Strona wykorzystuje pliki cookies, jeśli wyrażasz zgodę na używanie cookies, zostaną one zapisane w pamięci twojej przeglądarki. W przypadku nie wyrażenia zgody nie jesteśmy w stanie zagwarantować pełnej funkcjonalności strony!
Wydrukuj tę stronę
poniedziałek, 12 kwiecień 2021 12:13

Kierunki rozwoju efektywności energetycznej w budynkach użyteczności publicznej

Oceń ten artykuł
(1 głos)

Niniejsze opracowanie ma na celu zwrócić uwagę decydentów w samorządach jak istotna jest bieżąca kontrola mediów energetycznych oraz uświadamianie użytkowników obiektów o ich roli w ograniczaniu zużycia energii. Jest to pierwszy krok do podniesienia efektywności energetycznej w budynkach, które odpowiadają w Unii Europejskiej za około 40% zużycia energii. Duża część samorządów poprawiła w ostatnich latach parametry energetyczne budynków korzystając z dofinansowań na termomodernizację budynków publicznych, co jednak nie kończy procesu dążenia do zmniejszenia zużycia energii. Jest to proces ciągły zarówno w budynkach po przeprowadzonej termomodernizacji, budynkach nowo wybudowanych jak i nie poddanych jeszcze termomodernizacji.

 

Kierunki rozwoju efektywności energetycznej w budynkach użyteczności publicznej

Poprawę efektywności energetycznej w gminie należy rozpocząć od wykonania kompleksowej oceny stanu technicznego całej infrastruktury. Szczegółowa wiedza o zużyciu energii w poszczególnych sektorach pozwala na zidentyfikowanie odbiorów o największym zapotrzebowaniu na energię. Dodatkowo ułatwia ustalić priorytety w działaniach związanych z efektywnością energetyczną.

Znaczny potencjał oszczędności energii w samorządach znajduje się w obszarze budynków użyteczności publicznej. Budynki o najgorszej charakterystyce energetycznej powinny być poddawane głębokiej termomodernizacji jako pierwsze. Należy pamiętać o holistycznym podejściu do budynku oraz instalacji budynkowych, w tym monitorowaniu zużycia ciepła i energii elektrycznej. Integracja tych wszystkich działań pozwala na uzyskanie większych oszczędności energii. Gminy powinny wdrożyć systemy do zdalnego monitorowania zużycia energii w celu bieżącej kontroli oraz identyfikowania błędów w działaniu instalacji. Nie jest to drogie rozwiązanie, natomiast pozwala w krótkim czasie zoptymalizować zużycie energii oraz kosztów. Bieżąca kontrola może przynieść oszczędności zużycia energii nawet do 30%, przyczynia się także do mniejszej awaryjności urządzeń. Ponadto wpływa na podniesienie komfortu użytkowania budynków. Warto nadmienić, że również w nowo wybudowanych obiektach istnieje duży potencjał do oszczędności energii i kosztów, dlatego już na etapie rozruchów instalacji i oddawania budynku do użytkowania należy korzystać z ekspertów energetycznych. Wielu inwestorów nie decyduje się ostatecznie na zainstalowanie w budynku systemu do monitorowania czy zarządzania energią, co jest błędem. Koszt zainstalowania chociażby systemu z funkcją zdalnego monitorowania zużycia mediów, jest znikomy przy wartości całej inwestycji i powinien być traktowany jako inwestycja, a nie zbędny koszt.

W celu zwiększenia efektywności energetycznej w budynkach użyteczności publicznej należy oprócz podejmowania działań inwestycyjnych, zwrócić także uwagę na podnoszenie świadomości użytkowników budynków. Doświadczenia KAPE z budynkami zarówno o podwyższonym standardzie energetycznym jak i standardzie tradycyjnym potwierdza, że budynki nie zużywają energii, a robią to ludzie. O finalnym zużyciu energii decydują ostatecznie użytkownicy obiektu. Wykonany przez KAPE, monitoring kilku budynków o podwyższonym standardzie energooszczędności wykazał, że tylko w części z nich rzeczywiście zużywano niewielką ilość energii, a niektóre pod względem zużytej energii niczym nie różniły się od budynków konwencjonalnych (Wykres 1). Niestety w obiektach tych starania projektantów i wykonawców nie spowodują, że budynek będzie energooszczędny, jeżeli tacy nie są jego użytkownicy. Jeżeli myślimy więc o budynkach, które mają być energooszczędne, powinniśmy zwrócić uwagę na obiekt w każdej fazie jego eksploatacji, nie zapominając o monitorowaniu zużywanej energii, ciągłym doskonaleniu i promocji dobrych praktyk oraz energooszczędnych zachowań. Podobnie jak w wielu innych przypadkach o końcowym sukcesie decyduje tzw. „czynnik ludzki”.

