Autor: Paweł

Pomieszczenia nieogrzewane a świadectwo energetyczne budynków biurowych

Pomieszczenia nieogrzewane a świadectwo energetyczne budynków biurowych

Projektując nowoczesne biurowce o dużej powierzchni biurowej często mamy problem ze spełnieniem warunku EPmax. Gdy obliczona wartość wskaźnika EP znacznie przekracza EPmax wtedy warto rozważyć bardziej radykalne rozwiązanie jakim jest przekształcenie pomieszczeń nieogrzewanych w ogrzewane.

Najlepszym rozwiązaniem jest wtedy wzięcie pod uwagę podziemnego garażu nieogrzewanego i przekształcenie go w pomieszczenie ogrzewane o temperaturze 5 lub nawet 8 stopni. Wymaga to jedynie zastosowania:

a)    automatycznie zamykanej bramy wjazdowej, ponieważ pomieszczenie ogrzewane nie może być pomieszczeniem stale czy okresowo otwartym,

b)    nawiewu ciepłego powietrza , do którego wytworzenia trzeba wykorzystać nadmiar ciepła wewnętrznego, odzyskanego i pochodzącego w sumie od: ciepła utajonego i jawnego pracowników zatrudnionych w części biurowej oraz urządzeń biurowych i oświetlenia w części biurowej.

Oczywiście ilość pracowników musi być dość dużą (powyżej 100 osób), aby całe przedsięwzięcie było opłacalne. Na szczęście w dużych biurowcach liczba pracowników biurowych często przekracza kilkaset, a nawet kilka tysięcy, co z powodzeniem umożliwia ogrzanie nie tylko małych, ale też dużych powierzchni nieogrzewanych.

W programie ArCADia- TERMO uwzględnienie odzyskanego ciepła z innych pomieszczeń (także od produkcji) można wykonać na dwa sposoby, poprzez:

  1. zwiększenie zysków wewnętrznych pomieszczenia (np. garażu)w etapie Strefy cieplne w zakładce Zyski wewnętrzne, tak aby inne systemy grzewcze w pomieszczeniu były zbędne QH,nd=0 kWh/rok. Podobnie jak zyski od technologii.
  2. dodanie w etapie Ogrzewanie i wentylacja źródła ciepła i określenie jego udziału procentowego w systemie grzewczym- najczęściej na 100%, przyjmując dla niego wartość współczynnika nakładu wH = 0. Wtedy wartość Q H,nd dla danego pomieszczenia mysi być większa niż 0 kWh/rok.

Pierwszy sposób wymaga wcześniejszego obliczenia przez instalatorów ilości odzyskanego ciepła z uwzględnieniem strat ciepła na przesyle i sprawności odzysku ciepła oraz dodania w etapie Ogrzewanie i wentylacja źródła ciepła i określenie jego udziału procentowego na 100% w systemie grzewczym, przyjmując dla niego wartość współczynnika nakładu wH = 0.

Natomiast drugi sposób wymaga jedynie obliczenia rzeczywistego zapotrzebowania na ciepło Q H,nd bez uwzględnienia ciepła z odzysku (lub odpadowego z części produkcyjnej) i dodania w etapie Ogrzewanie i wentylacja źródła ciepła i określenie jego udziału procentowego na 100% w systemie grzewczym, przyjmując dla niego wartość współczynnika nakładu wH=0. Przykład ustawień pokazano na rysunku 1.

7h_Odzysk

Rysunek 1.  Przykładowe ustawienia źródła ciepła z odzysku w etapie Ogrzewanie i wentylacja.

Pomimo, że system grzewczy oparty jest na gazie ziemnym to współczynniki nakładu wH powinien wynosi ć zero dla garażu, ponieważ jest to ciepło odpadowe.

Ze względu na to, iż nawiew i wywiew ciepłego powietrza jest wymuszony przez pracę wentylatorów, dlatego w obu przypadkach należy podać taką samą energię pomocniczą na wentylatory.

 

Podsumowanie

Choć oba sposoby prowadzą do tego samego celu i wyniku, to jednak sposób 2 wydaje sie bardziej przejrzysty i zrozumiały, ponieważ dokładniej opisuje straty ciepła na przesyle i odzysku.

Różnica między wewnętrznymi zyskami ciepła od technologii a odzyskiem ciepła z technologii (lub biur) jest taka, że w pierwszym przypadku system grzewczy (poza ogrzewaniem awaryjnym) jest całkowicie zbędny (np. w piekarni), a w drugim przypadku system ogrzewczy musi być zainstalowany na stałe, ponieważ zapewnia odzysk ciepła nadmiaru ciepła z innych pomieszczeń i przekazuje oraz rozprowadza go dalej.

Przy czym koszt ogrzewania ciepłem z odzysku z innych pomieszczeń sprowadza się tylko kosztów energii pobieranych przez urządzenia pomocnicze do przesyłu ciepła, czyli wentylatorów (a czasem pomp obiegowych).

