Współczesne zarządzanie ogrzewaniem oferuje szeroką gamę rozwiązań – od tradycyjnych zaworów po zaawansowane systemy IoT i geofencing. Na ostateczne koszty wpływ ma jednak nie tylko technologia, ale też samo położenie lokalu w bryle budynku. Symulacje pokazują, że największą wartość praktyczną mają niezależne od chmury systemy strefowe z pomiarem temperatury i harmonogramami.
dr inż. Aleksandra Radziejowska
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami, Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki
dr inż. Marcin Kowalik
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami, Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki
W tekście:
- Technologie ogrzewania mieszkań i ich podatność na sterowanie
- Sterowanie, personalizacja i technologie IoT
- Wzorcowy budynek i lokal przyjęty do symulacji
- Założenia i wyniki uproszczonej symulacji kosztów
- Wpływ usytuowania lokalu i kondygnacji
- Zestawienie dla typowego budynku jako całości
Fot. stock.adobe.com/Oulaphone
Sterowanie ogrzewaniem w budynkach mieszkalnych rozwinęło się na przestrzeni lat od regulacji ręcznej do automatyki predykcyjnej. Najstarszy poziom sterowania polegał na nastawie źródła ciepła i ręcznym zmniejszaniu przepływu przez grzejniki. Kolejnym etapem były termostaty pokojowe oraz zawory termostatyczne przy grzejnikach, które ograniczały przegrzewanie pojedynczych pomieszczeń, ale nadal nie uwzględniały dynamiki całego obiektu. W budynkach z wodną instalacją centralnego ogrzewania istotnym krokiem było wdrożenie regulacji pogodowej, potocznie nazywanej pogodynką. Jej zasada polega na zmianie temperatury wody zasilającej instalację w funkcji temperatury zewnętrznej: im chłodniej na zewnątrz, tym wyższa temperatura zasilania. Rozwiązania tego typu były rozwijane jako elektromechaniczne układy sterowania co najmniej od lat 60. XX w., a część producentów automatyki wywodzi swoje rozwiązania nawet z doświadczeń modernizacji instalacji parowych i wodnych w połowie XX w. [1, 2].
W latach 80. i 90. XX w. upowszechniły się elektroniczne regulatory kotłowe, tygodniowe programatory i pierwsze proste systemy zarządzania pracą instalacji. W kolejnych dekadach pojawiły się cyfrowe regulatory strefowe, komunikacja radiowa oraz systemy BMS/BACS (BMS – building management system – system zarządzania budynkiem; BACS – building automation and control system – system automatyki i sterowania budynkiem). Obecny etap rozwoju wiąże się z internetem rzeczy (IoT), w którym urządzenie wykonawcze, czujnik i aplikacja użytkownika tworzą razem układ sterowania zgodny z kierunkiem rozwoju automatyki budynkowej opisywanej w klasach BACS oraz uregulowany w normie ISO 52120-1 [3, 4].
W odniesieniu do mieszkań istotne jest to, że użytkownik zwykle nie jest w stanie zmienić źródła ciepła budynku, ale może wpływać na sposób jego odbioru w pomieszczeniach. Ponadto w ujęciu współczesnym sterowanie ogrzewaniem należy traktować jako jeden z podsystemów inteligentnego budynku. Ogrzewanie nie działa wtedy w izolacji, lecz współpracuje z wentylacją, takimi czynnikami jak nasłonecznienie i zacienienie pokoi, kontrolą jakości powietrza, opomiarowaniem energii, systemami bezpieczeństwa oraz interfejsami użytkownika. Takie podejście jest zgodne z ideą smart readiness indicator (SRI), w której inteligencja budynku oznacza zdolność do pomiaru, interpretacji danych, komunikacji i aktywnej odpowiedzi na zmienne warunki zewnętrzne, potrzeby użytkowników oraz sygnały z systemu energetycznego [5, 6].
Redakcja poleca:
- Budowa i zasada działania pomp ciepła
- Odnawialne źródła energii w systemach grzewczych w budynku jednorodzinnym
- Zastosowanie pomp ciepła w wentylacji i klimatyzacji
Technologie ogrzewania mieszkań i ich podatność na sterowanie
W budynkach wielorodzinnych systemy ogrzewania są różne. Dominują instalacje grzejnikowe zasilane z ciepła systemowego, lokalnej kotłowni gazowej albo węzła cieplnego. W nowych i modernizowanych budynkach częściej spotyka się instalacje niskotemperaturowe, ogrzewanie podłogowe, pompy ciepła lub układy hybrydowe. Z punktu widzenia pojedynczego mieszkania kluczowe jest nie tylko źródło ciepła, lecz także bezwładność instalacji i możliwość strefowego ograniczania przepływu ciepła [7].
Instalacje grzejnikowe z zaworami termostatycznymi nadają się do modernizacji bez ingerencji w piony i źródło ciepła. Ogrzewanie podłogowe zapewnia wysoki komfort, ale ma większą bezwładność, dlatego wymaga łagodniejszego sterowania i nie zawsze dobrze współpracuje z gwałtownymi obniżeniami temperatury. Ogrzewanie elektryczne jest łatwe do sterowania, lecz koszt jednostkowy energii może być wysoki. Pompy ciepła osiągają wysoką sprawność przy niskich temperaturach zasilania, dlatego wymagają raczej optymalizacji krzywej grzewczej niż częstego włączania i wyłączania [7]. Z perspektywy inteligentnego budynku istotne jest rozróżnienie między automatyzacją pojedynczego lokalu a sterowaniem całym obiektem. Modernizacja mieszkania przez elementy sterowania, takie jak smart głowice oraz czujniki temperatury i wilgotności, poprawia komfort użytkownika oraz ogranicza przegrzewanie pomieszczeń. Modernizacja budynkowa – obejmująca węzeł cieplny, regulację pogodową, równoważenie hydrauliczne, monitoring pionów i analizę danych z liczników – pozwala natomiast ograniczyć straty systemowe i poprawić pracę instalacji jako całości.
Tab. 1. Porównanie technologii ogrzewania mieszkań i możliwości sterowania nimi
Tab. oprac. autorów
W tab. 1 pokazano, które systemy ogrzewania mieszkań najłatwiej objąć automatyką oraz jakie ograniczenia wynikają z bezwładności cieplnej, kosztu energii lub zakresu wpływu użytkownika. Z zestawienia wynika, że w istniejących lokalach największy potencjał modernizacyjny mają instalacje grzejnikowe z głowicami termostatycznymi i niezależnymi czujnikami pokojowymi.
- Cały artykuł dostępny jest w numerze 7/2026 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”.
- Członkowie Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa mają dostęp do miesięcznika przez portal członkowski >>>
Literatura
[1] Heat-Timer Corporation, „What is Outdoor Reset?” [dostęp: 3.06.2026], w: Heat-Timer, https://www.heat-timer.com/outdoor-reset-control-savings/.
[2] Evidence Gathering – Compensation & TPI Heating Controls, raport nr SAP Supporting Document CONSP:02, Building Research Establishment Ltd. Watford, 2016 [dostęp: 3.06.2026], w: Gov.uk, https://assets.publishing.service.gov.uk/media/5a81f66ced915d74e62350ca/heating-controls-compensation-tpi-bre.pdf.
[3] ISO 52120-1:2021, Energy performance of buildings – Contribution of building automation, controls and building management – Part 1: General framework and procedures, International Organization for Standardization.
[4] „Energy savings and energy efficiency through building automation and control”, 29.08.2014 [dostęp: 3.06.2026], w: REHVA Journal, https://www.rehva.eu/rehva-journal/chapter/energy-savings-and-energy-efficiency-through-building-automation-and-control.
[5] European Commission, „Smart Readiness Indicator – Energy” [dostęp: 3.06.2026], w: European Commission – Energy Performance of Buildings, https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/energy-performance-buildings/smart-readiness-indicator_en.
[6] „Directive (EU) 2024/1275 of the European Parliament and of the Council of 24 April 2024 on the energy performance of buildings (recast)” [dostęp: 3.06.2026], w: Official Journal of the European Union, https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2024/1275/oj/eng.
[7] „Heating controls, thermostats and heating control advice” [dostęp: 3.06.2026], w: Energy Saving Trust, https://energysavingtrust.org.uk/advice/thermostats-and-heating-controls/.
