• Nie Znaleziono Wyników

Acta  Innovations,  ISSN    2300-­‐5599,  nr  13,  2014

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Acta  Innovations,  ISSN    2300-­‐5599,  nr  13,  2014"

Copied!
9
0
0

Pełen tekst

(1)

Marcin  Jaczewski  

Politechnika  Warszawska,  Wydział  Inżynierii  Lądowej   Al.  Armii  Ludowej  16,  00-­‐637  Warszawa,  m.jaczewski@il.pw.edu.pl    

Szymon  Firląg  

Politechnika  Warszawska,  Wydział  Inżynierii  Lądowej   Al.  Armii  Ludowej  16,  00-­‐637  Warszawa,  szf@il.pw.edu.pl  

   

CHARAKTERYSTYKA  BUDYNKU  CENTRUM  TRANSFERU  TECHNOLOGII  W  OBSZARZE  ODNAWIALNYCH  ŹRÓDEŁ   ENERGII  W  KONTEKŚCIE  WYMAGAŃ  DLA  STANDARDU  PASYWNEGO  

   

Streszczenie  

Celem  artykułu  jest  przedstawienie  wymagań  dla  standardu  pasywnego  na  przykładzie  budynku  CTT  OZE.  Wy-­‐

magania  podzielono  na  główne  dotyczące  zapotrzebowanie  na  energię  i  szczegółowe  rekomendacje  dotyczące   poszczególnych  wskaźników.  Wykonane  obliczenia  i  analizy  pokazały,  że  aby  osiągnąć  wymagane  zapotrzebo-­‐

wanie   na   energię,   konieczne   jest   zastosowanie   lepszych   rozwiązań   niż   rekomendowane,   np.   central   wentylacyjnych  o  lepszej  sprawności  odzysku  ciepła.  To  samo  dotyczy  współczynników  przenikania  U  ciepła  dla   przegród  zewnętrznych.  Zastosowanie  central  wentylacyjnych  o  rekomendowanej  sprawności  75%  nie  gwaran-­‐

tuje  osiągnięcia  standardu  pasywnego.  

 

Słowa  kluczowe  

budownictwo  pasywne,  budownictwo  energooszczędne,  zrównoważony  rozwój    

Geneza  budownictwa  energooszczędnego  

Zasoby  paliw  kopalnych  są  ograniczone  i  nieodnawialne.  Fakt,  że  po  zużyciu  paliw  konwencjonalnych  nie  mo-­‐

żemy   liczyć   na   ich   odnowienie   stanowi   poważny   problem,   ale   jednocześnie   stawia   wyzwanie   inżynierom   różnych   specjalności   na   całym   świecie.   Powszechne   staje   się   dążenie   do   możliwie   największej   efektywności,   sprawności  i  energooszczędności  w  zakresie  wykorzystania  energii  we  wszystkich  działach  gospodarki  [1].  Na   podstawie  dostępnych  analiz  można  stwierdzić,  że  zasoby  surowców  takich  jak  ropa  naftowa  czy  gaz  ziemny,   wyczerpią  się  w  przeciągu  najbliższego  stulecia.  Natomiast  węgiel  kamienny  przestanie  być  dostępny  w  przy-­‐

szłym  stuleciu  [2].    

 

Ze  względów  ekonomicznych  konieczne  staje  się  poszukiwanie  nowych  źródeł  energii,  używanie  energii  odna-­‐

wialnej,  a  przede  wszystkim  korzystanie  z  obecnego  stanu  wiedzy  i  techniki  w  celu  ograniczenia  zużycia  energii   do   minimum.   W   kontekście   budownictwa,   odpowiedzią   na   ten   problem   jest   budownictwo   energooszczędne   i  pasywne.   Jeżeli   inwestorów   nie   przekonują   aspekty   ekologiczne,   potrzeba   zmniejszenia   emisji   dwutlenku   węgla  i  problem  globalnego  ocieplenia,  to  z  pewnością  na  ich  decyzję  wpłyną  aspekty  ekonomiczne  związane   z  gwałtownie   rosnącymi   cenami   energii.   Budownictwo   energooszczędne   i   pasywne   w   przyszłości   nie   będzie   luksusem,  a  stanie  się    koniecznością  i  obowiązującym  powszechnie  standardem.  

