Dopke352 Zuzycie energii na ogrzewanie

Zużycie energii na ogrzewanie budynków w trzydziestu czterech miastach
Polski w 2012 r.
Józef Dopke
Słowa kluczowe: temperatura, średnia dzienna temperatura, średnia miesięczna temperatura, średnia
roczna temperatura, stopniodni grzania, liczba stopniodni grzania, temperatura bazowa, temperatura
graniczna, sezon grzewczy, zużycie energii, ogrzewanie, Białystok, Bielsko-Biała, Chojnice, Częstochowa, Elbląg, Gdańsk, Gdańsk Rębiechowo, Gdańsk Port Północny, Gdynia Oksywie, Hel, Katowice, Kielce, Koszalin, Kraków, Krosno, Legnica, Lębork, Lublin Radawiec, Łeba, Łódź, Malbork,
Olsztyn, Opole, Poznań, Rzeszów Jasionka, Suwałki, Szczecin, Tarnów, Toruń, Ustka, Warszawa
Okęcie, Wrocław, Zakopane, Zielona Góra.
Streszczenie
W artykule omówiono średnie miesięczne i roczne
temperatury powietrza w 2012 r. dla 34 miast Polski. Podano
miesięczną liczbę stopniodni grzania dla temperatury bazowej
15oC dla tych miast w 2012 r. Dokonano analizy różnicy w
zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2012 r. dla 34
miast Polski względem zużycia energii w najcieplejszym
mieście Wrocławiu. Podano roczną liczbę stopniodni grzania
dla temperatury bazowej 15oC bez miesięcy letnich dla
wybranych miast w 2010 r., 2011 r. i 2012 r. Obliczono
miesięczną i roczną liczbę stopniodni grzania Sd(tb) z definicji
oraz z wzoru Hitchin’a dla temperatury bazowej 12oC, 13oC,
14oC, 15oC, 16oC. 17oC, 18oC, 18,3oC, 19oC, 20oC oraz
Sd(18oC; 15oC) wg metody Eurostat-u dla temperatury
bazowej tb=18oC i temperatury granicznej tgr=15oC dla
Krakowa w 2012 r. Porównano warunki klimatyczne w 2012
r. z tymi w 2011 r. i podano wynikające z nich różnice w
zużyciu energii (paliw) na ogrzewanie budynków. Dokonano analizy zmian zużycia energii na ogrzewanie budynków w wieloleciu 1987-2012 dla Gdańska Rębiechowa oraz w wieloleciu 1999-2012 dla
Warszawy Okęcia, Łodzi, Krakowa i Helu.
Średnie miesięczne temperatury powietrza w 2012 r.
Ze średnich dziennych temperatur powietrza [1] obliczono średnią miesięczną temperaturę
powietrza dla trzydziestu czterech polskich miast. Lokalizacja geograficzna miejsca pomiarów meteorologicznych została określona poprzez podanie szerokości i długości geograficznej
oraz wysokości położenia stacji meteorologicznej nad poziomem morza (tabela 1).
Z pośród 34 analizowanych miast Polski najniższa średnia miesięczna temperatura powietrza najczęściej występowała w Zakopanem (styczeń, marzec, maj, lipiec, sierpień, wrzesień i
listopad), Suwałkach (luty), Helu (kwiecień), Łebie (czerwiec), Białymstoku (październik) i
Suwałkach (grudzień) (tabela 2, rys. 1).
Najwyższa średnia miesięczna temperatura powietrza najczęściej występowała we Wrocławiu (styczeń, marzec, maj, sierpień i wrzesień), Ustce (luty), Tarnowie (kwiecień, czerwiec), Rzeszowie Jasionce (lipiec), Bielsku-Białej (listopad) i Helu (październik, grudzień).
1
Tabela 1. Lokalizacja geograficzna miejsca pomiarów meteorologicznych analizowanych trzydziestu czterech miast Polski [1]
L.p.
--1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Miasto
--Białystok
Suwałki
Olsztyn
Elbląg
Malbork
Lublin Radawiec
Rzeszów Jasionka
Chojnice
Bielsko-Biała
Częstochowa
Tarnów
Ustka
Toruń
Łeba
Lębork
Łódź
Katowice
Gdańsk
Gdańsk-Rębiechowo
Gdańsk Port Płn.
