Ocena efektów termomodernizacji budynków jednorodzinnych. 2. Ograniczenie wpływu na jakość powietrza atmosferycznego

• Autorzy: Oleniacz R. , Kasietczuk M. , Rzeszutek M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.56

Warianty tytułu

EN

Assessment of the effects of thermal renovation of detached houses. 2. Reduction the impact on the ambient air quality

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule oceniono stopień zmniejszenia wpływu na jakość powietrza zespołu budynków jednorodzinnych opalanych węglem kamiennym wynikający z realizacji pewnych prac termomodernizacyjnych, skutkujących ograniczeniem zużycia paliwa i redukcją emisji zanieczyszczeń do powietrza. Oceny dokonano na podstawie wyników modelowania dyspersji wybranych substancji (SO2, NO2, CO, PM10, B(a)P i PCDD/F) w powietrzu atmosferycznym przy wykorzystaniu modeli CALMET/CALPUFF. Proces obliczeniowy składał się z przygotowania danych przestrzennych cech terenu, utworzenia trójwymiarowej siatki danych meteorologicznych, zdefiniowania parametrów geometrycznych emitorów zastępczych i wykonania obliczeń rozkładów stężeń zanieczyszczeń w powietrzu dla przyjętych wariantów emisyjnych. Uzyskane wyniki obliczeń wskazują na możliwość występowania przekroczeń dopuszczalnych stężeń w powietrzu SO2, PM10 i B(a)P w przypadku emisji tych substancji z 60 tego typu budynków mieszkalnych położonych blisko siebie, cechujących się niską izolacyjnością termiczną. Zdecydowane ograniczenie tego oddziaływania możliwe jest poprzez przeprowadzenie szeregu prac zwiększających efektywność energetyczną tych budynków (wymiana okien, ocieplenie ścian zewnętrznych, docieplenie stropodachu i wymiana instalacji grzewczej). Zaproponowane działania pozwalają na zmniejszenie stężeń ww. substancji w powietrzu powodowanych emisją z tych budynków zdecydowanie poniżej poziomu dopuszczalnego z wyjątkiem B(a)P, w przypadku którego dotrzymanie dopuszczalnych stężeń średniorocznych w powietrzu wymaga dodatkowo zmiany rodzaju stosowanego paliwa.

EN

The article assesses to what extent reduced the impact on air quality of a complex of detached coal-fired houses as a result of some thermal renovation works which lowered the fuel consumption and reduced emissions of pollutants into the air. The assessment was done on the basis of results of dispersion modelling for selected substances (SO2, NO2, CO, PM10, B(a)P and PCDD/F) in the ambient air with the use of CALMET/CALPUFF models. The calculation process encompassed preparation of the data on spatial features of the area, making a threedimensional grid of meteorological data, definition of geometrical parameters of substitute emitters and making calculations of distribution of pollutants’ concentrations for adopted emission variants. The obtained calculation results point to the possibility of exceedance of the permissible concentrations in the air of SO2, PM10 and B(a)P in case of emission of these substances from 60 residential buildings of the type situated close to each other and characterised by low thermal insulating power. It is possible to considerably reduce this impact by conducting a number of works increasing the energy efficiency of these buildings (replacement of windows, insulation of external walls, flat roof insulation and replacement of the heating system). The suggested measures will allow to reduce the concentrations of the aforementioned substances in the air resulting from emissions from these buildings, to the level definitely below the permissible level, with the exception of B(a)P, in case of which compliance with the permissible annual average concentrations in the air requires additionally to change the type of used fuel.

Słowa kluczowe

PL

termomodernizacja; budynek jednorodzinny; emisja niska; zanieczyszczenie powietrza; jakość powietrza; modelowanie; CALMET; CALPUFF

EN

thermomodernization; detached house; low emission; air pollutant; air quality; modelling; CALMET; CALPUFF

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/I
• Strony: 197--215
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Oleniacz R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, Kraków

autor

Kasietczuk M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Rzeszutek M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• [1] CORINE Land Cover (CLC), http://clc.gios.gov.pl [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [2] Earth Tech, Inc.: CALPUFF Modeling System Version 6 - User Instructions, Concord 2011. http://www.src.com/calpuff/download/CALPUFF_Version6_User Instructions.pdf [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [3] Earth Tech, Inc.: Development of the Next Generation Air Quality Models for Outer Continental Shelf (OCS) Applications, Final Report: Volume 2 - CALPUFF Users Guide (CALMET and Preprocessors), Concord 2006. http://www.src.com/calpuff/download/MMS_Files/MMS2006_Volume2_CALMET_Preprocessors.pdf [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [4] Earth Tech, Inc.: Development of the Next Generation Air Quality Models for Outer Continental Shelf (OCS) Applications, Final Report: Volume 3 - CALPUFF Users Guide (CALPUFF and Postprocessors), Concord 2006. http://www.src.com/calpuff/download/MMS_Files/MMS2006_Volume3_CALPUFF_Postprocessors.pdf [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [5] EEA: EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2013, Technical report No 12/2013, http://www.eea.europa.eu/publications/emep-eea-guidebook-2013 [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [6] Hajto M.J., Godłowska J., Kaszowski W., Tomaszewska A.M.: System prognozowania rozprzestrzeniania zanieczyszczeń powietrza FAPPS – założenia, możliwości, rozwój. W: Ochrona powietrza w teorii i praktyce, Tom 2 (red. J. Konieczyński). IPIŚ PAN, Zabrze 2012.
• [7] Holnicki P., Nahorski Z.: Air quality modeling in Warsaw Metropolitan Area. Journal of Theoretical and Applied Computer Science, vol. 7, No. 1, 2013, pp. 56-69.
• [8] Integrated Surface Data (ISD), National Climatic Data Center (NCDC), ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/noaa/2012/ [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [9] Interagency Workgroup on Air Quality Modeling (IWAQM): Phase 2 Summary Report and Recommendations for Modeling Long Range Transport Impacts, US EPA, Office of Air Quality Planning and Standards, Research Triangle Park, NC 27711, EPA-454/R-98-019, December, 1998.
• [10] Iwanek J., Kobus D., Kostrzewa J., Mitosek G., Parvi R.: Zanieczyszczenie powietrza wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi w Polsce w 2012 r., Państwowy Monitoring Środowiska – Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 2013.
• [11] Kaleta D., Żeliński J.: Porównanie własności gaussowskich modeli smugi i obłoku, Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, vol. 45, nr 4, 2011, s. 125-129.
• [12] Lohmann R., Jones K.C.: Dioxins and furans in air and deposition: a review of levels, behaviour and processes, The Science of the Total Environment, vol. 219, 1998, pp. 53-81.
• [13] Oleniacz R., Kasietczuk M., Rzeszutek R.: Ocena efektów termomodernizacji budynków jednorodzinnych. 1. Zmniejszenie zużycia ciepła i emisji zanieczyszczeń do powietrza. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, t. XXXI, z. 61 (3/I/14), 2014, s. 183-196.
• [14] Oleniacz R., Kasietczuk M., Rzeszutek R.: Przykładowa ocena wpływu termomodernizacji budynków jednorodzinnych na zmianę ich oddziaływania na jakość powietrza atmosferycznego, Materiały z IV Międzynarodowej Konferencji Naukowo- Technicznej INFRAEKO 2014 „Nowoczesne Miasta. Infrastruktura i środowisko” (red. J. Dziopak, D. Słyś, A. Stec), s. 199-213, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów – Kraków, 2014.
• [15] Radiosonda Database, NOAA Earth System Research Laboratory (ESRL), http://esrl.noaa.gov/raobs/ [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [16] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu, Dz. U. 2010, nr 16, poz. 87.
• [17] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu, Dz. U. 2012, poz. 1031.
• [18] Rzeszutek M.: Przygotowanie danych przestrzennych na potrzeby modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu z wykorzystaniem modelu CALMET/CALPUFF, Prace Studenckiego Koła Naukowego Geografów Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie, tom 2, 2014, s. 13-17.
• [19] Schulman L.L., Scire J.S.: Buoyant Line and Point Sources (BLP) dispersion model user’s guide, Document P-7304-B, Environmental Research & Technology, Inc, Concord 1980.
• [20] Schulman L.L., Scire J.S.: The development and capabilities of the BLP Model, Proceedings APCA Specialty Conference on Dispersion Modeling from Complex Sources, St. Louis 1981.
• [21] Scire J.S., Strimaitis D.G., Yamartino R J.: A User's Guide for the CALPUFFF Dispersion Model, Concord, 2000.
• [22] Scire J.S., Robe F.R., Fernau M.E., Yamartino R J.: A User's Guide for the CALMET Meteorological Model (Version 5), Concord, 2000.
• [23] Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), https://lta.cr.usgs.gov/SRTM2 [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [24] Sówka I., Skrętowicz M., Zwoździak P., Guz Ł., Zwoździak J., Sobczuk H.: Zastosowanie wybranych modeli matematycznych do szacowania zasięgu szkodliwego oddziaływania instalacji przemysłu chemicznego w przypadku awarii, Ochrona Środowiska, vol. 35, nr 2, 2013, s. 73-76.
• [25] Szczygłowski P., Mazur M.: Zastosowanie modelu Calmet/Calpuff do obliczeń poziomu stężeń zanieczyszczeń pochodzących z wysokich emitorów punktowych. Inżynieria Środowiska, t. 10, z. 2, 2005, s. 195-205.
• [26] Szczygłowski P., Mazur M.: Modelling dispersion of air pollutants over the area of diversified relief based on the Calmet/Calpuff model, Environment Protection Engineering, vol. 32, No. 4, 2006, pp. 73-77.
• [27] Toczko B. (red.): Zanieczyszczenie powietrza w Polsce w 2009 roku na tle wielolecia, Inspekcja Ochrony Środowiska, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa 2011.
• [28] Trapp W.: The Application of CALMET/CALPUFF Models in Air Quality Assessment System in Poland. Archives of Environmental Protection, vol. 36, No. 1, 2010, pp. 63-79.
• [29] U.S. Environmental Protection Agency: Revision to the Guideline on Air Quality Models: Adoption of a Preferred General Purpose (Flat and Complex Terrain) Dispersion Model and Other Revisions; Final Rule, U.S. EPA, 40 CFR Part 51, Federal Register, vol. 70, No. 216, 2005, pp. 68217-6826.