Audyt – grupowanie przegród i tworzenie wariantów do modernizacji

Pełny tytuł:
Audyt- grupowanie przegród przeznaczonych do modernizacji oraz tworzenie wariantów docieplenia przegród i wymiany stolarki w programie ArCADia-TERMO PRO.

W tym artykule zostaną poruszone dość częste problemy występujące podczas wykonywania audytu energetycznych i remontowych.

Problem numer 1 – brak widocznych wszystkich lub niektórych przegród (np. ściana zewnętrzna, strop wewnętrzny czy okna) przeznaczonych do modernizacji w etapach Ściany, stropy, stropodachy oraz Okna, drzwi, wentylacja.

a)      pierwszym powodem (bardzo mało prawdopodobnym) jest brak zdefiniowanej przegrody w etapie Definicje przegród. Aby go rozwiązać trzeba zdefiniować dany typ przegrody.

b)      drugim powodem ( czasem występującym) użycie danej przegrody tylko w obliczeniach zapotrzebowania na ciepło QH,nd w etapie Strefy cieplne. Błąd ten najczęściej popełniają osoby, które pierwszy raz wykonują audyt i uważają, że zakres obliczeń cieplnych w świadectwach energetycznych i audycie jest taki sam lub bardzo podobny.

c)      trzecim powodem (najczęstszym i dotyczącym przegród wewnętrznych np. ściany między garażem nieogrzewanym i częścią ogrzewaną) jest zdefiniowanie przegród tylko w części ogrzewanej budynku w etapie Starty ciepła i Strefy cieplne. Rozwiązaniem jest wprowadzenie przegród w pomieszczeniach nieogrzewanych zarówno w etapie Straty ciepła jak i Strefy cieplne, po wybraniu opcji wg PN-EN ISO 13789, rys. 1.

7a-PN-EN ISO 13789

Rysunek 1. Zdefiniowane przegrody w etapie Straty ciepła po wybraniu sposobu obliczeń wg normy PN-EN 13789

Problem numer 2 – grupowanie przegród przeznaczonych do modernizacji.
Czasem, tak się zdarza, że trzeba zdefiniować wiele typów przegród o bardzo podobnym lub identycznym współczynniku przenikania ciepła U, ale różniących się innymi parametrami lub sposobem wykorzystania.

a)      Rozwiązanie pierwsze – to wykonanie wariantów dla każdej przegrody. Pomysł ten jest dobry tylko wtedy gdy liczba danego typu ( np. ścian zewnętrznych) przegród nie jest duża ( do 3).

b)      Rozwiązanie drugie – pogrupowanie przegród w celu wyeliminowania zbyt dużej liczby wariantów.   Pomysł ten jest bardzo praktyczny w przypadku konieczności modernizacji wielu typów okien niewiele różniących się wymiarami lub powierzchnią oszklenia, czyli wtedy gdy wartość ich współczynnika przenikania U jest zbliżona. Z taką sytuacją mamy najczęściej do czynienia w budynkach wielorodzinnych. W ten sposób , zamiast np. 15 typów okien przeznaczonych do modernizacji można je pogrupować na 3 lub 4 grupy, które będą modernizowane. Tak więc ostatecznie będą 3 lub 4 warianty a nie 15 wariantów, rys. 2.

Po kliknięciu prawyn przyciskiem myszy na nazwie typu przegrody (np. Okna zewnętrzne, rys. 3) , pojawi się okienko zawierające pozycję Dodaj grupę, rys. 2.

7b-Dodaj grupe

Rysunek 2. Dodaj grupę

Po utworzeniu grupy o nazwie Okna – U 2,70 można przesunąć okna przeznaczone do modernizacji o podobnej wartości współ. U, rys. 2 i 3.

7c-Grupa okna

Rysunek 3. Przesunięcie przegród do grupy Okna – U 2,70

7d-Grupa okna 1

Rysunek 4. Zawartość grupy Okna – U 2,70 po przesunięciu do niej okien

 

Problem numer 3 – tworzenie wariantów docieplenia przegród zewnętrznych i wewnętrznych. W programie ArCADia-TERMO PRO optymalnym wariantem, zawierającym najniższą wartość SPBT, powinien być zawsze wariant przedostatni. Program sam, automatycznie dobiera, biorąc od uwagę podane przez użytkownika stopniowanie grubości, pierwszą (najmniejszą) grubość docieplenia, która spełnia warunek minimalnego oporu przegrody Rmin. Stąd minimalna liczba podwariantów musi wynosić 2. Ale czasem wynosi 3 lub nawet 4. Większa niż 4 liczba podwariantów w praktyce prawie się nie zdarza, rys. 5. Zielonym krzyżykiem wybiera się materiał izolacji termicznej i tworzy się pierwszy wariant.

7e-Docieplenie

Rysunek 5. Tworzenie pozostałych wariantów docieplenia przy użyciu przycisku 7f-Nieb_strza

Dzięki pogrupowaniu przegród ilość końcowych wariantów zmniejszyła się do 4 (rys. 6) zamiast 6.

