Różnice w zużyciu paliw na ogrzewanie budynków w trzydziestu jeden miastach Polski w 2011 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, 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, Szczecin, Tarnów, Toruń, Warszawa Okęcie, Wrocław, Zakopane, Zielona Góra. Streszczenie W artykule omówiono średnie miesięczne i roczne temperatury powietrza w 2011 r. dla 31 miast Polski. Podano miesięczną i roczną liczbę stopniodni grzania dla temperatury bazowej 15 dla tych miast w 2011 r. Dokonano analizy różnicy w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2011 r. dla 31 miast Polski względem zużycia energii w najcieplejszym mieście Wrocławiu. Podano roczną liczbę stopniodni grzania dla temperatury bazowej 15 bez miesięcy letnich dla tych miast w 2010 r. i 2011 r. Porównano warunki klimatyczne w 2011 r. z tymi w 2010 r. i podano wynikające z nich różnice w zużyciu energii (paliw) na ogrzewanie budynków. Podano miesięczną i roczną liczbę stopniodni grzania Sd(t b ) obliczoną z definicji dla temperatury bazowej t b równej 12, 13, 14, 15, 16. 17, 18, 18,3, 19, 20 oraz Sd(18 ; 15 ) wg metody Eurostatu dla temperatury bazowej t b =18 i temperatury granicznej t gr =15 dla Częstochowy w 2003 r. i 2009 r. Przedstawiono zmiany zużycia energii na ogrzewanie budynków dla Częstochowy w latach 2006-2011 względem 2003 r. Średnie miesięczne temperatury powietrza w 2011 r. Ze średnich dziennych temperatur powietrza [1] obliczono średnią miesięczną temperaturę powietrza dla trzydziestu jeden polskich miast. Lokalizacja geograficzna miejsca pomiarów meteorologicznych została podana w tabeli 1 poprzez podanie szerokości i długości geograficznej oraz wysokości położenia stacji meteorologicznej nad poziomem morza. Z pośród 31 analizowanych miast Polski najniższa średnia miesięczna temperatura powietrza najczęściej występowała w Zakopanem (styczeń, kwiecień, maj, czerwiec, lipiec, sierpień, wrzesień, październik, listopad i grudzień) oraz w Białymstoku (luty, marzec) (tabela 2). Najwyższa średnia miesięczna temperatura powietrza najczęściej występowała we Wrocławiu (styczeń, luty, marzec, wrzesień i grudzień), Zielonej Górze (kwiecień, maj, czerwiec i sierpień), Gdańsku (lipiec) i Helu (październik, listopad).
Tabela 1. Lokalizacja geograficzna miejsca pomiarów meteorologicznych analizowanych trzydziestu jeden miast Polski, średnia roczna temperatura powietrza w 2011 r. obliczona ze średnich dziennych temperatur powietrza wg [1] L.p. Miasto Szerokość geograficzna Długość geograficzna Wysokość nad poziomem morza Średnia roczna temperatura --- --- --- --- m 1 Białystok 53 o 06'00''N 023 o 10'01''E 151 7,57 2 Olsztyn 53 o 46'01''N 020 o 25'01''E 137 8,22 3 Elbląg 54 o 10'01''N 019 o 25'58''E 43 8,74 4 Malbork 54 o 01'58''N 019 o 07'58''E 5 8,74 5 Lublin Radawiec 51 o 13'01''N 022 o 23'59''E 240 8,30 6 Toruń 53 o 02'59''N 018 o 34'58''E 72 8,98 7 Łeba 54 o 