W numerze 4/2022

Słowa kluczowe: performance gap, budynki jednorodzinne, certyfikacja energetyczna, obliczanie efektywności energetycznej, energia końcowa, zachowanie użytkowników, modelowanie energetyczne budynku, metoda miesięczna, budynki energooszczędne, ciepła woda użytkowa

Streszczenie
W literaturze pojawiają się różnego rodzaju kontrowersje na temat polskiej Metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynków. Zauważalny jest problem rozbieżności obliczeń i wyników pomiarów. W niniejszym artykule porównano obliczoną charakterystykę energetyczną budynków dla 5 gospodarstw domowych zlokalizowanych w budynkach jednorodzinnych, wg obowiązującej Metodologii lub jej modyfikacji, ze zmierzonym wykorzystaniem energii. Analiza miała na celu sprawdzenie czy występują rozbieżności wyników i co jest ich przyczyną. Czy różnice wynikają z niedokładności uproszczonego, statycznego modelu cieplnego budynku, tzw. metody miesięcznej, czy są raczej związane z warunkami brzegowymi: zarówno danymi meteorologicznymi, tzw. typowym rokiem meteorologicznym, jak i innymi parametrami opisującymi użytkowanie zarówno instalacji grzewczej, jak i ciepłej wody użytkowej. Okazało się, że rozbieżności w analizowanych budynkach jednorodzinnych wynikają głównie z założeń odnośnie do ich użytkowania, które w obecnej formie Metodologii są z góry narzucone. Narzucanie warunków brzegowych może wydawać się celowe w przypadku porównywania różnych rozwiązań technicznych, ale jednocześnie powoduje rozdźwięk między rzeczywistym wykorzystaniem energii a obliczeniowym, co skutkuje spadkiem zaufania do świadectwa charakterystyki energetycznej. Dlatego należy przemyśleć ponownie idę Metodologii i jej użyteczność zarówno dla projektantów, konsumentów jak i dla twórców polityki energetycznej kraju.

Keywords: performance gap, single family buildings, energy certification, energy efficiency calculation, final energy, occupant behavior, building energy modeling, monthly method, energy efficient buildings, domestic hot water

Abstract
There are various controversies in the literature about the Polish Methodology for determining the energy performance of buildings. The problem of discrepancy between calculations and measurement results is noticeable. This paper compares the calculated energy performance of buildings of 5 households located in single-family houses, according to the current Methodology or its modifications, with the measured energy use. The analysis aimed to show if there is a discrepancy in the results and what is the reason for it. Do the discrepancies result from inaccuracies of the simplified, static thermal model of the building, the so-called monthly method, or are they rather linked to the boundary conditions: both the meteorological data, typical meteorological year, and other parameters describing the use of the heating system as well as the domestic hot water system. We found that the discrepancies for the analyzed single-family houses are mainly due to assumptions on their use, which are enforced in the current form of the Methodology. The enforcement of boundary conditions may seem to be appropriate when comparing different technical solutions, but at the same time it causes a discrepancy between the actual energy use and the calculated one, which results in a decrease of trust towards the energy performance certificate. Therefore, it is necessary to rethink the idea of the Methodology and its usefulness for designers, consumers and national energy policy makers alike.

Słowa kluczowe: sprężarkowa pompa ciepła, parametry techniczne pompy ciepła, wyniki pomiarów

Streszczenie
Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka /woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Pompę cieplna przystosowano do współpracy z niskotemperaturowym wymiennikiem ciepła jakim był zbiornik wodny zlokalizowany obok budynku. W pracy przedstawiono wyniki badań w lutym, marcu, kwietniu oraz październiku, listopadzie i grudniu 2020 r.: temperatury zewnętrznej w dzień i w nocy, temperatury dolnego źródła ciepła, pobranej energii elektrycznej oraz wyprodukowanej na sposób ciepła energii.
Keywords: compressor heat pump, technical parameters of the heat pump, measurement results
Abstract
The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test stand was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. This paper presents the results of February, March, April, and October, November, and December 2020: daytime and nighttime outdoor temperatures, bottom heat source temperatures, electricity consumed, and energy produced by the heat method.

Słowa kluczowe: Data Center, serwerownia, klimatyzacja, free-cooling, warunki cieplno-wilgotnościowe, diagnostyka pomiarowa
Streszczenie
Tematem artykułu jest analiza rzeczywistych warunków cieplno-wilgotnościowych w wybranym Data Center na podstawie przeprowadzonych długoterminowych pomiarów diagnostycznych. W treści przedstawiono krótką charakterystykę tego typu obiektów oraz przegląd wymagań dotyczących parametrów środowiska wewnętrznego. Omówiono zakres i metodykę diagnostyki pomiarowej warunków cieplno-wilgotnościowych, którą przeprowadzono w obiekcie przynależącym do Politechniki Śląskiej w Gliwicach. W ramach analizy wyników skupiono się na parametrach powietrza utrzymujących się bezpośrednio w szafie serwerowej oraz w pomieszczeniu serwerowni. Zestawiono wyniki parametrów powietrza (temperatura, wilgotność względna) z aktualnymi wymaganiami Data Center. Uwagę poświęcono również zastosowaniu free-cooling’u.

