Building Physics in Theory and Practise, ISSN 1734-4891
SPECYFIKA SYMULACJI ZUŻYCIA ENERGII W NOWOCZESNYCH
BUDYNKACH BIUROWYCH W POLSCE
Piotr BARTKIEWICZ*
*
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji
ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa, e-mail: [e-mail]
Streszczenie: Niniejszy referat przybliża zagadnienia wy- należą kompleksowe oceny budynku pod kątem jego
korzystania symulacji zużycia energii w nowoczesnych budyn-
zrównoważenia.
kach biurowych. Oszacowanie zużycia energii na potrzeby wen-
W niniejszym artykule przybliżono jeden z najbardziej
tylacji, klimatyzacji i ogrzewania budynku w kontekście ostat-
zaawansowanych technologicznie i najszerszych przykła-
nich zmian prawnych nabiera szczególnego znaczenia, zwłasz-
dów kompleksowych analiz istniejącego budynku biuro-
cza w warunkach polskich. Na podstawie przeprowadzonych
wego. Analiz, które dostarczyły cennych informacji za-
projektów zarządzania energią w budynku Autor prezentuje
rządzającym budynkiem i posłużyły jako punkt odniesie-
najważniejsze problemy występujące w aplikacjach złożonych
modeli numerycznych w praktyce. Wskazuje ponadto jakie zna- nia dla kolejnych nowoprojektowanych inwestycji.
czenie dla uzyskanych wyników ma właściwy dobór programu
symulacyjnego oraz poprawność, spójność i dokładność danych 1.2. Projekt SBB
wprowadzanych do modeli. Na zakończenie przedstawia propo-
zycję rozwiązania najczęstszych problemów poprzez opracowa- Projekt powstał jako polska próba weryfikacji twierdze-
nie odpowiednich wytycznych projektowych (tzw. Design
nia, iż budynki charakteryzujące się wysokim poziomem
Brief).
zarządzania na etapie projektowania, realizacji i eksplo-
atacji (high  performance) zużywają mniej energii i za-
Słowa kluczowe: Symulacje energetyczne, modelowanie sys-
sobów naturalnych, są tańsze w eksploatacji i stanowią
temów wentylacji klimatyzacji i ogrzewania, budynki biurowe.
mniejsze obciążenie dla środowiska naturalnego. Niniej-
szy pogląd prezentowany na wielu międzynarodowych
forach nie doczekał się do tej pory sprawdzenia w warun-
1. WPROWADZENIE
kach polskich, co wydawało się cennym przyczynkiem do
stworzenia niniejszego projektu. Całość projektu Skanska
1.1. Zużycie energii w budynkach
Sustainable Building (SSB) został podzielony na 5 eta-
Zużycie energii w budynkach stało się tematem modnym.
pów:
Zawdzięczamy to częściowo nadchodzącej Dyrektywie w
" zarządzanie energią (Building Energy Management),
sprawie charakterystyki energetycznej budynków, czę- " zarządzanie środowiskiem (Building Environmental
ściowo coraz silniej odczuwalnym wzrostom kosztów
Management),
eksploatacji budynków. Ponieważ znaczącą ilość energii
" jakość środowiska wewnętrznego i komfortu użyt-
w budynkach biurowych można oszczędzić poprzez ra- kowników (Indoor Environmental Quality),
cjonalne jej wykorzystanie coraz większym zaintereso- " ocena funkcjonowania w całym cyklu życia budynku
waniem zaczynają cieszyć się projekty zarządzające in- (LCC Long-Term Performance),
formacją o zużyciu energii. Podobnie zagadnienia zwią- " kompleksowa analiza budynku zrównoważonego
zane z wpływem budynku na środowisko coraz częściej
(Complex Sustainability Analysis).
