mgr inż. Magda Słowik, Politechnika Wrocławska; Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
prof. dr hab. inż. Henryk Nowak, Politechnika Wrocławska; Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.08
Artykuł przeglądowy (Review paper)
W artykule przedstawiono zintegrowanie semitransparentnych systemów fotowoltaicznych (STPV) z przeszkleniami budynków oraz poziomsprawości uzyskiwanej w przypadku różnych rodzajówogniw. Scharakteryzowano aspekty komfortu termicznego orazwizualnego, na które istotny wpływmają opisane systemy oraz wyniki badań dotyczące preferencji użytkowników pomieszczeń biurowych w tym zakresie. Przedstawiono również informacje związane z poszczególnymi etapami produkcji elementów fotowoltaicznych i wynikający z nich poziom emisji zanieczyszczeń. Scharakteryzowano idee zrównoważonego rozwoju, wskazano potrzeby jej zastosowania w budownictwie i przedstawiono ogólne założenia projektowe. Opisano badania mające na celu poprawę stabilności, wydajności oraz odporności na czynniki zewnętrzne ogniw perowskitowych oraz działania zmierzające do usunięcia z ich struktury szkodliwego ołowiu, a także problem szczelności ogniw DSSC w przypadku zastosowania ciekłego elektrolitu.
Słowa kluczowe: ogniwa STPV; komfort wizualny; budownictwo zrównoważone; cykl życia ogniw PV.
Semi-transparent solar cells systems integrated with glazing as an element supporting sustainable office buildings
The article presents solutions for integrating semitransparent photovoltaic systems (STPV) with building glazing. The level of efficiency for different types of solar cellswas shown. The aspects of thermal and visual comfort which depends on described systems are characterized, and research results on the occupants preference of office space are shown. The article has been described the photovoltaicmodule production stages and the resulting level of emitted pollutants. The ideas of sustainable development were characterized and the reasons of their application in construction were pointed out. General project assumptions were presented. Research has been described aimed at improving stability, efficiency and resistance to external factors of perovskite cells and actions aimed at removing harmful lead from their structure. The problem of tightness of DSSC cells in the case of the use of liquid electrolyte is also presented.
Keywords: STPVcells; visual comfort; sustainable building; PV cells lifecycle.
Literatura
[1] AbateAntonio. 2017. „Perovskite Solar Cells Go Lead Free”. Joule 1 (4): 659 — 664. DOI: 10.1016/j.joule.2017.09.007.
[2] Celadyn Magdalena. 2017. Zrównoważone środowisko wnętrza biurowego. Kraków.Wydział Architektury Wnętrz Akademia Sztuk Pięknych im. Jana Matejki.
[3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2011/65/UE z 8 czerwca 2011 r. w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym.
[4] Galasiu Anca D., Jennifer A Veitch. 2006. „Occupant preferences and satisfaction with the luminous environment and control systems in daylit offices: a literature review”. Energy and buildings 38: 728 – 742. DOI: 10.1016/j.enbuild.2006.03.001.
[5] Green Martin A., Yoshihiro Hishikawa, Ewan D. Dunlop, Dean H. Levi, Jochen Hohl- Ebinger, Ho BaillieAnitaW. Y. 2018. „Solar cell efficiency tables (version 52)”. Progres in Photovoltic 26: 427 – 436. DOI: 10.1002/pip.3040.
[6] Heim Dariusz, Eliza Szczepańska Rosiak. 2013. Walidancja metody TDI oceny oświetlenia wnętrz światłem dziennym. Łódź. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej.
[7] Jeremiasz Olgierd, Jerzy Sarnecki, Wojciech Nikiel, Marian Teodorczyk,ArturWnuk, Roman Kozłowski, Grzegorz Gawlik. 2010. „Luminescencyjne koncentratory energii promieniowania słonecznego w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni”. Elektronika: konstrukcje technologie, zastosowania 51 (5): 83 – 86.
[8] Kasztelewicz Zbigniew, Michał Patyk. 2015. „Nowoczesne i sprawne elektrownie węglowe w Polsce”. Polityka Energetyczna 18 (4): 45 – 60.
[9] Mazur-Wierzbicka Ewa. 2014. „Ekoinnowacje – istotny element zrównoważonego budownictwa”. Handel Wewnętrzny 5 (352): 138 – 148.
[10] Meinerdi Francesco, Annalisa Colombo, Kirill A. Velizhanin, Roberto Simonutti, Luca Beverina, Ranjani Viswanatha, Victor Klimov, Sergio Brovelli. 2014. „Large-area luminescent solar concentrators based on ‘Stokes-shift engineered’ nanocrystals in a mass-polymerized PMMAmatrix”. Nature Photonics 8: 392 – 399. DOI: 10.1038/nphoton.2014.54.
