wiążą się ściśle z określonymi wymaganiami dotyczącymi efektywnej gospodarki energetycznej budynku.

 

Należy również pamiętać o tym, że redukcja krotności wymiany powietrza – która może być wynikiem np. zastosowania w budynku hermetycznych, nie przepuszczających powietrza okładzin – może doprowadzić do wzrostu wilgotności powietrza wypełniającego pomieszczenia, a w konsekwencji spowodować zmiany klimatu w nich panującego.



Efektywne wykorzystanie energii
Stale rosnący nacisk na efektywne wykorzystanie energii jest istotnym elementem zarówno politycznej strategii, jak i działań podejmowanych przez te państwa członkowskie UE, które są zobligowane do wypełnienia określonych zobowiązań wprowadzonych
w ramach ustaleń przyjętych w protokole Kyoto.

 

Działania zmierzające do poprawy wydajności energetycznej rozpatrywanej w skali globalnej powinny przy tym uwzględniać również takie czynniki, jak uwarunkowania klimatyczne i lokalne, wewnętrzny klimat pomieszczeń oraz efektywność ekonomiczną. Uchwalona w roku 2002 przez Radę i Parlament Europejski dyrektywa, poświęcona całkowitej efektywności energetycznej budynków nakłada na kraje członkowskie obowiązek opracowania własnych metod oceny tej efektywności, przy czym mogą one odznaczać się zróżnicowaniem regionalnym i oprócz kwestii izolacji termicznej mogą również uwzględniać – z uwagi na ich wzrastające znaczenie – również takie czynniki, jak np. instalacje grzewcze i klimatyzacyjne, instalacje oświetleniowe, wykorzystanie różnych rodzajów energii odnawialnej, a także rodzaj konstrukcji budynku. W chwili obecnej zastosowanie przepisów rozporządzenia SOGE koncentruje się praktycznie na kwestii zmniejszenia zapotrzebowania na energię cieplną potrzebną do ogrzewania budynków.

 

Na skutek nowelizacji przepisów dyrektywy UE i będących jej konsekwencją zmian w przepisach rozporządzenia SOGE, które wchodzą w życie w roku 2006, podejście to powinno ulec zasadniczej zmianie. Przy ocenie zapotrzebowania energii będzie się brać pod uwagę zarówno energię potrzebną do celów grzewczych, jak i tę, która będzie potrzebna do celów wentylacji, chłodzenia (klimatyzacji) oraz oświetlenia pomieszczeń, przy czym „składowe” te będą oceniane jednocześnie i będą traktowane jako równorzędne względem siebie.

 

Takie kwestie, jak ochrona przed przegrzaniem w okresie letnim oraz wykorzystanie światła dziennego mogą – w aspekcie działań zmierzających do poprawy efektywności gospodarki energetycznej – być w przyszłości oceniane ilościowo i traktowane dokładnie tak samo, jak np. ocena stopnia wykorzystania kotła grzewczego względnie środki zapewnienia odpowiedniej izolacji cieplnej w okresie zimowym. Na rys. 1 przedstawiono bilans eksploatacyjnego zapotrzebowania energii budynku biurowego, wzniesionego przy zastosowaniu nowoczesnej techniki budowlanej i wyposażonego w nowoczesne instalacje, w porównaniu do budynku konwencjonalnego.

 



Rys. 2. Elewacja zachodnia budynku doświadczalnego IBEKLIP Instytutu Fizyki Budowli im. J. v. Fraunhofera, Holzkirchen



Norma DIN 18599
Zespół norm określanych ogólnie jako norma DIN 18599, która z założenia ma służyć spełnieniu wymienionych tu zadań, został opracowany przez komisję utworzoną z członków komisji normalizacyjnej DIN ds. budownictwa (NABau) komisji normalizacyjnej zajmującej się techniką grzewczą oraz techniką wentylacji pomieszczeń (NHRS) oraz komisji normalizacyjnej zajmującej się techniką oświetleniową (FNL). Normy te przedstawiają przewidziane do wykorzystania metody oceny całkowitej efektywności energetycznej budynków, które odpowiadają wymaganiom określonym w artykule 3 dyrektywy 2002/91/UE Unii Europejskiej.

 

Aby w ogóle umożliwić dokonanie takiej kompleksowej oceny – dotychczas było to możliwe tylko i wyłącznie przy wykorzystaniu nowoczesnych, wysokojakościowych narzędzi symulacyjnych – w ostatnich dwóch latach prowadzono intensywne prace, mające na celu opracowanie normy pozwalającej na taką ocenę. Norma ta wprowadza metodę określania bilansów miesięcznych, ustalanych w oparciu o zapotrzebowanie energii użytecznej (ogrzewanie, klimatyzacja, oświetlenie) w klimatyzowanych pomieszczeniach budynków, a także umożliwia ocenę architektury i elementów konstrukcyjnych budynku.

