UNIWERSYTET WARMI ŃSKO-MAZURSKI
W OLSZTYNIE
WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH KATEDRA ELEKTROTECHNIKI I
ENERGETYKI
STUDIA PODYPLOMOWE w zakresie
AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW I INSTALACJI
DLA OSÓB UBIEGAJĄCYCH SIĘ O UPRAWNIENIA DO SPORZĄDZANIA ŚWIADECTW CHARAKTERYSTYK ENERGETYCZNYCH BUDYNKÓW I
LOKALI MIESZKALNYCH
Krzysztof Fry żewski Praca dyplomowa
CERTYFIKAT ENERGETYCZNY BUDYNKU MIESZKALNEGO
Praca wykonana pod kierunkiem dr inż. Jerzego Jaworskiego
BYDGOSZCZ 2009
S P I S T R E Ś C I
1. Wprowadzenie ............................................................................................................. 5
2. Przegląd literatury ...................................................................................................... 8
3. Cel pracy .................................................................................................................... 11
4. Przedmiot pracy ........................................................................................................ 12
4.1 Opis budynku ........................................................................................................ 12
4.2 Plany budynku ...................................................................................................... 12
4.3 Dane budynku mieszkalnego ................................................................................ 14
4.4 Dane materiałowe ................................................................................................. 14
4.5 Konstrukcja przegród ............................................................................................ 15
5 . Metodyka obliczeń ................................................................................................... 16
5.1 Obliczenie współczynnika Uk dla przegród budynku ........................................... 16
5.2 Obliczenie współczynnika strat ciepła przez przenikanie .................................... 19
5.3 Obliczenie współczynnika strat ciepła na wentylację ........................................... 21
5.4 Obliczenie strat ciepła przez przenikanie i wentylację ......................................... 22
5.5 Obliczenie wewnętrznych zysków ciepła oraz zysków ciepła od słońca ............ 24
5.6 Obliczenie wartości rocznego zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie i wentylację
budynku ................................................................................................................ 29
5.7 Obliczenie rocznego zapotrzebowania energii końcowej na ogrzewanie i
wentylację ............................................................................................................. 37
5.8 Obliczenie zapotrzebowania energii końcowej na przygotowanie ciepłej wody
użytkowej .............................................................................................................. 38
5.9 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pomocniczą .......................... 41
5.10 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną przez system
grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania budynku ........................................ 42
5.11 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną na podgrzewanie
ciepłej wody ........................................................................................................ 43
5.12 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną ........................ 44
5.12.1 Obliczenie wskaźnika EP ............................................................................ 44
5.12.2. Obliczenie wskaźnika EK .......................................................................... 44
5.12.3. Obliczenie współczynnika kształtu A/Ve i ∆ E Pw ................................... 45
5.12.4 Obliczenie maksymalnego wskaźnika E Pmax ............................................ 46
6. Świadectwo energetyczne budynku ......................................................................... 47
7. Podsumowanie i wnioski .......................................................................................... 51
8. Przegląd literatury .................................................................................................... 53
Spis symboli i jednostek
Symbol Nazwa Jednostka A Powierzchnia m² C Współczynnik udziału powierzchni oszklonych - Cw Ciepło właściwe wody kJ/(kg ·K) d Grubość m E ilość energii kWh/a g Współczynnik przepuszczalności energii
promieniowania słonecznego przez oszklenie -
H Współczynnik straty ciepła, współczynnik przepływu ciepła
W/K
I Ilość energii promieniowania słonecznego k Współczynnik korekcyjny - L Liczba osób korzystających z c.w.u. -
n50 Krotność wymiany powietrza przy różnicy ciśnienia między wnętrzem i otoczeniem budynku równej 50 Pa
h-1
P Obwód płyty stropowej m Q Ilość ciepła kWh/w-c q Obciążenie cieplne W/m² R Opór przejmowania ciepła m²·K/W t czas S U Współczynnik przenikania ciepła W/(m²·K) V Kubatura m³ V Strumień objętości powietrza m³/s w Współczynnik nakładu - Z Współczynnik zacienienia - λ Współczynnik przewodzenia ciepła W/(m·K) β Parametr charakterystyczny M η Sprawność - ρ w Gęstość wody kg/m³ ө Temperatura ºC
5
1. Wprowadzenie
Polska jako pełnoprawny członek Unii Europejsiej została zobligowana
do wprowadzenia postanowień Dyrektywy 2002/91/WE Parlamentu
Europejskiego i Rady Eropy z dnia 16 grudnia 2002 roku w sprawie
charakterystyki energetycznej budynków. Postanowienia wynikające z tej
Dyrektywy zaczęły obowiązywać w naszym kraju od 1 stycznia bieżącego roku.
Celem wspomnianej dyrektywy jest promowanie poprawy charakterystyki
energetycznej budynków (obniżenie zużycia energii związanej z użytkowaniem
budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej) z uwzględnieniem warunków
klimatycznych, a także opłacalności przedsięwzięć przyczyniających się do
poprawy charakterystki energetycznej budynków. Celem Dyrektywy jest więc,
przede wszystkim budowanie świadomości społecznej w zakresie możliwości
poprawiania własnych warunków mieszkaniowych oraz ograniczenia kosztów
związanych z eksploatacją budynków. Intencją UE jest aby Dyrektywa ta
stanowiła ważny filar polityki energetycznej krajów członkowskich.
Artykuł 1 Dyrektywy wprowadza wymagania w zakresie:
• ram ogólnych dla metodologii obliczania zintegrowanej charakterystyki
energetycznej budynków;
• zastosowania minimalnych wymagań dotyczących charakterystyki
energetycznej nowych budynków;
• czasostosowania minimalnych wymagań dotyczących charakterystyki
energetycznej dużych budynków istniejących, podlegających ważniejszej
renowacji;
• certyfikacji energetycznej budynków;
• regularnej kontroli kotłów i systemów klimatyzacji w budynkach oraz
dodatkowo oceny instalacji grzewczych, w których kotły mają więcej niż
15 lat.
Zasadnicze i praktyczne znaczenie ma wprowadzenie systemu ocen
energetycznych i świadectw ocen energetycznych dla budynków oraz lokali
mieszkalnych. Zgodnie z artykułem 3 Dyrektywy państwa członkowskie mogą
samodzielnie na podstawie ogólnych ram i procedur przedstawionych w
załączniku opracowywać metodologię obliczania charakterystyki energetycznej
6
budynku. Zgodnie z artykułem 4 Dyrektywy państwa członkowskie ustalając
minimalne wymagania dla charakterystyki energetycznej mogą dokonać
podziału tych wymagań dla budynków nowych oraz istniejących, a także
pomiędzy różnymi kategoriami budynków. Istotnym postanowieniem
wynikającym z artykułu 4 jest również obowiązek przeglądu tych wymagań
(oraz ich modyfikacji) w odstępach czasu nie dłuższych niż 5 lat.
Głównym efektem oceny energetycznej jest świadectwo energetyczne
budynku. Świadectwo energetyczne charakteryzuje jakość budynku ze względu
na zapotrzebowanie na energię. Zgodnie z artykułem 7 Dyrektywy „państwa
członkowskie zapewniają, aby przy wznoszeniu, sprzedaży lub wynajmie
budynków świadectwo charakterystyki energetycznej, było udostępniane
właścicielowi lub przez właściciela przyszłemu kupującemu lub najemcy,
niezależnie od sytuacji jaka mogłaby mieć miejsce. Ważność świadectwa nie
przekracza 10 lat.” Świadectwo może być sporządzone tylko przez
niezależnego eksperta (audytora energetycznego). Świadectwo charakterystyki
energetycznej dla budynków powinno zawierać wartości referencyjne takie jak:
aktualne normy prawne i odniesienia dla umożliwienia konsumentom dokonania
porównania i oceny charakterystyki energetycznej danego budynku.
Świadectwu towarzyszą zalecenia służące poprawie danej charakterystyki
energetycznej pod względem opłacalności.
Właściciel/najemca lub zarządca nieruchomości poprzez sporządzoną
ocenę charakterystyki otrzymuje informację odnośnie standardu
energetycznego budynku/ mieszkania. Pozwala to np. na ustalenie ceny
rynkowej dla celów sprzedaży, bowiem zweryfikowane koszty eksploatacji
dotyczące nakładłów na ogrzwanie, wentylację oraz chłodzenie, wiążące się z
oceną energetyczną pozwalają sprzedawcy osiągnąć większą cenę za
nieruchomość, która posiada „wyższą” klasę energetyczną. W sytuacji
odwrotnej tj. posiadania budynku o „niskiej” klasie energetycznej pozwalają
zaplanować i przeprowadzić działania, które wpłyną na poprawę wskaźników
przez co możliwe będzie uzyskanie wyższej ceny sprzedaży. Kupujący z kolei,
mając pełną wiedzę odnośnie przyszłych kosztów eksploatacyjnych
nieruchomości może podjąć decyzję odnośnie zakupu. Wprowadzenie
świadectw energetycznych umożliwia więc dokonywanie w pełni uczciwych
transakcji sprzedaży i najmu.
7
Jak już wcześniej sygnalizowano charakterystyka energetyczna
budynków jest określana na podstawie metodologii. Metodologia opracowana
zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r.
ustala szczegółowo:
• sposób sporządzania świadectwa charakterystyki energetycznej
budynku, lokalu mieszkaniowego lub części budynku stanowiącej
samodzielną całość techniczno – użytkową,
• wzory świadectwa charakterystyki energetycznej budynku, lokalu
mieszkaniowego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość
techniczno – użytkową,
• metodologię obliczania charakterystyki energetycznej budynku, lokalu
mieszkaniowego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość
techniczno –użytkową.
Zgodnie z rozporządzeniem, świadectwo opracowuje się w języku polskim
stosując oznaczenia określone w Polskich Normach i sporządza się w formie
pisemnej i elektronicznej. Przygotowane świadectwo powinno być oprawione w
okładkę formatu A4 w taki sposób, aby uniemożliwić jego zdekompletowanie.
Natomiast wersja elektoniczna powinna być udostępniona tylko w trybie
umożliwiającym odczyt bez możliwości dokonywania edycji i powinna być
zgodna z wersją pisemną.
Rozporządzenie określa również w załącznikach odrębne wzory świadectw
dla:
• budynku – załączniki nr 1 i 2,
• lokalu mieszkalnego – załącznik nr 3
• części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno użytkową –
załącznik nr 4.
