Apartmánové bydlení - Kramolín, Šumava Daniel Brýda, Fakulta Stavební ČVUT

Apartmánové bydlení - Kramolín, Šumava Daniel Brýda, Fakulta Stavební ČVUT

ARCHITEKTONICKÁ ČÁST

ZÁKLADNÍ KONCEPCE

KONCEPT MOBILITY


01 - ZÁKLADOVÉ PATKY + NOSNÝ RÁM

02 - PODLAHOVÉ PANELY

03 - STĚNOVÉ PANELY

04 - STŘEŠNÍ PANELY

05 - PLÁTOVÁNÍ STŘEŠNÍCH PANELŮ + I NOSNÍKY

06 - IZOLACE + VNĚJŠÍ DESKY + OKENNÍ KASTLÍKY


POSTUP VÝSTAVBY

07 - DIFUZNÍ FÓLIE + LATĚ

08 - OKNA

09 - FOTOTERMICKÉ PANELY

10 - VENKOVNÍ PALUBKY

11 - FOTOVOLTAICKÉ PANELY

12 - OPLECHOVÁNÍ + OKAPY

POSTUP VÝSTAVBY


STAVEBNÍ ČÁST

JIŽNÍ POHLED

1:35

APARTMÁN 1 - “FOR COUPLE”


PŮDORYS

1:35

STAVEBNÍ ČÁST

STAVEBNÍ ČÁST

PODÉLNÝ ŘEZ

1:35



PŘÍČNÉ ŘEZY 1:35

STAVEBNÍ ČÁST

STAVEBNÍ ČÁST

JIŽNÍ POHLED

1:35

APARTMÁN 2 - “FOR FAMILY”


PŮDORYS

1:35

STAVEBNÍ ČÁST

STAVEBNÍ ČÁST

PODÉLNÝ ŘEZ

1:35



PŘÍČNÉ ŘEZY

1:35

STAVEBNÍ ČÁST

STAVEBNÍ ČÁST

SITUACE

1:200

POZEMEK

POZEMEK

POHLED JIŽNÍ, ŘEZ PŘÍČNÝ

1:100

STAVEBNÍ ČÁST

STAVEBNÍ ČÁST

JIŽNÍ POHLED

1:35



PŮDORYS

1:35

STAVEBNÍ ČÁST

Propan-Butanová elektrocentrála

Vertikální větrná elektrárna

Fotovoltaické CIS Panely

Kombinovaný měnič a regulátor nabíjení

Nádrž na teplou vodu Fototermické solární kolektory

Bateriové články LiFePo4

Kamna s teplovodním výměníkem

Akumulační nádrž Sprchový výměník Kapilární topení

VNITŘNÍ SYSTÉMY

GRAFICKÉ SCHÉMA TZB

TECHNICKÁ ČÁST


SCHÉMA VĚTRÁNÍ S REKUPERACÍ

TECHNICKÁ ČÁST

KONSTRUKČNÍ ČÁST

SCHÉMA

1:25

VÝPOČET PROSTUPU TEPLA

VÝPOČET PROSTUPU TEPLA

SKLADBY KONSTRUKCÍ

1:10



KONSTRUKČNÍ DATAILY

1:10

VÝPOČET LINEÁRNÍCH VAZEB

VÝPOČET LINEÁRNÍCH VAZEB

KONSTRUKČNÍ DETAILY

1:10



PŮDORY A ŘEZ OKNA 1:5

VÝPOČET ZASKLÍVACÍ SPÁRY

VÝPOČET OKENNÍ SPÁRY

DETAIL OSTĚNÍ A DETAIL PARAPETU

1:5


APARTMÁN "FOR COUPLE"

APARTMÁN "FOR FAMILY" Uem

Průměrný součnitel prostupu tepla obálky budovy Konstrukce S01. Střecha S02. Stěna S03. Podlaha S04. Okno Sever S05. Okno Jih S06. Francouzké dveře Jih

plocha 60,453 93,954 46,314 1,133 4,334 7,464

Lineární vazba D01. Střecha‐Střecha D02. Stěna‐Střecha D03. Stěna‐Podlaha D04. Stěna‐Stěna D05. Podlaha‐Podlaha D06. Okno‐ostění D07. Okno‐parapet D08. Okno‐nadpraží

