Wpływ systemów szklarniowych na zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń mieszkalnych – porównanie metod obliczeń wg ISO 13790

• Autorzy: Grudzińska Magdalena

Identyfikatory

DOI

10.35784/bud-arch.2172

Warianty tytułu

EN

Influence of sunspaces on the heating demand in rooms – comparison of ISO 13790 calculation methods

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Metoda obliczeń zapotrzebowania na energię zawarta w normie ISO 13790 powstała w trakcie realizacji projektu badawczego PASSYS. Jego celem było opracowanie sposobu wyznaczania zapotrzebowania na ciepło, dającego możliwość uwzględnienia w bilansie energetycznym pasywnych systemów słonecznych, m.in. systemów szklarniowych. Dla tych systemów norma prezentuje dwie metody obliczeniowe – pełną i uproszczoną, różniące się podstawowymi założeniami i sposobem uwzględniania zysków słonecznych w przestrzeni słonecznej i przyległych pomieszczeniach ogrzewanych. Równania zawarte w normie są sformułowane w sposób bardzo ogólnikowy, a interpretacja metod obliczeń budzi pewne wątpliwości, szczególnie w zakresie modelowania rozkładu promieniowania słonecznego wewnątrz szklarni. W pracy przedstawiono dyskusję założeń przyjmowanych w metodzie pełnej i uproszczonej, a także własne propozycje modyfikacji algorytmów obliczeniowych. Zaproponowana metoda obliczeń pozwoliła w zadowalający sposób odwzorować funkcjonowanie przykładowej szklarni o stosunkowo małej powierzchni oszklenia i wysokiej absorpcyjności obudowy, zbliżonej pod względem utylizacji promieniowania słonecznego do tradycyjnych pomieszczeń. Zjawiska typowe dla przestrzeni o dużej powierzchni oszklenia, takie jak retransmisja promieniowania odbitego, nie zostały uwzględnione w wystarczającym stopniu w metodzie zawartej w opisywanej normie.

EN

The calculation method presented in ISO 13790 was developed during the research project PASSYS. It aimed to work out the way of estimating energy demand while taking into account different passive solar systems. The standard includes two calculation methods for sunspaces – a full and simplified method. They differ in terms of basic assumptions and the treatment of solar gains in the sunspace and conditioned rooms. There are some doubts about the interpretation of equations presented in the standard, especially when it comes to modelling the solar radiation distribution within the solar space. The paper presents a discussion on the basic hypotheses applied in full and simplified methods, together with the author’s suggestions regarding modifications to the ISO 13790 calculation methods. The modified methods allowed to satisfactorily predict the functioning of the exemplary sunspaces with a smaller area of glazed partitions and higher radiation absorptivity of the casing, that is spaces similar in terms of solar radiation utilisation to traditional living spaces. The phenomena typical for sunspaces with a high degree of glazing, such as the retransmission of reflected radiation, were not sufficiently taken into account in the calculation methods of the standard.

Słowa kluczowe

PL

systemy szklarniowe; zapotrzebowanie na ciepło; ISO 13790; symulacje dynamiczne

EN

passive sunspace systems; heating demand; ISO 13790; dynamic simulations

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 20, no 2
• Strony: 69--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Grudzińska Magdalena

• Department of Construction; Faculty of Civil Engineering and Architecture; Lublin University of Technology; Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9271-8797

