Praktyczne aspekty projektowania energooszczędnych systemów wentylacyjnych

Amanowicz, Łukasz; Ratajczak, Katarzyna

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Praktyczne aspekty projektowania energooszczędnych systemów wentylacyjnych

Autorzy

Amanowicz Łukasz , Ratajczak Katarzyna

Identyfikatory

Warianty tytułu

Practical aspects of designing energy-saving ventilation systems

Języki publikacji

Abstrakty

Nowe, zaostrzone wymagania odnośnie do wartości wskaźnika energii pierwotnej EP, które weszły w życie w Polsce 1 stycznia 2021 r., trudno spełnić, stosując dotychczasowe tradycyjne podejście projektowe oraz standardowe rozwiązania systemów ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji budynków. Zastosowanie grubszej warstwy izolacji cieplnej oraz drzwi i okien o niskich współczynnikach przenikania ciepła już nie wystarczy. Istotne znaczenie dla energochłonności budynku mają systemy wentylacji, których odpowiednie zaprojektowanie oraz eksploatacja pozwala uzyskać oszczędności energii i kosztów oraz poprawia wyniki obliczeniowej charakterystyki energetycznej budynku. W artykule przedstawiono przegląd zagadnień związanych z projektowaniem systemów wentylacji w budynkach energooszczędnych, zwracając uwagę z jednej strony na ich wpływ na finansowe i energetyczne koszty eksploatacji obiektu, a z drugiej strony na wartość obliczeniowego zapotrzebowania na energię użytkową budynku. Na przykładzie obliczeniowym przedstawiono wpływ szczelności powietrznej na wartość wskaźnika EP dla przykładowego budynku mieszkalnego, wykazując, że ma ona szczególnie istotne znaczenie w przypadku współczesnych, dobrze zaizolowanych budynków, o małych wartościach współczynników przenikania ciepła przegród zewnętrznych. Samo obniżenie zapotrzebowania na energię użytkową może jednak nie wystarczyć do spełnienia wymagań dotyczących wskaźnika EP. Konieczne może być równoczesne zastosowanie odnawialnych źródeł energii, które charakteryzują się niskimi współczynnikami nakładu energii pierwotnej. Niemniej jednak dobrze zaprojektowane i poprawnie eksploatowane systemy wentylacji będą sprzyjać osiągnięciu niskich wartości wskaźnika EP oraz bardziej efektywnemu ekonomicznie wykorzystaniu OZE ze względu na fakt, że ich szczytowe moce będą mniejsze.

New, stricter requirements regarding the PE index, which entered into force in Poland on January 1, 2021, it is difficult to meet using traditional design approach and standard solutions for heating, ventilation and air conditioning systems in buildings. The use of a thicker layer of thermal insulation and better-quality doors and windows is not enough anymore. Ventilation systems have great impact on the energy performance of buildings. Their proper design and operation can result in significant energy and money savings and can improve the computational energy performance of the building. This article presents an overview of issues related to the design of ventilation systems in energy-efficient buildings, paying attention on the one hand to their impact on the financial and energy costs of building operation, and on the other hand to the value of the computational useful energy demand of the building. The calculation example shows the influence of the air tightness of the building on the value of the PE index for an example residential building, showing that it is of particular importance in the case of modern, well-insulated buildings, characterized by low values of heat transfer coefficients of external partitions. It is true that the reduction of the utility energy demand alone may not be sufficient to meet the PE requirements. It may be necessary to use renewable energy sources at the same time, which have been assigned low primary energy conversion factors. Nevertheless, well-designed and properly operated ventilation systems will contribute to the achievement of low PE values and a more economically effective use of renewable energy sources, thanks to the fact that their peak powers will be lower.

Słowa kluczowe

wentylacja budownictwo energooszczędne charakterystyka energetyczna warunki techniczne wskaźnik EP

ventilation energy-efficient construction energy characteristics technical conditions EP indicator

Wydawca

Grupa MEDIUM Sp. z o.o. Sp.k.a.

Czasopismo

Rynek Instalacyjny

Rocznik

2021

Tom

Nr 6

Strony

46--52

Opis fizyczny

Bibliogr. 45 poz., rys.