45'00''N 017 o 31'58''E 6 8,46 8 Lębork 54 o 32'59''N 017 o 45'00''E 41 8,74 9 Łódź 51 o 46'58''N 019 o 23'59''E 190 8,94 10 Katowice 50 o 13'58''N 019 o 01'58''E 284 8,70 11 Gdańsk 54 o 15'00''N 018 o 40'01''E 100 9,75 12 Gdańsk Rębiechowo 54 o 22'58''N 018 o 28'01''E 138 8,26 13 Gdańsk Port Pn. 54 o 23'59''N 018 o 41'59''E 7 9,13 14 Warszawa Okęcie 52 o 10'01''N 020o58'01''E 106 9,02 15 Kraków 50 o 04'58''N 019o48'00''E 237 8,83 16 Krosno 49 o 40'58''N 021o45'00''E 278 8,52 17 Koszalin 54 o 12'00''N 016o08'56''E 34 8,96 18 Rzeszów Jasionka 50 o 06'00''N 022o03'00''E 201 9,01 19 Szczecin 53 o 23'59''N 014o37'01''E 7 9,31 20 Poznań 52 o 25'01''N 016o51'00''E 84 9,87 21 Legnica 51 o 12'0''N 016o11'59''E 124 9,84 22 Wrocław 51 o 06'00''N 016o52'58''E 124 10,47 23 Zielona Góra 51 o 55'58''N 015o31'58''E 192 10,38 24 Opole 50 o 47'59''N 017o58'01''E 163 9,63 25 Kielce 50 o 49'01''N 020o41'59''E 261 8,30 26 Zakopane 49 o 17'59''N 019o58'01''E 857 6,26 27 Hel 54 o 36'00''N 018o49'01''E 3 8,78 28 Gdynia Oksywie 54 o 34'01''N 018o31'01''E 70 8,81 29 Chojnice 53 o 43'01''N 017o33'00''E 171 8,25 30 Tarnów 50 o 01'58''N 020o58'58''E 209 9,55 31 Częstochowa 50 o 49'01''N 019 o 06'00''E 295 9,02 Najwyższe średnie roczne temperatury powietrza w 2011 r. (tabela 2, rys. 1) wystąpiły we Wrocławiu (10,47 ), Zielonej Górze (10,38 ), Poznaniu (9,87 ), Legnicy (9,84 ), Gdańsku (9,75 ), Opolu (9,63 ), Tarnowie (9,55 ) i Szczecinie (9,31 ). Najniższe średnie roczne temperatury powietrza w 2011 r. (tabela 2) wystąpiły w Zakopanem (6,26 ) ), Białymstoku (7,57 ), Olsztynie (8,22 ), Chojnicach (8,25 ), Gdańsku Rębiechowie (8,26 ), Kielcach (8,3 ), Lublinie Rudawcu (8,30 ), Łebie (8,46 ) i Krośnie (8,52 ).
Tabela 2. Średnia miesięczna temperatura powietrza w 2011 r. dla trzydziestu jeden wybranych miast Polski obliczona ze średnich dziennych temperatur powietrza wg [1] Miasto Średnia miesięczna temperatura powietrza w 2010 r. 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 --- Zakopane -3,5-4,6 1,9 7,0 10,3 14,4 14,7 16,3 13,3 5,7 0,7-1,0 Białystok -2,3-6,0 0,8 9,1 12,6 17,6 18,4 17,0 13,5 6,4 2,2 1,6 Olsztyn -1,4-5,6 2,1 9,5 13,2 17,3 18,0 17,7 14,2 8,4 3,1 2,3 Kielce -1,5-3,5 2,7 9,9 13,3 17,9 17,3 18,2 14,5 7,7 2,1 1,2 Elbląg -0,8-4,6 2,6 9,9 13,2 17,4 18,2 18,0 14,7 9,3 4,2 3,0 Malbork -0,4-5,0 2,4 9,5 13,3 17,5 18,3 18,2 15,0 9,3 3,8 3,0 Lublin Radawiec -1,3-4,7 2,5 10,0 13,6 18,0 17,9 18,2 14,6 7,5 2,0 1,3 Toruń -0,1-4,6 2,7 10,5 14,0 18,3 18,1 18,5 14,8 9,1 3,3 3,0 Łeba 0,0-2,9 2,1 7,4 11,7 16,0 17,4 17,2 14,8 9,8 5,0 3,0 Lębork 0,2-3,2 2,7 9,4 12,6 16,3 17,7 17,2 14,4 9,5 4,9 3,3 Łódź -0,5-3,5 3,3 10,8 14,0 18,4 17,5 18,7 14,7 8,6 3,0 2,3 Katowice -0,8-3,0 3,5 9,8 13,2 18,0 17,1 18,8 14,9 8,5 2,6 1,8 Gdańsk -0,3-3,6 3,4 10,4 14,5 19,3 19,4 19,0 16,0 10,4 5,0 3,4 Gdańsk Rębiechowo -0,8-4,4 2,0 9,0 12,3 16,7 17,5 17,1 14,2 8,9 4,1 2,6 Gdańsk Port Pn. 0,1-2,9 2,9 