Dinamikus épületenergetikai szimuláció megvalósult példával

Az energiafelhasználás növekedése napjaink igen gyakran fel merülő globális problémaköre, melyhez az épületek fogyasztá sa jelentős mértékben járul hozzá. Ezzel arányos szén-dioxid kibocsátásukkal pedig a klímaváltozásban is nagy szereppel bírnak, így elengedhetetlen az épületállomány energiafogyasz tásának csökkentése. Ehhez az új építésű épületeken túl a meglévő épületek fogyasztásának minimalizálása is fontos fel adat, melynek beruházást nem igénylő módja az adott épület üzemeltetésének finomhangolása. Az üzemeltetés elemzése és finomhangolása praktikusan dinamikus szimulációval tehető meg, mely képes az épület folyamatosan változó működésének pontos modellezésére. A vizsgálatban bemutatott gyakorlati példa esetén az így elemzett beavatkozások akár 11% primer energiafelhasználás csökkenést is eredményezhetnek, mely igen jelentős potenciált jelent.¹*

The rise in energy consumption is a pressing global issue, with buildings contributing substantially to overall demand. Their proportional carbon dioxide emissions also play a crucial role in climate change, making it imperative to reduce energy use across the building stock. In addition to improving new con

structions, minimizing the energy consumption of existing buildings is equally important. One effective, investment-free approach to this is optimizing building operation. Operational analysis and fine-tuning can be efficiently carried out using dy

namic simulation, which allows for precise modeling of a build ing’s continuously changing performance. In the practical case study presented, such operational adjustments can achieve up to an 11% reduction in primary energy consumption, demon

strating significant potential for energy savings. * * *

A dinamikus szimulációról általánosan

Manapság az épületek felelősek a végső energiafelhasználás körül belül 40%-áért [1], így a szektor energiahatékonyságának növelése kiemelten fontos. Az energiafogyasztás minimalizálása új, illetve meglévő épületek esetén is feladatunk: előbbinél például a tudatos tervezéssel, utóbbinál pedig energetikai felújítással, üzemeltetés optimalizálásával. Jelen cikkben egy már meglévő, közelmúltban felújított épület üzemeltetésének finomhangolását végeztük el a használati paraméterek változtatását elemezve épületenergetikai számításokkal. Az épületnek, illetve annak épülettechnikai rend szereinek összetettsége miatt azonban a hagyományos, szezoná lis – 7/2006 (V. 24.) TNM rendelet szerinti – illetve a havi bontású – 9/2023. (V. 25.) ÉKM rendelet szerinti – számítási módszerekkel nem, vagy csak korlátozottan elemezhető az épület napszak sze rinti változó üzeme. Így vizsgálatunk során dinamikus szimulációt használtunk, mellyel akár órás bontású számítások végezhetők.

¹ A cikk a KLENEN ’25 konferencián elhangzott előadás alapján készült.

A dinamikus szimuláció fogalma az épületek energetikai jellem zőinek meghatározásáról szóló 9/2023. (V. 25.) ÉKM rendeletben is szerepel: „az épület és az épülettechnikai rendszer időben változó viselkedésének modellezésére alkalmas számítógépes modelle zési eljárás, mely képes figyelembe venni a dinamikusan változó külső és belső (igény oldali) hatásokat” [2]. A megfogalmazásban a dinamikus hatások olyan időben változó hatások, melyeket egysze rű számítások során csupán átlagértékekkel lehetséges figyelembe venni, ezen átlagértékek viszont jelentős eltérést mutathatnak a tényleges értékekhez képest. Az eltérést az 1. ábra is jól szemlélteti, ahol egy átlagos alacsony fűtési igény helyett a dinamikus hatások figyelembevételével már hűtési igény is megjelenik.