doczekują się odrębnych analiz i studiów. W krajach o
Jako podmiot niniejszych analiz wybrano nowoczesny
bardziej rozwiniętych gospodarkach wykonuje się ponad- budynek biurowy w Warszawie. W prezentowanym refe-
to opracowania dotyczące środowiska wewnętrznego
racie przedstawiono wyniki pierwszego etapu projektu 
(analizując jakość powietrza w pomieszczeniach i kom-  Zarządzania energią zaprezentowanego na niniejszym
fort użytkowników), a także funkcjonowania budynku w
budynku i powtórzonego dla pięciu nowoprojektowanych
całym cyklu jego życia (LCC). Do najpełniejszych analiz
obiektów biurowych. Celem tak szerokich analiz stało się
precyzyjne określenie zużycia energii w budynku, opra-
Strona 1 z 6
Bartkiewicz P., Specyfika symulacji zużycia energii w nowoczesnych budynkach biurowych w Polsce
cowanie metod i narzędzi szybkiej oceny energetycznej Budynki biurowe posiadają szereg złożonych funkcji,
oraz weryfikacja przyjętych rozwiązań technicznych. zawierając w swej strukturze pomieszczenia o różnym
charakterze, takie jak halle i recepcje, pomieszczenia biu-
rowe, sale konferencyjne, serwerownie, atria, restauracje,
2. SPECYFIKA BUDYNKÓW BIUROWYCH
maszynownie, garaże. Każde z nich wymagać może od-
rębnego systemu HVAC gwarantującego zakładany po-
2.1. Budynki biurowe w Polsce
ziom komfortu i bezpieczeństwa, całość zaś powinna sta-
nowić spójną i racjonalnie funkcjonującą całość.
Współczesne budownictwo stanowi znakomity przykład
poszukiwania odpowiedzi na wciąż rosnące wymagania
2.2. Systemy HVAC w budynkach biurowych
użytkowników. Wymagania te stawiane są co do funkcji i
formy jakim powinny sprostać przestrzenie budynku jak i
Współczesne projektowanie systemów klimatyzacji staje
warunków panujących w pomieszczeniach, których za-
się poszukiwaniem rozwiązań technicznych odpowiadają-
pewnienie staje się obecnie integralną częścią komplek-
cych na złożone wymagania użytkownika pomieszczeń
sowej oceny budynku. Kwintesencją owego pro-
lub realizowanego procesu technologicznego. Oznacza to
klienckiego podejścia do budynku staje się zatem dążenie
uwzględnienie współczesnej wiedzy związanej z komfor-
do tworzenia szeroko rozumianego komfortu ich użyt-
tem użytkowników, jakością powietrza w pomieszcze-
kownikom. Szereg składowych, w tym zaspokojenie po-
niach, wymianą ciepła, zjawiskami termicznymi i wilgot-
trzeb estetycznych, tworzenie komfortu wizualnego, aku-
nościowymi w budynku, akustyką, aerodynamiką. Dodat-
stycznego jak i sprostanie wymaganiom dotyczącym
kowo zakres projektu ulega stałemu poszerzaniu. Obecnie
funkcji pomieszczeń leży w znacznej mierze w gestii ar-
oczekuje się od projektanta oszacowania energetycznego i
chitektów i konstruktorów. Zapewnienie właściwych wa-
finansowego przygotowywanego systemu na etapie inwe-
runków komfortu dla użytkowników pomieszczeń staje
stycji oraz eksploatacji.
się natomiast domeną inżynierów odpowiedzialnych za
Cechą charakterystyczną nowoczesnych budynków biu-
systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC).
rowych jest stosunkowo wysoki poziom wewnętrznych
Ponieważ efekt końcowy w postaci zadowolenia użyt-
zysków ciepła, co przy ograniczanych i kontrolowanych
kowników wnętrz stanowi wypadkową wielu cech, nie-
zyskach zewnętrznych powoduje, że najczęściej to te
zbędnym staje się poszukiwanie wspólnych rozwiązań i
pierwsze stanowią znaczące wymuszenie będące podsta-
właściwa koordynacja prac już na etapie projektowym
wą doboru i wymiarowania systemów klimatyzacji.
