Autor: Paweł

Zyski wewnętrzne wg rozporządzenia MIiR z 3 czerwca 2014 r.- część 1

Zyski wewnętrzne wg rozporządzenia MIiR z 3 czerwca 2014 r.

Część 1 – Budynki mieszkalne i lokale mieszkalne

W tej części artykułu zostaną podane i omówione obliczenia obciążenia cieplnego pomieszczeń zyskami ciepła qint według nowej metodologii tylko w budynkach i lokalach mieszkalnych. W następnym miesiącu (we wrześniu) ukaże się część 2 , dotycząca pozostałych rodzajów budynków wymienionych w rozporządzeniu MIiR z 2014 r.

Z dużym zainteresowaniem oczekiwałem w jaki sposób zostaną potraktowane wartości obciążenia cieplnego pomieszczeń zyskami ciepła qint w nowej metodologii dotyczącej charakterystyki energetycznej budynków. I muszę przyznać, że zrobiono to odważnie, podając konkretne wartości jednostkowego obciążenia cieplnego zyskami ciepła dla poszczególnych rodzajów budynków.

Dla budynków mieszkalnych oraz przeznaczonych na potrzeby opieki zdrowotnej podano stałe wartości. Natomiast dla pozostałych rodzajów budynków przedstawiono wzory określające standardową qint w zależności od czasu wykorzystania budynku oraz – dla budynków biurowych – udziału powierzchni biurowej w stosunku do całej powierzchni użytkowej budynku.

W budynkach wielorodzinnych wyodrębniono lokale mieszkalne oraz klatki schodowe.

Natomiast w budynkach jednorodzinnych klatki schodowe całkowicie pominięto. Jest to słuszne rozwiązanie, ponieważ wewnętrznej klatki schodowej się nie wydziela jako osobnej strefy, ponieważ należy do części mieszkalnej, a dla zewnętrznej klatki schodowej można przyjąć wartosc qint = 0, ze względu na prawie zerowe wartości zysków ciepła od oświetlenia i ludzi.

Tak więc, w budynkach wielorodzinnych dla lokali mieszkalnych i klatek schodowych w tych budynkach należy przyjmować ( zgodnie z tabela 26 rozporządzenia MIiR) odpowiednio wartości qint = 7,1 W/m2 i 1,0 W/m2.

A co z pozostałymi pomieszczeniami ogrzewanymi użytkowanymi przez mieszkańców, takimi jak piwnice, poddasza, czy pralnie i suszarnie? Wydaje się słuszne, aby przyjmować dla nich wartości qint = 0 (inne wartości mogą wystąpić tylko w wyjątkowych, dopbrze uzasadnionych sytuacjach). Dzięki temu wyniki wskaźnika EP będą mogły być porównywalne dla budynków tego samego rodzaju. Dotyczy to także domów jednorodzinnych.

Powyższy sposób obliczeń obciążenia cieplnego qint należy traktowac jako uproszczony, który powinien być zawsze stosowany w budynkach mieszkalnych. Odzielne obliczanie obciążenia cieplnego zyskami ciepła od ludzi (a nawet zwierząt), oświetlenia, czy urządzeń jest błędne, ponieważ nie odzwierciedlałoby standardowego użytkowania budynku mieszkalnego, co jest podstawowym założeniem podczas obliczaniu zużycia energii.

Aby wyznaczyć miesięczne zyski ciepła Qint,H dla każdego miesiąca, należy skorzystac z prostego wzoru, zawierającego wartości obciążenia cieplnego qint , wielkość powierzchni ogrzewanej Af ( obliczonej w zależności od wysokości pomieszczenia) oraz liczbę godzin dla danego miesiąca:

Qint,H = qint * Af * tM * 10-3   kWh/m-c

Przykład
Obliczyć zyski ciepła w miesiącu styczniu w 3 kondygnacyjnym 3 klatkowym z podpiwniczeniem budynku wielorodzinnym wybudowany w 2000 roku o wysokości każdej kondygnacji w świetle h = 2,7 m, wyposażony w wentylację grawitacyjną (bez osłabienia nocnego), bez wiatrołapu, w którym jest 18 lokali mieszkalnych o powierzchni 50 m2 i 12 – o powierzchni 70 m2. Powierzchnia jednej klatki schodowej wynosi 30 m2.

Ponieważ dla piwnicy wartośc qint = 0, dlatego do dalszej analizy ta częśc budynku zostanie pominięta.

Najpierw obliczmy powierzchnię i kubaturę oraz Vinf:
– części mieszkalnej Af,1   = 18 * 50m2 + 12 * 70m2 = 900 m2 + 840 m2 = 1740 m2 oraz
– klatek schodowych Af,2   = 3 * 30 m2 = 90 m2

Na podstawie tabeli 21 z rozporządzenia MIiR musimy sami napisać wzór na wartości uśrednionego w czasie strumienia powietrza zewnętrznego k w strefie ogrzewanej budynku, takich jak część mieszkalna (strefa n=1) i klatki schodowe (strefa n=2):

Qint,H = Qint,H,1 + Qint,H,1 = (qint,1 * Af,1 * tM * 10-3) + (qint,2 * Af,2 * tM * 10-3) =

= (qint,1 * Af,1+ qint,2 * Af,2 ) * tM * 10-3 .