délka 13,821 36,390 34,344 11,900 13,065 13,254 8,377 8,377

Bodová vazba D09. Podlaha‐Stěna‐Stěna D10. Stěna‐Stěna‐Strěcha D11. Stěna‐Strěcha‐Strěcha D12. Kotva

počet

4 4 2 14

m2 m2 m2 m2 m2 m2

U 0,1646 0,1680 0,1249 0,6405 0,6366 0,6278

m m m m m m m m

psi ‐0,0719 ‐0,0140 ‐0,1274 ‐0,0623 ‐0,0205 ‐0,0056 ‐0,0048 0,0082

ks ks ks ks

chi 0,0450 0,0450 0,0450 0,0500

OKNO SEVER Plocha okna Plocha zasklení Plocha rámu Délka zasklívací spáry

W/m2.K W/m2.K W/m2.K W/m2.K W/m2.K W/m2.K

W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K

W/K W/K W/K W/K

0,159 W/m2.K

9,9506 15,7842 5,7846 0,7257 2,7592 4,6855 39,6898 W/K ‐0,9936 ‐0,5080 ‐4,3754 ‐0,7416 ‐0,2678 ‐0,0740 ‐0,0402 0,0684 ‐6,9323 W/k 0,1800 0,1800 0,0900 0,7000 1,1500 W/K

Konstrukce S01. Střecha S02. Stěna S03. Podlaha S04. Okno Sever S05. Okno Jih/Západ S06. Francouzké dveře Jih

1,1330 0,7470 0,3860 3,4600

m2 m2 m2 m

Plocha okna Plocha zasklení Plocha rámu Délka zasklívací spáry

plocha 44,275 84,878 36,898 1,133 2,890 7,464

Lineární vazba D01. Střecha‐Střecha D02. Stěna‐Střecha D03. Stěna‐Podlaha D04. Stěna‐Stěna D05. Podlaha‐Podlaha D06. Okno‐ostění D07. Okno‐parapet D08. Okno‐nadpraží

délka 11,011 30,064 28,724 12,954 10,452 10,918 7,140 7,140

Bodová vazba D09. Podlaha‐Stěna‐Stěna D10. Stěna‐Stěna‐Strěcha D11. Stěna‐Strěcha‐Strěcha D12. Kotva

počet

OKNO JIH Sw Sg Sf l g

Uem

Průměrný součnitel prostupu tepla obálky budovy

4 4 2 12

m2 m2 m2 m2 m2 m2

m m m m m m m m

ks ks ks ks

U

psi

chi

0,161 W/m2.K

0,1646 0,1680 0,1249 0,6405 0,6366 0,6278

W/m2.K W/m2.K W/m2.K W/m2.K W/m2.K W/m2.K

7,2877 14,2595 4,6085 0,7257 1,8395 4,6855 33,4064 W/K

‐0,0719 ‐0,0140 ‐0,1274 ‐0,0623 ‐0,0205 ‐0,0056 ‐0,0048 0,0082

W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K W/m.K

‐0,7916 ‐0,4197 ‐3,6594 ‐0,8073 ‐0,2143 ‐0,0609 ‐0,0343 0,0583 ‐5,9292 W/k

0,0450 0,0450 0,0450 0,0500

W/K W/K W/K W/K

0,1800 0,1800 0,0900 0,6000 1,0500 W/K

FRANCOUZSKÉ DVEŘE JIH Sw Sg Sf l g

Souč. prost. tepla skla Souč. prost. tepla rámu Zasklívací spára

Ug Uf psi g

0,6000 W/m2K 0,6500 W/m2K 0,0077 W/m


Ug Uf psi g

Tepelná ztráta oknem Souč. prost. tepla okna

Hw Uw

0,7257 W/K 0,6405 W/m2K


Hw Uw

7,4636 6,0425 1,4212 17,7420 0,0870 0,6000 0,6500 0,0077

m2 m2 m2 m

Plocha okna Plocha zasklení Plocha rámu Délka zasklívací spáry

W/m2K W/m2K W/m


Ug Uf psi g

4,6855 W/K 0,6278 W/m2K


Hw Uw

VÝPOČET UEM OBÁLKY OBJEKTŮ A UW OKEN

TECHNICKÁ ČÁST

Sw Sg Sf l g

7,4636 6,0425 1,4212 17,7420 0,0870 0,6000 0,6500 0,0077

m2 m2 m2 m W/m2K W/m2K W/m

4,6855 W/K 0,6278 W/m2K

POZEMEK

APARTMÁN "FOR COUPLE"