 

Opierając się na niej będzie można uwzględnić ocenę efektywności funkcjonowania wszystkich instalacji stanowiących wyposażenie budynku (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja, oświetlenie), a także występujące między nimi zależności oraz wpływ wywierany przez nie wzajemnie na siebie. Tak więc można będzie określić zapotrzebowanie energii dla wszystkich instalacji użytkowych budynku, zaś przy pomocy ustalanych w zależności od nośnika energii współczynników eksploatacyjnego zapotrzebowania energii, można będzie ocenić dla danego budynku sumaryczne takie zapotrzebowanie, co będzie miało istotne znaczenie w aspekcie obligatoryjnych wymagań, jakie w przyszłości w stosunku do przepływu energii będą obowiązywać w całej Europie.

 

Oprócz metody obliczeniowej, nowa norma wprowadza również odniesione do warunków eksploatacyjnych warunki brzegowe, umożliwiające obiektywną ocenę i określenie zapotrzebowania energii (niezależnie od indywidualnego sposobu postępowania użytkowników oraz lokalnych warunków klimatycznych). Norma ta przeznaczona jest do oceny długofalowego zapotrzebowania budynków na energię, względnie jego poszczególnych elementów oraz do oceny możliwości wykorzystania w budynkach źródeł energii odnawialnej.

 

Udokumentowane algorytmy przewidziane w tej normie można stosować do opracowywania bilansów energetycznych budynków, równie dobrze mieszkalnych, jak i niemieszkalnych, nie tylko nowych, lecz również istniejących. Oferowane przez tę normę narzędzie służące do planowania nie ma obecnie równego sobie w całej Europie. Stanowi ono ogromy krok naprzód, zarówno dla planistów, jak i dla właścicieli budynków oraz inwestorów, ponieważ w zakresie podejmowania decyzji planistycznych umożliwia skupienie się na określonych ilościowo i uwzględniających różne czynniki wartościach liczbowych.

 


Rys. 3. Pomieszczenie doświadczalne wyposażone na wzór pomieszczenia biurowego, z elewacją zachodnią odznaczającą się wysokim stopniem przeszklenia, usytuowanymi od wewnątrz elementami ochrony przed nasłonecznieniem i sztucznym oświetleniem o regulowanej wysokości punktu świetlnego




Instalacje eksperymentalne
Nowoczesny biurowiec odznacza się stosowną architekturą i łączy w sobie przejrzystość oraz przestronność; jego użytkownicy dobrze się czują w jego wnętrzu, ciepłota jego pomieszczeń nie jest ani za niska, ani za wysoka i od żadnej części jego fasady nie odbijają się padające nań promienie słoneczne. Ponadto bieżące koszty utrzymania związane z pobieraną przezeń energią są naprawdę minimalne, okres jego amortyzacji jest bardzo długi, sam zaś budynek nie jest szkodliwy dla środowiska.

 

Aby jednakże takie obiekty mogły przybrać realne kształty i zaistnieć w praktyce, już na samym początku niezbędne jest kompleksowe planowanie prowadzone przez wszystkich doświadczonych w budownictwie architektów i specjalistów-projektantów, połączone z inteligentnymi i uzgadnianymi międzybranżowo rozwiązaniami kwestii szczegółowych.

 

Dla zapewnienia naukowego wsparcia przeprowadzanej na podstawie obliczeń kompleksowej oceny współzależności, związanych z różnymi koncepcjami fasad i wyposażeniem budynku w instalacje techniczne w aspekcie zapewnienia komfortowego klimatu pomieszczeń i niskiego poboru energii, na terenie Instytutu Fizyki Budowli im. J. v. Fraunhofera (IFB) w Holzkirchen wzniesiono wielokondygnacyjny budynek doświadczalny, który wyposażono w cały szereg najnowocześniejszych czujników pomiarowych (rys. 2).

 

Badania prowadzone w owym doświadczalnym budynku koncentrują się nie tylko na elementach elewacji, lecz również na kompleksowej ocenie współzależności występujących pomiędzy technologią wykonania fasad i funkcjonowaniem instalacji ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji i sztucznego oświetlenia. W objętych badaniami pojedynczych pomieszczeniach biurowych, zlokalizowanych we wspomnianym budynku doświadczalnym, zastosowano trzy różne rodzaje fasad.

 

Obok pomieszczeń z klasyczną fasadą otworową, częściowo monolityczną i częściowo wyposażoną w zintegrowane systemy termoizolacyjne, znajdują się w nim pomieszczenia z fasadą słupowo-ryglową z nieprzezroczystymi pasami podokiennymi a także „poletko doświadczalne”, które posiada prawie całkowicie przeszklona fasadę i w którym w jednym z badanych pomieszczeń zastosowano dwuwarstwową fasadę szklaną.

