CASAnova to intuicyjny program edukacyjny służący do obliczania między innymi zapotrzebowania na ciepło na cele ogrzewania i chłodzenia budynków.

 

 

 

Program ten został opracowany przez zespół naukowców z University of Siegen w Niemczech. Jest on dostępny w wersji freeware w języku angielskim i niemieckim. Sezonowe zapotrzebowanie na energię oblicza według normy EN 832 Thermalperformance of buildings – Calculation of energy use for heating – Residential buildings.

Okno główne programu dzieli się na dwie części: wprowadzania danych dotyczących geometrii, okien, izolacji cieplnej, budynku, klimatu oraz energii a także części wynikowej, w której na bieżąco prezentowane są efekty kalkulacji podzielone na sekcje: podgląd, klimat/budynek, przepływy energii, ogrzewanie i chłodzenie.

 

 

WPROWADZANIE DANYCH

 

Geometria

Obliczenia w programie rozpoczynamy od określenia geometrii budynku: długości, szerokości, wysokości oraz ilości kondygnacji analizowanego obiektu (program posiada pewne ograniczenia związane z wprowadzanym kształtem budynku, dlatego też dla budynków o skomplikowanych kształtach obliczenia mogą być tylko poglądowe) Dodatkową opcją jest możliwość wyboru ogrzewania poddasza, co wymaga określenia kierunku kalenicy dachowej (czyli najwyższej części dachu, utworzonej przez przecięcie połaci dachowych). Ważną informacją jest fakt, że gdy poddasze nie jest ogrzewane, program uwzględnia jedynie przegrody pierwszej kondygnacji.

 

Do obliczeń wykorzystywane są także dane na temat orientacji budynku względem kierunków geograficznych. Po wprowadzeniu odpowiednich wymiarów obiektu obliczane są powierzchnia i kubatura budynku oraz powierzchnia ścian zewnętrznych. Program oblicza również współczynnik kształtu A/V (w programie występuje jako S/V) wyrażony w [1/m] (tj. stosunek powierzchni ścian zewnętrznych do kubatury budynku). Współczynnik ten określa zwartość danego budynku.

 

Okna

W tej zakładce analizowana jest powierzchnia okien (dla każdej ze ścian), ich orientacja względem kierunków świata, typy okien oraz ich współczynnik przenikania ciepła U [W/m2K] (istnieje możliwość wprowadzenia współczynnika przenikania ciepła osobno dla ramy i szyby). Dodatkowo należy wprowadzić odpowiednie wartości parametru g (współczynnika przepuszczalności promieniowania słonecznego, czyli ile procent promieniowania przedostaje się do wewnątrz pomieszczenia) oraz określić zacienie dla kazdej ze ścian. Program na podstawie powyższych informacji oblicza jaka jest całkowita powierzchnia przeszkleń, okien, średni współczynnik przenikania ciepła i średnia wartość parametru g.

 

Izolacja cieplna

Podstawowymi informacjami wymaganymi od użytkownika są współczynniki przenikania ciepła odpowiednich przegród w zależności od orientacji geograficznej każdej z nich. Istnieje możliwość uwzględnienia mostków cieplnych, czyli miejsc, poprzez które najczęściej ucieka ciepło z budynku. W symulacji można uwzględnić poddasze lub piwnice, które również wpływają na ogólny bilans cieplny budynku.

 

Budynek

W zakładce tej należy podać projektowaną temperaturę pomieszczeń wewnątrz budynku oraz określić jaką temperaturę wewnętrzną należy traktować jako przegrzanie budynku (temperaturę tę określa się w celu obliczenia zapotrzebowania energii na chłodzenie budynku). W przypadku domów szeregowych można wskazać orientację ściany poprzez którą nie występuje strata ani zysk ciepła. W celu osiągnięcia wiarygodnych wyników uwzględnione zostały także wewnętrzne zyski ciepła wyrażone w [W/m2].

 

W zakresie wentylacji opcjonalnie wybrać można wentylację naturalną lub mechaniczną, wskazać krotność wymiany powietrza, procentowy odzysk ciepła, współczynnik efektywności klimatyzacji. W celu określenia pojemności cieplnej budynku program daje możliwość wyboru rodzaju konstrukcji ścian wewnętrznych i zewnętrznych.

