Analiza energetyczna i ekologiczna zastosowania wybranych systemów ogrzewania domu jednorodzinnego

• Autorzy: Marzec Ewelina

Warianty tytułu

EN

Energy and environmental analysis of selected heating systems applied in detached house

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy energetycznej dla domu jednorodzinnego. Zbadano wpływ zmiany lokalizacji na wielkość obciążenia cieplnego poddając analizie wspomniany wcześniej dom, zlokalizowany w różnych rejonach Polski. Łącznie zbadano sześć przypadków, dbając o to, aby wybrane lokalizacje znajdowały się w różnych strefach klimatycznych Polski. Na podstawie wielkości obciążenia cieplnego wybrano dwa skrajne przypadki, dla których dokonano dalszej analizy polegającej na określeniu rocznego zapotrzebowania cieplnego na cele grzewcze i przygotowania ciepłej wody, określeniu rocznego zużycia paliwa w zależności od rozpatrywanej technologii spalania tzn. technologia oparta o węgiel kamienny, olej opałowy lub gaz ziemny oraz kosztów zakupu paliwa. Kolejnym etapem pracy było określenie rocznych udziałów emisji poszczególnych związków szkodliwych m.in. CO2, SO2, NOx i metali ciężkich powstających ze spalenia w instalacji indywidualnej paliwa niezbędnego do zaspokojenia zapotrzebowania cieplnego dla omawianego domu. Zbadano również, jaki wpływ na ludzkie zdrowie oraz roślinność ma zaspokojenie potrzeb energetycznych tego budynku z zakładu elektrociepłowni. W celu oszacowania negatywnych efektów emisji zanieczyszczeń gazowych posłużono się programem EcoSense Web. Wartości wyrządzonych szkód przedstawiono w postaci monetarnej, jako koszty pokrycia lub naprawy zaistniałych szkód. Analizę zewnętrznych kosztów środowiskowych wykonano dla wybranych lokalizacji w Polsce, natomiast wyniki przedstawiono w dwóch wariantach tylko dla Polski oraz łącznie dla grupy krajów europejskich.

EN

In this article, the results of the energy analysis for a detached house are presented. Also, the impact of changing localization on a size of the heat demand was examined. The aforementioned house was analyzed in various parts of the Poland - altogether six cases were examined. All of the localizations were located in five different climate zones which we can meet in Poland. Based on the size of the thermal load, two extreme cases were selected. For this two cases, further analysis was made. The primary task of this analysis was to determine the annual heat demand for heating and domestic hot water needs. Annual fuel consumption has been calculated depending on the technology, such as boilers based on coal, heating gas oil or natural gas. Moreover, the assessment of fuel costs was performed. The next stage of the study consists of the determination of the annual emission of each harmful compounds. The harmful compounds including CO2, SO2, NOx and heavy metals, results from fuel combustion necessary to cover the heat demand for the house in the single installation of combustion. The impact on human health and crops was also examined. Influence on this factors was caused by producing energy requirement to cover analyzed building needs. The required energy is generated by CHP plant. EcoSense Web software were used to estimate the negative effects of the emission of pollutants. The value of damages is expressed by monetary costs as the cost of coverage or repair the damage. The analysis of external environmental costs was made for Poland with the distinction of the losses in Polish vicinity and the damage caused by all other analyzed areas.

Słowa kluczowe

PL

zapotrzebowanie cieplne budynku; ogrzewanie domu jednorodzinnego; zewnętrzne koszty środowiskowe; emisje zanieczyszczeń

EN

heat demand; heating detached house; exterlan environmental costs; harmful emissions

• Wydawca: Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 2
• Strony: 87--109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marzec Ewelina