Warszawa Okęcie
Kraków
Krosno
Koszalin
Oksywie
Szczecin
Poznań
Legnica
Wrocław
Zielona Góra
Opole
Kielce
Zakopane
Hel
Szerokość
geograficzna
--53o06'00''N
54o07'58''N
53o46'01''N
54o10'01''N
54o01'58''N
51o13'01''N
50o06'00''N
53o43'01''N
49o47'59''N
50o49'01''N
50o01'58''N
54o34'58''N
53o02'59''N
54o45'00''N
54o32'59''N
51o46'58''N
50o13'58''N
54o15'00''N
54o22'58''N
54o23'59''N
52o10'01''N
50o04'58''N
49o40'58''N
54o12'00''N
54o34'01''N
53o23'59''N
52o25'01''N
51o12'0''N
51o06'00''N
51o55'58''N
50o47'59''N
50o49'01''N
49o17'59''N
54o36'00''N
Długość
geograficzna
--023o10'01''E
022o56'59''E
020o25'01''E
019o25'58''E
019o07'58''E
022o23'59''E
022o03'00''E
017o33'00''E
019o00'00''E
019o06'00''E
020o58'58''E
016o52'01''E
018o34'58''E
017o31'58''E
017o45'00''E
019o23'59''E
019o01'58''E
018o40'01''E
018o28'01''E
018o41'59''E
020o58'01''E
019o48'00''E
021o45'00''E
016o08'56''E
018o31'01''E
014o37'01''E
016o51'00''E
016o11'59''E
016o52'58''E
015o31'58''E
017o58'01''E
020o41'59''E
019o58'01''E
018o49'01''E
Wysokość nad
poziomem morza
M
151
186
137
43
5
240
201
172
399
295
209
11
72
6
41
190
284
100
138
7
106
237
278
34
70
7
84
124
124
192
163
261
857
3
Najniższe średnie roczne temperatury powietrza w 2012 r. (tabela 3) wystąpiły w Zakopanem (6,15oC) ), Suwałkach (6,58oC), Białymstoku (7,01oC), Olsztynie (7,52oC). Najwyższe
średnie roczne temperatury powietrza w 2012 r. wystąpiły we Wrocławiu (10,15oC) (rys. 1),
Zielonej Górze (9,48oC), Opolu (9,45oC), Poznaniu (9,35oC) i Legnicy (9,34oC).
W tabeli 3 podano również średnią temperaturą powietrza w dziewięciu miesiącach roku,
w których ogrzewa się budynki (bez czerwca, lipca sierpnia). Najniższe średnie temperatury
powietrza w dziewięciu miesiącach grzewczych 2012 r. (tabela 3) wystąpiły w Zakopanem
(1,16oC) ), Suwałkach (1,39oC), Białymstoku (1,82oC), Olsztynie (2,63oC). Najwyższe średnie temperatury wystąpiły we Wrocławiu (5,45oC) (rys. 2), Zielonej Górze (4,98oC), Legnicy
(4,86oC), Poznaniu (4,77oC) i Szczecinie (4,63oC).
2
Tabela 2. Średnia miesięczna temperatura powietrza w 2012 r. dla trzydziestu czterech miast
Polski obliczona ze średnich dziennych temperatur powietrza wg [1]
Miasto
--Zakopane
Suwałki
Białystok
Lublin Radawiec
Kielce
Krosno
Olsztyn
Kraków
Rzeszów Jasionka
Warszawa Okęcie
Chojnice
Gdańsk-Rębiechowo
Bielsko-Biała
Częstochowa
Łódź
Katowice
Elbląg
Malbork
Tarnów
Toruń
Łeba
Lębork
Opole
Oksywie
Koszalin
Ustka
Hel
Gdańsk Port Płn.
Szczecin
Gdańsk
Poznań
Legnica
Zielona Góra
Wrocław
średnia
max
min
01
o
C
-3,58
-3,22
-2,67
-2,22
-1,87
-2,50
-1,76
-1,33
-1,79
-1,15
-0,72
-0,90
-1,10
-1,33
-0,89
-1,35
-0,78
-0,82
-1,32
-0,39
0,62
0,16
0,05
0,44
1,05
1,14
0,90
0,62
1,34
-0,22
0,68
1,15
1,19
1,55
-0,62
1,55
-3,58
02
o
C
-9,14
-9,16
-8,57
-7,52
-7,32
-8,32
-6,95
-6,83
-7,74
-6,33
-4,88
-4,62
-6,54
-6,04
-5,82
-6,95
-5,69
-5,69
-7,21
-5,37
-3,30
-3,70
-5,26
-2,69
-3,04
-2,63
-2,70
-3,14
-2,98
-3,89
-4,02
-3,79
-3,41
-3,39
-5,43
-2,63
-9,16
Średnia miesięczna temperatura powietrza w 2012 r.
03
04
05
06
07
08
09
10
o
o
o
o
o
o
o
o
C
C
C
C
C
C
C
C
1,34 6,77 11,41 15,13 16,49 15,89 12,46 6,93
2,05 7,35 13,16 14,66 18,92 16,40 12,76 6,83
2,75 7,91 13,74 15,21 19,32 16,77 13,08 6,55
4,09 9,21 14,62 16,80 20,75 18,50 14,41 7,73
3,91 8,86 14,28 17,12 20,04 18,47 14,00 7,84
4,34 9,83 14,35 17,78 20,19 18,47 14,85 9,19
3,35 8,21 13,58 15,15 18,78 17,50 13,57 7,56
4,54 9,80 15,11 17,96 20,29 18,89 14,41 8,46
4,94 10,08 15,07 18,19 21,16 19,11 14,98 8,83
4,52 9,21 15,36 17,12 20,95 18,94 14,59 8,05