1. ábra. Épületeknél jelentkező dinamikus hatások [3]

A dinamikus szimulációs számítás valós időjárási adatok és pontos felhasználói viselkedés figyelembevételével tehető meg, ráadásul a fogyasztási adatok a gépész kapcsolás egyes rendszer elemeire lebontva is megjeleníthetők. Emellett például benapozás, komfortparaméterek vagy napenergiatermelés elemzése is lehetsé ges – utóbbi esetén akár annak helyben felhasznált és visszatáp lált részaránya is vizsgálható. Az épülethasználati és üzemeltetési adatok megadásával pedig a különböző épülettechnikai rendszerek egymásra hatása is vizsgálható, például az árnyékolástól erősen függő hűtési és világítási energiafogyasztás változása is szemlél tethető. Elemzésünk során az egyik legsokoldalúbb, legnépszerűbb szoftverrel, az EnergyPlus motort használó DesignBuilder szoftver rel készítettük el a vizsgálat tárgyát képező épület dinamikus szi mulációs modelljét.

A vizsgált épület és annak jelenlegi állapotát eredményező felújítása

A modellezett épület egy, a közelmúltban felújított egyetemi cam pus, kollégium. A felújítási beruházás több szakmai díjat is nyert az elmúlt időszakban. Az ÉVOSZ által adományozott „Év Zöld Épít ménye 2024” díj, a Green Cloud, a Dandelion Group és a Portfolio Csoport által alapított díjak keretében „Az év zöld befektetése” díj, LEED Gold minősítés, továbbá a Deutsche Umwelthilfe berlini kon

ENERGIAGAZDÁLKODÁS 66. évf. KLENEN’25 különszám 29

Szuromi J., Erdős D.: Dinamikus épületenergetikai szimuláció megvalósult példával

ferenciáján a fenntartható épület-felújítás mintaprojektjeként került bemutatásra.

Az épületrészek a korai tervek alapján 1973-tól több ütemben épültek a Lakó és Kommunális Épületek Tervező Vállalat tervezé sében. Először a campus épületeit fejezték be, majd az 1980-as évek közepén bővítették a komplexumot egy sportlétesítménnyel. A jelenlegi állapotot eredményező felújítás előkészítése, illetve a döntéselőkészítő koncepciók 2020 első felében készültek el. Ezek ben a Megrendelő felé számos felújítási lehetőség koncepcióját vá zoltuk fel, a benne rejlő megtakarítási lehetőségekkel. 2021 első felében a bécsi műszaki egyetem egyik épülettömbjének energy plus felújítási koncepcióját kidolgozó, osztrák Schöberl & Pöll Gmbh is bevonásra került a projektbe. A tervek készítése során az egyeztetéseken számos ponton kompromisszumos megoldás szü letett. Ezek közül talán a legfontosabbak, hogy sikerült az üvege zési arányt jelentősen csökkenteni, az épülethatároló szerkezetek hőtechnikai tulajdonságai a lehetőségekhez mérten sokat javultak a tervezés során, a javasolt zöldtető, illetve külső árnyékoló rendszer is betervezésre került.

Gépészeti szempontból a leginkább előremutató megoldás a talajszondás hőszivattyús rendszer megvalósítása volt. Az épület komplexumot körülölelő területre összesen 84 db 120 méter mély talajszonda került telepítésre a két talajhő-víz hőszivattyú berende zéshez, melyek a fűtési és hűtési igények részleges ellátása mel lett akár HMV előállítására is képesek. Az épületet a talajszondás hőszivattyúk mellett levegő-víz hőszivattyúk és kondenzációs gáz kazánok látják el, melyekhez a hőtárolás céljából fűtési és hűtési puffertartályok kerültek beépítésre. A légtechnikai rendszer lég kezelőinek ellátása is ezen hőtermelőkkel történik, mely rendszer igény szerinti szellőztetés funkcióval üzemel. A hőleadók fan-coilok, radiátorok, felületfűtési és -hűtési panelek, valamint split klímák. A villamosenergia-igények csökkentésére 228,78 kWp teljesítményű napelemes mező került telepítésre. A beépített inverterek összesí tett teljesítménye 175 kW, a rendszer visszwatt védelemmel ellátott.

