10.01.2012, Warszawa

Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Auditing energetyczny w budownictwie i przemyśle

PROJEKT

„AUDYT ENERGETYCZNY WYBRANEGO BUDYNKU JEDNORODZINNEGO”

Prowadzący: mgr inż. Joanna Rucińska

Wykonał: Bartłomiej Pająk, COWiG 1

Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania obliczono w następujący sposób:

Współczynniki przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych, stropu pod nieogrzewanym poddaszem i stropu nad nieogrzewaną piwnicą obliczono ze wzoru:

gdzie:

- opór całkowity przenikania ciepła

a wartość oporu całkowitego ze wzoru:

gdzie:

- opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni

- opór przejmowania ciepła za zewnętrznej powierzchni

- opór przewodzenia ciepła na i-tych jednorodnych warstwach komponentu budowlanego

Wartości liniowych współczynników przenikania ciepła Ψ i przyjęto

wg PN - EN ISO 14683:2008:

symbol	rodzaj mostka
R1	strop	0,55
C1	naroże	-0,05
W3	okna i drzwi	0,80
GF13	strop piwnicy	0,60
C5	naroże (2 rodzaj)	0,05

Współczynnik strat ciepła przez przenikanie H_tr obliczany jest na

podstawie wzoru:

[W/K]

gdzie :

- współczynnik redukcyjny obliczeniowej różnicy temperatury i-tej przegrody, dla ściany z garażem
, dla stropu pod nieogrzewanym poddaszem
oraz podłogi na gruncie

przegroda	orientacja	pow brutto [m^2]	pow okien[m^2]	pow drzwi[m^2]	pole netto[m^2]	U sciany [W/m^2K]	U okna [W/m^2K	U drzwi [W/m^2K	mostki [W/K]	Htr [W/K]
sciana zewnętrzna	NE	46,31	12,16	2	32,15	1,22	3,50	3,50	39,27	128,04
sciana zewnętrzna	SE	8,03	0,00	0	8,03	1,22	3,50	3,50	2,98	12,77
sciana z garażem	SE	20,93	0,00	2	18,93	1,10	3,50	3,50	11,23	33,47
sciana zewnętrzna	SW	46,31	13,70	0	32,61	1,22	3,50	3,50	39,62	127,34
sciana zewnętrzna	NW	28,95	1,40	0	27,55	1,22	3,50	3,50	14,58	53,08
strop pod nieog. pod.	H	134,51	0,00	0	134,51	1,11	3,50	3,50	0,00	134,51
podłoga nad piwnicą	H	134,51	0,00	0	134,51	0,79	3,50	3,50	0,00	53,38
										542,59

Współczynnik strat ciepła na wentylację H_tr obliczono na podstawie wzoru:

V_o - obliczeniowy strumień powietrza wentylacyjnego, wymagany ze względów higienicznych, liczony zgodnie z PN-83/B-09430/AZ3:2000 “Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania” (2 łazienki, kuchnia i WC)

V_inf - strumień powietrza infiltrującego przez nieszczelności, spowodowany działaniem wiatru i wyporu termicznego

Miesięczne straty ciepła przez przenikanie ciepła przez przegrody:

[kWh/miesiąc]

Ilość ciepła przenikającego w danym miesiącu sezonu ogrzewczego w strefie budynku wyznaczono z zależności:

[kWh/miesiąc]

Ilość ciepła przepływającego w danym miesiącu sezonu ogrzewczego w strefie budynku, związanego z wentylacją strefy budynku, wyznaczono z zależności:

[kWh/miesiąc]

Wartość miesięcznych wewnętrznych zysków ciepła Q_int w budynku obliczono ze wzoru:

[kWh/miesiąc]

gdzie:

- obciążenie cieplne pomieszczenia zyskami wewnętrznymi, przyjęto 3 W/m²,

- powierzchnia pomieszczeń o regulowanej temperaturze, 122,76 m²

miesiąc		1	2	3	4	5	6
temp wew	C	20	20	20	20	20	20
temp zew	C	2,0	1,2	3,5	7,7	10,7	15,5
tM	h	744	672	744	720	744	720
Straty przenikanie Qtr	kWh	7266,35	6854,85	6660,82	4805,17	3754,28	1757,99
Straty ventylacja Qve	kWh	1278,00	1205,63	1171,50	845,13	660,30	309,19
Straty suma	kWh	8544,35	8060,48	7832,32	5650,30	4414,58	2067,18
Zyski wew	kWh	274,00	247,48	274,00	265,16	274,00	265,16

7	8	9	10	11	12
20	20	20	20	20	20
18,7	16,3	14,5	8,7	4,0	1,9
744	744	720	744	720	744
524,79	1493,64	2148,65	4561,65	6250,62	7306,72
92,30	262,70	377,90	802,30	1099,36	1285,10
617,09	1756,34	2526,55	5363,95	7349,98	8591,82
274,00	274,00	265,16	274,00	265,16	274,00

Zyski ciepła od nasłonecznienia w danym miesiącu dla danej strefy budynku obliczono ze wzoru:

gdzie:

- współczynnik zacienienia powierzchni nasłonecznionej k, związany z zewnętrznymi elementami zasłaniającymi, dla budynku na przedmieściach przyjęto wartość 0,95;

- efektywne pole powierzchni nasłonecznionej k [m²],

- średnia miesięczna wartość promieniowania słonecznego na powierzchnię k, dla danej orientacji przegrody oraz jej kąta nachylenia [W/m²]. Wartości te odczytano z bazy: „Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków”

- współczynnik kierunkowy dla danej przegrody k i powierzchni nieba,

- strumień ciepła oddawanego przez przegrodę k w kierunku nieba na drodze promieniowania [W]

Efektywne pole powierzchni nasłonecznionej dla przegród przezroczystych:

gdzie:

- współczynnik zacienienia powierzchni nasłonecznionej k związany z ruchomymi elementami zacieniającymi. Przyjęto 1,0;

- współczynnik przepuszczalności energii promieniowania słonecznego dla przegrody k

- współczynnik uwzględniający udział powierzchni ramy w całkowitej powierzchni przegrody nasłonecznionej k,

- całkowite pole powierzchni przegrody nasłonecznionej k

Efektywne pole powierzchni nasłonecznionej dla przegród nieprzezroczystych:

gdzie:

- współczynnik adsorpcji promieniowania, dla ścian
, dla drzwi
,

- współczynnik przenikania ciepła dla przegrody [W/m²K],

- pole powierzchni przegrody [m²]

przegroda	orientacja	Asol [m^2]
sciana zewnętrzna	NE	7,08
sciana zewnętrzna	SE	0,12
sciana z garażem	SE	0,00
sciana zewnętrzna	SW	7,67
sciana zewnętrzna	NW	1,14

gdzie:

- współczynnik oporu cieplnego zewnętrznej powierzchni przegrody [m²K/W],

- emisyjność powierzchni zewnętrznej przegrody,

- stała Stefana-Boltzmana [W/m²K],

- średnia arytmetyczna temperatura powierzchni przegrody i nieba [ºC],

- średnia różnica temperatur powietrza zewnętrznego i nieba [ºC]

natężenie promieniowania	NE	22468	20712	44440	67449	93539	102499
natężenie promieniowania	SE	30168	31926	57820	88603	112032	113022
natężenie promieniowania	SW	29526	30823	53863	85932	111718	111150
natężenie promieniowania	NW	22468	20716	44123	66866	92948	101595
natężenie promieniowania	H	25484	26480	55101	96559	134549	130772
energia dostarczona	NE	151,09	139,28	298,84	453,57	629,01	689,27
energia dostarczona	SE	3,37	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
energia dostarczona	SW	215,13	224,59	392,46	626,13	814,01	809,87
energia dostarczona	NW	24,30	22,40	47,71	72,30	100,51	109,86
suma		393,89	386,27	739,01	1152,00	1543,53	1608,99
t sky		-8,2	-7,5	-5,3	-1,7	1,7	7,9
energia wypromieniowana	SW	92,18	70,97	81,49	87,91	90,03	78,01
energia wypromieniowana	SE	26,34	20,28	23,28	25,12	25,73	22,29
energia wypromieniowana	NW	92,20	71,00	81,51	87,93	90,06	78,03
energia wypromieniowana	NE	37,41	28,80	33,07	35,68	36,54	31,66
energia wypromieniowana	H	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
suma		124,07	95,53	109,68	118,32	121,18	105,00
zyski słoneczne	kWh	269,82	290,74	629,34	1033,68	1422,35	1504,00
zyski suma	kWh	543,82	538,22	903,34	1298,84	1696,35	1769,16

107048	84969	56863	33013	19299	20058
124181	99881	67572	52032	25797	20058
120934	98209	68886	57215	26416	20058
104720	84351	56852	33172	19299	20058
148162	109519	69648	47849	22169	20058
719,86	571,38	382,38	222,00	129,78	134,88
0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
881,16	715,58	501,92	416,89	192,47	146,15
113,24	91,21	61,48	35,87	20,87	21,69
1714,25	1378,17	945,78	674,75	343,12	302,72
10,3	8,2	6,4	-0,2	-4,9	-7,3
91,75	86,41	82,05	87,18	80,15	83,51
26,22	24,69	23,44	24,91	22,90	23,86
91,78	86,44	82,08	87,21	80,17	83,54
37,24	35,07	33,30	35,38	32,53	33,89
0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
123,49	116,31	110,44	117,34	107,88	112,40
1590,76	1261,87	835,34	557,41	235,24	190,32
1864,76	1535,87	1100,51	831,41	500,41	464,32

Wartość miesięcznego zapotrzebowania ciepła do ogrzewania i wentylacji budynku obliczono ze wzoru:

[kWh/miesiąc]

gdzie:

- straty przez przenikanie i wentylację w okresie miesięcznym [kWh/miesiąc],

- zyski ciepła wewnętrzne i od słońca w okresie miesięcznym [kWh/miesiąc],

- współczynnik efektywności wykorzystania zysków w trybie ogrzewania

Współczynnik efektywności wykorzystania zysków w trybie ogrzewania wyznaczono z zależności:

dla

dla

Parametr numeryczny
zależny od stałej czasowej wyznaczono z zależności:

gdzie:

- bezwymiarowy referencyjny współczynnik równy 1,0;

- stała czasowa dla strefy budynku [h],

- stała czasowa referencyjna równa 15 h

- wewnętrzna pojemność strefy budynku, liczona w następujący sposób:

współczynnik gamma		0,06	0,07	0,12	0,23	0,38	0,86
T=(cm/3600)/(Htr+Hve)		13,90	13,90	13,90	13,90	13,90	13,90
ah=1+T/15		1,93	1,93	1,93	1,93	1,93	1,93
współczynnik wykorzystania zysków		1,00	0,99	0,99	0,95	0,90	0,71
QH	kWh	8 003,05	7 524,99	6 941,46	4 411,16	2 894,43	814,43
QH,nd	kWh/a	50 871,8

3,02	0,87	0,44	0,16	0,07	0,05
13,90	13,90	13,90	13,90	13,90	13,90
1,93	1,93	1,93	1,93	1,93	1,93
0,30	0,70	0,88	0,98	0,99	1,00
51,06	679,09	1 563,40	4 551,98	6 852,21	8 129,09

Zapotrzebowanie na moc do ogrzewania obliczono z PN-EN 12831:

Projektowe straty ciepła przez przenikanie,
, w odniesieniu do przestrzeni ogrzewanej (i) obliczono ze wzoru:

Minimalny strumień objętości powietrza wymagany jest ze względów higienicznych, ogrzewanej przestrzeni (i) określono następująco:

,

gdzie:

- minimalna krotność wymiany powietrza zewnętrznego na godzinę (h^-1)

Strumień objętości powietrza infiltrującego,
, przestrzeni ogrzewanej (i), spowodowany wiatrem i efektem kominowym działającym na obudowę budynku, obliczono z zależności:

gdzie:

- krotność wymiany powietrza zewnętrznego na godzinę (h^-1), wynikająca z różnicy ciśnienia 50 Pa między wnętrzem, a otoczeniem budynków, z uwzględnieniem wpływu nawiewników powietrza (średni stopień szczelności budynku),

- współczynnik osłonięcia (średnie osłonięcie, przestrzeń ogrzewana z więcej niż jednym odsłoniętym otworem),

- współczynnik poprawkowy uwzględniający wzrost prędkości wiatru w zależności od wysokości położenia przestrzeni ogrzewanej nad poziomem terenu.

Projektowe wentylacyjne straty ciepła,
ogrzewanej przestrzeni (i) obliczono w sposób następujący:

Całkowite projektowe straty ciepła przestrzeni ogrzewanej (i) obliczono w sposób następujący:

gdzie:

- poprawkowy współczynnik temperatury uwzględniający dodatkowe straty ciepła pomieszczeń ogrzewanych do wyższej temperatury niż przyległe ogrzewane pomieszczenia

Zapotrzebowanie na ciepło i moc do przygotowania c.w.u.:

Jednostkowe dobowe zapotrzebowanie na potrzeby c.w.u.:

Średnie dobowe zapotrzebowanie na potrzeby c.w.u.:

Średnie godzinowe zapotrzebowanie na potrzeby c.w.u.:

Zapotrzebowanie na ciepło do podgrzania 1 m³ wody:

Maksymalna moc na potrzeby c.w.u.:

Roczne zużycie c.w.u.:

Zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania c.w.u..:

Liczbę stopniodni Sd obliczono ze wzoru:

[dzieńK/rok]

gdzie:

- obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, określona zgodnie z Polską

Normą dotyczącą temperatur ogrzewanych pomieszczeń w budynkach, w °C,

- średnia wieloletnia temperatura miesiąca m, a w przypadku stropów nad

nieogrzewanymi piwnicami lub pod nie ogrzewanymi poddaszami - temperatura

wynikająca z obliczeń bilansu cieplnego budynku, w °C,

- liczba dni ogrzewania w miesiącu m, podana w tabeli 1 lub przyjęta zgodnie

z danymi klimatycznymi i charakterystyką budynku dla danej lokalizacji,

L_g - liczba miesięcy ogrzewania w sezonie grzewczym

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
θint	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20
MDBT	2,0	1,2	3,5	7,7	10,7	15,5	18,7	16,3	14,5	8,7	4,0	1,9
Ld z rozporządzenia Tabela 1 dla danej miejscowości	31	28	31	30	20	0	0	0	0	10	30	31
	558	526,4	511,5	369	186	0	0	0	0	113	480	561,1
Sd	3305	dzień K/a

Opłatę zmienną oraz opłatę stałą określono na podstawie cennika dla Ciepła GPEC sp. z.o.o. obowiązującą od 1.09.2011r. dla taryfy standardowej i grupy taryfowej VIII.1. Cennik ten dołączono w załączniku.

- 10 -

---