4,56 7,91 13,64 14,52 17,88 17,29 13,26 7,59
4,29 7,38 12,90 14,32 17,65 17,26 13,63 8,06
4,63 9,77 14,63 17,70 19,97 18,98 15,03 9,12
4,84 9,66 15,24 17,33 19,98 19,14 14,49 8,55
4,86 9,32 15,30 16,87 20,05 18,72 14,05 8,11
4,44 9,51 14,63 17,51 19,71 18,56 14,20 8,36
3,94 8,40 13,77 15,29 18,86 17,29 14,16 8,45
4,50 8,17 13,46 15,56 18,87 18,24 14,55 8,46
5,14 10,67 15,19 18,49 20,97 19,35 15,20 9,32
5,10 9,19 15,02 15,85 19,35 18,62 14,00 8,17
3,48 6,58 11,88 14,31 17,11 17,47 14,35 8,87
4,18 7,64 12,94 14,77 17,70 17,30 14,08 8,38
5,63 10,00 15,51 17,87 20,54 19,65 14,89 9,14
4,70 6,51 12,15 14,60 17,52 17,62 14,32 8,58
4,38 7,51 13,17 14,89 17,58 17,33 14,19 8,76
3,65 6,79 12,04 14,76 17,23 18,17 14,89 9,46
3,73 6,26 11,68 14,54 17,68 17,79 14,90 9,54
4,92 6,94 12,65 15,23 18,06 18,54 15,04 9,41
5,74 8,30 13,98 15,63 18,10 17,54 14,08 8,36
5,83 8,80 14,82 15,59 19,62 19,04 15,23 8,89
6,22 9,64 15,89 16,65 19,82 19,20 14,88 8,75
6,64 9,44 15,19 16,63 19,39 19,10 14,85 8,71
6,81 9,59 15,95 16,76 19,71 19,50 14,93 8,59
7,05 10,34 16,43 17,95 20,76 20,14 15,51 9,37
4,56 8,57 14,08 16,14 19,15 18,26 14,35 8,44
7,05 10,67 16,43 18,49 21,16 20,14 15,51 9,54
1,34 6,26 11,41 14,31 16,49 15,89 12,46 6,55
3
11
o
C
4,33
4,43
4,76
5,18
4,74
6,63
4,84
4,98
6,18
5,68
4,49
4,76
7,06
5,85
5,50
5,65
5,33
5,31
6,74
5,47
5,61
5,63
6,44
5,53
5,60
6,06
6,40
6,06
5,00
5,40
5,64
5,30
4,95
6,32
5,53
7,06
4,33
12
o
C
-4,18
-5,20
-4,73
-3,78
-3,45
-2,65
-3,61
-2,82
-2,49
-3,17
-2,68
-2,55
-0,74
-1,86
-2,35
-1,61
-2,40
-2,34
-2,07
-2,16
-1,06
-1,29
-1,10
-1,60
-1,17
-0,90
-0,25
-1,13
-0,88
-1,83
-1,11
-0,57
-0,78
-0,26
-2,08
-0,25
-5,20
22,00
Zakopane
20,00
Suwałki
18,00
Białystok
Lublin Radawiec
Średnie miesięczne temperatury powietrza (oC)
16,00
Kielce
Krosno
14,00
Olsztyn
12,00
Kraków
Rzeszów Jasionka
10,00
Warszawa Okęcie
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
-2,00
-4,00
-6,00
-8,00
-10,00
Miesiące roku (-)
Rys. 1. Średnie miesięczne temperatury powietrza dla wybranych dziesięciu miast Polski w 2012
r. obliczone ze średnich dziennych temperatur powietrza wg [1]
11
tśr roczna
10
tśr roczna bez lata
Średnia temperatura powietrza (oC)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Za
ko
pa
Su ne
w
Lu
bl Bia ałk
in
ł i
R yst
ad ok
aw
ie
Ki c
el
Kr ce
os
O no
R
ls
ze
zt
s
W zów Kra yn
ar
sz Ja ków
aw sio
G
a nk
da
O a
k
ńs
k- Ch ęcie
R
ęb ojn
Bi iec ice
el ho
C sko wo
zę - B
s t ia
oc ł a
ho
w
a
Ka Łód
to ź
w
ic
El e
bl
M ąg
al
b
Ta ork
rn
ó
To w
ru
ń
Łe
Lę ba
bo
r
O k
O pol e
ks
y
Ko wie
sz
al
i
U n
G
st
da
ka
ńs
k
Po He
rt l
Sz Płn
cz .
e
G c in
da
ń
Po sk
zn
Zi L e a ń
el gn
on ic
a a
G
W ór
ro a
cł
aw
0
Rys. 2. Średnia temperatura powietrza; roczna oraz dla dziewięciu miesięcy grzewczych (bez
czerwca, lipca i sierpnia) dla trzydziestu czterech miast Polski w 2012 r. obliczona ze średnich
dziennych temperatur powietrza wg [1]
4
Tabela 3. Średnia temperatura powietrza: roczna w 2012 r. oraz dla 9 miesięcy w 2012 r. (bez
czerwca, lipca i sierpnia) dla trzydziestu czterech miast Polski obliczona ze średnich dziennych
temperatur powietrza wg [1]
Miasto
--Zakopane
Suwałki
Białystok
Lublin Radawiec
Kielce
Krosno
Olsztyn
Kraków
Rzeszów Jasionka
Warszawa Okęcie
Chojnice
Gdańsk-Rębiechowo
Bielsko-Biała
Częstochowa
Łódź
Katowice
Elbląg
Malbork
Tarnów
Toruń
Łeba
Lębork
Opole
Oksywie
Koszalin
Ustka
Hel
Gdańsk Port Płn.
Szczecin
Gdańsk
Poznań
Legnica
Zielona Góra
Wrocław
średnia
max
min
Średnia temperatura powietrza
roczna w 2012 r.