 

Oszczędzanie   należy   zacząć   tam,   gdzie   zużycie   jest   największe,   a   wg   badań   przedstawionych   w   raporcie   EU   Energy  in  figures  [3]  gospodarstwa  domowe  zużywają  aż  26,2%  energii  końcowej.  To  więcej  niż  sektor  przemy-­‐

słu   (25,6%),   który   wydaje   się   najbardziej   energochłonny.   Budynek   Centrum   Transferu   Technologii   jest   odpowiedzią  na  istniejące  wyzwania  i  już  sam  w  sobie  stanowi  obiekt  doświadczalny  w  naturalnej  skali.  CTT  to   obiekt  projektowany  w  standardzie  pasywnym,  który  został  wyposażony  w  szereg  zaawansowanych  urządzeń   pomiarowych,  a  zebrane  dane  będą  stanowiły  podstawę  do  opracowań  badań  naukowych  i  praktycznych  re-­‐

komendacji  w  zakresie  budownictwa  pasywnego,  bezpośrednio  przyczyniając  się  do  jego  rozwoju.    

 

Założenia  budownictwa  pasywnego  

Koncepcja  budownictwa  pasywnego,  w  formie  i  definicji  używanej  obecnie,  swoje  początki  miała  w  1988  roku.  

Za  jej  twórców  uważa  się  doktora  Wolfganga  Feista  oraz  profesora  Bo  Adamsona.  Od  1996  roku  w  niemieckim   mieście   Darmstadt   istnieje   Instytut   Budownictwa   Pasywnego   –   Passivhaus   Institut,   którego   celem   jest   m.in.  

doskonalenie  i  upowszechnianie  idei  budynków,  które  nie  wymagają  konwencjonalnego  systemu  ogrzewania.  

   

(2)

Jako  dwa  główne  i  najważniejsze  wymagania  dla  standardu  pasywnego  podaje  się:  

§ Roczne  zapotrzebowanie  na  energię  użytkową  do  ogrzewania  i  wentylacji  –  określone  zgodnie  z  „Pa-­‐

kietem  do  projektowania  budynków  pasywnych”  (PHPP  –  Passivhaus-­‐Projektierungs-­‐Paket)  –  nie  może   przekroczyć  15    kWh/(m2·∙rok).  

§ Całkowite  zapotrzebowanie  na  energię  pierwotną  na  wszystkie  potrzeby  związane  z  utrzymaniem  bu-­‐

dynku  (ogrzewanie,  c.w.u.  i  prąd  elektryczny)  nie  może  przekroczyć  120  kWh/(m2·∙rok)  [4].  

 

Należy   od   razu   uściślić,   że   pod   pojęciem   energii   pierwotnej   należy   rozumieć   całkowitą   ilość   energii   zawartej   w  paliwie,  które  musi  zostać  spalone,  aby  pokryć  zapotrzebowanie  budynku  na  cele  grzewcze,  przygotowanie   ciepłej  wody  użytkowej,  pracę  wszystkich  urządzeń  elektrycznych  i  oświetlenie  [5].  

 

Dodatkowo  warto  jeszcze  sprawdzić  następujące  warunki:  

 

§ Wskaźnik  zapotrzebowania  energii  użytkowej  do  chłodzenia  nie  więcej  niż  15    kWh/(m2·∙rok).  

§ Maksymalne  zapotrzebowania  na  moc  do  ogrzewania  ≤  10    W/m2  [6].  

 

Warunki  te  są  traktowane  jako  pomocnicze,  ponieważ  wynikają  z  założeń  przyjętych  dla  budynku  pasywnego,   który  musi  być  również  wysokoefektywny  w  zakresie  zużycia  energii  elektrycznej.  

Kryterium  maksymalnego  zapotrzebowania  na  moc  do  ogrzewania  ≤  10  W/m2    wynika  z  obliczeń.  „Zakładając   wg  DIN  1946  wymianę  rzędu  30  m3/h  powietrza  na  osobę,  przy  30  m2  powierzchni  użytkowej  na  osobę,  otrzy-­‐

muje  się  na  każdy  metr  kwadratowy  ilość  powietrza  nawiewanego  co  najmniej  1  m3/(m2h)”  [4].    

Dodatkowo   nałożono   ograniczenie   temperaturowe   nagrzewnicy   t   <   500C   –   z   uwagi   na   przypiekanie   kurzu   w  wyższych   temperaturach.   Przyrost   temperatury   powietrza   po   jego   podgrzaniu   przyjęto   na   poziomie   30   K.  

