OGÓLNOPOLSKI MAGAZYN IZBY ARCHITEKTÓW RP / NAKŁAD KONTROLOWANY 14 500 EGZ.
 
   
 
 
 
Wyszukiwarka_Z:A  
  Reklama  
   
 
         
Zamów Z:A drukowany
| TECHNIKA W ARCHITEKTURZE |  PROMOCJA |
|_#55  ZA

 

 

Błędy przy obliczaniu projektowego wskaźnika EP
/// Marcin Gasiński /// artykuł online w całości

Dołącz na Fb


///
wersja
beta_2
serwisu
///

AKTUALNY NUMER

Zamów Z:A drukowany

Pobierz Z:A_free

> Zamów prenumeratę

WYDANIA ARCHIWALNE

> Czytaj wybrane artykuły

> Zamów Z:A_drukowany

> Szukaj w archiwum

> Pobierz Z:A_free (pdf)

> Forum Z:A /// skomentuj

> e-Newsletter Z:A

> Dopisz swój e-mail

Analiza aktualnie wykonywanych charakterystyk projektowych pokazuje, jak ważna jest poprawność stosowania obowiązującej metody obliczeniowej. Dlatego zanim zaplanujemy w budynku baterie słoneczne czy inne energooszczędne rozwiązanie (chcąc obniżyć wartość EP), powinniśmy upewnić się, że obliczenia zostały wykonane poprawnie. Poniżej przyjrzymy się metodzie określania wskaźnika EP, przede wszystkim w części poświęconej instalacjom wentylacyjnym.
       
Błędy przy obliczaniu projektowego wskaźnika EP
       
       

Od 1 stycznia 2017 r. zaczęły obowiązywać nowe wymagania WT [1] w zakresie zwiększonej izolacyjności termicznej przegród oraz maksymalnej wartości wskaźnika nieodnawialnej energii pierwotnej EP. Choć wymagania te były znane od dawna (wprowadziła ją zmiana do WT z 2013 roku) wzbudzały umiarkowane emocje, przede wszystkim z powodu niewielkich problemów związanych z uzyskaniem wymaganych wartości. Sytuacja zmieniła się w 2017 r., gdy obliczeniowe EP okazuje się (coraz częściej) większe od wymaganej przepisami, maksymalnej wartości.

 

Przyczyny powstawania błędów

Na wstępie należałoby się zastanowić nad źródłami błędów w obliczeniach. Pierwszy powód, chyba najważniejszy, to ogólna niechęć do wszystkich zagadnień związanych z charakterystyką energetyczną. Nastawienie „bo Unia kazała” sprawiło, że już w 2008 roku, na etapie tworzenia przepisów i w kolejnych latach przy wprowadzaniu ich w życie oraz w późniejszej egzekucji, przyjęto postawę bierną. Należało wdrożyć dyrektywę, ale bez zainteresowania jakością funkcjonowania przepisów. Nie ma się co dziwić, że taka postawa ze strony władzy centralnej przełożyła się na podobne traktowanie tych zagadnień przez środowisko budowlane. Ot kolejne, niezrozumiałe wymagania, które trzeba wypełnić i tyle.

Drugi powód powstawania błędów wynika z niezrozumienia stanu „energetycznego” budynku, który opisuje wskaźnik EP. Otóż nie jest to wartość energii pierwotnej w stanie projektowym czy też w czasie rzeczywistego użytkowania, ale wartość opisująca tzw. standardowe warunki użytkowania. Warunki te zostały ściśle określone w rozporządzeniu [2] poprzez podanie konkretnych wielkości, odnoszących się do parametrów technicznych instalacji oraz do sposobu użytkowania budynku (np. średnie zużycie ciepłej wody czy uśredniony poziom wewnętrznych zysków ciepła).

Trzeci powód wiąże się z wrodzonym lenistwem. Do obliczeń wskaźnika EP wykorzystuje się przede wszystkim programy komputerowe, z których użytkownicy korzystają często bezrefleksyjnie, przyjmując do obliczeń wpisane do nich dane domyślne, co nie zawsze jest prawidłowe.

 

Liczy się suma

Na co więc należy zwracać uwagę w czasie obliczeń? Przypomnijmy, że zgodnie z obowiązującymi przepisami (§ 329.1 WT) obliczeniowe wskaźniki EPobl. muszą spełniać poniższe warunki:

  • dla budynków mieszkalnych: EPobl. ≤ EP = EPH+W + ∆EPC
  • dla budynków niemieszkalnych: EPobl. ≤ EP = EPH+W + ∆EPC + ∆EPL

Należy zwrócić uwagę, że intencją przepisów WT jest, aby ocenie podlegała suma składowych równania, a nie ich poszczególne wartości. Ponieważ jednak zapisy budziły wątpliwości interpretacyjne (rozporządzenie określa także maksymalne wartości cząstkowych składowych), obecnie procedowana jest zmiana, która jednoznacznie ustala, że spełniony powinien być tylko warunek dotyczący maksymalnej wartości EP.