[11] Nowak Henryk, Łukasz Nowak, Elżbieta Śliwińska. 2016. „The impact of different solar passive systems on energy saving in public buildings and occupants thermal and visual comfort”. Journal of Building Physics 40 (2): 177 – 197. DOI: 10.1177/1744259115597705.
[12] Nowicki Maciej. 2012. Nadchodzi era słońca. Warszawa. Wydawnictwo Naukowe PWN;
[13] Praca zbiorowa pod redakcją Szymona Firląga. 2018. Zrównoważone budynki biurowe. Warszawa. Wydawnictwo Naukowe PWN.
[14] Szindler Magdalena, Marek Szindler. 2018. „Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne z polielektrolitem”. Przegląd Elektrotechniczny 8 (94): 32 – 34. DOI: 10.15199/48.2018.08.09.
[15] Śliwińska Anna, Krystyna Czaplicka-Kolarz. 2009. „Wybrane aspekty metodologii analizy cyklu życia odnawialnych źródeł energii”. Czasopismo techniczne Politechniki Krakowskiej Środowisko 106 (11): 131 – 145.
[16] Śliwowski Lech. 2000. Mikroklimat wnętrz i komfort cieplny ludzi w pomieszczeniach.Wrocław. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
[17] Qin Kui, Dong Binghai,Wang Shimin. 2018. „Improving the stability ofmetal halide perovskite solar cells from material to structure”. Journal of Energy Chemistry 000 (2018): 1 – 10. DOI: 10.1016/j. jechem. 2018.08.004.
[18] ŻelaznaAgnieszka. 2016. Ocena zrównoważoności systemów solarnych oparta na analizie cyklu życia.Monografia Komitetu Inżynierii Środowiska PAN vol. 125.
[19] www.talev.fr/photovoltaique/integrationverriere/ASITHRU.pdf (dostęp 14.11.2018).
[20] www.mlsystem.pl/dssc/ (dostęp 15.11.2018).
[21] www.e-okna.pl/a/szklo-okienne-z-ogniwamifotowoltaicznymi-10825.html (dostęp 14.11.2018).
[22] www.guardianglass.com/cs/groups/sunguardeurope/documents/web_content/stg_031856.pdf (dostęp 14.11.2018).
[23] www.ekologia.pl/wywiady/czy-perowskityzrewolucjonizuja-rynek-energetyki-solarnej-wywiad-z-olga-malinkiewicz, 21525. html) (dostęp 14.11.2018).
[24] www.skanska.pl/o-skanska/media/informacje-prasowe/215371/Skanska-i-Saule-Technologies-wprowadzaja-nowe-zrodlo-energii-do-budynkow-oparte-o-ogniwa-perowskitowe (dostęp14.11.2018).
[25] www.newloks.int.pan.wroc.pl/strona-glowna/koncentratory-sloneczne (dostęp 14.11.2018).
[26] www.mlsystem.pl/szyby-ktore-daja-prad-ewolucja-energetyczna-dzieki-kropkom-kwantowym/ (dostęp 14.11.2018).
Przyjęto do druku: 29.11.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 46-49 (spis treści >>)
dr inż. Adrian Trząski, Politechnika Warszawska; Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska;
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.07
Oryginalny artykuł naukowy (Original research paper)
W artykule porównano wartości sezonowego współczynnika efektywności grzewczej wybranych pomp ciepła, określone na podstawie normy PN-EN 14825, wytycznych VDI 4650 oraz danych szacunkowych zawartych w rozporządzeniu w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku. W ramach przeprowadzonej analizy wskazano na różnice w uzyskanych wynikach oraz przyczyny ich występowania. Wykorzystane metody różnią się od siebie zarówno sposobem, jak i zakresem uwzględnienia poszczególnych czynników mających wpływ na wartość sCOP. Pomimo że żadna z porównywanych metod nie uwzględnia wszystkich czynników związanych z eksploatacją pomp ciepła, podkreślono, że pozwalają one na istotną poprawę jakości analiz energetycznych w stosunku do wykorzystania danych szacunkowych.
Słowa kluczowe: COP; współczynnik efektywności grzewczej; pompa ciepła; efektywność energetyczna.