8,5 12,3 17,0 18,2 18,1 15,7 10,4 5,4 3,8 Warszawa Okęcie -0,6-3,8 3,4 11,1 14,4 18,8 17,9 18,6 14,9 8,3 2,8 2,4 Kraków -1,2-2,5 3,7 10,3 13,6 18,2 17,6 19,1 15,2 8,2 2,2 1,5 Krosno -1,0-4,3 3,3 10,1 13,5 17,3 17,5 19,0 15,8 8,2 2,4 0,5 Koszalin 0,3-2,1 3,0 9,8 12,8 16,5 17,1 17,3 14,7 9,8 4,9 3,4 Rzeszów Jasionka 0,0-3,4 3,2 10,2 14,0 18,1 18,4 19,3 15,7 7,9 2,3 2,4 Szczecin 0,2-1,5 3,5 11,2 13,9 17,4 17,3 17,8 14,8 9,4 4,3 3,5 Poznań 0,6-2,7 3,7 12,0 14,9 19,2 18,2 19,2 15,7 9,9 4,1 3,6 Opole -0,2-2,0 4,5 11,1 14,3 18,8 17,9 19,4 15,7 9,5 4,0 2,5 Legnica 0,6-1,8 4,7 11,5 14,2 18,2 18,1 19,2 16,0 9,5 4,0 3,8 Zielona Góra 0,9-2,1 4,4 12,4 15,4 20,2 19,1 19,9 16,4 10,2 3,9 4,0 Wrocław 1,1-1,1 5,1 12,3 15,2 19,5 18,7 19,5 16,5 10,2 4,4 4,3 Hel 0,0-2,8 1,8 7,1 11,3 16,6 17,9 17,7 15,3 10,5 6,1 3,8 Gdynia Oksywie 0,1-2,8 2,6 8,2 12,1 16,5 17,9 17,5 15,1 9,8 5,4 3,5 Tarnów 0,2-1,8 4,1 10,9 14,0 18,5 18,4 19,6 16,1 8,9 3,1 2,7 Chojnice -1,1-4,6 2,2 10,2 12,9 17,0 17,1 17,1 14,2 8,6 3,2 2,2 Częstochowa -0,6-3,1 3,8 10,8 14,1 18,3 17,3 18,1 15,6 8,9 3,3 1,8 średnia -0,5-3,4 3,1 10,0 13,4 17,7 17,8 18,3 15,1 8,9 3,6 2,6 max 1,1-1,1 5,1 12,4 15,4 20,2 19,4 19,9 16,5 10,5 6,1 4,3 min -3,5-6,0 0,8 7,0 10,3 14,4 14,7 16,3 13,3 5,7 0,7-1,0 Dla porównania najwyższe średnie roczne temperatury powietrza w 2010 r. wystąpiły we Wrocławiu (8,65 ) (rys. 2), Zielonej Górze (8,63 ), Opolu (8,18 ), Rzeszowie Jasionce (8,16 ) i Legnicy (8,08 ). Najniższe średnie roczne temperatury powietrza w 2010 r. wystąpiły w Zakopanem (5,37 ), Olsztynie (6,69 ), Białymstoku (6,75 ), Łebie (6,92 ) i Lęborku (7,10 ).
11 Średnia roczna temperatuira powietrza ( ) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Zakopane Białystok Olsztyn Chojnice Gdańsk Rębiechowo Kielce Lublin Radawiec Łeba Krosno Katowice Lębork Malbork Elbląg Hel Gdynia Oksywie Kraków Łódź Koszalin Toruń Rzeszów Jasionka Warszawa Okęcie Częstochowa Gdańsk Port Pn. Szczecin Tarnów Opole Gdańsk Legnica Poznań Zielona Góra Wrocław Rys. 1. Średnia roczna temperatura powietrza dla trzydziestu jeden miast Polski w 2011 r. obliczona ze średnich dziennych temperatur powietrza wg [1] Średnia roczna temperatura powietrza ( ) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Zakopane Olsztyn Białystok Łeba Lębork Koszalin Oksywie Elbląg Malbork Kielce Szczecin Toruń Hel Lublin Radawiec Katowice Łódź Gdańsk Kraków Krosno Warszawa Okęcie Poznań Legnica Rzeszów Jasionka Opole Zielona Góra Wrocław Rys. 2. Średnia roczna temperatura powietrza dla 26 miast polski w 2010 r. obliczona ze średnich dziennych temperatur powietrza wg [1]
