Dipl.-Ing. Dietmar Kraus

Požadavky na pasivní domy – prokazovací řízení Dipl.-Ing. Dietmar Kraus

Investice do Vaší budoucnosti Projekt je spolufinancován Evropskou Unií prostřednictvím Evropského fondu pro regionální rozvoj

Materiál vytvořil: •

Dipl.-Ing. Dietmar Kraus kraus energiekonzept Mnichov

Zdroj:

Autor: Dietmar Kraus

2

Obsah

Požadavky na pasivní domy • Definice a kritéria pasivního domu • Fungování pasivního domu Průkazní řízení • Průkazní řízení (PHPP a tepelná zátěž) • Rozdíl mezi pasivním a nízkoenergetickým domem

Zdroj:


3

1991: První pasivní dům: Darmstadt Kranichstein

Zdroj: http://www.passivhaustagung.de/Kran/Passivhaus_Kranichstein.htm, 2011


4

1893: Průzkumná loď Fram byla pasivní dům První skutečně fungující a plnohodnotný pasivní dům nebyl dům, ale polární loď: Loď Fram, která patřila Fridtjofu Nansenovi (1893). On sám píše: „… Stěny jsou zakryté dehtovou plstí, pak následuje korková výplň, pak obložení z jedlového dřeva, pak znovu tlustá vrstva plsti, pak vzduchotěsné linoleum a nakonec znovu obložení. Stropy … jsou úhrnem přibližně 40 cm silné. Okno, kterým by chlad mohl proniknout zvlášť snadno, bylo chráněno trojitým sklem a také jiným způsobem. Zde je teplé, příjemné místo kpobytu. Ať je na teploměru 5° nebo 30° pod nulou, my v kamnech netopíme. Ventilace je vynikající, …protože žene přímo čerstvý zimní vzduch ventilátorem. Pohrávám si tedy s myšlenkou, že kamna nechám zcela odstranit; akorát stojí v cestě.“ (Ukázka z: Nansen: "In Nacht und Eis", Brockhaus, 1897)

Zdroj: www.passipedia.passiv.de; Nansen 1897


5

Kritéria pasivního domu Ventilace s ≥ 75% WRG Potřeba elektřiny max. 0,45 Wh/m³ Venk.vzduc Tepelná izolace: h U ≤ 0,15 W/(m²K) Uw ≤ 0,8 W/(m²K) bez tepelných mostů

Vzduchotěsno st: n50 ≤ 0,6 /h

Zdroj: PHI, Passivhaus Institut Darmstadt

Použitý vzduch

Zasklení: trojité WSG Ug ≤ 0,8 W/(m²K) hodnota g 50 55 %

Přiváděný Odpadní vzduch vzduch Potřeba tepla na topení ≤ 15 kWh/(m²a) nebo tep. zátěž budovy ≤ 10 W/m² Potřeba už.chladu ≤ 15 kWh/(m²a) Prim.potřeba energie ≤ 120 kWh/(m²a) Vzduchotěsnost budovy ≤ 0,6 /h Četnost překročení teploty ≤ 10 %


6

Kritéria pasivního domu (Novostavby obytných domů) U pasivního domu je potřeba tepla na topení tak nízká, že potřebné teplo lze přenést pomocí existujícího komfortního ventilačního systému. Ukazatele pasivního domu: Roční potřeba tepla na topení max. 15 kWh/(m²a) Nebo tepelná zátěž max.

10 W/m² (orient.hodn.pro ohřev

vzduchu) Potřeba užitkového chladu max.

15 kWh/(m²a)

Četnost nadměrné teploty

< 10 %

Maximální netěsnost n50

≤ 0,6 1/h

Max. prim. potřeba en. Vč. Elekt. pro domácnost 120 kWh/(m²a) Pozor: Všechny specifické hodnoty jsou vztaženy na obytnou plochu! Mezní hodnoty platí pro lokalitu objektu a pro každý BVH se musejí prověřovat. Důkaz aplánování pomocí projektovacího balíčku pasivního domu PHPP 2010 Zdroj: PHI, Passivhaus Institut Darmstadt


7

Převod kritérií pro pasivní domy přes tepelnou zátěž přiváděného vzduchu (obytný dům) Proč je topný výkon přiváděného vzduchu omezený na 10 W/m²? Cílem je vytápění přes ventilaci obytného prostoru (upuštění od konvenčního systému topení) Míra výměny vzduchu cca 0,4 h-1 •

Objem vzduchu v místnosti cca 2,5 m³ nam² energeticky relevantní plochy

•

Max. teplota přiváděného vzduchu: cca 52°C (jinak bobtnání prachu)

Max. topný výkon při cca 0,4-násobné výměně venkovního vzduchu:

Q& = c p ,L ⋅ ρ L ⋅ V& ⋅ ∆ ϑ

Zdroj: Harald Kraus/ PHI

Q& m ³ ⋅ (52 °C − 20 °C ) ≈ 10 ,5 W q& = = 0 ,33 mWh ⋅ 0 , 4 ⋅ 2 , 5 ³K h m² A


8

Kritéria pasivního domu (obytný dům)

Orientační hodnoty pro komponenty a principy konstrukce: •

Venkovní části konstrukce s hodnotami U pod 0,15 W/(m²K)

•

Provedení bez tepelných mostů ((Ψ≤ 0,01 W/(mK))

•

Blower-Door-Test n50 ≤ 0,5 1/h

•

Zasklení s hodnotami U pod 0,8 W/(m²K) podle EN 673

•

Okna s celkovými hodnotami U pod 0,8 W/(m²K) podle EN 10077 a 0,85 W/(m²K) v zabudovaném stavu

•

Rekuperace z ventilace s minimální efektivitou 75 % (podle PHI)

•

Nejnižší tepelné ztráty při distribuci teplé vody (úroveň izolace cca 1,5 až 2x EnEV)

•

Zdroj: PHPP-Handbuch

Vysoce efektivní využití elektřiny pro domácnost


9

Energetická bilance podle EN 832

Exemplární výsledky PHPP. Bilancování na základě DIN EN 832. Vyplývající tepelné ztráty z ventilace závisí na: –

Ef. stupni poskytnutí tepla

–

Výměně vzduchu pomocí zařízení

–

Výměně vzduchu infiltrací

Bez rekuperace, která jako součást komfortní ventilace znamená pouze nízké vícenáklady, by se potřeba tepla na topení více než zdvojnásobila! Zdroj: Kraus Energiekonzept


10

Kapitalizované zované náklady (schématicky)

Celkové náklady Úspora na systému topení

Nákl.na energie Vyšší investice

Nízkoenergetické domy

Pasivní domy: Bez konvenčního topení

0 Zdroj: PHI

10

20

30

40

Parametr energie kWh/m²a

50

60

Porovnání pasivního a nízkoenergetického domu Pasivní dům: •

Jasně definovaný standard budovy a kvalita konstrukčních dílů

•

Dnes maximální požadavky na termickou kvalitu a pohodlí (Ashrae Class A)

•

Cíl: minimalizace potřeby tepla (potřeby užitné a koncové energie) a úspora nákladné domovní techniky

•

Energetické požadavky na potřebu užitné a primární energie (topení, teplá voda, pomocná elektřina a elektřina pro domácnost), jakož i tepelné zatížení

Průkazní řízení: •

Projektovací balíček pro pasivní domy PHPP 2010

•

+ Energetický průkaz podle EnEV (požadováno zákonem, lze generovat pomocí PHPP)

Zdroj:


12

Porovnání pasivního a nízkoenergetického domu Nízkoenergetický dům: •

V podstatě zákonný minimální standard podle EnEV 2009,

•

Nejednoznačně definovaná kvalita.

•

Energetické požadavky na potřebu primární energie a izolaci konstrukčních dílů (pro topení, teplou vodu a pomocnou energii, žádná elektřina pro domácnost).

•

Nahrazení pojmy z dotačních programů (energeticky efektivní dům)

Průkazní řízení: •

Energetický průkaz podle EnEV

•

+ konvenční plánování podle normy (např. EN 12831)

Energeticky nulový dům, tepelně energeticky nulový dům, energeticky Zdroj:

plusový dům


13

Další koncepty budov

Energeticky nulový dům, tepelně energeticky nulový dům, energeticky plusový dům Dnes se realizují různé koncepty, nejsou žádné veřejně právní předpisy: Energeticky nulový – plusový dům např.: •

Pomocí solárních elektrických zařízení se dosahuje vyrovnané nebo kladné roční bilance.

•

Žádný další požadavek na kvalitu budovy.

Tepelně energeticky nulové domy, sluneční domy: Sezónní ukládání sluneční energie Nevýhoda: nákladná technika zařízení Průkazní řízení: •

Energetický průkaz podle EnEV

•

+ konvenční plánování podle normy (např. EN 12831)

Zdroj:


14

Centrální zařízení pro přívod vzduchu a odvod odpadního vzduchu s rekuperací tepla Charakteristika: Centrálně uspořádané ventilátory Přiváděný a odpadní vzduchu vede přes oddělené kanály Možná rekuperace tepla Filtrování čerstvého vzduchu Otvory pro nadměrný proud Komponenty: 1. Ventilační přístroj 2. Výstup přiváděného vzduchu 3. Vstup pro odpadní vzduch 4. Otvory pro nadměrný proud 5. Kanalizace 6. Výstup pro použitý vzduch 7. Vstup pro čerstvý vzduch Zdroj:8. HaraldProtihluková Krause izolace