9 miesięcy 2012 r. bez lata
o
o
C
C
6,15
1,16
6,58
1,39
7,01
1,82
8,15
2,77
8,05
2,75
8,51
3,06
7,52
2,63
8,62
3,30
8,88
3,36
8,65
3,47
7,74
3,38
7,68
3,44
9,04
3,95
8,82
3,74
8,64
3,66
8,55
3,38
8,05
3,45
8,19
3,53
9,21
3,75
8,57
3,83
7,99
4,13
8,15
4,08
9,45
4,45
8,14
4,30
8,35
4,43
8,39
4,56
8,37
4,61
8,60
4,59
8,68
4,63
8,94
4,48
9,35
4,77
9,34
4,86
9,48
4,98
10,15
5,46
8,41
3,71
10,15
5,46
6,15
1,16
Średnie temperatury powietrza w wybranych miastach Polski w 2010 r. podano w [2] a w 2011 r. w [3].
Liczba stopniodni grzania w 2012 r.
Miesięczną liczbę stopniodni grzania Sd(15oC) obliczono z definicji [4] ze średnich
dziennych temperatur powietrza tśr(i) [1]:
5
n
Sd(tb)=
∑ [t
i =1
b
− t śr (i )]..........dla..t śr (i ) ≤ t b
(1)
0.............................dla..t śr (i ) > t b
Najwyższe miesięczne liczby stopniodni grzania w 2012 r. wystąpiły w Zakopanem (styczeń – 575,9oCdni, marzec – 423,4oCdni, maj – 120,9oCdni, lipiec – 25,6oCdni, sierpień –
37,3oCdni, wrzesień – 92,9oCdni i listopad – 320,2oCdni), Suwałkach (luty – 700,7oCdni, grudzień - 626,2oCdni), Helu (kwiecień – 262,3oCdni), Gdańsku Rębiechowie (czerwiec – 47,3
o
Cdni) i Białymstoku (wrzesień – 69,2oCdni, październiku – 261,8oCdni). Najniższe miesięczne liczby stopniodni grzania w 2012 r. wystąpiły we Wrocławiu (styczeń – 416,9oCdni,
marzec – 246,5oCdni, maj – 40,8oCdni i lipiec – 0oCdni), Zielonej Górze (lipiec – 0oCdni,
sierpień – 0oCdni), Ustce (luty – 511,3oCdni), Tarnowie ( kwiecień – 152,7oCdni, czerwiec –
6,8oCdni), Bielsku Białej (listopad – 238,3oCdni) i Helu (wrzesień – 26,3oCdni, październik –
169,2oCdni, grudzień – 472,8oCdni ).
Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15oC) w 2012 r. obliczona z definicji wynosiła od 2355,8
o
Cdni we Wrocławiu, 2502,8oCdni w Zielonej Górze, 2507,4oCdni w Legnicy, 2536,1oCdni
w Poznaniu, 2600,2oCdni w Gdańsku, 2593,1oCdni w Szczecinie, 2614,3oCdni w Gdańsku
Rębiechowie, 2638,3oCdni w Helu do 2809,1oCdni w Krakowie, 3042,1oCdni w Olsztynie,
2839,2oCdni w Krośnie, 2969,6oCdni w Kielcach, 2968oCdni w Lublinie Radawcu, 3219,6
o
Cdni w Białymstoku, 3333,8oCdni w Suwałkach i 3441,5oCdni w Zakopanem.
Roczną liczbę stopniodni grzania Sd(15oC) w 2012 r. obliczoną z definicji (1) dla 34 miast Polski podano na rys. 3.
5000
4500
Sd(15oC) w 2012 r. z definicji
Sd(18oC; 15oC) w 2012 r. z
definicji
Liczba stopniodni grzania (oCdzień)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
Za
k
op
a
Su ne
w
Bi ał
ał ki
ys
O tok
l
sz
Lu
ty
bl
in K n
R i el
G
ad ce
da
aw
ńs
k- Ch iec
R
o
ęb j n
ie ice
ch
ow
W
El o
ar
bl
s z K ąg
aw ro
a sn
O o
kę
M cie
al
b
Kr ork
ak
Ka ó
to w
w
ic
e
R
ze
Łó
sz
ów Ł dź
J a eb
si a
on
k
C
L
zę ę a
st bo
oc rk
ho
w
To a
ru
O
Bi k ń
el s y
sk w
o- ie
B
Ko iała
sz
a
Ta lin
rn
ów
U
G
st
da
ka
ńs
k
Po He
rt l
P
G ł n.
da
S z ńs
cz k
ec
O in
po
Po le
zn
Zi Le ań
el gn
on ic
a a
G
W ór
ro a
cł
aw
0
Rys. 3. Roczna liczba stopniodni grzania dla trzydziestu czterech miast Polski w 2012 r. :
Sd(15oC) obliczona z definicji (1) oraz Sd(18oC; 15oC) odliczona z definicji wg metody Eurostatu [5] dla temperatury bazowej 18oC i temperatury granicznej 15oC
6
Roczne liczby stopniodni grzania Sd(15oC) w 2010 r., 2011 r. i 2012 r. (rys. 4) pomniejszone o
miesięczną liczb stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia, w których nie ogrzewa się budynków
podano w tabeli 4.
Tabela 4. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15oC) w 2010 r., 2011 r. i 2012 r. pomniejszona o
miesięczną liczb stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia, w których nie ogrzewa się budynków
Miasto
-Zakopane
Suwałki
Białystok
Lublin Radawiec
Olsztyn
Kielce
Krosno
Katowice
Kraków
Chojnice
Malbork
Gdańsk Rębiechowo
Elbląg
Rzeszów Jasionka
Łeba
Warszawa Okęcie
Toruń
Łódź
Częstochowa
Lębork
Tarnów
Ustka
Hel
Gdańsk Port Płn.