Liczba stopniodni grzania w 2011 r. Miesięczną liczbę stopniodni grzania Sd(15 ) obliczono z definicji [2] ze średnich dziennych temperatur powietrza t śr (i) [1]: Sd(t b )= n [ tb tśr ( i)]... dla.. tśr ( i) tb i= 1 (1) 0... dla.. t ( i) > t śr b Obliczone miesięczne liczby stopniodni grzania Sd(15 ) podano w tabeli 3 i na rys. 3. Tabela 3. Miesięczna i roczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) dla 31 miast Polski w 2011 r. Miasto Liczba stopniodni grzania Sd(15 0 obliczona z definicji ( dzień) miesiąc rok --- 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 rok Zakopane 574,3 547,8 405,5 238,6 149,2 43,8 53,1 16,8 69,4 289,3 430,5 494,6 3312,9 Białystok 535,1 588,0 438,7 178,5 98,9 6,6 7,5 6,1 54,1 268,0 385,1 415,8 2982,4 Olsztyn 509,0 576,7 399,5 167,4 91,8 9,8 4,3 6,5 40,6 210,5 356,4 394,3 2766,8 Kielce 512,4 518,2 382,8 153,6 88,1 5,3 12,8 5,3 39,0 226,2 388,5 427,4 2759,6 Elbląg 490,8 547,9 383,7 157,2 88,2 5,7 0,9 4,7 32,0 181,8 324,6 373,5 2591,0 Malbork 478,6 560,5 390,3 165,6 82,5 0,3 0,0 3,1 24,7 183,0 334,8 371,7 2595,1 Lublin Radawiec 506,0 550,7 386,6 150,9 84,7 8,3 11,4 1,1 38,0 235,2 389,5 423,4 2785,8 Toruń 468,9 548,4 380,4 136,4 78,0 0,8 5,7 3,6 36,2 188,6 350,0 372,0 2569,0 Łeba 464,3 500,9 398,5 228,8 116,4 9,7 0,0 4,2 25,3 163,5 299,9 369,2 2580,7 Lębork 460,1 509,3 382,6 167,4 102,1 10,7 0,5 4,7 37,5 174,4 303,7 362,2 2515,2 Łódź 480,8 518,2 362,4 130,0 74,5 3,1 10,5 4,4 32,6 202,5 360,4 393,7 2573,1 Katowice 488,3 504,6 357,6 155,0 88,7 4,6 13,6 3,7 35,6 208,0 372,3 410,5 2642,5 Gdańsk 474,4 520,2 359,8 136,8 66,2 0,6 0,0 1,8 10,8 153,0 299,3 360,7 2383,6 Gdańsk Rębiechowo 490,9 544,5 404,0 181,0 107,3 6,8 1,3 6,9 40,2 191,6 326,4 384,1 2685,0 Gdańsk Port Pn. 460,6 501,2 376,4 195,6 99,4 2,4 0,0 1,5 11,1 150,3 286,6 346,6 2431,7 Warszawa Okęcie 483,0 526,2 360,0 122,3 72,2 3,8 9,0 1,2 28,8 214,4 365,3 390,8 2577,0 Kraków 503,2 489,0 349,7 137,9 77,1 3,8 7,2 1,4 23,8 212,0 384,4 418,6 2608,1 Krosno 495,9 541,5 363,4 144,4 83,5 14,2 16,1 1,4 21,0 216,8 377,3 449,1 2724,6 Koszalin 457,1 478,7 371,4 158,8 94,2 11,5 1,9 6,9 30,3 165,8 301,6 358,2 2436,4 Rzeszów Jasionka 464,5 515,5 365,3 140,6 72,0 6,9 8,4 0,4 20,4 224,3 380,3 389,9 2588,5 Szczecin 458,3 462,7 356,4 117,0 69,4 5,9 2,9 6,4 30,6 177,9 321,7 355,6 2364,8 Poznań 446,4 496,0 349,5 98,3 62,6 1,2 4,2 1,7 21,7 169,0 328,5 353,5 2332,6 Opole 470,1 476,7 325,7 118,9 68,1 0,8 7,7 2,0 20,2 180,6 329,4 387,1 2387,3 Legnica 445,0 469,9 317,9 105,7 68,0 1,0 5,4 3,2 17,0 180,9 331,5 346,4 2291,9 Zielona Góra 438,5 478,6 329,6 88,1 55,2 0,0 3,6 1,1 12,6 165,3 332,2 342,3 2247,1 Wrocław 431,3 451,1 307,7 86,7 52,1 0,0 3,0 2,4 11,9 162,7 317,5 333,2 2159,6 Hel 466,5 498,3 407,9 236,5 120,2 2,8 0,0 1,2 12,7 142,5 266,5 346,9 2502,0 Gdynia Oksywie 463,4 498,4 384,0 202,8 109,4 7,8 0,0 3,3 20,7 166,0 289,1 357,8 2502,7 Tarnów 457,9 469,9 338,2 124,8 75,0 2,6 7,0 0,5 18,2 190,6 357,7 382,7 2425,1 Chojnice 498,7 549,3 398,0 145,6 94,4 7,2 4,1 9,7 42,7 200,3 353,8 397,2 2701,0 Częstochowa 483,0 507,2 346,6 128,3 78,0 6,8 14,1 2,9 22,5 196,9 350,0 409,9 2546,2 śred 479,3 514,4 370,3 151,6 86,0 6,3 7,0 3,9 28,5 193,3 341,8 384,5 2566,8 max 574,3 588,0 438,7 238,6 149,2 43,8 53,1 16,8 69,4 289,3 430,5 494,6 3312,9 min 431,3 451,1 307,7 86,7 52,1 0,0 0,0 0,4 10,8 142,5 266,5 333,2 2159,6
