Czytaj także -

Aktualne wydanie

2019 10 oladka

       10/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

* Ocena energetyczna budynków i jej termowizyjna weryfikacja. Część 1
Data dodania: 16.09.10

Poniższy artykuł jest próbą przedstawienia tendencji i sytuacji panującej w polskim budownictwie po wprowadzeniu Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6.11.2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej.

W pierwszej części pokazane są główne założenia metodologii, w kolejnej zaś jej niedoskonałości. W końcu pokazane są możliwości wykorzystywania badań termowizyjnych do oceny i certyfikacji obiektów budowlanych w praktyce, a więc podczas ich użytkowania czy eksploatacji.

Wprowadzenie
O energooszczędnym budownictwie mówi się dużo, zwłaszcza w kontekście globalnego ocieplenia.

Użytkowników oraz właścicieli bardziej martwi jednak wzrost cen niż sprawy klimatyczne. Faktem jest bowiem, że paliwa (ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel) drożeją, a ponieważ znaczącą cześć budżetu domowego stanowią koszty ogrzewania, rośnie zainteresowanie budownictwem energooszczędnym. Niektórzy inwestorzy rozważają nawet budowę domów pasywnych.

Ze względu na ogólnoświatową politykę ekologiczną, a także na ograniczone zasoby energetyczne Ziemi, wskazane jest dalsze ograniczenie zużycia energii nie tylko w przemyśle lecz również w budownictwie.

Dotychczasowe wymogi prawne wydają się być niewystarczające, koniecznym zatem jest wprowadzenie mechanizmów rynkowych sprzyjających rozwojowi budownictwa energooszczędnego, które uwzględnią zasady zrównoważonego rozwoju. Takim mechanizmem może być sprawdzony system certyfikacji energetycznej. Wprowadzenie go na rynku AGD spowodowało zainteresowanie konsumentów produktami niskoenergetycznymi klasy A lub B, co wymusiło na producentach ograniczenie oferty do produktów o najniższym zużyciu energii.

Rys.1. Przykładowe formy certyfikatu energetycznego z 2007 r. oraz wg PN-EN 15217 z 2008 r.


Podstawy prawne dotyczące ochrony cieplnej, oszczędzania energii, audytingu i świadectw energetycznych
Podstawowe uregulowania ustawowe między innymi to:
􀁺 Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz. U. UE. L. z 4 stycznia 2003 r.),
Podstawowe akty wykonawcze to między innymi:
􀁺 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii, obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno–użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz. U. z 2008 r. Nr 201, poz. 1240)
􀁺 Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 2008 r., Nr 201, poz.1238 )

Celem wdrożenia Dyrektywy 2002/91/WE jest promowanie podniesienia standardu energetycznego budynków w krajach członkowskich Unii Europejskiej, z uwzględnieniem warunków klimatycznych zewnętrznych i lokalnych oraz wewnętrznych wymagań klimatycznych oraz opłacalności.

Dlaczego energooszczędność i co to jest budynek energooszczędny?
Znowelizowano przepisy prawa budowlanego, według których od stycznia 2009 r. obowiązkowa jest certyfikacja energetyczna budynków. Świadectwa energetyczne wprowadzają na rynek informacje dotyczące energochłonności budynków, a to pozwala w prosty sposób oszacować koszty ich eksploatacji, a tym samym weryfikuje wartość nieruchomości. Budynki energochłonne będą klasyfikowane jako tańsze, natomiast energooszczędne na pewno będą miały wyższą wartość rynkową.

Charakterystyka energetyczna budynku
Charakterystyka energetyczna budynku powinna być częścią projektu budowlanego, jak również przedstawiona w sporządzanym świadectwie energetycznym.
Należy spełnić wymagania energooszczędności nie tylko dla izolacji termicznej przegród, ale także dla rozwiązań instalacyjnych. Zatem konieczne jest określenie wskaźnika nieodnawialnej energii pierwotnej EP (kWh/m2rok) zgodnie z rozporządzeniem w sprawie metodologii oraz warunkami technicznymi.

Przy sporządzaniu charakterystyki energetycznej budynku należy określić wszystkie straty ciepła przez przegrody budowlane i wentylację. Do poprawnego wyznaczenia EP konieczne jest też określenie zysków ciepła od Słońca oraz wewnętrznych, które zależą od sposobu eksploatacji budynku. Inne są dla budynków mieszkalnych, inne dla budynków użyteczności publicznej, a jeszcze inne dla budynków produkcyjnych. Odrębnym zagadnieniem są budynki z chłodzeniem.

W przypadku sporządzania świadectwa konieczne jest uzyskanie oświadczenia kierownika budowy, że budynek został wykonany zgodnie z projektem lub podanie informacji o zmianach, jakie zostały wprowadzone w trakcie realizacji. Zmiany istotne z punktu widzenia świadectwa charakterystyki to: zmiana wymiarów budynku, zmiana izolacji termicznej przegród budowlanych, zmiana urządzeń w instalacjach: c.o., c.w.u., wentylacji i chłodzenia na rozwiązania o innej sprawności w stosunku do założeń projektowych.

Oświadczenie takie należy przechowywać wraz z wersją archiwalną świadectwa przez 10 lat.

Przy sporządzaniu świadectwa charakterystyki energetycznej powinny być znane :
􀁺 informacje adresowe,
􀁺 dane o przeznaczeniu i technologii wznoszenia,
􀁺 dane klimatyczne (strefa klimatyczna, zacienienie, szerokość geograficzna, stacja meteorologiczna, dla której zostały opracowane średnie miesięczne temperatury zewnętrzne oraz inne dane pogodowe konieczne do sporządzenia świadectwa),
􀁺 krotność wymiany powietrza n50 (związana jest z podaniem wpływu szczelności na energochłonność budynku przy ciśnieniu 50 Pa),
􀁺 geometria budynku na gruncie do obliczenia strat do gruntu (powierzchnie podłogi oraz obwód całkowity ścian zamykających powierzchnie, całkowita powierzchnia ogrzewana, czyli o regulowanej temperaturze oraz całkowita kubatura budynku),
􀁺 opis budynku z wprowadzonymi zmianami (osłona budynku, instalacja c.o. instalacja wentylacji, instalacja c.w.u., ewentualnie instalacja chłodzenia, instalacja oświetlenia wbudowanego),
􀁺 podział na lokale, podział na strefy termiczne,
􀁺 zyski ciepła,
􀁺 ogrzewanie, wentylacja i ewentualnie chłodzenie,
􀁺 ciepła woda użytkowa,
􀁺 oświetlenie,
􀁺 pomieszczenia i przegrody wewnętrzne,

Obliczanie charakterystyki energetycznej budynków odbywa się zazwyczaj przy wykorzystaniu programów komputerowych. Jednak ze względu na dużą ilość danych konieczne jest ich wcześniejsze przygotowanie.

Metodologia sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej budynków
Charakterystykę energetyczna budynku lub lokalu określa się na podstawie:
􀁺 wskaźnika rocznego zapotrzebowania nieodnawialnej energii pierwotnej budynku ocenianego EP, obejmującego sumę rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną, użytkowaną dla celów ogrzewania i wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej wraz z energią pomocniczą,
􀁺 porównania ze wskaźnikiem zapotrzebowania nieodnawialnej energii pierwotnej budynku referencyjnego EPRef.

Główne etapy obliczeń w kolejności ich faktycznego wykonywania:
1. energia użytkowa: Qnd
2. energia końcowa: QK
3. energia pierwotna: QP
4. wskaźniki EK i EP

Wskaźnik EK – należy przez to rozumieć roczne zapotrzebowanie energii końcowej na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku albo lokalu mieszkalnym, wyrażone w kWh/(m2rok);
 
Wskaźnik EP – należy przez to rozumieć roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną na jednostkę powierzchni pomieszczeń o regulowanej temperaturze powietrza w budynku, lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową, wyrażone w kWh/(m2rok),

Obliczenia rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną:

Wyznaczenie wskaźników EP i EK
EP = QP/Af [kWh/(m2rok)]                            (1.1)
EK = (QK,H + QK,W) / Af [kWh/(m2rok)]        (1.2)
QP – roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną do ogrzewania i wentylacji, przygotowania ciepłej wody oraz napędu urządzeń pomocniczych [kWh/rok],
Af – powierzchnia ogrzewana (o regulowanej temperaturze) budynku lub lokalu [m2],
QK,H – roczne zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
QK,W – roczne zapotrzebowanie na energię końcową do podgrzewania wody użytkowej [kWh/rok].

Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania energii pierwotnej
QP = Q P,H + Q P,W [ kWh/rok]                                          (1.3)
QP, H = wH · QK,H + wel · Eel, pomH [ kWh/rok]                 (1.4)
QP, W =ww · QK,W+ wel · Eel, pomW [ kWh/rok]                 (1.5)
QP, H – roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej przez system grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
QP, W – roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej przez system do podgrzania ciepłej wody [kWh/rok],
QK, H – roczne zapotrzebowanie energii końcowej przez system grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
QK, W – roczne zapotrzebowanie energii końcowej przez system do podgrzania ciepłej wody [kWh/rok],
Eel, pom H – roczne zapotrzebowanie energii elektrycznej końcowej do napędu urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji [kWh/rok],
Eel, pom W – roczne zapotrzebowanie energii elektrycznej końcowej do napędu urządzeń pomocniczych systemu ciepłej wody [kWh/rok],
wi - współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika energii (lub energii) końcowej do ocenianego budynku (wel, wH, ww), który określa dostawca energii lub nośnika energii; przy braku danych można korzystać z tabelarycznych (w el – dotyczy energii elektrycznej, w H – dotyczy ciepła dla ogrzewania,
ww – dotyczy ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej).

Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania i wentylacji
Q k, H = Q H, ndH, tot [kWh/rok]                      (1.6)
η H, tot = η H, g · η H, s · η H, d · η H, e                 (1.7)

Q H, nd – zapotrzebowanie energii użytkowej (ciepła użytkowego) przez budynek [kWh/rok]
η H, tot – średnia sezonowa sprawność całkowita systemu grzewczego budynku od wytwarzania (konwersji) ciepła do przekazania w pomieszczeniu,
η H, g – średnia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii dostarczanej do granicy bilansowej budynku (energii końcowej),
η H, s – średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepła w elementach pojemnościowych systemu grzewczego budynku (w obrębie osłony bilansowej lub poza nią),
η H, d – średnia sezonowa sprawność transportu (dystrybucji) nośnika ciepła w obrębie budynku (osłony bilansowej lub poza nią),
η H, e – średnia sezonowa sprawność regulacji i wykorzystania ciepła w budynku (w obrębie osłony bilansowej).

Wyznaczanie rocznego zapotrzebowania energii użytkowej dla ogrzewania i wentylacji – metoda bilansów miesięcznych
Rozpatruje się miesiące od stycznia do maja i od września do grudnia włącznie:
Q H, nd =Σ n ·Q H, nd, n [kWh / rok]                            (1.8)
Q H, nd, n= Q H, ht - η H, gn Q H, gn [kWh /m-c]         (1.9)

Q H, nd – ilość ciepła niezbędna na pokrycie potrzeb ogrzewczych budynku (lokalu) w okresie miesięcznym lub rocznym, kWh/rok
Q H, nd, n – miesięczne zapotrzebowanie na ciepło, kWh/m-c
Q H, ht – straty ciepła w okresie miesięcznym, kWh/m-c
Q H, gn – zyski ciepła w okresie miesięcznym, kWh/m-c
η H, gn – współczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła w trybie ogrzewania

Znać trzeba stałą czasową budynku (w godzinach) biorąc pod uwagę wewnętrzną pojemność cieplną budynku (J/K) uwzględniając ciepło właściwe materiału J/(kg K), gęstość materiału kg/m3,
grubość warstwy (m), powierzchnię danego elementu budynku (m2).
H tr - to współczynnik strat ciepła przez przenikanie, W/K wg PN-EN ISO 13789
H ve - to współczynnik strat ciepła przez wentylacje, W/K

Współczynnik strat ciepła przez przenikanie - metoda obliczania
H tr = Σ i [b tr, i ( A i U i + Σ i l i Ψ i ) ]                    (1.10)

A i - pole powierzchni i-tej przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej temperaturze, obliczanej wg wymiarów zewnętrznych przegrody (wymiary okien i drzwi przyjmuje się jako wymiary otworów w ścianie) m2
U i - współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody pomiędzy przestrzenią ogrzewaną i stroną zewnętrzną, W/(m2K)
Ψ i - liniowy współczynnik przenikania ciepła mostka cieplnego, W/(mK), wg PN-EN ISO 14683 - Mostki cieplne w budynkach. Liniowy współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości orientacyjne lub obliczone
l i - długość i-tego liniowego mostka cieplnego, m
b tr, i - współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatur i-tej przegrody