8
2. Przegląd literatury
Energetyka światowa w 80% opiera się głównie na nieodwracalnych
źródłach energii (rysunek 1). Źródła te podlegją nieustannemu zmniejszaniu, co
doprowadzi w konsekwencji do ich wyczerpania. Z kolei potrzeby energetyczne
gospodarki światowej nieustannie wzrastają. Spowodowane to jest przede
wszystkim wzrostem ludności świata jak i wzrostem konsumpcji.
Rysunek 1. Struktura pozyskania energii
Źródło: www.buildesk.pl
Wraz ze wzrostem potrzeb energetycznych wzrasta również emisja
dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery przez zakłady przemysłowe oraz
gospodarstwa domowe. Wzrost emisji przyczynia się do globalnego
zanieczyszczenia środowiska oraz wzrostu gazów cieplarnianych (tzw. efekt
cieplarniany). Mając na uwadze powyższe, państwa wysokorozwinięte na II
Konferencji Narodów Zjednoczonych na temat Środowiska i Rozwoju
(nazywanej „Szczytem Ziemi”), która odbyła się w Rio de Janerio w dniach od 3
do 14 czerwca 1992 roku z inicjatywy ONZ uchwaliły pięć dokumentów, które
określają zasadnicze zasady kształtowania polityki społeczno-gospodarczej z
uwzględnieniem ochrony środowiska:
9
• Ramową konwencję Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian
klimatu;
• Agendę 21 – katalog celów ochrony do zrealizowania w XXI wieku;
• Konwencję o zachowaniu różnorodności biologicznej;
• Deklarację dotyczącą kierunku rozwoju, ochrony i użytkowania lasów;
• Kartę Ziemi.
Dokumentem określającym założenia międzynarodowej współpracy
dotyczącej ograniczenia emisji gazów cieplarnianych jest traktat „Ramowa
Konwencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu”, który został
podpisany 5 maja 1992 roku, a wszedł w życie 21 marca 1994 roku.
Początkowo traktat ten nie zawierał istonych postanowień wiążących w zakresie
ograniczania emisji gazów cieplarnianych dla państw, które go podpisały.
Dopiero wprowadzone z czasem protokoły ustanawiające limity emisji gazów
zmieniły sytucję. Najważniejszym z tych protokołów jest protokół z Kioto, który
został wynegocjowany w grudniu 1997 roku (wszedł w życie 16 lutego 2005
roku) i jest porozumieniem dotyczącym przeciwdziałaniu globalnemu ociepleniu.
Na mocy postanowień protokołu kraje, które zdecydowały się na jego
ratyfikację, zobowiązały się do redukcji do 2012 roku własnych emisji dwutlenu
węgla, metanu, tlenku azotu, HFC (halogenoalkany) i PFC
(perfulorowęglowodory) o wynegocjowane wartości zestawione w załączniku do
protokołu. W przypadku niedoboru bądź nadwyżki emisji tych gazów,
sygnatariusze umowy zobowiązali się do zaangażowania się w „wymianę
handlową”, polegającą na odsprzedaży lub odkupieniu limitów od innych krajów.
Protokół z Kioto jest prawnie wiążącym porozumieniem, w ramach
którego kraje uprzemysłowione są zobligowane do redukcji ogólnej emisji
gazów powodujących efekt cieplarniany o 5,2% do roku 2012 w porównaniu z
rokiem 1990. Pułapy obniżania są różne i wynoszą od 8% dla Unii Europejskiej,
7% dla USA, 6% dla Japonii, 0% dla Rosji.
Polska, która była uczestnikiem Szczytu Ziemi w Rio de Janerio w 1992
roku i jednym z państw, które przyjęły Ramową Konwencję Narodów
Zjednoczonych dotyczącą zmian klimatycznych, również podpisała protokół z
Kioto. W porównaniu z poziomem z roku 1988, który był rokiem bazowym dla
10
byłych krajów socjalistycznych Polska ma obniżyć swoją emisję o 6% do roku
2012.
Również UE jako wspólnota, aby przyspieszyć realizację postanowień
protokołu wydała 27 września 2001 roku Dyrektywę 2001/77/WE w sprawie
wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej
ze źródeł odnawialnych. W dyrektywie tej UE uznaje potrzebę wspierania
inicjatyw związanych z wytwarzaniem eneregii elektycznej ze źródeł
odnawialnych i zobowiązuje państwa członkowskie do produkcji energii
elektrycznej z udziałem źródeł odnawialnych nie mniejszym niż 12% w 2010
roku.
UE zwróciła również fakt, na ograniczenie zużycia energii pierwotnej i w
wydanej w dniu 16 grudnia 2002 roku Dyrektywie 2002/91/WE w sprawie
charakterystyki energetycznej budynków nałożyła na kraje członkowskie
obowiązek określania charakterystki budynków. W przekonaniu Wspólnoty
ocena energetyczna pojedynczego budynku/ mieszkania wpłynie w dłuższej
perspektywie czasu na globalne obniżenie zużycia energii.
Parlament Polski zobligowany do wdrożenia postanowień tej Dyrektywy
dokonał zmian w polskim sytemie prawnym wprowadzając szereg nowelizacji i
rozporządzeń (Ustawa wprowadzająca: ustawa z dnia 19 września 2007 r. o
zmianie ustawy - Prawo budowlane (Dz. U. Nr 191, poz. 1373), Tekst
ujednolicony ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane (Dz. U. Nr 89,
poz. 414 z poźn. zm.), Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada
2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i formy
projektu budowlanego), zmierzając jednocześnie do zmniejszania zużycia
energii dla budynków nowopowstałych (Rozporządzenie Ministra Infrastruktury
z dnia 6 listopada 2008 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr
201,poz.1238)).
Zgodnie z artykułem 3 Dyrektywy 2002/91/WE państwa członkowskie mogą
samodzielnie opracowywać metodykę sporządzania świadectw energetycznych
(z uwzględnieniem ogólnych postanowień artykułu 4 Dyrektywy). W Polsce
metodologię opracowuje i wydaje Minister Infrastruktury (Rozporządzenie
Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii
11
obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub
części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz
sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej).
Metodyka obliczeń certyfikatów energetycznych oparta jest o ujednoliconą
wiedzę zawartą w normach państwowych, z których najważniejsze to:
• PN-EN ISO 15927-4:2007 Cieplno-wilgotnościowe właściwości
użytkowe budynków. Obliczanie i prezentacja danych klimatycznych;
• PN-EN ISO 6946:2004 Komponenty budowlane i elementy budynku;
Opór cieplny i współczynniki przenikania ciepła. Metoda obliczania;
• PN-EN ISO 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda
obliczania projektowego obciążenia cieplnego;
• PN-EN ISO 13790:2006 Cieplne właściwości użytkowe budynków.
Obliczanie zużycia energii do ogrzewania;
• PN-EN ISO 14683:2001 Mostki cieplne w budynkach. Liniowy
współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości
orientacyjne.
3. Cel pracy
Celem pracy jest wyznaczenie charakterystyki energetycznej budynku
polegającej na wyliczeniu rocznego zapotrzebowania na nieodwracalną energię
pierwotną EP oraz rocznego zapotrzebowania na energię końcową EK i
wystawienie dla tego budynku świadectwa charakterystyki energetycznej
zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 06.11.2008 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.
12
4. Przedmiot pracy
Przedmiotem pracy jest budynek mieszkalny położony w Nakle nad Notecią
przy ul. Plac Zamkowy 12 w II strefie klimatycznej.
4.1 Opis budynku
Budynek mieszkalny, dla którego prowadzona jest przez IV Wydział Ksiąg
Wieczystych Sądu Rejonowego W Nakle n/Not. Księga Wieczysta o numerze
KW 20230 znajduje się na działce oznaczonej w ewidencji gruntów pod
numerem 2085/3, dla której prowadzona jest Księga Wieczysta o numerze KW
7085.
Budynek został oddany do użytkowania w roku 1979. Przedmiotowy budynek
jest jednokondygnacyjny, bez podpiwniczenia, w zabudowie wolnostojącej.
Ściany nośne wykonane są z betonu komórkowego o grubości 30 cm.
Technologia wznoszenia tradycyjna. Strop gęstożebrowy typu Ackermana.
Tynki wewnętrzne wapienno-cementowe III kat. Stolarka okienna PVC. Drzwi
wejściowe frontowe stalowe, ocieplone. Dom nie posiada instalacji chłodzącej,
a wentylacja jest naturalna typu grawitacyjnego. Do ogrzewania i przygotowania
ciepłej wody użytkowej wykorzystywany jest dwufunkcyjny kociołk gazowy o
mocy 15kW umieszczony w kuchni i zasilany gazem ziemnym. Budynek nie
posiada instalacji cyrkulacyjnej. Zamontowano w nim grzejnki płytowe. Istalacja
CO wykonana została z rurek miedzianych dobrze zaizolowanych. W roku 2006
w budynku przeprowadzono termomodernizacją polegającą na dociepleniu
ścian zewnętrznych styropianem o grubości 12 cm, dachu styropianem o
grubości 20 cm oraz podłogi styropianem o grubości 10 cm.
4.2 Plany budynku
Szczegółowy rzut kondygnacji budynku pokazano na rysunku 2 (szkic
udostępniony przez właściciela z operatu szacunkowego). Z uwagi na brak
dokładnych informacji odnośnie wymiarów przegród oraz stolarki okiennej i
drzwi na szkicu, przeprowadzono wizję lokalną i sporządzono inwentaryzację.
Na podstwie informacji dostępnych w operacie szacunkowym sporządzonym
13
przez rzeczoznawcę majątkowego, który jest jednocześnie rzeczoznawcą
budowlanym, ustalono rodzaj wbudowanego materiału.
