Wpływ prognozowanych zmian klimatu na zapotrzebowanie na energię do uzdatniania powietrza wentylacyjnego dla Wrocławia

• Autorzy: Kwiecień Dariusz , Kowalski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2024.7-8.3

Warianty tytułu

EN

Impact of predicted climate change on energy demand for air treatment in ventilation for Wrocław

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wpływ prognozowanych zmian klimatu na zapotrzebowanie energii do uzdatniania powietrza na przykładzie systemu wentylacyjnego, którego zadaniem jest utrzymanie założonej temperatury oraz minimalnej wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu. Obliczono zmiany w całorocznym zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania, nawilżania oraz ochładzania i osuszania powietrza. Analizy oparto na opisujących przyszłe zmiany klimatu scenariuszach RCP2.6, RCP4.5 i RCP8.5, opracowanych dla Wrocławia na okres dwóch pokoleń - do 2080 r. Z uwagi na niskie prawdopodobieństwo spełnienia się prognozy RCP2.6 uznano ją za bazową, natomiast prognozy RCP4.5 oraz RCP8.5, z uwagi na przewidywane zmiany klimatu, przyjęto odpowiednio jako względnie optymistyczną i pesymistyczną. Prognozowane zmiany klimatu determinują w najbliższych dziesięcioleciach spadek zapotrzebowania na energię do ogrzewania i nawilżania powietrza oraz wzrost zapotrzebowania na energię do chłodzenia i osuszania, a także przewiduje się większe ryzyko niedotrzymania w pomieszczeniu założonych warunków wilgotnościowych. Wzrost zapotrzebowania na energię do chłodzenia powietrza wykazuje tendencję większą niż sam trend zmian temperatury powietrza zewnętrznego. Dla dodatnich zysków ciepła w pomieszczeniu (∆t = 3 K, ∆t = 6 K) można się w 2080 r. spodziewać wzrostu zapotrzebowania na energię do chłodzenia i osuszania powietrza w zakresie od 35% (dla RCP4.5) do nawet 100% (dla RCP8.5) w stosunku do zapotrzebowania w 2020 r., przy jednocześnie widocznym ograniczeniu czasu zapewnienia wewnętrznych warunków wilgotnościowych na zadanym poziomie.

EN

The article presents the influence of forecasted climate changes on the energy demand for air treatment, based on the example of a ventilation system designed to maintain the assumed temperature and minimum relative humidity in a room. Changes in the year-round energy demand for heating, humidification, cooling and dehumidification of air were calculated. The analyzes were based on RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios describing future climate changes, developed for Wroclaw for a period of two generations - until 2080. Due to the low probability of fulfilling the RCP2.6 forecast, it was considered a baseline, while the RCP4.5 and RCP8.5 forecasts, due to expected climate changes, were adopted as relatively optimistic and pessimistic, respectively. The forecast climate change determines in the coming decades a decrease in the energy demand for heating and humidification and an increase in the energy demand for cooling and dehumidification. It is also predicted that there will be a greater risk of not meeting the assumed humidity conditions in the room. The increase in the energy demand for air cooling shows a greater increase than the change in outdoor air temperature alone. For positive heat gains in the room (∆t = 3 K, ∆t = 6 K), an increase in energy demand for cooling and dehumidification in the range of 35% (for RCP4.5) to as much as 100% (for RCP8.5) can be expected in 2080 compared to the demand in 2020, with a simultaneous reduction in the time it takes to ensure indoor humidity conditions at the required level.

Słowa kluczowe

PL

zmiany klimatu; Reprezentatywne Ścieżki Koncentracji; RCP; zapotrzebowanie energii budynku; wentylacja; klimatyzacja; chłodzenie; osuszanie

EN

climate change; Representative Concentration Pathways; RCP; building energy use; ventilation; air-conditioning; cooling; dehumidification

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 7/8
• Strony: 23--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Kwiecień Dariusz

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0002-4737-3889

autor

Kowalski Piotr

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0003-4423-9884

Bibliografia

• [1] NOAA National Centers for Environmental information (2024) Climate at a Glance: Global Time Series. https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/climate-at-a-glance/global/time-series. Dostęp: 17.01.2024
• [2] Strużewska J., Jefimow M., Jagiełło P., i in. (2020) Zmiany temperatury i opadu na obszarze Polski w warunkach przyszłego klimatu do roku 2100. Raport skrócony, Instytut Ochrony Środowiska - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa
• [3] Meteotest AG (2020) Meteonorm 8
• [4] Fu B., Li B., Gasser T., i in. (2021) The contributions of individual countries and regions to the global radiative forcing. Proc Natl Acad Sci USA 118: https://doi.org/10.1073/pnas.2018211118
• [5] Bellouin N., Quaas J., Gryspeerdt E., i in. (2020) Bounding Global Aerosol Radiative Forcing of Climate Change. Reviews of Geophysics 58
• [6] Ramaswamy V., Collins W., Haywood J., i in. (2019) Radiative Forcing of Climate: The Historical Evolution of the Radiative Forcing Concept, the Forcing Agents and their Quantification, and Applications. Meteorological Monographs 59: https://doi.org/10.1175/ams-monographs-d-19-0001.1
• [7] Kramer RJ, He H., Soden BJ, I in. (2021) Observational Evidence of Increasing Global Radiative Forcing. Geophys Res Lett 48: https://doi.org/10.1029/2020GL091585
• [8] Loeb NG, Johnson GC, Thorsen TJ, i in. (2021) Satellite and Ocean Data Reveal Marked Increase in Earth’s Heating Rate. Geophys Res Lett 48: https://doi.org/10.1029/2021GL093047
• [9] Moss R., Babiker M., Brinkman S., i in. (2008) Towards new scenarios for analysis of emissions, climate change, impacts, and response strategies : IPCC Expert Meeting report, 19-21 September, 2007, Noordwijkerhout, the Netherlands
• [10] Firląg S., Miszczuk A., Witkowski B. (2021) Analysis of climate change and its potential influence on energy performance of building and indoor temperatures, Part 1: Climate change scenarios | Analiza zmiany klimatu i jego wpływu na charakterystykę energetyczną budynku oraz temperatury wewnętrzne, Archives of Civil Engineering 67:29-42. https://doi.org/10.24425/ace.2021.138041
• [11] Lee H., Calvin K., Dasgupta D., i in. (2023) Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
• [12] D’Agostino D., Congedo PM, Albanese PM, i in. (2024) Impact of climate change on the energy performance of building envelopes and implications on energy regulations across Europe. Energy 288:129886. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2023.129886
• [13] Hao Z., Hao F., Xia Y., i in. (2022) Compound droughts and hot extremes: Characteristics, drivers, changes, and impacts. Earth Sci Rev 235:104241. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104241
• [14] Di Luca A., de Elía R., Bador M., Argüeso D. (2020) Contribution of mean climate to hot temperature extremes for present and future climates. Weather Clim Extrem 28:100255. https://doi.org/10.1016/j.wace.2020.100255
• [15] Kwiecień D., Kowalski P. (2023) Zapotrzebowanie energii do ochładzania i osuszania powietrza w oparciu o różne dane klimatyczne. Instal nr 6/2023, s. 29-36. https://doi.org/10.36119/15.2023.6.5
• [16] Kwiecień D. (2020) Wpływ wyboru statystycznych danych klimatycznych na zapotrzebowanie energii do uzdatniania powietrza klimatyzującego. Instal nr 2/2020, s. 30-38. https://doi.org/10.36119/15.2020.2.3
• [17] Instytut Ochrony Środowiska - Państwowy Instytut Badawczy (2020) O scenariuszach RCP. https://klimada2.ios.gov.pl/o-rcp/. Dostęp 10.04.2024
• [18] EN ISO 13790:2008. Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling.
• [19] Kostka M., Zając A. (2022) The Impact of Climate Change on Primary Air Treatment Processes and Energy Demand in Air Conditioning Systems - A Case Study from Warsaw, Poland. Energies (Basel) 15:355. https://doi.org/10.3390/en15010355
• [20] Andrić I., Pina A., Ferrão P., i in. (2017) The impact of climate change on building heat demand in different climate types. Energy Build 149:225-234. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.05.047
• [21] Firląg S., Miszczuk A., Witkowski B. (2023) Analysis of climate change and its potential influence on energy performance of building and indoor temperatures Part 2: Energy and thermal simulation. Archives of Civil Engineering 69:195-209. https://doi.org/10.24425/ace.2023.145263
• [22] Intergovernmental Panel on Climate Change (2014) Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geneva, Switzerland.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025)