Mendelova univerzita v Brně

Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav lesnické a dřevařské techniky

VYUŢITÍ BIOMASY K VYTÁPĚNÍ DŘEVOSTAVEB Bakalářská práce Samostatná příloha: Příloha č. 1: Výkresová dokumentace (počet stran A2 – 3x, A3 – 6x a A4 – 1x) Příloha č. 2: Kompletní dokumentace výpočtů vloţena na CD

2010/2011

Autor: Petr Sezima

Prohlášení: Prohlašuji, že bakalářskou práci na téma „Využití biomasy k vytápění dřevostaveb“ jsem zpracoval samostatně a uvedl jsem všechny použité prameny, z kterých jsem čerpal. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora Mendelovy univerzity a archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.

V Brně, dne ……………….

………..............…………... Podpis studenta

Poděkování: Rád bych poděkoval zejména panu Ing. et Ing. Janu Klepárníkovi za jeho ochotu, trpělivou spolupráci, pomoc a odborný dohled nad bakalářskou prací.

Abstrakt Autor:

Petr Sezima

Název bakalářské práce:

Vyuţití biomasy k vytápění dřevostaveb

Úkolem této bakalářské práce je na základě architektonické studie předem zvoleného objektu vypracována výkresová dokumentace tří variant budov. Skladby konstrukcí těchto budov jsou posuzovány pro dva stupně tepelné izolace, pro které jsou vypočítány měrné tepelné ztráty a určeny stupně energetické náročnosti. Metodický postup výpočtu měrné tepelné ztráty prostupem je zpracován podle normy ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov. Stupeň energetické náročnosti je stanoven podle vyhlášky 148/2007Sb. o energetické náročnosti budov ze dne 18. června 2007. Na základě těchto výpočtů je zjištěna spotřeba paliv a náklady na vytápění a ohřev teplé vody. Paliva reprezentující biomasu vhodná pro daný typ staveb jsou dřevěné pelety bílé a kusové dříví, jako referenční palivo byl zvolen zemní plyn a elektrická energie. Klíčová slova:

tepelné ztráty, energetická náročnost budovy, biomasa, spotřeba paliv

Abstract Author:

Petr Sezima

Title of the Bachelor work: Biomass utilization for wooden houses heating The task of this Bachelor’s work is to make a drawing documentation for three types of house isolation based on architectural study of a predefined building structure. Construction’s composition is evaluated for two grades of thermal insulation and for these, there are also calculated heat loss coefficients and the energy ambition grade is defined. Methodical process of the heat loss coefficient calculation is defined according to the norm ČSN 73 05 40 – part 2: Thermal protection of buildings: requirements. The energy ambition grade is made considering the ordinance 148/2007 Digest about energy ambitions of buildings, 18th June 2007. Based on these calculations is determined energy consumption and interior and water heating costs. The fuels representing the biomass and suitable for the given type of buildings are white wooden pellets and lump wood, as the reference fuel was chosen natural gas and electric energy. Key words:

heat loss, energy ambition grade of building, biomass, fuel consumption

Obsah 1.

Úvod ......................................................................................................................... 9

2.

Cíl práce ................................................................................................................. 10

3.

Seznam pouţitých veličin ..................................................................................... 11

4.

Technické moţnosti vytápění biomasou ............................................................. 12 4.1.

5.

6.

7.

Zařízení na spalování biomasy ......................................................................... 12

4.1.1.

Zplynovací kotle na kusové dřevo ............................................................ 12

4.1.2.

Kotle na pelety .......................................................................................... 12

4.1.3.

Kotle na dřevní štěpku a piliny ................................................................. 13

4.1.4.

Hodnocení automatických kotlů ............................................................... 14

Druhy biopaliv a jejich získání na vliv konečné ceny ........................................ 15 5.1.

Cena tepla ......................................................................................................... 15

5.2.

Technická charakteristika paliv........................................................................ 16

Seznámení s problematikou ................................................................................. 18 6.1.

Zpracování výkresové dokumentace ................................................................ 18

6.2.

Skladby konstrukcí ........................................................................................... 18

6.3.

Poloha a zaloţení stavby .................................................................................. 19

Metodika ................................................................................................................ 20 7.1.

Prostup tepla obálkou budovy .......................................................................... 20

7.1.1.