7g_warianty

Rysunek 6. Lista końcowych wariantów przeznaczonych do modernizacji.

Obliczanie współczynnika U elewacji szklanych, składających się z nieprzeziernych warstw izolowanych termicznie w nowoprojektowanych budynkach

Obliczanie współczynnika przenikania ciepła elewacji szklanych, składających się z nieprzeziernych warstw izolowanych termicznie w nowoprojektowanych budynkach.

Artykuł przeznaczony jest głównie dla osób, które po raz pierwszy mają do czynienia z nowoczesnymi elewacjami w budynkach o konstrukcji szkieletowej.

Elewacje szklane i świetliki często składają z części przeziernych (przezroczystych) i nieprzeziernych (nieprzezroczystych). Część nieprzezierna to nie zawsze musi być typowa rama okienna i poprzeczki okienne, ale także pomalowane szkło akrylowe, płyta poliwęglanowej czy płyta z tworzywa sztucznego docieplona szeroką warstwą izolacji termicznej ( np. z wełny mineralnej) o wysokości nierzadko dochodzącej do 1 m i grubości 15 do 20 cm.

Dotyczy to budynków o konstrukcji szkieletowej, gdzie ściana osłonowa zawiera część przezierną i nieprzezierną.

Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że okno to tylko warstwa przezierna. Tym bardziej, że bez znajomości konstrukcji budynku często trudno od zewnątrz określić typ ściany i elewacji zewnętrznej. W przypadku konstrukcji szkieletowej może się okazać, że nieprzezierne fragmenty elewacji to część okna, a nie ściany zewnętrznej konstrukcyjnej, połączonej ze stropami wewnętrznymi i przenoszącej obciążenia działające na budynek.

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła

Jako przykład weźmy do analizy powtarzający się fragment ściany osłonowej (okna), czyli moduł o powierzchni 12 m2, składający się z części przeszklonej (Ag= 8,0 m2 l Ug = 1,40 (W/m2*K) ) i nieprzeziernej ( Af= 4,0 m2; Uf = 1,40 (W/m2*K) ).

Podczas obliczeń zakładamy dwa warianty:
a) brak mostków liniowych, czyli parametr ψg = 0.
b) są liniowe mostki – parametr ψg = 0,08.

Wysokość części przeziernej (kolor niebieski) wynosi 4 m, części nieprzeziernej (kolor zielony)- 2 m, a szerokość i długość poprzeczki poziomej też – 2 m. Stąd długość obwodu wynosi 2*(6+2) = 16 m, a całkowita długość mostków  lg = 16 + 2 = 18 m.

Korzystając z normy PN-EN ISO 10077-1 , dotyczącej obliczania współczynnik przenikania ciepła okien U dla elewacji szklanych wyznacza się zgodnie z normą PN-EN ISO 10077-1, według wzoru:

Uw1

gdzie indeksy g i f – oznaczają odpowiednio oszklenie ( ang, glass), a ramę okienną (ang. frame).

Gdy przejmiemy, że współczynnik mostków liniowych ψg= 0, wtedy wzór przyjmie jeszcze prostszą postać, która wykorzystamy w obliczeniach:

Uw2

Łatwo zauważyć, że gdy ψg= 0, wtedy wymiary okien nas nie interesują, a tylko ich powierzchnie.

Ag

Rysunek 1. Okno elewacji oszkolnej.Część nieprzezierna – kolor zielony.

Norma_PN

Rysunek 2. Dane do obliczeń współczynnika przenikania ciepła U okna dla ψg= 0,00.

Uc

Jak widac U wynosi 1,13 W/(m2 *K)

Nawet jeżeli założymy średnią wartość współczynnika dla typowych mostków liniowych ψg= 0,08 i długość lg= 2 + 16/2 = 10 m, wtedy mamy U = 1,20 < 1,30 (wg WT 2014):

Norma_PN-psi

Do obliczenia długości mostków należy wziąć tylko połowę obwodu okna (16m/2 = 10 m) plus długość poziomej poprzeczki – 2 m, co daje w sumie lg=10 m. Oczywiście dla okien skrajnych, długość obwodu lg może być większa.

Połowę długości obwodu okna należy wziąć dlatego, że wszystkie okna umieszczone są bezpośrednio obok siebie. Gdyby były to oddzielne okna wtedy lg= 18 m i współczynnik U = 1,25 <1,30.

Gdyby przyjąć, że okna mają potrójne szyby i maksymalna średnia wartość ψg= 0,03, wtedy wartość współczynnika przenikania ciepła okna U=0,89 < 0,90. Oznacza, że warunek powierzchni okien jest zawsze spełniony, co ma kolosalne znaczenie przy projektowaniu nowoczesnych budynków biurowych.