Teraz można już podstawić rzeczywiste wartości zysków wewnętrznych w miesiącu styczniu:

Qint,H = (7,1 W/m2 * 1740 m2 + 1,0 W/m2.* 90 m2) * 31dni * 24h *10-3 =

= (12354 + 90) * 0,744 = 9258,34 W/(m2)

n – numer strefy

Gdyby obliczenia wykonywane były wg obecnej metododologi z 2008 roku wartości Qint,H wynosiłaby w części mieszkalnej od 3,5 do 5,5 W/m2 , co dałoby wyniki od 4597,92 W/m2 do 7187,05 W/m2.

Podsumowanie
1)   Dla budynków mieszkalnych i lokali mieszkalnych obliczone wartości zysków wewnętrznych są większe prawie co najmniej o 30%, co ma istotny wpływ na końcową wartość wskaźnika EP.

2)  Metodologia z 2014 r. jest lepsza, ponieważ dokładniej odzwierciedla średnie rzeczywiste zyski wewnętrzne w budynakach mieszkalnych, ujednolica wartości wejściowe obliczień, co pozwala na miarodajne porównywanie jest wskaźników EP dla różnych budynków mieszkalnych.

ArCADia-TERMO 6 – Obliczenia wg rozporządzenia MIiR z dn. 3 czerwca 2014 r.

ArCADia-TERMO 6 – Obliczenia wg rozporządzenia MIiR z dn. 3 czerwca 2014 r.

 

Kilka dni temu firma INTERsoft z Łodzi wydała pod koniec września 2014r. nową wersję programu ArCADia-TERMO 6.0.

Tak więc od dnia 3 października 2014, czyli od momentu wejścia w życie nowego rozporządzenia MIiR z 3 czerwca 2014 r. Ministra Inrastruktury i Rozwoju wszyscy użytkownicy programu ArCADia-TERMO 6.0 mogą wykonywać projektowaną charakterystykę oraz świadectwa charakterystyki energetycznej dowolnych budynków jedno- wielofunkcyjnych.

Nowa wersja ma elegancki, stonowany wygląd, ergonomiczną obsługę oraz jeszcze większą funkcjonalność, dzięki której można wykonywać obliczenia zarówno wg dawnej ( z dn. 6.11.0208 r.) metodologii jak i nowej, i to wg WT 2008 i WT 2014 oraz wg wielu różnych norm.

Rys_9f_TERMO_6

Rysunek 1. Strona startowa programu ArCADia-TERMO 6.0

Dobra informacja

Dla początkujących lub mało zaawansowanych użytkowników został przygotowany specjalny wysuwany panel, automatycznie konfigurujący ustawienia programu do wybranego zakresu obliczeń. Jest to super ułatwienie, z którego zawsze można skorzystać, gdy się niechcąco ”nabałagani” w ustawieniach. Wtedy wystarczy nacisnąć dany temat np. Świadectwa charakterystyki energetycznej i spokojnie, bez problemu rozpocząć lub kontynuować obliczenia. Program sam okresli ilość etapów i wybierze normy oraz rozporządzenia, zgodnie z obecnymi przepisami prawa.

Osoby zaawansowane lub instalatorzy mogą indywidualnie skofigurować program wybierając polecenia z menu -> Ustawienia-> Opcje –> zakładka Wybór obliczeń.

A gdy zmienią zdanie, wtedy zawsze mają do dyspozycji wysuwany panel.

Rys_9f_panel_6

Rysunek 2. Wysuwany panel.

Nowością jest też podgląd raportów przed wydrukiem. Można nie tylko przeglądać wszystkie raporty, ale także zmienić ich zawartość, powiększać i bezpośrednio wydrukować, albo zapisać w pliku PDF lub RTF.

Podsumowanie

Nowa wersja program ArCADia-TERMO 6.0 jest warta polecenia wszystkim dotychczasowym i przyszłym użytkownikom ze względu na bezkonkurencyjną szybkość i funkcjonalność.

W przyszłym roku planujemy wprowadzić wiele bardzo interesujących zmian, ale na razie niech pozostanie to tajemnicą.

Obliczenia jednostkowej wielkości emisji CO2 wg rozporządzenia MIiR z dnia 3 czerwca 2014 roku

Obliczenia jednostkowej wielkości emisji CO2 wg rozporządzenia z dnia 3 czerwca 2014 roku

Nowym elementem obliczeń, znajdującym się na pierwszej stronie raportu świadectwa energetycznego jest wskaźnik emisji CO2 oznaczony symbolem ECO2 . Wskaźnik ten obejmuje wszystkie systemy w budynku i obliczany jest według wzoru:
ECO2 = (ECO2,H + ECO2,W + ECO2,C + ECO2,L + ECO2,pom ) / Af w tonach  CO2 /( m2* rok),
czyli: t CO2 /( m2 * rok),
gdzie Af – to powierzchnia użytkowa obliczana w zależności od wysokości pomieszczeń

Dla budynków mieszkalnych i lokali mieszkalnych wzór ten można sprowadzić do postaci:
ECO2= (ECO2,H + ECO2,W + ECO2,C + ECO2,pom ) / Af , ponieważ składnik ECO2,L = 0.

