Meglévő családi ház energetikai jellemzőinek kiszámítása és tanúsítása az EU normák szerint tervezett jogszabályok figyelembevételével

CSALÁDI HÁZ ENERGETIKAI AUDITÁLÁSA

Meglévő családi ház energetikai jellemzőinek kiszámítása és tanúsítása az EU normák szerint tervezett jogszabályok figyelembevételével

Készítette: Bernáth Róbert, 2005. December

1.oldal


Tartalomjegyzék Bevezetés.....................................................................................................................2 AZ ÉPÜLET ISMERTETÉSE........................................................................................3 Pince...............................................................................................................................................3 Földszint..........................................................................................................................................3 Tetőtér.............................................................................................................................................3 Szerkezetek .......................................................................................................................................3 Falazat.............................................................................................................................................3 Födémek, padlók.............................................................................................................................4 Tetőtérbeépítést határoló szerkezetek............................................................................................4 Nyílászárók......................................................................................................................................4 Árnyékolók.......................................................................................................................................4

Szerkezeti rajzok.........................................................................................................5 Fűtés és melegvíz-szolgáltatás..................................................................................6 Földgáz...............................................................................................................................................6 Villamos energia..................................................................................................................................6 Fa tüzeléses kandalló.........................................................................................................................6 Fűtőtestek...........................................................................................................................................6 Padlófűtés.......................................................................................................................................6 Padlócsatornába szerelt lamellás szalagradiátor.............................................................................7 Radiátorok.......................................................................................................................................7

Épületenergetikai számítások....................................................................................8 A számított és mért értékek eltérésének magyarázata.........................................13 Energiafogyasztás csökkentésének lehetőségei (Intézkedési terv)....................14 Gázenergia.......................................................................................................................................14 Villamos energia ..........................................................................................................................................................15 Vízfogyasztás ..........................................................................................................................................................15

Monitoring..................................................................................................................16 Összesített mérési eredmények..............................................................................16 Következtetések................................................................................................................................17

FÜGGELÉK.................................................................................................................19 Energiafogyasztás alakulása a közüzemi mérőórák leolvasása alapján...........................................19 Az épület tervezésekor használt épületenergetikai számítógépes program (EnerCal)....................21 ENERGIATANUSÍTVÁNY.................................................................................................................23


2.oldal


Bevezetés

Az auditált családi ház Budakeszin épült, 2003 decemberi beköltözéssel. A használatbavétel idejére minden olyan szerkezet készen állt, ami az épület energetikai tulajdonságai szempontjából lényeges. Ennek megfelelően most (2005. decemberében) már két teljes fűtési és nyári szezon tapasztalatait összegezhetjük. 2004 decembere óta az épület és a környezet hőmérsékleti és napsugárzási viszonyait, valamit a gépészet működését egy mérésadatgyűjtő rendszer követi, ami percenként rögzíti az adatokat. Az épület-szerkezet a tervezés idején több alternatíva közül lett kiválasztva az építtetők akkori tudásának és pénztárcájának megfelelően. Alapvető cél volt a hazai klímának megfelelő masszív, nagy tömegű ház, kiforrott technológiával való felépítése. Fel sem merült a manapság oly annyira divatos mediterrán, vagy skandináv ház építése. Az energiafelhasználás auditálása során a hőtechnikai számítás az MSZ-04-140-2: 1991 szerint készült, a fűtési energiaigény számítást az MSZ EN 832 alapján végeztem el, az energetikai követelményrendszernél pedig az Európai Parlament és Tanács 2002/91/EK irányelve alapján jártam el (a 2005. decemberében ismert TNM rendelet-tervezet).

2005. December 29. Bernáth Róbert


3.oldal


AZ ÉPÜLET ISMERTETÉSE Enyhén lejtős telken szabadon álló családi ház kertvárosi környezetben. Pince Alapterület: Padlószint: Belmagasság: Térfogat:

104 m2, ebből fűtött alapterület:17 m2 -2.62 m 2.4 m 250 m3, ebből fűtött térfogat: 41 m3

Földszint Alapterület: Padlószint: Belmagasság: Térfogat:

104 m2 0m 3.1 m 322 m3

Tetőtér Alapterület: Padlószint: Átlagos belmagasság: Térfogat:

75 m2 3.32 m 2.6 m 195 m3

Fűtött alapterület összesen: Fűtött térfogat összesen: A fűtött teret határoló felület: Felület-térfogat arány (A/V):

195 m2 (41+322+195) m3 = 558 m3 530 m2 0,95

Szerkezetek Falazat Az építtető szándéka szerint az első tervben réteges falszerkezet szerepelt 30 cm vastag tartófalakkal, 10 cm hőszigeteléssel és 5 cm légrést követő teljes falfelületet burkoló köpenyfallal. A szerkezettel kapcsolatban felmerült aggályok: a) a befoglaló méreteken belül a falszerkezet vastagsága csak a lakótér rovására növelhető b) a nagy felületű köpenyfalat alkotó klinker tégla ára és a burkolás munkadíja nem fért bele a költségvetésbe c) a szerkezetet alkotóelemeinek hosszú egyedi élettartama ellenére a réteges falszerkezetbe építendő ásványi gyapot szigetelés folytonossága (a rendelkezésre álló információ alapján) várhatóan 30 év elmúltával annyit romlik, hogy ellenőrzésre, javításra szorul A végleges falszerkezetek: 1. POROTHERM 44N+F M100 falazóhabarccsal falazva, a lakótérben 1.5 cm javított mészvakolat, kívül 1.5 cm vastag TERRANOVA alapvakolat és TERRASOL szilikon alapú páraáteresztő vékonyvakolat. 2. POROTHERM 38N+F M100 falazóhabarccsal falazva , a lakótérben 1.5 cm javított mészvakolat, kívül 2cm vastag AUSTROTHERM expandált polisztirolhab hőszigetelő és 6.5 cm vastag klinkerburkolat. 3. A nyílászárók fölött monolit vasbeton áthidalók a külső oldalon 5 cm vastag Heratekta-C3 háromrétegű hőszigetelő építőlap. 4. Tetőtéri északi függőleges falak: Kívülről befelé: VM Zink bádoglemez borítás, 2 cm deszkázat, 15x15 cm-es szarufák között, 15 cm ROCKWOOL DELTAROCK kőzetgyapot lemezek, 5 cm vastag ROCKWOOL MULTIROCK lemezek keresztirányú fedéssel, 3 cm légrés a távtartókra szerelt CD profilok között, SOLFLEX téli párazáró fólia, két réteg RIGIPS 1.25 mm vastag gipszkarton lemez.


4.oldal


Födémek, padlók 1. Földszinti hidegburkolatos helyiségek: 18 cm vastag monolit VB födém, felületkiegyenlítő homokszórásra fektetett 8 cm vastag lépésálló AUSTROTHERM expandált polisztirolhab hőszigetelő, technológiai szigetelésen 8 cm vastag esztrich fűtőbeton és 1.5 cm vastag ragasztott kerámia burkolat. 2. Földszinti melegburkolatos helyiségek: 18 cm vastag monolit VB födém, élére állított 5x15 cm-es pallóváz, a vázelemek között 15 cm vastag DELTAROCK éklemezek. A hőszigetelő lemezekre technológiai szigetelés, a pallókra 2 cm OSB lemez szegelve, erre 16 mm vastag keményfa svédpadló ragasztva. 3. Tetőtéri melegburkolatos helyiségek: 18 cm vastag monolit VB födém, homokágyazáson 2 cm vastag TDP 25/20 lépéshang-szigetelő lemez, felporzást gátló geotextil, 2 cm vastag 20 cm széles terhelésosztó OSB csíkokra fektetett 4x6 cm-es párnafa, vörösfenyő hajópadló rejtett szögeléssel. 4. A télikert burkolata a terméstalajon döngölt sóder és homokfeltöltésbe fektetett klinkertéglából készült. Ez a megoldás abban a tekintetben kedvező, hogy a nyáron télikertben szétlocsolt víz párolgás közben hűtse a helyiséget. Tetőtérbeépítést határoló szerkezetek Kívülről befelé: égetett agyagcserép tetőfedés, ellenlécezés és 5 cm szellőztetett légréteg, SOLFLEX nyári hőtükör (alátéthéjazat), szellőztetett 5 cm vastag réteg a szarufák között, 15 cm ROCKWOOL DELTAROCK kőzetgyapot lemezek a szarufák közé szorítva, 5 cm vastag ROCKWOOL MULTIROCK lemezek keresztirányú fedéssel, 3 cm légrés a távtartókra szerelt CD profilok között, SOLFLEX téli párazáró fólia, két réteg RIGIPS 1.25 mm vastag gipszkarton lemez, fűrészporos tapéta. Nyílászárók A szerkezetek 68 mm szerkezeti vastagságban készülhetek borovi- és vörösfenyõbõl, 4 Float - 16 (Argon) - 4 Float lágybevonatos üvegezéssel (1,1 – 53 - 75) Árnyékolók Az épület déli homlokzatát lombhullató fák és lécvázra futtatott kúszónövények árnyékolják. A nappali nagyméretű üvegfelületét nyáron fakeretbe rögzített nádszövet árnyékolja. Az ereszkinyúlások méretüknél és a tornác kialakításánál fogva a mögöttük elhelyezkedő ablakokat nyáron árnyékolják, télen biztosítják a zavartalan benapozást.


5.oldal


Szerkezeti rajzok

Földszint

Alagsor

Tetőtér


6.oldal


Fűtés és melegvíz-szolgáltatás A hőközpont a gépészeti helyiségben lett felszerelve. Az épületben alacsony hőmérsékletű melegvizes fűtési rendszer működik. A fűtési és használati melegvizes rendszer központi eleme a egy hőtároló (puffer), esetünkben egy 1000 literes acél víztartály 10 centiméter vastag külső hőszigeteléssel. A különböző forrásokból származó hő a tartályban tárolt vizet melegíti, a fogyasztók pedig innen nyerik ki a hőt. A hőelvonás a tartály vizét hűti. Az állandó készenlétben állás érdekében a puffer hőmérsékletét mindig a szükséges szinten kell tartani. Ezt a hőmérsékletet úgy érdemes megválasztani, hogy ne haladja meg a ténylegesen szükséges mértéket, mert az hőveszteséget okoz. A mi rendszerünkben a tartály legmelegebb pontja körülbelül 60 Celsius fokos. Ezen a hőmérsékleten a vízkő képződés is elhanyagolható. A tartályban a víz hőmérséklet szerint rétegződik. A hideg a tartály aljára süllyed, a meleg víz a tartály felső részébe emelkedik. A rétegződésről a jó öreg Archimedes törvénye szerint a fizika gondoskodik, ugyanis a felmelegedett víz könnyebb fajsúlyú, mint a hidegebb. A szükséges hőt három különböző forrásból biztosítjuk: 1. Napenergia 2. Földgáz elégetése a gázkazánban 3. Tüzifa Földgáz Kondenzációs gázkazán (típus: FERROLI ARENA A 30kW), amely alacsony hőmérsékleten a legjobb hatásfokkal működik. A víz párolgáskor a környezetétől hőenergiát von el. Amikor a vízgőzből egy hideg felületen víz csapódik ki (kondenzáció), akkor hőenergia szabadul fel. A gáz égésekor a füstgázok mellet vízgőz keletkezik, amely a hagyományos kazánoknál a benne rejtett hővel együtt a kéményen keresztül távozik. A kondenzációs technológia elsődleges célja az, hogy a füstgázban rejtett hőt hasznosítsa. Ennek érdekében az égésterméket és a visszatérő oldali lehűlt fűtővizet egy hőcserélőn vezetjük át, így a füstgáz a hűtés következtében oly mértékben lehűl, hogy a benne lévő vízgőz kondenzálódik. Ez az átalakulás jelentős hőleadással jár, amely a kazán hatásfokát körülbelül 10%-al emeli. Egy köbméter földgáz elégetésekor keletkezett gőz kondenzációjával 1,6 liter vizet és 1.12 kWh hőenergiát nyerünk. Villamos energia A pufferben elektromos fűtőpatron helyezhető el. Táplálására kapcsolt 3 fázisú elektromos csatlakozás áll rendelkezésre, de jelenleg a puffertárolóban nincs fűtőszál elhelyezve, mert a földgázból nyert hő sokkal olcsóbb. Fa tüzeléses kandalló A rendszerhez való csatlakoztatás előkészítése megtörtént, de a kiépítés nem lett befejezve. Fűtőtestek Amint az előzőekben már leírtam, a házban alacsony hőmérsékletű, központi melegvizes fűtés lett kiépítve. Az előre menő fűtővíz hőmérséklete a fűtési igény és külső hőmérséklet függvényében változik. A lakásban a három különböző típusú hősugárzó került felszerelésre: Padlófűtés A sugárzó fűtések csoportjába tartozik. Az ilyen jellegű hőátadás a komfortérzetet jelentősen javítja, a hőáramlásos – konvektív – fűtéshez képest. A viszonylag magas költségek miatt ritkábban alkalmazzák, de nagy belmagasságú terek fűtésénél az egyik legjobb megoldás. A tisztán padlófűtéssel kivitelezett rendszert azonban ritkán célszerű építeni, mert átlagos hőszigetelés mellett a padlónak túl melegnek kellene lennie a szükséges szobahőmérséklet eléréséhez. Leginkább a radiátorokkal kombinált padlófűtés ajánlott.


7.oldal


Lakásunkban a kőburkolatos helyiségek (előterek, konyhák, fürdőszobák, közlekedők és nappali) kaptak padlófűtést. A hálószobákba, gyerekszobákba, melegburkolatos helyiségekbe a padlófőtés álettani okokból nem szerencsés megoldás. Padlócsatornába szerelt lamellás szalagradiátor Használatakor a feláramló meleg légfüggöny meggátolja a nagy üvegfelületek párásodását, nyitáskor a helyiségek gyors kihűlését, valamint hasznos teret sem foglal, és elősegíti a helyiségek egyenletes hőeloszlását. Radiátorok Méretezésnél különösen oda kell figyelni, mivel az alacsony hőmérsékletű rendszerben nagyobb felületű radiátorokra van szükség. Például 45 fokos fűtővízhez több mint kétszer akkora radiátort kell beépíteni, mint a 80 fokos fűtővíz esetében. Nem érdemes viszont két soros radiátort használni, mert a két szomszédos sugárzó felület rontja egymás hatásfokát.


8.oldal


Épületenergetikai számítások Hőveszteség számítása a WinWatt programmal (MSZ-04-140-2 szerint) Téli hőveszteség:

10.2 kW

Energetikai számítás Külső felület: Számított fajlagos veszteség:

529.1 m2 0.291 W/(m3K)

Helyiség adatok: Helyiség neve Előtér_Fsz Előtér_Pince Fürdő_Fsz Fürdő_TT Garázs HH Háló_Fsz Kazánház Konyha Lépcsőház Műhely Nappali&Belépő Punnyado Speiz Szoba_G Szoba_L Télikert WC_Fsz Éléskamra

Funkciója -

A m2

Előszoba Raktár Fürdőszoba Fürdőszoba Garázs Mosókonyha Hálószoba Műhely Konyha Lépcsőház Műhely Nappali Lakószoba Raktár Lakószoba Lakószoba Előcsarnok WC Raktár

Határoló szerkezetek: Szerkezet megnevezés ablak11 tetosik 38as 44ös ablak11 tetosik 44ös ablak11 tetosik tetosik 38as 44ös AjtóBejárati ablak11 klinkerburk tetosik 44ös Pinceablak ablak11 tetosik 38as 44ös FödémHáló LépcsőFödém Pinceajtó Válaszfal_ksz ablak25 fodem1 fodem1 pincebeton pincefal


Használat jellege: Fűtött épület térfogat: Megengedett fajlagos veszteség: V m3 5 20 5 4 31 3 20 18 10 6 18 47.86 17 2 27 20 12 2 21

Tájolás ÉK ÉK ÉK ÉK ÉK ÉK DK DK DNY DNY DNY DNY DNY DNY DNY DNY ÉNY ÉNY ÉNY ÉNY

Hajlásszög ° 45°-os 45°-os Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges 30°-os 45°-os Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges Függőleges

folyamatos 512.6 m3 0.719 W/(m3K) Qt W

15 48 15 15 74.4 8.1 60 28 30 24 43 167.5 34 6 60 50 42 6 14.5 k W/(m2K) 1.5 0.16 0.49 0.38 1.5 0.16 0.38 1.5 0.16 0.16 0.49 0.38 2 1.5 0.42 0.16 0.38 3 1.5 0.16 0.49 0.38 0.19 1.31 4 0.51 0 0.45 0.45 1.45 0

286 396 299 291 940 590 495 623 3011 825 1133 1152 161

Felület m2 1 52.8 10.5 49.3 3.2 15 28.5 4.3 36 43.7 13 9.6 2.5 22.7 11.9 11.2 32.7 0.4 5.1 3 3.5 20 20 7 2.1 15.6 4.6 6.8 55.2 14 23.6

9.oldal


1.) A fűtött teret határoló felület: 529 m2 Fűtött épület térfogat összesen: (41+322+195) m3 = 558 m3 Az épület tagolása miatt ezt a kézi számítással kapott értéket fogom használni, a WinWatt által kiszámított 512.6 m3 helyett. Fűtött alapterület összesen: 195 m2 Felület-térfogat arány: A/V = 529/558 = 0,95

V/A =1,05

2) Fajlagos hőtároló tömeg számítása Az EN ISO 1390 szerint az épület belső levegőjével közvetlen kapcsolatban lévő határolószerkezetek tömegének összege a belső felülettől mérve 10 cm vastagságban. I. Szerkezet - POROTHERM 38N+F (378 kg/m2) belső oldalon 1.5 cm javított mészvakolattal (50 kg/m2) – 140 kg/m2 II. Szerkezet - POROTHERM 44N+F (345 kg/m2) belső oldalon 1.5 cm javított mészvakolattal (50 kg/ m2) – 140 kg/m2 III. Szerkezet - POROTHERM 10 VF (114 kg/m2) két oldalán 1.5 cm javított mészvakolattal (50 kg/m2) – 190 kg/m2 IV. Szerkezet - Kisméretű tömör tégla (550 kg/m2) két oldalán 1.5 cm javított mészvakolattal (50 kg/m2) – kg/m2 V. Szerkezet - VB födém 18 cm 432 kg/m2) VI. Szerkezet - Gipszkarton 2x1,25 cm - 31.25 kg/m2 Afal = Afödém = Agipsz = Aválaszfa l=

283 m2 (190+110) m2 =300 m2 176 m2 111 m2

Hőtároló tömeg összesen: m = (140*283+300*432+176*31,25+111*190)/195=1004 kg/m2 > 400 kg/m2 A fűtött alapterületre számított fajlagos tömeg alapján a ház „nehéz”. 3) Hőátbocsátási tényezők egyenként [W/(m2K)] Külső fal Homlokzati üvegezett nyílászáró Fűtött tetőteret határoló szerkezet Alsó zárófödém fűtetlen pince felett Tetősík ablak Talajjal érintkező fal 0 és 1m között Talajon fekvő padló a kerület mentén

követelmény 0,45 1,6 0,25 0,5 1,7 0,,45 0,5

WinWatt számítás 0,38 1,5 0,16 0,45 1,5 0,55 1,45

kézi számítás szerint 0,2

Látható, hogy két hőátbocsátási tényező nem felel meg a követelményeknek. De meg lehet magyarázni! Az első tervekben szereplő pincefal és padló szigetelések azért nem kerültek megépítésre, mert a nyáron a pincéből hűvös levegőt áramoltatunk a lakótérbe. A pinceszigetelés beépítésével elveszítenénk ezt a kedvező klímát. Mivel úgyis csak egy 17 m2-es helyiséget fűtünk ezen a szinten, a minimális hőszükséglet növekedés költségét magasan felülmúlja az előbb említett haszon. Tetőteret határoló szerkezet eredő hőátbocsátási tényezőjének számítása A WinWatt program a szerkezetben periodikusan elhelyezkedő gerendák hatását nem tudja egzakt módon kezelni, ezért kézi számítást alkalmazok.


10.oldal


Fenyőfából készült szarufák (20x10cm) hővezetési tényezője: 0,13 W/mK (U1=0,867 W/(m2K)) A szarufák átlagos távolsága: 80cm ROCKWOL DELTAROCK (15cm) és MULTIROCK (5cm) hőszigetelő lemezek hővezetési tényezője: 0,033 W/mK (U2 = 0,66 W/(m2K)) Gipszkarton lemezek (2x1,25 mm) hővezetési tényezője: 0,24 W/mK (U3 = 12 W/(m2K)) Valamint: 1/αi = 0,095 és 1/αe = 0,05 Hőátbocsátási tényező az két különböző vastagságú kőzetgyapot érintkezési pontjától kifelé: 0,3W/ (m2K) Hőátbocsátási tényező ugyanezen ponttól befelé 0,57 W/(m2K) Az eredő hőátbocsátási tényező a szarufákból adódó hőhidasságot is figyelembe véve: 0,2 W/(m2K) Ezt az értéket visszahelyettesítve a WinWatt-ba kapjuk a hőszükségletre 10,392kWh

4) Átlagos hőátbocsátási tényező: Um [W/(m2K)] Un

Felület

W/(m2K) 1.5 0.2 0.49 0.38 1.5 0.2 0.38 1.5 0.2 0.2 0.49 0.38 2 1.5 0.42 0.2 0.38 3 1.5 0.2 0.49 0.38 0.19 1.31 4 0.51 0

m2

Uátlag 1 52.8 10.5 49.3 3.2 15 28.5 4.3 36 43.7 13 9.6 2.5 22.7 11.9 11.2 32.7 0.4 5.1 3 3.5 20 20 7 2.1 15.6 4.6

1.5 10.56 5.145 18.734 4.8 3 10.83 6.45 7.2 8.74 6.37 3.648 5 34.05 4.998 2.24 12.426 1.2 7.65 0.6 1.715 7.6 3.8 9.17 8.4 7.956 0


11.oldal


0.45

6.8

3.06

0.45 1.45 1.5

55.2 14 23.6 528.8

24.84 20.3 35.4 277.382

0.52455

Uátl=0.52 Megengedett: Um=0,38+0,086*1,05=0,47 W/(m2K) A számított érték valamivel magasabb, mint a követelmény, ami a nagy ablakfelületeknek köszönhető. Az ablakok jó tájolása ezt a kis veszteséget biztosan ellensúlyozza a nagyobb hőnyereség miatt (ami számításokkal is igazolható). 5) Fajlagos hőveszteség tényező Megengedett: qm=0,086+0,38*0,95=0,477W/(m3K) WinWatt számításból a módosított tetőtéri U értékkel) q=0,301 W/(m3K) qm értéke tehát megfelelő. 6) Összesített energetikai jellemző: a) A fűtés nettó hőenergia-igénye: Qf=72V(q+0,35n)σ-4,4Anqb Qf=72*558(0,301+0,35*0,5)*0,9-4,4*195*5=14834kWh/a illetve fajlagosan qf= Qf/A=14834/195kWh/(m2a)=76 kWh/(m2a) b) A fűtés primer energia-igénye: - fűtött téren belüli kondenzációs gázkazán 200m2-re: - villamos segédenergia: - hőelosztási veszteség (vízszintes eloszt.v. a fűtött téren belül, 55/45): - segédenergia igénye (fordulatszám szabályozott): - illesztési veszteség (thermosztatikus sz., szab. 2K arányossági sávval):

Ck=1,01 0,58 kWh/(m2a) 1,6 kWh/(m2a) 1,47 kWh/(m2a) 3,3 kWh/(m2a)

EF=(76+0,58+1,6+1,47+3,3)*1,01=83,78 kWh/(m2a) c) Melegvízellátás primerenergia igénye: - nettó igény a 2. Melléklet 4.1 táblázatából: - kondenzációs kazán 200m2-re: - segédenergia nem kombi kazánnal: - elosztás cirkulációs vezetékkel: - cirkulációs vezeték fajlagos energiaigénye: - tárolás hővesztesége:

30 kWh/(m2a) Ck=1,14 0,21 kWh/(m2a) 17% veszteség 0,66 kWh/(m2a) 14% veszteség

EHMV=(30+0,21+0,66+30*0,17+30*0,14)*1,14=45,79 kWh/(m2a) d) Szellőzés primerenergia igény (természetes szellőzés):

0 kWh/(m2a)

e) Beépített világítás primerenergia igénye: lakóépület esetén nem kell szerepeltetni. Így a teljes összesített energetikai jellemző: ET=EF+EHMV


12.oldal


ET=83,78 kWh/(m2a) + 45,79 kWh/(m2a)=129,57 kWh/(m2a) Megengedett: Ep=74+120(A/V)=74+120*0,95=188 kWh/(m2a)

ET < Ep ezért megfelelő. Összességében tehát megállapítható:

Az épület néhány pontban (Uátl, Upince padló) nem teljesíti az új épületenergetikai követelményeket.

Azonban olyan kicsi ez az eltérés, hogy az alábbi két kiegészítést alkalmazva már a határértékeken belül maradhatnánk. Módosítások a megfelelés érdekében: 1. A szerkezetek hőszigetelő képességének a javításával: a) A nappalit a terasszal összekötő üvegezett nyílászárókra (13 m2) szerelt külső, hőszigetelt betéttel ellátott spaletta már biztosíthatná a megfelelőséget. Újraszámolva az átlagos hőátbocsátási tényezőt Uátl=0,47 W/(m2K) értéket kapjuk, ami éppen teljesíti a követelmény értékét. b) A fűtött pincehelyiségben a padlóra fektetett párnafákra erősített OSB lemezek és 3cm vastag AUSTROTHERM szigetelés alkalmazásával elérhetnénk az erre a szerkezetre előírt határértéket (Upince padló=0,5 W/(m2K)). 2. Átminősítéssel Szembetűnő, hogy a házunk a fűtött pincehelyiség gyenge hőtechnikai tulajdonságai miatt (padló, falazat és nyílászárók) nem felel meg az épületenergetikai követelményeknek. Ötlet: Mi lenne, ha a szóban forgó fűtött helyiséget átsorolnánk a fűtetlen helyiségek közé? Ebben a helyiségben egyébként sincs fűtőtest, csak a fűtési rendszer hulladékhője melegíti, körülbelül 18 Celsius fokra. Ekkor a következő értékek módosulnak: Régi érték: Fűtött alapterület: 195 m2 Fűtött térfogat: 558 m3 Fűtött teret határoló felület: 529 m2 U megengedett: 0,47 W/(m2K) U átlag: 0,52 W/(m2K)

Új érték: 181 m2 524.4 m3 469 m2 0,48 W/(m2K) 0,422 W/(m2K)

A fűtés és melegvízellátás primerenergia igénye némiképp növekszik ugyan, (a kazán és a hőtároló tartály fűtetlen helyiségbe kerül) de az összesített energetikai jellemzőnél annyi tartalékkal rendelkezünk, hogy az épület minden pontban teljesíti az új épületenergetikai

követelményeket.


13.oldal


A számított és mért értékek eltérésének magyarázata

Napi gázergia-fogyaszás a külső átlaghőmérséklet függv ényében (Fűtésre és HMV készítésre együtt - x [kWh/nap], y Celsius fok)

19,0

17,0 f(x) = -0,13x + 16,37 15,0

13,0

11,0

9,0

7,0

5,0

3,0

1,0

-1,0

A fenti diagram a napi gázenergia-fogyasztás mértékét mutatja a napi külső átlaghőmérséklet -3,0 függvényében. Az adatok a fűtés mellett a HMV készítésre fordított energiát is tartalmazzák. Az előzetes számításainkból: -5,0 EHMV=45,79 kWh/(m2a) -7,0 EHMV * 180m2 / 360 nap = 23 kWh / nap A mérési adatokra illesztett trendvonal egyenlete: -9,0 y=ax+b=-0,1255x+16,369 Amennyiben -11,0 csak a fűtésre fordított energiára vagyunk kíváncsiak, a napi fogyasztásból vonjuk le a HMV energia-szükségletét. Az így módosított összefüggésben b együttható a határhőmérséklettel lesz egyenlő. -13,0 0

20

40

60

80

100

120

140

Esetünkben thatár = 16,369-0,1255*23=13.5 Celsius. Megjegyzés: Kár, hogy a HMV-re fordított energiára nincsen mért adatunk, csak számított. Így most egy mért adatot számított adattal kellet módosítanunk. A közüzemi számlák alapján a mért energiafelhasználás a számított értéknél (129 kWh/(m2a)) 30%-al alacsonyabb: 89 kWh/(m2a). Az eltérés lehetséges okai: Számításaink során nem vettük figyelembe: a) a napkollektoros rendszerünk nyereségét b) az elektromos áram fogyasztásából az átlagos háztartás fogyasztását meghaladó értéket c) a fafűtésből származó energia bevitelt, vagyis a kandalló használatát, ami télen és az átmeneti időszakban gyakran megtörténik d) és természetesen azokat a nem mérhető tényezőket, amelyek a lakók életmódjából fakadnak A számított éves hőszükséglet és a tényleges gázfogyasztás különbözete: 24697 kWh – 16609 kWh = 8088 kWh A tényleges fogyasztás fajlagosan 41,5 kWh/(m2a) –el kevesebb volt a számítottnál.


14.oldal

160


Eddig nem számoltunk az alábbi három forrásból származó energiával. Ha ezekez is figyelembe vesszük, akkor értelmezni lehet a számított és a valóságos energiafogyasztás eltérését: elektromos energiafogyasztás: napkollektorok nyeresége: kandallóban elégetett fa: 4 kWh/kg * 1000 kg= összesen:

4000 kWh 3072 kWh 4000 kWh 11072 kWh

A nem mérhető kategóriába tartoznak a lakók szokásaiból adódó tényezők: - Lehet, hogy a lakók fázósak és a tervezettnél 1-2 fokkal melegebbet, de az is lehet, hogy edzettek és alacsonyabb hőmérsékletet állítanak be a szobatermosztáton. - Lehet, hogy éjszaka is ugyanúgy fűtenek, mint napközben, lehet, hogy korán fekszenek és ilyenkor leveszik a fűtést. - Lehet, hogy sokat nyitogatják az ajtót, de az is lehet, hogy ki sem mozdulnak a lakásból. - Lehet, hogy sokat fürdenek vagy főznek, de az is lehet, hogy keveset. - Lehet, hogy spórolnak, lehet, hogy pazarolják az energiát… A számításokat mégis érdemes elvégezni, mert a ház energetikai jellemzői nem változnak a lakók szokásaival együtt.

Energiafogyasztás csökkentésének lehetőségei (Intézkedési terv) Energiaköltségek megoszlása energia fajtánként

Az éves energiaköltségből a gáz 39%, a villamos áram 52% és a vezetékes vízellátás 9%-ot képvisel. Ebből látszik, hogy a két fő energiaforrást azonos súllyal kell kezelnünk. Gázenergia A fűtési rendszer: a) alacsony hőmérsékletű b) szakaszos üzemelésű c) jól szabályozott d) nagy méretű sugárzó felülettel van ellátva e) kondenzációs gázkazánt tartalmaz Egy ilyen korszerű rendszeren nem igen lehet javítani. Az energiafelhasználás csökkentését csak a fűtési hőigény redukálásával érhetnék el, például hővisszanyerő beépítésével a használati melegvízből történő hő egy részének visszanyeréséhez. Erre vonatkozólag kivitelezés során már történtek előkészületek. A gépi szellőzést már a tervezési fázisban elvetettük, részben mert a kandalló kéménye miatt a légtömörség és a szükséges huzat nem lenne biztosítva. Mivel a fa egy megújuló energiaforrás, a kandalló fokozott használatával csökkenthető lenne a gázfogyasztás (fosszilis energia).


15.oldal


A kandalló füstcsövére szerelhető vízköpenyes hőcserélő fűtési rendszerhez való csatlakoztatásának kiépítése megtörtént. A napkollektorok felületének növelésére lenne, lehetőség (a napkollektorok jelenleg is rásegítenek a fűtésre), de a ház hőszigetelése ahhoz nem elég jó, hogy az így nyert hőenergia összemérhető lenne a fűtési hőszükséglettel. A fűtési szezonban a nappaliban mért átlaghőmérséklet 22 Celsius fok. Ez azt jelenti, hogy a programozott napi ciklusnak megfelelően éjszaka 20, napközben 24 fok körül mozog a hőmérséklet. Azt a vak is látja, hogy a ház lakói szeretik a meleget. Amennyiben hajlandóak lennének ezen a szokásukon kicsit változtatni, akkor 5-10%-al csökkenne a gázfogyasztás. A használati melegvíz előállítás nagy részben napenergiával történik. A villamos áram felhasználásának csökkentése céljából a mosogató gép is erről a melegvizes rendszerről működik. Az épület nagy kiterjedésű, a melegvíz rendelkezésre állását cirkulációs vezeték segíti.

Villamos energia Az épületben néhány kivétellel kompakt fénycsövek világítanak, egyes helyeken jelenlétkapcsolók működnek. A háztartási berendezések kiválasztásánál fontos szempont volt az alacsony fogyasztás és a hosszú élettartam. Érdemes lenne néhány háztartási gépet az egyébként kiépített kapcsolt villamos energiával üzemeltetni (például mosógép). Egyes folyamatos üzemű kisfogyasztók az épületre felszerelt napelemekről üzemelnek. A fogyasztások vizsgálatánál kitűnik, hogy még több berendezést lehetne a napelem cellákról működtetni. Másik lehetőség a fogyasztás csökkentésére az standby üzemmódban folyamatosan bekapcsolva tartott készülékek használati időszakon kívüli áramtalanítása.

Vízfogyasztás A vízfogyasztás csökkentése érdekében a következő megoldások születtek: a) korszerű WC tartályok b) esővíz gyűjtés és hasznosítás c) szürke szennyvíz hasznosítás Megállapítható, hogy a vezetékes víz fogyasztásának mértéke új források megnyitása nélkül nem csökkenthető tovább.


