Szczegółowe obliczenia zysków wewnętrznych w budynkach biurowych

Dokładne obliczenia zysków wewnętrznych ma bardzo duże znaczenie przy obliczaniu wartości wskaźnika EP. Choć metodologia podana w rozp. MI z dnia 27.02.2015 r. podaje wzór zawierający szacunkowe wartości średnich jednostkowych (czyli na 1 m² powierzchni Af) zysków wewnętrznych q_int, to jednak są to wartości, które należy umieć poprawnie interpretować w zależności od sposobu użytkowania całego budynku biurowego lub jego części. Inaczej bowiem wyglądają obliczenia q_int dla całego budynku biurowego, a zupełnie inaczej dla jego poszczególnych części, jakimi są strefy cieplne! Nie wolno też przyjmować dla budynków biurowych wartości zysków q_int rzeczywistych lub projektowanych podanych w projekcie budowlanym, ponieważ spowodowałoby to brak możliwości wykonania obiektywnej i porównywalnej oceny efektywności energetycznej budynków oraz wskaźnika EP o podobnej konstrukcji i przeznaczeniu. W tym wypadku rozporządzenie jest na miejscu pierwszym. Jeżeli część pomieszczeń jest chłodzona (klimatyzowana), to sposób obliczeń zysków wewnętrznych jest taki sam jak dla pomieszczeń ogrzewanych.

• Analiza wzoru na q_int podana w rozp. MI

Podany w tabeli rozp. MI 26 wzór dla budynków biurowych ma następującą postać:

q_int = [20,0 * P1 * + 8,0 * (1-P1)] * β + [2,0 * P1 + 1,0 *(1-P1)] * (1-β)        (w.1)

Postać ta nie jest oczywiście przypadkowa. Pozwala bowiem w łatwy sposób, rozbić ten wzór na 4 niezależne od siebie wzory cząstkowe, określające zyski wewnętrzne dla całego budynku jak i poszczególnych jego części (rozumianych jako strefy cieplne) w zależności od tego czy budynek jest użytkowany czy nie.

Tak więc wzór w.1 można rozpisać w następujący sposób:

q_int = q1 + q2 + q3 + q4

gdzie:

q1 = 20,0 * P1 * β – są to średnie jednostkowe zyski wewnętrzne w pomieszczeniach biurowych w okresie użytkowania budynku, np. ciągu dnia od poniedziałku to piątku,
q2 = 8,0 * (1 – P1) * β – są to średnie jednostkowe zyski wewnętrzne w pomieszczeniach pomocniczych (niebiurowych) w okresie użytkowania budynku, np. ciągu dnia od poniedziałku to piątku,
q3 = 2,0 * P1 * (1- β) – są to jednostkowe zyski wewnętrzne w pomieszczeniach biurowych w okresie nieużytkowania budynku, np. nocy od poniedziałku to piątku i w weekendy oraz święta,
q4 = 1,0 * (1-P1) * (1- β) – są to jednostkowe zyski wewnętrzne w pomieszczeniach pomocniczych (niebiurowych) w okresie nieużytkowania budynku, np. nocy od poniedziałku to piątku i w weekendy oraz święta.

Na tej podstawie można wykonać tabelę 1, pokazującą jakie należy przyjmować średnie zyski wewnętrzne w przypadku całego budynku biurowego lub jego poszczególnych części. Przy czym średnie zyski wewnętrzne dla całego budynku biurowego (wtedy gdy jest tylko jedna strefa cieplna ogrzewana, reprezentująca cały budynek (a nie tylko jego część) należy przyjmować q_int = 5,7 W/m², w przypadku gdy udział powierzchni biurowej P1 = 0,6, a współ. użytkowania β całego budynku wynosi 0,3.

Tabela 1. Wartości jednostkowe zysków wewnętrznych w budynku biurowym.

Niezwykle istotne znaczenie na wskaźnik EP budynku ma dokładne obliczenie parametru P1.  Automatyczne przyjmowanie domyślnej wartości równej 0,6 jest zawsze bardzo ryzykowne, bowiem może spowodować, że wskaźnik EP będzie większy niż EPmax lub zbyt niski, co może być niezgodne ze stanem faktycznym. Przyjęcie na przykład dla przestrzeni biurowych typu open-space przyjęcie wartości P1=0,60 zamiast P1=0,95, zwiększy EP nawet o 10% lub więcej – a to jest bardzo dużo.

Aby ułatwić prawidłowe określenie wewnętrznych zysków ciepła q_int poniżej podano 4 często spotykane przykłady.

Przykład 1.

We wszystkich pomieszczeniach biurowych i pomocniczych budynku biurowego (np. WC, kuchenka, komunikacja) jest ta sama temperatura i ten sam typ wentylacji. Nie ma klatki schodowej. Oznacza to, że jest tylko jedna strefa cieplna:

1) Budynek biurowy (P1=0,6, β=0,3). Wtedy q_int= 5,7 W/m².

