Uwarunkowania środowiskowe projektowania budynków energooszczędnych i pasywnych. Aktywne i pasywne systemy słoneczne.

Environmental aspects of energy-efficient and passive buildings design – active and passive solar systems
Fot. freeimages.com

Osiągnięcie wysokiej efektywności energetycznej budynków mieszkalnych wymaga uwzględnienia wielu uwarunkowań środowiskowych na etapie projektowania i prac budowlanych.

Spełnienie tych wymagań umożliwia maksymalne wykorzystanie dostępnej energii otoczenia, ograniczenie straty ciepła z budynku oraz obniżenie zapotrzebowania na ciepło i energię elektryczną.

Jedną z najważniejszych cech nowoczesnego budownictwa jest energooszczędność, która wyraża się w projektowaniu budynków o coraz lepszych parametrach izolacyjności termicznej oraz w stosowaniu wysokoefektywnych i przyjaznych środowisku rozwiązań technicznych w zakresie urządzeń grzewczych i chłodniczych.

Coraz powszechniejsze staje się także wykorzystanie darmowej energii ze źródeł odnawialnych, takich jak słońce, wiatr, biomasa czy geotermia niskotemperaturowa. Jest to domeną zwłaszcza budynków pasywnych i o niemal zerowym zużyciu energii, a częściowo także budynków energooszczędnych. Jednak efektywność tych działań jest w dużej mierze uzależniona od szeregu czynników, które nie są wystarczająco uwzględniane przez inwestorów.

Przeczytaj koniecznie: Nowe wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki. Oszczędność energii i izolacyjność cieplna >> 

Wśród czynności poprzedzających wykonanie projektu szczególne znaczenie ma przede wszystkim wybór właściwej lokalizacji, umożliwiającej efektywne wykorzystanie dostępnych źródeł energii odnawialnej. Pominięcie tego elementu może utrudnić, a często uniemożliwić zastosowanie niektórych technologii OZE.

Czy panele fotowoltaiczne sprawdzą się w systemie zasilania budynku w energię elektryczną?

Dowiesz się podczas konferencji "Zespołu prądotwórcze i zasilacze UPS w systemach zasilania budynków w energię elektryczną".

Kolejna edycja już w 2016 roku.

SPRAWDŹ >>

Kolejnymi elementami są: wybór projektu architektonicznego budynku (dostosowanego do lokalnych warunków mikroklimatycznych), odpowiednie usytuowanie budynku na działce budowlanej, właściwa orientacja względem stron świata oraz prawidłowe ukształtowanie najbliższego otoczenia budynku.

Powyższe parametry mają istotny wpływ m.in. na wartość projektowego obciążenia cieplnego oraz sezonowego zapotrzebowania na ciepło i chłód – parametrów, które decydują o świadectwie charakterystyki energetycznej obiektu i jego późniejszych kosztach eksploatacyjnych.

Wybór lokalizacji inwestycji

Polska pod względem geograficznym usytuowana jest w strefie klimatu umiarkowanego o charakterze przejściowym pomiędzy klimatem morskim i lądowym. Klimat ten kształtowany jest przez różnorodne masy powietrza, wśród których dominujący wpływ wywierają ciepłe i wilgotne masy powietrza polarno-morskiego napływające z północnego zachodu, a także napływające z północnego wschodu suche i chłodne masy powietrza polarno-kontynentalnego oraz arktycznego.

Zróżnicowanie klimatyczne Polski znajduje odzwierciedlenie w normach branżowych, m.in. PN-EN 12831:2006 do obliczania projektowego obciążenia cieplnego budynków (podział kraju na pięć stref klimatycznych o różnej temperaturze obliczeniowej) oraz PN-EN ISO 13790:2009 do obliczania zużycia energii na potrzeby ogrzewania i chłodzenia (uwzględnianie danych z lokalnych stacji meteorologicznych i aktynometrycznych).

W praktyce projektowej poza danymi normatywnymi i statystycznymi należy uwzględnić również warunki mikroklimatyczne, będące indywidualną cechą danej lokalizacji – usłonecznienie, wietrzność, zachmurzenie, opady, ukształtowanie topograficzne terenu, rodzaj powierzchni, roślinność, dostępność wody itp.

Poza uwarunkowaniami terenowymi i klimatycznymi, bardzo ważnym elementem wyboru lokalizacji inwestycji są takie parametry, jak: koszt zakupu (lub dzierżawy) terenu, wysokość opłat związanych z jego użytkowaniem oraz dostępność systemu zaopatrzenia w media i różnego rodzaju usług wpływających na komfort życia mieszkańców (usuwanie odpadów, dostęp do mediów elektronicznych itp.). Wykaz podstawowych czynników decydujących o wyborze lokalizacji przedstawiono w tabeli 1.