Znając  ciepło  właściwe  powietrza  c  =  1005  J/(kg·∙K)  oraz  gęstość  powietrza  1,229  kg/m3  oblicza  się  maksymalne   obciążenie  cieplne  nagrzewnicy:  

 

P  =  1  m3/(m2h)  ·∙  1,229  kg/m3  ·∙  1005  J/kg·∙K  ·∙  30  K  =  10,29  J/s·∙m2  =  10  W/m2  [7]  

 

Określone   zostały   również   minimalne   wskaźniki   (Tabela   1),   które   mają   za   zadanie   ułatwić   projektowanie   bu-­‐

dynku   pasywnego   wyznaczając   pewne   granice   odnośnie   współczynników   przenikania   ciepła   czy   szczelności   powietrznej,  która  powinna  zostać  zweryfikowana  za  pomocą  tzw.  Blower  Door  Test  (test  szczelności)  [8].  Osią-­‐

gnięcie   wartości   granicznych   nie   gwarantuje   jednak   spełnienia   głównych   wymagań   dotyczących   zapotrzebowania  na  energię.    

Protokół  z  wykonanej  próby  ciśnieniowej  jest  jednym  z  wymogów  przy  certyfikacji  budynków  pasywnych.  Do-­‐

datkowe  zalecenia  dotyczą  charakterystyki  materiałów  i  wyrobów  budowlanych  czy  systemów  wentylacyjnych.  

Najważniejszy  jest  jednak  końcowy,  całościowy  wynik  i  zachowanie  kryteriów  energetycznych.  Decyzja  i  odpo-­‐

wiedzialność  za  to  w  jaki  sposób  zostanie  to  osiągnięte,  została  pozostawiona  projektantowi,  który  ma  pełną   swobodę  w  doborze  rozwiązań.  

 

Tabela  1.  Standardy  budownictwa  pasywnego  [9]  

Wskaźnik   Wartość  

Współczynnik  przenikania  ciepła  przez  przegrody  zewnętrzne  U   ≤  0,15  W/(m2·∙K)   Liniowy  współczynnik  przenikania  ciepła  dla  mostków  cieplnych  Ψ   ≤  0,01  W/(m·∙K)   Współczynnik  przenikania  ciepła  przez  okna  (łącznie  z  ramami  okien-­‐

nymi  i  ościeżnicami)  UW   ≤  0,8  W/(m2·∙K)  

Współczynnik  przepuszczalności  energii  słonecznej  dla  okien  g   ≥  0,5…0,6  

Szczelność  powietrzna  n50   ≤  0,6  h-­‐1  

Sprawność  rekuperatora  η   ≥  75  %  

Pobór  energii  elektrycznej  przez  rekuperator   ≤  0,45  Wh/m3    

(3)

PHPP  –  Pakiet  do  projektowania  budynków  pasywnych  

Analiza   budynku   CTT   OZE   wykonana   została   z   wykorzystaniem   programu   PHPP.   Jest   to   narzędzie   służące   do   kompleksowej  oceny  budynku  pod  względem  spełniania  standardów  pasywności.  Główny  moduł  obliczeniowy   systemu  oparty  jest  na  normie  ISO  13790:  „Energetyczne  właściwości  użytkowe  budynków  –  Obliczanie  zużycia   energii  na  potrzeby  ogrzewania  i  chłodzenia”.  Dołączono  także  szereg  dodatkowych  arkuszy  obliczeniowych  [6].    

Bardzo  trafne  jest  stwierdzenie,  że:  „Samo  tylko  zestawienie  pojedynczych  elementów  składowych,  materiałów   i  wyrobów  nadających  się  do  stosowania  w  budynkach  pasywnych  nie  wystarcza  jednak,  aby  z  jakiejś  budowli   uczynić   budynek   pasywny.   Całość   jest   czymś   więcej   niż   sumą   jego   części.   Wzajemne   oddziaływania   między   elementami  składowymi,  materiałami  i  wyrobami  sprawiają,  że  niezbędne  jest  integralne  projektowanie,  dzięki   któremu  można  dopiero  osiągnąć  standard  budynku  pasywnego.”  [10]  

 

W   skład   pakietu   PHPP   wchodzi   szereg   powiązanych   arkuszy   kalkulacyjnych,   które   wymagają   wprowadzenia   niezbędnych,  szczegółowych  danych.  Na  ich  podstawie  wyliczane  są  ostateczne,  najważniejsze  wartości:  roczne   zapotrzebowanie  na  energię  cieplną  do  ogrzewania  oraz  całkowite  zapotrzebowanie  na  energię  pierwotną.  Na   ich  podstawie  stwierdza  się  czy  budynek  osiągnął  standard  pasywny.  