APARTMÁN "FOR FAMILY"

Řešený pozemek

3659,00 m2

Vnější povrch A

213,652 m2

Vnější povrch A

177,537 m2

Zastavěná plocha

143,00 m2

Vnější objem V

170,344 m3

Vnější objem V

137,891 m3

Zpevněné plochy

189,00 m2

A / V

Procento zastavěnosti pozemku

9,07 %

PARKOVÁNÍ Zastavěná plocha

62,00 m2

Zpevněné plochy

86,00 m2

TECHNICKÁ ČÁST

1,254 m2 / m3

A / V

1,288 m2 / m3

Energeticky vztažná plocha

46,314 m2

Energeticky vztažná plocha

36,898 m2

Užitná plocha

34,060 m2

Užitná plocha

26,940 m2

Vnitřní objem

98,574 m3

Vnitřní objem

79,445 m3

Měrná potřeba tepla na vytápění (při plné obsazenosti)

2,29 kWh/m2.a

Měrná potřeba tepla na vytápení (při náhodné obsazenosti)

13,02 kWh/m2.a

TABULKA BILANCÍ

Zásobní nádrž na pitnou vodu

Kořenová čistička

Hlubinné DC čerpadlo Vrtaná hlubinná studna

TECHNICKÁ ČÁST

Vícekomorový septik

POPIS FUNGOVÁNÍ SYSTÉMU TZB

Horizontální kořenový filtr

Regulační šachta

Zásak nebo vyústění do potoka

SCHÉMA VODNÍHO HOSPODÁŘSTVÍ

TECHNICKÁ ČÁST

EDUKATIVNÍ STRÁNKA VYUŽÍVÁNÍ ENERGIE

ZDROJ: http://www.idtec.cz/

VNITŘNÍ SYSTÉMY

SCHÉMA VÝPOČETNÍHO SKRIPTU

TECHNICKÁ ČÁST

BILANCE PROVOZNÍCH ENERGIÍ A TEPLOTA V INTERIÉRU - DENNÍ HODNOTY

BILANCE PRODUKCE A SPOTŘEBY - DENNÍ HODNOTY

TECHNICKÁ ČÁST

ROČNÍ SIMULACE TEORETICKÉHO PROVOZU S NAHODILOU OBSAZENOSTÍ

GRAFY

CELOKOVÉ HODNOTY ROČNÍ BILANCE:

ROČNÍ SIMULACE TEORETICKÉHO PROVOZU:

Produkce VĚTRNÁ ELEKTRÁRNA: Produkce FOTOVOLTAIKA: Produkce FOTOTERMIKA:

0 kWh 5019 kWh 0 kWh

Produkce KAMNA: Počet hodin v provozu: Spotřeba paliva (dřevo):

521 kWh 72 h 175 kg

Produkce OZE CELKEM:

5019 kWh

Produkce ELEKTROCENTRÁLA: Počet hodin v provozu: Spotřeba paliva (propan-butan):

235 kWh 53 h 141 kg

střídavá obsazenost během celý rok, průměrná obsazenost 48%

pobyt osob v exteriréu velkou část dne pokud neprší

22 fotovoltaických panel - 27 m2

bez fototermických panelů nebo větrné elektrárny

průměrná spotřeba el. energie - 1,3 kWh / os.den

průměrná spotřeba tep. vody - 25 l / os.den

Spotřeba ELEKTROSPOTŘEBIČE: Spotřeba UMĚLÉ OSVĚTLENÍ: Spotřeba VENTILACE: Spotřeba TZB (čerpadla, měř., reg.): Spotřeba ČERPÁNÍ VODY ZE STUDNY: Spotřeba ELEKTŘINA NA OHŘEV VODY:

mechanické větrání s rekuperací - 100 m3 / h

Spotřeba ELEKŘINA CELKEM:

1868 kWh

bateriové uložiště s kapacitou 9600 Wh

Spotřeba TEPLA NA OHŘEV VODY:

1381 kWh

záložní zdroj o výkonu 4,4 kW

Nevyužitá produkce OZE CELKEM:

1045 kWh

770 65 550 312 34 137

kWh kWh kWh kWh kWh kWh

Solární zisk OKNY: VNITŘNÍ ZISKY: Ztráta PROSTUPEM: Ztráta VĚTRÁNÍM: TOPENÍ Počet cyklů BATERIE: Maximální hloubka vybití: Maximální teplota v INTERIÉRU: nastane dne:

1671 3910 3942 2256 439

kWh kWh kWh kWh kWh

102 cyklů 50 % 27,9 st. C 22.7.