Uśrednioną rzeczywistą temperaturę bazową t b dla obszaru dostaw gazu ziemnego można wyznaczyć z zależności między zużyciem gazu przez odbiorców komunalnych a temperaturą zewnętrzną powietrza. Dla obszaru obsługiwania Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa S. A. [3] wynosiła ona 18,5 w 1987 r. i 15,2 w 1998 r. Duże osiedla domów wielopiętrowych ocieplonych styropianem o grubości 100 mm i ogrzewanych osiedlowymi ciepłowniami rozpoczynają ogrzewanie przy średniej temperaturze dobowej t b =15. Dalej założono temperaturę bazową 15, przy której rozpoczynano ogrzewanie mieszkań w Polsce. Liczba stopniodni grzania ( dzień) 5000 4000 3000 2000 1000 0 Zakopane Białystok Kielce Olsztyn Lublin Radawiec Gdańsk Rębiechowo Sd(20oC) z wzoru Hitchin'a dla krzecz Sd(18oC) z wzoru Hitchin'a dla krzecz Sd(18oC; 15oC) z definicji Sd(15oC) z definicji Sd(15oC) z wzoru Hitchin'a dla krzecz Chojnice Krosno Katowice Łeba Kraków Malbork Rzeszów Jasionka Łódź Lębork Warszawa Okęcie Toruń Elbląg Częstochowa Gdynia Oksywie Hel Koszalin Gdańsk Port Pn. Tarnów Szczecin Opole Gdańsk Poznań Legnica Zielona Góra Wrocław Rys. 3. Roczna liczba stopniodni grzania dla trzydziestu jeden miast polski w 2011 r. : Sd(15 ), Sd(18 ) i Sd(20 ) obliczone z wzoru Hitchin a dla rzeczywistej wartości stałej k, Sd(15 ) obliczona z definicji (1) oraz Sd(18 ; 15 ) odliczona z definicji wg metody Eurostat-u [4] dla temperatury bazowej 18 i temperatury granicznej 15 Z pośród analizowanych trzydziestu jeden miast najcieplejszymi, o najmniejszej liczbie stopniodni grzania Sd(15 ) obliczonej z definicji (tabela 3), w 2011 r. miastami były: Wrocław 2159,6 dni (2797 dni w 2010 r.), Zielona Góra 2247,1 dni (2856,1 dni w 2010 r.), Legnica 2291,9 dni (2905,6 dni w 2010 r.), Poznań 2332,6 dni, Szczecin 2364,8 dni, Gdańsk 2383,6 dni, Opole 2387,3 dni (2889 dni w 2010 r.) i Tarnów 2425,1 dni. Miastami o największej liczbie stopniodni grzania Sd(15 ) obliczonej z definicji były: Zakopane 3312,9 dni (3660 dni w 2010 r.), Białystok 2982,4 dni (3416 dni w 2010 r.), Lublin Radawiec 2785,8 dni, Olsztyn 2766,8 dni (3394,1 dni w 2010 r.), Kielce 2759,6 dni, Krosno 2724,6 dni, Chojnice 2701 dni, Gdańsk Rębiechowo 2685 dni, Katowice 2642,5 dni, Kraków 2608,1 dni i Malbork 2595,1 dni. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2011 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 [5], w których w klimacie Polski nie ogrzewa się mieszkań. W tym przypadku dla Wrocławia mamy Sd(15 )=2159,6-5,4=2154,2 dni w 2011 r. a dla Zakopanego Sd(15 )=3312,9-113,7 =3199,2 dni. Zużycie energii na ogrzewanie identycznego budynku w 2011 r. w Zakopanem było większe o (3199,2 ni/2154,2 dni-1)100% =48,51% niż we Wrocławiu (rys. 4). 