Comparative analysis of heat pump’s seasonal coefficient of performance values estimated with various methods
The paper presents comparison of values of seasonal coefficient of performance of selected heat pumps, determined on the basis of PN-EN 14825, VDI 4650 guidelines and estimated data provided in the regulation on the methodology for determining the energy performance of a building. In the analysis, the differences in the obtained results an well as the causes for their occurrence were indicated. The methods used differ in both the way and scope of taking into account various factors affecting the sCOP value. Although none of the compared methods takes into account all of the factors related to the operation of heat pumps, it was emphasized that they allow a significant improvement in the quality of energy analyses compared to the use of estimated data.
Keywords: COP; coefficient of performance; heat pump; energy efficiency.
Literatura
[1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE z 21 października 2009 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią (Dz.U. UE L 285/10 z 31.10.2009 r.). [2] Kubski Piotr. 2011. „O możliwości poprawy wskaźnika EP budynku przez zastosowanie pompy ciepła”. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja (10): 413 – 416.
[3] Obstawski Paweł, Michał Chaberski. 2016. „Analiza techniczno-ekonomiczna zastosowania gruntowej i powietrznej pompy ciepła w budynku jednorodzinnym – studium przypadku”. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, t. XXXIII, z. 63, 11 – 12: 355 – 363.
[4] Piechurski Krzysztof,Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa. 2016. „Obliczanie rocznej efektywności pomp ciepła powietrze/woda”. Rynek Instalacyjny (6): 35 – 40.
[5] Piechurski Krzysztof, Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa. 2016. „Wpływ warunków klimatycznych i obciążenia cieplnego budynku na efektywność energetyczną pomp ciepła powietrze/woda z płynną regulacją mocy”. Rynek Instalacyjny (10): 21 – 26
[6] PN-EN 14511-1:2018-08 Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia. Część 1: Terminy, definicje i klasyfikacja.
[7] PN-EN 14825:2016-08 Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do grzania i ziębienia. Badanie i ocena w warunkach niepełnego obciążenia oraz obliczanie wydajności sezonowej.
[8] Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła http://portpc.pl/kalkulator-scop/ (dostęp 20.12.2018 r.).
[9] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z 18 marca 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (Dz.U. 2015, poz. 376).
[10] Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z 5 lipca 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2013, poz. 926).
[11] Sobieraj Michał. 2015. „Sprężarkowa pompa ciepła systemu powietrze/woda. Konstrukcja i badania”. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja (7): 269 – 276.
[12] TrząskiAdrian. 2015. „Wymagania dla budynków po 2020 roku a rozwiązania konwencjonalne i OZE – cz. 1”. Rynek Instalacyjny (7 – 8).
[13] TrząskiAdrian. 2015. „Wymagania dla budynków po 2020 roku a rozwiązania konwencjonalne i OZE – cz. 2”. Rynek Instalacyjny (10).
[14] VDI 4650 Obliczanie pomp ciepła, Skrócona metoda obliczania rocznego współczynnika efektywności pomp ciepła, Elektryczne pompy ciepła do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewu c.w.u.
Przyjęto do druku: 21.12.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 42-45 (spis treści >>)
dr inż. Robert Stachniewicz, Politechnika Białostocka;Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska;
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.06
Studium przypadku (Case study)
W artykule zaprezentowano zastosowanie termowizji do kontroli poprawnej pracy wentylacji naturalnej w mieszkaniach. Na podstawie termogramów wykonanych zimą w mieszkaniu oraz pomiaru prędkości ruchu powietrza przed kratkami wentylacyjnymi dokonano analizy działania wentylacji. Do celów analizy opracowano termogramy miejsc napływu powietrza domieszkania (rozszczelnione okna) i jego odpływu (kratki wentylacyjne). Sporządzono też symulację ciągu odwróconego przez jeden z kanałów wentylacyjnych i termogramy takich przypadków. Przypadek wadliwego działania wentylacji naturalnej spotyka się często w budynkach mieszkalnych. Termowizja jest szybką metodą weryfikacji poprawnego działania wentylacji naturalnej. W przypadku nieprawidłowości umożliwia również wskazanie przyczyn niesprawności.
Słowa kluczowe: wentylacja naturalna; termografia; budynki mieszkalne.
Ventilation efficiency control using thermovision
The article presents the use of thermovision to control the correct work of natural ventilation in apartments. On the basis of the thermograms made in the winter season in the selected apartment and the measurement of the air movement speed on the ventilation grilles, the ventilation operation was analyzed. For the purposes of the analysis, thermograms were made for the places of air inflow into the flat (unsealed windows) and air outflow (ventilation grates). The simulation of the reverse sequence through one of the ventilation ducts was also performed and thermograms of such cases were attached. This case of malfunctioning of natural ventilation is often found in residential buildings. Thermovision is a quickmethod to determine the proper functioning of natural ventilation. In cases of irregularities in its work, it also enables identification of the causes of itsmalfunction.
Keywords: natural ventilation; thermography; residential buildings.
Literatura
[1] Chludzińska Marta, Anna Bogdan. 2010. „Ocena przepływu powietrza z nawiewnikawentylacji indywidualnej za pomocą termowizji”. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja (2): 31 – 34.
[2] Niedostatkiewicz Maciej, RomanaAntczak-Jarząbska. 2016. „Badanie termowizyjne ciągu wentylacyjnego w budynku mieszkalnym z poddaszem nieużytkowym”. Dachy (1): 8 – 12.
[3] Nowak Henryk. 2012. Zastosowanie badań termowizyjnych w budownictwie. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
[4] PN-EN 13187:2001. Właściwości cieplne budynków – Jakościowa detekcja wad cieplnych w obudowie budynku – Metoda podczerwieni.
[5] PN-83/B-03430/Az3:2000. Wentylacja w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej.
[6] PN-89/B-10425. Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły.
[7] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz. U. 2002 nr 75 poz. 690 z późniejszymi zmianami.
[8] Sarosiek Wiesław, Beata Sadowska. 2006. „Wilgoć na wewnętrznych powierzchniach przegród zewnętrznych a mikroklimat mieszkań”. Materiały Budowlane 407 (7): 25 – 27.
[9] Stachniewicz Robert. 2018. „Use of thermography for determining places in danger of the mold growth in residential buildings”. Ekonomia i Środowisko (3): 142 – 156.
[10] Targowski Leszek. 2006. „Wentylacja grawitacyjna w obiektach budowlanych”. Materiały Budowlane 407 (7): 2 – 7.
[11] Trusewicz Tomasz. 2006. „Prawne i praktyczne aspekty budowy kanałów wentylacyjnych”.Materiały Budowlane 407 (7): 8 – 10.
[12] Ustawa z 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane. Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414 z późniejszymi zmianami.
[13] WróbelAlina. 2010. Termografia w pomiarach inwentaryzacyjnych obiektów budowlanych. Rozprawy i monografie AGH, zeszyt 209. Badania zostały zrealizowane w ramach pracy nr S/WBiIŚ/3/16 i sfinansowane ze środków na naukę MNiSW.
Przyjęto do druku: 28.12.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 38-41 (spis treści >>)
dr inż. Maciej Mijakowski, Politechnika Warszawska; Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska;
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.05
Artykuł przeglądowy (Review paper)
W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące transportu (wymiany)wilgoci pomiędzy powietrze ma higroskopijnymi materiałami budowlanymi i wyposażenia wnętrz. Opisano właściwości higroskopijne materiałów porowatych oraz uproszczony model wzajemnego oddziaływania materiału porowatego z otaczającym go powietrzem. Następnie scharakteryzowano wpływ materiałów wyposażenia wnętrz i przegród budowlanych na wilgotność powietrza wewnętrznego. Stanowi to podstawę do określenia możliwości wykorzystania pojemności higroskopijnej budynku do kształtowania warunków wilgotnościowych w pomieszczeniach.
Słowa kluczowe: materiał porowaty; higroskopijność; transport wilgoci; wilgotność powietrza wewnętrznego.
Water vapour transport between buildings materials and indoor air
In the paper the issues the regarding transport (exchange) of moisture between air and hygroscopic building materials and interior furnishings have been presented. The hygroscopic properties of porousmaterials and a simplifiedmodel of interaction of porous material with the surrounding air have been described. Then, the influence of interior furnishing materials and building partitions on indoor air humidity has been characterized. This set the basis for determining the possibility of using the hygroscopic capacity of the building to shape the humidity conditions in the rooms.
Keywords: porous material; hygroscopic; moisture transport; indoor relative humidity.
Literatura
[1] ASHRAE Handbook, Fundamentals, SI Editions, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, 1997.
[2] ASHRAE Handbook, HVAC Applications, SI Editions,American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, 1995.
[3] Axley J. 1991. „Reversible sorption modelling for multi-zone contaminant dispersal analysis”. Proceedings of Building Simulation ‘91: 20 – 28, Nice, France; August 20 – 22.
[4] Burch D.M., J. Chi. 1997.MOIST a PC program for predicting heat and moisture transfer in building envelops. Release 3.0, National Institute of Standards and Technology, Washington.
[5] Emmerich S. J.,A. K. Persily, S. J. Nabinger. 2002. „Modelling moisture in residential buildings with a multizone IAQ program, Indoor Air 2002”. Proceedings: 9th International Conference on IAQ and Climate. Monterey, California, June 30 – July 5, 2002
[6] Haupl P., H. Fechner, J. Grunewald, H. Petzold. 2001. The thermal improvement of a wooden framework house by means of a capillary active inside insulation, Materiały Konferencyjne VIII Polskiej Konferencji Naukowo-Technicznej Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce. Łódź.
[7] Kubik Jan. 2000. Przepływy wilgoci w materiałach budowlanych. Opole. OficynaWydawnicza Politechniki Opolskiej.
[8] Künzel H. M. 1996. WUFI: Simultaneous heat and moisture transport in building components, Fraunhofer Institut Bauphysik, Stuttgart.
[9] Michałowski S., K. Wańkowicz. 1993. Termodynamika procesowa. Warszawa. WNT.
[10] Mijakowski Maciej. 2003. Akumulacja pary wodnej w materiałach porowatych – uproszczona metoda obliczeniowa na potrzeby bilansowania wilgoci w powietrzu pomieszczeń. IX Polska Konferencja Naukowo-Techniczna „Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce”. Łódź, str. 485 – 492.
[11] Mijakowski Maciej. 2005. „Symulacja wilgotności powietrza w budynku jednorodzinnym z uwzględnieniem akumulacji pary wodnej”. Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, Czasopismo Naukowe, Tom 1: 265 – 272. Łódź.
[12] Mijakowski Maciej, Jerzy Kwiatkowski. 2010. Moisture flow between indoor air and porous materials – simplified two parameters method and detailed TRNSYS simulation, Proceedings of the 1st Central European Symposium on Building Physics, edited by D. Gawin, T. Kisilewicz, str. 395 – 400, Cracow – Lodz, Poland.
[13] Patfield Tim. 1998. The role of absorbent building materials in moderating changes of relative humidity, Ph. D. thesis, The Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark.
[14] Pedersen C. Rode. 1989. Combined heat and moisture transfer in building constructions. Dissertation, Denmark Technical University.
[15] Plathner P., J. Littler., R. Stephen. 1999. Dynamic water vapour sorption: Measurement and modelling, The 8th International Conference on IndoorAir Quality and Climate, IndoorAir 99 1, Edinburgh.
[16] Straube J. F., J. P. deGraauw. 2001. Indoor air quality and hy-groscopically activematerials, ASHRAE Transactions, Vol. 107, Pt 1.
Przyjęto do druku: 19.12.2018 r.
Przeczytaj więcej >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 34-36 (spis treści >>)
dr inż. Jerzy Kwiatkowski, Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
mgr inż. Olaf Dybiński, Politechnika Warszawska, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa
mgr inż. Łukasz Hada, Narodowa Agencja Poszanowania Energii S.A.
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.04
Studium przypadku (Case study)
Moc cieplna zamówiona wyznaczona zgodnie z normą PN-EN 12831 okazuje się zbyt duża w późniejszej eksploatacji budynku. W artykule przedstawiono analizę obliczenia mocy do ogrzewania budynku domu studenckiego trzema metodami: zgodną z normą oraz wykorzystując symulacje dynamiczne z użyciem standardowych i zmienionych danych klimatycznych. Pokazano, że w porównaniu z metodą statyczną, zapotrzebowanie na moc jest o przeszło 20% mniejsze w przypadku analizy dynamicznej, gdy przyjęto stałą temperaturę powietrza zewnętrznego -20°C, oraz prawie 40% mniejsze w przypadku wykorzystania standardowych danych meteorologicznych.
Słowa kluczowe: budynek domu studenckiego;moc cieplna; norma PN-EN 12831; symulacje dynamiczne; koszty ogrzewania.
Verification of the designed heat load using dynamic energy modelling
The designed heat load is determined in accordance with the PN-EN 12831 standard, but in later operation it turns out that the power determined in this way is too high. The article presents an analysis of the calculation of heat load for heating in a dormitory building with three methods: compliant with the standard and using dynamic simulations using standard and changed climate data. It has been shown that compared to the static method, the heat load is more than 20% lower in the case of dynamic analysis with the use of a constant outside air temperature of -20°C, and nearly 40%lower when using standard meteorological data.
Keywords: dormitory building; heat load; PN-EN 12831 standard; dynamic modelling; heat cost.
Literatura
[1] Jadwiszczak Piotr. 2013. „Całoroczny bilans cieplny budynku energooszczędnego”. Rynek Instalacyjny (4): 29 – 32.