Przykład 2.

We wszystkich pomieszczeniach biurowych typu open-space i pomocniczych budynku biurowego jest ta sama temperatura i ten sam typ wentylacji. Klatka schodowa została wydzielona jako osobna strefa, ze względu na inny typ wentylacji. Oznacza to, że są 2 strefy cieplna:

1. Pierwsza, to Część biurowa (P1=0,98 i β=0,3),
2. Druga – Klatka schodowa (P1=0 i β=0,3),

Wtedy dla strefy Część biurowa q_int= 7,31 W/m², a dla Klatka schodowa q_int= 3,1 W/m².

Przykład 3.

We wszystkich pomieszczeniach biurowych typu open-space i pomocniczych budynku biurowego jest ta sama temperatura i ten sam typ wentylacji. Główna Klatka schodowa została wydzielona jako osobna strefa, ze względu na inny typ wentylacji. Jest jeszcze dodatkowa, klatka schodowa służąca do ewakuacji pracowników i petentów w przypadku zagrożenia. Normalnie jest ona nieużywana. Oznacza to, że są 3 strefy cieplne.

1. Pierwsza, to Część biurowa (P1=0,98 i β=0,3),
2. Druga, to Główna klatka schodowa (P1=0 i β=0,3),
3. Trzecia, to Dodatkowa klatka schodowa (P1=0 i β=0,0).

Wtedy dla strefy Część biurowa q_int= 7,31 W/m², Główna klatka schodowa q_int= 3,1 W/m², a dla Dodatkowa klatka schodowa q_int= 0,0 W/m².

Przykład 4.

We wszystkich pomieszczeniach biurowych typu open-space i pomocniczych budynku biurowego jest ta sama temperatura i ten sam typ wentylacji. Główna klatka schodowa oraz Magazyn dokumentacji ( w kondygnacji podziemnej) zostały wydzielone jako osobne strefa, ze względu na inny typ wentylacji. Jest jeszcze dodatkowa, klatka schodowa służąca do ewakuacji pracowników i petentów w przypadku zagrożenia. Normalnie jest ona nieużywana. Oznacza to, że są 4 strefy cieplne:

1. Pierwsza, to Część biurowa (P1=0,98 i β=0,3),
2. Druga, to Główna klatka schodowa(P1=0 i β=0,3),
3. Trzecia, to Dodatkowa klatka schodowa (P1=0 i β=0,0),
4. Czwarta, to Magazyn dokumentacji (P1=0 i β=0,3).

Wtedy dla stref: Część biurowa q_int= 7,31 W/m², Główna klatka schodowa q_int= 3,1 W/m², Dodatkowa klatka schodowa q_int= 0,0 W/m² i Magazyn dokumentacji q_int= 3,1 W/m².

Na marginesie należy nadmienić, że gdyby w tym samym budynku biurowym zamiast Magazynu dokumentacji był Magazyn części zamiennych do samochodów, to wtedy magazyn ten, należałoby uznać za samodzielną część budynku (niezależną od części biurowej) i zyski wewnętrze obliczać jak dla budynku magazynowego, czyli ze wzoru: 2,0 ⋅β + 1,0⋅(1−β).  Obliczanie zysków ciepła w programie ArCADia-TERMO W programie ArCADia-TERMO wewnętrzne zyski ciepła q_int oblicza się tylko w etapach Strefy ciepła i Strefy chłodu.
Rysunek 1. Wewnętrzne zyski ciepła q_int w programie ArCADia-TERMO

Rysunek 2. Fragment tabeli w programie ArCADia-TERMO zawierającej wzory wewnętrznych zysków ciepła q_int

Podsumowanie

1. Średnie jednostkowe wartości zysków wewnętrznych q_int należy przyjmować z tabeli 26 (str. 40) rozp. MI z dnia 27.02.2015,
2. Określenie parametru P1 oraz współczynnika β dla każdej strefy zależy od funkcji i sposobu użytkowania pomieszczeń należących do tej strefy.
3. Rolą certyfikatora podczas obliczania zysków wewnętrznych jest bardzo dokładne obliczenie wartości P1 oraz β. Wartość P1 powinna być obliczona z dokładnością do 0,01 ( 2 miejsca po przecinku), a współ. β z dokładnością do 0,05 ( a jeżeli nie jest to możliwe , to z dokładnością do 0,1).
4. Zmiana wartość parametru P1 oraz współ. β tylko o 0,1 może czasem spowodować zmianę zapotrzebowania na ciepło Q_H,nd nawet aż o około 10%.
5. W strefach chłodzonych zyski wewnętrzne oblicza się w taki sam sposób jak w strefach ogrzewanych.
6. Zysków wewnętrznych w pomieszczeniach i strefach nieogrzewanych i niechłodzonych nie oblicza się.