Podsumowując:

  1. Przed przystąpeniem do obliczeń współczynnika okien należy sprawdzić rodzaj ścian zewnętrznych, czy to są ściany konstrukcyjne czy osłonowe.
  2. Spełnienie warunków technicznych WT 2014 nie jest trudne dla okien dwuszybowych.
  3. Spełnienie warunków technicznych powierzchni okien (U<0,90) nie jest trudne dla okien trójszybowych , nawet pomimo występowania niewielkich mostków termicznych.
  4. W obliczeniach elewacji szklanych przyjmujemy połowę obwodu modułu okna do długości mostków linowych.
  5. Warstwa nieprzezierna, to nie tylko rama okienna, poprzeczki i ramki dystansowe, ale także duże powierzchnie ocieplane grubą warstwą izolacja termicznej.
  6. Przyjęcie niskich wartości współczynnik mostków liniownych ψg <= 0,03 jest w obecych czasach, czyli od wejścia w życie WT 2014 słusznym założeniem, ponieważ trudno sobie wyobrazić, aby projektanci dla tego typu elewacji, dopuszczali możliwość dodatkowych strat ciepła przez mostki. Gdyby tak było warunek Emax byłby praktycznie niedospełnienia w nowych budynkach.

Świadectwo energetyczne dla budynku wielofunkcyjnego w programie ArCADia-TERMO- wskaźnik EPmax

W niniejszym artykule skoncentrujemy się głównie na zdefiniowaniu budynku wielofunkcyjnego i ustawieniu dla niego wskaźników EPmax w programie ArCADia-TERMO.

Świadectwo lub charakterystyka energetyczne budynku wielofunkcyjnego jest znacznie bardziej złożonym zagadnieniem niż budynku jednofunkcyjnego. Wymaga od certyfikatora niezbędnego doświadczenia teoretycznego i praktycznego. Kluczową sprawą jest bardzo dobre zrozumienie pojęcia strefy cieplnej(chłodu) i funkcji, ponieważ oba te pojęcia często się nakładają na siebie.

Pojęcie strefy ma węższe znaczenie, ponieważ odnosi się tylko do grupy pomieszczeń o takich samych lub podobnych parametrach użytkowania, np. klatka schodowa, garaż, przedsionek, a także lokal mieszkalny, część mieszkalna, biuro, magazyn. Natomiast funkcja budynku określa przeznaczenie całej części budynku, np. magazyn, sklep, biuro, lokal mieszkalny, część mieszkalna. Jak łatwo zauważyć, o czym wspomniano wcześniej, oba terminy się pokrywają.

Dlatego w każdej funkcji znajduje się co najmniej jedna strefa cieplna, czyli mamy relację 1 do wielu.

Jako przykład weźmy dom jednorodzinny z dobudowanym garażem i sklepem.

Jest to budynek dwufunkcyjny, w którym pierwszą funkcją jest część mieszkalna wraz z garażem, a drugą – sklep. Oznacza to, że należy utworzyć 3 strefy ogrzewane : część mieszkalna, garaż i sklep, rys.1. Litera „M” umownie oznacza, że strefy Część mieszkalna i Garaż należą do mieszkalnej funkcji budynku, a litera i „S” – do funkcji niemieszkalnej czyli sklepu.

Uklad stref

Rysunek 1. Układ stref cieplnych ogrzewanych.

Po przejściu do etapu Ogrzewanie i wentylacja wszystkie strefy cieplne znajdą się automatycznie w domyślnej Części budynku, która w tym momencie oznacza cały budynek. rys. 2.

Czesc budynku

Rysunek 2. Domyślne położenie wszystkich utworzonych strefy cieplnych.

Następnie ,należy:
a)      utworzyć nową funkcję budynku , klikając na zielony krzyżyk (strzałka pozioma)  . A potem nadać jej nazwę: Część usługowa – Sklep, kliknąć na nią i wybrać z listy odpowiedni Typ obliczeń (raportu)! – Budynek,
b)      następnie, przenieść kursorem muszy strefę S -S klep do pozycji Lista stref

Funkcje

Rysunek 3. Raporty (świadectwa) dla obu funkcji budynku (dwa czerwone prostokąty)

Budynki

Te trzy ikony oznaczają odpowiednio: Budynek mieszkalny, Budynek i Budynek referenycyjny.

Na końcu trzeba kliknąć na nazwę Budynek referencyjny i wybrać z listy typ budynku do obliczeń referencyjnych dla obu funkcji budynku (czyli obu części budynku), rys. 4.

Bud. rerefencyjny

Aby wygenerować obliczenia lub raport świadectwa bądź charakterystyki energetycznej dla całego budynku trzeba kliknąć wyraz Certyfikat (rys. 3) i wygenerować raport, w którym wartość wskaźnika EP zostanie automatycznie obliczona jako średnia ważona z obu wskaźników EP dla każdej funkcji.

Definiowanie przegrody niejednorodnej w programie ArCADia-TERMO

Definiowanie przegrody niejednorodnej w programie ArCADia-TERMO

Wiele osób mających uprawnienia do wykonywania świadectw energetycznych nie wie lub nie pamięta w jaki sposób definiuje się przegrody niejednorodne.
Celem niniejszego artykułu jest przypomnienie prawidłowego podejścia do takich obliczeń.