50 Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków (%) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Zakopane Białystok Lublin Radawiec Olsztyn Kielce Krosno Chojnice Gdańsk Rębiechowo Katowice Kraków Malbork Elbląg Rzeszów Jasionka Łeba Warszawa Okęcie Toruń Łódź Częstochowa Lębork Hel Gdynia Oksywie Gdańsk Port Pn. Koszalin Tarnów Gdańsk Opole Szczecin Poznań Legnica Zielona Góra Wrocław Rys. 4. Różnice w zużyciu energii na ogrzewanie budynków w 2011 r. w analizowanych miastach w stosunku do najcieplejszego miasta Wrocławia obliczone z rocznej Sd(15 ) pomniejszonej o miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia Zużycie energii na ogrzewanie w 2011 r. tego same 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. Dla porównania zużycie energii na ogrzewanie w 2010 r. tego same 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. W tabeli 4 podano roczne liczby stopniodni grzania Sd(15 ) w 2010 r. i 2011 r. pomniejszone o liczbę stopniodni grzania dla miesięcy letnich czerwca, lipca i sierpnia, w których nie ogrzewa się budynków w Polsce. Z tych wartości obliczono różnicę w zużyciu ener-
gii (paliw) na ogrzewanie budynków w 2010 r. w stosunku do 2010 r. W Zakopanem zużycie energii na ogrzewanie budynków w 2011 r. było mniejsze o 9,48% w stosunku do 2010 r., w Białymstoku o 12,67%, w Katowicach o14,12%, w Malborku o 19,14%, w Elblągu o 19,5%, w Lęborku o 2051%, najwięcej w Szczecinie 24,46%. Tabela 4. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) w 2011 r. i 2010 r. pomniejszona o miesięczną liczb stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia oraz zmiana zużycia energii na ogrzewanie budynków w 2011 r. w stosunku do 2010 r. Miasto Sd(15 ) z definicji bez lata Zmiana zużycia energii na ogrzewanie 2011 r. 2010 r. -- dni dni % Zakopane 3199,2 3534,3-9,48 Białystok 2962,2 3391,9-12,67 Lublin Radawiec 2765 3124,2-11,5 Olsztyn 2746,2 3361,3-18,3 Kielce 2736,2 3152-13,2 Krosno 2692,9 2924,4-7,92 Katowice 2620,6 3051,6-14,12 Kraków 2595,7 3014,3-13,89 Malbork 2591,7 3205,3-19,14 Elbląg 2579,7 3204,5-19,5 Rzeszów Jasionka 2572,8 2908,2-11,5 Łeba 2566,8 3171-19,05 Warszawa Okęcie 2563 3033,6-15,51 Toruń 2558,9 3178,4-19,49 Łódź 2555,1 3091,5-17,35 Częstochowa 2522,4 3026,8-16,66 Lębork 2499,3 3144-20,51 Hel 2498 3061,8-18,41 Gdynia Oksywie 2491,6 3115,6-20,03 Koszalin 2416,1 3114-22,41 Gdańsk 2381,2 3130-23,92 Opole 2376,8 2870,6-17,20 Szczecin 2349,6 3110,4-24,46 Poznań 2325,5 2990,5-22,24 Legnica 2282,3 2887-20,95 Zielona Góra 2242,4 2845-21,18 Wrocław 2154,2 2787,5-22,72 Wnioski W ostatnim jedenastoleciu 2001-2011 najcieplejszym rokiem dla większości polskich miast był 2008 r. a najzimniejszym 2010 r. (rys. 5). Rok 2011 był cieplejszy niż najzimniejszy 2010 r. a oszczędności w zużyciu energii na ogrzewanie wynosiły w 2011 r. w stosunku do 2010 r. od 7,92% w Krośnie do 22,41% w Koszalinie, 22,72% we Wrocławiu, 23,92% w Gdańsku i 24,46% w Szczecinie.