[1].
Analiza dostępnych systemów wentylacji, klimatyzacji i
Jedną z wartych podkreślenia cech nowoczesnych budyn-
ogrzewania budynków biurowych wskazuje na kilka naj-
ków biurowych jest dbałość o dobór materiałów budow-
popularniejszych rozwiązań technicznych. Od strony z
ró-
lanych i technologii wykonania budynku. Panującym
deł ciepła najchętniej wykorzystywane są systemy miej-
obecnie trendem jest wykonywanie obudowy budynku z
skie (zwłaszcza w przypadku dużych miast), nieco rza-
materiałów o podniesionym standardzie ocieplenia oraz
dziej stosowane są kotłownie gazowe lub olejowe. Mniej-
dobór elementów okiennych o znacząco niższym od wy-
sze znaczenie mają kotłownie na paliwa stałe. y
ródłem
maganego współczynnika przenikania ciepła. Budynki te
 chłodu są najczęściej systemy chłodnicze oparte o
zachowują także stosunkowo dużą szczelność.
agregaty wody lodowej lub systemy freonowe. W zależ-
Cechą charakterystyczną prezentowanych obiektów biu-
ności od przyjętych rozwiązań systemu klimatyzacji sto-
rowych jest ich możliwie duża funkcjonalność. Oznacza
sowane są systemy powietrzne (CAV i coraz częściej
to dążenie do możliwie największego wykorzystania
VAV), systemy wodne (klimakonwektory, belki chłodzą-
przestrzeni budynku jako przestrzeni do wynajęcia. Z
ce) lub systemy freonowe (ze znaczącym udziałem sys-
drugiej strony, w przypadku budynków biurowych z po-
temów multi i super multi).
wierzchnią  pod wynajem niezbędnym staje się zacho-
Wybór odpowiedniego systemu w znacznej mierze zależy
wanie dużej elastyczności w podziale powierzchni, co
od przyjętego poziomu komfortu w pomieszczeniach. Jest
najczęściej oznacza modularność, ale z możliwością do-
on bowiem związany z parametrami komfortu, parame-
wolnego przearanżowania wnętrz.
trami powietrza w pomieszczeniu, kryteriami ich dotrzy-
Niezwykle ważnymi pod względem celowości stosowania
mania oraz od strumienia świeżego powietrza przypadają-
analiz energetycznych stają się ponadto założenia ekono-
cego na osobę ze względów higienicznych.
miczne budynku. W inny sposób przeprowadza się bo-
Aby można było sprostać tak postawionym wymaganiom
wiem projekt i wykonanie budynku, w którego założe-
zleceniodawcy należy poszukiwać narzędzi pozwalają-
niach ekonomicznych przyjmuje się zmianę właściciela w
cych na precyzyjną ocenę obciążeń cieplnych i wilgotno-
stosunkowo krótkim czasie. Budynki te w znaczący spo-
ściowych w budynku, realizacji procesów wymiany masy
sób oparte są na zachowaniu racjonalnie niskich kosztów
i energii w urządzeniach i systemach, rozdziału powietrza
inwestycyjnych w stosunku do kosztów jego utrzymania.
w pomieszczeniach, oszacowań energetycznych zużycia
Strona 2 z 6
energii w budynku, obliczeń akustycznych a także szcze- cją o wykorzystanych mediach doprowadzających do
gółowych analiz takich jak analizy wykorzystania energii budynku oraz systemach i sieciach zewnętrznych a na-
pierwotnej przez budynek. Aby możliwym było wykona- stępnie z
ródłach pozwala na oszacowanie zużycia energii
nie powyższych analiz koniecznym staje się coraz szersze pierwotnej i emisji CO2 co stanowi obecnie najbardziej
wykorzystanie aplikacji tworzonych z reguły przez zespo- zaawansowany poziom analiz racjonalnego wykorzysta-
ły związane z ośrodkami akademickimi  programów nia energii w budynku.
symulacyjnych [2].