A dinamikus szimulációs modell felépítésének módszertana

Épületszerkezetek

A szimulációs számításokhoz az ÉKM rendelet függelékében sze replő meteorológiai adatsort használtuk. A modell felépítése során – mely az épületgeometria és az épületszerkezetek megadásával kezdődik – kiindulási szempont volt a valós geometria minél részle tesebb másának megalkotása a lehető legpontosabb eredmények eléréséhez. Az energetikailag nem lényeges szerepet játszó épület elemek beépítése azonban jelentősen megnövelheti a szimuláció lefutási idejét. Ezért mindig célszerű már a folyamat elején tisztázni, hogy szükséges-e ezen elemek ábrázolása, befolyásolják-e jelen tősen az eredményeket. Az épületszerkezetek felvételénél jelentős időráfordítás legelőször a hazai piacon bevett építőanyagok, majd épületszerkezetek definiálása, ugyanis a szoftver jellemzően az amerikai, illetve angol környezetben bevett építőanyagok, illetve az ezekből létrehozott szerkezetek listájával rendelkezik. Ebben nagy segítség volt a WinWatt programban rendelkezésre álló anyagjegy zék. Szintén fontos első lépés eldönteni, hogy a hőhidasság szem pontjából egyszerűsített vagy részletes megoldást alkalmazunk. Jelen esetben az ÉKM rendelet szerinti egyszerűsített módszer rel történt a csatlakozási hőhidak hatásának számítása, és ennek megfelelő értékkel kerültek felvételre a szerkezetek hőátbocsátási

tényezői, amihez szintén jelentős segítség volt a WinWatt program. A szerkezetek esetében is megfontolandó, hogy a hőtechnikailag csak minimálisan eltérő szerkezeteket érdemes-e külön-külön de finiálni, vagy a gyorsabb számítási lefutás érdekében ezeket lehet séges-e ésszerűen egységesíteni. Az így felépített modellgeometria a 2. ábrán látható.

2. ábra. A dinamikus szimulációs modell geometriája

Az üvegezett szerkezetek pontos számítása a nagy üvegfelü letek miatt elengedhetetlen. A nyílászárók energetikai számításá ban jelentős segítség volt a Saint Gobain gyártó Calumen nevezetű programja, illetve az EnergyPlus beépülő nyílászáró szerkesztő programja, a Berkeley Lab WINDOW 7.8 program, amikkel a tényle gesen beépített napvédő és emissziós felülettel ellátott üvegszerke zetek pontos modellezése megvalósítható, és ezen eredményeket vettük alapul a szimuláció során.

A WinWatt program jelentős segítséget nyújtott az épületszer kezetek validációjában is a kapott teljes hőveszteségek összeha sonlításával. Ez a WinWatt alapján 195 kW, míg a DesignBuilder modell esetében 190 kW értékre adódott. Ezek közül az épület nagy üvegfelületei miatt a legnagyobb részarányt az üvegezett nyí lászárók hővesztesége teszi ki: a WinWatt esetén 90,33 kW, míg a DesignBuilder esetén 96,82 kW. A külső falak hőveszteségénél némi eltérés adódik a két számítás között, ugyanis a WinWatt alapján 40,28 kW, míg a DesignBuilder alapján 28,36 kW adódik. Ez annak köszönthető, hogy a WinWatt számítás során sokkal pontatlanab bul lehetséges felvenni a szerkezetek valós méreteit, így a legtöbb esetben a biztonság javára tévedve minimálisan nagyobb felületek kerültek rögzítésre. Az egyes szerkezeteken eső hőveszteségek közül számottevő még a lapostetők hővesztesége, mely a WinWatt esetén 17,55 kW-ra, míg a DesignBuilder esetén 19,05 kW-ra adó dott. Mindezek alapján elmondható, hogy a két számítási módszer kellően közeli eredményeket mutat.