 

Arkusze  programu  PHPP  zawierają  m.in.:  

§ zestawienie  powierzchni,  

§ obliczenie  współczynników  U  przegród,  

§ obliczenie  strat  ciepła  przez  elementy  stykające  się  z  gruntem,  

§ zestawienie  powierzchni  okien,  współczynnika  Uw  okien  oraz  całkowitego  promieniowania  zależnego   od  orientacji,  

§ instalacja  wentylacyjna,  

§ obliczenie  wskaźnika  zapotrzebowania  energii  do  ogrzewania,  

§ obliczenie  częstości  występowania  nadmiernych  temperatur,  

§ obliczenie  zapotrzebowania  na  energię  elektryczną,  

§ obliczenie  wskaźnika  zapotrzebowania  energii  pierwotnej  oraz  wskaźnika  emisji  CO2,  

§ obliczenie  wewnętrznych  źródeł  ciepła.  

 

Analiza  budynku  CTT  OZE  

Budynek   CTT   OZE   miał   osiągnąć   standard   pasywny.   Przeprowadzona   została   szczegółowa   analiza   pod   kątem   wcześniej  wymienionych  wymagań  i  zaleceń.  Pierwszymi  i  podstawowymi  wskaźnikami,  które  należy  obliczyć  są   współczynniki  przenikania  ciepła  przez  przegrody  zewnętrzne.  Istotne  jest,  aby  dobrać  takie  rozwiązania  kon-­‐

strukcyjne,   które   pozwolą   uniknąć   powstawania   mostków   cieplnych.   W   Tabeli   2.   przedstawiono   porównanie   współczynników  dla  CTT  OZE  ze  współczynnikami  podanymi  w  warunkach  technicznych.  

 

   Tabela  2.  Współczynniki  przenikania  ciepła  

Rodzaj  przegrody  

Współczynnik  przenikania  ciepła  [W/m2K]  

CTT  OZE  

Warunki  techniczne  dla  budynków   od  1  stycznia  

2014  r.   od  1  stycznia  

2017  r.   od  1  stycznia   2021  r.  

Ściany  zewnętrzne   0,11   0,25   0,23   0,20  

Dach   0,08   0,20   0,18   0,15  

Podłoga  na  gruncie   0,06   0,30   0,30   0,30  

Okna   0,80   1,3   1,1   0,90  

 

Od  1  stycznia  2014  roku  obowiązują  nowe  zapisy  rozporządzenia  Ministra  Infrastruktury  w  sprawie  warunków   technicznych,  jakim  powinny  odpowiadać  budynki  i  ich  usytuowanie.  Zmiana  przepisów  wynika  z  obowiązków,   jakie  nałożyła  na  kraje  członkowskie  Unia  Europejska  –  Recast  EPBD.  Bezpośrednią  konsekwencją  wprowadze-­‐

nia   nowych   regulacji   jest   m.in.   stopniowa   poprawa   efektywności   energetycznej   budynków   poprzez   systematyczne  obniżanie  maksymalnych  dopuszczalnych  współczynników  przenikania  ciepła.    

(4)

Budynek   CTT   OZE   spełnia   dużym   zapasem   najostrzejsze   wymagania,   które   będą   obowiązywać   od   1   stycznia   2021  r.  

 

Kolejnym,  bardzo  ważnym  elementem,  który  został  poddany  analizie,  są  okna.  Przy  obliczaniu  wskaźnika  zapo-­‐

trzebowania  na  energię  do  ogrzewania  wpływ  okien  uwzględnia  się  w  dwóch  aspektach.  Po  pierwsze  –  okna  są   największym  składnikiem  sumy  strat  ciepła  przez  przenikanie.  Oznacza  to,  że  należy  dążyć  do  tego,  aby  współ-­‐

czynnik  przenikania  ciepła  przez  okna  był  jak  najmniejszy.  Zależny  jest  on  jednak  od  kilku  czynników:    

 

f g

g g f f g g

w

A A

l U A U U A

+

Ψ +

= +

 

gdzie:  

Ag  –  pola  powierzchni  oszklenia  [m2],   Af  –  pola  powierzchni  ramy  [m2],  

Ug  –  współczynnika  przenikania  ciepła  oszklenia  [W/m2K],     Uf    współczynnikia  przenikania  ciepła  ramy  [W/m2K],     lg    całkowitego  obwodu  oszklenia  [m],    

Ψg  –  liniowego  współczynnika  przenikania  ciepła  mostka  cieplnego  na  styku  szyby  z  ramą  okna  [W/mK].    