Rys. 2 Szkic rzutu pomieszczeń budynku mieszkalnego
14
4.3 Dane budynku mieszkalnego
Dane ogólne potrzebne do obliczeń zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Dane ogólne
Dane klimatyczne – strefa klimatyczna II PN -EN 12831 ; 2006 str. 4 Opis Symbol Jednostka Wartość Projektowana temperatura zewnętrzna
θθθθe ºC - 18
Średnia roczna temperatura zewnętrzna
θθθθm,e ºC 7,9
Współczynniki poprawkowe ze wzgl ędu na usytuowanie ek i ei Orientacja – wejście do budynku N ( północne) Wartość
- Wszystkie 1,0 Dane dotycz ące ogrzewanych pomieszcze ń Nazwa pomieszczenia
Projektowa temperatura
Powierzchnia pomieszczenia
Kubatura pomieszczeni
a
ºC Af Vi Parter
1. Korytarz 20 9,63 28,89 WC+Łazienka 24 6,24 18,72 Kuchnia 20 12,29 36,87 Pokój 20 20,06 60,18 Pokój 20 25,65 76,95
Pokój 20 20,78 62,34 Ogółem 94,65 283,95
4.4 Dane materiałowe
Dane materiałowe zestawiono w tabeli 2. Materiały są identyfikowane za
pomocą kodu materiału, który jest stosowany jako odniesienie w Tabeli 4
dotyczącej wartości współczynnika przenikania U elementów budynku.
15
Tabela 2. Dane metariałowe
Przewodno ść cieplna materiałów Kod materiału
Opis λ W/(m·K)
1 Tynk lub gładź cementowo-wapienna 0,082 2 Mur z betonu komórkowego 0,350 3 Styropian EPS 80-036 0,036 4 Panele podłogowe 0,050 5 Tynk lub gładź cementowa 1,000 6 Styropian EPS 100-038 0,038 7 Beton zwykły z kruszywa kamiennego 2200 1,300 8 Papa asfaltowa 0,180 9 Ił 0,750
10 Strop Ackermana 0,860 11 Folia polietylenowa 0,002 12 Zaprawa klejąca 1,000 13 Tynk mineralny ziarno śr. 2mm 1,000 14 Cegła pełna zwykła 0,780
Opory przejmowania ciepła ( pomiędzy powietrzem a strukturami) Kod
materiału Opis Rsi, Rse
(m2·K)/W
60 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej(poziomy strumień ciepła)
0,130
61 Opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej(poziomy strumień ciepła)
0,040
62 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej(strumień ciepła w dół)
0,170
63 Opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej(strumień ciepła w dół) 0,000
64 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej(strumień ciepła w górę) 0,100
65 Opór przejmowania ciepła po stronie zewnętrznej(strumień ciepła w górę) 0,040
4.5 Konstrukcja przegród
Konstrukcje przegród budowlanych zostały zestawione w tabeli 3.
16
Tabela 3. Konstrukcja przegród występujących w budynku
Oznaczenie przegrody
Opis warstw Grubo ść warstw
m
PG1 podłoga na
gruncie
Panele podłogowe 0,012 Gładź cementowa 0,030 Folia polietylenowa 0,002 Styropian EPS 100-038 0,100 Wylewka betonowa 0,004 2 x papa asfaltowa 0,008 Płyta betonowa 0,200 Ił 0,200
SZ1 ściana
zewnętrzna
Tynk cementowo-wapienny 0,015 Mur z betonu komórkowego 0,240 Styropian EPS 80-036 0,120 Klej + siatka zbrojąca 0,040 Tynk mineralny 0,020
D1
dach
Tynk wapienno-cementowy 0,012 Strop Ackermana gr. 18 cm 0,120 Wylewka betonowa 0,400 Styropian EPS 100-038 0,200 2 x papa asfaltowa 0,008
SW1 Ściana
wenętrzna wewnętrzna
Tynk wapienno-cementowy 0,015 Cegła pełna zwykła 0,120 Tynk wapienno-cementowy 0,015
5 . Metodyka obliczeń
Metodykę obliczeń oparto o treść Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z
dnia 06.11.2008r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki
energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej
samodzielną całość użytkowo – techniczną oraz sposobu sporządzania i
wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej.
5.1 Obliczenie współczynnika Uk dla przegród budynku
Współczynnik przenikania ciepła Uk dla przegród zewnętrznych budynku
obliczamy wg PN-EN ISO 6946 2004׃
17
Uk = 1/Rt [W/(m²·K)] (2.w 9. s 13)
gdzie:
Rt - całkowity opór cieplny płaskiego komponentu budowlanego [m²·K/W]
Rt = R si + R1 + R2 + ….. + Rn + Rse (2.w 3. s 10)
gdzie :
Rsi, Rse – wartości oporów przejmowania ciepła [m²·K/W] (2.T1. s 7)
R = d/λ [ m²K/W ] (2.w 1. s 7)
gdzie:
d - grubość warstwy materiału w komponencie
λ – obliczeniowy współczynnik przewodzenia ciepła materiału obliczony zgodnie
z ISO/DIS 10456.2 lub przyjęty z tablic, dla warunków średniowilgotnych
Obliczenia współczynników oporu R oraz przenikania U przedstawia tabela 4.
Tabela 4. Wartość współczynnika przenikania przegród budynku
Kody / materiał
Opis warstwy d λ R=d/λ Uk=1/R m W/(m·K) m²·K/W W/(m²·K)
1 2 3 4 5 6
Podłoga na gruncie – panele PG1
62 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej
- - 0,170 -
4 Panel podłogowy 0,012 0,050 0,240 - 5 Gładź cementowa 0,030 1,000 0,030 - 6 Styropian EPS 100-038 0,100 0,038 0,263 7 Beton zwykły kruszywa
kamiennego 2200 0,040 1,300 0,031 -
8 2 x papa asfaltowa 0,008 0,180 0,044 - 7 Beton zwykły kruszywa
kamiennego 2200 0,200 1,300 0,154 -
9 Ił 0,200 0,750 0,267 - 63 Opór przejmowania ciepła po
stronie zewnętrznej - - 0,000 -
Grubość całkowita i Uk 0,590 - 3,57 0,28
18
Tabela 4. c.d. Ściana zewn ętrzna SZ1
60 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej
- - 0,130 -
1 Tynk cementowo-wapienny 0,015 0,082 0,183 - 2 Mur z betonu komórkowego 0,240 0,350 0,686 - 3 Styropian EPS 80-036 0,120 0,036 3,333 - 12 Klej + siatka zbrojąca - - - - 13 Tynk mineralny - - - - 61 Opór przejmowania ciepła po
stronie zewnętrznej - - 0,04 -
Grubość całkowita 0,375 - 4,37 0,23 Dach D1
64 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej
- - 0,100 -
1 Tynk cementowo-wapienny 0,015 0,082 0,183 - 10 Stop Ackermana 0,180 0,860 0,209 - 7 Wylewka betonowa 0,040 1,300 0,031 - 6 Styropian EPS 100-038 0,200 0,038 5,263 -
8 2 x papa asfaltowa 0,008 0,180 0,044 - 65 Opór przejmowania ciepła po
stronie zewnętrznej - - 0,040 -
Grubość całkowita 0,383 - 5,88 0,17 Ściana wewn ętrzna SW1
60 Opór przejmowania ciepła po stronie wewnętrznej
- - 0,130 -
1 Tynk cementowo-wapienny 0,015 0,082 0,183 - 2 Cegła pełna zwykła 0,120 0,780 0,154 - 3 Tynk cementowo-wapienny 0,015 0,082 0,183 - 61 Opór przejmowania ciepła po
stronie zewnętrznej - - 0,130 -
Grubość całkowita 0,150 - 0,78 1,29 Drzwi zewn ętrzne DZ1
Drzwi wejściowe izolowane w ramie aluminiowej wg dokumentacji wytwórcy
- - - 1,4
Okno zewn ętrzne
OZ1
Okno PVC wg dokumentacji wytwórcy - - - 1,4
19
5.2 Obliczenie współczynnika strat ciepła przez przenikanie
Wartość współczynnika strat ciepła przez przenikanie obliczono według
wzoru:
Htr = ΣΣΣΣi [btr,i · (Ai · Ui + Σ Σ Σ Σi l,i · Ψi )] W/K (11 1.14 s.29)
gdzie:
btr,i – współczynnik redukcyjny, obliczeniowej różnicy temperatur i-tej przegrody:
• ściany zewnętrzne – btr,i = 1,0;
• dach jako granica systemu – btr = 1,0;
• ostatnia kondygnacja, poddasze nieużytkowe – btr = 0,8;
• ściany i stropy przyległe do nie ogrzewanych pomieszczeń – btr = 0,5;
• podłoga na gruncie – btr = 0,6.
Ai – pole powierzchni i-tej przegrody otaczającej przestrzeń o regulowanej
temperaturze, obliczonej według wymiarów zewnętrznej przegrody ( wymiary
okien i drzwi przyjmujemy jako wymiary otworów w ścianie ) [ m² ];
Ui – współczynnik przenikania ciepła i-tej przegrody pomiędzy przegrodą
ogrzewaną i stroną zewnętrzną, obliczany. W przypadku podłogi na gruncie
przyjmujemy jako Ugr [ W/(m²K)];
W rozpatrywanym przypadku należy wyszczególnić następujące strefy
stykające się z powietrzem zewnętrznym:
• ściany zewnętrzne,
• stropodach,
• okna,
• drzwi zewnętrzne.
Do obliczeń przyjęto mieszkanie jako całość i obliczono współczynnik strat
ciepła przez przenikanie dla w/w przegród.
Obliczone współczynniki strat ciepła zostały przedstawione w tabeli 5. W
tabeli 6 zestawiony został bilans mostków termicznych.