A nyári hőterhelés esetén az emberi használat a WinWatt szoft verrel igen körülményesen vehető figyelembe, így a két módszer eredményeinek összehasonlítása érdemben nem tehető meg. A DesignBuilder szoftverrel végzett szimulációval viszont órás bontás ban modellezhető az árnyékolók működése is. A megvalósult külső, napfény érzékelős árnyékolással a tervezési nyári napon az üvegfe lületeken érkező szoláris hőterhelés 109 kW, míg árnyékolók nélkül 178 kW. Így az árnyékolók megléte, valamint azok működési logi kájának helyes beállítása elengedhetetlen a hűtési igények csök kentéséhez.

Összességében elmondható, hogy jelen esetben, egy megvaló sult épületnél a szerkezetek esetében beavatkozási lehetőség már

30 ENERGIAGAZDÁLKODÁS 66. évf. KLENEN’25 különszám

Szuromi J., Erdős D.: Dinamikus épületenergetikai szimuláció megvalósult példával

nincs (csupán a beépített árnyékolók működtetése esetén). Azon ban, ha már a tervezési fázisban elkészülhet a dinamikus szimu lációs modell, akkor a beruházó csupán a szerkezetek, tájolások, nyílászárófelület arányok megfelelő megválasztásával akár jelentős beruházási költség, valamint később üzemeltetési költség csökke néssel számolhat.

Épülettechnikai rendszerek

Az épülettechnikai rendszerek szimulációval kapott fogyasztási eredményei egy ilyen komplex épület esetén a WinWatt szoftverrel már nem validálhatók, az ugyanis csupán havi bontású számítást tesz lehetővé. Az épület folyamatosan változó üzeme így nem ele

mezhető, például a VAV-os légtechnikai rendszer térfogatáram sza bályozása is a pillanatnyi szén-dioxid koncentráció alapján történik. Emiatt az eredmények leginkább a fogyasztási adatokkal lennének validálhatók, illetve a modell eredményeinek alapos összeegyezte tése a bemeneti paraméterekkel is kiszűrheti a hibákat. Ezen utób bi ellenőrzést megtettük az épület dinamikus szimulációs modellje esetén, módszeresen a gépész kapcsolási séma összes pontjának, valamint a zónák órás bontású eredményeinek ellenőrzésével. A hibák szűrésére egy további kiváló eszköz az úgynevezett Unmet Load Hours (UMLH) mennyiség, azaz a fűtési vagy hűtési paran csolt hőmérsékletet el nem ért (kielégítetlen) órák száma [4]. Ezek alapján (az ellenőrzés módszertanának bemutatása céljából) az alábbiakban egy példa kerül ismertetésre az ellenőrzésnél felmerü lő hibákra, problémákra.

Első lépéseként természetesen a szimuláció futtatása szüksé ges. Ezután, az eredmények áttekintésekor látható volt, hogy minden helyiségnél magas a hűtés esetén értelmezett kielégítetlen órák szá ma, melynek magas értéke a rendszerek alulméretezését mutatja. A modellben előforduló globális probléma nem hőleadó oldali problémát, hanem hőtermelő oldali rendellenességet sejtet, így a gépész kapcsolási séma elejétől a végéig haladva ellenőrizendők az egyes EnergyPlus ,,node”-okon, azaz csomópontokon mért tömegáramok és hőmérsékletek. A hűtési puffertartályig minden érték az elvártak szerint alakul, viszont a puffertartályból kilépő szekunder előremenő hőmérséklete 7 °C helyett több, mint 12 °C. A hőtermelőknél ugyan megjelenik a kívánt 7 °C-os víz, azonban a primer oldal tömegárama túl alacsony a puffertartály utáni sze kunder oldaléhoz képest – azaz a szekunder oldali tömegáram értéke jóval magasabb. Így a hőleadóknál (mennyezethűtés, fan coilok, stb.) történő hőleadás következtében a közeg felmelegedve (15 °C) tér vissza a puffertartályhoz, melyben keveredve a jóval ala csonyabb tömegárammal szolgáltatott primer oldali vízzel nem tud előállni a kívánt 7 °C-os szekunder oldali előremenő hőmérséklet.