 

Jednocześnie  należy  pamiętać  o  tym,  że  dzięki  właściwemu  doborowi  okien  zapewnia  się  zyski  ciepła  od  słońca,   co  jest  szczególnie  ważne  w  okresie  zimowym.  Zatem  współczynnik  przepuszczalności  energii  promieniowania   słonecznego  g  powinien,  zgodnie  z  zaleceniami,  wynosić  od  0,5  do  0,6.  Problemem  może  być  jednak  okres  letni,   w  którym  nadmierne  zyski  ciepła  od  słońca  mogą  powodować  przegrzewanie  się  budynku.  Zapobiegać  temu   niekorzystnemu  zjawisku  ma  montaż  rolet  zacieniających,  uwzględnionych  na  etapie  projektowania.  W  Tabeli  3   przedstawiono  przykładowe  parametry  różnych  rodzajów  okien,  które  rozważano  przy  optymalizacji  rozwiązań.  

Tabela  4  przedstawia  szczegółowe  wyliczenia  współczynnika  Uw  dla  analizowanych  wariantów.    

 

Tabela  3.  Parametry  okien  dla  poszczególnych  wariantów   Współczynniki  

Współczynnik  g   Mostek  cieplny  Ψg  

[W/mK]  

Ug  [W/m2K]   Uf  [W/m2K]  

Wariant  1    

0,50   1,00   0,53   0,045  

Wariant  2    

0,50   0,81   0,53   0,025  

Wariant  3    

0,60   1,00   0,51   0,045  

 

Tabela  4.  Zestawienie  współczynników  Uw  dla  poszczególnych  okien  

Opis   Orientacja  

Wymiary  otworu  okiennego   Współczynnik  Uw  [W/m2K]  

Szerokość  [m]   Wysokość  [m]   Wariant  1  

CTT  OZE   Wariant  

2   Wariant   3  

O2   Południe   1,10   3,10   0,82   0,68   0,88  

O4   Południe   2,45   2,50   0,73   0,64   0,80  

O3   Południe   2,30   2,50   0,75   0,66   0,82  

O2   Południe   1,10   3,10   0,82   0,68   0,88  

O1   Południe   3,85   2,50   0,71   0,63   0,78  

O7   Wschód   6,00   1,35   0,80   0,69   0,87  

O2   Wschód   1,10   3,10   0,86   0,72   0,92  

O2   Północ   1,10   3,10   0,89   0,75   0,95  

(5)

O6   Północ   2,10   0,75   1,05   0,86   1,09  

O5   Zachód   3,10   0,75   1,02   0,84   1,07  

Dz2   Południe   1,10   3,05   0,86   0,72   0,92  

Dz2   Południe   1,10   3,05   0,89   0,75   0,95  

Dz1   Północ   2,00   3,10   0,77   0,67   0,84  

Dz2   Północ   1,10   3,10   0,89   0,75   0,95  

    Wartość  średnia  dla  wszystkich  

okien:   0,80   0,68   0,86  

 

Jednocześnie  założono  jednakowy  sposób  montażu  okien  –  w  warstwie  ocieplenia  (Rys.  1).  Jest  to  szczególnie   istotne  z  uwagi  na  konieczność  minimalizacji  mostków  cieplnych  na  połączeniu  ościeżnica-­‐ościeże.  Szczególnie   skomplikowany   jest   montaż   okien   z   roletami   zewnętrznymi.   Przy   takim   przypadku   mocowanie   kasety   rolet   zewnętrznych  odbywa  się  z  przekładką  z  pianki  poliuretanowej.  

Rys.  1.  Przykładowy  detal  montażu  okna  z  roletami  zewnętrznymi     Źródło:  materiały  techniczne  firmy  Wiegand  Fensterbau  [11]  

 

Zalety  montażu  okna  w  warstwie  ocieplenia  najlepiej  obrazują  symulacje  rozkładu  izoterm  (Rys.  2).  Rezygnacja   z  montażu  w  warstwie  izolacji  automatycznie  zwiększyłaby  w  takim  przypadku  mostek  cieplny  od  kasety  rolet,   ponieważ  zabrakłoby  wtedy  miejsca  na  przekładkę  z  pianki  poliuretanowej.    

