Ocena rozwiązań lokalizacyjno-instalacyjnych budynku biurowego w aspekcie zapotrzebowania na energię

• Autorzy: Derkacz Urszula , Ratajczak Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2023.11.4

Warianty tytułu

EN

Assessment of Location And Installation Solutions for an Office Building in Terms of Energy Demand

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Projektując budynek niezwykle istotną kwestią powinno być zapewnienie jego użytkownikom odpowiednich warunków, żeby przebywanie w budynku było komfortowe. Jednakże często ważniejsze jest niskie zapotrzebowanie na energię. Wpływ na uzyskiwanie dobrych parametrów energetycznych budynku mają zastosowane rozwiązania instalacyjno-budowlane. Istotnym czynnikiem są również uwarunkowania lokalizacyjne m.in. parametry klimatu zewnętrznego oraz możliwości zaopatrzenia budynku w ciepło. Celem badań była ocena wpływu uwarunkowań lokalizacyjnych budynku i rozwiązań instalacyjnych na wskaźniki energetyczne budynku. Analizie poddano budynek biurowy, w którym źródłem ciepła jest węzeł cieplny zasilany z miejskiej sieci ciepłowniczej. Wykonano obliczenia wskaźników energii użytkowej EU oraz nieodnawialnej energii pierwotnej na cele ogrzewania, wentylacji, przygotowania ciepłej wody użytkowej EPH+W oraz chłodzenia EPC dla wybranych wariantów uwzględniających: lokalizację (klimat oraz uwarunkowania lokalizacyjne i prawne), rodzaj wentylacji (naturalna oraz mechaniczna z odzyskiem ciepła). Symulacje przeprowadzono z wykorzystaniem oprogramowania do projektowania budynków pasywnych. Kryteriami oceny było spełnienie wymagań przepisów prawnych dotyczących wartości wskaźnika energii pierwotnej EPH+W<45  kWh/(m2. rok) oraz EPC<25  kWh/(m2. rok). Analizy wykazały, że lokalizacja budynku, nawet w obrębie jednego kraju, ma duże znaczenie dla wyników końcowych. Wartości wskaźnika nieodnawialnej energii pierwotnej do ogrzewania i wentylacji mieściły się w zakresie 31,5 do 50,9 kWh/(m2. rok). Wpływ na tak duży zakres miała różnica temperatury powietrza zewnętrznego, natężenia promieniowania słonecznego oraz wartości współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla sieci ciepłowniczej w zakresie od 0,183 do 0,8. Największe znaczenie dla uzyskania parametrów budynku energooszczędnego oraz zapewnienia odpowiedniej jakości powietrza miało zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła 83% ‒ w przypadku braku odzysku ciepła wartość wskaźnika EP wzrastała nawet pięciokrotnie. Wpływ na parametry energetyczne oraz komfort klimatyczny w budynku ma wiele czynników. Warto uzupełniać proces projektowania budynku oraz jego instalacji o modelowanie budynku w 3D oraz wykorzystywać dostępne narzędzia umożliwiające przeprowadzenie realistycznych wizualizacji, dzięki czemu inwestor może łatwiej podjąć decyzję o wyborze rozwiązania, które będzie dla niego satysfakcjonujące.

EN

When designing a building, an extremely important issue should be to provide its users with appropriate conditions to make staying in the building comfortable. One of the most important factors that characterize modern buildings is low energy demand. The installation and construction solutions used have an impact on obtaining good energy parameters of the building. Location conditions are also an important factor, including: external climate parameters and the possibility of supplying the building with heat. The aim of the research was to assess the impact of the building’s location conditions and installation solutions on the building’s energy indicators. The analysis covered an office building in which the heat source is a heating node powered by the municipal heating network. Calculations were made of usable energy and non-renewable primary energy indicators for heating, ventilation, domestic hot water preparation and cooling. For selected variants taking into account: location (climate and location conditions and legal), type of ventilation (natural and mechanical with heat recovery) simulations were carried out using passive building design software. The evaluation criteria were compliance with the requirements of legal regulations regarding the value of the primary energy index EPH+W<45kWh/(m2. year) and EPC<25kWh/(m2. year). Analyzes have shown that the location of the building, even within one country, is important for the final results. The results of the non-renewable primary energy index for heating and ventilation were in the range of 31,5 to 50,9 kWh/(m2. year). Such a large range was influenced by the difference in outdoor air temperature, solar radiation intensity and the value of the nonrenewable primary energy input coefficient for the heating network in the range from 0,183 to 0,8. The use of mechanical ventilation with heat recovery (83%) was of the greatest importance for achieving the parameters of an energyefficient building and ensuring appropriate air quality – in the absence of heat recovery, the value of the EP index increased up to five times. Many factors influence the energy parameters in a building. It is worth supplementing the process of designing a building and its installation with 3D building modeling and using available tools that enable realistic visualizations, thanks to which the investor can more easily decide on a solution that will be satisfactory for him.