Przegroda niejednorodna, to przegroda, która w swoim przekroju podłużnym zawiera powtarzalne elementy różniące się budową oraz własnościami cieplnymi. Dobrym przykładem jest drewniany dach, często występujący domach jednorodzinnych.

Obliczenia współczynnika przenikania ciepła Uc polegają na zdefiniowaniu dwóch lub więcej wycinków przegrody. Wycinek przegrody jest to zbiór jednorodnych warstw znajdujących się na powtarzającym się fragmencie długości przegrody.
Algorytm zakłada, że:
a)      każdy wycinek ma taką samą szerokość i grubość,
b)      każdy wycinek skała się z tych samych warstw,
c)      wszystkie wycinki ułożone są w powtarzającej kolejności,
d)      liczba warstw w pionie i w poziomie we wszystkich
wycinkach jeat taka sama,
e)      grubość każdej poziomej warstwy we wszystkich
wycinkach jeat taka sama,
f)       zewnętrzne (skrajne) krawędzie przegrody pomija się w
obliczeniach.

W praktyce definiuje się w przegrodach niejednorodnych tylko 2 wycinki; jedynie w wyjątkowych przypadkach obliczenia wykonuje sie dla 3 wycinków. Mnie się zdarzyło to tylko 1 raz.

Typowymi przegrodami niejednorodnymi, są połacie dachowe i ściany w budynkach o konstrukcji szkieletowej.

Przykład
Jako przykład do obliczeń weźmy drewnianą połać dachową zbudowaną z krokwi, ocieploną matami z wełny mineralnej, znajdująca się na poddaszem ogrzewanym o temp. 12 stopni.

Wycinek A o szerokości 10 cm składa się z:
1)      papy o gr. 10 mm,
2)      odeskowania o gr. 20 mm,
3)      krokwi o gr. 200 mm,
4)      płyty kartonowo-gipsowej o gr. 150 mm.

Wycinek B o szerokości 80 cm składa się z:
1)      papy o gr. 10 mm,
2)      odeskowania o gr. 20 mm,
3)      wartwy powietrza słabowentylowanej o gr. 40 mm,
4)      wartwy mat lub płyt wełny mineralnej o gr. 160 mm
5)      płyty katonowo-gipsowej o gr. 15 cm.

Jak łatwo zauważyć liczba warstw w wycinku A wynosi 4, a wycinku B – 5. Dlatego, aby liczba warstw oraz ich grubość w obu wycinkach się zgadzała, należy podzielić warstwę 3 należącą do wycinka A na dwie warstwy o grubości 40 mm i 160 mm, aby było możliwe zastosowanie algorytm do obliczeń współczynnika U dla przegrody niejednorodnej.

W programie ArCADDia-TERMO wszystkie przegrody, w tym niejednorodne, definiuje się w etapie Definicje przegród. W tym celu trzeba wybrać z listy Sposób obliczeń  pozycję Obliczenia przegrody niejednorodnej.

Należy podkreślić, że pomiaru długości wycinków LA i LB wykonuje się jako odstęp między krawędziami obu wycinków, tak jak pokazano na rysunku 1.

Dach

Rysunek 1. Schemat przegrody niejednorodnej typu Dach.

WA

Rysunek 2. Układ warstw w wycinku A.

Kolorem zielonym zaznaczono dwie warstwy na jakie sztucznie, dla celów obliczeniowych została podzielona warstwa krokwi.

Znajdujące się po prawej stronie tabeli przyciski Kopiuj i Wklej  pozwalają na kopiowanie dowolnych warstw pomiędzy wycinkami, co bardzo przyspiesza pracę.

WB

Rysunek 3. Układ warstw w wycinku B.

Po zakończeniu wprowadzania wszystkich danych w etapie zostanie podana wartość współczynnika przenikania Uc dla całej przegrody.

UDach

Rysunek 4. Całkowity współczynnik przenikania Uc dla dachu.

 

Podsumowanie

  1. Obliczenia całkowitego współczynnika przenikania przegród niejednorodnych, składających się z dwóch powtarzalnych wycinków w programie ArCADia-TERMO nie jest trudne, choć wymaga ostrożności podczas wprowadzania danych. Szczególnie należy pamiętać, aby ilość warstw w obu wycinakach była taka sama.
  2. Obliczenia te należy traktować jako dobre przybliżenie rzeczywistej wartości współ. U,
  3. Pomiaru długości wycinków (LA i LB) podaje się nie według osi, ale jako odstęp między krawędziami każdego wycinka.

 

Świetlik rurowy – a wskaźnik EP, czyli oszczędzamy na oświetleniu

Świetlik rurowy – a wskaźnik EP, czyli oszczędzamy na oświetleniu

Odpowiedź na pytanie o zależność między wskaźnikiem EP a zastosowaniem świetlików rurowych nie zawsze jest jednoznaczna.