Díky nižším vnitřním ziskům již nedochází k přehřívání interiéru. Za celý rok projde baterie pouze skrz 102 cyklů a nikdy není vybíjena pod 50%. To zaručuje životnost baterie min. 49 let. Fotovoltaický systém, přestože vykazuje velké přebytky produkce, jedná se o nadprodukci z letního obodobí. V zímním období nestačí výkon na temperování objektu a je tedy nutné častěji topit v kamnech než v simulaci s plnou obsazenoustí. Měrná potřeba tepla na vytápění činí 13,02 kWh/m2.a

UKÁZKA ROZDÍLNÝCH VÝSLEDKŮ ROČNÍ BILANCE PRO RŮZNÉ VELIKOSTI FOTOVOLTAIKY (první varianta odpovídá grafům): obsazenost

sezóna

počet týdnů

zima

10

5

jaro

16

léto podzim

celý týden víkend

sezóna

pobyt osob v exteriréru

prázdný

%

3

2

63%

zima

10 - 12 15 - 16 10 - 12 15 - 16 10 - 16

4

6

6

41%

jaro

10 - 12 15 - 18 10 - 12 15 - 18 10 - 18

10

4

3

3

53%

léto

9 - 12

16

4

6

6

41%

průměr

48%

BILANCE VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ - MĚSÍČNÍ HODNOTY

BILANCE

Po,Út,Čt

15 - 20

St

9 - 12

Pá

15 - 20

So, Ne

9 - 20

podzim 10 - 12 15 - 18 10 - 12 15 - 18 10 - 18

Plocha m2 27,016 17,192 13,508

Fotovoltaické panely Spotřeba Spotřeba Elektrocentrála Dříví v kamnech Prudukce Nespotřebováno kWh / a kWh / a kg / a l / os.den 5019 1045 141 175 3194 59 252 229 2510 8 376 261

Ve variantě, která se snaží co nejblíže simulovat skutečný provoz apartmánu, se ukazuje, že jako dostatečný jediný zdroj stačila fotovoltaika a o i o ploše menší než, která byla původně navržena. Pokud by ale v budoucnu byla obsazenost vyšší než modelová, mohla by spotřeba paliva na elektrocentrále výrazně vzrůst, nebo by systém musel být dodatečně doplněn o větrnou elektrárnu. PROCENTUÁLNÍ ROZLOŽENÍ PRODUKCE ENERGIE

ROČNÍ SIMULACE TEORETICKÉHO PROVOZU S NAHODILOU OBSAZENOSTÍ

PROCENTUÁLNÍ ROZDĚLENÍ SPOTŘEBY

TECHNICKÁ ČÁST

BILANCE PROVOZNÍCH ENERGIÍ A TEPLOTA V INTERIÉRU - DENNÍ HODNOTY

BILANCE PRODUKCE A SPOTŘEBY - DENNÍ HODNOTY

TECHNICKÁ ČÁST

ROČNÍ SIMULACE IDEALIZOVANÉHO PROVOZU S PLNOU OBSAZENOSTÍ

GRAFY

CELOKOVÉ HODNOTY ROČNÍ BILANCE:

ROČNÍ SIMULACE IDEALIZOVANÉHO PROVOZU:

plná obsazenost celý týden po celý rok

stálý pobyt osob v interiéru


1624 kWh 5019 kWh 1229 kWh


22 fotovoltaických panel - 27 m2


7872 kWh

3 fototermické panely - 3,25 m2

1 větrná elektrána - 2000 Wp

průměrná spotřeba el. energie - 2,5 kWh / os.den

průměrná spotřeba tep. vody - 60 l / os.den


1862 242 865 303 100 543


mechanické větrání s rekuperací - 100 m3 / h


3914 kWh

bateriové uložiště s kapacitou 9600 Wh


3107 kWh

záložní zdroj o výkonu 4,4 kW


725 kWh



132 kWh 19 h Celková bilance ukazuje, že 44 kg topení v navrženém objektu při stálé obsazenosti není absolutně nutné 329 kWh navrhovat a by plně postačila kamna 75 h jako záložní zdroj. 198 kg I přes venkovní stínění a 1224 kWh noční větrání dochází vlivem velkých 7518 kWh vnitřních zisků k přehřívání interiéru. 4302 kWh 4547 kWh Za celý rok projde baterie 62 kWh pouze skrz 125 cyklů a nikdy není vybíjena pod 50%. To zaručuje 125 cyklů životnost baterie min. 40 let. 50 % Měrná potřeba tepla na 30,2 st. C vytápění činí pouhých 2,29 kWh/m2.a 19.8.

UKÁZKA ROZDÍLNÝCH VÝSLEDKŮ ROČNÍ BILANCE PRO RŮZNÉ KOMBINACE PRVKŮ OZE (první varianta odpovídá grafům): Různé varianty ukazují, že nejdůležitějším a nejefektivnějším prvkem systému jsou Fotovoltaické panely. Produkce větrné elektrárny je příliš nevyvážená a v nárazech příliš vysoká a proto při instalování většího výkonu zůstává velká část produkce nespotřebovaná. Fototermické panely nejsou v navrženém systému příliš efektivní, protože přebytky produkce el. en. jsou ukládány jako teplo do stejné nádrže s kterou pracují panely termické. Jejich výkon je pak velice závislý na spotřebě, viz optimalizace. Zároveň se ukazuje, že snaha výrazně snížit spotřebu paliva elektrocentrálou pod 200kg/rok je pouze za cenu značného zvýšení nadbytečné nespotřebované produkce.

BILANCE VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ - MĚSÍČNÍ HODNOTY

BILANCE

Uvažovaná kombinace prvků OZE Větrná el. Fotovoltaika Fototermika Wp m2 m2 2000 27,016 3,249 0 27,016 0 0 27,016 3,249 2000 27,016 0 3000 27,016 0 3000 34,384 0 3000 34,384 3,249 5000 17,192 0

Větrná el. kWh / a 1624 0 0 1624 2436 2436 2436 4060

Produkce OZE Fotovoltaika Fototermika kWh / a kWh / a 5019 1229 5019 0 5019 1613 5019 0 5019 0 6388 0 6388 795 3194 0

Nespotřebovaná produkce OZE Spotřeba Spotřeba Elektrocentrála Dříví v kamnech Větrná el. Fotovoltaika Fototermika kWh / a kWh / a kWh / a kg / a l / os.den 276 423 26 198 44 0 8 0 856 121 0 205 12 499 76 168 196 0 351 91 505 292 0 249 71 698 922 0 147 59 791 1236 54 116 25 1175 72 0 501 81

PROCENTUÁLNÍ ROZLOŽENÍ PRODUKCE ENERGIE


PROCENTUÁLNÍ ROZDĚLENÍ SPOTŘEBY

TECHNICKÁ ČÁST

MOŽNOSTI VYUŽITÍ VÝPOČETNÍ SIMULACE K OPTIMALIZACI NÁVRHU

- VSTUPNÍ ÚDAJE SCHODNÉ SE SIMULACÍ PROVOZU S PLNOU OBSAZENOSTÍ ZÁVISLOST PRODUKCE FOTOTERMICKÝCH PANELŮ NA SPOTŘEBĚ EL. ENERGIE : (při spotřebě teplé vody cca 60 l / os.den)

ZÁVISLOST PRODUKCE FOTOTERMICKÝCH PANELŮ NA SPOTŘEBĚ TEPLÉ VODY: (při spotřebě el. energie cca 2,75 kWh / os.den) Spotřeba Teplá voda

produkce FOTOTERMIKA

l / os.den 44 48 52 56 60* 64 68 72 76 80

kWh / a 889 973 1052 1138 1229 1326 1425 1523 1621 1712

Nespotřebovaná produkce OZE Spotřeba Elektrocentrála Větrná el. Fotovoltaika Fototermika kWh / a kWh / a kWh / a kg / a 396 672 37 172 344 591 36 175 319 529 32 179 299 474 28 187 276 423 26 198 258 378 22 212 231 339 21 229 214 303 19 256 199 270 17 291 183 242 15 327