Ezen hőmérsékletek alakulása látható egy nyári nap esetére órás bontásban a 3. ábrán.

A modellben fellépő magasabb szekunder oldali tömegáram oka, hogy a magyar szabványok használata, tervezéskor jelentős túlmé retezést eredményez, s a tervekről ezeket leolvasva adtuk meg a modell gépészetének szekunder oldali tömegáramát. A primer oldali tömegáramok azonban nem kerültek feltüntetésre a terveken, így az EnergyPlus szerinti automatikus méretezés eredményeként je lentősen kisebb tömegáramot állapított meg a szoftver. A szekunder oldali tömegáram automatikus méretezésével a szekunder oldalon már ténylegesen 7 °C lesz a hűtési puffertartályból kilépő szekunder oldali előremenő hőmérséklet. Ennek következtében a hőleadóknál is a 7 °C-os hűtési víz jelenik meg a 12 °C-os helyett, mellyel már le hűthető a helyiség a legmelegebb időszakokban is, azaz a hűtési ki elégítetlen órák száma is csökken. Az ellenőrzés eredményeként a kollégiumi szobák, közös használatú terek esetén évi körülbelül 500 óráról gyakorlatilag 0 órára csökken a kielégítetlen órák értéke és néhány alárendelt helyiség esetén marad csupán magasabb érték. A hidegebb hűtési vízzel hűtött levegő a fan-coil hőleadók esetén jobban le tud hűlni, így elegendő kisebb befújt levegő térfogatáram, tehát a fan-coilok ventilátorainak fogyasztása is jelentősen keve sebb a javított modell szerint. Mindezek alapján elmondható, hogy dinamikus szimuláció használatakor az adatszolgáltatás minősége, pontossága, részletessége is fontos kérdés.

A szimulációs fogyasztási eredmények

összehasonlítása valós fogyasztási adatokkal A minőségi ellenőrzés és validáció természetesen a modell ered ményeinek fogyasztási adatokkal történő összehasonlításával vál hat teljessé. Azonban az épület normál üzeme, használata csupán szeptembertől kezdődött, azt megelőzően próbaüzemek zajlottak, illetve nem volt teljes a kihasználtság. Emiatt a fogyasztási ada tokkal való összehasonlítást csak a 2024. szeptember és 2025. január hónapok közötti 5 hónap esetén tettük meg, melyet az 1. táblázatban láthatunk.

1. táblázat. A modell eredményeinek összehasonlítása fogyasztási adatokkal

	Földgáz [kWh]	Villamos energia [kWh]	Teljes primer energiafelhasználás [kWh]
Modell szerinti végső energiafelhasználás	114 268	410 558	1 069 980
Mérés szerinti végső energiafelhasználás	86 810	516 947	1 284 470
Modell eltérése	31,63%	-20,58%	-16,70%

A táblázat alapján elmondható, hogy a modell szerinti földgáz felhasználás (mely az eredeti üzemeltetés szerint kizárólag hasz nálati melegvíz termelésnél lépett fel) 31,6%-kal több, mint a valós fogyasztás. Ez feltehetőleg a modell használati melegvíz igényei nek túlbecsléséből adódik, melynek becslése igen nehéz feladat: a szakirodalmakban számos méretezési, tervezési fajlagos fo gyasztási érték fellelhető, ezektől a valós felhasználás azonban je lentősen eltérhet. Villamosenergia esetén viszont a modell szerinti fogyasztás 20,6%-kal kevesebb, mint a valós, mely annak is kö szönhető, hogy a villamosenergia mérésnél vannak olyan felhasz nálások, melyeket a modell nem vesz figyelembe. Például a liftek

fogyasztása nem került figyelembevételre a modellezés során, hi- _{3. ábra. Hűtési kör hőmérsékletei egy nyári napon}