Průměrný součinitel prostupu tepla budovy Uem ...................................... 20

7.1.2.

Měrná tepelná ztráta prostupem tepla HT ................................................. 21

7.1.3.

Stupeň tepelné náročnosti budovy ............................................................ 23

7.2.

Měrná tepelná ztráta větráním HV .................................................................... 24

7.3.

Celková měrná tepelná ztráta budovy .............................................................. 24

7.4.

Energetická náročnost budovy ......................................................................... 25

7.4.1.

Celková roční dodaná energie................................................................... 25

7.4.2.

Měrná roční spotřeba energie budovy ...................................................... 26

7.5.

Provozní náklady budovy ................................................................................. 27

8.

Přehled řešených budov ....................................................................................... 29

9.

Vlastní řešení ......................................................................................................... 30 9.1.

Budova v011 .................................................................................................... 30

9.1.1.

Prostup tepla obálkou budovy................................................................... 30 7

9.1.2.

Měrná tepelná ztráta větráním HV............................................................. 33

9.1.3.

Celková měrná tepelná ztráta budovy HC ................................................. 33

9.1.4.

Energetická náročnost budovy .................................................................. 35

9.1.5.

Provozní náklady budovy ......................................................................... 41

9.2.

Budova v021 .................................................................................................... 45

9.3.

Budova v031 .................................................................................................... 47

9.4.

Budova v012 .................................................................................................... 49

9.5.

Budova v022 .................................................................................................... 51

9.6.

Budova v032 .................................................................................................... 53

9.7.

Budova v013 .................................................................................................... 55

9.8.

Budova v023 .................................................................................................... 57

9.9.

Budova v033 .................................................................................................... 59

10.

Celkové náklady na energie .............................................................................. 61

10.1.

Investiční náklady ......................................................................................... 61

10.2.

Provozní náklady .......................................................................................... 62

10.2.1. 10.3.

Budova v011 (kompletní vzor výpočtu) ............................................... 62

Celkové náklady ........................................................................................... 63

11.

Přehled jednotlivých výsledků .......................................................................... 68

12.

Diskuze ................................................................................................................ 83

12.1.

Energetický štítek obálky budovy ................................................................ 83

12.2.

Celková tepelná ztráta budovy ..................................................................... 83

12.3.

Energetická náročnost budovy ..................................................................... 84

12.4.

Celkové náklady na energie .......................................................................... 84

13.

Závěr ................................................................................................................... 85

14.

Seznam pouţité literatury ................................................................................. 87

15.

Seznam příloh ..................................................................................................... 89

8

1. Úvod Pro poţadovaný komfort bydlení a z hlediska minimalizace nákladů na energie je důleţité si uvědomit, ţe je nutné řešit nejen konstrukční prvky staveb a materiály sniţující její energetickou náročnost, ale také dbát na vhodný výběr zdroje tepla pro vytápění objektu a ohřev teplé vody. Největší spotřebou energie v obytných prostorách je právě energie na vytápění a ohřev teplé vody. Pro optimální volbu zdroje tepla musíme znát celkovou tepelnou ztrátu objektu. Tyto výpočty jsou provedeny v souladu s normou ČSN 73 0540 Tepelná ochrana budov. Jedná se především o výpočet měrné tepelné ztráty prostupem jako součást stanovení středního součinitele prostupu tepla budovy a měrné tepelné ztráty větráním vycházející z hygienických poţadavků na větrání dle ČSN 73 0540 – 2. V důsledku výrazného zvyšování cen zemního plynu a elektrické energie se staly systémy vytápění biomasou v posledních letech opět předmětem zvýšeného zájmu investorů. Určité znovuobjevení tak zaţívá vytápění kusovým dřívím, zcela novým fenoménem v České republice je vytápění peletami. Při vytápění biomasou se tak v rodinných domech nejvíce setkáváme s teplovodními kotli na kusové dříví a to ve variantě kotle s odhoříváním paliva na roštu a dřevosplyňujícím kotlem. Aktuální výhodou energetického vyuţití biomasy je i podpora od ministerstva ţivotního prostředí, která prosazuje touto formou spalování oproti tuhým fosilním palivům. Je také třeba zmínit, ţe biomasa je obnovitelný zdroj energie, který nezvyšuje obsah oxidu uhličitého v atmosféře. Je však třeba objektivně uvést, ţe vyuţití zejména kusového dříví jako dostupnější formy biomasy je problematické z důvodu nevhodného výkonového rozpětí na trhu nabízených kotlů ve srovnání s poţadavky na krytí tepelných ztrát moderních domů vyznačujících se nízkou tepelnou ztrátou. V této práci je na základě architektonické studie moderního rodinného domu řešena moţnost vytápění biomasou v podobě kusového dříví a pelet v porovnání se zemním plynem a elektrickou energií.