Spotřeba El. Energie

Produkce FOTOTERMIKA

Nespotřebovaná produkce OZE Spotřeba Elektrocentrála Větrná el. Fotovoltaika Fototermika kWh / os.den kWh / a kWh / a kWh / a kWh / a kg / a 2,00 856 406 755 42 41 2,25 999 353 602 36 73 2,50 1121 306 488 31 150 2,75 1245 270 399 26 221 3,00 1363 232 338 20 319 3,25 1465 203 281 18 438 3,50 1554 181 235 16 567 3,75* 1632 160 195 13 711 *průměrná hodnota v České republice

*průměrná hodnota v České republice

Je evidentní, že efektivita fototermických panelů jako zdroje OZE, je velice závislá na spotřebě úměrné produkci. Pokud ale zvýšenou spotřebu simulujeme plošným navýšením průměrné spotřeby, je následkem nepříliš zlepšený stav v době nadprodukce, ale velmi zhoršený stav v době nedostatečné produkce, což se projevuje na spotřebě paliva v záložním zdroji. V tabulce spotřeby el. energie je velice zjevné, že uvědomělý přístup vedoucí k omezení spotřeby, zejména pak v dny s nízkou produkcí je základem dobře fungujícího systému ostrovního domu.

VLIV KAPACITY BATERIE NA HOSPODÁRNOST CELÉHO SYSTÉMU PŘI MAX. HLOUBCE VYBITÍ 50%: - předpokládaná životnost 5000 cyklů - finanční úspora počítána při ceně 30Kč/kg propan butanu - úspory a návratnosti jsou počítáni oproti předcházející menší baterii Kapacita Baterie Wh 1920 2880 4320 9600 12480

Cena Baterie Kč 23224 34956 52376 125840 165584

Spotřeba Elektrocentrála kg / a 641 558 449 195 153

Roční úspora Kč / a 2490 3270 7620 1290

Zvýšení vstupní náklady Kč 11732 17420 73464 39744

Základní návratnost roku 4,7 5,3 9,6 30,8

Počet cyklů Baterie cyklů / a 421 347 233 124 100

Očekáváná životnost roku 11,9 14,4 21,5 40,3 50

Náklady na 50 let provozu Kč / a 21 182 19 168 15 906 8 973 7 901

VLIV KAPACITY BATERIE NA HOSPODÁRNOST CELÉHO SYSTÉMU PŘI MAX. HLOUBCE VYBITÍ 80%: - předpokládaná životnost 2000 cyklů Kapacita Baterie Wh 1920 2880 4320 9600 12480

Cena Baterie Kč 23224 34956 52376 125840 165584

Spotřeba Elektrocentrála kg / a 541 427 287 123 91

TECHNICKÁ ČÁST

Roční úspora Kč / a 3420 4200 4920 960

Zvýšení vstupní náklady Kč 11732 17420 73464 39744

Základní návratnost roku 3,4 4,1 14,9 41,4

Počet cyklů Baterie cyklů / a 478 355 260 133 105

Očekáváná životnost roku 4,2 5,6 7,7 15 19

Náklady na 50 let provozu Kč / a 21 759 19 052 15 412 12 079 11 445

MOŽNOSTI VYUŽITÍ VÝPOČETNÍ SIMULACE K OPTIMALIZACI NÁVRHU

Z finanční analýzy problematiky výběru baterie vyplývá, že zatímco baterie s nižší kapacitou nabízí nižší pořizovací náklady, investice do větší kapicity se vyplatí v podobě snížených nákladů na provoz záložního zdroje a to zejména při započítání do bilance i životnost baterie ve formě ročních nákladů na dalších 50 let provozu. Pokud je systém navrhován na kratší dobu životnosti a je zvolena baterie s menší kapacitou, tak je možné si dovolit baterii vybíjet více hluboko (80%), protože snížená životnost je téměř úměrně zaplacena sníženou spotřebou paliva v záložním zdroji. Naopak při investici do baterií s vysokou kapacitou je velice výhodné dodržovat přísný režim nízké hloubky vybíjení, což se velice pozitivně projevuje na finanční bilanci z dlouhodobého hodnocení. Z analýzy vychází jako “vítěz” baterie s kapacitou 9600 Wh (jedná se o baterii LiFePO4 16x 3,2V/200Ah), která přináší výraznou úsporu spotřeby neobnovitelného paliva záložního zdroje a tím i velice příznivé provozní náklady. Větší baterii 12480Wh je ještě o něco výhodnější v dlouhodobém měřítku, ale zvýšené náklady na její pořízení oproti baterii 9600 Wh představují příliš dlouhou návratnost.

