Wpływ zmian klimatu na długookresową wydajność wentylacji grawitacyjnej – studium przypadku
DOI:
https://doi.org/10.17512/INSTAL.2026.09.03Słowa kluczowe:
wentylacja grawitacyjna, zmiany klimatu, typowy rok meteorologiczny (TMY), scenariusz SSP2-4.5, wypór termiczny, analiza wrażliwości modeluAbstrakt
W artykule przeanalizowano wpływ prognozowanych zmian klimatu na wydajność wentylacji grawitacyjnej w klimacie środkowoeuropejskim (na przykładzie stacji Warszawa-Okęcie). Celem pracy była ilościowa ocena funkcjonowania referencyjnego kanału wentylacyjnego w horyzontach czasowych 2050 i 2080 przy użyciu scenariusza umiarkowanego rozwoju SSP2-4.5. Obliczenia wykonano w kroku godzinnym na podstawie przeskalowanych metodą morfingu danych Typowego Roku Meteorologicznego. Analiza wrażliwości modelu wykazała, że uproszczony stacjonarny model termofizyczny osiąga wysokie dopasowanie (średni ważony błąd względny w skali roku WAPE = 2,57%), co uzasadnia jego stosowanie w symulacjach wielkoskalowych. Wyniki obliczeń wydajności kanału wskazują na sukcesywną degradację ciągu grawitacyjnego – średni roczny strumień powietrza spadnie z obecnych 50,5 m³/h do 44,0 m³/h w roku 2050 i 42,0 m³/h w 2080, a czas pracy z niedostateczną wydajnością (strumień < 25% nominalnego) wzrośnie z 16,9% do odpowiednio 24,2% i 26,6% w skali roku. Aby odtworzyć te warunki w stacjonarnym projektowaniu, wyznaczono nowe temperatury odniesienia: 13,7°C dla roku 2050 oraz 14,2°C dla roku 2080 (wobec 12,0°C obecnie). Konieczność wydłużenia kanałów w skrajnych przypadkach aż o 55% dla utrzymania strumienia nominalnego dowodzi, że układy pasywne wyczerpują swoje możliwości eksploatacyjne przy akceptowalnych gabarytach przewodów, co uzasadnia stopniowe wdrażanie rozwiązań hybrydowych.
Pobrania
Bibliografia
[1]. Narowski, P. (2022). Analiza porównawcza typowych lat meteorologicznych Polski wyznaczonych na podstawie danych źródłowych z lat 2001-2020. INSTAL, 10, 11–25. https://doi.org/10.36119/15.2022.10.2
[2]. Jędrzejuk, H. (2017). Uproszczona analiza działania wentylacji grawitacyjnej w sezonie ogrzewczym na przykładzie danych meteorologicznych Warszawy. Aparatura Badawcza i Dydaktyczna, 22, 260–268.
[3]. Radzikowska-Juś, W., & Owczarek, M. (2015). Działanie wentylacji grawitacyjnej w zależności od warunków zewnętrznych na przykładzie dwóch pomieszczeń biurowych w budynku użyteczności publicznej. Budownictwo, 15–21.
[4]. Firląg, S., & Miszczuk, A. (2016). Efektywność działania wentylacji naturalnej i możliwości jej usprawnienia. Powietrze, czerwiec 2016.
[5]. Basińska, M., & Koczyk, H. (b.d.). Metoda wyznaczania strumienia objętości powietrza infiltrującego do budynku mieszkalnego przy użyciu stopniodni dynamicznych. Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska, s. 13–22.
[6] Jentsch, M. F., Bahaj, A. S., & James, P. A. B. (2008). Climate change future proofing of buildings—Generation and assessment of building simulation weather files. Energy and Buildings, 40(12), 2148–2168. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2008.06.005
[7] Frank, T. (2005). Climate change impacts on building heating and cooling energy demand in Switzerland. Energy and Buildings, 37(11), 1175–1185. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2005.06.019
[8] Lomas, K. J., & Ji, Y. (2009). Resilience of naturally ventilated buildings to climate change: Advanced natural ventilation and hospital wards. Energy and Buildings, 41(6), 629–653. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.01.001
[9] Coley, D., & Kershaw, T. (2010). Changes in internal temperatures within the built environment as a response to a changing climate. Building and Environment, 45(1), 89–93. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2009.05.009
[10] Holmes, M. J., & Hacker, J. N. (2007). Climate change, thermal comfort and energy: Meeting the design challenges of the 21st century. Energy and Buildings, 39(7), 802–814. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2007.02.009
[11]. Antczak-Jarząbska, R., & Niedostatkiewicz, M. (2017). Zwiększenie wydajności wentylacji naturalnej poprzez stosowanie nasady kominowej. Przegląd Budowlany, (12), 32–35.
[12]. Mijakowski, M. (1999). Symulacja działania wentylacji naturalnej wykorzystującej nawiewniki powietrza sterowane poziomem wilgotności. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Seria: Inżynieria Środowiska, (41), 63–74.
[13]. Koeroghlian, M., Hall, M. J., & Matthews, R. (2018). Calculating a viscosity correction for humid air in a laminar flow element (SAE Technical Paper 2018-01-0206). SAE International. https://doi.org/10.4271/2018-01-0206
[14]. Bzowska, D. (2019). Wpływ zmian klimatycznych na temperaturę wewnętrzną budynku. Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym, 8(2), 27–34. https://doi.org/10.17512/bozpe.2019.2.03
[15]. Nauka o Klimacie. (b.d.). Wprowadzenie do 6. raportu IPCC. https://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/wprowadzenie-do-6-raportu-ipcc-490
[16]. Dopke, J. (2009, 16 lutego). Obliczanie liczby stopniodni grzania według metody Eurostat. Ogrzewnictwo.pl.
[17]. PN-B-03430:1983/Az3:2000. Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej – Wymagania
[18]. Forster, P., Storelvmo, T., Armour, K., Collins, W., Dufresne, J.-L., Frame, D., ... Palmer, M. D. (2021). The Earth’s energy budget, climate feedbacks, and climate sensitivity. W: V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, ... R. Zhou (red.), Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (s. 923–1054). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157896.009
[19]. PN-EN ISO 13788:2013-05. Cieplno-wilgotnościowe właściwości komponentów budowlanych i elementów budynku -- Temperatura powierzchni wewnętrznej konieczna do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni i kondensacji międzywarstwowej -- Metody obliczania
Opublikowane
Numer
Dział
Kategorie
Licencja
Prawa autorskie (c) 2026 Arkadiusz Witek (Autor)
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.
Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits others to share the work with appropriate acknowledgment of the authorship and initial publication in this journal.