 

Klimat

Kolejna zakładka pozwala na wybranie z bazy danych klimatycznych poprzez wskazanie lokalizacji analizowanego obiektu wybierając miasto odpowiedniego państwa Europy (w bazie znajdują się dane klimatyczne dla sześciu polskich miast: Wrocławia, Szczecina, Poznania, Gdańska, Krakowa i Warszawy) lub świata. Program wykonuje obliczenia w oparciu o średnie godzinowe temperatury zewnętrzne oraz zyski słoneczne.

 

Energia

W ostatniej zakładce wymagane jest podanie informacji dotyczących systemu ogrzewania w budynku, sposobu jego rozprowadzenia oraz źródła energii. Program CASAnova w oparciu o powyższe wartości oblicza m.in. zapotrzebowanie na ciepło i energię pierwotną dla różnych źródeł energii (gazu lub oleju opałowego), straty ciepła. Interesujący jest także podsumowujący wykres miesięcznego zapotrzebowania na ciepło i energię pierwotną [kWh/m2miesiąc].

 

 

OPRACOWANIE WYNIKÓW

Druga część programu prezentuje diagramy i wykresy wynikające bezpośrednio z wprowadzanych przez użytkownika danych.

 

Podgląd

Użytkownik może zapoznać się z zapotrzebowaniem energii i ilością godzin ogrzewania i chłodzenia, temperaturami powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku każdego dnia roku.

 

Klimat/budynek

Zestawiono wiele danych dotyczących zarówno danych klimatycznych jak i budynku, m.in. maksymalna i minimalna temperatura w ciągu roku, miesiąc występowania najwyższej i najniższej średniej temperatury oraz wartości średniego współczynnika przenikania ciepła, ilość godzin bezwładności termicznej i inne.

 

Przepływ ciepła

Wszelkie informacje zestawione są w postaci dwóch oddzielnych diagramów: dla ogrzewania i chłodzenia. Bardzo obrazowo pokazany jest przepływ ciepła od momentu dostarczenia energii pierwotnej z uwzględnieniem wszelkich zysów i strat wynikających z występowania okien, drzwi, dachu.

 

Ogrzewanie

Na podstawie wykresów i diagramów można zaczerpnąć informacje dotyczące zysków ciepła (wewnętrznych, słonecznych), straty ciepła na wentylację oraz zapotrzebowanie na ciepło w ciągu roku jak i poszczególnych miesięcy. Dodatkowo zestawiono udział zysków wewnętrznych i z energii słonecznej w stosunku do zapotrzebowania na ciepło w sezonie grzewczym.

 

Chłodzenie

Ostatni element części wynikowej programu CASAnova w postaci diagramów pokazuje zapotrzebowanie na chłód (zarówno roczne jak i miesięczne) oraz ilość godzin chłodzenia, jeżeli takowy system działa w budynku. Jeden z wykresów zawiera także informację o ilości godzin w ciągu doby, w czasie których w przypadku braku systemu chłodzenia występuje przegrzewanie (wcześniej określone poprzez ustawienie odpowiedniej temperatury).

Symulacja w programie CASAnova daje możliwość pozyskania wielu ciekawych informacji dotyczących własności cieplnych budynku, dodatkowo cechuje się on prostą obsługą. Program ten idealnie nadaje się do celów dydaktycznych lub też dla osób, które chcą sprawdzić energochłonność swojego domu, a bardziej nawet sprawdzić potencjalne oszczędności energii poprzez zmianę parametrów swojego budynku (np. zmianę współczynnika U, zmianę temperatury wewnętrznej, itd.). Program pozwala na ciągły podgląd wyników, przez co posiada bardzo duży wymiar edukacyjny. Należy jednak pamiętać, że uzyskanie wiarygodnych wyników zależy od rzetelnego wprowadzenia danych.

 

 

Demo programu do pobrania na www.termo24.pl.

Agnieszka Balicka

 

 

 

Artykuł dostępny także w e-magazynie TERMOMODERNIZACJA wydanie 2/2012:

2 12termo