A dla budynków bez systemu chłodzenia także składzik ECO2,C = 0.

Wielkość emisji CO2 dotyczy tylko paliw nieodnawialnych, dlatego gdy jakiś system zasilany jest tylko paliwem odnawialnym może być pominięty w obliczeniach. Wynika to z ogólnego wzoru, który można napisać w postaci:
ECO2,s = 36 * 10-7 * Sigma[Qk,S,t * We,S,t]
gdzie: s – rodzaj systemu, t – liczba źródeł energii
Qk,S,t – to ilość energii końcowej
We,S,t – wartość opałowa paliwa

Dla systemu ogrzewczego mamy wzór numer 79 na stronie 44 rozporządzenia MIiR z dnia 3 czerwca 2014 roku postaci:
ECO2,H = 36 * 10-7 * Sigma(Qk,H,i * We,H,i )
Podobnie jest dla innych systemów w budynku lub lokalu.
Wartość ECO2,pom jest sumą energii pomocniczych wszystkich urządzeń pomocniczych z wyjątkiem oświetlenia i wynosi: 36 * 10-7 * Sigma(Eel,pom,S,t * We,S,t).

Przykład 1.
Obliczenie jednostkowej wielkości emisji CO2 dla budynku biurowego z chłodzeniem o powierzchni 800 m2. W budynku zastosowano:
a) dwa systemy grzewcze, którego paliwem w 40% jest gaz ziemny i w 60% biomasa,
b) instalację ciepłej wody, której paliwem w 100% jest gaz ziemny,
c) instalację chłodu i oświetlenia, której paliwem w 100% jest energia elektryczna systemowa.

Wartość energii końcowej i wartości opałowej ( tab. 28, rozp. MIiR, KOBiZE 2014) oraz ECO2,pom:
a) Qk,H dla ogrzewania wynosi 10000 kWh/rok
We,H = 56,1 t CO2/TJ ( gaz ziemny) ;
We,H = 0 t CO2/TJ ( biomasa) ;
ECO2,pom,H = 500 kWh/rok

b) Qk,W dla c.w.u. wynosi 600 kWh/rok;
We,W = 56,1 t CO2/TJ ( gaz ziemny) ;
ECO2,pom,W = 300 kWh/rok

c) Qk,C dla chłodu wynosi 2000 kWh/rok;
We,C = 93,87 t CO2/TJ ( energia elektryczna systemowa) ;
ECO2,pom,C = 250 kWh/rok

d) Qk,L dla chłodu wynosi 4000 kWh/rok;
We,L = 93,87 t CO2/TJ ( energia elektryczna systemowa) ;
Stąd:
ECO2,H = 36 * 10-7 * 0,40 * 10000 * 56,1 = 0,81 t CO2/rok;
ECO2,H = 36 * 10-7 * 0,60 * 10000 * 0 = 0 t CO2/rok;
ECO2,W = 36 * 10-7 * 1,00 * 600 * 56,1 = 0,12 t CO2/rok;
ECO2,C = 36 * 10-7 * 1,00 * 2000 * 93,87 = 0,68 t CO2/rok;
ECO2,L = 36 * 10-7 * 1,00 * 4000 * 93,87 = 1,35 t CO2/rok;
ECO2,pom = 36 * 10-7 * (500 + 300 + 250 ) * 93,87 = 0,35 t CO2/rok;
ECO2 = (0,81 + 0 + 0,12 + 0,68 + 1,35 + 0,35 )/800 = 3,31 / 800 = 0,0041 t CO2/(m2 * rok);

Podsumowanie
1) Niska wartość jednostkowej wielkości emisji CO2 świadczy pośrednio o niskim zużyciu energii i niskim zużyciu paliw nieodnawialnych.
2) Nie można podać zależności między wskaźnikiem EP a ECO2,
3) Warto by było używać zamiast jednostkowej wielkości emisji CO2 określenia wskaźnik emisji CO2.
4) Podawanie wartości emisji w tonach na (m2 * rok) powoduje bardzo niskie i mało czytelne wartości. Być może lepiej byłoby w przyszłości podawać w kg na (m2 * rok).

Energia pomocnicza w raporcie świadectwa energetycznego

Energia pomocnicza w raporcie świadectwa energetycznego

Wprowadzenie nowej metodologii, podanej w rozporządzeniu MIiR 3 czerwca 2014 r., dotyczącej obliczania świadectw charakterystyki energetycznej, zmieniło sposób uwzględniania energii pomocniczej w raporcie świadectwa energetycznego.

Kwestia energii pomocniczej była szeroko dyskutowana 5 lat temu , po wejściu dawnej w życie metodologii z dn. 6.11.2008r., ale niestety nie do końca rozwiązana. Dlatego dobrze się stało, że teraz dokładnie określono gdzie i w jaki sposób uwzględniać energię pomocniczą.