Keywords: Data Center, server room, air conditioning, free-cooling, thermal and humidity conditions, measurement diagnostics
Abstract
The subject of the article is the analysis of thermal and humidity conditions in a selected Data Center based on the conducted long-term measurements. The paper presents a short description of this type of objects and the review of the requirements for the parameters of the indoor environment. The scope and methodology of measurement diagnostics of thermal and humidity conditions, which was carried out in a facility belonging to the Silesian University of Technology in Gliwice, were discussed. As part of the analysis of the results, the focus was on the air parameters maintained directly in the server cabinet and in the server room. The air parameters (temperature, relative humidity) were compared with the current requirements for Data Center. Attention was also paid to the use of free-cooling.

Słowa kluczowe: systemy wentylacji, urządzenia do odzysku ciepła w budynkach, odzysk ciepła, jakość powietrza, szkoły, mieszkania

Streszczenie
Problem niskiej jakości powietrza w placówkach szkolnych i mieszkaniach znany jest od kilkunastu lat. Oznacza to, że uczniowie oraz mieszkańcy przebywają w najgorszej klasie jakości powietrza, co przekłada się na spadek koncentracji i efektywności nauczania. Ponadto ostatnie kilkanaście miesięcy związane z pandemią COVID, spowodowały zamknięcie placówek szkolnych z uwagi na szybką propagację wirusa SARS-CoV-2. Dodatkowo w sezonie zimowym środowisko wewnętrzne jest narażone na zwiększoną koncentrację cząstek pyłów PM2.5 i PM10 przez brak jakiejkolwiek filtracji powietrza wprowadzanego do pomieszczenia. Celem przedsięwzięcia „Wentylacja dla szkół i domów” jest opracowanie rozproszonych systemów wentylacji przeznaczonych do istniejących sal lekcyjnych oraz mieszkań, umożliwiających rozwiązanie problemu niskiej jakości powietrza w szkołach i w budynkach wielorodzinnych przy jednoczesnym zmniejszeniu zapotrzebowania na energię niezbędną do ich ogrzewania. Uczestnicy, którzy zgłosili się do projektu, mają czas do końca 2023 roku na opracowanie innowacyjnej technologii, na którą przewidziano budżet w wysokości 8,7 mln zł. Postępowanie odbywa się w trybie zamówień przedkomercyjnych (PCP). Formuła ta, polegająca na zamawianiu prac badawczo-rozwojowych, została dostosowana do pozyskiwania rozwiązań niedostępnych na rynku. Opracowane przez uczestników postępowania systemy wentylacji do istniejących budynków wraz z rozbudowanym systemem automatyki przyczynią się do rozpropagowania systemów wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła w szkołach i budynkach wielorodzinnych.

Keywords: ventilation systems, residential recovery unit, heat recovery, air quality, schools, apartments Abstract

The problem of poor air quality in schools and flats has been known for several years. This means that students and residents are living in the worst class of air quality, which translates into a decrease in the concentration and effectiveness of teaching. In addition, the last several months related to the COVID pandemic, resulted in the closure of schools due to the rapid propagation of the SARS-CoV-2 virus. Additionally, in the winter season, the internal environment is exposed to an increased concentration of PM2.5 and PM10 dust particles due to the lack of any filtration of the air provided into the room. The aim of the project „Ventilation for schools and homes” is to develop distributed ventilation systems dedicated to existing classrooms and apartments, making it possible to solve the problem of poor air quality in schools and multi-family buildings, while reducing the demand for energy necessary for their heating. Participants who applied for the project have time until the end of 2023 to develop an innovative technology for which a budget of PLN 8.7 million has been allocated. The procedure takes place in the pre-commercial procurement (PCP) mode. This formula, consisting in ordering research and development works, has been adapted to the acquisition of solutions unavailable on the market. Ventilation systems for existing buildings, developed by the participants, equipped with an extensive automation system, will contribute to the promotion of mechanical ventilation systems with heat recovery in schools and multi-family buildings.