20
Tabela 5. Współczynnik strat ciepła dla poszczególnych przegród
Nazwa przegrody btr,i Ai Ui
Uequ
Σ l i · Ψi H tr W/K
Ściana zewnętrzna SZ1
1,0 141,87 0,22 22,88 54,09
Okno OZ1 1,0 13,05 1,4 - 18,27 Drzwi DZ1 1,0 2,1 1,4 - 2,94
Podłoga na gruncie PG1
0,6 118,36 0,38 - 26,99
Razem 102,29
Tabela 6. Bilans mostków termicznych
Element Mostek cieplny Typ mostka
Ψoi
W/(m K) loi
m Ψoi · loi
W/K
okno 160/150 szt. 2
nadproże, podokiennik,
ościeże
W12 0,05 12,40 0,62
okno 180/150 szt. 1
nadproże, podokiennik,
ościeże
W12 0,05 6,60 0,33
okno 150/150 szt. 1
nadproże, podokiennik,
ościeże
W12 0,05 6,00 0,30
okno 140/150 szt. 1
nadproże, podokiennik,
ościeże
W12 0,05 5,80 0,29
okno 100/150 szt. 1
nadproże, podokiennik,
ościeże
W12 0,05 4,80 0,25
drzwi 100/210
nadproże, podokiennik,
ościeże
W12 0,05 6,20 0,31
naroża ściana-ściana C1 -0,05 13,52 -0,68 połączenie ściana-dach R9 -0,05 43,54 -2,18 połączenie ściana-podłoga R5 0,55 43,54 23,95 połączenie ściana zewn. –
ściana wewn. IW1 0,00 18,00 0,00
połączenie ściana wewn. – dach
IW6 0,00 22,01 0,00
Razem 22,88
21
Wartość współczynnika przenikania ciepła do gruntu należy obliczć
zaczynając od określenia parametru β’, który wyznaczany jest z zależności:
Β’ = Ag /0,5P (11 1.15 s.30)
gdzie:
Ag – powierzchnia płyty podłogowej łącznie ze ścianami zewnętrznymi i
wewnętrznymi, [ m ² ]
P – obwód rozpatrywanej płyty podłogowej, [ m ].
W analizowanym przypadku Ag = 118,36 m², P = 43,54 m, zatem β’ = 5,44 m
Korzystając z normy PN-EN 12831: 2006 tab. 4 str. 19
przyjęto dla parametru β’= 5m i Uk = 1,00
Uequiv ( dla z = 0 ) = 0,38 W/(m²·K) ( 3. T4.s. 19 )
Współczynnik strat ciepła przez przenikanie Htr = 102,29 W/K
5.3 Obliczenie współczynnika strat ciepła na wentylację
Wspólczynnik strat ciepła na wentylację oblicza się wg wzoru:
Hve = ρa ca Σk (bve,k · Vve,k,mn ) [W/K] ( 11 1.16 s.30 )
gdzie:
ρa ca – pojemność cieplna powietrza, 1200 J/ (m³/K)
bve,k – współczynnik korekcyjny dla strumienia k,
Vve,k,mn – uśredniony w czasie strumień powietrza k m³/s
K – identyfikator strumienia powietrza
Strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności dla budynku, w którym
nie wykonano próby szczelności przyjęto zgodnie z metodologią wg wzoru:
22
V inf = 0,2 · kubatura wentylowana/3600 [m 3/s] ( 11 1.22 s.32 )
Zatem,
V inf = 0,2 · (283,95-28,89)/ 3600 = 0,014 m³/s
Obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego:
• 1 kuchnia - 70 m³/h
• 1 łazienka+WC - 50 m³/h
Stąd obliczeniowy strumień powietrza dla budynku wynosi 120 m³/h = 0,033
m³/s
Współczynnik korekcyjny dla budynku z wentylacją naturalną wynosi:
bve,1 = 1,0 ; Vve,1,mn = V0 m³/s ( 11 1.17 s.31 )
bve,2 = 1,0 ; Vve,1,mn = Vinf m³/s
gdzie:
V0 – strumień powietrza wentylacji naturalnej kanałowej,
Vinf – strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności spowodowany
działaniem wiatru i wyporu termicznego.
Współczynnik strat ciepła na wentylację:
Hve = 1200 · (1 ·0,033 + 1· 0,014) = 56,4 W/K
Współczynnik strat ciepła na wentylację Hve = 56,4 W/K
5.4 Obliczenie strat ciepła przez przenikanie i wentylację
Miesięczne straty ciepła przez przenikanie i wentylację obliczamy wg wzoru:
QH,ht = Qtr+Qve kwh/m-c (11. 1.11. s. 28)
23
Qtr = Htr · (Qint,H - Qe) · tm · 10-3 kwh/m-c (11. 1.12. s. 28)
Qve = Hve · (Qint,H - Qe) · tm · 10-3 kwh/m-c (11. 1.13. s. 28)
stąd:
QH,ht = (Htr + Hve) · (Qint,H - Qe) · tm · 10-3 kwh/m-c
gdzie:
Htr - współczynnik strat mocy cieplnej przez przenikanie przez wszystkie
przegrody zewnętrzne;
Hve - współczynnik strat mocy cieplnej na wentylacje;
Qint,H - temperatura wewnętrzna dla okresu ogrzewania w budynku lub lokalu
mieszkalnym przyjmowana zgodnie z wymaganiami zawartymi w przepisach
techniczno-budowlanych;
Qe - średnia temperatura powietrza zewnętrznego w analizowanym okresie
miesięcznym według danych dla najbliższej stacji meteorologicznej;
tM - liczba godzin w miesiącu;
Temperatura wewętrzna (obliczeniowa):
Qint,H = [20 · (94,65 – 6,24) + 24 · 6,24]/ 94,64 = 20,26oC
Łączny współczynnik strat ciepła przez wentylację i przenikanie:
H= Htr + Hve
H = 102,29 + 56,40 = 158,69 W/K
W miesiącu styczniu:
QH,ht = [ 158,69 · (20,26-(-0,7)) ·744 ] /1000 = 2474,65 kWh/m-c
Wyniki obliczeń dla poszczególnych miesięcy przedstawia tabela 7
24
Tabela 7. Miesięczne straty ciepła przez przenikanie i wentylację
Miesi ąc QH,ht
Styczeń 2474,65
Luty 2160,52
Marzec 2392,00
Kwiecień 1560,75
Maj 715,48
Czerwiec 658,12
Lipiec 349,47
Sierpień 455,73
Wrzesień 1058,02
Październik 1435,67
Listopad 1720,71
Grudzień 2167,68
Razem 17148,80
5.5 Obliczenie wewnętrznych zysków ciepła oraz zysków ciepła od słońca
Zyski ciepła wewnętrzne i od słońca w okresie miesiąca oblicza się wg.
następującego wzoru:
QH,gn = Qint + Qsol kWh/m-c (11. 1.23. s 32)
gdzie:
Qint - miesięczne wewnętrzne zyski ciepła
Qsol - miesięczne zyski ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego
do przestrzeni ogrzewanej budynku przez przegrody przezroczyste
Wartość zysków ciepła od słońca oblicza się wg wzoru:
Qsol = Qs1+Qs2 kWh/m-c (11. 1.24. s 33)
25
gdzie:
Qs1 - zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna zamontowane w
przegrodach pionowych;
Qs2 - zyski ciepła od promieniowania słonecznego przez okna zamontowane w
połaciach dachowych;
W przedmiotowym budynku nie ma okien połaciowych, a wartość
miesięcznych zysków ciepła od nasłonecznienia dla okien pionowych oblicza
się wg. wzoru:
Qsol=Qs1 = Σ i Ci · Ai · Ii · g · kα ·Z [kWh/m-c] (11. 1.25. s 33)
gdzie:
Qs1 – zyski ciepła od promieniowania słonecznego przenikającego do
przestrzeni ogrzewanej budynku przez przegrody przeźroczyste pionowe dla
sezonu grzewczego [ kWh/m-c ];
Ci – pole powierzchni płaszczyzny szklonej do całkowitego pola okien, można
przyjąć średnio 0,7;
Ai – pole powierzchni okna lub drzwi balkonowych w świetle otworu w
przegrodzie [m²];
g – współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego przez
szklenie – według tabeli 7 (11 T7 s.33);
Ii – wartość energii promieniowania słonecznego w sezonie grzewczym na
łaszczyznę pionową, w której usytuowane jest okno, według danych
dotyczacych najbliższego punktu pomiarów promieniowania słonecznego;
kα – współczynnik korekcyjny wartości Ii ze względu na nachylenie płaszczyzny
połaci dachowej do poziomu, według Tabeli 8 (11 T8 s.33); dla ściany pionowej
kα = 1,0;
Z – współczynnik zacienienia budynku ze wzgledu na jego usytuowanie oraz
przesłony na elewacji budynku, według Tabeli 9 (11 T9 s.33);
Do obliczeń przyjęto: g=0,75; z=1,0; Ii z danych aktynometrycznych dla
nasłonecznienia 900
26
Dane wejściowe do obliczeń zestawiono w tabeli 8, dane aktynometryczne
zestawiono w tabeli 9.
Tabela 8. Dane wejściowe dla obliczeń zysków ciepła od nasłonecznienia
Współczynnik Orientacja okna N E S W
Ai 4,8 2,1 6,45 - Ci 0,7 0,7 0,7 - G 0,75 0,75 0,75 - kα 1,0 1,0 1,0 - Z 1,0 1,0 1,0 -
Ai· Ci · g · kα ·Z 2,520 1,103 3,386 -
Tabela 9. Dane aktynometryczne
Miesi ąc I_N_90 I_E_90 I_S_90
Styczeń 18152 19400 31406
Luty 21638 26079 42384
Marzec 41375 55460 77904
Kwiecień 68258 80294 89448
Maj 89373 116756 112941
Czerwiec 96015 111803 106173
Lipiec 91737 107562 102139
Sierpień 78406 94182 96602
Wrzesień 53932 64264 79679
Październik 33963 36061 45891
Listopad 20577 21096 27824
Grudzień 15418 15454 16090
W miesiącu styczniu:
Qsol = (2,520·18152+1,103·19400+3,386·31406) / 1000 = 173,48 kWh/m-c
Obliczenia zestawiono w tabeli 10.
27
Tabela 10. Solarne zyski ciepła w poszczególnych miesiącach w kWh
Wewnętrzne zyski ciepła Q int w budynku oblicza się zgodnie z metodologią
wg wzoru:
Q int = q int · Af · tM · 10 -3 [kWh/m-c] (11 1.26 s. 34)
gdzie:
q int – obciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymi [W/m²];
Af – powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze w budynku [m²];
tM – liczba godzin w miesiącu [h];
Do dalszych obliczeń przyjęto średnią moc jednostkową wewnętrznych
zysków ciepła ( bez zysków od instalacji grzewczej i ciepłej wody ) :
q int – 3,5 W/m² (11.T10 s.34)
W miesiącu styczniu :
Q int = 3,5 · 94,65 · 744/1000 = 246,47 kWh/m-c
Pozostałe obliczenia zestwiono w tabeli 11.