Ciewą rzeczą jest to, że dla systemu oświetlenia wbudowanego nie podaje się dodatkowej wartości energii użytkowej na oświetlenie przy obliczania energii końcowej i pierwotnej.Jest to słuszne podejście. Wynika ono z faktu, że że energia pomocnicza uwzględniona jest bezpośrednio we współczynniku oświetlenia LENI, w postaci parametrów Fo, FD i FC, które dotyczą automatyki w instalacji oświetlenia.

Przykład
Obliczyć wartości energii użytkowej EU, końcowej EK i pierwotnej EP oraz inne parametry znajdujace się w tabeli na trzeciej stronie wzoru świadectwa charakterystyki energetycznej budynku użyteczności publicznej o powierzchni ogrzewanej Af = 250 m2 i chłodzonej Af,C = 200 m2 dla danych następujących systemów w budynku, w których paliwem jest tylko energia elektryczna systemowa :
a) Ogrzewania i wentylacji: QH,nd = 87629,68 kWh/rok, nH,tot = 3,64,
Eel,pom,H = 427,50 kWh/rok; wel = 3.0;
b) Ciepłej wody użytkowej: QW,nd = 1170,91 kWh/rok. nW,tot = 0,66,
Eel,pom,H = 58,40 kWh/rok; wel = 3.0;
c) Chłodzenia: QC,nd = 87629,68 kWh/rok, nC,tot = 0,70;
Eel,pom,H = 58,40 kWh/rok; wel = 3.0;

d) Oświetlenia: LENI = 31 kWh/(m2 *rok)

Teraz obliczymy dla systemu :
A) grzewczo-wentalacyjnego wartości EUH, EKH i EPH+W:

EUH = QH,nd / Af = 87629,68 / 250 = 350,52 [kWh/m2 * rok]
QK,H = QH,nd / nH,tot = 87629,68 / 3,64 = 27074,09 [kWh/rok]
EKH = QK,H / Af t = 27074,09 / 250 = 96,30 [kWh/m2 * rok]
QP,H = QK,H * wH + Eel,pom,H * wH = 27074,09 * 3,0 + 427,50 * 3,0 = 73504,50 [kWh/rok]
EPH = QP,nd / Af = 73504,50 / 250 = 294,02 [kWh/m2 * rok]

B) ciepłej wody użytkowej wartości EUW, EKW i EPW:

EUW = QW,nd / Af = 1170,91 / 250 = 4,68 [kWh/m2 * rok]
QK,W = QW,nd / nH,tot = 1170,91 / 0,66 = 1774,09 [kWh/rok]
EKW = QK,W / Af t = 1774,09 / 250 = 7,10 [kWh/m2 * rok]
QP,W = QK,W * wH + Eel,pom,H * wH = 1774,09 * 3,0 + 58,4 * 3,0 = 5497,47 [kWh/rok]
EPW = QP,W / Af = 5497,47 / 250 = 21,99 [kWh/m2 * rok]

C) chłodzenia EUC, EKC i EPC:

EUC = QC,nd / Af = 5000 / 250 = 20,00 [kWh/m2 * rok]
QK,C = QC,nd / nH,tot = 5000 / 0,70 = 7142,86 [kWh/rok]
EKC = QK,C / Af = 7142,86 / 250 = 28,57 [kWh/m2 * rok]
QP,C = QK,C * wH + Eel,pom,H * wH = 7142,86 * 3,0 + 120,00 * 3,0 = 21788,58 [kWh/rok]
EPC = QP,C / Af = 21788,58 / 250 = 87,15 [kWh/m2 * rok]

D) oświetlenia wbudowanego EKL i EPL:

QK,L = LENI * Af = 31 * 250 = 7750,00 [kWh/rok]
EKL = QK,L / Af = 7750,00/250 = 31 [kWh/m2 * rok]
QP,L = QK, L * wL = 7750 * 3,0 = 23250,00 [kWh/rok]
EPL = QP,L / Af = 23250 / 250 = 93,00 [kWh/m2 * rok]

Można zadać pytanie dlaczego do obliczenia dla systemu chłodzenia wskaźnika energii EUC, EKC i EPC w mianowniku znajduje się wartość Af a nie Af,c ? Odpowiedź jest prosta: ponieważ w tym budynku Af zawiera powierzchnię Afc. Podobnie sytuacja dotyczy ciepłej wody użytkowej i oświetlenia.

Widok 3 strony raportu świadectwa charakterystyki energetycznej budynku wygenerowany w programie ArCADia –TERMO 6.0.

9e-Tabela

Więcej na temat obliczania powierzchni Af w budynkach z chłodem zostanie napisane w kolejnym artykule.