15

Požadavky na kvalitu ventilačních zařízení

PH-Kriterien Lüftungsanlagen

Passivhaus Institut Dr. Wolfgang Feist Rheinstraße 44/46 D-64283 Darmstadt

1) Passivhaus-Behaglichkeitskriterium: Minimale Zulufttemperatur 16,5°C bei -10 °C

2) Effizienz-Kriterium (Wärme): balancierten Massenströme: ηWRG,t,eff ≥ 75%

3) Effizienz-Kriterium (Strom): max. 0,45 W/(m³/h) geförderter Zuluftvolumenstrom

4) Dichtheit und Wärmedämmung: Leckagerate int. und ext. max. 3%

5) Abgleich und Regelbarkeit: Balanceabgleich auf der Außen-/Fortluftseite, Regelbarkeit 70 / 100 / 130 %, Standby max. 1 W

6) Schallschutz: Schalldruckpegel Aufstellraum < 35 dB(A) Schallpegel in Wohnräumen < 25 dB(A)

7) Raumlufthygiene: Außenluftfilter mindestens F7; Abluftfilter mindestens G4

8) Frostschutzschaltung: Zdroj: podlePHI

Regulärer Betrieb auch bei –15 °C, Frostschutz für Wärmeübertrager und Nachheizregister


16

Stanovení stupně poskytnutí tepla

Podle PHI správné se správno bilanční hranicí Pel − + ϑ ϑ : ETA EHA m& ⋅ c pL ηWRG = Q& verlust = Q& v ,ie − Q& v ,ei − Pel ϑETA − ϑODA Zdroj: nach PHI

Autor: Harald Krause

17

Stanovení stupně poskytnutí tepla

Na rozdíl od DIN EN 308 a DIBT se podle PHI používá suchý stupeň poskytnutí tepla vztažený na použitý vzduch. Rozdíly ve výsledku jsou velmi velké. V současné době se ještě akceptuje: phi = en308 - 12 %

Zdroj: nach PHI


18

Komfortní ventilační přístroje – Princip funkce

Součásti: •

Hrubý filtr (1), jemný filtr (2)

•

Ventilátory DC (3)

•

Topení jako ochrana proti namrzání (4)

•

Bypassová klapka (5)

•

Křížový protiproudový tepelný výměník (6)

•

Odvod kondenzátu (7)

Zdroj: Aerex


19

Příklad komfortního ventilačního přístroje

• Efektivní stupeň poskytnutí tepla podle PHI 76 % • Stejnoproudé motory • Vyrovnání objemového proudu • Velmi vysoká elektrická efektivita 0,31 W/(m3/h) • < 35 dB(A) v místnosti, kde stojí • Velmi malé rozměry

Zdroj: Drexel&Weiss Haustechnik


20

Příklad komfortního ventilačního přístroje

• Efektivní stupeň poskytnutí tepla podle PHI 93 % • Stejnosměrné motory • Velmi vysoká el. Efektivita 0,24 W/(m3/h) • Možnost rekuperace vlhkosti Zdroj: Paul Lüftungstechnik


21

Projektovací balíček pro pasivní domy PHPP

PHPP je Plánovací a prokazovací nástroj, který vyvinul institut pro pasivní domy Passivhaus Institut Darmstadt, s jehož pomocí je možné projektovat pasivní dům v praxi pomocí jednoduchého stacionárního modelu. Aktuálně: PHPP 2010 Zdroj: Kraus

Autor: Dietmar Kause

22

Projektovací balíček pro pasivní domy PHPP

Charakteristické znaky: • Stacionární metoda bilancování podle EN 832. • Program „Open Source“ na bázi MS Excel. • Metoda tepelné zátěže pasivního domu. • Metoda posouzení v létě PHIS • Validace na základě dynamických simulací a měření • Specifické hodnoty vztažené na obytnou plochu (podle vyhlášky o obytných plochách ne podle EnEV) • Výpočet průkazních veličin pro certifikaci pasivního domu • Výpočet parametrů pro energetický průkaz Zdroj:


23

Porovnání rámcových podmínek PHPP a EnEV PHPP

EnE V

Energeticky relevantní plocha

Obytná plocha podle DIN

Základní plocha = 0,32*Ve

Teplota v místnosti

20 °C

19°C

Interní tepelní zisky

2,1 W/m² (obytná plocha)

3,5 W/m² (základní plocha)

Pasivní rekuperace tepla

Podle PHI

Podle EN 308, resp. DIBT

Tepelné mosty

< 0 W/(m²K)

0,05 – 0,1 W/(m²K)