To znaczy, że jeżeli obliczamy wskaźnik np. dla budynku biurowego niewyposażonego w instalację chłodzenia, w którym oświetlenie używane jest krócej niż przez 2500 godzin w roku, to uzyskana w wyniku obliczeń wartość EP, według wymagań dla roku 2017, nie może być większa niż 110 [kWh/m2rok], bez względu na to jaki będzie stosunek zapotrzebowania energii dla celów ogrzewania i ciepłej wody do energii na oświetlenie. Od projektanta bowiem zależy jaki budynek stworzy i jakie wartości składowe uzyska. Istotne jest, by nie została przekroczona wartość całkowita.

 

Strumień według rozporządzenia: metoda domyślna

Podstawę do obliczeń wskaźnika EP, wskazaną w § 328.1 WT, stanowi rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz.U. 2015 poz. 376, z późn. zm.), tzw. „metodologia” [2].

Ilość ciepła przenoszonego ze strefy ogrzewanej do powietrza wentylacyjnego jest jedną ze składowych wskaźnika EPH+W, a wartością, od której bezpośrednio zależy wielkość zużywanej energii, jest uśredniony w czasie strumień powietrza zewnętrznego – Vve,k,n. „Metodologia” pozwala na określenie tej wielkości dwoma sposobami, metodą domyślną według rozporządzenia lub metodą obliczeniową według normy PN-EN ISO 13790 [3].

Metoda domyślna polega na określeniu składowych strumienia powietrza zewnętrznego: strumienia podstawowego oraz dodatkowego spowodowanego infiltracją. Wartość strumienia podstawowego wyrażona jest w m3/sm2 powierzchni strefy i zestawiona w tabeli z podziałem na kategorie budynków, sposób użytkowania i rodzaj instalacji (dla instalacji wentylacji nawiewno-wywiewnej wartość strumienia ustalana jest indywidualnie na podstawie dokumentacji projektowej). Trzeba w tym miejscu podkreślić, że strumień podstawowy nie jest tożsamy ze strumieniem projektowym. Jest to strumień średni w danym miesiącu, co oznacza, że instalacja zaprojektowana według aktualnych przepisów techniczno-budowlanych będzie traktowana przy obliczaniu EP tak, jakby pracowała ze strumieniem średnim wskazanym przez „metodologię”.

Podane w rozporządzeniu wartości strumienia podstawowego są stałe dla danego rodzaju instalacji wentylacyjnej. W tej metodzie nie można uwzględnić specyficznych właściwości systemu, np. regulacji przepływu zależnie od potrzeb.

Określając strumień powietrza infiltrującego, należy pamiętać, że wskaźnik szczelności n50 dla budynku projektowanego wynosi 4,0 (n=0,2 dla wentylacji grawitacyjnej). Przyjęcie innych wartości jest możliwe wyłącznie po przeprowadzeniu próby szczelności, co dla budynku znajdującego się na etapie projektu nie jest możliwe. Wykonujący obliczenia bardzo często przyjmują wartości wskaźnika szczelności zalecane przez rozporządzenie WT, czyli: <1,5 dla wentylacji mechanicznej oraz <3,0 dla wentylacji grawitacyjnej. W świetle obowiązującej metody obliczeniowej takie działanie należy uznać za nieprawidłowe.

 

Strumień według normy: metoda obliczeniowa

Metoda obliczeń według normy wymaga większego wysiłku analitycznego. Jednak w zakresie podstawowego strumienia powietrza uwzględnia specyficzne cechy systemu, tj. sposób regulacji strumienia powietrza, nieszczelności przewodów i centrali, efektywność wentylacji czy zastosowanie recyrkulacji, a wszystko to pozwala na lepsze oszacowanie wartości strumienia średniego.

Obliczenia strumienia infiltracyjnego wymagają jeszcze większego wysiłku, który najlepiej wspomóc programem komputerowym albo chociażby arkuszem kalkulacyjnym. Szczególnie czasochłonne obliczenia dotyczą wentylacji naturalnej, dla której określa się metodą iteracyjną przepływ przez każdy element powłoki budynku, tj. nieszczelności czy nawiewniki powietrza zewnętrznego.
Chociaż perspektywa żmudnych obliczeń może nie być zachęcająca, warto ją przeprowadzić szczególnie dla instalacji wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej. Okazuje się bowiem, że korzystając z metody podanej w rozporządzeniu, dla instalacji z odzyskiem ciepła o sprawności 80%, strumień powietrza infiltracyjnego może być nawet większy niż strumień podstawowy. W takim przypadku dalsze zwiększanie sprawności odzysku ciepła nie przyniesie wymiernych obliczeniowo korzyści.

 

Energia w instalacji

Kolejną składową obliczeń, mającą istotny wpływ na wielkość wskaźnika EP, jest zużycie energii elektrycznej do napędu urządzeń pracujących w instalacji wentylacyjnej. W przypadku budynku nowego jedyne źródła danych powinny stanowić projekt oraz dane producenta urządzeń. Korzystanie z wartości domyślnych, podanych w rozporządzeniu jest błędne i prowadzi do przeszacowania. Należy bowiem pamiętać, że współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla energii elektrycznej z sieci wynosi 3,0. Oznacza to, że zużycie energii przez urządzenia pomocnicze mnożone jest przez 3 w czasie przeliczenia na energię pierwotną. Ta wartość może się okazać znacząca dla osiągnięcia wymaganego wskaźnika EP.
Podobna zasada obowiązuje w przypadku pozostałych instalacji znajdujących się w budynku. Jeżeli istnieją dane dla urządzeń oraz instalacji, należy korzystać wyłącznie z tych parametrów, nigdy z danych domyślnych.