 

Podsumowanie

  1. Dokładna wartość energii pomocniczej nie jest widoczna w raporcie świadectwa energetycznego.
  2. Wartość energii pomocniczej występuje tylko podczas obliczania energii pierwotnej dla systemów ogrzewania i wentylacji, ciepłej wody i chłodzenia.
  3. Dla systemu oświetlenia wbudowanego nie podaje się wartości energii użytkowej i nie uwzględnia się energii pomocniczej.
  4. Indeks dolny „el” przy oznaczeniu wskaźnika energii pomocniczej wel wskazuje, że tylko energia elektryczna może być paliwem dla urządzeń pomocniczych.
  5. Ostatnio, co raz częściej, paliwem dla urządzeń pomocniczych jest energia odnawialna np. słoneczna , w postaci ogniw fotowoltaicznych bądź z energią z przydomowych systemów kogeneracji.

Tryby pracy budynku w programie ArCADia-TERMO 6

Tryby pracy budynku w programie ArCADia-TERMO 6

Jednym z kluczowych zagadnień podczas obliczeń wskaźnika EP jest określenie tzw. trybów pracy budynku, czyli temperatur obliczeniowych jakie przyjęto w budynku i czasu ich trwania w okresie od stycznia do grudnia.

Celem trybów pracy jest zmniejszenie ilości zużywanego ciepła na ogrzewanie i chłodzenia, w okresach nieużytkowania budynku. Bowiem nie ma sensu utrzymywania wysokiej temperatury np. 20°C w pomieszczeniach, w których na pewno nie przebywają ludzie w podanych godzinach, takich jak godziny nocne, weekendy czy inne dni wolne od pracy, wynikające albo z charakteru produkcji, z funkcji (przeznaczenia) całego lub części budynku albo urlopów lub świąt państwowych i religijnych.

Najwięcej dni nieużytkowania mają budynki oświaty, a najmniej (brak) mieszkalne wielorodzinne.

Tryby pracy zawsze odnoszą się do strefy ogrzewanej lub chłodzonej. Dla stref nieogrzewanych i niechłodzonych nie określa się trybów pracy.

Wyróżniamy 3 tryby pracy:
1)Ciągły
2)Przerwy osłabienia
3)Nieużytkowanie.

Tryb Ciągły – określa standardową temperaturę w danej strefie budynku podczas jego użytkowania w okresie tygodniowym. Jest to tryb podstawowy, który jest zawsze, musi być zdefiniowany i nie może być usunięty przez użytkownika. Oznacza 1 tydzień, czyli 168 godzin. Jednak pozostałe tryby Przerwy osłabienia i Nieużytkowanie powodują zmniejszenie ilości godzin dla trybu Ciągłego o podaną w nich ilość godzin. Tryb Ciągły powinien być zdefiniowany tylko 1 raz.

Tryb Przerwy osłabienia – określa temperaturę w danej strefie budynku w okresie nocnym, podczas nieużytkowania budynku (strefy) w okresie tygodniowym. Warunkiem istnienia tego trybu jest oczywiście odpowiedni rodzaj instalacji ogrzewania lub chłodzenia, pozwalający na obniżenie temperatury w ściśle określonych godzinach i dniach tygodnia.

Tryb Nieużytkowanie – określa temperaturę w danej strefie budynku przez podaną liczbę dni w jednym dowolnym miesiącu lub kilku dowolnych miesiącach, przy czym liczba dni może być inna w każdym miesiącu. Tryb Nieużytkowanie nie występuje w przypadku budownictwa wielorodzinnego.

Występuje Tryb A, ponieważ zmiany nastawy temperatury między trybem ciągłego ogrzewania a trybem przerwy osłabienia są mniejsze niż 3K.
Średnia ważona temperatura wyraża się wzorem:

Rys_9d_Srednia_Temp

Całkowita ilość ciepła przenoszonego ze strefy ogrzewanej przez przenikanie w styczniu wyrażą si wzorem:

Rys_9d_Q

Występuje Tryb B, ponieważ nie są spełnione warunki dla Trybu A oraz stała czasowa strefy ogrzewanej jest 3 razy większa niż czas trwania trybu:

Rys_9d_Tau, gdzie t równa się np. 5 godzin

Występuje Tryb C, ponieważ nie są spełnione warunki dla Trybu A oraz Trybu B.

Całkowita ilość ciepła przenoszonego ze strefy ogrzewanej przez przenikanie w styczniu:

Budynek wielorodzinny

Rys_9d_Tryby_Wiel

Budynek jednorodzinny

Rys_9d_Tryby_Jedn

Przykład 2.
Podać tryby pracy dla budynku biurowego użytkowanego od poniedziałku do piątku w godzinach 6 – 21. Standardowy temperatura w okresie użytkowania to 20 °C, podczas osłabienia nocnego 18 °C , a w weekendy (sobota i niedziela) i święta 16°C.

Na poniższym rysunku przedstawiono konfigurację zakładki Tryby pracy, odpowiadająca opisanego w przykładzie 2 sposobowi użytkowania budynku.

Rys_9d_Tryby

Tryby pracy często mogą odnosić się nie tylko do temperatury (w systemami ogrzewania), ale także do innych parametrów jak wentylacja, chłodzenie, zyski wewnętrzne czy oświetlenie.