3.2. Rynek aplikacji komputerowych
3. SYMULACJE ZUŻYCIA ENERGII Obecnie w ramach szeroko pojętych analiz energetycz-
nych budynku dostępnych jest ponad 350 aplikacji kom-
3.1. Podział narzędzi
puterowych. W ramach wielu światowych projektów
opracowywane są zestawienia programów możliwych do
Jedną z najczęściej wykorzystywanych grup aplikacji są
wykorzystania przez osoby związane z analizami energe-
programy do obliczenia zysków i strat ciepła. Cennym
tycznymi. W jednym z najpopularniejszych projektów
modułem tych aplikacji jest moduł wyznaczający charak-
opracowanym przez U.S. Department of Energy  Buil-
terystykę przegród budowlanych (wyznaczenie współ-
ding Energy Software Tools Direktory [3] programy
czynników przenikania ciepła, charakterystyki akumula-
zostały podzielone na kategorie. Do najważniejszych na-
cyjnej przegrody, rozkładu ciśnienia cząstkowego pary
leżą programy z grupy symulacji energetycznych i obli-
wodnej). Oszacowanie charakterystyki cieplnej dokony-
czeń obciążeń cieplnych. Dodatkowo wydzielone zostały
wane na podstawie danych projektowych stanowi obecnie
kategorie związane z aplikacjami dotyczącymi poszcze-
najszerzej poszukiwaną przez projektantów grupę pro-
gólnych systemów elewacyjnych, systemów HVAC
gramów.
(ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji), systemów oświe-
tlenia. Pozostałe grupy dotyczą zagadnień zrównoważo-
Drugą grupę programów stanowią aplikacje doboru i
nego budownictwa oraz systemów energii odnawialnej.
wymiarowania systemów ogrzewania, wentylacji i klima-
tyzacji. Programy te pozwalają na precyzyjny dobór po-
Do programów wykorzystywanych podczas analizy ener-
szczególnych urządzeń i elementów systemu, z drugiej
getycznej budynku i oszacowania obciążeń cieplnych na
zaś strony pozwalają na zwymiarowanie systemów, wraz
świecie możemy zaliczyć: 1D-HAM, AFT Mercury,
z określeniem ich podstawowych parametrów inżynier-
AkWarm, Apache, ApacheCalc, ApacheHVAC, Apache-
skich. Jeśli możliwym staje się dokonanie wspomnianego
Loads, ApacheSim, AUDIT, BEACON, BEAVER,
doboru i wymiarowania na podstawie modułu określają-
BSim2002, BTU Analysis Plus, BTU Analysis REG, Bu-
cego obciążenie cieplne budynku taki program doskonale
ilding Energy Analyzer, Building Energy Modelling and
dopasowuje się do praktyki inżynierskiej.
Simulation: Self-Learning Modules, BUS++, BV2, CA-
MEL, CELLAR, CHP Capacity Optimizer, CHVAC,
Kolejną grupą aplikacji są programy pozwalające na
CL4M Commercial Cooling and Heating Loads, Clima-
zwymiarowanie systemów chłodniczych, ciepłej wody
win 2005, Cold Room Calc, COMFIE, Cool Room Calc,
użytkowej oraz z
ródeł ciepła i chłodu. Uzupełnienie sys-
DEROB-LTH, DesiCalc, Design Advisor, DesignBuilder,
temów bezpośrednio zapewniających komfort w po-
D-Gen PRO, DIN V 18599, DOE-2, DOLPHIN, DON-
mieszczeniach (ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji)
KEY, DPClima, DUCTSIZE, EA-QUIP, e-Bench, ECO-
systemami związanymi oraz z
ródłami ciepła i chłodu po-
TECT, EE4 CBIP, EE4 CODE, EED, EN4M Energy in
zwala na pełniejsze określenie energii dostarczonej do
Commercial Buildings, EnerCAD, Energy Profile Tool,
budynku. Zsumowanie zaś pozostałych odbiorników
Energy Profiler, Energy Profiler Online, Energy Sche-
energii (oświetlenie, urządzenia i systemy elektryczne,
ming, Energy Usage Forecasts, Energy-10, EnergyGauge
przygotowanie c.w.u.) pozwala na kompleksowe określe-
USA, EnergyPlus, EnergyPro, ENERPASS, ENER-WIN,
nie zapotrzebowania na energię elektryczną, ciepło i
EPB-software, ESP-r, E-Z Heatloss, EZ Sim, EZDOE,
chłód. Przy zapewnieniu możliwości uwzględnienia sys-
FEDS, FLOVENT, FSEC 3.0, Gas Cooling Guide PRO,
temów automatycznej regulacji i sterowania pozwala to
Green Building Studio, HAMLab, HAP, HAP System
na pełne ujęcie systemowe, a przez to na precyzyjne osza-
Design Load, HBLC, HEAT2, HEED, Home Energy
cowanie zapotrzebowania energetycznego budynku.
Saver, HOMER, HOT2 XP, HOT2000, HVAC Solution,
Agregacja tych wielkości i sprowadzenie ich na poziom
Hydronics Design Studio, IDA Indoor Climate and Ener-
z
ródeł doskonale określa chwilowe (najczęściej godzino-
gy, ION Enterprise, ISE, ISOVER Energi, J-Works, LE-
we) zapotrzebowanie na poszczególne media, w tym naj-
SO-COMFORT, LESOCOOL, LESOKAI, LESOSAI,
częściej energię elektryczną i ciepło. Określona w ten
LESO-SHADE, Load Express, MarketManager, Microflo,
sposób energia dostarczona do budynku wraz z informa-
Micropas6, ModEn, National Energy Audit (NEAT),
Strona 3 z 6
Bartkiewicz P., Specyfika symulacji zużycia energii w nowoczesnych budynkach biurowych w Polsce
NewQUICK, ParaSol, PASSPORT, Physibel, Physibel, ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji. Trzecią grupę apli-
PVcad, RadTherm, REM/Design, REM/Rate, RHVAC, kacji stanowią programy o znacznej złożoności oblicze-
Right-Suite Residential for Windows, RIUSKA, RL5M, niowej. Wymagają znacznie dokładniejszych danych,
Room Air Conditioner Cost Estimator, SIMBAD Buil- uwzględniają złożone procesy wymiany masy i energii w
ding and HVAC Toolbox, SLAB, SMILE, SMOG, sola- opisywanym zagadnieniu pozwalając na uzyskanie najdo-
calc, SOLAR-5, SolArch, SolDesigner, SPARK, SUN- kładniejszych wyników przez co najprecyzyjniej opisując
DAY, SUNREL, System Analyzer, TAS, Toolkit for Bu- projektowaną rzeczywistość.
ilding Load Calculations, TRACE 700, TRACE Load
700, TREAT, TRNSYS, tsbi3, UMIDUS, Unitary Air
4. SYMULACJE ZUŻYCIA ENERGII BUDYN-
Conditioner Cost Estimator, VIP+, VIPWEB, Visual-
KÓW BIUROWYCH
DOE, Visualize-IT Energy Information and Analysis To-
ol, WISE.