Słowa kluczowe

PL

wskaźniki energetyczne; charakterystyka energetyczna budynku; lokalizacja budynku; klimat; ocena energetyczna budynku; analiza energetyczna; metodologia

EN

energy indicators; building energy performance; building location; climate; building energy evaluation; energy analysis; methodology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 54, nr 11
• Strony: 20--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., mapa, rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Derkacz Urszula

• Studentka, Koło Naukowe Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska

autor

Ratajczak Katarzyna

• Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska

• https://orcid.org/0000-0002-6950-8262

Bibliografia

• [1] Amanowicz Ł., Ratajczak K. 2021. Praktyczne aspekty projektowania energooszczędnych systemów wentylacyjnych. Rynek Instalacyjny 6: 46-52.
• [2] Amanowicz Ł., Ratajczak K. 2021. Stosowanie odzysku ciepła, OZE oraz zdecentralizowanych systemów wentylacyjnych w kontekście wymagań WT Rynek Instalacyjny 7-8: 81-87.
• [3] Bandurski K., Ratajczak K., Amanowicz Ł. 2021. Różnica między obliczeniowym i pomiarowym wykorzystaniem energii do ogrzewania w budynkach wielorodzinnych. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 52 (12): 12-16. DOI: 10.15199/2021.12.2
• [4] Bandurski K., Amanowicz Ł., Ratajczak K. 2022. Zintegrowane wykorzystanie charakterystyki energetycznej budynków w polityce energetycznej. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 53 (12): 20-25. DOI: 10.15199/9.2022.12.4
• [5] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz.U.UE.L.2010.153.13).
• [6] Geotermia Podhalańska. Pobrano z lokalizacji: https://www.geotermia.pl/wskaznik-nakladu-nieodnawialnej-energii-pierwotnej.html (data dostępu: 25.09.2023).
• [7] Google maps. Pobrano z lokalizacji: https://www.google.pl/maps/ (data dostępu: 25.09.2023).
• [8] Grupa GPEC. Pobrano z lokalizacji: https://grupagpec.pl/dla-projektanta (data dostępu: 25.09.2023).
• [9] Kaliszuk-Wietecka, A., Węglarz, A. 2018. Nowoczesne budynki energoefektywne. Znowelizowane warunki techniczne. POLCEN Sp. z o.o.
• [10] Mróz T., Ratajczak K., Grządzielski W. 2021. Perspektywy wykorzystania gazu ziemnego w budynkach mieszkalnych w aspekcie nowych przepisów prawa. Rynek Energii 2(153): 12-22.
• [11] Ounis S., Aste N., Butera F., Del Pero C., Leonforte F., Adhikari R. 2022. Optimal Balance between Heating, Cooling and Environmental Impacts: A Method for Appropriate Assessment of Building Envelope’s U-Value. Energies 15.
• [12] Polska norma: PN-B-03421:1978 Wentylacja i klimatyzacja-Parametry obliczeniowe powietrza wewnętrznego w pomieszczeniach przeznaczonych do stałego przebywania ludzi.
• [13] Ratajczak K., Bandurski K., Amanowicz Ł., Brzeziński J. 2022. Rozbieżności między obliczeniowym i zmierzonym zużyciem energii do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej na przykładzie budynków jednorodzinnych. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 53 (4): 3-9. DOI: 10.15199/9.2022.4.1
• [14] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 14 listopada 2017 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
• [15] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz.U. 2015 poz. 376).
• [16] Sinacka J., Ratajczak K. 2018. Analysis of selected input data impact on energy demand in office building – case study. MATEC Web of Conferences 222: 01015-1 - 01015-8
• [17] Veolia. Pobrano z lokalizacji: https://energiadlapoznania.pl/wazneinformacje/dane-techniczne/ (data dostępu: 25.09.2023)
• [18] Wrzochal A., Romaniec W., Zender-Świercz E. 2023. Analiza wydajności urządzeń zdecentralizowanej wentylacji fasadowej. Cipełownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja 54 (6):34-40 DOI: 10.15199/9.2023.5