Aby zainstalowanie świetlików rurowych miało korzystny wpływ na wskaźnik EP, należy poczynić projekcie budowlanym budynku odpowiednie założenia.

  1. Pomieszczenie musi być pomieszczeniem o regulowanej temperaturze ( ogrzewane, chłodzone albo posiadać zyski ciepła (chłodu) z technologii lub przez przenikanie przegród) ,
  2. W pomieszczeniu musi być zainstalowane stałe, wbudowane oświetlenie, zasilane energią elektryczną do obliczenia powierzchni AL,

Ogólnie rzecz biorąc, świetlików rurowych do obliczeń wskaźnika EP nie można uwzględniać w pomieszczeniach (lub w innych wydzielonych częściach budynku), takich jak:
a) pomieszczenia w części mieszkalnej budynków mieszkalnych, np. klatki schodowe, kuchnie, pokoje mieszkalne,
b) części nieogrzewane, np. poddasza i piwnice nieogrzewane, dobudowane garaże i magazyny,
c) części budynku o nieregulowanej temperaturze np. szachty windowe (które nie są przecież pomieszczeniami!),
d) pomieszczenia nieposiadających wbudowanej instalacji oświetlenia (np. schowki).

Idealnymi pomieszczeniami, w których zastosowanie świetlików rurowych może przynieść duże oszczędności energii elektrycznej i tym samym spowodować zmniejszenie wskaźnika EP są wszystkie pomieszczenia nieposiadające okien zewnętrznych lub posiadające zbyt małą ich ilość, w których natężenie oświetlenia nie przekracza 200 lx. Najczęściej są to pomieszczenia o powierzchni od kilku do kilkudziesięciu m2, takie jak: korytarze, klatki schodowe, piwnice, niewielkie magazyny, chłodnie, czytelnie biblioteki, garaże, łazienki, przebieralnie.

Jednak w przypadku dużych powierzchni magazynowych lub handlowych zastosowanie świetlików rurowych będzie efektywne przy jednoczesnym zamontowaniu czujnikami natężenia oświetlenia.

W praktyce w programie ArCADia-TERMO, zastosowanie świetlików rurowych ma wpływ na czas użytkowania oświetlenia w ciągu dnia tD, którego wartość wtedy można odpowiednio zmniejszyć oraz czynnik FD, określający wpływ światła dziennego rys.1 i 2.

Czas td

FD

Rysunek 1 i 2. Uwzględnienie wpływu świetlików rurowych na czas działania oświetlenia wbudowanego tD i czynnik FD, w programie ArCADia -TERMO.

Jak wcześniej wspomniano, zastosowanie świetlików rurowych w doświetleniu pomieszczeń mieszkalnych nie może być uwzględnione w obliczeniach EP, jednak już w części usługowej budynków mieszkalnych – jak najbardziej, dzięki czemu wartość wskaźnika EP dla całego budynku będzie obniżona.

W pochmurny zimowy dzień pojedynczy świetlik rurowych może dostarczyć tyle światła (lumenów) co 60 watowa zwykła żarówka żarowa, natomiast w letni pochmurny – zastępuje ok. 4 takich żarówek, a w słoneczny dzień, od strony południa – nawet 10.

Straty światła wewnątrz świetlika wynoszą zaledwie ok. 2%, ponieważ wewnętrzna część rury pokryta jest specjalną warstwą refleksyjną na bazie srebra. Przeciętny koszt świetlika bez jego instalacji wynosi około 1000 zł.

W godzinach wiecznych i nocnych świetlik rurowy może z powodzeniem być wykorzystywany jako źródło światła sztucznego, poprzez zainstalowanie w nim oprawy oświetleniowej spełniającej funkcje lampy.

Niewątpliwą , dodatkową zaletą świetlików rurowych jest dostarczenie naturalne światła do wewnętrznych pomieszczeń , co znacznie poprawia komfort jego użytkowania.

Miejscami, w którym instaluje się wewnętrzny koniec rury światłonośnej świetlików są: sufity podwieszane, ściany wewnętrzne, całkowicie zagłębione w terenie piwnice, poddasza użytkowe.

Warto wspomnieć, że nawet pomieszczenia od strony północnej mogą być przez większość dnia doświetlane dzięki elastycznej rurze światłonośnej, która umożliwia wlot promieni słonecznych do świetlika od strony południowej lub zachodniej.

Jednak warunkiem komfortowego wykorzystywania świetlików rurowych jest czujnik natężenia oświetlenia, ponieważ pogoda, szczególnie w Polsce, jest bardzo zmienna, przez co wahania ilości strumienia światła są bardzo częste.