Oświetlenie – wyniki obliczeń wskaźnika EPL

Oświetlenie – wyniki obliczeń wskaźnika EPL

Zgodnie z rozporządzeniem MIiR z dn. 3 czerwca 2014 roku zapotrzebowanie na energię na potrzeby oświetlenia należy wyznaczać w oparciu o polskie normy – czyli normę PN-EN 15193.
Najważniejszym parametrem jaki trzeba obliczyć jest tzw. Liczbowy wskaźnik energii oświetlenia LENI (ang. Lighting Energy Numeric Factor) , który wyraża się wzorem:

LENI = W/A [ kWh/m2 · rok]

gdzie:
W – całkowita roczna energia zużyta na oświetlenie
A – całkowite użytkowe pole powierzchni podłogi budynku

Przy czym

W= WL + WP stąd:

LENI = (WL + WP) /A

gdzie:

WL – oszacowana roczna wartość energii oświetlenia wymaganej do spełnienia funkcji i celów oświetlenia budynku, czyli jest to podstawowe oświetlenie.

WP – ilość rocznej energii pasożytniczej wymaganej do zapewnienia energii ładowania oświetlenia awaryjnego dla energii czuwania dla sterowania oświetleniem w budynku, czyli jest to dodatkowa ilość energii zużywanej na ładowanie akumulatorów do oświetlenia awaryjnego oraz do działania automatyki gdy podstawowe oświetlenie jest wyłączone.

Wartość WL i WP oblicza się z następujących wzorów:

Rys_9b_WL

gdzie t – oznacza okres w którym oszacowana została wartość energii w pomieszczeniu lub strefie. Przy czym okres t – może dotyczyć okresu godzinowego, dziennego, tygodniowego, miesięcznego lub rocznego.

Rys_9b_WP

Przy czym nie wlicza się do WP centralnego systemu akumulatorów (np. w centrali). To oznacza, ze uwzględnia się tylko miejscowe układy akumulatorów, przeznaczone do podtrzymania napięcia w konkretnych pomieszczenich.

Można również zapisać, że WP = WP,c + WP,e
gdzie:
WP,c – moc niezbędna do sterowania automatyką
WP,e – moc niezbędna do ładowania akumulatorów oświetlenia awaryjnego

Uwaga! Jeżeli sterowanie oświetleniem jest zdalne, to należy je jest uwzględnić w obliczeniach, ale tylko wtedy gdy wartość mocy urządzeń służących do zdalnego sterowania oświetleniem jest znana.

Opisy:
FD – czynnik wykorzystania czasu światła dziennego od 0 do 1.
FD = 1 oznacza całkowity brak dostępu światła dziennego i wymaga dopasowania go do czasu użytkowania budynku w ciągu doby lub innego okresu w danej strefie budynku.

Fo – czynnik, którego wartość zależy od obecności użytkowników w danej strefie budynku
Fc – czynnik, którego wartość zależy od tego czy wewnątrz pomieszczenia lub strefy musi być automatycznie utrzymany stały poziom natężenia oświetlenia, niezależnie od padającego oświetlenia zewnętrznego.

Pce – całkowita moc pasożytnicza urządzeń sterujących oświetleniem
Pem – całkowita moc ładowania opraw do oświetlenia awaryjnego

te – liczba godzin działania oświetlenia awaryjnego
ty – liczba godzin w ciągu 1 roku równa 8760 h

Ponieważ wg normy PN-EN 15193 , gdy energia pasożytnicza istnieje ( np. oświetlenie LED, jarzeniowe, świetlówkowe), ale jej wartość nie jest znana lub trudna do oszacowania, to można przyjąć :

a) 1 kWh (m2 · rok) dla oświetlenia awaryjnego
b) 5 kWh (m2 · rok) dla automatycznego sterowania oświetleniem

Dlatego wtedy możemy obliczać wartość WP w sposób uproszczony:
WP = WP,c + WP,e = {5/ty ·[ty – (tD+ tN)]} ·AL ·1,0 kWh/(m2 · rok) + AL ·1,0 kWh/(m2 · rok)

Gdy moc opraw oświetleniowych nie jest znana, to można ją oszacować dla:
a) lamp żarowych lub statecznikowych lamp fluorescencyjnych podłączonych bezpośrednio do sieciowego napięcia zasilania jako:
Pi = Plampy · nopraw

b) lamp zasilanych pośrednio, napięciem poprzez statecznik lub transformator:
Pi = 1,2 · Plampy · nopraw

gdzie: Plampy – moc znamionowa lampy, n – liczba lamp w jednej oprawie

Podział budynku na strefy oświetleniowe:

1)Wykonując obliczenia najpierw należy podzielić budynek na strefy z dostępem oświetlenia dziennego i bez takiego dostępu.
2)Następnie strefy z dostępem światła dziennego należy podzielić na strefy ze względu na funkcję pomieszczeń w danej strefie,
3) Potem na pomieszczenia lub podstrefy z automatyczną regulacją lub bez regulacji poziomu natężenia oświetlenia.

W programie ArCADia-TERMO 6.0 najlepiej jest wpisać wartość całkowitej mocy opraw oświetleniowych w danej strefie i wcisnąć przycisk kłódki. Dane należy wziąć z projektu instalacji elektrycznej. Podany w programie wzór można stosować tylko do opraw żarowych, ponieważ do oświetlenia LED i świetlówkowego nie nadaje się.

Przykład 1.
Obliczyć EPL na oświetlenie w części biurowej (budynku biurowym) o powierzchni 200 m2. i i następujących parametrach użytkowych:

FC = 0,9 – z systemem kontroli natężenia oświetlenia
PN = 15 W/m2 – średnia moc opraw oświetleniowych na 1 m2
tD = 2250 h – czas działania oświetlenia w ciągu dnia
tN = 250 h – czas działania oświetlenia w nocy dnia
FD = 0,9 – wykorzystanie światła dziennego
FO = 0,9 – udział liczby pracowników 0,9
Ppc = 5 W/m2 – moc pasożytnicza urządzeń sterujących
Pem = 1 W/m2 – moc oświetlenia awaryjnego
te = 250 h – liczba godzin działania oświetlenia awaryjnego
ty = 8760 h – liczba godzin w roku

Przyjmy, że działa oświetlenie awaryjne oraz A = AL = Af = 200 m2.

Najpierw obliczmy:
a) Pn = PN · AL = 15 · 200 = 3000 W
b) Ppc = PN · AL = 15 · 200 = 3000 W
c) Pem = PN · AL = 15 · 200 = 3000 W

Dalej mamy wartość WL i WP równe:
Rys_9b_WL_WP

Dla jednej strefy i jednego okresu obliczeń oświetlenia t mamy:
WL = {(Pn · Fc) · [ (tD · Fo · FD) + (tN · Fo)] } /1000 =
= {( 3000 · 0,9) · [ (2250 ·0,9 · 0.9) + (250 · 0,9)] } /1000 =
= 2700 · [ 1822,5 + 225] /1000 = 5528250 /1000 = 5528,50 kW/rok

WP = WP,c + WP,e = {5/ty · [ty – (tD+ tN)]} · AL · ,0 kWh/(m2 · rok) + AL · 1,0 kWh/(m2 · rok) =
= (5/8760 · [ (8760 – (2250 + 250)]} + (1)] } · 200 =
= [(5 · 6260/8760) + 1] · 200 = 714,61 kW + 200 kW = 914,61 kW/rok

Stad wskaźnik LENI = (WL + WP)/ AL = (5528,50 + 914,61) /200 = 32,22 kWh/(m2 · rok)

Teraz można już obliczyć wartość Qk,L:

Qk,L = LENI · AL = 32,22 · 200 m2 = 6444 kWh/rok

EPL = wL · Qk,L /Af = 3,0 · 6444/200 m2 = 96,66 kWh/(m2 ∙ rok)]

Ponieważ EPL < 100 kWh/(m2∙rok)], to oznacza, ze został spełniony warunek podany warunkach technicznych WT 2014 w zakresie oświetlenia.

Podsumowanie

1.Korzystając z programu ArCAdia-TERMO 6.0 można bardzo łatwo i prawidłowo obliczyć wartość wskaźnika energii pierwotnej na oświetlenie EPL.
2. Prawidłowy podział budynku na strefy oświetleniowe pozwala na dobre oszacowanie wyników obliczeń
3. Przyjęcie założenia, że powierzchnie są równe, czyli A = AL = Af powinno tylko stanowić punkt wyjścia do dyskusji na ten temat.

Wskaźnik Uozo – czyli błędy się zdarzają w rozporządzeniach

Wskaźnik Uozo – czyli błędy się zdarzają w rozporządzeniach

Niestety w każdym rozporządzeniu zdarzają się błędy. Kilka dni temu poinformowaliśmy Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju o tej sytuacji i mam skromną nadzieję, że do dnia wejścia w życie nowego, czyli do 3 października 2014 roku zostanie opublikowana odpowiednia poprawka. Jest to tym bardziej ważne, że wartość wskaźnika udziału odnawialnych źródeł energii w rocznym zapotrzebowaniu na energię końcową Uoze znajduje się na pierwszej stronie świadectwa charakterystyki energetycznej, co oznacza, że jest to ważna informacja, która w przyszłości będzie przetwarzana przez Informatyczny System Rejestracji Świadectw Energetycznych.

Problem polega na tym, że obliczona wartość Uoze może przyjmować dowolne wartości, zarówno ujemne np. -18,59% jak i powyżej 100% czyli np. 250%. Przy czym wiadomo, że prawidłowe wartości udziału procentowego powinny zawsze być w przedziale od 0% do 100%.