Współczynnik strat ciepła przez wentylacje.
H ve = ρ a c a Σ k (b ve, k V ve, k, mn )            (1.11)

H ve – współczynnik strat ciepła przez wentylacje, W/K
ρa ca – pojemność cieplna powietrza = 1200 J/(m3K)
b ve, k – współczynnik korekcyjny dla strumienia k
V ve, k, mn – uśredniony w czasie strumień powietrza k, m3/s
k – identyfikator strumienia powietrza

Rys. 2. Termogramy budynków mieszkalnych (ściany zewnętrzne oraz stropodachy) wykonane
z zewnątrz

 

Termowizja jako weryfikacja prac budowlanych
Dążenie do ograniczania strat energii w budownictwie powoduje opracowywanie i stosowanie coraz bardziej złożonych technologii. O tym, czy budynek można zaliczyć do energooszczędnych, decydują m.in. czynniki architektoniczne (ze względu na zyski ciepła od promieniowania słonecznego usytuowanie względem stron świata, rozmieszczenie pomieszczeń oraz wielkość przegród przeźroczystych), energooszczędna geometria budynku o niskiej wartości A/V.

Mniejszą energochłonność budynku można zapewnić także działaniami mającymi poprawę izolacyjności termicznej przegród budowlanych poprzez większą grubość izolacji. Istotne jest zastosowanie odpowiednich materiałów budowlanych lecz przede wszystkim jakość prac budowlanych. Coraz bardziej złożone metody budowania mogą być przyczyną występowania w budynkach wielu wad wykonawstwa, tym bardziej, że nie ma obowiązkowej kontroli wznoszonych budynków pod kątem ich izolacyjności cieplnej. Opracowywanie obowiązujących obecnie świadectw energetycznych opiera się głównie na danych projektowych a nie na stanie rzeczywistym.

Uzyskanie rzetelnej informacji o jakości i prawidłowości wykonanej w budynku izolacji termicznej może nie być proste. Istniejące budynki często nie mają dokumentacji lub jest ona niekompletna, a dodatkowy problem mogą stanowić dokonane w trakcie realizacji zmiany technologii czy materiałów w stosunku do zaplanowanych w projekcie. Aby zatem dokonać poprawnej oceny, należy wykonać dodatkowe badania, najlepiej metodą bezinwazyjną. Taka metoda weryfikacji prac budowlanych jest możliwa z wykorzystaniem nowoczesnych urządzeń pomiarowych jakimi są kamery termowizyjne.
(c.d.n.)

mgr inż. Józef Osiadły
DIAGNOTERM

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

patrz też:

- Termografia w podczerwieni w hutniczym przemyśle szklarskim, Tomasz Zduniewicz, Świat Szkła 6/2008 

- Nowoczesne narzędzie diagnostyki cieplnej. Cz. 1, Jan Górski, Świat Szkła 9/2008

- Nowoczesne narzędzie diagnostyki cieplnej. Cz. 2, Jan Górski, Świat Szkła 10/2008

- Zastosowanie termografii w podczerwieni w budownictwie, Tomasz Wiśniewski, Świat Szkła 9/2006

- Dobrze wybrać, S. Żmuda, Świat Szkła - numer specjalny Termowizja w przemyśle szklarskim i budownictwie  

inne artykuły tego autora:

- Zastosowania termowizji w budownictwie Część 1 , Józef Osiadły, Świat Szkła 11/2010

- Ocena energetyczna budynków i jej termowizyjna weryfikacja Część 2,  Józef Osiadły, Świat Szkła 10/2010

- Ocena energetyczna budynków i jej termowizyjna weryfikacja. Część 1 , Józef Osiadły, Świat Szkła 9/2010

- Nowe możliwości wykorzystania badań termowizyjnych w przemyśle szklarskim , Józef Osiadły, Świat Szkła 7-8/2010

- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 6 , Józef Osiadły, Świat Szkła 5/2010

- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 5 , Józef Osiadły, Świat Szkła 12/2009

- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 4 , Józef Osiadły, Świat Szkła 10/2009

- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 3 , Józef Osiadły, Świat Szkła 9/2009

- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 2 , Józef Osiadły, Świat Szkła 6/2009

- Zastosowania termowizji w przemyśle szklarskim - Część 1 , Józef Osiadły, Świat Szkła 5/2009

więcej informacji: Świat Szkła 9/2010

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

 

Czytaj także --

Czytaj także

 

 

01 chik
01 chik