 

Wykres 1. Obliczeniowe zapotrzebowanie na energię oraz rzeczywiste zużycie nośników energii w przeliczeniu na jednostkę powierzchni o regulowanej temperaturze

Źródło: opracowanie własne

 

Na podstawie monitoringu kilkunastu budynków o podwyższonym standardzie energooszczędności sformułowano następujące zasady ich eksploatacji, służące oszczędności energii:

  1. Kontroluj faktury za energię.
  2. Wykorzystuj systemy monitorowania, BMS i automatyki.
  3. Wyłączaj urządzenia, które nie są używane.
  4. Unikaj strat energii.

Jednym z ważniejszych, a jak się często okazuje niedocenianym źródłem informacji o charakterystyce energetycznej obiektu są faktury. Ich rola jest szczególnie ważna, ponieważ to na ich podstawie określany jest koszt użytkowania udynku, który często można ograniczyć. Wystarczy zmienić podejście do faktur i nie traktować ich jako rachunku za energię, ale jako źródło wiedzy o budynku. Zawarte na fakturach informacje, które mogą być podstawą do ograniczenia kosztów to m.in. poziom mocy zamówionej i wykonanej oraz występujące kary. Moc zamówiona to czynnik stały, opłacany w tej samej wysokości niezależnie od poziomu jej wykorzystania. Jeżeli z analizy najwyższych wskazań poboru mocy wynika, że jest on w rzeczywistości istotnie niższy niż moc zamówiona warto rozważyć jej zmniejszenie. Najczęściej spotykane kary pojawiające się na fakturach związane są z występowaniem energii biernej. Zjawisko to jest częste w budynkach nowych oraz poddanych modernizacji systemu oświetlenia. Występowanie energii biernej może być ograniczone zastosowaniem baterii kondensatorów, a prosty okres zwrotu takiego przedsięwzięcia często jest krótszy od roku. Na poniższym wykresie przedstawiono oszczędności kosztów wygenerowane w dwóch przykładowych gminach.



Wykres 2. Przykładowe oszczędności kosztów wynikające ze zmiany mocy zamówionych dla en.el. i gazu
Źródło: opracowanie własne

Systemy BMS to kolejne cenne źródło informacji o budynku. Umożliwiają one m.in. podgląd sposobu funkcjonowania urządzeń i instalacji, archiwizację danych oraz sterowanie budynkiem. Niestety okazuje się, że potencjał zarządzania obiektem za pośrednictwem systemu BMS często nie jest wykorzystywany, a funkcjonowanie obiektu zaprogramowane jest w sposób domyślny, niespójny z faktycznym wykorzystaniem budynku. W każdym budynku wyposażonym w system BMS zaleca się kontrolę harmonogramów pracy urządzeń pod kątem zgodności z czasem i intensywnością funkcjonowania budynku.

Nie da się zaoszczędzić więcej energii niż wyłączając urządzenia. W budynkach użytkowanych tylko przez pewną część doby obserwuje się brak zmiany nastaw temperatury i wydajności systemów wentylacji w ciągu dnia lub tygodnia. Zjawisko to występuje również w przypadku budynków wyposażonych w systemy automatyki, których nie zaprogramowano w odpowiedni sposób, zgodny z ich przeznaczeniem. Za każdym razem, gdy zmieni się sposób użytkowania obiektu należy pamiętać o dostosowaniu wartości utrzymywanej temperatury i wydajności wentylacji do aktualnych potrzeb.

