Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Uwarunkowania środowiskowe projektowania budynków energooszczędnych i pasywnych. Wybór lokalizacji inwestycji oraz możliwość wykorzystania energii wiatru

Environmental aspects of energy-efficient and passive buildings design – selection of building location and possibility of the use of wind power

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.

Systemy oparte na pośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego

Poza energią słońca możliwe jest wykorzystanie także innych odnawialnych źródeł energii, jak wiatr, biomasa czy energia otoczenia wykorzystywana w pompach ciepła.

Małe, przydomowe elektrownie wiatrowe, wykorzystujące ruch mas powietrza do wytwarzania energii elektrycznej, zbudowane są z generatora sprzężonego z umieszczonym na maszcie wirnikiem, prostownika oraz akumulatora magazynującego energię. Systemy takie mogą pracować na potrzeby odbiornika autonomicznego (wydzielony obwód, cała instalacja w budynku) lub współpracować z siecią.

W zależności od mocy zainstalowanej wyróżnia się:

  • mikroelektrownie wiatrowe o mocy poniżej 100 W, używane do ładowania baterii akumulatorów stanowiących zasilanie obwodów wydzielonych (np. pojedyncze lampy),
  • małe elektrownie wiatrowe o mocy od 100 do 500 kW, mogące zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną w gospodarstwach domowych (popularnie stosowane moce rzędu 3–5 kW wystarczają z reguły do zasilania oświetlenia, układów pompowych, sprzętu i urządzeń domowych).

Z uwagi na położenie osi obrotu wirnika wyróżnia się elektrownie z poziomą oraz pionową osią obrotu.

Warto przeczytać: Klasyczne projektowanie a modelowanie budynku. Rozpoczęcie prac projektowych >> 

Najpowszechniej stosowanym rozwiązaniem są trójpłatowe turbiny z poziomą osią obrotu – HAWT (ang. Horizontal Axis Wind Turbine), które dla maksymalnie efektywnej pracy muszą być zwrócone dokładnie w kierunku wiatru.

Stosuje się dwa podstawowe warianty turbin różniące się umiejscowieniem wirnika:

  • nawietrzne (z wirnikiem przed masztem), wymagające układu sztywnych łopat oraz systemu nakierowywania na wiatr, a także
  • zawietrzne (z wirnikiem za masztem).

Alternatywnym rozwiązaniem, znacznie mniej popularnym, są turbiny z pionową osią obrotu VAWT (ang. Vertical Axis Wind Turbine).

Siłownie takie nie wymagają w swojej konstrukcji układu naprowadzania na kierunek wiatru, a ich zaletą jest umiejscowienie generatora i skrzyni biegów na ziemi oraz brak wieży, jednakże wadą takiego rozwiązania jest konieczność stosowania do rozruchu zewnętrznego napędu z uwagi na praktycznie zerowy moment rozruchowy; przykładem urządzeń o osi pionowej są turbiny Darrieusa i Savoniusa.

Zasadniczy wpływ na pracę turbiny wiatrowej ma jej umiejscowienie w ramach działki budowlanej, możliwie daleko od przeszkód hamujących swobodny przepływ powietrza i powodujących tworzenie się zawirowań, co jest szczególnie ważne dla kierunków najczęściej występujących wiatrów. Prawidłowe umiejscowienie turbiny pokazano na rys. 1.

Ze względu na nierównomierność występowania użytecznych prędkości wiatru w ciągu roku możliwe jest zastosowanie rozwiązań hybrydowych, stanowiących połączenie mikrosiłowni wiatrowych z modułami fotowoltaicznymi.

W ten sposób w okresie letnim, gdy występuje największe usłonecznienie i małe prędkości wiatru, energia elektryczna produkowana jest głównie w modułach PV, natomiast w okresach przejściowych sytuacja ulega odwróceniu – głównym producentem energii elektrycznej jest mikrosiłownia wiatrowa. Schemat poglądowy systemu hybrydowego łączącego moduły fotowoltaiczne i siłownię wiatrową przedstawia rys. 2.

Przykładowe przebiegi zmienności produkcji energii elektrycznej w systemie hybrydowym złożonym z modułów fotowoltaicznych z krzemu krystalicznego o mocy szczytowej 1 kWp oraz turbiny wiatrowej o mocy znamionowej 1 kW pokazane zostały na rys. 3 (przebiegi właściwe dla okolic Krakowa).