[2] Krajewska Magdalena, Natalia Kwiecińska. Jerzy Kwiatkowski. 2018. „Analiza zużycia energii w budynku biurowym na podstawie rzeczywistych pomiarów”. Materiały Budowlane 546 (2): 41 – 45. DOI 10.15199/33.2018.02.12.
[3] Kwiatkowski Jerzy, Joanna Rucińska. 2012. „Zużycie energii w centrach handlowych i możliwości jego ograniczenia”. Materiały Budowlane 473 (1): 63 – 65.
[4] PN-B-03420:1976Wentylacja i klimatyzacja – Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego.
[5] PN-EN 12831-1:2017-08 Charakterystyka energetyczna budynków – Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego – Część 1: Obciążenie cieplne, Moduł M3-3.
[6] Rozporządzenia Ministra Gospodarki z 15 stycznia 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemów ciepłowniczych (Dz.U. z 2007 r. nr 18, poz. 92).
[7] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 02.75.690, z późniejszymi zmianami).
[8] Strzeszewski Michał, Piotr Wereszczyński. 2009. „Norma PN–EN 12831. Nowa metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego – Poradnik”. Retting Heating Sp. z o.o.
Przyjęto do druku: 18.12.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 30-33 (spis treści >>)
Dr Umberto Berardi, Associate Professor, Ryerson University; Faculty of Engineering and Architectural Science; Toronto, Canada;
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.03
Review paper (Artykuł przeglądowy)
The development of innovative materials aiming to achieve energy savings is a main focus in the building technology sector. In this regard, aerogel-enhanced products are often indicated as promisingmaterials for achieving high thermal resistance in the building envelope. This paper aims to review the current state of the art of the aerogel-enhanced opaque systems. Cement-based products are reviewed as well as aerogel-enhanced renders and plasters. The focuses moves also on aerogel-enhanced blankets, which are among the most promising superinsulating systems. Comparative thermal characterization tests of several aerogel-enhanced blankets confirm their superior performance with abthermal conductivity as low as 0.010 W/(mK). Finally, future research challenges for making aerogel-enhanced products more common in buildings are presented.
Keywords: superinsulation; aerogel; aerogel-enhanced materials; thermal conductivity.
Najnowsze trendy w superizolacyjnych materiałach budowlanych
– produkty wzbogacone aerożelem
Jednym z głównych celów obecnie opracowanych innowacyjnych materiałów jest uzyskanie oszczędności energii. W związku z tym, produkty wzbogacone aerożelem są wskazywane jako obiecujące materiały, pozwalające na osiągnięcie dużego oporu termicznego zewnętrznych przegród budynków. W artykule dokonano przeglądu obecnie stosowanych systemów izolacyjnych przegród nieprzezroczystych wzbogaconych aerożelem. Zaprezentowano przegląd materiałów na bazie cementu, a także ulepszone przy użyciu aerożelu materiały wykończeniowe. Skupiono się też na ulepszonych przy użyciu aerożelumatach izolacyjnych, które należą do najbardziej obiecujących systemów superizolacji. Porównawcze badania charakterystyki termicznej kilku mat wzbogaconych aerożelem potwierdzają ich doskonałe właściwości i przewodność cieplną wynoszącą ok. 0,010W/(mK). Na zakończenie zaprezentowano wyzwania badawcze związane z upowszechnieniem w budownictwie produktów wzbogaconych aerożelem.
Słowa kluczowe: superizolacja; aerożel; materiały wzbogacone aerożelem; przewodność cieplna.
Liaterature
[1] Baetens R., B.P. Jelle, A. Gustavsen. 2011. „Aerogel insulation for building applications:Astateof- the-art review”. Energy Buildings 43: 761 – 769.
[2] Berardi U. 2018. Aerogel-enhanced Insulation for Building Retrofits, ed. F. Pacheco Torgal (Book title: „Nanotechnology in Eco-efficient Construction”), Elsevier. ISBN 9780081026410.
[3] Berardi U., M. Calisesi, M. Garai. 2017. „Investigation of the aerogel inclusion in cement products”. Proceeding SET. Bologna. Italy.
[4] Berardi U., R. Nosrati. 2018. „Long-term performances of aerogel-enhanced insulating materials”. Energy 147: 1188 – 1202.
[5] Berardi U. 2015. „The development of a monolithic aerogel glazed window for an energy-retrofitting project”. Applied Energy 154: 603 – 615.
[6] Berardi U. 2017. „Across country comparison of building energy consumption and their trends”. Resource Conservation and Recycling 123: 230 – 241.