Zastínění

Detailní

Standardní zastínění

Vzduchotěsnost

Detailní

Standardní hodnota

Výsledky

•Potřeba primární energie HE + spotřeba elektřiny •Potřeba tepla na topení •Tepelná zátěž

•Potřeba primální energie na topení • hodnota Ht

Zdroj:


24

PHPP

Zdroj:


25

PHPP

Zdroj:


26

Příklad list s výsledky PHPP

Zdroj: PHPP


27

Srovná tepelné zátěže

Zdroj: Harald Krause, eza


28

Odvození výpočtu tepelné zátěže podle PHPP • Norma pro tepelnou zátěž „přeceňuje“ nutné topné výkony v PH cca o faktor 3 (z měření) • Pomocí dynamické simulace budovy byl analyzován vliv důležitých parametrů budovy na tepelnou zátěž • Analýzy řadového domu (pasivní dům Darmstadt) kromě jiného pro lokalitu Hof • Bylo zohledněno: – – – –

Interní zisky Solární zisky energie Časová konstanta budovy Rekuperace tepla

Cíl: Jednoduchá stacionární metoda stanovení tepelných zátěží pro doložení 10 W/m2, které jsou nutné pro topení vzduchu

29

Odvození výpočtu tepelné zátěže podle PHPP •Norma pro tepelnou zátěž „přeceňuje“ nutné topné výkony v PH cca o faktor 3 (z měření) •Pomocí dynamické simulace budovy byl analyzován vliv důležitých parametrů budovy na tepelnou zátěž •Analýzy řadového domu (pasivní dům Darmstadt) kromě jiného pro lokalitu Hof •Bylo zohledněno: − − − −

Interní zisky Solární zisky energie Časová konstanta budovy Rekuperace tepla

Cíl: Jednoduchá stacionární metoda stanovení tepelných zátěží pro doložení 10 W/m2, které jsou nutné pro topení vzduchu Zdroj: Krause


30

Herleitung der Heizlast-Berechnung nach PHPP

Zdroj:


31

Herleitung der Heizlast-Berechnung nach PHPP

Zdroj:


32

Tepelná zátěž v pasivním domu – výsledky měření • •

Výpočet tepelné zátěže ve 2 dnech Mírné, zatažené, studené a slunečné počasí • Zohlednění všech tepelných ztrát a zisků • Použití místních klimatických dat Je tedy možné velmi přesně stanovit tepelnou zátěž

Zdroj: passipedia.de


33

Tepelná zátěž podle DIN EN 12831

-Normované transmisní ztráty -k venkovnímu vzduchu -K vedlejším místnostem

-Normované ventilační ztráty -k venkovnímu vzduchu -K vedlejším místnostem

Příp. přirážka za časy opětovného vyhřátí Dimenzování topné plochy místnosti Součet všech místností: Dimenzování vyvíječe tepla Zdroj: DIN EN 12831


34

Tepelná zátěž podle DIN EN 12831

DIN EN 12831 „Topná zařízení v budovách: Metoda výpočtu normované tepelné zátěže“ Národní dodatek DIN 12831 dod. 1 (2008) obsahuje normované venkovní teploty, minimální výměnu vzduchu atd.

Zdroj: DIN EN 12831


35

Průkazní řízení PHPP

Kdo smí počítat PHPP: V podstatě každý s příslušnými znalostmi Žádné oficiální omezení V praxi architekti a projektanti (projektanti pasivních domů) Vzhledem ke komplexnosti se však doporučuje dbát na potřebnou kvalifikaci (např. certifikovaní projektanti pasivních domů)

Zdroj: DIN EN 12831


36

Certifikace pasivního domu

Doplňková certifikace: • Prověření kompletního plánování a provedení na základě PHPP po dokončení stavby ohledně dodržení kritérií pasivního domu. • Vystavení certifikátu zajištění kvality a pro informaci Různé certifikáty pro: • Novostavby • Starou zástavbu Kdo smí certifkovat PHPP: PHI a kanceláře a zařízení povolená PHI (viz www.passiv.de)

Zdroj:


37

Shrnutí průkazního řízení

Energetický průkaz EnEV: • Povinný jako zákonný průkaz • Vypočítá se podle normových rámcových podmínek • Vypočítává potřebu primární energie pro dodávku tepla • Termická kvalita budovy sekundární • Neexistuje právní nárok, slouží pouze k informaci Průkaz PHPP: • Pro plánování a prokazování pasivního domu (při certifikaci „povinný“) • Výpočet za fyzikálně doložitelných a místních rámcových podmínek • Vypočítává potřebu tepla a celkovou potřebu primární energie • Právní nárok „věcí dohody“, avšak nelze doporučit

Zdroj:


38

Dipl.-Ing. Dietmar Kraus

Recommend Documents