Twórcy

autor

Amanowicz Łukasz

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska

autor

Ratajczak Katarzyna

katarzyna.m.ratajczak@put.poznan.pl

Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska

Bibliografia

1. Amanowicz Ł., Influence of geometrical parameters on the flow characteristics of multi-pipe earth-to-air heat exchangers – experimental and CFD investigations „Applied Energy” (226), 2018, p. 849-861.
2. Amanowicz Ł., Górka A., Szymański M., Górzeński R., Pomiary szczelności powietrznej dużego budynku na przykładzie Term Maltańskich, I Ogólnopolska Konferencja „Air-Tight – szczelność powietrzna budynków”, Poznań, 23.04.2015.
3. Amanowicz Ł., Górzeński R., Szymański M., Wentylacja – ważny element w kontekście energooszczędności laboratoriów, „Laboratorium” (9–10), 2016, s. 49-55.
4. Amanowicz Ł., Filipiak M., Ratajczak K., Weryfikacja skuteczności działania dygestoriów laboratoryjnych w świetle normy PN-EN 14175, „Instal” 1, 2017, s. 39-44.
5. Amanowicz Ł., Filipiak M., Ratajczak K., Badania odbiorowe instalacji wentylacyjnej w laboratorium z dygestoriami wg normy PN-EN 14175, „Instal” (382) 3, 2017, s. 34-40.
6. Amanowicz Ł., Ratajczak K., Szczechowiak E., Badania jednorurowych systemów wentylacyjnych pod kątem oceny mieszania się strumieni powietrza w czerpni i wyrzutni, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” 50/6, 2019, s. 231-238.
7. Amanowicz Ł., Ratajczak K., Szczechowiak E., Analiza możliwości stosowania systemu wentylacji zdecentralizowanej w budynkach edukacyjnych, „Instal” 10, 2019, s. 20-26.
8. Amanowicz Ł., Ratajczak K., Szczechowiak E., Stosowanie rekuperatorów ściennych w budynkach nowych i modernizowanych cieplnie w świetle aktualnych wymagań prawnych, „Rynek Instalacyjny” 11, 2019, s. 58-62.
9. Amanowicz Ł., Szczechowiak E., Zasady projektowania systemów wentylacji budynków energooszczędnych, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” 48/2, 2017, s. 72-78.
10. Amanowicz Ł., Szymański M., Górzeński R., Systemy wentylacji laboratoriów – wymagania projektowe, studium przypadku, „Laboratorium” 3–4, 2017, s. 14-18.
11. Amanowicz Ł., Wojtkowiak K., Badania eksperymentalne wpływu zmian sposobu zasilania powietrznego gruntowego wymiennika ciepła typu rurowego na jego charakterystykę przepływową. Część 1. Równomierność rozpływu, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” 41/6, 2010, s. 208-212, 220.
12. Amanowicz Ł., Wojtkowiak J., Badania eksperymentalne wpływu zmian sposobu zasilania powietrznego gruntowego wymiennika ciepła typu rurowego na jego charakterystykę przepływową. Część 2. Straty ciśnienia, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” 41/7–8, 2010, s. 208-212, 220.
13. Amanowicz Ł., Wojtkowiak J., Badania wydajności cieplnej aluminiowego, sufitowego panelu grzewczo-chłodzącego, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” 47/10, 2016, s. 413-417.
14. Amanowicz Ł., Wojtkowiak J., Experimental investigations of thermal performance improvement of aluminum ceiling panel for heating and cooling by covering its surface with paint, E3S Web Conf. Vol. 44, 2018, 10th Conference on Interdisciplinary Problems in Environmental Protection and Engineering EKO-DOK 2018.
15. Basińska M., Michałkiewicz M., Zmienność mikrobiologicznego zanieczyszczenia powietrza oraz stężenia pyłu wewnątrz i na zewnątrz wybranej poznańskiej szkoły, „Inżynieria Ekologiczna” 50, 2016, s. 17-25.
16. Basińska M., Michałkiewicz M., Górzeński R., Stan systemu wentylacyjnego w budynku edukacyjnym i jego wpływ na jakość powietrza – analiza przypadku, „Rynek Instalacyjny” 9, 2016, s. 74-84.
17. Basińska M., Michałkiewicz M., Ratajczak K., Impact of physical and microbiological parameters on proper indoor air quality in nursery, „Environment International”, 132, 2019, p. 105098-1–105098-14.
18. Chmielewski K., Amanowicz Ł., Bezprzeponowe powietrzne gruntowe wymienniki ciepła w układach wentylacji mechanicznej, „Rynek Instalacyjny” 5, 2017, s. 76-80.
19. Kosiński P., Pozorna szczelność powietrzna budynków, I Ogólnopolska Konferencja „Air-Tight – szczelność powietrzna budynków”, Poznań, 23.04.2015.
20. Kostka M., Wymagania ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych, „Rynek Instalacyjny” 5, 2016, s. 47-52.
21. Kostka M., Szulgowska-Zgrzywa M., Obliczenia energetyczne gruntowych rurowych wymienników ciepła, „Rynek Instalacyjny” 6, 2015, s. 64-68.
22. Laine K., Airtightness improvement of structures to improve indoor air quality, Proceedings 36–45, 35th AIVC Conference „Ventilation and airtightness in transforming the building stock to high performance”, Poznań, 24–25.09.2014.
