Klimat wewnętrzny jest jednym z najistotniejszych parametrów zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie. Na przykład zwiększenie temperatury powietrza o 1 K (-272°C) zwykle zwiększa zapotrzebowanie na ogrzewanie o 5-15%, a obniżenie o 1 K zwiększa zapotrzebowanie na chłodzenie o 10-30%.
Klimat wewnętrzny jest określany pod względem operatywnej temperatury i wilgotności wewnątrz pomieszczeń. Komfortowe zakresy temperatury operatywnej zostały ustalone w normie ISO 7730:2005. Komfortowa temperatura operatywna w strefach o niższym poziomie aktywności fizycznej człowieka, takich jak: biura, restauracje i szkoły – wynosi 22°C w okresie grzewczym i 24,5°C w okresie chłodzenia.
Typowe wartości dla wilgotności wahają się od minimum 35% zimą do 70% latem. Środki oszczędności energii (ang. Energy Conservation Measures – ECM) często wpływają na klimat wewnętrzny. Należy wziąć pod uwagę przede wszystkim ten pozytywny wpływ oraz wszelkie związane z nim niezamierzone efekty.
Wydajność wentylacji
Odpowiednią jakość powietrza w pomieszczeniach można zazwyczaj osiągnąć poprzez współdziałanie trzech typów wentylacji: przenikania (tj. przecieków powietrza), wentylacji grawitacyjnej (tj. przez okna) i wentylacji mechanicznej (tj. za pomocą centrali wentylacyjnych).
Wentylacja przez przenikanie w dużym stopniu zależy od jakości przegród zewnętrznych budynku. Typowe wartości wahają się od 0,05 1/h ACH (wymian powietrza na godzinę) dla budynku pasywnego do 0,5 1/h ACH dla istniejącego budynku ze znacznymi wyciekami.
Czytaj: Czynniki wpływające na środki oszczędzania energii – część 1
Wentylacja grawitacyjna jest zazwyczaj kwestią wpływu użytkownika. Typowe wartości mieszczą się w tym samym zakresie co wskaźniki przenikania. W przypadku wentylacji szokowej (krótkie całkowite otwarcie okna umożliwiające pełną wymianę powietrza) średnia dzienna wydajność wentylacji zwiększa się o 1/24 h=0,04 1/h ACH. W przypadku okien stale otwartych lub uchylonych, wynikające z tego wskaźniki wydajności wentylacji znacznie wzrastają ze względu na parcie wiatru i różnice temperatur, tym samym stając się bardzo trudnymi do określenia. W przypadku wentylacji mechanicznej, wydajność wentylacji można określić na podstawie pomiarów lub specyfikacji produktu. Należy rozważyć potencjalne sterowanie zapotrzebowaniem.
Jeśli nie podano konkretnych wartości wydajności wentylacji, jako wskazanie wymaganych poziomów mogą służyć poniższe normy:
- ASHRAE 62.1
- EN 15251
- EN 15665
- CEN/TR 14788
Normy ASHRAE 62.1 i EN 15251 podają znacznie różniące się od siebie wartości wymaganych minimalnych wymian powietrza na osobę (np. w jednoosobowych pomieszczeniach biurowych: ASHRAE: 2,5 l/s-osobę, EN 15251: 4-10 l/s-osobę). W literaturze zalecana jest również dodatkowa wentylacja na metr kwadratowy (np. w jednoosobowych pomieszczeniach biurowych: ASHRAE: 0,3 l/s-m2, EN 15251: 0,4-1 l/s-m2). Łączna minimalna wydajność wentylacji wynosi wówczas około 0,55 l/s-m2 (ASHRAE), i odpowiednio 0,8-2 l/s-m2 (EN 15251).
Zyski wewnętrzne
Wewnętrzne zyski ciepła, które zmieniają się znacznie w ciągu dnia lub w ciągu roku, mają znaczący wpływ na zapotrzebowanie na energię do ogrzewania i chłodzenia. Wewnętrzne zyski ciepła można zazwyczaj podzielić na zyski od wyposażenia (w tym oświetlenia) i zyski od ciepła metabolicznego ludzi.
Jako wskazanie wewnętrznych zysków ciepła, które mają być wykorzystywane jako podstawa obliczeń mogą posłużyć międzynarodowa norma ISO 7730 i niemiecka norma VDI 2078. Na przykład wewnętrzne zyski ciepła pochodzące od osób są w normie ISO 7730 zróżnicowane w zależności od zastosowania i związanego z nim stopnia aktywności (np. zastosowania „biurowe” odpowiadają stopniowi aktywności określanemu jako „siedząca, lekka praca, pisanie na klawiaturze”, powodującemu wewnętrzne zyski wynoszące około 75 W na osobę). Zyski od urządzeń są równe stratom energii i mogą być wyznaczone poprzez pomiar zapotrzebowania na energię elektryczną lub za pomocą danych ze specyfikacji maszyny.
Zobacz również: Czynniki ekonomiczne definiujące racjonalność środków oszczędności energii w budynkach – część 2
Lokalne warunki klimatyczne
Wytyczne ASHRAE 14-2002 wymieniają dane klimatyczne/pogodowe jako jedną z najistotniejszych zmiennych w określaniu oszczędności energii.
W celu uwzględnienia średnich lokalnych warunków klimatycznych dostępne są różne źródła danych, w tym oprogramowanie Meteonorm. W przypadku obliczeń zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie dane są zazwyczaj dostarczane jako zagregowane wartości miesięczne lub jako zbiór 8760 wartości godzinnych dla roku odniesienia.
W większości sytuacji, do obliczania minimalnej efektywności energetycznej budynków służą miesięczne dane klimatyczne. W przypadku niektórych zastosowań zaleca się jednak większą dokładność (np. wykorzystanie danych godzinowych lub nawet 15-minutowych). Przypadki te obejmują określenie zapotrzebowania na chłód w budynku w regionach o klimacie umiarkowanym, oszacowanie poboru na potrzeby własne instalacji fotowoltaicznej oraz bardziej szczegółową optymalizację systemu.
Aby ocenić przyszłe warunki klimatyczne, można wziąć pod uwagę przeprowadzenie analizy scenariuszy uwzględniającej zmiany klimatyczne. Z tego względu oprogramowanie Meteonorm obejmuje prognozy klimatyczne.
Polecamy: Miedź niezbędna dla dekarbonizacji sektora budownictwa