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] A. Graboś, S. Żymankowska-Kumon, J. Sadlok, E. Sadlok, Przeciwdziałanie niskiej emisji na terenach zabudowy mieszkalnej, R. Sadlok (red), Bochnia: Stowarzyszenie na rzecz efektywności energetycznej i rozwoju odnawialnych źródeł energii „HELIOS”, 2014, s.7-8
• [2] Zanieczyszczenie powietrza w Polsce, strona internetowa projektu „Tworzymy atmosferę”, http://www.tworzymyatmosfere.pl/uploads/files/dla-mediow/Skala%20zaniec zyszczenia%20powietrza%20w%20Polsce.pdf, dostęp 10 listopada 2016 r.
• [3] Projekt rozporządzenia Ministra Rozwoju z dnia 23 sierpnia 2016 r. w sprawie wymagań dla kotłów na paliwo stałe o mocy nie większej niż 50 kW, strona internetowa Ministerstwa Rozwoju, http://www.konsultacje.gov.pl/node/4331, dostęp 22 listopada 2016r.
• [4] D. Łukowski, Projekt architektoniczno-budowlany domu jednorodzinnego Nina II C paliwo stałe, strona internetowa firmy HORYZONT Sp. z o.o., https://www.horyzont. com/projekty/417-nina-2-wersja-c-paliwo-stale.html, dostęp 15 czerwca 2016 r.
• [5] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictw i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dz. U. z 2010 r. Nr 243, poz. 1623
• [6] Katalog produktów Ytong, Silka, Multipor: katalog, Xella Polska sp. z o.o., Warszawa, 2016
• [7] Karta techniczna płyty styropianowej Yetico Gamma Fasada, strona internetowa firmy Yetico S.A., http://yetico.com/img/uploads/files/PL_KARTY_TECH/karta_tech_gamma _fasada(1).pdf, dostęp 20 czerwca 2016 r.
• [8] Karta techniczna tynku cementowo-wapiennego, strona internetowa firmy BAUMIT, http://www.baumit.pl/pimdam/PL/pdb/PDBL_MPI_25.pdf, dostęp 20 czerwca 2016 r.
• [9] PN-EN ISO 6946:2008. Komponenty budowlane i elementy budynku – Opór cieplny i współczynniki przenikania ciepła – Metoda obliczania.
• [10] PN-EN 12831:2003. Instalacje ogrzewcze w budynkach – Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego.
• [11] Wskaźniki emisji i wartości opałowe oraz typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne do obliczeń energetycznych budynków, strona internetowa Ministerstwa Infrastruktury i Budownictwa, http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe _paliwa.htm, dostęp 30 czerwca 2016 r.
• [12] PN-EN ISO 13790:2009. Energetyczne właściwości użytkowe budynków - Obliczanie zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia.
• [13] A. Szkarowski, L. Łatowski, Ciepłownictwo, Warszawa: Wydawnictwo NaukowoTechniczne,, 2006, s.58-59,
• [14] A. Szkarowski, L. Łatowski, Ciepłownictwo, Warszawa: Wydawnictwo NaukowoTechniczne,, 2006, s.70-77
• [15] Cennik węgla, strona internetowa JSW S.A., https://www.jsw.pl/dlakontrahentow/cennik-wegla/?no_cache=1, dostęp 16 sierpnia 2016 r.
• [16] Cena olej opałowy Ekoterm, strona internetowa Ekoterm Plus, http://www.ekoterm.pl/ PL/OlejGrzewczy/ceny.aspx, dostęp 16 sierpnia 2016 r.
• [17] Taryfa PGNiG Obrót Detaliczny sp. z o.o. w zakresie obrotu paliwami gazowymi, strona internetowa PGNiG, http://www.pgnig.pl/documents/19067/980563/Taryfa+PGNiG+Obr %C3%B3t+Detaliczny+sp.+z+o.o.+w+zakresie+obrotu+paliwami+gazowymi+Nr+2/67bf c8de-8610-4c77-8519-8aa60109b1a2, dostęp 16 sierpnia 2016 r.
• [18] Przyszłościowe rozwiązania systemowe do budynków mieszkalnych, strona internetowa firmy Viessmann, http://www.viessmann.pl/pl/budynki-mieszkalne.html, dostęp 16 sierpnia 2016 r.
• [19] KSW Alfa, strona internetowa firmy PEREKO, http://www.pereko.pl/seria-ksw-alfa.php, dostęp 16 sierpnia 2016 r.
• [20] M. Rataj, Wymagania w analizie zawartości pyłów w spalinach z kominków i wkładów kominkowych, „NAFTA-GAZ”, 2014, nr.6, s.374
• [21] T. Kozłowska-Szczęsna, B. Krawczyk, M. Kuchcik, Wpływ środowiska atmosferycznego na zdrowie i samopoczucie człowieka, Warszawa: Polska Akademia Nauk – Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania, 2004, s. 29-48
• [22] P. Bierwirth, Carbon dioxide toxicity and climate change: a serious unapprehended risk for human health, Australian National University, 2014
• [23] R. Śpiewak, J. Piętkowska, Nikiel - alergen wyjątkowy. Od struktury atomu do regulacji prawnych, http://www.radoslawspiewak.net/2006-3p.htm, dostęp 10 listopada 2016
• [24] Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2013 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2016, IOŚPIB, Warszawa, grudzień 2015
• [25] Small combustion 2016, strona internetowa European Environment Agency, http://www.eea.europa.eu/publications/emep-eea-guidebook-2016/part-b-sectoral-guidanc e-chapters/1-energy/1-a-combustion/1-a-4-small-combustion-2016/view, dostęp 30 września 2016 r.
• [26] M. Kudełko, Koszty zewnętrzne produkcji energii elektrycznej z projektowanych elektrowni dla kompleksów złożowych węgla brunatnego Legnica i Gubin oraz sektora energetycznego w Polsce, Kraków, październik 2012
• [27] Kalkulator zużycia energii. Statystyki i porównania, strona internetowa TAURON Polska Energia S.A., http://kalkulator.tauron.pl/h5/, dostęp 16 październik 2016 r.
• [28] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 listopada 2014 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów, Dz. U. z 2013 r. poz. 1232
• [29] Zaprojektowanie, wybudowanie, uruchomienie i przekazanie do użytkowania ( w formie „pod klucz”) instalacji odsiarczania i odazotowania spalin w Elektrociepłowni „Będzin” S.A., specyfikacja istotnych warunków zamówienia, część III
• [30] D.Graham, H. Harnevie, R. Beek, F.Blank, Validated methods for fuel gaz flow rate calculation with reference to EN 12952-15, Arnhem: VGB Powertech, 2012
• [31] EcoSense Web V1.2 - user’s Manual & “Description of Updated and Extended Draft Tools for the Detailed Site-dependent Assessment of External Costs”
• [32] Wyniki Narodowego Spisu Powszechnego Ludności i Mieszkań 2011 – Podstawowe informacje o sytuacji demograficzno-społecznej ludności Polski oraz zasobach mieszkaniowych, opracowanie przygotowane na Kongres Demograficzny w dniach 22-23 marca 2012 r., GUS: Warszawa, marzec 2012 r.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).