Bibliografia

• 1. ISO 13790:2008 “Energy performance of buildings. Calculation of energy consumption for heating and cooling”, International Organization for Standardization, Geneva, 2008.
• 2. Announcement of the Minister of Infrastructure and Development of 17 July 2015 on the announcement of the uniform text of the ordinance of the Minister of Infrastructure on technical conditions to be met by buildings and their location, Journal Of Laws of 2015, No. 0, item 1422.
• 3. Regulation of the Minister of Infrastructure and Development of 27 February 2015 on the methodology for determining the energy performance of a building or part of a building and energy performance certificates, Journal Of Laws of 2015, item 376.
• 4. Bourdeau L., Buscarlet C.: “PASSYS, Final Report of the Simplified Design Tool Subgroup”, Commission of the European Communities, Directorate-General XII, Brussels 1989.
• 5. ISO 52016-1:2017 “Energy performance of buildings. Energy needs for heating and cooling, internal temperatures and sensible and latent heat loads. Part 1: Calculation procedures”, International Organization for Standardization, Geneva, 2017.
• 6. Leenknegt S., Saelens D.: “Comparison between simplified and dynamic calculation of highly glazed spaces”, in: Proceedings of the 1st Central European Symposium on Building Physics, Cracow – Lodz, September 2010, pp. 335-342.
• 7. Passerini F., Albatici R., Frattari A.: “Quasi-steady state calculation method for energy contribution of sunspaces: a proposal for the European standard improvement”, in: Proceedings of Building Simulation Applications BSA 2013, 1st IBPSA Italy Conference, Bozen-Bolzano, Italy, pp. 141-150. Available: http://www.ibpsa.org/proceedings/BSA2013/15.pdf [Accessed: 18 Feb 2017]
• 8. ISO/FDIS 13790:2006(E) “Energy performance of buildings. Calculation of energy use for space heating and cooling”, Draft for comments by CEN and ISO WG. Available: www.cres.gr/greenbuilding/PDF/prend/set3/WI_14_TC-draft-ISO13790_2006-07-10.pdf [Accessed: 23 Feb 2017]
• 9. Gawin D., Kossecka E. (ed.), Typowy rok meteorologiczny do symulacji wymiany ciepła i masy w budynkach. Lodz Univeristy of Technology, Łódź 2002.
• 10. Clarke J.A., Energy Simulation in Building Design. Butterworth-Heinemann, Oxford 2001.
• 11. Jokisalo J., Kurnitski J.: “Performance of EN ISO 13790 utilisation factor heat demand calculation method in a cold climate”, Energy and Buildings, 39 (2007), pp. 236-247. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2006.06.007
• 12. Kokogiannakis G., Strachan P., Clarke J.: “Comparison of the simplified methods of the ISO 13790 Standard and detailed modelling programs in a regulatory context”, Journal of Building Performance Simulation, 1 (2008), pp. 209-219. https://doi.org/10.1080/19401490802509388
• 13. Wall M.: “Climate and energy use in glazed spaces”, Report TABK-96/1009, Lund University, Department of Building Science, Lund 1996.
• 14. Roux J.J., Teodosiu C., Covalet D., Chareille R.: “Validation of a glazed space simulation model using full-scale experimental data”, Energy and Buildings, 36 (2004), pp. 557-565. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2004.01.030
• 15. Oliveti G., De Simone M., Ruffolo S.: “Evaluation of the absorption coefficient for solar radiation in sunspaces and windowed rooms”, Solar Energy, 82 (2008), 212-219. https://doi.org/10.1016/j.solener.2007.07.009
• 16. Hilliaho K., Lahdensivu J., Vinha J.: “Glazed space thermal simulation with IDA-ICE 4.61 software ‒ suitability analysis with case study”, Energy and Buildings, 89 (2015), pp. 132-141. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2014.12.041
• 17. Wittchen K.B., Johnsen K., Grau K., BSim user’s guide. Danish Building Research Institute, Hørsholm 2004.
• 18. Narowski P., „Dane klimatyczne do obliczeń energetycznych w budownictwie”, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 11 (2006), pp. 22-27.
• 19. Tiwari G.N., Gupta A., Gupta R.: “Evaluation of solar fraction on north partition wall for various shapes of solarium by Auto-Cad”, Energy and Buildings, 35 (2003), pp. 507-514. https://doi.org/10.1016/S0378-7788(02)00158-5
• 20. Wiśniewski S., Wiśniewski T.S., Wymiana ciepła. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1994.
• 21. Rogalska M., Wieloczynnikowe modele w prognozowaniu czasu procesów budowlanych. Lublin Univeristy of Technology, Lublin 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).