3500 Liczba stopniodni grzania Sd(15 ) ( dzień) 3000 2500 2000 1500 1000 Warszawa Łódź Hel Częstochowa 500 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Rys. 5. Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) dla Warszawy, Łodzi, Helu i Częstochowy w latach 2001-2011 Na stronach internetowych można znaleźć informację, że w wyniku działań termomodernizacyjnych zużycie energii w 2009 r. było mniejsze o 25,5% w porównaniu do roku 2003 r. Brak informacji w jakiej części spadek zużycia energii dotyczy ogrzewania budynków oraz czy uwzględniono wpływ zmian klimatycznych. W tabelach 5 i 6 podano miesięczną i roczną liczba stopniodni grzania Sd(t b ) obliczoną z definicji dla temperatury bazowej t b od 12 do 20 oraz Sd(18 ; 15 ) obliczonej według metody Eurostat-u [4] dla temperatury bazowej t b =18 i temperatury granicznej t gr =15 dla Częstochowy w 2003 r. i 2009 r. W ostatniej kolumnie tabel 5 i 6 podano roczną liczbę stopniodni grzania pomniejszoną o miesięczna liczbę stopniodni grzania czerwca, lipca i sierpnia. Tabela 5. Miesięczna i roczna liczba stopniodni grzania Sd(t b ) obliczona z definicji dla temperatury bazowej t b od 12 do 20 oraz Sd(18 ; 15 ) wg Eurostat-u [4] dla t b =18 i temperatury granicznej t gr =15 dla Częstochowy w 2003 r. t b Liczba stopniodni grzania Sd(t b ) obliczona z definicji ( dzień) miesiąc rok 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 rok bez lata 12 459,6 459,2 290,8 152,5 8,3 0 0 0 9,1 216,1 193,5 361,8 2150,9 2150,9 13 490,6 487,2 321,8 177,2 13,2 0,8 0 0 18,5 244,6 222,5 392,8 2369,2 2368,4 14 521,6 515,2 352,8 204,2 21,2 1,8 0 0 32,9 275 252,2 423,8 2600,7 2598,9 15 552,6 543,2 383,8 232,1 30,5 3,6 1,9 0,4 52,2 306 282,2 454,8 2843,3 2837,4 16 583,6 571,2 414,8 260,1 43,4 7,3 5,7 1,6 74,5 337 312,2 485,8 3097,2 3082,6 17 614,6 599,2 445,8 288,1 60,5 12,8 12,2 6,6 99,3 368 342,2 516,8 3366,1 3334,5 18 645,6 627,2 476,8 316,8 82,3 21,9 23,4 14,1 124,3 399 372,2 547,8 3651,4 3592 18; 15 645,6 627,2 476,8 316,1 60,5 9,6 10,9 3,4 115,2 399 372,2 547,8 3584,3 3560,4 18,3 654,9 635,6 486,1 325,5 89,5 25,5 27,5 16,6 131,8 408,3 381,2 557,1 3739,6 3670 19 676,6 655,2 507,8 345,8 108 33,9 38 23,1 149,7 430 402,2 578,8 3949,1 3854,1 20 707,6 683,2 538,8 374,8 135 49,4 53,4 38,7 175,7 461 432,2 609,8 4259,6 4118,1
Tabela 6. Miesięczna i roczna liczba stopniodni grzania Sd(t b ) obliczona z definicji dla temperatury bazowej t b 12, 13, 14, 15, 16. 17, 18, 18,3, 19, 20 oraz Sd(18 ; 15 ) wg Eurostat-u [4] dla temperatury bazowej t b =18 i temperatury granicznej t gr =15 dla Częstochowy w 2009 r. t b Liczba stopniodni grzania Sd(t b ) obliczona z definicji ( dzień) miesiąc rok 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 rok bez lata 12 457,1 360,3 290,1 25,3 16,7 8,8 0 0 4,3 168,1 180,5 402,2 1913,4 1904,6 13 488,1 388,3 321,1 42,5 28,2 16,4 0 0 7,6 197 210,5 433,2 2132,9 2116,5 14 519,1 416,3 352,1 62,2 43,1 25,1 0,2 0 12 226 240,5 464,2 2360,8 2335,5 15 550,1 444,3 383,1 85,3 61,4 37,2 1,8 0,6 21,8 255 270,5 495,2 2606,3 2566,7 16 581,1 472,3 414,1 110,9 82,7 51,7 7,2 2,6 37,8 284 300,5 526,2 2871,1 2809,6 17 612,1 500,3 445,1 137,7 106,7 68,5 14,9 6,7 56,5 313 330,5 557,2 3149,2 3059,1 18 643,1 528,3 476,1 167,4 133,4 88,5 24,9 16,9 78,7 343,5 360,5 588,2 3449,5 3319,2 18; 15 643,1 528,3 476,1 160,3 121,4 76,2 16,8 3,6 63,8 342 360,5 588,2 3380,3 3283,7 18,3 652,4 536,7 485,4 176,4 142,1 95,4 28,2 20,5 86,2 352,8 369,5 597,5 3543,1 3399 19 674,1 556,3 507,1 197,4 162,4 111,8 37,9 29,7 104,6 374,5 390,5 619,2 3765,5 3586,1 20 705,1 584,3 538,1 227,4 192,7 137,3 52,8 46 133,3 405,5 420,5 650,2 4093,2 3857,1 Zmiana zużycia energii na ogrzewanie (%) 7 6 5 4 3 2 1 0-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-9 -10-11 -12-13 -14-15 -16-17 -18 2006 r. 2007 r. 2008 r. 2009 r. 2010 r. 2011 r. Rys. 6. Zmiana zużycia energii na ogrzewanie budynków względem 2003 r. obliczone z rocznej liczby stopniodni grzania Sd(15 ) pomniejszonej o miesięczne liczby stopniodni grzania dla czerwca, lipca i sierpnia dla Częstochowy w latach 2006-2011 Roczna liczba stopniodni grzania Sd(15 ) pomniejszona o liczbę stopniodni lata (czerwiec, lipiec, sierpień) w 2003 r. wynosiła 2837,4 dni a w 2009 r. 2566,7 dni. Zużycie energii na ogrzewanie budynków w Częstochowie było w 2009 r. mniejsze o (2566,7/2837,4-
1)100%= -9,54% niż 2003 r. Na rys. 6 przedstawiono wpływ zmian klimatu na zmiany zużycia energii na ogrzewanie budynków w Częstochowie. Za rok odniesienia przyjęto 2003 r. W najbliższych latach można spodziewać się wystąpienia zarówno zimniejszych jak i cieplejszych lat od tych jakie wystąpiły w latach 2001-2011, co będzie związane z większym lub mniejszym zużyciem energii na ogrzewanie. Przy ocenie efektów wprowadzanych działań termomodernizacyjnych należy uwzględniać wpływ klimatu na zużycie energii na ogrzewanie budynków. Zużycie energii przed i po termomodernizacji należy skorygować klimatycznie do średniej wieloletniej liczby stopniodni grzania tak jak zaleca Eurostat, aby sprowadzić dane do wartości porównywalnych niezależnych od klimatu. Zużycie energii finalnej z korektą klimatyczną ZEF kk oblicza się wg wzoru [6]: ZEF kk =ZEF/[1-0,9*α*(1-Sd/Sd średnia wieloletnia )] (2) gdzie: ZEF zużycie finalne energii, Sd liczba stopniodni grzania w analizowanym roku, Sd średnia wieloletnia średnia wieloletnia liczba stopniodni grzania, α udział zużycia energii do ogrzewania w całkowitym zużyciu energii w sektorze mieszkalnictwa. W sektorach mieszkalnictwa, komercyjnym i publicznym zużycie energii finalnej z korektą klimatyczną można obliczać dokładniej po rozdzieleniu zużycia stałego i zmiennego wg [7]. Po korekcie klimatycznej można określić jakie zmiany zużycia energii zależą od klimatu a jakie są rzeczywistym efektem termomodernizacji budynków. Jeżeli analizowane zasoby budynków mają inną temperaturę bazową niż 15 należy korektę klimatyczną wykonać dla stopniodni grzania o temperaturze bazowej najbardziej zbliżonej do rzeczywistej. Literatura [1] Ogimet. WWW.ogimet.com [2] Degree-days: theory and application TM41:2006. The Chartered Institution of Building Services Engineers 222 Balham High Road, London SW129BS. [3] M. Błaziak, M. Reszczyńska. Magazyn Polski Gaz i Nafta PGNiG S. A. 1998. [4] 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. [5] 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. [6] Efektywność wykorzystania energii w latach 1999-2009. GUS. WWW.stat.gov.pl/cps/rde/xbcr/gus/PUBL_se_efektywność_wykorzystania_energii_1999 _2009.pdf [7] Dopke J.: Korekcja klimatyczna wolumenu sprzedaży gazu ziemnego dla odbiorców domowych i komercyjnych. www.cire.pl 10.12.2008. 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, jozefdopke@wp.pl), 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 jozefdopke@wp.pl 26.01.2012 r.