Podsumowując, należy stwierdzić, że wykonując obliczenia wskaźnika EP na potrzeby charakterystyki energetycznej budynku, bardzo często cząstkowa wartość Delta EPL przekracza 100 kWh/(m2 * rok), wtedy dzięki zastosowaniu świetlików rurowych możliwe będzie obniżenie czasu użytkowania oświetlenia wbudowanego nawet 5% czy 10%, co w efekcie pozwoli na spełnienie warunku dla cząstkowego Delta EPL i maksymalnego wskaźnika EPmax.

Oświetlenie – planowane zmiany, czyli LENI

Oświetlenie – planowane zmiany, czyli LENI

Od 1 stycznie 2014 r. warunki techniczne (WT 2014) narzucają maksymalne wartości zapotrzebowania na energię elektryczną niezbędną do oświetlenie wbudowanego. Oznacza to konieczność osobnego, niezależnego od innych obliczeń cieplnych, zaprojektowania instalacji oświetlenia w taki sposób, aby podane maksymalne wartość EL (wynoszące 50 lub 100 kWh/(m2*rok)) mogły być spełnione niezależnie od rodzaju budynku niemieszkalnego.

Nie jest to łatwe zadanie, tym bardziej, że wcześniej, czyli do końca 2013 r. nie było tak jednoznacznych ograniczeń dotyczących ilości zużytej energii na oświetlenie.

Dlatego bardzo szybko się okazało, że instalatorzy projektując nową instalację oświetlenia muszą zmniejszyć zużycie energii około 30%, zachowując jednocześnie podane w przepisach i normach poziomy oświetlenia pomieszczeń i znajdujących się w nich stanowisk pracy.

W tabeli 1 podano wybrane wartości natężenia oświetlenia jakie powinno być zapewnione w pomieszczeniach znajdujących się w różnego typu budynków.

Tabela 1. Wartości natężenia oświetlenia w wybranych pomieszczeniach

Typ budynku Rodzaj pomieszczenia        Natężenie [ lx ]
        min.      max.
Sklepy, obiekty i galerie handlowe Sala sprzedaży 200 500
Stoły i lady sprzedażowe 300 500
Wystawione towary 500 1000
Kasy 500 1000
Budynki biurowe, banki, urzędy Pokoje biurowe 200 300
Stanowiska komputerowe 500 750
Stanowska pracy w sala bankowej 500 1000
Strefa klientów 200 300
Klatki schodowe 100 150
Budynki hotelowe Pokoje gościnne 100 200
Stoły, miejsca przed lustrem 300 500
Łazienka , toaleta 100 300
Hol wejściowy 100 200
Sale przyjęć 100 200
Kina , Teatry Estrada, scena (ośw. techniczne) 200 300
Sala teatralna podczas przerw 100 200
Garderoby artystów w czasie przebierania 500 750
Obiekty sportowe Hala sportowa 300 750
Widownia podczas zawodów 20 50

 

Typowe wartości mocy opraw oświetleniowych w pomieszczeniach niemieszkalnych przy ciągłym (bez przerw) działaniu oświetlenia podano w tabeli 2.

Tabela 2. Typowe obecnie wartości mocy opraw oświetleniowych wybranych w pomieszczeniach niemieszkalnych.

Typ budynku Rodzaj pomieszczenia W/m2
 min.
Sklepy, obiekty i galerie handlowe Sala sprzedaży 15
Stoły i lady sprzedażowe 15
Wystawione towary 18
Pasaże 11
Garaże 5
Kasy 18
Budynki biurowe, banki, urzędy Pokoje biurowe 15
Korytarze 5-10
Sale konferencyjne 9
Sale spotkań 12
Fitness 8
Garaże 5
Klatki schodowe 8
Foyer 10
Magazyny 5
Restauracje, bary Kuchnie 12
  Sala restauracji 8-11
Kina 11

 

Powyższe wartości mogą być nieco wyższe, wtedy gdy czas pracy oświetlenia jest okresowy, podczas użytkowania pomieszczeń. Taka sytuacja często ma miejsce dla pomieszczeń wykorzystywanych rzadko (np. magazyny, pomieszczenia techniczne) lub okresowo (np. garaże, klatki schodowych, łazienki, ubikacje, przebieralnie). Wtedy do obliczeń można zastosować dwa rozwiązania:

1 – podać rzeczywistą wartość mocy opraw z jednoczesnym podaniem czasu działania oświetlenia dla każdego typu (grup) pomieszczeń.
2 – podać uśrednioną wartość mocy opraw różnego typu (grup) pomieszczeń, zakładając ten sam czas użytkowania oświetlenia we wszystkich pomieszczeniach.
Pierwsze rozwiązanie jest bardziej dokładne, ale wymaga dobrego oszacowania średniego czasu pracy oświetlenia i (często) zdefiniowania dużej liczby źródeł światła, co może być uciążliwe i pracochłonne gdy jest dużo pomieszczeń o różnym przeznaczeniu w budynku.

Natomiast drugie rozwiązanie, jest znacznie szybsze, choć może być nieco mniej dokładne niż pierwsze, ale za to pozwala pogrupować pomieszczenia: o różnym przeznaczeniu, tej samej mocy opraw i takim samym czasie pracy instalacji oświetlenia.