 

 

Wybór projektu budynku mieszkalnego

Nowoczesny budynek mieszkalny powinien się charakteryzować rozwiązaniami, które z jednej strony zapewnią mieszkańcom wysoki komfort użytkowania obiektu, a z drugiej będą się wiązały z minimalnymi kosztami jego eksploatacji.

Prawidłowo zaprojektowany budynek charakteryzuje się przede wszystkim zwartą bryłą.

Najlepszy pod tym względem byłby dom w kształcie kuli, jednak z przyczyn użytkowych powszechnie stosowana jest konstrukcja budynku na bazie kwadratu bądź prostokąta, z prostym jedno- lub dwuspadowym dachem, bez wykuszy i lukarn, albowiem zwarta bryła zapewnia nie tylko mniejszą powierzchnię wymiany ciepła ze środowiskiem zewnętrznym, ale eliminuje także zbędne mostki termiczne występujące na wszystkich narożach i krawędziach, a przy tym dom o prostej konstrukcji jest ponadto tańszy w budowie i zmniejsza ryzyko popełnienia błędów w fazie jego realizacji.

W polskiej strefie klimatycznej szczególnie istotne staje się zapewnienie odpowiedniej termoizolacyjności przegród zewnętrznych:

  • ściany skierowane na północ powinny się charakteryzować wysokimi wartościami oporu cieplnego i zawierać znikomą ilość przegród przezroczystych.
  • ściany zorientowane na południe powinny być z kolei mocno przeszklone, by maksymalnie wykorzystać energię promieniowania słonecznego (zwłaszcza w okresie zimowym).

Poza właściwą termoizolacyjnością przegród zewnętrznych należy zapewnić optymalny rozkład pomieszczeń wewnątrz budynku i w tym celu budynek dzieli się na strefy skupiające usytuowane obok siebie (lub jedno nad drugim) pomieszczenia o takiej samej temperaturze.

Następnie, uwzględniając sposób wykorzystywania poszczególnych części domu oraz pożądane oświetlenie, grupuje się pomieszczenia według schematu przedstawionego na rys. 4.

Nowoczesne wyposażenie dla domu, hotelu, biura
ZOBACZ >>

Umiejscowienie salonu, pokoju dziennego bądź biura po stronie południowej powoduje, że przez cały dzień dociera tam promieniowanie słoneczne, nie tylko ogrzewając te pomieszczenia w zimie, ale także zapewniając naturalne oświetlenie przez możliwie długi czas.

Z kolei rozmieszczenie pomieszczeń o najniższej temperaturze (garaż, pomieszczenia pomocnicze) po stronie północnej pozwala uzyskać bufor zmniejszający straty energii cieplnej do otoczenia.

Żeby wymienione powyżej działania przyniosły zamierzony efekt (w postaci oszczędności energii końcowej), należy zadbać również o prawidłową organizację systemów ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wentylacji.

W pierwszych dwóch przypadkach stosować można niskotemperaturowe systemy wodne (wykorzystujące do działania pompy ciepła, kolektory słoneczne, kotły na biomasę bądź układy kilku współpracujących urządzeń) lub systemy nadmuchowe (działające w oparciu o pompę ciepła bądź kominek). Wentylacja musi być realizowana przez instalację mechaniczną z odzyskiem ciepła o wysokiej sprawności.

Czytaj dalej: Kształtowanie elementów działki budowlanej >>

   06.05.2015

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Obejrzyj film o bezinwazyjnej renowacji rur » Jakich zabezpieczeń wentylacyjnych potrzebujesz »
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Mamy dla Ciebie nową ofertę urządzeń klimatyzacyjnych »

wentylacja

 



10 pytań o sterowanie ogrzewaniem grzejnikowym » Oszczędzaj nawet do 63% na zużyciu wody »
sterownik do pompy wodnej
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy czyszczenie klimatyzacji musi być drogie »

czyszczenie klimatyzacji

 



Poznaj zalety pomp nowej generacji » 5 powodów, dla których warto zainwestować w pompę ciepła »
pompy woda powietrze pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Polecamy sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Jakie produkty pomogą ci w walce o czyste powietrze » Serwis pompy ciepła bez problemów - jak to zrobić »
program czyste powietrze serwis pompy ciepła
czytam więcej » czytam więcej »

 


Jak działa technologia klimatyzacji bez przeciągów »

wentylacja

 


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
6/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Mikrokogeneracja w budownictwie mieszkaniowym
  • - Modernizacja budynków wielorodzinnych
Zobacz szczegóły
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