 

(6)

Rys.  2.  Przebieg  izoterm  dla  okna  z  roletami  zewnętrznymi     Źródło:  materiały  techniczne  firmy  Wiegand  Fensterbau  [11]  

 

Duża   ilość   zmiennych,   które   mają   wpływ   na   współczynnik   przenikania   ciepła   dla   całego   okna   powoduje,   że   dopiero  po  numerycznej  weryfikacji  możliwe  jest  optymalne  dobranie  odpowiedniego  wariantu.  W  przypadku   CTT   OZE   podjęta   została   decyzja   o   realizacji   wariantu   nr   1   dla   którego   nie   wszystkie   okna   charakteryzują   się   współczynnikiem   Uw   ≤   0,8   [W/m2K].   Dodatkowym   ograniczeniem   przy   każdej   inwestycji   jest   niestety   także   aspekt  ekonomiczny  i  ograniczone  zasoby  podczas  realizacji,  które  nie  zawsze  pozwalają  na  wybór  najlepszego   rozwiązania.  

 

Kluczowym  elementem  każdego  budynku  pasywnego  jest  system  wentylacji  [12].  Tak  też  było  w  przypadku  CTT   OZE.  Analizując  obliczenia  (Tabela  5)  okazuje  się,  że  największy  składnik  w  ogólnej  sumie  strat  ciepła  to  właśnie   straty  przez  wentylację  (Rys.  3).  Na  początku  przedstawiono  obliczenia,  które  zostały  wykonane  przy  założeniu,   że  sprawność  rekuperatora  wynosi  75%.  Wartość  ta  jest  wartością  graniczną  i  zalecane  jest,  aby  nie  była  ona   mniejsza.  Dodatkowo  należy  pamiętać  o  tym,  że  jak  wszystkie  urządzenia  w  budynku  pasywnym,  także  rekupe-­‐

rator   musi   charakteryzować   się   niskim   zużyciem   energii   elektrycznej.   Pobór   energii   elektrycznej   powinien   w  tym  przypadku  wynosić  nie  więcej  niż  0,45  Wh/m3.  

 

   

(7)

Tabela  5.  Bilans  strat  i  zysków  ciepła  

Straty  ciepła  przez  przenikanie  QT   [kWh/a]   [kWh/(m2a)]  

ściany  zewnętrzne   3508    

dach   3750    

podłoga  na  gruncie   2771    

okna   5170    

drzwi  wejściowe   155    

mostki  cieplne   460    

Suma  QT   15814   31,7   Straty  ciepła  przez  wentylację  QL   7857   15,8   Suma  strat  ciepła:  QV=QT+QL   23671   47,5   Zyski  ciepła  od  słońca  QS   6167   12,4   Wewnętrzne  źródła  ciepła  bytowego  QI   8562   17,2   Użyteczne  zyski  ciepła  QG   14178   28,8   Wskaźnik  zapotrzebowania  na  ciepło  do  

ogrzewania  QH   9493   18,7    

Rys.  3.  Straty  ciepła      

Okazuje  się,  że  przy  tych  założeniach  wskaźnik  zapotrzebowania  na  energię  użytkową  do  ogrzewania  i  wentyla-­‐

cji  wynosi  18,7  kWh/(m2a).  Oznacza  to,  że  przekroczona  została  graniczna  wartość  równa  15  kWh/(m2a).  Dla   porównania  wykonane  zostały  obliczenia  dla  rekuperatora  o  sprawności  85%.  Zaobserwowano  znaczną  popra-­‐

wę   wyniku   –   straty   ciepła   przez   wentylację   zmalałyby   aż   o   30%   (Tabela   6).   Przy   takim   założeniu   wskaźnik   zapotrzebowania   na   ciepło   do   ogrzewania   wyniósłby   14,9   kWh/(m2a),   co   jest   poniżej   granicznej   wartości   15   kWh/(m2a).    

 

Tabela  6.  Znaczenie  sprawności  rekuperatora  

Sprawność  rekuperatora  

75%   85%  

Straty  ciepła  przez  wentylację  

7857  kWh/a   5561  kWh/a  

 

Centrum  Transferu  Technologii  zostało  także  wyposażone  w  rurowy  gruntowy  wymiennik  ciepła  (RGWC).  Zgod-­‐

nie   z   założeniami   projektu   i   zapisami   projektanta   gruntowy   wymiennik   ciepła   zaprojektowano   jako   układ   ściany  

zewnętrzne   15%  

dach   16%  

podłoga  na   gruncie  

12%  

okna  i  drzwi   22%  

mostki  cieplne   2%  

wentylacja   33%  

(8)

ułożonych  w  gruncie  przewodów  przez  które  przepływa  świeże  powietrze  wentylacyjne.  W  gruncie,  który  ota-­‐

cza  rurociąg  (na  głębokości  od  1,6m  do  2,0  m),  niezależnie  od  pory  roku,  panuje  temperatura  w  granicach  od   3oC   do   5oC.   Zimą,   zewnętrzne   powietrze   wprowadzone   do   wymiennika   zostaje   wstępnie   ogrzane.   Natomiast   latem  gruntowy  wymiennik  ciepła  wspomaga  rolę  klimatyzatora,  obniżając  o  kilka  stopni  temperaturę  powie-­‐

trza  wprowadzanego  do  obiektu.    

 

W  przypadku  CTT  z  uwagi  na  wysoki  poziom  wód  gruntowych  zaprojektowano  GWC  w  wykonaniu  szczelnym   z  rur  polietylenowych  zgrzewanych  elektrooporowo  i  polidyfuzyjnie.  Powietrze  dostarczane  do  budynku  musi   spełniać   określone   wymogi.   Z   tego   powodu   powierzchnia   wewnętrzna   rur   HDPE   φ200   mm   została   pokryta   antybakteryjną  warstwą  nanosrebra.  W  obliczeniach  w  arkuszu  PHPP,  zgodnie  z  zaleceniami,  przyjęto  spraw-­‐

ność  gruntowego  wymiennika  ciepła  na  poziomie  33%.  

 

Budynek  –  labolatorium  

Budynek   Centrum   Transferu   Technologii   zgodnie   z   założeniami   będzie   obiektem   szczegółowych   badań   oraz   analiz  w  zakresie  efektywności  energetycznej,  skuteczności  zastosowanych  materiałów  i  rozwiązań.  Już  na  eta-­‐

pie   koncepcji   zespół   projektantów   przewidział   układ   BMS,   który   umożliwi   zarządzaniem   budynkiem   oraz   monitorowanie  zużycia  energii  i  parametrów  środowiska  wewnętrznego.  Dzięki  temu  możliwe  będzie  określe-­‐

nie   skuteczności   zastosowanych   rozwiązań   konstrukcyjnych   i   instalacyjnych.   Oprócz   pomiarów   wewnątrz   budynku,   prowadzony   będzie   pomiar   parametrów   środowiska   zewnętrznego,   tak   by   zarejestrować   zmienne   w  czasie  parametry  klimatyczne.  Wszystkie  czujniki  pomiarowe,  zgodnie  z  założeniami  projektu,  współdziałać   będą   z   systemem   BMS,   który   pozwoli   na   monitoring,   rejestrację   i   przetwarzanie   zebranych   danych.   Główne   czujniki  systemu  pomiarowego  stanowić  będą:    

-­‐  termohigrometr  –  do  pomiaru  wilgotności  i  temperatury  powietrza,   -­‐  miernik  CO2  –  do  pomiaru  stężenia  dwutlenku  węgla,  

-­‐  pyranometr  –  do  pomiaru  promieniowania  słonecznego,   -­‐  miernik  prędkości  i  kierunku  wiatru  

-­‐  moduły  danych  –  z  pamięcią  pomiarów  i  możliwością  przesyłu  danych  przez  sieć  Internet.  

W  celach  badawczych,  planowana  jest  archiwizacja  wszystkich  parametrów  z  okresu  minimum  dwunastu  mie-­‐

sięcy.  Na  tej  podstawie  możliwe  będzie  precyzyjne  określenie  m.in.  zużycia  energii,  co  pozwoli  na  weryfikację   wartości  obliczeniowych.  

 

Podsumowanie  

Największą   barierę,   która   stoi   na   przeszkodzie   w   upowszechnianiu   idei   budownictwa   pasywnego   w   Polsce,   stanowią  większe  koszty  inwestycyjne.  Są  one  akceptowalne  łatwiejsze  do  zaakceptowania,  w  przypadku  gdy   inwestor  jest  jednocześnie  długoletnim  użytkownikiem  budynku.  Doświadczenie  zdobyte  podczas  projektowa-­‐

nia   i   budowy   CTT   pokazuje,   że   konieczna   jest   indywidualna   ocena   każdego   budynku,   który   ma   powstawać   w  standardzie  pasywnym.  Przyjęcie  powszechnie  znanych  wytycznych  szczegółowych,  dotyczących  np.  współ-­‐

czynników   U   może   okazać   się   niewystarczające.     Analizie   należy   poddać   poszczególne   elementy   budynku   wpływające  na  jego  charakterystykę  energetyczną  oraz  dokonać  ich  oceny  i  optymalizacji  pod  względem  eko-­‐

nomicznym.  

 

Bibliografia  

[1]  World  Commission  on  Environment  and  Development:  Our  Common  Future,  Oxford  University  Press,  Ox-­‐

ford,  1987  

[2]  D.P.  Van  Vuuren,  A.F.  Bouwman,  A.H.W.  Beusen,  Phosphorus  demand  for  the  1970–2100  period:  A  scenario   analysis  of  resource  depletion,  Global  Environmental  Change  Volume  20,  Issue  3,  August  2010,  428–439   [3]  EU  Energy  in  figures,  Statistical  Pocketbook  2014,  Publications  Office  of  the  European  Union,  Luxembourg,   2014    

[4]  W.  Feist,  Podstawy  budownictwa  pasywnego,  Polski  Instytut  Budownictwa  Pasywnego,  2009  

[5]   M.   Idczak,   S.   Firląg,   Okna   w   budynkach   pasywnych   –   funkcje,   wymagania,   bilans   energetyczny,   komfort   cieplny,  Instytut  Budynków  Pasywnych  przy  Narodowej  Agencji  Poszanowania  Energii  S.A.,  Świat  Szkła,  2006  

(9)

[6]  R.  Gonzalo,  R.  Vallentin,  Passive  House  Design,  Planning  and  design  of  energy-­‐efficient  buildings,  first  edi-­‐

tion,  Detail,  Munich,  2014  

[7]  R.  Wnuk,  Instalacje  w  Domu  Pasywnym  i  Energooszczędnym,  Wydawnictwo  Przewodnik  Budowlany,  War-­‐

szawa,  2007  

[8]   S.   Firląg,   Szczelność   powietrzna   budynków   pasywnych   i   energooszczędnych   –   wyniki   badań,   Czasopismo   Techniczne.  Budownictwo,  2012  

[9]  H.  Schöberl,  C.  Lang,  J.  Fechner,  C.  Pöhn,  Handbuch  für  Einfamilien-­‐Passivhäuser  in  Massivbauweise,  Wien,   2009  

[10]  W.  Feist,  Pakiet  do  projektowania  budynków  pasywnych,  Wydawnictwo  Polskiego  Instytutu  Budownictwa   Pasywnego,  2009  

[11]  www.wiegand-­‐info.de  

[12]  S.  Firląg,  B.  Zawada,  Impacts  of  airflows,  internal  heat  and  moisture  gains  on  accuracy  of  modeling  energy   consumption  and  indoor  parameters  in  passive  building,  Energy  and  Buildings,  2013  

   

CHARACTERISTIC  OF  RES  TECHNOLOGY  TRANSFER  CENTRE  BUILDING  IN  VIEW  OF  REQUIREMENTS  OF   PASSIVE  HOUSE  STANDARD  

 

Abstract  

The  objective  of  the  paper  is  to  describe  the  requirements  of  passive  house  standard  based  on  an  example  of   RES  TTC  building.  The  requirements  were  divided  into  main  prerequisites  for  energy  demand  and  specific  rec-­‐

ommendations   for   particular   factors.   The   calculations   and   analysis   have   shown   that   in   order   to   achieve   the   required   energy   demand,   it   is   necessary   to   apply   better   solutions   than   recommended,   e.g.   ventilation   units   with  higher  efficiency  of  heat  recovery.  The  same  refers  to  U-­‐values  of  the  building  elements.  The  use  of  venti-­‐

lation  units  with  recommended  efficiency  of  75%  does  not  guarantee  achieving  of  the  passive  standard.  

 

Key  words  

passive  house  construction,  energy-­‐efficient  construction,  demonstration  buildings    

   

Cytaty

Powiązane dokumenty

However, like most of the remaining Polish industrial enterprises, power companies have been working on innovative solutions without substantial cooperation with external entities,

Workshops in Poland aimed to deepen and better organize information on good practices and their application potential for the Sierpc Sub-region. During the first part of the

Researchers are using the Internet in their research more frequently and incorporating a variety of techniques, including web surveys, personal interviews and focus group

The research tests and analyzes hypotheses of relatively smaller audit risk as well as report lag in the regulated energy sector in the United States as compared to companies in

The purpose of this paper is to show that using only a certain raw material as a biofuel does not have an ecological benefit by itself, and that the performance of an energy and

Higher temperatures, longer growing seasons, and an increase in the sum of precipitation result in an increase in the productivity of these crops and do not adversely affect the

If the storage system is also acting as an emergency power supply, the superordinate control system monitors the charging of energy containers with the energy from the grid and/or

Regardless of the above classification, we often use the concept of municipal wastewater, referring to household wastewater or a mixture of household wastewater with