Miesi ąc Qsol
Styczeń 173,48
Luty 226,81
Marzec 429,22
Kwiecień 563,45
Maj 736,42
Czerwiec 724,78
Lipiec 695,66
Sierpień 628,56
Wrzesień 476,58
Październik 280,75
Listopad 169,33
Grudzień 110,38
Razem 5215,42
28
Tabela 11. Miesięczne wewnętrzne zyski ciepła w kWh
Miesi ąc Qint
Styczeń 246,47
Luty 222,62
Marzec 246,47
Kwiecień 238,52
Maj 246,47
Czerwiec 238,52
Lipiec 246,47
Sierpień 246,47
Wrzesień 238,52
Październik 246,47
Listopad 238,52
Grudzień 246,47
Razem 2901,97
Łączne miesięczne wewnętrzne zyski ciepła oraz zyski ciepła od
promieniowania słoneczenego zestawiono w tabeli 12.
Tabela 12. Łączne miesięczne wewnętrzne zyski ciepła oraz zyski ciepła od
słońca w kWh
Miesi ąc QH,gn
Styczeń 419,95
Luty 449,42
Marzec 675,69
Kwiecień 801,96
Maj 982,89
Czerwiec 963,30
Lipiec 942,13
Sierpień 875,03
Wrzesień 715,10
Październik 527,22
Listopad 407,85
Grudzień 356,85
Razem 8117,39
29
5.6 Obliczenie wartości rocznego zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie i wentylację budynku
Wartość rocznego zapotrzebowania ciepła użytkowego do ogrzewania i
wentylacji oblicza się metodą bilansów miesięcznych. Zapotrzebowanie ciepła
jest sumą zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji budynku w
poszczególnych miesiącach, w których wartości obliczeniowe są dodatnie.
Rozpatruje się miesiące od stycznia do maja oraz od września do grudnia.
Zgodnie z rozporządzeniem wartość rocznego zapotrzebowania na ciepło
użytkowe oblicza się wg wzoru:
QH,nd = ΣQH,nd,n kWh/rok (11 1.7 s. 27)
Wartość miesięcznego zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji
budynku oblicza się wg wzoru:
QH,nd,n = QH,ht – ηηηηH,gn QH,gn kWh/m-c (11 1.8 s. 27)
gdzie: QH,nd - ilość ciepła niezbędna na pokrycie potrzeb ogrzewczych budynku w
okresie miesięcznym lub rocznym;
QH,ht straty ciepła przez przenikanie i wentylacje w okresie miesięcznym;
QH,gn zyski ciepła wewnętrzne i od słońca w okresie miesięcznym;
ηH,gn współczynnik efektywności wykorzystania zysków w trybie ogrzewania;
Współczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła w trybie ogrzewania
wyznaczany jest z zależności:
dla
30
dla
Współczynnik zysków do strat ciepła dla miesiąca stycznia:
ŴH = 419,95 / 2474,65 = 0,170
Wyniki pozostałych obliczeń zestawiono w tabeli 13.
Tabela 13. Wartość współczynnika zysków do strat ciepła w poszczególnych
miesiącach
Miesi ąc ŴH Styczeń 0,170
Luty 0,208
Marzec 0,282
Kwiecień 0,514
Maj 1,374
Czerwiec 1,464
Lipiec 2,696
Sierpień 1,920
Wrzesień 0,676
Październik 0,367
Listopad 0,237
Grudzień 0,165
Parametr numeryczny aH zależy od stałej czasowej i wyznaczany jest wg
wzoru:
aH = aH,0 + τ/ τH,0 (11 1.10.1 s. 27)
gdzie:
aH,0 - bezwymiarowy referencyjny współczynnik równy 1,0;
τ - stała czasowa dla strefy budynku lub całego budynku h;
τH,0 - stała czasowa referencyjna równa 15 h;
31
Przy czym:
Τ = Cm/3600 · (Htr+Hve) (11 1.10.2 s. 27)
gdzie:
Cm - wewnętrzna pojemność cieplna strefy budynku lub całego budynku;
Pojemność cieplną oblicza się jako sumę pojemności cieplnych wszystkich
elementów budynku w bezpośrednim kontakcie termicznym z powietrzem
wewnętrznym rozpatrywanej strefy termicznej. Wewnętrzną pojemność cieplną
oblicza się wg wzoru:
Cm = Σj Σi (c ij · ρij · dij ·Aj) J/K (11 1.10.3 s. 27
gdzie:
cij - ciepło właściwe materiału warstwy i-tej w elemencie j-tym;
ij - gęstość materiału warstwy i-tej w elemencie j-tym;
dij - grubość warstwy i-tej w elemencie j-tym, przy czym łączna grubość warstw
nie może przekraczac 0,1 m;
Aj - pole powierzchni j-tego elementu budynku;
W przedmiotowym budynku Cm wyznacza się jako sumę pojemności
cieplnych ścian zewnętrznych, wewnętrznych, podłogi oraz dachu (stropu).
Tabela 14 przedstawia wartość gęstości i ciepła właściwego materiałów
budowlanych wykorzystanych przy budowie przegród.
32
Tabela 14. Ciepło właściwe oraz gęstość materiałów budowlanych
Materiał CCCCijijijij
J/(kgJ/(kgJ/(kgJ/(kg·K)K)K)K)
ρij
kgkgkgkg/m3/m3/m3/m3
Tynk cementowo-
wapienny
840,000 1850,000
Mur z betonu
komórkowego
840,000 700,000
Cegła pełna zwykła 880,000 1800,000
Panele podłogowe 2150,000 600,000
Gładź cementowa 840,000 2000,000
Styropian EPS 100-038 1450,000 20,000
Strop Ackermana 880,000 1468,000
Pojemność cieplna ścian zewnętrzych (suma pojemności cieplnej warstwy
tynku oraz muru z betonu komórkowego):
CmSZ1 = (840,000 · 1850,000 · 0,015 · 100,26) + (840,000 · 700,000 · 0,085 ·
100,26) = 7 348 055 J/K
Pojemność cieplna ścian wewnętrznych (suma pojemności cieplnej warstwy
tynku oraz cegły pełnej zwykłej):
CmSW1 = (840,000 · 1850,000 · 0,015 · 73,18) + (840,000 · 600,000 · 0,085 ·
73,18) = 4 840 857 J/K
Pojemność cieplna podłogi (suma pojemności cieplnej warstwy paneli, gładzi
oraz stryropianu):
CmPG1 = (2510,000 · 600,000 · 0,012 · 94,65) + (2000,000 · 840,000 · 0,03 ·
94,65) + (1450,000 · 20,000 · 0,058 · 94,65) = 6 640 076 J/K
Pojemność cieplna dachu (suma pojemności cieplnej warstwy tynku oraz
stropu):
33
CmD1 = (1850,000 · 840,000 · 0,015 · 94,65) + (880,000 · 1468,000 · 0,085 ·
94,65) = 12 599 467 J/K
Pojemność cieplna budynku:
Cm = CmSZ1 + CmSW1 + CmPG1 + CmD1
Cm = 7 348 055 + 4 840 857 + 6 640 076 + 12 599 467 = 31 428 456 J/K
Stała czasowa dla budynku wynosi:
Τ = 31 428 456 / (3600 · 158,69) = 55,01 h
Parametr numeryczny aH wynosi:
aH = 1 + 55,01/15 = 4,667
Dla miesiąca stycznia ηH,gn wynosi:
ηH,gn = 1 - 0,1704,667 / 1 - 0,1304,667+1 = 1,00
Wyniki pozostałych obliczeń przedstawia tabela 15.
Tabela 15. Współczynnik efektywności wykorzystania zysków ciepła w
poszczególnych miesiącach
Miesi ąc ηH,gn
Styczeń 1,00
Luty 1,00
Marzec 1,00
Kwiecień 0,98
Maj 0,67
Czerwiec 0,64
Lipiec 0,37
Sierpień 0,51
Wrzesień 0,94
Październik 0,99
Listopad 1,00
Grudzień 1,00
34
Długość sezonu grzewczego niezbędna do wyznaczenia czasu pracy
elementów instalacji ogrzewczej budynku może być wyliczona wg wzoru 12
LH = Σ fH,m (11 1.10.4 s. 28) m=1
Część miesiąca będąca składową sezonu grzewczego dla budynku fH,m
może być wyznaczona w oparciu o udział potrzeb ogrzewczych budynku. W tej
metodzie w pierwszej kolejności należy wyznaczyć udział graniczny potrzeb
cieplnych według wzoru:
ŴŴŴŴH.lim = (aH + 1) / aH (11 1.10.5 s. 28)
ŴH.lim = (4,667 +1) / 4,667 = 1,214
Dla m-tego miesiąca analizowana jest wielkość γH i na tej podstawie określana
jest wartość fH,m dla każdego miesiąca – według następującej procedury:
- wartość γH na początku miesiąca m-tego
Jest ona obliczana jako średnia arytmetyczna wartości γH miesiąca m-tego i
miesiąca poprzedzającego;
- wartość γH na końcu miesiąca m-tego
Jest ona obliczana jako średnia arytmetyczna wartości γH miesiąca m-tego i
miesiąca następnego;
- mniejszą z dwóch wyżej obliczonych wielkości oznacza się γH,1 a większą γH,2;
Jeżeli wystąpi ujemna wartość γH, to zastępuje się ją wartością dodatnią γH
najbliższego miesiąca.
Wyznaczenie względnej długości czasu ogrzewania w m-tym miesiącu:
− jeżeli γH,2 < γH,lim, to cały miesiąc jest częścią sezonu ogrzewczego, fH,m = 1;
− jeżeli γH,1 > γH,lim , to cały miesiąc nie jest częścią sezonu ogrzewczego, fH,m =
0;
− w przeciwnym przypadku tylko ułamek m-tego miesiąca jest częścią sezonu
ogrzewczego, co wyznacza się następująco:
o jeżeli γH > γH,lim , to fH = 0,5 · (γH,lim - γH,1)/(γH - γH,1);
35
o jeżeli γH <= γH,lim , to fH = 0,5 + 0,5 · (γH,lim - γH)/(γH,2 - γH).
Wartość γH na początku miesiąca w styczniu:
γH,m,p = (γH,m-1 + γH,m) / 2 = (0,165+0,170)/2 = 0,167
Wartość γH na końcu miesiąca w styczniu:
γH,m,k = (γH,m + γH,m+1) / 2 = (0,170+0,208)/2 = 0,189
Oznaczenie:
ŴH,1 = min ((γH,m,p ; γH,m,k)
ŴH,2 = max ((γH,m,p ; γH,m,k)
Pozostałe wyniki zestawiono w tabeli 16.