Wiele aspektów związanych z możliwością wykorzystania wybranych terenów jest zawartych w uchwałach dotyczących miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, obejmujących m.in. informacje na temat dopuszczalnych warunków zabudowy, infrastruktury technicznej, systemu zaopatrzenia w wodę, kanalizacji sanitarnej i opadowej, systemu zaopatrzenia w energię elektryczną, w gaz oraz w ciepło.

Usłonecznienie obszaru

Lokalizacja budynków powinna zapewniać dobre warunki insolacyjne (insolacja oznacza w tym przypadku średnią moc promieniowania słonecznego przypadającą na jednostkę powierzchni) oraz maksymalnie dużą liczbę godzin słonecznych w roku. Sytuacja taka jest korzystna ze względów bioklimatycznych, a także z uwagi na możliwość wykorzystania energii promieniowania słonecznego w aktywnych i pasywnych systemach konwersji fototermicznej oraz fotoelektrycznej. Ponadto duża liczba godzin słonecznych ogranicza czas użytkowania oświetlenia sztucznego.

W Polsce roczne globalne nasłonecznienie na płaszczyznę poziomą mieści się w przedziale 950–1150 kWh/(m2 · rok), przy czym jego rozkład jest nierównomierny – około 80% całkowitej rocznej sumy napromieniowania przypada na okres wiosenno-letni (od kwietnia do września).

 

 

Dodatkowe, występujące regionalnie zmiany nasłonecznienia mogą być wywoływane zjawiskami mikroklimatycznymi, zachmurzeniem oraz zanieczyszczeniem powietrza. Najkorzystniejsze warunki występują w południowej części województwa lubelskiego, a najmniej korzystne – w rejonie Górnego Śląska oraz na obszarze leżącym na styku Polski, Czech i Niemiec. Szacunkowy potencjał ekonomiczny energii słonecznej w Polsce wynosi 87 PJ/rok [2] (wartość ta różni się w zależności od cytowanego źródła).

Opierając się na statystykach typowych lat meteorologicznych (uzyskanych z lokalnych stacji aktynometrycznych), można określić różnicę w sumie całkowitego miesięcznego i rocznego natężenia promieniowania słonecznego na powierzchnię poziomą dla różnych części Polski.

Przykładowe wyniki otrzymane na podstawie porównania przeprowadzonego dla miast wojewódzkich pokazano na rys. 1 i 2. W przedstawionym porównaniu uwzględniono także średnie roczne wartości temperatury zewnętrznej i prędkości wiatru.

Stosunkowo duża dostępność energii promieniowania słonecznego na terenie całego kraju powoduje, że jej wykorzystanie w budynkach jest coraz większe i obejmuje bezpośrednie oraz pośrednie metody konwersji. Do konwersji bezpośredniej zalicza się:

  • metody fototermiczne, realizowane w niskotemperaturowych aktywnych systemach solarnych (kolektory słoneczne) oraz w systemach pasywnych (architektura słoneczna budynków),
  • metody fotoelektryczne, realizowane w systemach fotowoltaicznych (ogniwa).
Nowoczesne wyposażenie dla domu, hotelu, biura
ZOBACZ >>

Z kolei efektem pośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego jest energia wiatru, wody, biomasy oraz energia otoczenia wykorzystywana w pompach ciepła.

Aktywne i pasywne systemy solarne

W aktywnym systemie solarnym pozyskiwanie energii, jej rozdział i magazynowanie następuje poprzez wykorzystanie takich elementów, jak: kolektory słoneczne, zbiorniki magazynujące, urządzenia zabezpieczające oraz elementy automatyki kontrolno-pomiarowej. Energia jest wykorzystywana do podgrzewania wody użytkowej i ogrzewania mieszkań.

Rozróżnia się dwa podstawowe typy kolektorów słonecznych stosowanych w instalacjach domowych: płaskie i próżniowe. O wyborze typu kolektora decyduje w głównej mierze przewidywany sposób jego wykorzystania (charakter pracy w ciągu roku, zakładany współczynnik pokrycia solarnego), dostępne moce oraz współczynniki sprawności.

Do podstawowych parametrów określających sprawność kolektora zalicza się sprawność optyczną (czyli najwyższą sprawność wynikającą z konstrukcji danego kolektora – h0) oraz współczynniki strat a1 i a2 (pozwalające obliczyć, jak ze wzrostem temperatury kolektora w stosunku do temperatury otoczenia rosną jego straty cieplne).

Czytaj dalej: Aktywne i pasywne systemy solarne >>

   13.03.2015

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowe kotły gazowe
  • - Retencja wód opadowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl