Energetická náročnost budov a zdroje tepla

prof.Karel Kabele

České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov

Energetická náročnost budov a zdroje tepla prof.Ing.Karel Kabele, CSc.

1

Globální oteplování…

2

Seminář Vailant 14.10.2009

1

prof.Karel Kabele

Výchozí stav • Budovy spotřebovávají více než 40% energie v E Evropě ě – více í nežž doprava d a průmysl… ů l

3

Směrnice 2002/91/EC “o energetické náročnosti budov“ EPDB

Hlavní požadavky: • • • • •

obecný rámec metody výpočtu integrované energetické náročnosti ý y ýp g g budov; použití minimálních požadavků na energetickou náročnost nových budov; použití minimálních požadavků na energetickou náročnost velkých stávajících budov v případě větší modernizace; energetická certifikace budov; pravidelné inspekce kotlů a klimatizačních systémů v budovách;

ÚČEL: Stanovit základní nástroje snižování energetické náročnosti:

• • •

Opatření k nízké energetické náročnosti nových a větších stávajících renovovaných budov (EPBD čl. 4, 5 a 6). Energetické průkazy budov (EPBD čl. 7) Inspekce kotlů a vzduchotechnických zařízení (EPBD čl. 8 a 9). 5


2

prof.Karel Kabele

Obecný rámec pro výpočet energetické náročnosti budov dle 2002/91 … Metoda výpočtu energetické náročnosti budov musí zahrnovat alespoň tato hlediska: alespoň tato hlediska: a) tepelné vlastnosti budovy (obvodový plášť, vnitřní příčky apod.). Tyto vlastnosti mohou rovněž zahrnovat průvzdušnost; b) zařízení pro vytápění a zásobování teplou vodou, včetně jejich izolačních vlastností; c) klimatizační zařízení; d) větrání; e) zabudované zařízení pro osvětlení (zejména nebytový sektor); f) umístění a orientace budovy včetně vnějšího klimatu; f) umístění a orientace budovy, včetně vnějšího klimatu; g) pasivní solární systémy a protisluneční ochrana; h) přirozené větrání; i) vnitřní mikroklimatické podmínky, včetně návrhových hodnot vnitřního prostředí. 6

Legislativa ČR Směrnice 2002/91/EC o energetické náročnosti budov (EPBD)

Základní p požadavky y směrnice vedou k novelizaci zákonů a vyhlášek

Novela zákona 406/2000 Sb.,, nutné k 1. lednu 2009 zavést požadavky směrnice

Zákon 406/2000 Sb., o hospodaření energií Nutná novelizace existujících prováděcích vyhlášek

novela vyhlášky y y 291/2001 Sb. Novela vyhlášky stanoví způsob vyhláška č. 148/2007 certifikace budov a způsob výpočtu energetické náročnosti vyhláška je v platnosti od 1. 7. 2007 budovy účinnosti nabývá 1. 1. 2009

Sb.

7


3

prof.Karel Kabele

Realita... Roční spotřeba energie

Ostatní technologie 9%

Vytápění 8%

Vzt ohřev 14%

Osvětlení 16%

Výtahy 3% Příprava TV 14%

Pára 8%

Strojní chlazení 11%

Prádelna 11%

Kuchyně 6%

9

Energetická náročnost • Roční dodaná energie na vytápění,větrání chlazení, tá ě í ět á í hl í úpravu vlhkosti a osvětlení užitá v budově. • OZE ???? – definice ČR ..“obnovitelnými zdroji obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu..“ (406/2000)

10


4

prof.Karel Kabele

Energetická náročnost? Hodnota U

Tepelné ztráty/zisky

Energie na vytápění/chlazení

Dodaná energie

Dodaná - OZE

Primární - Emise CO2

CO 2

11

Výpočet energetické náročnosti budov dle 2002/91 EC Energy Performance Directive for Buildings … Metoda … Metoda výpočtu energetické náročnosti budov musí zahrnovat alespoň tato hlediska: a) tepelné vlastnosti budovy (obvodový plášť, vnitřní příčky apod.). Tyto vlastnosti mohou rovněž zahrnovat průvzdušnost; b) zařízení pro vytápění a zásobování teplou vodou, včetně jejich izolačních vlastností; c) klimatizační zařízení; d) větrání; e) zabudované zařízení pro osvětlení e) zabudované pro osvětlení (zejména nebytový sektor); f) umístění a orientace budovy, včetně vnějšího klimatu; g) pasivní solární systémy a protisluneční ochrana; h) přirozené větrání; i) vnitřní mikroklimatické podmínky, včetně návrhových hodnot vnitřního prostředí. 12


5

prof.Karel Kabele

Výpočet energetické náročnosti Vstupy • Popis budovy P i b d – Stavebně‐technické řešení – Technická zařízení budovy

• Popis provozu • Klimadata

Výpočet • Zónový model budovy Zónový model budovy • Dynamická simulace ‐> zjednodušené výpočty (hodinový až měsíční krok)

Výsledek • Roční potřeba energie (kWh/rok) 13

„Normalizace“ ENB • Roční potřeba energie vztažená k půdorysné ploše budovy l š b d – Plocha? …. „conditioned“, překlad „klimatizovaná“, „vytápěná“

kWh/m2/rok 14


6

prof.Karel Kabele

Hodnocení energetické náročnosti budov dle 148/2007 • POTŘEBA ENERGIE

•

Klasifikační třídy EN hodnocení energetické náročnosti budovy podle vyhlášky č. 148/2007 Sb., v vyhlášky č 148/2007 Sb v kWh/m2

• CELKOVÁ DODANÁ ENERGIE DO BUDOVY zahrnující energii dodanou pro – Vytápění a větrání, chlazení, vlhčení, osvětlení, OZE, KVET a pomocnou energii potřebnou na provoz systémů 15

Jak to řeší u sousedů

16


7

prof.Karel Kabele

Podpora ze strany Evropské komise • EPDB – Concerted action – (http://www.epbd‐ca.org/ – Koordinace zavádění směrnice 2002/91 EC

• Intelligent energy projects – http://ec.europa.eu/eaci/ – 400 evropských projektů pro snížení energetické náročnosti a aplikace EPDB (např. ThermCo, CommonCense, ASIEPI)

• Buildings platform –> BUILD‐UP – www.buildup.eu – Informační portál a evropská profesní síť

• Mandát EC udělený Comité European de Normalisation (CEN) – zpracování technických norem pro zavádění EPDB

www.rehva.eu 17

Evropské normy Technické komise CEN, které řeší normy související s EPDB – – – – –

CEN/TC 89 Tepelná náročnost budov a stavebních prvků, CEN/TC 156 Větrání budov, CEN/TC 169 Světlo a osvětlení, CEN/TC 228 Tepelné soustavy v budovách, CEN/TC 247 Regulace pro soustavy TZB.

18


8

prof.Karel Kabele

CEN TC 228 Tepelné soustavy v budovách

MONTÁŽ A PŘEJÍMKA

NAVRHOVÁNÍ

ČSN EN 12828 navrhování teplovodních OS

ČSN EN 14337 navrhováni soustav s přímotopy

ČSN EN 15450 navrhování soustav s tepelnými čerpadly

ČSN EN 14336 Montáž a přejímka teplovodních tepelných soustav

PROVOZ

ČSN EN 12170

ČSN EN 12171

Návod pro provoz, obsluhu, údržbu a užívání – Tepelné soustavy vyžadující kvalifikovano u obsluhu

Návod pro provoz, obsluhu, údržbu a užívání – Tepelné soustavy nevyžadující kvalifikovano u obsluhu

METODY PRO VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI

ČSN EN 12 831 Výpočet tepelného výkonu

ČSN EN 15378 Inspekce kotlů a otopných soustav

ČSN EN 15316 Výpočtová metoda pro stanovení energetickýc h potřeb a účinností soustavy

ČSN EN 15459 Ekonomické hodnocení energetickýc h systémů v budovách

PLOŠNÉ OTOPNÉ A CHLADICÍ SOUSTAVY

ČSN EN 15377 Navrhování zabudovanýc h plošných otopných a chladicích soustav

19

ČSN EN 15316 Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy Všeobecně

Soustavy teplé vody

• 15316‐1 Všeobecné požadavky

• 15316‐3‐1 Potřeba TV • 15316‐3‐2 Rozvody TV • 15316‐3‐3 Zdroje TV

• Otopné soustavy • 15316‐2‐1Tělesa • 15316‐‐2‐3 Rozvody

Zdroje( výroba) tepla pro vytápění á ě í • 15316‐4‐1 Kotle • 15316‐4‐2 Tepelná čerpadla • 15316‐4‐3 Tepelné sluneční soustavy • 15316‐4‐4 Kogenerace • 15316‐4‐5 CZT • 15316‐4‐6 Fotovoltaické 15316 4 6 Fotovoltaické systémy • 15316‐4‐7 Biomasa • (15316‐4‐8 Ohřívače vzduchu)

22


9

prof.Karel Kabele

ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy ČSN EN 15316

1 Všeobecně

2 Otopné soustavy

3 Teplá voda

Zdroje tepla

23

ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy Zisky

ČSN EN 15316

1 Všeobecně

2 Otopné soustavy

Dodávka energie systémem

Potřeba energie

3 Teplá voda

Využitelné zisky

Zdroje tepla

Ztráty 24


10

prof.Karel Kabele

ČSN 15316 Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy ČSN EN 15316

1 Všeobecně

• • •

ηem;H;s ‐ účinnost sdílení (emise) tepla ηdistr;H;s ‐ účinnosti distribuce energie úči ti di t ib i ηgen;H;c;i ‐ účinnost výroby energie zdrojem

2 Otopné soustavy

3 Teplá voda

Zdroje tepla

26

ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách – Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy Část 4‐1 až 4‐7 : Zdroje tepla pro vytápění ČSN EN 15316

1 Všeobecně

4 Výroba tepla

1 Kotle (102 AJ )

2 Tepelná čerpadla (130 AJ)

2 Otopné soustavy

• Určena pro stanovení – – – –

Energie dodané Energie dodané Ztráty zdroje Potřeby pomocné energie Podílu zpětně využitelné energie

3 Tepelné sluneční soustavy (52 AJ ) 4 Kombinovaná výroba tepla (2 C ) (24 CZ)

3 Teplá voda

5 Dálkové vytápění ( 20 CZ) 6 Fotovoltaické systémy (24 AJ)

4 Zdroje tepla

7 Spalování biomasy

27


11

prof.Karel Kabele

ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách – Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy Část 4‐2 Tepelná čerpadla ČSN EN 15316

1 Všeobecně

4 Výroba tepla

1 Kotle (102 AJ )

2 Tepelná čerpadla (130 AJ)

2 Otopné soustavy

3 Tepelné sluneční soustavy (52 AJ ) 4 Kombinovaná výroba tepla (2 C ) (24 CZ)

3 Teplá voda

5 Dálkové vytápění ( 20 CZ) 6 Fotovoltaické systémy (24 AJ)

4 Zdroje tepla

7 Spalování biomasy

• • • • •

Podzemní voda

Teplo Země Země solankou

Teplo Země vodou

Povrchová voda

Venkovní vzduch

Odpadní vzduch

Voda Tepelné čerpadlo

Vzduch Přímý ohřev

Typy čerpadel a zapojení Regulace Výpočet roční provozní účinnosti jednotlivých typů zdrojů Rozsáhlá tabulková příloha – výpočtová data, koeficienty Příklady výpočtu

28

Děkuji za pozornost Karel Kabele ČVUT – FSv FSv,, katedra TZB email: kabele kabele@ @fsv.cvut.cz

29


12

Energetická náročnost budov a zdroje tepla

Recommend Documents