Tabela 16. Udział potrzeb ogrzewczych budynku w poszczególnych miesiącach
Miesi ąc ŴH,m,p ŴH,m,k
Styczeń 0,167 ŴH,1 0,189 ŴH,2 Luty 0,189 ŴH,1 0,245 ŴH,2 Marzec 0,245 ŴH,1 0,398 ŴH,2 Kwiecień 0,398 ŴH,1 0,944 ŴH,2 Maj 0,944 ŴH,1 1,419 ŴH,2 Czerwiec 1,419 ŴH,1 2,080 ŴH,2 Lipiec 2,080 ŴH,1 2,308 ŴH,2 Sierpień 2,308 ŴH,2 1,298 ŴH,1 Wrzesień 1,298 ŴH,2 0,522 ŴH,1 Październik 0,522 ŴH,2 0,302 ŴH,1 Listopad 0,302 ŴH,2 0,201 ŴH,1 Grudzień 0,201 ŴH,2 0,167 ŴH,1
Względna długość czasu ogrzewania w m-tym miesiącu:
- dla miesięcy październik – kwiecień fH,m = 1 – należy do sezonu grzewczego
- dla miesięcy czerwiec – sierpień fH,m = 0 – nie należy do sezonu grzewczego
36
- dla miesiąca maja długość trwania sezonu grzewczego wynosi:
fH,m = 0,5 · {( 1,214 – 0,944) / (1,374 - 0,944)} = 0,315 -> 10 dni
- dla miesiąca września długość trwania sezonu grzewczego wynosi:
fH,m = 0,5 + 0,5 · {( 1,214 – 0,676) / (1,298 - 0,676)} = 0,933 -> 28 dni
Wartość miesięcznego zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji dla
miesiąca stycznia:
QH,nd,n = 2474,65 – 1,00 · 419,95 = 2054,79 kWh/m-c
dla maja:
QH,nd,n = (715,48 – 0,67 · 982,89) · 0,315 = 17,94 kWh/m-c
dla września:
QH,nd,n = (1058,48 – 0,94 · 715,10) · 0,933 = 360,40 kWh/m-c
Pozostałe wyniki zestawiono w tabeli 17
Tabela 17. Miesięczne zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i wentylacje w
kWh
Miesi ąc QH,nd,n
Styczeń 2054,79
Luty 1711,33
Marzec 1717,65
Kwiecień 776,65
Maj 17,94
Wrzesień 360,40
Październik 911,58
Listopad 1313,23
Grudzień 1810,90
Razem 10674,46
37
5.7 Obliczenie rocznego zapotrzebowania energii końcowej na ogrzewanie i wentylację
Wartość rocznego zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji
budynku zgodnie z metodologią oblicza się wg wzoru:
Q K,H = QH,nd / ηηηη H,tot [kWh/rok] (11 1.5 s. 22 )
oraz
ηηηη H,tot = ηηηηH,g · ηηηηH,d · ηηηηH,s · ηηηηH,e (11 1.6 s. 22)
gdzie:
ηH,g – średnia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii
dostarczonej do granicy bilansowej budynku;
ηH,s – średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepła w elementach
pojemnościowych systemu grzewczego budynku;
ηH,d – średnia sezonowa sprawność transportu nośnika ciepła w obrębie
budynku;
ηH,e – średnia sezonowa sprawność regulacji i wytwarzania ciepła w budynku;
Zgodnie z uwagami znajdującymi się w metodologii:
• zyski ciepła od instalacji transportu nośnika i modułów pojemnościowych
zlokalizowane wewnątrz budynku są wliczane do wewnętrznych zysków
ciepła,
• jeżeli instalacja transportu nośnika jest zaizolowana i położona, to nie
uwzględnia się tej części instalacji w obliczeniach strat ciepła.
Przyjęto następujące wartości dla średnich sezonowych sprawności:
• sprawność wytwarzania ciepła pomieszczeniowego kotła gazowego –
ηH,g - 0,75 (11 T5 s.25),
• sprawność układu akumulacji ciepła w systemie grzewczym – brak
zbiornika buforowego ηH,s - 1,00 (11 T4.2 s.25),
38
• sprawność przesyłu ciepła przy ogrzewaniu gazowym ηH,d – 1,0 (11 T4.1
s.25),
• sprawność regulacji i wykorzystania ciepła ogrzewania wodnego z
grzejnikami członowymi lub płytowymi w przypadku regulacji centralnej
bez regulacji miejscowej ηH,e - 0,8 (11 T2 s. 23).
ηH,tot = ηH,g · ηH,d · ηH,s · ηH,e
ηH,tot = 0,75 · 1,00 · 1,00 · 0,8 = 0,6
Sprawność całkowita ηηηηH,tot = 0,6
Zapotrzebowanie energii końcowej na ogrzewanie i wentylację:
Q K,H = 10674,46 / 0,6 = 17790,77 kWh/rok
Roczne zapotrzebowanie energii końcowej na ogrzewanie i wentylację Q K,H
= 17790,77 kWh/rok
5.8 Obliczenie zapotrzebowania energii końcowej na przygotowanie ciepłej wody użytkowej
Roczne zapotrzebowanie energii końcowej na potrzeby przygotowania ciepłej
wody użytkowej oblicza się zgodnie z metodologią wg wzoru :
Q k,w = Q W,nd / ηηηηW,tot [kWH/rok] (11 1.27 s. 34 )
oraz:
ηW,tot = ηW,g · ηW,d · ηW,s · ηw,e ( 12 1.28 s. 34 )
gdzie:
QW,nd – zapotrzebowanie ciepła użytkowego do podgrzania ciepłej wody;
ηW,g – średnia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii
dostarczanej do granicy bilansowej budynku;
ηW,s – średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepłej wody w elementach
pojemnościowych systemu ciepłej wody w budynku;
39
ηW,d – średnia sezonowa sprawność transportu ciepłej wody w obrębie
budynku;
ηW,e - średnia sezonowa sprawność wykorzystania ( przyjmuje się 1,0 );
Zgodnie z uwagami pod powyższym wzorem:
• Zyski ciepła od instalacji transportu ciepłej wody i modułów
pojemnościowych jeżeli się one zlokalizowane wewnątrz osłony
izolacyjnej budynku są wliczane do wewnętrznych zysków ciepła,
• Jeżeli instalacja transportu ciepłej wody jezt zaizolowana i położona w
bruzdach, to nie uwzględnia się tej części instalacji w obliczeniach strat
ciepła.
Zapotrzebowanie rocznego ciepła użytkowego do podgrzania ciepłej wody
zgodnie z metodologią oblicza się wg. wzoru:
Q W,nd = V CWi · Li · Cw · ρW · (θθθθCW - θθθθO ) · kt · t UZ / (1000 · 3600)[kWh/rok] (11 1.29 s.38)
Gdzie: Li – liczba osób korzystających z ciepłej wody ; przyjęto Li = 6
Cw – ciepło właściwe wody, przyjmowane jako 4,19 kJ/kgK
W – gęstość wody, przyjmowana jako 1000kg/m3
θCW – temperatura wody na zaworze czerpalnym; przyjęto 45 0 C (11 T14 s. 38)
θO – temperatura wody zimnej przyjmowana jako 10 0 C
kt – współczynnik korygujący temperaturę c.w.u. przyjęto kt =1.28
t ZU – czas użytkowania (miesiąc, rok - przeważnie 365 dni), czas użytkowania
należy zmniejszyć o przerwy urlopowe i wyjazdy i inne uzasadnione sytuacje,
średnio w ciągu roku o 10% - dla budynków mieszkalnych; przyjęto 328,5 doby
VcW – jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody użytkowej; przyjęto 35
dm3/j.osobę · doba (11 T15 s.38)
Zapotrzebowanie na ciepło użytkowe do podgrzania ciepłej wody:
Q W,nd = 35 · 6 · 4,19 · 1000 · ( 45 - 10 ) · 1,28 · 328,5 / ( 1000 · 3600 ) =
3597,03 kWh/rok
40
Zapotrzebowanie ciepła użytkowego do podgrzania ciepłej wody Q W,nd =
3597,03 kWh/rok .
Poszczególne sprawności elementów instalacji wyznacza się zgodnie z
metodologią z zależności:
ηηηηw ,d = Q W,nd /( Q W,nd + ∆ Q W,nd ) ( 12 1.28.1 s.35 )
∆ Q W,nd - przewody izolowane i położone w bruzdach – pominięto;
Przyjęto następujące średnie wartości dla sprawności wytwarzania, przesyłu,
akumulacji i sprawności wykorzystania:
• średnia sezonowa sprawność wytwarzania nośnika ciepła dla węzła
kompaktowego z obudową (dla CO i CWU) – ηw,g – 0,92 (11 T12 s.36);
• średnia sezonowa sprawność transportu wody ciepłej użytkowej dla
instalacji wody w budynkach jednorodzinnych - ηw,d - 0,6 (11 T13.1 s.37);
• średnia sezonowa sprawność akumulacji ηw,s – brak zbiornika;
• średnia sezonowa sprawność wykorzystania (przyjmuje się 1) – przyjęto
ηW,e = 1.0;
Sprawność całkowita:
ηW,tot = 0,92 · 0,6 · 1,0 = 0,552
Zapotrzebowanie na energię końcową na przygotowanie ciepłej wody
użytkowej:
Q k,w = 3597,03 / 0,552 = 6516,36 kWh/rok
Roczne zapotrzebowanie na energię końcową na przygotowanie ciepłej wody
użytkowej Q k,w = 6516,36 kWh/rok
41
5.9 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pomocniczą
W budynku będącym przedmiotem analizy zastosowany jest dwufunkcyjny
kocioł gazowy o mocy 15 kW.
Roczne zapotrzebowanie energii pomocniczej dla systemu ogrzewania
oblicza się zgodnie z metodologią wg wzoru:
E el,pom,H = Σi qel,H,i · Af · tel,i · 10 –3 [ kWh/rok ] (11 1.30 s. 39)
gdzie:
qel,H,i – zapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu urządzenia;
pomocniczego w systemie ogrzewania odniesione do powierzchni ogrzewanej
tel,i – czas działania urządzenia pomocniczego w ciągu roku, zależny od
programu eksploatacji budynku (instalacji);
Przyjęto następujące średnie moce jednostkowe układów pomocniczych w
odniesieniu do powierzchni i średni czas ich pracy:
• dla napędu pomocniczego i regulacji kotła do ogrzewania w budynku qel,H,i
= 0,45 W/m2, tel,i = 2200 h/rok (11 T19 s.40).