ENERGIAGAZDÁLKODÁS 66. évf. KLENEN’25 különszám 31

Szuromi J., Erdős D.: Dinamikus épületenergetikai szimuláció megvalósult példával

szen ezeket nem érintik a később bemutatott lehetséges beavatko zások. A teljes primer energiafelhasználás esetén 16,7%-kal kisebb a modell fogyasztása összességében, mely különbség nagy részét a liftek fogyasztásának elhanyagolása jelentheti: ez ugyanis akár az épület fogyasztásának 5-15%-át is kiteheti [5]. Az előzőeken túl egy további oka a különbségnek, hogy a használt időjárási fájl sem telje sen pontosan tükrözi a valóságot a vizsgált öt hónap esetén (a friss időjárási adatsor még nem elérhető). Mindezeket figyelembevéve elmondható, hogy a szimulációval számított fogyasztás kellően közel esik a valós fogyasztási eredményekhez (a teljes összeha sonlításhoz természetesen több fogyasztási adatra lenne szükség). Fontos kiemelni, hogy a modell a fogyasztási eredmények alapján tovább pontosítható lehet a jövőben, amennyiben már elegendő mennyiségű fogyasztási adat áll rendelkezésre.

Beavatkozási javaslatok az üzemeltetésbe és eredményeik

Az épület eredeti üzemeltetését tükröző modell létrehozása, vala mint az említett ellenőrzési folyamatok után az egyes üzemeltetési beavatkozások modellezését is elvégeztük. Így összesen hat egy másra épülő javaslatcsomag került kidolgozásra a szimuláció segít ségével, mely modellek bemeneteit és eredményeit természetesen szintén ellenőrizni szükséges. A különböző javaslatok egymásra épülve történő bemutatása azért szükséges, mivel azok alkalmaz

hatósági korlátai a többi beavatkozástól is függenek. A javaslatok közül az első (részben) a gázfogyasztás minima lizálására irányuló törekvés eredménye (annak magas fajlagos költsége miatt). Az épület fűtését jellemzően a talajszondás és a levegő-víz hőszivattyúk látják el, így földgáz fogyasztás fűtés ese tén nem lép fel. Ezzel szemben a modell megalkotásakor kiindulás ként a használati melegvíz esetén az aktuális üzemeltetési állapotot tükröző gázkazános HMV hőtermelést feltételeztünk, ugyanakkor a modellben már megvizsgáltuk a talajszondás hőszivattyús HMV termelés lehetőségét is. Ez olyan szempontból is fontos, hogy az épület nagy hűtési igénye miatt nyáron a talajszondás hőszivattyúk jóval több hőt adnak le a talajnak, mint amennyit télen fűtés során felvesznek (ezzel a talaj hőmérséklete az évek során megemel kedne), mely kompenzálható, egyensúlyba hozható. Ehhez a talaj szondás hőszivattyúkkal történne a használati melegvíz termelése a fűtési szezonban (október 15. és április 15. között), míg nyáron a hűtési időszakban a kondenzációs gázkazánokkal. Ennek köszön hetően az épület használati melegvíz termelésből származó primer energiafelhasználása 26%-kal csökkenne, míg az épület teljes pri mer energiafelhasználása közel 3%-kal. Az energiafogyasztás éves költsége is számottevően csökkenne, hiszen a gázfogyasztást a jelenleg olcsóbb villamosenergiára váltanánk a fűtési időszakban a használati melegvíz termelés esetén.

Az épület légtechnikai rendszere is igen magas megtakarítási potenciált rejt magában (illetve annak üzemeltésének finomhangolá sa). A rendszer kialakítása lehetővé teszi, hogy a külső levegő meg felelő hőmérséklete esetén gépi hűtés nélkül történjen a hűtés a lég technikai rendszeren keresztül. Ehhez a hővisszanyerőt megkerülő ágon történik a friss levegő beáramlása. A szabadhűtéssel az épület hűtési primer energiafelhasználása csökkenhetne kis mértékben.