Gdynia Oksywie
Bielsko-Biała
Koszalin
Gdańsk
Opole
Szczecin
Poznań
Legnica
Zielona Góra
Wrocław
Sd(15oC) z definicji bez lata
2010 r.
2011 r.
2012 r.
o
o
o
Cdni
Cdni
Cdni
3534,3
3199,2
3336,1
--3271,1
3391,9
2962,2
3164,1
3124,2
2765
2932,7
3361,3
2746,2
2993,4
3152
2736,2
2939,3
2924,4
2692,9
2811,1
3051,6
2620,6
2778,1
3014,3
2595,7
2790,5
3356,5
2680
2851,1
3205,3
2591,7
2781,4
3338,5
2670
2790,4
3204,5
2579,7
2802,5
2908,2
2572,8
2745,5
3171
2566,8
2717,2
3033,6
2563
2798,9
3178,4
2558,9
2709,7
3091,5
2555,1
2750,3
3026,8
2522,4
2717,1
3144
2499,3
2701,7
-2415
2651,5
3038,4
2471,7
2609,8
3061,8
2498
2603,5
3045,8
2427,8
2585,9
3115,6
2491,6
2689
--2645,6
3114
2416,1
2626,5
3130
2381,2
2579,9
2870,6
2376,8
2544,9
3110,4
2349,6
2560
2990,5
2325,5
2512
2887
2282,3
2479,8
2845
2242,4
2479,6
2787,5
2154,2
2343
7
3500
2012 r.
Liczba stopniodni grzania Sd(15oC) (oCdzień)
3000
2012 r. bez lata
2500
2000
1500
1000
500
Za
k
op
a
Su ne
w
Bi ałk
ał i
ys
O tok
l
sz
Lu
ty
bl
in K n
R i el
G
ad c e
da
aw
ńs
k- Ch iec
R
o
ęb j n
ie ice
ch
ow
W
El o
ar
bl
s z K ąg
aw ro
a sn
O o
kę
M cie
al
b
Kr ork
ak
Ka ó
to w
w
ic
e
R
ze
Łó
sz
d
ów Ł ź
J a eb
si a
on
k
C
L
zę ę a
st bo
oc rk
ho
G
w
dy
ni T a
a or
O
Bi k uń
el sy
sk w
o- ie
B
Ko iała
sz
a
Ta lin
rn
ów
U
G
st
da
ka
ńs
k
Po He
rt l
P
G ł n.
da
S z ńs
cz k
ec
O in
po
Po le
zn
L
Zi e ań
el gn
on ic
a a
G
W ór
ro a
cł
aw
0
Rys. 4. Liczba stopniodni grzania dla trzydziestu czterech miast Polski w 2012 r. : Sd(15oC) obliczona z definicji (1): roczna oraz roczna zmniejszona o liczbę stopniodni grzania dla trzech miesięcy (czerwiec, lipiec, sierpień), w których nie ogrzewa się budynków
Dla każdego miesiąca 2012 r. dla 34 miast Polski obliczono stałą k we wzorze Hitchin’a
[4], [6] a następnie obliczoną wartość średnią stałej k dla 12 miesięcy 2012 r. i dla 9 miesięcy
2012 r., w których ogrzewa się budynki (rys. 5). Ze wzoru Hitchin’a można obliczyć liczbę
stopniodni grzania Sd(tb) dla najczęściej stosowanych wartości temperatury bazowej od 12oC
do 20oC [4], [6]:
Sd (tb ) =
tb − t śr
∗L
1 − exp[− k (tb − tśr )]
(2)
gdzie: tb – wybrana temperatura bazowa;
tśr – średnia temperatura dla analizowanego okresu;
k – stała;
L – liczba dni w analizowanym okresie.
k=
2,5
(3)
σ
gdzie: σ – odchylenie standardowe średniej dziennej temperatury w analizowanym miesiącu.
Miesięczną liczbę stopniodni grzania Sd(tb) dla temperatury bazowej od 12oC do 20oC obliczoną z
wzoru Hitchin’a dla rzeczywistych miesięcznych wartości stałej k w analizowanym miesiącu oraz
obliczoną z definicji dla Krakowa w 2012 r. podano w tabelach 5 i 6.
8
Tabela 5. Średnia miesięczna temperatura powietrza tśr (oC), stała k (1/oC), liczba stopniodni
grzania Sd(tb) (oCdzień) dla temperatury bazowej od 12oC do 20oC obliczona z wzoru Hitchin’a
dla rzeczywistych miesięcznych wartości stałej k dla Krakowa w 2012 r.
Wartość wielkości
Wielkość
Miesiąc
-1
2
3
4
5
6
7
8
tśr
-1,329 -6,828 4,542 9,803 15,11 17,96 20,29 18,89
k=2,5/s
0,460 0,317 0,623 0,491 0,607 0,674 0,712 0,713
o
Sd(12 C) 414,1 547,4 233,4 99,8 17,2
3,3
0,7
1,6
Sd(13oC) 444,8 576,1 263,6 121,1 25,2
5,5
1,3
2,8
Sd(14oC) 475,6 604,8 294,0 144,3 35,8
8,9
2,2
4,8
Sd(15oC) 506,5 633,6 324,7 169,1 49,4 14,0
3,9
8,0
o
Sd(16 C) 537,4 662,5 355,5 195,2 66,1 21,4
6,6 13,0
Sd(17oC) 568,3 691,4 386,4 222,4 85,8 31,7 10,8 20,5
Sd(18oC) 599,3 720,3 417,3 250,4 108,3 45,2 17,3 31,1
Sd(18,3oC) 608,6 729,0 426,6 258,9 115,6 49,8 19,7 34,9
Sd(19oC) 630,3 749,2 448,3 278,9 133,2 62,0 26,5 45,1
Sd(20oC) 661,2 778,2 479,2 308,0 159,8 82,0 39,1 62,8
9
14,41
0,866
10,2
17,7
28,9
44,2
63,8
86,9
112,7
120,9
140,3
169,0
10
8,458
0,585
125,6
151,4
178,8
207,3
236,7
266,6
296,9
306,1
327,5
358,2
11
4,977
1,006
210,9
240,8
270,7
300,7
330,7
360,7
390,7
399,7
420,7
450,7
12
-2,819
0,586
459,5
490,4
521,4
552,4
583,4
614,4
645,4
654,7
676,4
707,4
2012 r.
rok
--2123,7
2340,5
2570,1
2813,8
3072,3
3346,0
3634,8
3724,4
3938,4
4255,7
Tabela 6. Liczba stopniodni grzania Sd(tb) dla temperatury bazowej od 12oC do 20oC oraz
Sd(18oC; 15oC) wg Eurostat-u [5] obliczona z definicji dla Krakowa w 2012 r.
tb
i tgr
o
C
12
13
14
15
16
17
18
18; 15
18,3
19
20
1
2
3
413,2 546 231,2
444,2 575 262,2
475,2 604 293,2
506,2 633 324,2
537,2 662 355,2
568,2 691 386,2
599,2 720 417,2
599,2 720 417,2
608,5 728,7 426,5
630,2 749 448,2
661,2 778 479,2
Liczba stopniodni grzania Sd(tb) (oCdzień)
Miesiąc
4
5
6
7
8
9
10
97,4 19,2
0,2
0
0
11,5 120,4
121,8 27,7
1,4
0
0,1
19,1 146,6
147,1
38
5,2
0
2
29,2 175,6
173,1
51
10,1
2,1
6,4
44,3 205,6
199,1
68
19,5
5,5
12,1
62
235,6
225,4 86,2 31,8 10,5 20,7 84,3 265,6
252,4 107,4 46,6 18,4 32,7 109,8 295,8
251,1
99
28,1 11,1 21,4 92,3 295,6
260,5 114,1 51,8 21,1 37,2
118 305,1
279,7 131,1
65
28,3 47,7 138,3 326,8
307,7 156,4 85,4 40,8
64
167,7 357,8
11
210,7
240,7
270,7
300,7
330,7
360,7
390,7
390,7
399,7
420,7
450,7
12
459,4
490,4
521,4
552,4
583,4
614,4
645,4
645,4
654,7
676,4
707,4
Rok
2109,2
2329,2
2561,6
2809,1
3070,3
3345
3635,6
3571,1
3725,9
3941,4
4256,3
Błąd względny procentowy wyznaczenia rocznej liczby stopniodni grzania Sd(15o) z wzoru Hitchin’a dla wartości średniej stałej k=0,688556 obliczonej dla 34 miast Polski dla 2012 r. podano na
rys. 6. Miasta leżące nad Bałtykiem charakteryzują się większą wartością stałej k, co wynika z mniejszej zmienności temperatury powietrza. Dlatego przyjęcie średnie wartości stałej k dla całej Polski
powoduje duży dodatni błąd względny procentowy wyznaczenia liczby stopniodni grzania. Dla tych
miast należy przyjmować większe wartości stałej k przy obliczaniu Sd(tb) z wzoru Hitchin’a.
Miasta o dużej zmienności temperatury powietrza mają mniejszą wartość stałej k niż założona średnia dla całej Polski i przy wyznaczaniu Sd(tb) z wzoru Hitchin’a dla tych miast błąd
względny procentowy jest ujemny.
9
-0,5
k
H
e
U l
st
Po ka
rt
Pł
n.
Łe
O ba
ks
y
G
Ko wie
da
sz
ńs
a
k- G lin
R da
ęb ń
ie sk
ch
Sz owo
cz
ec
Lę in
bo
M rk
al
bo
r
El k
b
C ląg
ho
jn
Su ice
w
Bi ałk
ał i
ys
t
O ok
R
l
sz
ze
ty
sz
K
ów ra n
Ja ków
si
on
Le ka
gn
ic
T a
Za oru
ko ń
pa
n
Ki e
e
Po lce
zn
Ta ań
W
rn
ar
sz K ów
aw ro
a sno
O
k
Ka ęcie
to
w
ic
e
Zi
el Op
on ol
a e
G
Lu
ó
bl Wr ra
in oc
R ła
ad w
aw
ie
c
C
zę Ł
st ód
Bi och ź
el
sk ow
o- a
Bi
ał
a
G
da
ńs
Błąd względny wyznaczenia rocznej liczby Sd(15oC) dla k=688556 (%)
Hel
10
Katowice
Bielsko-Biała
Tarnów
Zakopane
Rzeszów Jasionka
Lublin Radawiec
0,9
Częstochowa
Krosno
Łódź
Kielce
Warszawa Okęcie
Opole
Wrocław
Legnica
Kraków
Białystok
Zielona Góra
Toruń
Poznań
Olsztyn
Suwałki
Elbląg
Chojnice
Szczecin
Malbork
Gdańsk
Lębork
Gdańsk-Rębiechowo
Koszalin
Gdynia Oksywie
Gdańsk Port Płn.
Łeba
Ustka
Wartośc stałej k we wzorze Hitchin'a (-)
1
rok
0,8
bez lata
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Rys. 5. Wartość średnia stałej k we wzorze Hitchin’a: dla 2012 r. i dla dziewięciu miesięcy
grzewczych w 2012 r. dla trzydziestu czterech miast Polski. Wartość średnia stałej dla 34 miast
z 12 miesięcy 2012 r. k=0,688556. Wartość średnia stałej dla 34 miast z 9 miesięcy 2012 r.
k=0,6318495.
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
-1,0
-1,5
-2,0
Rys. 6. Błąd względny procentowy wyznaczenia rocznej liczby stopniodni grzania Sd(15o) z wzoru Hitchin’a dla wartości średniej w 2012 r. stałej k=0,688556.
Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2012 r. w analizowanych miastach
Jeżeli znane są miesięczne liczby stopniodni grzania, to z rocznej liczby stopniodni grzania usuwa się miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia, w których w
klimacie Polski nie ogrzewa się mieszkań (tabela 3). W tym przypadku dla Wrocławia mamy
Sd(15oC)=2355,8-12,4-0-0,4=2343oCdni w 2011 r. a dla Zakopanego Sd(15oC)=3441,5-42,525,6-37,3=3336,1oCdni. Zużycie energii na ogrzewanie identycznego budynku w 2012 r. w
Zakopanem było większe o (3336,1oCni/2343oCdni-1)100% =42,38% niż we Wrocławiu (rys.
7).
Zużycie energii na ogrzewanie w 2012 r. tego samego budynku było większe o: 42,38%
w Zakopanem, 39,61% w Suwałkach, 35,04% w Białymstoku, 27,76% w Olsztynie, 25,45%
w Kielcach, …, 8,62% w Opolu, 7,21% w Poznaniu, 5,84% w Legnicy i 5,83% w Zielonej
Górze niż we Wrocławiu.
45
Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie (%)
40
35
30
25
20
15
10
5
Za
k
op
a
Su ne
wa
Bi
ał łki
ys
t
O ok
lsz
Lu
ty
bl
in Ki n
Ra elc
G
da e
da
w
ńs
k- Ch iec
R
ęb ojn
ie ice
ch
ow
Kr o
W
os
ar
no
sz
aw Elb
a ląg
O
kę
Kr cie
ak
M ów
al
Ka bor
to k
Rz
wi
es
ce
zó
w Łó
J
d
a
C
zę sio ź
st nk
oc a
ho
w
a
Łe
b
To a
ru
Lę ń
b
O ork
ks
yw
Bi Ta ie
el rn
sk ó
o- w
B
Ko iała
sz
al
i
U n
G
st
da
ka
ńs
k
Po He
rt l
P
G łn.
da
Sz ńs
cz k
ec
i
O n
po
Po le
zn
a
Zi Leg ń
el
on nic
a a
G
W óra
ro
cła
w
0
Rys. 7. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2012 r. w analizowanych miastach w stosunku do najcieplejszego miasta Wrocławia obliczone z rocznej Sd(15oC) pomniejszonej o miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia
Dla porównania zużycie energii na ogrzewanie w 2011 r. (rys. 8) tego samego budynku
było większe o: 48,5% w Zakopanem, 37,5% w Białymstoku, 28,4% w Lublinie Radawcu,
27,5% w Olsztynie, 27% w Kielcach, 25% w Krośnie, 24,4% w Chojnicach, 23,9% w Gdańsku Rębiechowie, 21,7% w Katowicach, 20,5% w Krakowie, 20,3% w Malborku, 19,8% w
Elblągu, 19,4% w Rzeszowie Jasionce, 19,2% w Łebie, 19% w Warszawie, 18,8% w Toruniu,
18,6% w Łodzi, 17,1% w Częstochowie, 16% w Lęborku, 16% w Helu, 15,7% w Gdyni
Oksywiu, 12,7% w Gdańsku Porcie Północnym, 12,2% w Koszalinie, 12,1 w Tarnowie,
10,5% w Gdańsku, 10,3% w Opolu, 9,1% w Szczecinie, 8% w Poznaniu, 6% w Legnicy i
4,1% w Zielonej Górze niż we Wrocławiu.
11
Zużycie energii na ogrzewanie w 2010 r. tego samego budynku było większe o: 26,8%
w Zakopanem, 21,7% w Białymstoku, 20,6% w Olsztynie, 14,9% w Elblągu, 14,9% w Łebie,
14,7% w Malborku, 14,2% w Toruniu, 13,4% w Lęborku, 12,3% w Kielcach, 11,9% w Koszalinie, 11,9% w Lublinie Radawcu, 11,8% w Gdyni Oksywiu, 11,7% w Szczecinie, 11,5%
w Gdańsku, 11,4% w Łodzi, 10,4% w Helu, 9,9% w Katowicach, 8,1% w Warszawie, 7,2%
w Krakowie, 7,4% w Poznaniu, 4,9% w Krośnie, 4,2% w Rzeszowie Jasionce, 3,6% w Legnicy, 3% w Opolu, i 2,1% w Zielonej Górze niż we Wrocławiu.
50
Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków (%)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
Za
ko
p
Lu
Bi ane
bl
a
ł
in
y
R sto
ad k
aw
ie
O c
ls
zt
yn
Ki
el
ce
G
Kr
da
os
ńs
n
k Cho o
Rę
jn
i
bi
ec ce
ho
Ka wo
to
wi
c
Kr e
ak
ó
M w
al
R
bo
ze
rk
sz
ów Elb
l
Ja ąg
sio
W
nk
ar
a
sz
aw Łe
ba
a
O
kę
cie
To
ru
ń
C
zę Łó
st
oc dź
ho
w
Lę a
bo
G
rk
dy
n
G i a O He
da
l
ńs ksy
w
k
Po i e
rt
P
Ko n .
sz
al
Ta in
rn
ó
G w
da
ńs
k
O
p
Sz ole
cz
ec
Po in
zn
L ań
Zi eg
el
on nica
a
G
W óra
ro
cł
aw
0
Rys. 8. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2011 r. w analizowanych miastach w stosunku do najcieplejszego miasta Wrocławia obliczone z rocznej Sd(15oC) pomniejszonej o miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia
Wnioski
Miniony kalendarzowy rok 2012 był chłodniejszy niż 2011 r. Zużycie paliw na ogrzewanie budynków w 2012 r. było wyższe o 10,6% w Zielonej Górze, 9,2% w Warszawie Okęciu,
8,8% we Wrocławiu, 8% w Poznaniu, 7,6% w Łodzi, 7,5% w Krakowie, 7,1% w Opolu, 6,8%
w Białymstoku, 6,1% w Lublinie Radawcu, 6% w Katowicach i 4,2% w Helu niż w 2011 r.
(tabela 3).
W wieloleciu 1987-2012 w Gdańsku Rębiechowie (rys. 9) najcieplejsze lata wystąpiły w
1990 r. Sd(15oC)=2471,5oCdni, 2000 r. 2496,7oCdni, 1989 r. 2501,5oCdni, 2007 r.
2575,4oCdni a najzimniejsze wystąpiły w 1987 r. 3597,2oCdni, 1996 r. 3505,8oCdni, 2010 r.
3372,4oCdni, 1993 r. 3032,7oCdni. Zużycie energii na ogrzewanie budynków w najzimniejszym 1987 r. było wyższe o 45,55% niż w najcieplejszym 1990 r. Średnia liczba stopniodni
grzania w wieloleciu 1987-2012 wynosiła Sd(15oC)=2854,25oCdni. Miniony rok 2012 charakteryzował się liczbą stopniodni grzania o Sd(15oC)=2900,2oCdni nieco wyższą od średniej wieloletniej 1987-2012.
Przebieg zmian liczby stopniodni grzania w wieloleciu 1999-2012 w innych miastach Polski był
podobny do zmian Sd(15oC) w Gdańsku Rębiechowie (rys. 10).
12
4000
y = -6,2934x + 2980
R2 = 0,0294
Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15oC) (oCdzień)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Rok (-)
Rys. 9. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15oC) obliczona z definicji (1) dla Gdańska Rębiechowa w wieloleciu 1987-2012 r.
4000
Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15oC) (oCdzień)
3500
Warszawa Okęcie
Łódź
Kraków
Gdańsk Rębiechowo
Hel
y = 9,3668x + 2582
2
R = 0,035
y = 10,835x + 2584,9
R2 = 0,0393
y = 12,774x + 2726,1
R2 = 0,0598
y = 5,2367x + 2528
R2 = 0,0079
y = 20,799x + 2479,9
R2 = 0,1893
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Rok (-)
Rys. 10. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15oC) obliczona z definicji (1) dla pięciu miast Polski w wieloleciu 1999-2012 r.
13
Literatura
[1] Ogimet. WWW.ogimet.com
[2] Dopke J.: Liczba stopniodni grzania dla dwudziestu sześciu miast Polski w 2010 r.
WWW.cire.pl
07.11.2011
r.,
WWW.info-ogrzewanie.pl
07.11.2011
r,
WWW.ogrzewnictwo.pl 08.11.2011 r., WWW.imp.gda.pl 22.11.2011 r.
[3] Dopke J.: Różnice z zużyciu paliw na ogrzewanie budynków w trzydziestu jeden miastach
Polski w 2011 r. WWW.info-ogrzewanie.pl 31.01.2012 r., WWW.ogrzewnictwo.pl
31.01.2012 r., WWW.cire.pl
02.02.2012 r., WWW.imp.gda.pl/pea/artykuly.htm
10.02.2012 r.
[4] Degree-days: theory and application TM41:2006. The Chartered Institution of Building
Services Engineers 222 Balham High Road, London SW129BS.
[5] Dopke J.: Obliczanie liczby stopniodni grzania według metody Eurostat. WWW.cire.pl
22.01.2010 r., WWW.systemyogrzewania.pl 22.01.2010 r., WWW.ogrzewnictwo.pl
27.01.2010 r.
[6] Dopke J: Dobór stałej we wzorze Hitchin’a przy obliczaniu liczby stopniodni grzania dla
Łodzi. WWW.cire.pl 07.04.2011 r., WWW.systemyogrzewania.pl 06.04.2011 r.
All rights reserved. This work may not be translated or copied in whole or in part without the
written permission of the publisher (Józef Dopke, [email protected]), except for brief excerpts in connection with reviews or scholary analysis. Use in connection with any form of
information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or
dissimilar methodology now known or hereafter developed is forbidden.
Józef Dopke
[email protected]
10.02.2013 r.
14