[7] Berardi U. 2018. „Aerogel-enhanced solutions for building energy retrofits: insights from a case study”. Energy and Buildings 159: 370 – 381.
[8] BurattiC.,E.Moretti,E.Belloni. 2016. „Aerogel Plasters for Building Energy Efficiency, in Nano Biotech Based Materials for Energy Building Efficiency” (ed. Pacheco Torgal et al.): 17 – 40.
[9] Cuce E., P. M. Cuce, C. J.Wood, S. B. Riffat. 2014. „Toward aerogel based thermal superinsulation in buildings: A comprehensive review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 34: 273 – 299.
[10] Gao T. 2014. „Aerogel-incorporated concrete: An experimental study”. Construction and Building Materials 52: 130 – 136.
[11] IbrahimM., P.H. Biwole, P.Achard, E.Wurtz, G. Ansart. 2015. „Building envelope with a new aerogel-based insulating rendering: Experimental numerical study, cost analysis, and thickness optimization”. Applied Energy 159: 490– 501.
[12] Nosrati R., U. Berardi. 2018. „Hygrothermal characteristics of aerogel-enhanced insulating materials under different humidity and temperature conditions”. Energy and Buildings 158: 698 – 711.
[13] ShuklaN.,A. Fallahi, J.Kosny. 2014. „Aerogel Thermal Insulation – Technology Review Cost Study”. ASHRAE Transactions 120: 294 – 307.
Przyjęto do druku: 06.12.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 26-29 (spis treści >>)
dr inż. Joanna Rucińska, dr inż. Jerzy Kwiatkowski, dr inż. Andrzej Wiszniewski, Politechnika Warszawska, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Adres do korespondencji: joanna.rucińTen adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.02
Oryginalny artykuł naukowy
W artykule przedstawiono wyniki obliczeń mających na celu określenie referencyjnego standardu energetycznego wielorodzinnych budynków mieszkalnych na potrzeby wyznaczania ich klasy energetycznej. Obliczenia zapotrzebowania na energię dotyczyły 36 wariantów (4 budynki o różnym współczynniku A/V, 3 rodzaje systemu wentylacji, 3 strefy klimatyczne). Otrzymane wyniki pokazały zależność wskaźnika zapotrzebowania na energię użytkową i końcową do ogrzewania od przyjętego systemu wentylacji, lokalizacji budynku czy współczynnika kształtu A/V. Przeprowadzona analiza nie pozwala na określenie dokładnego referencyjnego standardu energetycznego budynku wielorodzinnego w Polsce, ale jest dobrym punktem wyjścia do dalszych prac, mając szczególnie na uwadze toczące się obecnie w Ministerstwie Inwestycji i Rozwoju prace nad udoskonaleniem systemu świadectw charakterystyki energetycznej budynków.
Słowa kluczowe: świadectwa charakterystyki energetycznej; budynki mieszkalne; klasy energetyczne; energia.
Estimation of the reference energy standard of multi-family residential buildings for the purpose of determining their energy class
Abstract. The article presents the results of calculations aimed at defining the reference energy standard of multi-family residential buildings for the purpose of determining their energy class. Calculations of energy demand were carried out for 36 variants (4 buildings with different A/V ratio, 3 types of ventilation systems, 3 climate zones). The obtained results showed the dependence of the energy need for heating and energy use for heating indicator on the assumed ventilation system, the location of the building or the A/V shape coefficient, and the range of obtained values is wide. The conducted analysis does not allow to determine the exact reference energy standard of amulti family building in Poland, but is a good starting point for further work, especially considering the ongoing at theMinistry of Investment and Development work on improving the energy performance certificate system.
Keywords: energy performance certificate; residential buildings; energy class; energy.
Literatura
[1] Building Performance Institute Europe (BPIE). 2015. „Implementing the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) 2016. Featuring Country Reports.”. ISBN 978-972-8646-32-5.
[2] Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z 16 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. Dz. Urz. UE L 001 z 4 stycznia 2003 r., s. 65.
[3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. Dz. Urz. UE L 153 z 10 czerwca 2010 r., s. 13.
[4] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/844 z 30 maja 2018 r. zmieniająca dyrektywę 2010/31/UE w sprawie charakterystyki energetycznej budynków i dyrektywę 2012/27/UE w sprawie efektywności energetycznej. Dz. Urz. UE L 156 z 19 czerwca 2018 r., s. 75.
[5] PN-B-03430:1983/Az3:2000 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej –Wymagania.
[6] PN-EN ISO 52016-1:2017-09 Energetyczne właściwości użytkowe budynków – Zapotrzebowanie na energię do ogrzewania i chłodzenia, wewnętrzne temperatury oraz jawne i utajone obciążenia cieplne – Część 1: Procedury obliczania.