Słowa kluczowe: SARS-CoV-2, klimatyzacja, ogrzewanie i ochładzanie powietrza
Streszczenie
W okresie trwającej pandemii Covid-19, od czasu pierwszego potwierdzonego przypadku zachorowania do dnia 8.04.2022 roku w Polsce stwierdzono ogółem 5  798  215 przypadków zakażeń, a w świecie ok. 494 587 638 zakażeń. W Polsce z powodu Covid-19 zmarło 115 635 osób, a w świecie 6 170 283 osób. Łatwość i szybkość transmisji wirusa spowodowała, że większą uwagę zaczęto zwracać na bezpieczne i higieniczne działanie systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Oprócz zaostrzenia środków bezpieczeństwa użytkowania pomieszczeń podjęto także decyzje o konieczności ograniczania stosowania recyrkulacji w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Recyrkulacja powietrza jest jednym ze sposobów ograniczania zużycia energii niezbędnej do uzdatniania powietrza nawiewanego [7], [14] i dlatego, pomimo świadomości, że stosowanie recyrkulacji pogarsza warunki higieniczne w pomieszczeniach, była ona powszechnie stosowana w centralnych systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Recyrkulacja jest także powszechnie stosowana w układach z wentylokonwektorami, belkami chłodzącymi czy klimatyzatorami. Z uwagi na to całkowite ograniczenie recyrkulacji może być niemożliwe. Celem artykułu jest wskazanie jak ograniczanie recyrkulacji może wpłynąć na działanie pracy prostego centralnego systemu wentylacyjnego. Do zobrazowania całorocznej pracy układu wentylacji pomieszczenia wykorzystano wykresy i-tz. Na podstawie określonych w ten sposób różnicy entalpii właściwej pomiędzy poszczególnymi punktami określającymi stan powietrza w centrali wentylacyjnej oraz w pomieszczeniu obliczono wymaganą moc chłodnicy i nagrzewnicy oraz energię niezbędną do ogrzewania i ochładzania powietrza nawiewanego.
W artykule wykazano, że moce zamontowanych w układzie wentylacyjnym wymienników ciepła są niewystarczające. Podczas pracy układu z wyłączoną recyrkulacją w okresie zimowym temperatura powietrza wewnętrznego będzie zbyt niska aż do temperatury powietrza zewnętrznego ok. 2°C. Zaś w okresie letnim temperatura powietrza w pomieszczeniu będzie zbyt wysoka w warunkach temperatury powietrza zewnętrznego ≥30°C i wilgotności względnej ≥45%. Na podstawie przeprowadzonej analizy wykazano, że całkowita rezygnacja z recyrkulacji nie jest możliwa, ale udział powietrza zewnętrznego w powietrzu wentylującym powinien być określony na podstawie granicznych wartości mocy wymienników ciepła zamontowanych w układzie. W wypadku omawianego układu minimalny udział powietrza zewnętrznego w wentylującym powinien być zablokowany na poziomie 30% co przy maksymalnej liczbie osób zapewnia jednostkowy strumień powietrza zewnętrznego w pomieszczeniu na poziomie 32 m3 /h•os. a przy minimalnej frekwencji 1200 m3 /h•os.

Keywords: SARS-CoV-2, air-conditioning, heating and cooling of air
Abstract
Since first case of Covid 19 until 8.04.2022 in Poland there are 5 798 215 people with confirmed infection and 494  587  638 in the world. In Poland there are 115 635 confirmed deaths and 6 170 283 due to COVID-19 infections. Easiness and velocity of spreading the disease caused higher attention to safe and hygienic operation of ventilation and air conditioning systems. Higher safety requirements related to the buildings maintenance implemented the necessity of air recirculation reduction in ventilation and AC systems. Air recirculation is one of the ways to reduce energy consumption needed for supply air treatment [7], [14]. This system was commonly used despite it’s negative influence on air quality in served rooms. Recirculation is also common in the systems using fancoils, cooling beams and air conditioners. Due to this, full elimination of air recirculation may be not possible. The goal of this paper is to describe how the reduction of air recirculation affects the operation of simple air conditioning system. To fully describe all year operation of the air conditioning system in existing building authors provided i-tz charts. Air enthalpy values gained from the charts for different points in the AHU and the room were used to establish necessary capacities of cooler and heater and energy needed for air treatment. This article concludes that heat exchangers installed in the system are not capable to maintain required room conditions. In wintertime and with disactivated air recirculation room temperature will be lower than expected until outdoor temperature of 2°C. Analogically during summertime room will be overheated for outdoor temperature of ≥30°C and relative humidity of ≥45%. Analysis carried out by article authors concludes that full recirculation shutdown is not possible but share of fresh air in total air volume should be set according to maximum capacity of installed heat exchangers. In examinated case fresh air share should be set at 30% what gives 32 m3/h per person of fresh air for maximum visitor number and 1200 m3/h per person for minimum visitors numer.