Dlatego tylko od doświadczenia certyfikatora zależy wybór optymalnego sposobu obliczeń, aby był ona wystarczająco szybki i dokładny.

Obecny projekt Rozporządzenia Ministerstwa w sprawie nowej metodologii dotyczącej świadectw energetycznych w zakresie obliczeń oświetlenia opiera się na tzw. wskaźniku LENI. Jest to liczbowy wskaźnik energii oświetlenia wyrażony w kWh/(m2 * rok).

LENI = W/Af

gdzie: W – oznacza całkowitą ilość energii do oświetlenia

Af – całkowita powierzchnia użytkowa budynku

W = WL+ WP  [kWh/year]

gdzie: WL – energia wymagana do oświetlenia, WP – energia pasożytnicza, wykorzystywana do zapewnienia ładowania awaryjnego oświetlenia plus energia do sterowania oświetleniem.

Powyższe równanie na wartość W nie obejmuje energii do zdalnego sterowania oprawami oświetleniowymi i ładowania centralnego akumulatora dla systemu awaryjnego oświetlenia w budynku.

Projektując instalacje oświetlenia powinno się stosować tzw. zasadę dobrych praktyk. Oczywiście każdy projekt instalacji musi spełniać minimalne, podstawowe wymagania w zakresie oświetlenia. Jednak zawsze – jeżeli jest to możliwe, należy rozważyć zastosowanie ulepszonych rozwiązań, poprawiających komfort pracy i użytkowania pomieszczeń. Z tego powodu wyodrębniono trzy klasy ( oznaczone symbolem gwiazdki) projektowania oświetlenia dla budynków niemieszkalnych.

W tabeli 3 podano, na podstawie normy EN 15193,   wartości wskaźnika LENI dla każdego typu budynku.

Tabela 3. Wartości wskaźnika LENI

Typ budynku< Klasa1) Bez cte Z cte
R A R A
Biura *   15 42,1 35,3 38,3 32,2
**   20 54,6 45,5 49,6 41,4
*** 25 67,1 55,8 60,8 50,6
Edukacja *   15 34,9 27,0 31,9 24,8
**   20 44,9 34,4 40,9 31,4
*** 25 54,9 41,8 49,9 38,1
Szpitale *   15 70,6 55,9 63,9 50,7
**   25 115,6 91,1 104,4 82,3
*** 35 160,5 126,3 144,9 114,0
Restau-racje *   10 29,6 – 27,1 –
**   25 67,1 – 60,8 –
*** 35 92,1 – 83,3 –
Produkcja *   10 43,7 41,2 39,7 37,5
**   25 83,7 78,7 75,7 71,2
*** 35 123,7 116,2 111,7 105
Handel detaliczny *   10 78,1 – 70,6 –
**   25 128,1 – 115,6 –
*** 35 178,1 – 160,6 –
Sport.- rekrea. *   10 43,7 41,7 39,7 37,9
**   25 83,7 79,7 75,7 72,1
*** 35 123,7 117,7 111,7 106,3
Handl.- usługow. *   10 78,1 – 70,6 –
**   25 128,1 – 115,6 –
*** 35 178,1 – 160,6 –

1) – klasa jakości oświetlenia oraz wartość mocy opraw PN w W/m2
* , **, ***  –  podstawowe, dobre i pełne spełnienie wymagań oświetlenia.
cte – system kontroli stałego natężenia oświetlenia.
R – ręczne sterowanie oświetleniem
A – automatyczne sterowanie oświetleniem

Trzeba podkreślić, że podane w tabeli 3 wartość mocy opraw należy i współczynników LENI należy traktować orientacyjnie, ponieważ to osoba instalatora systemu oświetlenia ostatecznie określa wartości jakie należy przyjąć do obliczeń.
W programie ARCADia-TERMO można zdefiniować dowolną ilość źródeł oświetlenia zarówno dla pojedynczych pomieszczeń jak i dla całych grup pomieszczeń. Można też wykonać obliczenia na podstawie liczby i rodzaju opraw różnego typu.

Warto podkreślić, że obliczenie mocy opraw tylko na podstawie natężenia oświetlenia jest możliwe tylko dla żarowych źródeł oświetlenia np. zwykle żarówki oraz LED, świetlówek kompaktowych. Natomiast w przypadku oświetlenia typu świetlówkowego liniowego, moc oprawy zależy nie tylko od mocy źródła światła, ale także od układów elektronicznych, znajdujących się w oprawie, ich sprawności oraz typu i kształtu samych opraw. Dlatego takie obliczenia wymagają specjalnego programu komputerowe oraz instalatora z odpowiednim doświadczeniem zawodowym.

Literatura:
1. Norma EN 15193-1 Wersja angielska.
Andrzej Boczkowski mgr inż., „Planowane zmiany w zakresie „Warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki o ich usytuowanie”. Elektro.info. 4/ 2014

1 … 9 10 11 12 13 14