[7] PN-EN 12831-1:2017-08 Charakterystyka energetyczna budynków – Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego – Część 1: Obciążenie cieplne, Moduł M3-3.
[8] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej. (Dz. U. 2015 nr 0 poz. 376).
[9] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r.Wsprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 02.75.690, z późniejszymi zmianami).
[10] Trząski Adrian, Joanna Rucińska. 2015. „Energy labeling of windows – Possibilities and limitations”. Solar Energy 120 (10): 158-174. DOI: 10.1016/j.solener. 2015.07.029.
Przyjęto do druku: 14.12.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 19-23 (spis treści >>)
dr inż. Piotr Narowski, Politechnika Warszawska; Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska;
Adres do korespondencji: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
DOI: 10.15199/33.2019.01.01
Wycofana norma PN-EN ISO 13790 została zastąpiona normą PN-EN ISO 52016, która określa wiele metod obliczeniowych zapotrzebowania na energię budynków do ich ogrzewania, chłodzenia, nawilżania i odwilżania powietrza wewnętrznego, obliczania bilansu energii i wyznaczania temperatury wewnętrznej w budynkach oraz wyznaczania zapotrzebowania na moc ogrzewania i chłodzenia. W artykule opisano metody obliczeniowe zawarte w tej normie oraz omówiono związki pomiędzy tą normą i normą PN-EN ISO 52017 oraz innymi powołanymi normami. W artykule przedstawiono również różnice metod obliczeniowych wycofanej normy PN-EN ISO 13790 i normy omawianej w artykule.
Słowa kluczowe: właściwości energetyczne budynków; przepisy EPB; zapotrzebowanie na energię ogrzewania i chłodzenia budynków; bilans cieplny; temperatura w pomieszczeniu; moc ogrzewania i chłodzenia.
Methods of determination of demand for the energy of building
in accordance with PN-EN ISO 52016-1
The with drawn PN-EN ISO 13790 standard has been replaced by the PN-EN ISO 52016 standard, which contains a number of calculation methods for energy demand of buildings for heating, cooling, humidifying and dehumidifying indoor air, calculating the energy balance and determining the indoor temperature in buildings and determining the heating and cooling loads. The article describes the calculation methods contained in this standard and discusses the relationship between this standard and the PN-EN ISO 52017 standard and other referenced standards. The article also presents the differences in the calculationmethods of thewithdrawn PN-ENISO13790 standard and the standard discussed in this work.
Keywords: energy performance of buildings; EPB regulations; heating need; cooling need; thermal balance; indoor temperature; heating load; cooling load.
Literatura
[1] MandatM480,Mandat dla CEN, CENELEC i ETSI opracowania i przyjęcia norm dla metodyki obliczania zintegrowanej charakterystyki energetycznej budynków i promowania efektywności energetycznej budynków, 2007 r. zgodnie z warunkami określonymi w przekształconej wersji dyrektywy w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (2010/31 / UE) z 14 grudnia 2010.
[2] Narowski Piotr. 2009. „Uproszczona metoda godzinowa obliczania ilości ciepła do ogrzewania i chłodzenia budynków. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 466 (1): 27 – 32.
[3] Narowski Piotr. 2008. Podstawy uproszczonej metody godzinowej obliczania ilości ciepła do ogrzewania i chłodzenia budynków”. Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce, Tom III: 77 – 84.
[4] PN-EN ISO 52016-1:2017. Energetyczne właściwości użytkowe budynków – Zapotrzebowanie na energię do ogrzewania i chłodzenia, wewnętrzne temperatury oraz jawne i utajone obciążenia cieplne – Część 1: Procedury obliczania.
[5] PN-EN ISO 52017-1:2017. Energetyczne właściwości użytkowe budynków – Jawne i utajone obciążenia cieplne oraz temperatury wewnętrzne – Część 1: Ogólne procedury obliczania.
[6] PN-EN ISO 52000-1:2017 Energetyczne właściwości użytkowe budynków – Nadrzędna ocena EPB – Część 1: Ogólne ramy i procedury.
[7] Standard ANSI/ASHRAE 140:2017 Standard Method of Test, for the Evaluation of Building EnergyAnalysis Computer Programs (Standardowa metoda oceny ewaluacji programów komputerowych do analizy energetycznej
budynków).
Przyjęto do druku: 17.12.2018 r.
Przeczytaj cały artykuł >>
Materiały Budowlane 1/2019, strona 14-18 (spis treści >>)
Start 
