Dane materiałów z których zbudowana jest ściana zewnętrzna:

ściana nośna z betonu komórkowego:

- grubość: 0,24 [m]

- współczynnik przewodzenia ciepła: λ=0,35 [W/mK]

termoizolacja z wełny mineralnej:

- grubość: 0,06 [m]

- współczynnik przewodzenia ciepła: λ=0,035 [W/mK]

elewacja tynkowa:

- grubość 0,01 [m]

- współczynnik przewodzenia ciepła: λ=0,8 [W/mK]

powierzchnia: 200 [m²]

temperatura wewnętrzna: 20 [°C]

temperatura zewnętrzna: -3 [°C]

nośniki energii:

- węgiel kamienny: wartość opałowa c=24 [MJ/kg]

- gaz ziemny: wartość opałowa c= 31 [MJ/m³]

miesiąc: styczeń

Opór cieplny i współczynnik przenikania

(na podstawie normy PN-EN ISO 6946 z 2008 r)

R_si=0,13 [m²K/W]

R_se=0,04 [m²K/W]

R_b=0,24/0,35=0,686 [m²K/W]

R_w=0,06/0,035=1,714 [m²K/W]

R_t=0,01/0,8=0,013 [m²K/W]

R_c= R_si+R_se+R_b+R_w+R_t =2,583 [m²K/W]

[W/ m²K]

Ilość ciepła

(na podstawie normy PN-EN ISO 13790)

ilość paliwa

dla węgla kamiennego:

dla gazu ziemnego:

Wartości zostały celowo nie zaokrąglone, aby emisja oraz opłata za użytkowanie środowiska zostały obliczone z dużą dokładnością.

Ilość zanieczyszczeń wydzielona podczas spalania oraz opłata za użytkowanie środowiska.

(Na podstawie Rozporządzenia MOŚZNiL z dnia 08.09.1998 r. w sprawie wprowadzania do powietrza substancji zanieczyszczających z procesów technicznych (Dz.U. Nr 121, poz.793) i Materiałów informacyjno - instruktażowych seria 1/96 MOSZNiL PZoa/1159/96 z dnia 30.04.1996 r. podajemy wartości wskaźników UNOSU dla danych zanieczyszczeń)

s - zawartość siarki

At - zawartość popiołu

k - zawartość części palnych w pyle

- sprawność urządzenia odpylającego

dla węgla i
dla gazu ziemnego

w-wartość wskaźnika odczytana z tabel materiałów MOŚZNiL [kg/Mg] lub [kg/Mm³]

dla węgla kamiennego:

s=0,61%

A^t =8,3%

k=20%

=0

gazy i pyły	w [kg/Mg]	[kg/m-c]	E [kg/m-c]	opłata jednostkowa [zł/kg]	opłata naliczona [zł/m-c]
SO2	16*s		1,9390221	0,48	0,93
NO2	1		0,1986703	0,48	0,09
CO	45		8,9401635	0,11	0,98
CO2	2000		397,3406		0,10
Pył	1,5* A^t		3,0918065	0,32	0,99
Sadza	0,05* A^t		0,0824481	1,32	0,11
B-a-P	0,014		0,0027813	340,6	0,95
emisja całkowita 411,59547 [kg/m-c]					opłata razem 4,15 [zł/m-c]

[zł/pół roku]

wykres emisji poszczególnych gazów i pyłów dla węgla kamiennego:

dla gazu ziemnego:

s=7%

gazy i pyły	w [kg/Mm^3]	[kg/m-c]	E [kg/m-c]	opłata jednostkowa [zł/kg]	opłata naliczona [zł/m-c]
SO2	2*s		0,0021533	0,48	0,00
NO2	1280		0,1968758	0,48	0,09
CO	360		0,0553713	0,11	0,01
CO2	1964000		302,0814		0,08
Pył	15		0,0023071	0,32	0,00
emisja całkowita 302,3381 [kg/m-c]					opłata razem 0,18 [zł/m-c]

[zł/pół roku]

wykres emisji poszczególnych gazów i pyłów dla gazu ziemnego:

Poprawa współczynnika przenikania ciepła poprzez zmianę grubości izolacji cieplnej

R_si=0,13 [m²K/W]

R_se=0,04[m²K/W]

R_b=0,24/0,35=0,686[m²K/W]

R_w=x/0,035[m²K/W]

R_t=0,01/0,8=0,013[m²K/W]

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury Dz. U. nr 75, poz. 690 z 12.04.2002 z późniejszymi zmianami, „Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” określa wartość współczynnika przepływu ciepła U_max jako 0,3 [W/ m²K].

Zgodnie z tym zapisem obliczam minimalną grubość izolacji cieplnej która zapewni spełnienie normy U_max<0,3 [W/m²K]

Z powyższych obliczeń wynika, że aby być pewnymi, że wartość U nie przekroczy krytycznej wartości należy zastosować warstwę termoizolacji w postaci wełny mineralnej o grubości ponad
9 [cm] (zaokrąglając otrzymany wynik)

Wnioski

- Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Ochrony Środowiska z dn. 4 października 2010 r. w sprawie wysokości stawek opłat za korzystanie ze środowiska na rok 2011 opłata za użytkowanie środowiska wnoszona jest po przekroczeniu kwoty 400zł/pół roku. Obliczona dla naszego przedsiębiorstwa opłata nie zbliża się nawet do tej wartości, więc właściciel nie jest zobowiązany do jej wniesienia.

Sytuacja ta jest po części korzystna dla przedsiębiorcy, ale zniechęca do podjęcia działań w kierunku ochrony środowiska (np. zakup urządzenia odpylającego) gdyż staje się to nieopłacalne.

- Wartość U_max określona w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury Dz. U. nr 75, poz. 690 z 12.04.2002 z późniejszymi zmianami, „Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” wynosi 0,3. W naszym projekcie współczynnik przenikania ciepła wynosi
0,387 [W/m²K]. Jego wartość jest więc zdecydowanie zbyt wysoka. Aby ją zmniejszyć możemy zwiększyć grubość termoizolacji (w naszym wypadku wełny mineralnej) do 9 [cm]. Jest to tylko jedna z wielu możliwości poprawy wartości U, aczkolwiek najbardziej rozsądna. Podobny efekt możemy uzyskać stosując materiały o odpowiednio dobranym współczynniku przewodzenia ciepła lub zmieniając grubość warstw innych materiałów.

- Niestety, pomimo obecności izolacji termicznej, trzeba się liczyć z obecnością tzw. mostków cieplnych, gdzie ucieczka ciepła jest większa niż w pozostałej części przegrody dobrze zaizolowanej. Powstają one najczęściej przy połączeniach ściana-strop, ściana-piwnica, przeszklenia-ściana. W obliczeniach pomijamy wpływ mostków cieplnych oraz powierzchni przeszklonych, a ma to duży wpływ na obliczaną ilość ciepła, z którą są związane: ilość paliwa oraz wytwarzana ilości zanieczyszczeń. Newralgiczne punkty należy odpowiednio zabezpieczyć przed utratą ciepła.

- Wykresy pokazują, że największy udział w emisji bierze CO₂, natomiast inne substancje stanowią niewielki procent całkowitej emisji gazów i pyłów. Należy również zwrócić uwagę na proporcjonalność opłaty za emisje względem szkodliwości związków. Z tej zależności wynika, że najbardziej szkodliwym związkiem emitowanym do środowiska są B-a-P.

- Biorąc pod uwagę emisję oraz opłatę za użytkowanie środowiska możemy stwierdzić, że ogrzewanie budynku gazem ziemnym jest bardziej korzystne niż węglem kamiennym. Zarówno emisja jak i opłata za użytkowanie środowiska są mniejsze. Jednakże na wybór przedsiębiorcy na pewno będą miały wpływ ceny nośników energii.

- Nawiązując do normy PN-EN ISO 13788 należałoby sprawdzić poprawność zaprojektowanej przegrody, by móc zapobiec ewentualnemu rozwojowi pleśni oraz sprawdzić przegrodę pod kątem występowania kondensacji międzywarstwowej (chodzi o porównanie temperatury na wewnętrznej powierzchni przegrody z temperaturą punktu rosy powiększoną o 1 °C).

Powinno się również sprawdzić w Rozporządzeniu Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy (Dz. U. z dnia 18 grudnia 2002 r.) ile wynoszą odpowiednie współczynniki NDS dla naszych substancji zanieczyszczających i porównać je.

Należałoby również uwzględnić w bilansie cieplnym na podstawie Metodologii Obliczania Charakterystyki Energetycznej takie wartości, jak energia słoneczna, energia procesów wewnętrznych, ciepło akumulowane w przegrodach, zużycie energii na wentylację, wytwarzanie ciepłej wody użytkowej, chłodzenie.

Jednak nasze umiejętności są zbyt małe, aby uwzględnić powyższe elementy w naszym projekcie, a z pewnością miałyby one wpływ na jego jakość.

---