 

Istotne wartości rzeczywiste

Na co warto zwrócić uwagę poza obliczeniami dla instalacji wentylacyjnych? Przede wszystkim należy poprawnie określić wymagany, maksymalny wskaźnik EP, szczególnie dla budynków o funkcji użytkowej mieszanej. Często bowiem zdarza się, że w budynkach mieszkalnych z częścią usługową nie uwzględnia się funkcji niemieszkalnej, ustalając wymaganie dla EP wyłącznie na podstawie wartości jak dla budynku mieszkalnego. Warto przypomnieć, że w §329.3 WT podano procedurę obliczania wskaźnika EP dla budynków z funkcją mieszaną.

W trakcie obliczania energii końcowej dla potrzeb instalacji ogrzewania i ciepłej wody użytkowej nie należy korzystać ze współczynników sprawności podanych w treści „metodologii”. Są one bowiem dedykowane dla budynków istniejących, nieposiadających dokumentacji projektowej lub gdy ustalenie wartości rzeczywistych jest niemożliwe. Dla budynku projektowanego wszystkie dane potrzebne do obliczeń są dostępne. Niech za uzasadnienie takiego działania, poza obowiązkami wynikającymi z przepisów, świadczy prosty przykład. Sumaryczna sprawność dla instalacji ciepłej wody użytkowej, według danych domyślnych znajdujących się w „metodologii” wynosi najczęściej ok. 60%. To oznacza, że wartość energii końcowej musi być większa od rzeczywistego zużycia o 40%, co naturalnie przekłada się na większy wynik energii pierwotnej. Korzystając z wartości rzeczywistych, osiągany wynik końcowy okaże się znacznie korzystniejszy.

Stosowanie wartości rzeczywistych okazuje się prawidłową praktyką, szczególnie istotną w przypadku współczynników nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla sieci ciepłowniczych. Wartości te, o czym pisano w Z:A_#49 (patrz: Pisaliśmy o tym w Z:A – przyp. red.), mogą w istotnym stopniu wpłynąć na końcową wartość EP.

 

***

Ten krótki przegląd najczęściej popełnianych błędów pokazuje, że spełnienie zaostrzających się wymagań będzie zależało również od poprawności wykonywanych obliczeń. Im mniejsza wymagana wartość EP, tym większe znaczenie może mieć nawet kilkuprocentowa korekta, spowodowana usunięciem błędów obliczeniowych.

Wreszcie sprawa najważniejsza. Na podstawie nieprawidłowych obliczeń bardzo trudno podejmować decyzję o zastosowaniu technologii odnawialnych, naturalnie zmniejszających wartość EP. Jeżeli już decydujemy się na taką zmianę w projekcie, to należy opierać się wyłącznie na prawidłowej analizie aktualnego „stanu energetycznego”. Koniec artykułu

 


1_Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002.75.690, tekst jednolity Dz.U. 2015.1422)
2_Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz.U. 2015.376, z późn. zm.), tzw. „metodologia”
3_PN-EN ISO 13790:2009, Energetyczne właściwości użytkowe budynków – Obliczanie zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia

 


Pisaliśmy o tym w Z:A
> Wentylacja a zaostrzone wymagania WT, Marcin Gasiński, Z:A_#49, s. 092

 

 

 

> napisz do autora: gasinski@aereco.com.pl

 

 
  Forum Z:A /// skomentuj artykuł
     
Polecamy lekturę Z:A_#55
Zamów Z:A drukowany



Zamów Z:A drukowany

Pobierz Z:A_free


Zapraszamy do pobierania wydanych dotychczas numerów
Zawodu:Architekt w wersji PDF

 

> polecamy: artykuły on-line

> strona główna Z:A

 
Polecamy w Z:A
Młodzi architekci
w Europie: kondycja
i przyszłość zawodu

arch. Jola Starzak,
arch. Dawid Strębicki, architekci IARP

DOŚWIADCZENIA
Obszar Oddziaływania Obiektu / refleksje przed godziną „zero”
arch. Piotr Gadomski, architekt IARP
PRAWO
Konkursy: ziemia obiecana czy droga donikąd?
arch. Krzysztof A. Nowak

IZBA ARCHITEKTÓW
Sztuka aikido
arch. Wojciech Gwizdak, architekt IARP
FELIETON
Anioł najbardziej przykuwa moją uwagę / czyli polski gust architektoniczny...
autor: Błażej Prośniewski, redakcja: Bartosz Wokan
ARCH_I_KULTURA

 

 

 
 
 
 
    Copyright © 2004-2017 Izba Architektów RP. Wszelkie prawa zastrzeżone.  |  Zarządzanie serwisem i custom publishing: Oria Media.