16.oldal


Monitoring A mérés-adatgyűjtés célja: 1. a rendszer működésének ellenőrzése és összehasonlítása a tervezett értékekkel 2. a hosszútávon rögzített adatok alapján a tervezett és megvalósult rendszer összehasonlítása 3. a rendszerben rejlő lehetőségek felismerése, és a megvalósításhoz szükséges adatok kinyerése 4. a szükséges módosítások elvégzése az optimális hatásfok érdekében 5. gazdaságossági számítások elvégzése 6. a mérési adatok publikálása az érdeklődők számára

Összesített mérési eredmények

Érzékelők

Fűtési idényen kívül 2005.04.15-tól 2005.10.15-ig Átlagolandó napok száma:

181

Mérések száma (db):

26 3021

Érzékelők:

átlag

max min

living

23.1

26.6 20.9

buffer_top

56.8

74.3 21.6

boiler_in

22.4

85.0 17.0

boiler_out

23.0

85.0 18.4

solar_out

44.8

85.0 20.8

solar_in

46.0

94.5 20.6

outside

17.3

33.0 1.4

winter

20.0

32.3 10.8

cellar

21.1

24.7 17.8

solar_rad (%)

29

100 0.0

Mért időszak [perc] Napkollektor üzemidő [perc]

263 020 55 368


Üzemidő a mért % 21 időszak %-ban

Hozam [kWh]

1 920

Megtakarítás (gáz ár 2005. augusztus) [Ft]

17.oldal

11 522


Kazán üzemidő [perc]

4 542

Üzemidő a mért % 2 időszak %-ban

Felhasznált gáz 1 290 [kWh]

Költség [Ft:]

7 740

Fűtési idényben 2004.12.21-2005.04.15 és 2005.10.15-2005.12.21. között Átlagolandó napok száma:

184

Mérések száma (db):

26 4960

Érzékelők:

átlag

max min

living

22.0

24.4 19.9

buffer_top

54.5

61.2 25.2

boiler_in

27.9

65.2 15.9

boiler_out

35.4

72.0 17.6

solar_out

32.6

59.3 22.6

solar_in

33.3

65.3 21.7

outside

3.6

19.9 -11.3

winter

13.8

24.4 5.0

cellar

18.6

20.4 16.9

solar_rad (%)

17.4

100 0.0

Mért időszak [perc]

258 394

Napkollektor üzemidő [perc]

30 668

Kazán üzemidő [perc]

53 939

Üzemidő a mért % 12 időszak %-ban Üzemidő a mért % 21 időszak %-ban

Hozam [kWh]

1 152

Megtakarítás (gáz ár 2005. augusztus) [Ft] Felhasznált gáz 15 319 Költség [Ft] [kWh]

Következtetések a) Napkollektoros rendszer hozama, megtérülés A napkollektorok hozama a fűtési szezonon kívül 1920 kWh (60%). Ugyanebben az időszakban a gázkazánban 1290 kWh energiatartalmú gázt égettünk el. A fűtési szezonban napkollektorokkal csak a szükséges hőenergia 7%-át tudtuk biztosítani (1152 kWh és 15319 kWh). Éves szinten 3072 kWh származott a napkollektorokból (15.6%) és 16609 kWh földgázból. A napkollektoros rendszerek megtérülésének előzetes számításakor nagyon óvatosan kell kezelnünk a gyártók által közölt értékeket, inkább keressünk megbízható, független laboratóriumok által közölt adatokat. Például a német gazdasági minisztériumban a Fraunhofer Intézet statisztikai adataira támaszkodva, sík-kollektorok alkalmazása esetén 250 és 450 kWh/m2 közötti nyereséggel számolnak éves szinten. A mi esetünkben 3072 kWh / 7m2 = 438 kWh/m2 kollektor felületre számított fajlagos éves nyereséget mértünk. Abból a célból, hogy télen és az átmeneti időszakban minél több napenergiát tudjunk begyűjteni, a szokásosnál nagyobb felületű kollektormezőt építettünk be. Igen ám, de ekkora felület a verőfényes nyári napokon annyi energiát képes elnyelni , amennyit sem felhasználni, sem elraktározni nem tudunk. Csaknem két nyári hónapban kénytelenek voltunk a napkollektorok felét leárnyékolni. Ha jobban illesztenénk a napkollektorok teljesítményét a szükségleteinkhez, vagy a rendelkezésre álló hőenergiát a melegvíz készítésen kívül más célra is fel tudnánk használni (például gyümülcsaszaló), akkor gazdaságosabban működhetne a rendszerünk. b) A fűtési idényben mért külső átlaghőmérséklet a sok éves értékhez képest némiképp hidegebb volt (3,6 Celsius a 4 Celsius fok helyett), a minimum hőmérséklet viszont elmarad a hőveszteség számításban közöltekhez képest (Tkmin=-11,3 Celsius). c) Nyári hőterhelés A nagy épülettömegnek, a hatékony árnyékolásnak és a pincéből származó hűvösebb levegő


18.oldal

6 911 91 912


felhasználásának köszönhetően a nyári kánikulában sem emelkedett az egyébként nagy, déli tájolású üvegfelületekkel rendelkező nappali hőmérséklete 26.6 Celsius fok fölé. d) Puffer hőmérséklet A hőtároló átlaghőmérséklete a fűtési szezonon kívül magasabb (56.8 Celsius) mint a fűtési szezonban (54.5 Celsius). A magasabb hőmérsékletből fakadó veszteség mégsem jelent többletköltséget, ugyanis az energia ilyenkor napkollektorokból származik.


19.oldal

Meglévő családi ház energetikai jellemzőinek kiszámítása és tanúsítása az EU normák szerint tervezett jogszabályok figyelembevételével

Recommend Documents