Zapotrzebowanie na energię pomocniczą do ogrzewania budynku:
E el,pom,H = 0,45 · 94,65 · 2200 · 10 –3 = 93,70 kWh/rok
Roczne zapotrzebowanie na energię pomocniczą do ogrzewania budynku
E el,pom,H = 93,70 kWh/rok
Roczne zapotrzebowanie energii pomocniczej dla systemu ciepłej wody
oblicza się zgodnie z metodologią wg wzoru:
E el,pom,W = Σi qel,W,i · Af · tel,i · 10 –3 [ kWh/rok ] (11 1.30 s. 39)
42
gdzie:
qel,W,i – zapotrzebowanie mocy elektrycznej do napędu urządzenia
pomocniczego w systemie przygotowania ciepłej wody odniesione do
powierzchni ogrzewanej ;
tel,i – czas działania urządzenia pomcniczego w ciągu roku, zależny od
programu eksploatacji instalacji ciepłej wody;
Przyjęto następujące średnie moce jednostkowe układów pomocniczych w
odniesieniu do powierzchni i średni czas ich pracy:
• dla napędu pomocniczego i regulacji kotła do pogrzania ciepłej wody qel,W,i
= 1,25 W/m2, tel,i = 275 h/rok (11 T19 s.40).
Zapotrzebowanie na energię pomocniczą do podgrzania ciepłej wody:
E el,pom,W = 1,25 · 94,65 · 275 · 10 –3 = 32,54 kWh/rok
Roczne zapotrzebowanie na energię pomocniczą do podgrzania ciepłej wody
E el,pom,W = 32,54 kWh/rok
5.10 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną przez system grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania budynku
Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania energii pierwotnej dla systemu
grzewczego przy wentylacji grawitacyjnej wyznacza się zgodnie z metodologią
wg wzoru:
Q P,H = wh · Q K,H + wel · E el,pom,H k/Wh/rok ( 11 1.3 s.21)
gdzie:
QK,H – roczne zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania i wentylacji
budynku;
43
WH - współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej na wytworzenie i
dostarczenie nośnika energii (lub energii) końcowej do ocenianego budynku;
Dla ocenianego budynku:
wH = 1,1 (gaz ziemny)
wel =3,0 (energia elektyczna)
Zatem,
Q P,H = 1,1 · 17790,77 + 3 · 93,70 = 19850,95 [ k/Wh/rok]
Roczne zapotrzebowanie energii pierwotnej na ogrzewanie i wentylację Q P,H
= 19850,95 kWh/rok
5.11 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną na podgrzewanie ciepłej wody
Roczne zapotrzebowania na energię pierwotną na podgrzewanie ciepłej
wody wyznacza się zgodnie ze wzorem
Q P,W = ww· Q K,W + wel · E el,pom,W [ k/Wh/rok] ( 12 1.4 s.21)
gdzie :
Q K,W - roczne zapotrzebowanie energii końcowej do podgrzania ciepłej wody;
Ww – współczynnik nakładu energii pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie
nośnika energii (lub energii) końcowej do ocenianego budynku;
W obliczanym przypadku współczynnik nakładu nieodnawialnej energii
pierwotnej przyjmuje wartość ww = 1,1 dla gazu, oraz wel = 3 dla energii
elektrycznej z sieci systemowej.
Q P,W = 1,1 · 6516,36 + 3 · 32,54 = 7265,62 k/Wh/rok
Q P,W =7265,62 [kWh/rok]
44
5.12 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną
Roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną wyznacza się zgodnie z
metodologią wg wzoru:
Qp = Q P,H + Q P,W kWh/rok ( 11 1.2. s.21)
Qp = 19850,95+ 7265,62 = 27116,57 kWh/rok
Całkowite roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną Qp= 27116,57
kWh/rok
5.12.1 Obliczenie wskaźnika EP
Wskaźnik zużycia energii pierwotnej na m2 powierzchni ogrzewania o
regulowanej temperaturze zgodnie z metodologią oblicza się wg wzoru :
EP = Qp / Af [kWh/ m2rok] (11 w1.1.s.21)
EP = 27116,57 / 94,65= 286,49 kWh/ m2rok
Wskaźnik zużycia energii pierwotnej EP na m2 powierzchni ogrzewania o
regulowanej temperaturze wynosi 286,49 kWh/m 2rok
5.12.2. Obliczenie wskaźnika EK
Wskaźnik zużycia energii końcowej na m2 powierzchni ogrzewania o
regulowanej temperaturze wyznacza się zgodnie z metodologią wg wzoru :
EK = ( QK,H + QK,W) / Af ) [kWh/m 2rok] (11 1.1.1.s.21)
EK = ( 17790,77 + 6516,36 ) / 94,65 = 256,81 kWh/m2rok
45
Wskaźnik zużycia energii końcowej EK na m2 powierzchni ogrzewania o
regulowanej temperaturze wynosi 256,81 kWh/m 2rok .
5.12.3. Obliczenie współczynnika kształtu A/Ve i Δ E Pw
Współczynnik kształtu budynku oblicza się wg wzoru:
A/Ve
gdzie:
A – suma pól powierzchni wszystkich przegród, oddzielających część
ogrzewaną budynku od powietrza zewnętrznego, gruntu i przyległych
pomieszczeń nie ogrzewanych, liczona po obrysie zewnętrznym [ m²];
Ve – kubatura ogrzewanej części budynku, pomniejszona o podcienie, balkony,
loggie, galerie itp. liczona po obrysie budynku [m³];
Dla analizowanego budynku A –394,12 m² ; Ve - 283,95 m³ ; Af - 94,65 m²
Współczynnik kształtu budynku wynosi:
A/Ve = 394,12 / 283,95 = 1,39
Dodatek ∆ E Pw oblicza się wg. wzoru :
∆ E Pw = 7.800 / ( 300 - 0,1 · Af) [ kWh/(m² rok) ]
gdzie:
Af – powierzchnia użytkowa budynku [m²];
∆EP – dodatek na jednostkowe zapotrzebowanie na nieodwracalna energię
pierwotną o przygotowanie ciepłej wody użytkowej w ciągu roku;
Zatem:
∆ E Pw = 7.800 / ( 300 - 0,1 · 94,65 ) = 26,85 kWh/m²rok
46
5.12.4 Obliczenie maksymalnego wskaźnika E Pmax
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 roku
zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych jakim powinny
odpowiadać budynki w § 329.2 określa maksymalne wartości EP rocznego
wskaźnika obliczeniowego zapotrzebowania na nieodwracalną energię
pierwotną do ogrzewania, wentylacji i przygotowania ciepłej wody użytkowej w
budynku mieszkalnym w zależności od współczynnika kształtu budynku dla
A/Ve = 1,39 obliczonego wg wzoru:
dla A/V e ≥ 1,05 EPH+W = 149,5 + ∆EP [ kWh/m²rok] ( 3 § 329.3 s10882 )
EPH+W = 149,5 + 26,85
EPH+W max = 176,35 [ kWh/(m² rok )]
Wskaźnik EP określający roczne obliczeniowe zapotrzebowanie na
nieodwracalną energię pierwotną do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody
użytkowej zużycia w przeliczeniu na m² powierzchni ogrzewania o regulowanej
temperaturze wyznaczony dla ocenianego budynku mieszkalnego jest większy
od wskaźnika maksymalnego:
EP = 286,49 kWh/(m² rok) > EPmax = 176,35 kWh/(m² rok)
47
6. Świadectwo energetyczne budynku ŚWIADECTWO CHARAKTERYSYKI ENERGETYCZNEJ
dla budynku mieszkalnego nr 12
Ważne do: 19.08.2019
Budynek oceniany: Rodzaj budynku Budynek jednorodzinny, wolnostojący
Adres budynku Nakło n/Not., ul. Plac Zamkowy 12
Całość/Część budynku Całość budynku
Rok zakończnie budowy/oddania do użytkowania
1979
Rok budowy instalacji 2006
Liczba lokali mieszkalnych 1
Powierzchnia użytkowa (Af, m2) 94,65
Cel wykonania świadectwa
budynek nowy x budynek istniejący najem/sprzedaż przebudowa/rozbudowa
Obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną1)
EP – budynek oceniany 286,49 kWh/m2rok 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 >500 Wg wymagań WT20082) Wg wymagań WT20082)
budynek nowy budynek przebudowany Stwierdzenie dotrzymania wymagań wg WT20082) Zapotrzebowanie na energię pierwotną (EP) Zapotrzebowanie na energię końcową (EK) Budynek oceniany 286,49 kWh/m2rok Budynek oceniany 256,81 kWh/m2rok Budynek wg WT2008 176,35 kWh/m2rok 1) Charakterystyka energetyczna budynku określana jest na podstawie porównania jednostkowej ilości nieodnawialnej energii pierwotnej EP niezbędnej do zaspokojenia potrzeb energetycznych budynku w zakresie ogrzewania, chłodzenia, wentylacji i ciepłej wody użytkowej (efektywność całkowita) z odpowiednią wartością referencyjną. 2) Rozporządzenie ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690, ze zm.), spełnienie warunków jest wymagane tylko dla budynku nowego lub przebudowanego. UWAGA: charakterystyka energetyczna określana jest dla warunków klimatycznych odniesienia – stacja Bydgoszcz oraz dla normalnych warunków eksploatacji budynku podanych na str 2. Sporządzający świadectwo: Krzysztof Fryżewski 89-100 Nakło, ul. Reymona 1 Nr uprawnień ……………………. Data wystawienia 19.08.2009
Data Pieczątka i podpis
48
Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego nr 12 2 Charakterystyka techniczno-użytkowa budynku Przeznaczenie budynku: budynek zamieszkania jednorodzinnego Liczba kondygnacji: 1 Powierzchnia użytkowa budynku 94,65 m2 Powierzchnia użytkowa budynku o regulowanej temperaturze (Af) = 94,65 m2 Normalne temperatury eksploatacyjne: zima, lato = 200C Kubatura budynku: 283,96 m3 Wskaźnik zwartości budynku A/Ve: 1,39 Rodzaj konstrukcji budynku: tradycyjna Liczba użytkowników/mieszkańców: 6 Osłona budynku: budynek w strefie miejskiej, średni osłonięty Instalacja ogrzewania: tak/nie, opis: piec gazowy z zamkniętą komorą spalania do 50 kW, grzejniki płytowe, instalacja zaizolowana ułożona w bruzdach, sterowanie centralne parametry: 55/450C Instalacja wentylacji: tak/nie, opis: naturalna wentylacja grawitacyjna, parametry: Vve,k,Mn = V0 = 120,00 m3/h Instalacja chłodzenia: tak/nie, opis, parametry Instalacja przygotowania ciepłej wody użytkowej: tak/nie, opis: kocioł gazowy z zamkniętą komorą spalania, instalacja zaizolowana ułożona w bruzdach , parametry: θθθθCW=450C, θθθθ0=100C,
Obliczeniowe zapotrzebowanie energii Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię końcową [kWh/m2rok]
Nośnik energii Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Gaz ziemny GZ-50 94,26 36,31 130,57 Energia
elektryczna 126,24 126,24 1) łącznie z chłodzeniem pomieszczeń
Podział zapotrzebowania na energię Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową [kWh/m2rok]
Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Wartość [kWh/m2rok] 112,78 38,00 150,78 Udział [%] 75,00 25,00 100,00 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię końcową [kWh/m2rok]
Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Wartość [kWh/m2rok] 187,96 68,85 256,81 Udział [%] 73,00 27,00 100,00 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię pierwotną [kWh/m2rok]
Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Wartość [kWh/m2rok] 209,73 76,76 286,49 Udział [%] 73,00 27,00 100,00 Sumaryczne roczne jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię:
• pierwotną 286,49 kWh/m2rok
1) łącznie z chłodzeniem pomieszczeń
49
Uwagi w zakresie możliwości zmniejszenia zapotrzebowania na energię końcową 1) Możliwe zmiany w zakresie osłony zewnętrznej budynku: Montaż rolet zewnętrznych na oknach zewnętrznych.