Słowa kluczowe: dyspersja zanieczyszczeń, jakość powietrza, BSP, PM10, PM2.5, SO2
Streszczenie
Podstawowym źródłem informacji o jakości powietrza są stacjonarne stacje pomiarowe, które nie pozwalają jednak na dokładną ocenę dyspersji stężenia zanieczyszczeń w skali lokalnej. Obecnie postępująca miniaturyzacja oraz rozwój technologii, pozwoliły na zamontowanie niewielkiej aparatury pomiarowej na pokładzie bezzałogowego statku powietrznego (BSP). BSP coraz częściej służą do celów transportowych w medycynie czy badaniach naukowych. Ich długi czas lotu oraz możliwości zawisu, pozwala na pomiary jakości powietrza na różnych wysokościach w trudno dostępnych miejscach, takich jak na przykład tereny węzłów komunikacyjnych.
Celem badań było wykorzystanie bezzałogowego statku powietrznego wraz z aparaturą pomiarową do analizy jakości powietrza nad wybranymi węzłami komunikacyjnymi na terenie miasta Łódź.
Pomiary rzeczywistej dyspersji zanieczyszczeń wykonywano przy użyciu BSP z podczepioną aparaturą pomiarowo-próbkującą. Loty BSP były wykonywane na wysokości od 15 do 45 m nad poziomem terenu. Następnie przeprowadzono interpolację numeryczną pozyskanych danych w programie Arcgis.
Uzyskane wyniki dowodzą skuteczności i przydatności wykorzystania BSP do analizy jakości powietrza. Zwłaszcza w połączeniu z późniejszą analizą numeryczną w programie GIS. Wyniki dyspersji zanieczyszczeń pokazują dużą zmienność jakości powietrza na terenie węzłów komunikacyjnych.

Keywords: dispersion of pollutants, air quality, UAV, PM10, PM2.5, SO2
Abstract
The basic source of information on air quality are stationary measuring stations, which, however, do not allow for an accurate assessment of the dispersion of pollutant concentration on a local scale. The currently progressing miniaturization and technology development allowed for the installation of small measuring equipment on board an unmanned aerial vehicle (UAV). Currently, UAVs are increasingly used for transport purposes in medicine or research. Their long flight time and the ability to hover, allow air quality measurements at various heights in hard-to-reach places, such as, for example, areas of communication junctions.
The aim of the research was the use of an unmanned aerial vehicle with measurement equipment for air quality analysis over selected communication junctions in the city of Łódź.
Measurements of the actual dispersion of pollutants were made using the UAV with attached measuring and sampling equipment. UAV flights were performed at a height of 15 to 45 m above the ground level. Then, numerical interpolation of the obtained data was carried out in the Arcgis program.

Słowa kluczowe: pożar garażu podziemnego, przepisy pożarowe, przepusty instalacyjne, przejścia pożarowe Streszczenie

Pożar to jedno z najpoważniejszych niebezpieczeństw, na jakie narażeni są ludzie przebywający w budynkach. Z tego powodu bardzo ważnym zagadnieniem jest ochrona przeciwpożarowa budynków. Ustawa o ochronie przeciwpożarowej [3] nakłada różne obowiązki na zarządców i właścicieli nieruchomości w trosce o życie i zdrowie ludzi. Instalacje zasilające, takie jak zasilanie elektryczne, wodne, kolektory kanalizacyjne, są kluczowe do funkcjonowania całego budynku, nie tylko części podziemnej. Analiza wykazała, że mimo prawidłowo zabezpieczonych przepustów pożarowych i odcięcia stref pożarowych, budynki w całości nie nadają się do użytku przez zniszczenie instalacji doprowadzających media do lokali mieszkalnych. W artykule dokonano przeglądu przypadków zniszczeń instalacji po pożarze. Przeanalizowano także dwa inne przykładowe budynki pod kątem wystąpienia pożaru w przestrzeni garażu. Celem artykułu jest przedstawienie jakie zniszczenia oraz jakie skutki wiążą się z określonymi sposobami wykonywania instalacji. Zakres artykułu obejmuje charakterystykę przykładowych budynków mieszkalnych wraz z analizą zniszczeń instalacji w garażu, które jak się okazuje mają wpływ na funkcjonalność całego budynku w okresie odbudowy.

Keywords: underground garage fire, fire regulations, installation culverts, fire passages

Abstract
Fire is one of the most serious dangers to which people in buildings are exposed. For this reason, fire protection of buildings is a very important issue. The Fire Protection Act imposes various obligations on property managers and owners in the interests of human life and health. Power supply installations are crucial for the functioning of the entire building, not only the underground part. The analysis showed that despite properly secured fire culverts and cutting off fire zones, the buildings are completely unusable due to the destruction of utilities supplying the residential premises. The aim of the article is to present what damage and what effects are associated with specific ways of performing installations. The scope of the article includes the characteristics of exemplary residential buildings along with the analysis of damage to the installation in the garage, which, as it turns out, affect the functionality of the entire building during the reconstruction period.