4.1. Założenia do symulacji
Do najważniejszych aplikacji wykorzystywanych w ana-
W ramach opisanego projektu przygotowano zakres me-
lizach energetycznych należą programy symulacyjne.
rytoryczny zawierający między innymi: monitorowanie i
Istnieje szereg metod podziału tej grupy aplikacji. Do
rejestracja zużycia energii w budynku, przygotowanie
najciekawszych należy zaprezentowany na Kongresie
danych do symulacji zużycia energii, opracowanie trój-
REHVA w 2004 r podział wybranych aplikacji na tle zło-
wymiarowego modelu budynku, testowanie i walidacja
żoności obliczeniowej wyrażanej przez liczbę równań
modelu budynku, testowanie założeń projektowych, sy-
przypadających na rozpatrywaną strefę (analizowany
mulacja funkcjonowania budynku, symulacja funkcjono-
fragment budynku) i obliczeniową jednostkę czasu, czyli
wania systemów HVAC, symulacja rocznego zużycia
czasowy podmiot analiz, Rys. 1 [4].
energii w budynku, opracowanie wniosków i propozycji
modernizacji systemów HVAC oraz certyfikację budynku
na podstawie precyzyjnych danych.
Ponieważ w pierwszym etapie projektu wykonywano
analizę budynku istniejącego cennym stało się przygoto-
wanie wiarygodnych danych do symulacji. Oznaczało to
opomiarowanie budynku w zakresie zużycia energii elek-
trycznej, zużycia ciepła oraz zużycia wody. Dodatkowo w
ramach monitoringu zużycia energii elektrycznej wydzie-
lono obwody obsługujące systemy klimatyzacji i chłod-
nictwa Rys 2. [5].
Rys. 1. Przegląd aplikacji komputerowych.
Fig. 1. Software review.
Na podstawie niniejszego zestawienia można wskazać,
które z przedstawionych aplikacji pozwalają wspomagać
projektanta na poziomie bardzo szczegółowych analiz
(np. programy CFD znajdujące się w prawym dolnym
rogu zestawienia), które zaś pomogą dokonać analizę
funkcjonowania całego budynku wraz z systemami wen-
Rys. 2. Obiekt analiz.
tylacji i klimatyzacji (analizy dotyczące rocznego zużycia
Fig. 2. Analysis target.
energii zajmujące górną część wykresu).
Kolejnym krokiem było przeanalizowanie istniejących
Zaprezentowane programy wspomagające całoroczne
pomiarów. Niezwykle ważnym okazało się ukazanie zu-
analizy zużycia energii zawierają różny poziom dokład-
życia energii na tle parametrów powietrza zewnętrznego
ności obliczeniowej. Do najprostszych należą aplikacje
oraz opisów wykorzystania poszczególnych części bu-
bazujące na wymaganiach będących bezpośrednim prze-
dynku. Jak się okazało po dokonaniu symulacji etap ten
łożeniem założeń wykorzystywanych między innymi we
miał decydujące znaczenie dla wiarygodności uzyskiwa-
wspomnianej Dyrektywie. Nieco bardziej złożone aplika-
nych wyników symulacji.
cje należące do drugiej grupy stanowią znakomity przy-
Krokiem trzecim było przygotowanie danych do symula-
kład podejścia inżynierskiego pozwalając na obliczenia
cji, w tym szczegółowy opis: geometrii budynku, materia-
obciążeń cieplnych oraz zwymiarowanie systemów
Strona 4 z 6
łów budowlanych, systemów wewnętrznych, parametrów
systemów oraz danych dotyczących rzeczywistego wyko-
rzystania budynku, rzeczywistego zachowania użytkow-
ników oraz rzeczywistych charakterystyk urządzeń.
4.2. Symulacje
Symulacje przeprowadzono za pomocą trzech różnych
narzędzi reprezentujących odmienne algorytmy i poziomy
dokładności. Dane wprowadzono do programów HAP,
Ventac oraz Energy Plus.