Poniżej znajduje się wyjaśnienie tego błędu i podanie jego praktycznego rozwiązania, które proponuję zastosować:

Podany na stronie 53 ogólny wzór (numer 100) do obliczenia udziału odnawialnych źródeł energii w rocznym zapotrzebowaniu na końcową energię końcową UOZE ma następującą postać:

Rys_9_1_Uoze

O ile sam wzór na obliczenie Uoze jest poprawny dla odnawialnych jak i tradycyjnych nieodnawialnych źródeł ciepła, to w przypadku pomp ciepła sytuacja jest inna, co wynika bezpośrednio z dodatkowych wzorów podanych w Rozporządzeniu, które są błędne. Błąd ten został odkryty przez pracowników Działu Testowania Programów podczas standardowej procedury testowania algorytmów programu ArCADia-TERMO 6, stosowanej każdorazowo przed wypuszczeniem na rynek nowej kolejnej wersji.

Problem polega na błędnych wynikach Uoze w przypadku zastosowania pomp ciepła w systemie ogrzewania, ciepłej wody lub chłodzenia.

Gdy zastosowan pompy ciepła, wtedy trzeba (zgodnie z Rozporządzeniem) korzystać z dodatkowych wzorów, znajdujących się na dole tabeli podanej na stronie 53 Rozporządzenia.
Niestety wtedy otrzymane wyniki są nierealne (nielogiczne) i to, zarówno wtedy gdy paliwem dla pomp ciepła jest energia nieodnawialna (np. prąd elektryczny z elektrowni lub gaz) jak i wtedy gdy paliwem jest energia odnawialna ( np. fotowoltaika).

Przypadek A.
Gdy paliwem jest energia odnawialna (np. fotowoltaika), to wtedy te 3 wzory dla pomp ciepła nie mają po prostu zastosowania, ze względów oczywistych. Chodzi wzór ( np. w systemie ogrzewania):
Rys_9_2_QkHoze

I wtedy powinno się do obliczenia wartość Uoze bezpośrednio korzystać ze wzoru numer 100, podstawiając wartość zero, czyli np. dla ogrzewania Qk,H,oze = 0.

Przypadek B. Gdy paliwem dla pomp ciepła jest energia nieodnawialna np. systemowa energia elektryczna, to obecnie otrzymujemy wyniki opisane w przykładzie 1:

Przykład 1 . Paliwo dla pomp ciepła – energia nieodnawialna ( gaz lub prąd elektryczny systemowy)

Jeżeli dla uproszczenia założymy (choć nie ma to żadnego znaczenia), że mamy tylko system ogrzewczy bez urządzeń pomocniczych to:

Rys_9_3_Qk,woze

Ponieważ mamy pompę ciepła, to musimy skorzystać ze wzoru podanego na dole w tabeli na stronie 53:

Rys_9_4_QH,woze

i ostatecznie mamy:

Rys_9_5_Uoze

Gdy nie ma żadnych strat w instalacji, to dla pompy ciepła hH,g = 3,0 i hH,tot =3,0, stąd:

Rys_9_6_Uoze

Czyli udział odnawialnych źródeł energii w rocznym zapotrzebowaniu na końcową energię końcową wynosi 200%, czyli jest nawet większy od 100%. A przecież 100% oznacza, że cała energia jest energią odnawialną. A my, otrzymaliśmy wynik dwa razy lepszy! choć pompa ciepła zużywa   energie odnawialną! Wynikałoby, że nieekoloficzne źródło ciepła jakim jest pompa ciepła jest dwukrotnie bardziej ekologicznym źródłem ciepła niż np. darmowa energia słoneczna, co trudno uznać za słuszne.

Dlatego proponuję w następujący sposób zmodyfikować zapisy i same 3 wzory dla pomp ciepła :

Rys_9_7_Uoze

Treści podane w nawiasach klamrowych można oczywiście pominąć.

Przykład 2
Dla nowego wzoru mamy:

Rys_9_8_Uoze

Gdy nie ma żadnych strat w instalacji, to dla pompy ciepła mamy np. hH,g = 3,0 i hH,tot =3,0 , stąd:

Uoze = (1-1/hH,g) × 100% = (1-1/3,0) ×100% = 2/3 ×100% = 66,7%
Aby sprawdzić czy powyższy wynik jest prawidłowy, załóżmy że sprawność pompy ciepła wynosi 3.0. Oznacza to, że przy 1 kWh energii elektrycznej (nieodnawialnej) przeznaczonej na działanie pompy (sprężanie) otrzymuje w sumie 3 kWh ciepła, w tym 2 kWh ciepła jest darmowe (z energii odnawialnej), a więc: Qk,H,oze = 2 kWh, a

Qk, = Qk,H =3 kWh, stąd Qk,H,oze/ Qk = 2/3 = 66,7%, co wskazuje na słuszność nowych obliczeń.

Podsumowanie

1. Użytkownicy programu ArCADia-TERMO 6 nie muszą się martwić, ponieważ jak tylko zostanie opublikowana poprawka w tym zakresie do rozporządzenie, wtedy natychmiast zostanie to uwzględnione.

2. Gdyby jednak do tego czasu nic się w rozporządzeniu nie zmieniło, to rozważymy dodanie specjalnej opcji, uwzględniającej możliwość wyboru poprawnych obliczeń w przypadku zastosowania pomp ciepła, dostępnej w menu -> Ustawienia –> Opcje-> Certyfikat.

 

1 … 7 8 9 10 11 … 14