Modelowanie i optymalizacja energetyczna budynków

Model energetyczny to uwzględniająca zmienność programów użytkowania i obciążeń oraz warunki pogodowe symulacja zużycia energii przez budynek oraz jej kosztów. Jest nieodzowny przy certyfikacji wielokryterialnej LEED, BREEAM ale również jest niezbędny przy przeprowadzaniu oceny energetycznej i ekonomicznej rozwiązań projektowych budynku w zakresie izolacyjności przegród, instalacji HVAC (ogrzewanie, chłodzenie, wentylacja), sterowania instalacjami HVAC oraz instalacji oświetlenia. Umożliwia to inwestorowi podjęcie właściwych decyzji. Modelowanie energetyczne przydatne jest zarówno przy realizacji nowych budynków jak i przy modernizacji energetycznej istniejących. Wykonywanie tych symulacji jest wskazane na wczesnych etapach projektowych w celu dokonania porównania różnych wariantów. Dalsze projektowanie prowadzi się wówczas w oparciu o najoptymalniejszy wariant. Z punktu widzenia inwestora najlepiej, gdy analizy te wykonuje podmiot niezależny od projektanta i wykonawcy.

Pogłębieniem analizy kosztów energii w modelu energetycznym jest analiza kosztów cyklu życia (LCC) danego wariantu, w której oprócz kosztów energii bierze się pod uwagę również koszty zakupu urządzeń i materiałów dla danego rozwiązania technicznego powiększone o koszty serwisowania, wymian i napraw oraz koszty finansowe. Tak uzyskane sumaryczne wartości kosztów cyklu życia są kryterium podjęcia decyzji o optymalnym wyborze:

• • źródła ciepła i chłodu

  • odbiorników końcowych ciepła i chłodu

  • centrali wentylacyjnej

  • urządzeń odzysku ciepła

  • urządzeń przygotowania ciepłej wody użytkowej

  • sposobu regulacji temperatury w pomieszczeniach

  • sposobu regulacji temperatury wody grzewczej i wody lodowej

  • sposobu regulacji przepływu powietrza

  • urządzeń oświetleniowych i sposobie ich sterowania

  • materiałów ścian zewnętrznych i ich współczynnikach przenikania

  • wielkości i rodzaju okien oraz systemu zacienień

Analiza LCA

Jest to analiza śladu węglowego budynku tzn. wyliczenie ilości wyemitowanego CO2 zarówno w związku z eksploatacją budynków (ślad węglowy operacyjny), ale też z pozyskaniem materiałów i samą budową (ślad węglowy wbudowany). Pozwala na porównywanie wskaźników emisji CO2/m2 budynków oraz jest narzędziem pozwalającym na wybór właściwych technologii.

Analiza LCC

Jej wynikiem jest wyliczenie całości kosztów związanych z posiadaniem budynku (czyli zarówno wybudowanie jak eksploatacja) dla przyjętego jego czasu życia. Jego podstawą jest wynik modelowania energetycznego pozwalający na wyliczenie kosztów operacyjnych, do których dodaje się koszty inwestycyjne. Uwzględniając różne warianty technologiczne można dokonać optymalnego wyboru zarówno dla budynku projektowanego jaki modernizacji istniejącego.

Certyfikacja BREEAM i LEED

Są to najbardziej rozpowszechnione zarówno na świecie jak i w Polsce certyfikaty wielokryterialne oceniające całość oddziaływań budynków na otoczenie, uwzględniając zarówno zużycie energii i wody, ale też jakość warunków wewnętrznych, ekologiczność zastosowanych materiałów, dostępność transportu publicznego i dróg rowerowych, ślad węglowy operacyjny i wynikający z zastosowanych materiałów.

Certyfikacja Zielony Dom

Jest to pierwszy polski certyfikat wielokryterialny wprowadzony przez Polskie Stowarzyszenie Budownictwa Ekologicznego (PLGBC) przeznaczony do budynków mieszkalnych. Podobnie jak BREEAM i LEED uwzględnia całość oddziaływań budynku na otoczenie ze szczególnym naciskiem na oszczędność wody i energii oraz jakość powietrza wewnętrznego.

Certyfikacja EDGE

EDGE to certyfikat dotyczący redukcji zużycia przez budynki energii, wody oraz energii  związanej z zastosowanymi materiałami budowlanymi. Został wdrożony przez International Finance Corporation w celu wspierania rozwoju budownictwa zrównoważonego i niskoenergetycznego i o niskim zużyciu wody. Jest również narzędziem do szacowania osiąganych oszczędności w zależności od wybranych technologii HVAC i wod-kan.

Analizy energetyczne budynków pasywnych

Budynki pasywne to budynki charakteryzujące się przede wszystkim niskim zużyciem energii na ogrzewanie (<15kWh/m2*rok) i wysoką szczelnością powietrzną  (n50<0,6/h). Potwierdzenie osiągania wymaganego wskaźnikowego zużycia energii przeprowadza się wykonując analizę za pomocą oprogramowania PHPP zaakceptowanego przez Passivhaus Institut z Darmstadt. Wynikiem symulacji jest również wyliczone zapotrzebowanie energii na ogrzewanie umożliwiające ustalenie rocznych kosztów energii. Oprogramowaniami tymi dysponują certyfikowani projektanci budownictwa pasywnego. PHPP stosować też można do oceny energetycznej i ekonomicznej rozwiązań projektowych w odniesieniu do:

• wyboru materiałów przegród zewnętrznych i ich współczynników przenikania

• wyboru urządzeń HVAC i oświetlenia

Oceny te mogą podstawą decyzji o wyborze danej technologii do dalszych prac projektowych.

Badania termowizyjne

Badanie przy pomocy kamery termowizyjnej umożliwia: diagnostykę stanu izolacji budynku, lokalizację mostków cieplnych, miejsc zagrożonych kondensację wilgoci, nieszczelności powietrznych oraz nieciągłości i ubytków w powłoce izolacyjnej budynku. Metoda ta jest stosowana również w procedurze odbiorowej w ramach certyfikacji LEED (tzw. Envelope Commissioning) i BREEAM.

Pomiary jakości powietrza

Służą ocenie jakości powietrza wewnętrznego i określeniu stężenia zanieczyszczeń. Obejmują pomiar stężenia:

• tlenku węgla

• dwutlenku węgla

• ozonu

• PM 2,5

• PM 10

Są również wykorzystywane w certyfikacji LEED w tzw. kredycie Indoor Air Quality Assessment.