Pierwszym krokiem wykonywanych symulacji było wy-
znaczenie obciążeń cieplnych pomieszczeń, stref i całego
Rys. 4. Symulacja systemów HVAC.
budynku dla trzech wariantów: warunków projektowych,
Fig. 4. Simulation of HVAC systems.
warunków projektowych z rozkładem obciążeń oraz wa-
runków rzeczywistych. Na podstawie przeprowadzonych
Symulacje rocznego zużycia energii w budynku oparto na
analiz dokonano analizy rzeczywistych obciążeń ciepl-
czterech krokach: wyznaczenia chwilowego zapotrzebo-
nych i założeń projektowych, co pozwoliło na zweryfi-
wania na ciepło i  chłód , zużycia energii przez poszcze-
kowanie poprawności rozwiązań inżynierskich na pozio-
gólne systemy w budynku, zużycia energii przez z
ródła
mie projektu Rys 3.
oraz całkowitego zużycia energii przez budynek. Takie
podejście pozwala na uzyskanie pełnej informacji o zapo-
trzebowaniu na energię w budynku, energii dostarczanej
na potrzeby poszczególnych systemów oraz energię do-
starczaną do całego budynku Rys 5.
Rys. 3. Trójwymiarowy model stref budynku.
Fig. 3. 3D model of building zones.
Niezwykle ważnym krokiem każdej symulacji jest etap
testowania i walidacji modelu. Oznaczało to ilościową i
jakościową ocenę uzyskanych rezultatów symulacji z
wynikami pomiarów. Na tym etapie dokonano szczegó-
łowych korekt modelu, tak aby najpełniej odzwierciedlał
Rys. 5. Analiza energetyczna budynku.
on opisywaną rzeczywistość.
Fig. 5. Whole building energy consumption analyse.
Na podstawie zwalidowanych metod i modelu dokonano
symulacji funkcjonowania systemów wentylacyjnych,
Uzupełnienie tych wielkości zużyciem energii na pozosta-
klimatyzacyjnych, grzewczych i chłodniczych. Dodatko-
łe potrzeby funkcjonalne budynku daje pełen obraz zuży-
wo w programach umożliwiających wprowadzenie sys-
cia energii oraz na udział poszczególnych funkcji budyn-
temu automatycznej regulacji i sterowania wprowadzono
ku w całkowitym bilansie energetycznym. Co więcej ni-
dane opisujące nastawy i zachowanie niniejszych syste-
niejszy projekt pozwalał na opracowanie założeń do
mów Rys 4.
wstępnej analizy wrażliwości uproszczonego modelu bu-
dynku. Uzyskane wyniki wskazały na obszary wymagają-
ce szczególnej precyzji. Dla 27 najważniejszych parame-
trów przyjmowanych do symulacji przeanalizowano
Strona 5 z 6
Bartkiewicz P., Specyfika symulacji zużycia energii w nowoczesnych budynkach biurowych w Polsce
wpływ niedokładności na uzyskiwane rezultaty zużycia konać szybkiej oceny jakościowej. Weryfikacja tych me-
energii cieplnej, elektrycznej oraz całkowitego zużycia tod stanowi przedmiot obecnych badań autora.
energii przez budynek. Wyniki wskazywały na koniecz- Kolejnym kierunkiem rozwoju są kompleksowe badania
ność precyzyjnego określania parametrów pogodowych, w ramach projektu STEP (Sustainable TErmomodernisa-
rozkładów wewnętrznych zysków ciepła (oświetlenie, tion of Public Buildings), którego realizacja może znaczą-
ludzie, sprzęt) oraz możliwości dotrzymania zakładanych co zwiększyć liczbę i jakość projektów energetycznych.
parametrów wewnętrznych. W opisywanym obiekcie W połączeniu ze wzrostem świadomości inwestorów i
mniejsze znaczenie miały niedokładności związane z opi- projektantów badania te mogą dać niezwykle atrakcyjną
sem przegród budowlanych i szczegółów geometrii po- możliwość zestawienia uzyskanego komfortu w budyn-
szczególnych pomieszczeń. kach z nakładem energetycznym niezbędnym na jego
wytworzenie.