23. Laska M., Dudkiewicz E., Research of CO2 concentration in naturally ventilated lecture room, International Conference on Advances in Energy Systems and Environmental Engineering (ASEE17), Wrocław, Poland, July 2–5, 2017, Kaźmierczak B. et al. [Eds. Les Ulis]: EDP Sciences, 2017, art. 00099, p. 1-8 (E3S Web of Conferences, ISSN 2267–1242, Vol. 22).
24. Laska M., Dudkiewicz E., Thermal comfort study in naturally ventilated lecture room based on questionnaire survey, Proceedings of 10th Windsor Conference: Rethinking Comfort: Cumberland Lodge, Windsor, UK, 12th–15th April 2018/ed. by Luisa Brotas et al., Windsor: NCEUB: p. 634-648.
25. Ludwiczak A., Ratajczak K., Wentylacja placówek dydaktyczno-edukacyjnych. Przegląd wybranych polskich i zagranicznych wymagań dotyczących strumienia powietrza i stężenia CO2, „Rynek Instalacyjny” 3, 2018, s. 24-29.
26. Nowak-Dzieszko K., Analiza wad obudowy budynku w trakcie badań, I Ogólnopolska Konferencja „Air-Tight – szczelność powietrzna budynków”, Poznań, 23.04.2015.
27. Pereira P.F., Almeida R.M.S.F., Ramos N.M.M., Sousa R., Testing for building components contribution to airtightness assessment, Proceedings 322–330, 35th AIVC Conference „Ventilation and airtightness in transforming the building stock to high performance”, Poznań, 24–25.09.2014.
28. Pogorzelski J.A., Kasperkiewicz K., Geryło R., Budynki wielkopłytowe – wymagania podstawowe. Zeszyt 11. Oszczędność energii i izolacyjność cieplna przegród. Stan istniejący budynków wielkopłytowych, ITB, Warszawa 2003.
29. Pyszczek T., Projektowanie budynków szczelnych powietrznie, I Ogólnopolska Konferencja „Air-Tight – szczelność powietrzna budynków”, Poznań, 23.04.2015.
30. Radomski B., Jaskulska J., Integracja systemów wentylacyjnych i grzewczo-chłodzących dla budynków pasywnych jednorodzinnych, „Rynek Instalacyjny” 11, 2016, s. 51-56.
31. Ratajczak K., Łochyński S., Jakość powietrza w budynku użytkowanym jako żłobek, „Rynek Instalacyjny” 10, 2017, s. 54-60.
32. Rosiński M., Odzyskiwanie ciepła w wybranych technologiach inżynierii środowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
33. Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1253/2014 z dnia 7 lipca 2014 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych (Dz. Urz. UE L 337/8 z 25.11.2014).
34. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 3 czerwca 2014 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw charakterystyki energetycznej (Dz. U. 2014, poz. 888).
35. Sinacka J., Szczechowiak E., Modelowanie przepływu ciepła w budynku ze stropami i sufitami grzewczo-chłodzącymi, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” (49) 7, 2018, s. 271-278.
36. Szczechowiak E., Budownictwo energooszczędne a szczelność powietrzna, I Ogólnopolska Konferencja „Air-Tight – szczelność powietrzna budynków”, Poznań, 23.04.2015.
37. Szczechowiak E., Przemiany strukturalne systemów HVAC w budynkach przyszłości, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” 46 (1), 2015, s. 30-36.
38. Szymański M., Amanowicz Ł., Ratajczak K., Górzeński R., Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych – wyposażenie techniczne. Wentylacja ogólna, „Rynek Instalacyjny” 11, 2015, s. 59-66.
39. Szymański M., Amanowicz Ł., Ratajczak K., Górzeński R., Instalacje HVAC laboratoriów chemicznych – wyposażenie techniczne. Wentylacja technologiczna, „Rynek Instalacyjny” 12, 2015, s. 56-60.
40. Szymański M., Górka A., Górzeński R., Large buildings airtightness measurements using ventilation systems, Proceedings 712–720, 35th AIVC Conference „Ventilation and airtightness in transforming the building stock to high performance”, Poznań, 24–25.09.2014.
41. Wojtkowiak J., Amanowicz Ł., A method of cooling capacity enhancement of ceiling panel, E3S Web of Conferences Volume 116 (2019), International Conference on Advances in Energy Systems and Environmental Engineering (ASEE19)Wrocław, Poland, June 9–12, 2019, Sayegh M.A., Danielewicz J., Jouhara H., Kaźmierczak B., Kutyłowska M. and Piekarska K. (Eds.).
42. Wojtkowiak J., Amanowicz Ł., Mróz T., A new type of cooling ceiling panel with corrugated surface – Experimental investigation, „International Journal of Energy Research”, 2019, p. 1-12.
43. Zużycie energii w gospodarstwach domowych w 2018 r., GUS, Warszawa 2019.
44. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002, nr 75, poz. 690 z późn. zm.).
45. Jak spełnić wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki od 2021 roku? Ogrzewanie i wentylacja w warunkach technicznych, POBE, 2020.

Uwagi

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

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-24c5484d-f1af-4766-b7c6-29595d158a03