Szintén a légtechnikai rendszert, azaz a légkezelőt érinti a fent már említett hővisszanyerő üzemének beállítása. A kialakított hő mérsékletmérés rögzített adatainak elemzésekor is látható volt, hogy a hővisszanyerőt követő mérési ponton magasabb a befújt levegő hőmérséklete, mint amit közvetlenül befújnak a helyisé

gekbe. Ez azt jelenti, hogy a hűtő kalorifernek vissza kell hűtenie a befúvandó levegőt a kívánt hőmérsékletre, hiszen a hővisszanyerő túl magas hőmérsékletet állít elő. Ezzel tehát a hővisszanyerő és a hűtő kalorifer ,,egymás ellen dolgoznak”, mely a szimulációs ered

ményeket megtekintve is látható.

4. ábra. A légkezelő elemeinek működése egy téli napon

A 4. ábrán látható satírozott terület (az egész évet tekintve) ará nyos a légkezelők hővisszanyerőinek üzemeltetésében rejlő megta karítási potenciállal. A hővisszanyerés az ábrán szereplő esetben nin csen szabályozva, azonban a látottak alapján célszerű megadni egy

szabályozási logikát a hővisszanyerés maximális véghőmérsékletére. Ezen hőmérséklet megállapításakor ha túl alacsony véghőmér sékletet választanánk, akkor természetesen sokkal többet kellene üzemelniük a fűtő kalorifereknek (a 4. ábrán szereplő napon a nagy belső hőnyereség miatt erre egyáltalán nem is volt szükség). Így az elemzés során 18 °C-os hőmérséklet került beállításra, mellyel majdnem 10 000 kWh/év primer energiamegtakarítás realizálható az épület esetén (a hűtési primer energiaigény csökkenésének kö szönhetően). Természetesen például egy külső (friss levegő) hő mérsékletet figyelembe vevő szabályozás még jobb eredményeket szolgáltatna, azonban a dinamikus szimulációhoz használt szoft verben ez jelenleg nem állítható be (csupán programkód írásával). Az üzemeltetés kapcsán további felmerülő kérdéskör a fűté si és hűtési parancsolt hőmérsékletek változtatásával elérhető energiamegtakarítás. A fűtési parancsolt hőmérséklet az épület leg több helyiségében 22,5 °C, mely helyett 22,0 °C beállítása is bősé gesen elegendő. A hűtési parancsolt hőmérsékletek esetén 23,0 °C helyett elegendő 24,5 °C tartása, mely 1,5 °C emelést jelent. A többi (alárendelt) helyiségben is hasonló mértékű változtatással az épü let fűtési primer energiafelhasználása 10 000 kWh-val, míg hűtési primer energiafelhasználása körülbelül 30 000 kWh-val csökkenne évente. Ez összességében a korábbi változtatásokhoz képest 1,7% primer energiafelhasználás csökkenést jelentene épület szinten. Fűtés esetén célszerű a parancsolt hőmérsékletet éjjel, 23:00 és 6:00 között további 2 °C-kal, azaz 20 °C-ra csökkenteni. Ekkor ugyanis a közösségi terek nincsenek használva (vagy csak sokkal kisebb mértékben), a kollégiumi szobák esetén pedig alváshoz megfelelő hőmérséklet a 20 °C. Így az épület fűtési primer ener giafelhasználása további 7 500 kWh-val csökkenne éves szinten. A légkezelők esetén megtehető még egy beavatkozás, mely az előírt szén-dioxid (CO₂) koncentráció emelését jelenti. Az előírt 600 ppm koncentráció ugyanis túlságosan alacsony érték, hiszen a külső levegő koncentrációja körülbelül 400 ppm. Ez azt jelenti, hogy emberi jelenlét esetén a légkezelő ventilátorainak egész nap működniük kell

32 ENERGIAGAZDÁLKODÁS 66. évf. KLENEN’25 különszám

Szuromi J., Erdős D.: Dinamikus épületenergetikai szimuláció megvalósult példával