Zaobserwowane straty energii w nowoczesnych budynkach to paradoksalnie często efekty nadmiernego dążenia do oszczędności. Przykładem może być ograniczanie wydajności wentylacji mechanicznej w celu zmniejszenia kosztu przygotowania parametrów fizycznych powietrza i jego transportu. Zauważono, że w wielu budynkach system wentylacji pracuje przez cały czas z jednakową wydajnością wynoszącą około 50% wydajności projektowanej. Działanie takie wiąże się z powstawaniem dwóch strat: straty nocnej, gdy w ten sposób określony strumień powietrza świeżego często jest dużo wyższy od potrzeb (brak ludzi w budynku i emisji zanieczyszczeń) oraz straty dziennej związanej z niedostatecznym odprowadzeniem zanieczyszczeń na zewnątrz i otwieraniem przez użytkowników budynku okien w celu naturalnej wymiany powietrza i poprawy jego jakości. Otwarte okna stają się wtedy miejscem straty energii w pomieszczeniach ogrzewanych i klimatyzowanych, która mogłaby zostać odzyskana w urządzeniach do odzysku ciepła w jakie wyposażane są centrale wentylacyjne. Na wykresie 3 pokazano roczne oszczędności kosztów wynikające z wprowadzenia harmonogramów pracy urządzeń w budynkach użyteczności publicznej.

 

Działanie

Roczna oszczędność kosztów [zł]

Zmiana nastaw central wentylacyjnych

3 070

Zmiana nastaw central wentylacyjnych

2 200

Wprowadzenie harmonogramu ogrzewania

950

Wprowadzenie harmonogramów ogrzewania

720

Wprowadzenie harmonogramu pracy central

1 925

 Wykres 3. Przykładowe oszczędności kosztów wynikające ze zmiany nastaw oraz wprowadzenia harmonogramów pracy
Źródło: opracowanie własne

Nie warto oszczędzać również na wiedzy, czyli szkoleniach użytkowników i obsługi technicznej budynku, która będzie ostatecznie odpowiedzialna za ilość wykorzystywanej w budynku energii.

Brak kontroli nad zużyciami mediów energetycznych powoduje wzrost kosztów stałych dla ograniczonego budżetu jednostki zarządzającej. Dlatego utrzymanie budynków użyteczności publicznej jest znaczącym kosztem dla gminy bądź powiatu.

Dlaczego gminy płacą stosunkowo wysokie rachunki za media energetyczne?

  • Nieoptymalnie dobrany poziom mocy zamówionych i taryf;
  • Budynki wykonane w starszych technologiach są energochłonne;
  • Brak centralnego kontrolowania sposobu użytkowania obiektów;
  • Straty energii poza godzinami pracy budynku.

 

Prezentacja systemu monitorowania zużycia i zarządzania energią w budynkach – KAPE Monitoring

Do optymalizacji zużycia energii wykorzystuje się systemy monitoringu mediów. Jest to pierwszy krok do ustalenia czy budynek pracuje prawidłowo oraz czy nie ma odchyleń od normy w pracy instalacji. Działania pozwalające na bieżący pomiar zużycia energii zaliczają się do działań niskonakładowych, a jednocześnie do przynoszących najszybsze efekty w postaci oszczędności. System do monitorowania zużycia energii jest dużo tańszy od skomplikowanych systemów BMS i co ważne pozwala spojrzeć szerzej na budynki będące w majątku samorządu.

Jednym z takich systemów jest KAPE Monitoring, który pozwala na kontrolę nad zużyciem energii oraz służy jako narzędzie do oceny efektywności energetycznej budynku.

Za pomocą aplikacji prezentowane są w przejrzysty i zrozumiały sposób dane o zużyciu mediów energetycznych. W odróżnieniu od innych systemów zarządzania jego zainstalowanie nie wymaga znaczących nakładów, stałego nadzoru oraz wykwalifikowanej kadry. Ponadto korzystanie z aplikacji pozwala na:

  • oszczędność zużycia mediów od 10 do 30%
  • bieżącą kontrolę działania instalacji w budynku
  • możliwość wczesnego wykrywania awarii pracy instalacji i urządzeń oraz zapobieganie ich wystąpieniu
  • alarmowanie o przekroczeniu dopuszczalnych wartości zużyć ciepła, energii elektrycznej oraz parametrów pracy instalacji
  • identyfikację obszarów do poprawy oraz zalecenia do modernizacji
  • porównanie monitorowanego budynku do innych budynków
  • gromadzenie danych o budynkach w jednym miejscu
  • obniżenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery
  • 2-letni okres zwrotu inwestycji i niski koszt utrzymania systemu.