 

Przeszklenia, wyposażone w różnego rodzaju systemy ochrony przed nasłonecznieniem bądź oślepianiem promieniami słonecznymi, montowane niekiedy od strony zewnętrznej i wewnętrznej, a niekiedy tylko po stronie wewnętrznej, są – w zależności od profilu badań – wykonywane albo ze szkła termoizolacyjnego albo jako przeszklenia chroniące przed nasłonecznieniem. Różnego rodzaju systemy oświetleniowe wyposażone w układy regulacji bezstopniowej i załączane, albo ręcznie, albo samoczynnie w zależności od intensywności światła dziennego, „wspierają” przechodzące przez fasadę oświetlenie naturalne.

 

Lekkie ścianki działowe oddzielają od siebie poszczególne pomieszczenia badawcze, a podwieszone sufity przyczyniają się do poprawy akustyki pomieszczeń. Niektóre pojedyncze pomieszczenia chłodzone są w razie potrzeby przy wykorzystaniu zintegrowanych stropów chłodzących, inne zaś wyposażono w centralne, doprowadzające powietrze instalacje klimatyzacyjne; a jeszcze inne są chłodzone bądź ogrzewane przez zdecentralizowane zespoły wentylacyjne, które zasysają powietrze zewnętrzne bezpośrednio przy fasadzie. Obok pomieszczeń biurowych, które powinny funkcjonować bez zarzutu w warunkach braku aktywnego chłodzenia, przedmiotem badań są również nowoczesne koncepcje wentylacji wtórnej, pozwalającej uniknąć przegrzewania pomieszczeń w okresie letnim.

 


Rys. 4. Wpływ temperatury panującej w pomieszczeniu i temperatury zewnętrznych powierzchni otaczających pomieszczenie na komfort pomieszczenia oceniany w aspekcie jego ciepłoty



Badaniami objęto ogółem dwanaście zlokalizowanych w budynku doświadczalnym pomieszczeń o zróżnicowanym wyposażeniu. Przy pomocy całej gamy czujników pomiarowych mierzono takie parametry, jak: pobór energii, strumienie ciepła, rozkłady temperatur oraz wartości natężenia oświetlenia i luminancji na powierzchni fasady.

 

Uzyskane dane pomiarowe z jednej strony umożliwiają ocenę poszczególnych składników bilansu energetycznego, z drugiej natomiast umożliwiają wnioskowanie a posteriori w kwestiach komfortu wzorcowych pomieszczeń biurowych, ocenianego w aspekcie panującej w nich ciepłoty i widoczności. Na rys. 3 przedstawiono fotografię pomieszczenia doświadczalnego.

 

Wiedza uzyskana w wyniku przeprowadzonych badań zostanie wykorzystana do oceny i pierwszej praktycznej weryfikacji – na przykład w biurowcach – przepisów obowiązującego od stycznia 2006 nowego rozporządzenia SOGE (wytycznych efektywnego wykorzystania energii, normy DIN 18599). Uzyskane tą drogą dane pozwolą z kolei na dalszą weryfikację warunków brzegowych oraz parametrów znamionowych instalacji, wyposażenia i ich podzespołów – a w konsekwencji na weryfikację i – o ile zaistnieje taka potrzeba – na aktualizację przedstawionej tu nowej normy.

 

Natomiast wszystkie podejmowane działania omówione tu na przykładzie różnych zastosowanych koncepcji powinny zwrócić uwagę szerokiego grona specjalistów na złożone, interaktywne współzależności występujące pomiędzy poszczególnymi instalacjami, systemami, fasadami urządzeniami klimatyzacyjnymi i oświetleniowymi, zasugerować ewentualne przyszłościowe rozwiązania oraz – w ostatecznym rozrachunku – przyczynić się do wzrostu niezawodności planowania na etapie opracowywania koncepcji nowoczesnych biurowców.



prof. dr Klaus Sedlbauer, Hans Erhorn,
dr inż. Andreas Holm

Glaswelt 11/2006



Efektywność energetyczna budynków a komfort pomieszczeń

Dobre samopoczucie osób przebywających w zamieszkałych przez nie pomieszczeniach uzależnione jest od wielu bardzo różnych czynników. Do najważniejszych z nich należą takie czynniki, jak: ciepłota pomieszczeń, różnica temperatur występująca wewnątrz poszczególnych pomieszczeń oraz występujący w pomieszczeniach przepływ powietrza; na dalszych miejscach plasują się takie czynniki, jak: wilgotność i akustyka, zdolność emisyjna1 pomieszczenia względnie panujące w nim zapachy. Czynniki wpływu wymienione jako ostatnie z zasady nie mają związku z efektywnością energetyczną budynku, toteż nie zostały one uwzględnione w prezentowanej tu próbie udzielenia odpowiedzi na postawione na wstępie pytanie: „Efektywne wykorzystanie energii a klimat pomieszczeń – konsonanse czy dysonanse?”. Rozpatrując jednakże sytuację w aspekcie pozostałych czynników wpływu – można na postawione pytanie udzielić jednoznacznej odpowiedzi. Brzmi ona: Efektywne energetycznie budynki w znacznym stopniu zwiększają komfort pomieszczeń!

 

Czytaj także --

Czytaj także

 

 

01 chik
01 chik