5. ábra. Az épület primer energiafelhasználásának változása

maximális fordulatszám közelében. Így ha 600 ppm helyett 1000 ppm értéket engedünk meg (ez szabványok szerint megengedett, jó le vegőminőség), akkor csökken a ventilátorok energiafogyasztása – a szimulációs eredmények szerint éves szinten 100 000 kWh-val. Rá adásul a csökkenő légcsereszám miatt a fűtési energiafogyasztás is csökken, hiszen a fűtési rendszernek kevesebb levegőt kell felfűtenie megfelelő hőmérsékletűre (hűtés esetén ez természetesen minimális többlet igényt jelent). Így összességében körülbelül 5,5% további pri

mer energiafelhasználás csökkenést kapunk az épület esetére. Az épület üzemeltetésének finomhangolásával elérhető primer energiafelhasználások az 5. ábrán láthatók összefoglalva. Az 5. ábra alapján összességében elmondható, hogy az előírt CO₂ koncentráció emelése, a használati melegvíz talajszondával történő termelése a fűtési időszakban, valamint a parancsolt hőmér sékletek csökkentése télen, emelése nyáron jelenti a legnagyobb energiamegtakarítást. A dinamikus szimulációs számítások alapján az üzemeltetéssel kapcsolatos beavatkozásokkal összesen közel 300 000 kWh-val, azaz körülbelül 11%-kal csökkenthető az épület éves primer energiafelhasználása ‒ a komfort paraméterek jelentős mértékű romlása nélkül.

Összegzés

Az épületállomány magas energiafogyasztása miatt elengedhetet len az energiahatékonyság növelése – a tervezési folyamatok, fel újítások mellett az épületüzemeltetés kapcsán is. Az üzemeltetés elemzése, valamint finomhangolása praktikusan dinamikus szimu lációval tehető meg, mely órás bontású részletes számítást biztosít az épülettechnikai rendszerek fogyasztásáról.

A vizsgálat esetén bemutatott gyakorlati példa egy, a közelmúlt ban felújított egyetemi campus, kollégium. Az épülethez készített di

namikus szimulációs modellekkel összesen hat beavatkozás hatását elemeztük. A legjobb eredményt a légtechnikai rendszer esetén előírt CO₂ koncentráció emelése jelentette 5,5% primer energiafelhaszná lás csökkenéssel. Emellett a használati melegvíz igények gázkazán nal történő fedezésének átállása részben talajszondás hőszivattyúra is jelentős megtakarítást jelentene, valamint a parancsolt hőmér sékletek csökkentése télen, emelése nyáron is számottevő csök kenést eredményezne. A csupán üzemeltetést érintő beavatkozási javaslatokkal összességében közel 11%-kal, azaz évente majdnem

300 000 kWh-val csökkenne az épület primer energiafogyasztása. A vizsgált épület üzemeltetésének finomhangolásával elérhető energiamegtakarítás is figyelemre méltó, viszont érdemes megje gyezni, hogy felújítás esetén is javasolt már a tervezési fázisban a szimulációs változatelemzések elkészítése, a szakági tervezőkkel való konzultáció, hiszen ekkor még nagyobb mértékű beavatkozá sokra van lehetőség. Új építésű épületek tervezésekor végzett szi mulációkkal pedig természetesen még jobb eredmények lennének elérhetők, a dinamikus szimulációk alkalmazása tehát már a beru házások kezdetétől célszerű az épületállomány energiafogyasztá sának csökkentéséhez.

Felhasznált irodalom:

[1] International Energy Agency, 2019 Global Status report for Buildings and Construction, 2019.

[2] 9/2023. (V. 25.) ÉKM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról, https://njt.hu/jogszabaly/2023-9-20-8X, 2023. [3] L. Socal, EPB standards on heating and domestic hot water

systems: advanced features and tips & tricks, BUILD UP Webinar series Webinar 6, 2020.

[4] DesignBuilder, DesignBuilder v7 Help, (2024).

[5] Lutfi Al-Sharif, Lift & Escalator Energy Consumption, 2015.

ENERGIAGAZDÁLKODÁS 66. évf. KLENEN’25 különszám 33