System wizualizuje aktualne wartości parametrów pracy instalacji i zużycia nośników energii zebrane z czujników i liczników w zestawieniu dziennym, tygodniowym, miesięcznym i rocznym. Parametrami standardowo mierzonymi są dane środowiskowe: temperatura, wilgotność oraz dane z liczników energii elektrycznej i cieplnej, które są również na bieżąco monitorowane i analizowane. Dodatkowo KAPE Monitoring przystosowany jest do monitorowania instalacji OZE (odnawialne źródła energii) oraz stężenia CO2 i stężenia pyłów PM 2,5 i PM10. System dysponuje narzędziami analitycznymi, które umożliwiają bieżącą ocenę stanu energetycznego budynku. W łatwy sposób można monitorować czy nie są przekraczane moce zamówione energii elektrycznej czy ciepła.

Rysunek 1 Widok aplikacji KAPE Monitoring

Istnieje możliwość porównania pod względem energetycznym danego budynku na tle pozostałych budynków użytkownika oraz na tle wszystkich budynków z bazy danych w systemie. System umożliwia również ręczne wprowadzanie danych z faktur za media we wszystkich budynkach zarządzanych przez użytkownika. Tworzy to możliwość zgromadzenia w jednym miejscu wszystkich informacji na temat zużycia mediów opomiarowanych jak i nieopomiarowanych dla wszystkich budynków użytkownika. Każdy mierzony parametr może mieć ustalony zakres tolerancji, po przekroczeniu którego wyświetlana jest informacja o potencjalnym stanie alarmowym. Oprogramowanie umożliwia szczegółową analizę zebranych danych i podejmowanie na tej podstawie decyzji o realizacji usprawnień, korektach mocy zamówionej, optymalnej kolejności termomodernizacji budynków, czy w ogólności poszukiwania przyczyn występowania istotnych różnic w zużyciu energii w podobnych budynkach. Dostęp do tego typu informacji ma prowadzić do optymalizacji zużycia ciepła i energii w budynkach oraz optymalizacji wykorzystania energii z zainstalowanych źródeł OZE.

Schemat wdrożenia KAPE Monitoring

Pierwszy etap służy do określenia potencjału oszczędności kosztów wynikających z optymalizacji parametrów dystrybucji energii oraz do analizy infrastruktury budynkowej oraz przedstawienia oferty współpracy. Drugi etap to wdrożenie długoterminowej poprawy energetycznej budynków przy pomocy aplikacji KAPE monitoring. W obu etapach klient uzyskuje oszczędności związane ze zmniejszeniem kosztów oraz zużyć energii.

 

W ramach usługi KAPE monitoring przeprowadza się poniższe działania:

  • Analiza faktur pod kątem optymalizacji mocy zamówionych i taryf – działanie ma na celu wygenerowanie oszczędności kosztów, które przeznaczone zostaną na wdrożenie systemu do monitorowania energii, który będzie przynosił dalsze korzyści finansowe, uświadamiające oraz środowiskowe.
  • Przegląd energetyczny budynku – jest to proces podczas, którego ustalana jest ilość budynków, w których zostanie wdrożony system i typ urządzeń pomiarowych oraz możliwości ich zainstalowania.
  • Proces przedstawienia oferty współpracy i podpisanie umowy.
  • Instalacja liczników i czujników – wykwalifikowany zespół instalatorów wykonuje instalację kontrolno-pomiarową wraz z urządzeniami pomiarowymi. Instalacja nie ingeruje w inne systemy i instalacje budynku oraz jego działanie.
  • Wdrożenie systemu KAPE Monitoring – podczas tego działania zostaje zainstalowany rejestrator oraz urządzenia do transmisji danych, zostają przydzielone dostępy do systemu dla wskazanych użytkowników oraz zostaje przeprowadzone szkolenie dla użytkowników z zakresu korzystania z aplikacji KAPE Monitoring.
  • Monitoring i analiza zużycia mediów – system rejestruje i archiwizuje dane o zużyciu energii w budynku, które są prezentowane przy wykorzystaniu dedykowanego interfejsu na wykresach w aplikacji i w zestawieniach tabelarycznych. Użytkownicy otrzymują też rekomendacje w jaki sposób zmniejszyć konsumpcję energii.
  • Raportowanie wygenerowanych oszczędności – po okresie 6 miesięcy zostaje przygotowany przez ekspertów KAPE raport zawierający podsumowanie działania systemu, sumaryczne zużycia energii oraz kolejne rekomendacje dla użytkowników. Ponadto możliwe jest generowanie zestawień i porównań w celach informacyjnych i sprawozdawczych.
Czytany 1177 razy Ostatnio zmieniany poniedziałek, 12 kwiecień 2021 13:17

1 komentarz