5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI
SYMULATION OF MODERN OFFICE BUIDING EN-
Przeprowadzone badania wykazały szeroki zakres zasto- ERGY CONSUMPTION IN POLAND
sowania zaawansowanych analiz zużycia energii w bu-
Summary: Simulation of energy consumption by modern
dynkach biurowych. Szczególne miejsce mogą zajmować
Polish office building was presented in the Paper. Modeling of
w nich symulacje ustroju budowlanego, pomieszczeń,
energy needs, HVAC systems performance and whole building
stref funkcjonalnych, systemów HVAC i budynku jako
consumption should be a part of complex energy analysis. Very
całości. Ich wykorzystanie pozwala na stosunkowo do-
important part of that approach should be a sensitiveness analy-
kładną informację o prognozowanym oraz rzeczywistym
sis of each part of calculation  used algorithm, data and result.
zużyciu energii. W przypadku budynków istniejących
The solution of a Reliability Problem could be a  design brief
przeprowadzenie niniejszych analiz pozwala na określe- as a part of design and construction project.
nie wzorcowego przewidywanego poziomu zużycia ener-
Literatura
gii. W przypadku znaczących różnic między prognozami,
a faktycznym zużyciem symulacje pozwalają na znalezie-
[1] Bartkiewicz P. Znaczenie klimatyzacji we współcze-
nie przyczyn tego stanu, a także na określenie wpływu
snych budynkach komercyjnych. Wnętrza Komercyjne
poszczególnych propozycji modernizacyjnych.
(2006)
Niezwykle ważnym staje się zatem przygotowanie wiary-
[2] Bartkiewicz P. Symulacje jako kolejny krok rozwoju
godnych danych do niniejszych analiz. Może mieć to
narzędzi komputerowego wspomagania projektowania.
równie duże znaczenie jak właściwy dobór narzędzia czy
Chłodnictwo i Klimatyzacja (2004)
aplikacji do przeprowadzenia niniejszych analiz. W każ-
[3] U.S. Department of Energy. Building Energy Software
dym przypadku celowym wydaje się przeprowadzenie
Tools Directory - www.eere.energy.gov
oceny dokładności poszczególnych elementów analiz (od
[4] Sahlin P.  Building Energy Simulation  an overview
danych pogodowych począwszy poprzez informacje o
of methods and challenges , REHVA General Assembly,
użytkownikach, rozkładach obciążeń cieplnych, budynku
EQUA Simulation AB
i systemach na specyfice wykorzystywanego algorytmu
[5] Bartkiewicz P. Analiza zużycia energii w budynku -
skończywszy [6, 7].
studium budynku biurowego. Forum Wentylacja i Salon
Ponieważ nowoczesne budynki charakteryzują się stosun-
Klimatyzacja 2007
kowo dużymi obciążeniami cieplnymi cennym wydaje się
[6] Bartkiewicz P., Heim D. Wykorzystanie symulacji
precyzyjne określenie ich wielkości, zwłaszcza na etapie
energetycznych w praktyce projektowej. Instalator Polski,
projektowym. Pozwala to na wiarygodne określenie zapo-
2005
trzebowania na ciepło i  chłód a to z kolei na właściwy
[7] Bartkiewicz P. Przegląd komputerowych narzędzi
wybór i zwymiarowanie systemów HVAC oraz na ocenę
symulacji zużycia energii w budynku z uwzględnieniem
zasadności stosowania poszczególnych systemów odzy-
instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Fizyka Bu-
sku i oszczędności energii.
dowli w Teorii i Praktyce, A
ódz
2005
Opisane powyżej problemy może rozwiązać szersze wy-
korzystanie precyzyjnego opisu wymagań i wytycznych
projektowych (tzw. Design Brief). Opis ten zawierać mo-
że także bardzo dokładny opis analizowanych przypad-
ków oraz wymagań użytkownika, inwestora dotyczących
funkcjonalności i parametrów projektowanych systemów
HVAC. Opracowanie wzorcowego opisu pozwala na wy-
korzystanie na szerszą skalę uproszczonych systemów
oceny zużycia energii przez budynek pozwalających do-
Strona 6 z 6