VLIV SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA OBÁLKY NA HOSPODÁRNOST CELÉHO SYSTÉMU : - Produkce Fotovoltaiky 5019 kWh/a a produkce větrné elektrátny 1624 kWh/a Uem

Produkce FOTOTERMIKA

W / m2.K 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 0,32

kWh / a 1301 1283 1295 1329 1334 1417

Nespotřebovaná produkce OZE Spotřeba Spotřeba dřeva Elektrocentrála v kamnech Větrná el. Fotovoltaika Fototermika kWh / a kWh / a kWh / a kg / a kg / a 263 392 24 131 6 269 401 25 124 33 274 407 25 122 132 270 399 26 123 263 249 399 26 117 457 214 376 22 123 589

Potřeba tepla na vytápění kWh / m2.a 0,28 1,62 7,32 16,30 28,33 39,94

Součinitele prostupu tepla a tedy tepelně izolační kvalita obálky domu má výrazější vliv pouze na výkon topení a provoz kamen. Nárust potřeby tepla na vytápění je velice rychlý a oblátka s Uem na 0,24 W/m2.K by již nesplnila požadavek normy pro pasivní domy. Nicméně to neznamená, že dům by byl nehospodárný nebo výrazně nákladný na provoz. Naopak se ukazuje, že i s nejhroší uvažovanou obálkou nepřekročí výšené náklady na topení 1 m3 tvrdého dřeva. Je pak tedy jen otázkou návrhu a částečně komfortu, má-li být objekt provozu schopný i bez topení a kamna sloužit pouze jako záložní zdroj, nebo je topení v kamnech pro uživatele přidanou hodnotou a zážitkem.

VLIV VELIKOSTI OKEN V JIŽNÍ STĚNĚ NA HOSPODÁRNOST CELÉHO SYSTÉMU A RIZIKO PŘEHŘÍVÁNÍ: - Produkce Fotovoltaiky 5019 kWh/a a produkce větrné elektrátny 1624 kWh/a - Venkovní stínění textilní roletou (duben - září) Prosklení jižní fasády % 10 14 18 22 26 30

Solární zisky kWh / a 759 1063 1366 1671 1973 2276

Spotřeba Spotřeba dřeva Elektrocentrála v kamnech kg / a kg / a 122 41 123 36 122 35 123 39 123 40 124 48

Potřeba tepla na vytápění kWh / m2.a 1,88 1,56 1,50 1,66 1,90 2,19

Max. teplota v interiéru st. C 29,9 30,0 30,1 30,2 30,4 30,5

nastává dne 9.7. 9.7. 19.8. 19.8 19.8 19.8.

Velikost prosklení fasády při dobrém návrhu stínění a větrání nehraje výraznější vliv.


TECHNICKÁ ČÁST

VENKOVNÍ KLIMATICKÉ ÚDAJE - HODINOVÁ DATA

BILANCE PROVOZNÍCH ENERGIÍ A TEPLOTA V INTERIÉRU - HODINOVÁ DATA

STAV PRVKŮ TECHNICKÝCH ZAŘÍZENÍ - HODINOVÁ DATA

TECHNICKÁ ČÁST

TÝDENNÍ SIMULACE - ZIMNÍ JASNÝ TÝDEN

GRAFY

TÝDENNÍ SIMULACE - ZIMNÍ JASNÝ TÝDEN - 7.1. - 13.1. Počáteční teplota v interiéru: Počáteční stav nabití baterie: Počáteční teplota v akumulaci: Počáteční teplota v teplovodní nádrži: Počáteční stav naplnění nádrže na pitnou vodu: Koncová teplota v interiéru: Koncový stav nabití baterie: Koncová teplota v akumulaci: Koncová teplota v teplovodní nádrži: Koncový tav naplnění nádrže na pitnou vodu:

20,0 st. C 60 % 35 st. C 55 st. C 60 % 22,7 st. C 66 % 72 st. C 41 st. C 54 %

Produkce VĚTRNÁ ELEKTRÁRNA: Produkce FOTOVOLTAIKA: Produkce FOTOTERMIKA: Produkce OZE CELKEM:

34,14 kWh 59,75 kWh 38,06 kWh 131,95 kWh


29,75 0,35 7,54 7,99 1,51 6,36



53,50 kWh


56,8 kWh


0 kWh

PRODUKCE - HODINOVÁ DATA

Produkce KAMNA: Počet hodin v provozu: Spotřeba paliva (dřevo): Produkce ELEKTROCENTRÁLA: Počet hodin v provozu: Spotřeba paliva (propan-butan): Solární zisk OKNY: VNITŘNÍ ZISKY: Ztráta PROSTUPEM: Ztráta VĚTRÁNÍM: TOPENÍ Počet cyklů BATERIE: Maximální hloubka vybití: Maximální teplota v INTERIÉRU: nastane dne:

SPOTŘEBA - HODINOVÁ DATA

BILANCE

TÝDENNÍ SIMULACE - ZIMNÍ JASNÝ TÝDEN

TECHNICKÁ ČÁST

56 kWh 7 h 18,66 kg 0,44 kWh 0,10 h 0,27 kg 53,79 110,40 157,50 40,77 24,56

kWh kWh kWh kWh kWh

2 cyklů 50 % 25,8 st. C 9.1.




TECHNICKÁ ČÁST

TÝDENNÍ SIMULACE - ZIMNÍ ZATAŽENÝ TÝDEN

GRAFY

TÝDENNÍ SIMULACE - ZIMNÍ ZATAŽENÝ TÝDEN - 16.12. - 22.12. Počáteční teplota v interiéru: Počáteční stav nabití baterie: Počáteční teplota v akumulaci: Počáteční teplota v teplovodní nádrži: Počáteční stav naplnění nádrže na pitnou vodu: Koncová teplota v interiéru: Koncový stav nabití baterie: Koncová teplota v akumulaci: Koncová teplota v teplovodní nádrži: Koncový tav naplnění nádrže na pitnou vodu:

20,0 st. C 60 % 35 st. C 55 st. C 60 % 21,0 st. C 58,9 % 35 st. C 39,8 st. C 0 %


71,24 kWh 16,06 kWh 7,87 kWh


20 kWh 3 h 6,66 kg


95,17 kWh


30,20 3,55 6,69 6,46 1,30 14,26


6,49 kWh 1,47 h 3,89 kg


62,46 kWh


47,24 kWh


0 kWh





BILANCE

TÝDENNÍ SIMULACE - ZIMNÍ ZATAŽENÝ TÝDEN

TECHNICKÁ ČÁST

12,44 106,87 108,52 22,68 7,7

kWh kWh kWh kWh kWh

1 cyklů 50 % 22,7 st. C 18.12.




TECHNICKÁ ČÁST

TÝDENNÍ SIMULACE - LETNÍ JASNÝ TÝDEN

GRAFY

TÝDENNÍ SIMULACE - LETNÍ JASNÝ TÝDEN - 12.8. - 18.8. Počáteční teplota v interiéru: Počáteční stav nabití baterie: Počáteční teplota v akumulaci: Počáteční teplota v teplovodní nádrži: Počáteční stav naplnění nádrže na pitnou vodu: Koncová teplota v interiéru: Koncový stav nabití baterie: Koncová teplota v akumulaci: Koncová teplota v teplovodní nádrži: Koncový tav naplnění nádrže na pitnou vodu:

20,0 st. C 60 % 35 st. C 55 st. C 60 % 26,6 st. C 63,5 % 84,6 st. C 40,7 st. C 77,5 %


13,30 kWh 129,43 kWh 11,06 kWh



153,79 kWh



27,05 3,05 26,49 6,02 1,43 3,49


67,54 kWh


55,91 kWh


12,3 kWh





BILANCE

TÝDENNÍ SIMULACE - LETNÍ JASNÝ TÝDEN

TECHNICKÁ ČÁST

0 kWh 0 h 0 kg 7,69 kWh 1,75 h 4,61 kg 13,34 126,38 26,77 99,15 0

kWh kWh kWh kWh kWh

2 cyklů 50 % 27,1 st. C 14.8.

Apartmánové bydlení - Kramolín, Šumava Daniel Brýda, Fakulta Stavební ČVUT

Recommend Documents