2) Możliwe zmiany w zakresie techniki instalacyjnej i źródła energii: Montaż zaworów regulacji miejscowej. Wymiana kotła gazowego na kocioł kondensacyjny.
3) Możliwe zmiany ograniczające zapotrzebowanie na energię końcową w czasie eksploatacji budynku: Dobudowanie wiatrołapu, lub podział istniejącego korytarza i przeznaczenie części na wiatrołap.
4) Możliwe zmiany ograniczające zapotrzebowanie na energię końcową związane z korzystaniem z ciepłej wody użytkowej: Montaż instalacji solarnej do przygotowania ciepłej wody użytkowej. 5) Inne uwagi osoby sporządzającej świadectwo charakterystyki energetycznej: Brak.
Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego nr 12 3
50
Objaśnienia Zapotrzebowanie energii Zapotrzebowanie na energię w świadectwie charakterystyki energetycznej jest wyrażane poprzez roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną i poprzez zapotrzebowanie na energię końcową. Wartości te są wyznaczone obliczeniowo na podstawie jednolitej metodologii. Dane do obliczeń określa się na podstawie dokumentacji budowlanej lub obmiaru budynku istniejącego i przyjmuje się standardowe warunki brzegowe (np. standardowe warunki klimatyczne, zdefiniowany sposób eksploatacji, standardową temperaturę wewnętrzną i wewnętrzne zyski ciepła itp.) Z uwagi na standardowe warunki brzegowe, uzyskane wartości zużycia energii nie pozwalają wnioskować o rzeczywistym zużyciu energii budynku. Zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną Zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną określa efektywność całkowitą budynku. Uwzględnia ona obok energii końcowej, dodatkowe nakłady nieodnawialnej energii pierwotnej na dostarczanie do granicy budynku każdego wykorzystanego nośnika energii (np. oleju opałowego, gazu, energii elektrycznej, energii odnawialnych itp.) Uzyskane małe wartości wskazują na nieznaczne zapotrzebowanie i tym samym wysoką efektywność i użytkowanie energii chroniące zasoby i środowisko. Jednocześnie ze zużyciem energii można podawać odpowiednią emisję CO2 budynku Zapotrzebowanie energii końcowej Zapotrzebowanie na energię końcową określa roczną ilość energii dla ogrzewania (ewentualnie chłodzenia), wentylacji i przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Jest ona obliczana dla standardowych warunków klimatycznych i standardowych warunków użytkowania i jest miarą efektywności energetycznej budynku i jego techniki instalacyjnej. Zapotrzebowanie energii końcowej jest to ilość energii bilansowania na granicy budynku, która powinna być dostarczone do budynku przy standardowych warunkach z uwzględnieniem wszystkich strat, aby zapewnić utrzymanie obliczeniowej temperatury wewnętrznej, niezbędnej wentylacji i dostarczenie ciepłej wody użytkowej. Małe wartości sygnalizują niskie zapotrzebowanie i tym samym wysoką efektywność. Budynek mieszkalny z lokalami usługowymi Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego, w którym znajdują się lokale o funkcji niemieszkalnej może być wystawione dla całego budynku lub oddzielnie dla części mieszkalnej i każdej pozostałej części budynku stanowiącej całość techniczno-użytkową o odmiennej funkcji użytkowej. Fakt ten należy zaznaczyć na stronie tytułowej w rubryce (całość/część budynku).
Informacje dodatkowe
1) Niniejsze świadectwo charakterystyki energetycznej lokalu zostało wydane na podstawie dokonanej oceny energetycznej budynku zgodnie z przepisami ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane oraz Rozporządzenia 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 nr 156, poz. 1118 z późn. zm.)
2) Świadectwo charakterystyki energetycznej traci ważność po upływie terminu podanego na str. 1 oraz w przypadku, o którym mowa w art. 63 ust. 3 pkt 2 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane
3) Obliczona w świadectwie charakterystyki energetycznej wartość „EP” wyrażona w [kWh/m2a] jest wartością obliczeniową określającą szacunkowe zużycie nieodnawialnej energii pierwotnej dla przyjętego sposobu użytkowania i standardowych warunków klimatycznych i jako taka nie może być podstawą do naliczania opłat za rzeczywiste zużycie energii w budynku.
4) Ustalona w niniejszym świadectwie skala do oceny właściwości energetycznych budynku wyraża porównanie jego oceny energetycznej z oceną energetycznego spełniającego wymagania warunków technicznych
5) Wyższą efektywność energetyczną budynku można uzyskać przez poprawienie jego cech technicznych wykonując modernizację w zakresie obudowy budynku, techniki instalacyjnej, sposobu zasilania w energię lub zmieniając parametry eksploatacyjne
Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego nr 12 4
51
7. Podsumowanie i wnioski
W niniejszej pracy:
- zebrano informację odnośnie wbudowanego materiału konstrukcji przegród
budowlanych,
- obliczono współczynnik przenikania ciepła przez przegrody U,
- obliczono współczynniki strat ciepła przez przenikanie Htr i wentylację Hve,
- obliczono miesięczne straty ciepła przez przenikanie i wentylację QH,ht,
- obliczono zyski ciepła od nasłonecznienia Qsol oraz wewnętrzne zyski ciepła
Qins,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na ciepło użytkowe do ogrzewania i
wentylacji Qh,nd,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania i
wentylacji Qk,h,
- obliczono zapotrzebowanie energii użytkowej QW,nd oraz końcowej Qk,w na
przygotowanie ciepłej wody użytkowej,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pomocniczą Eel,pom,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla ogrzewania i
wentylacji Qp,H
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla przygotowania
ciepłej wody użytkoweji Qp,W
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną Qp,
- obliczono wskaźniki EP oraz EK,
- obliczono wskaźnik Ep dla budynku referencyjnego
Wszystkie przegrody zewnętrzne budynku posiadają współczynniki
przenikania ciepła U mniejsze od normatywnych współczynników granicznych
określonych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6.11.2008 r.
zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych jakim
powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
W celu obniżenia zapotrzebowania na energię cieplną zaleca się
zastosowanie rolet zewnętrznych na okna, zainstalowanie kolektorów
słonecznych na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wymianę
52
kotła gazowego na gazowy kocioł kondensacyjny charakteryzujący się większą
sprawnością działania. Zaleca się również dobudowanie wiatrołapu, lub podział
istniejącego korytarza i wydzielenie jego części na wiatrołap.
53
8. Przegląd literatury
[ 1 ] Dyrektywa 2002/01/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z
dnia 16 grudnia 2002r w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
opublikowana w dz. Urz. UE L 1 z 04.01.2003 str. 65; Dz. Urz. UE Polskie
wydanie specjalne, rozdz.12, tom2, str,168.
[ 2 ] Jacek Miklas . Świadectwa energetyczne budynków. Kujawsko –
Pomorska Izba Budownictwa w Bydgoszczy Oddz. w Toruniu: grudzień
2008
[ 3 ] PN-EN 13790 Cieplne właściwości użytkowe budynków. Obliczanie
zużycia energii do ogrzewania.
[ 4 ] PN – EN 12831: 2006 Instalacje grzewcze w budynkach. Metoda
obliczania projektowanego obciążenia cieplnego.
[ 5 ] PN-EN ISO 6946:2004.Komponenty budowlane i elementy budynku.
Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania.
[ 6 ] PN-EN ISO 14683: 2001 Mostki cieplne w budynkach. Liniowy
współczynnik przenikania ciepła. Metody uproszczone i wartości
orientacyjne.
[ 7 ] PN –EN 13830 Ściany osłonowe. Norma wyrobu.
[ 8 ] Ustawa z dnia 19 września 2007r o zmianie ustawy – Prawo
budowlane opublikowane w Dz. U. nr 191; poz. 1373 z 2007r.
[ 9 ] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008r
zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych , jakim
powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie opublikowana w Dz. U. nr
201; poz. 1238 z 2008r.
[ 10 ] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008r
zmieniające rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i formy
projektu budowlanego opublikowane w Dz. U. nr 201; poz. 1239 z 2008r.
[ 11 ] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008r w
sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i
lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej całość techniczno –
użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich
charakterystyki energetycznej opublikowane w Dz. U. nr 201; poz. 1240 z
2008r. 53