9

2. Cíl práce Základním cílem je prokázat (či neprokázat) vhodnost vyuţití technologií individuálního spalování biomasy v rodinných domech s nízkou tepelnou ztrátou (typicky pod 10kW) a s minimálním vlastním prostorem pro technické zázemí stavby (neexistence technické místnosti či kotelny v základním návrhu). Nejdříve bude provedena literární rešerše týkající se moţností vytápění rodinných domů biomasou a bude ověřena moţnost

získání

biopaliv

s ohledem

na

jejich

konečnou

cenu.

Vzhledem

k předpokládanému velkému rozsahu vlastních výpočtů bude v práci popsaná rešerše zúţena jen na nezbytné informace přímo související s vyuţitelnými technologiemi pro daný případ. Dílčím cílem bakalářské práce je na základě architektonické studie vypracovat výkresovou dokumentaci vhodnou pro výpočet měrné tepelné ztráty budovy. Měrná tepelná ztráta bude vypočítána pro tři rozdílná dispoziční řešení a dvě skladby konstrukcí rozdílného stupně zateplení. Varianty s vyšším stupněm zateplení budou posuzovány ve dvou verzích tepelných vazeb mezi konstrukcemi. Celkem tak vznikne devět posuzovaných variant (viz. str. 28). Na základě zjištěné tepelné ztráty prostupem bude stanoven energetický štítek obálky budovy v souladu s ČSN 730540. Dále bude stanovena spotřeba tepla na vytápění pomocí denostupňové metody, proveden výpočet spotřeby tepla na přípravu teplé vody a stanovena spotřeba elektrické energie v souladu s vyhláškou 148/2007 Sb. Bude vyhotoven průkaz energetické náročnosti budovy. Ze zjištěných tepelných ztrát jednotlivých variant bude na základě analýzy trhu vybráno několik vhodných variant umoţňujících vytápění kusovým dřevem a bílou peletou. Jako referenční varianta vytápění bude zvolen kotel na zemní plyn. Palivový mix bude doplněn vyuţitím elektrické energie v přímotopné sazbě D45.

Na základě konzultací

s projektantem TZB budou stanoveny investiční náklady jednotlivých variant zdroje tepla.

10

3. Seznam pouţitých veličin Značka ∆Utb A A/V b bi c d Fc Ff

Fsb Fsh Fsv g Hc Ht Htb Hto Hv n Qc Qi l Qi os Qi sp Qsol Qt Qv S te (θe) tem ti (θi) tu U Uem Uem, N rc Uem, N rq V Vm ρ Ψ

Veličina Zvýšení součinitele prostupu tepla vlivem tepelných vazeb Plocha Faktor tvaru budovy; geometrická charakteristika budovy Šířka Činitel teplotní redukce Měrná tepelná kapacita Počet dnů v měsíci Korekční činitel clonění (v otopném období) Korekční činitel zasklení Korekční činitel stínění jinými budovami Korekční činitel přečnívajícími vodorovnými částmi (markýzy...) Korekční činitel stínění přečnívajícími svislými částmi (lodţiové stěny...) Celková propustnost slunečního záření Měrná ztráta prostupem tepla (celková) Měrná ztráta prostupem tepla Tepelná ztráta vlivem tepelných vazeb Tepelná ztráta stěnami Měrná tepelná ztráta větráním Intenzita přirozené výměny vzduchu v místnosti Celková tepelná ztráta Energetické zisky vzniklé v interiéru osvětlením Energetické zisky vzniklé v interiéru osobami Energetické zisky vzniklé v interiéru spotřebiči Solární energetické zisky Tepelná ztráta prostupem tepla Tepelná ztráta větráním Plocha Návrhová exteriérová teplota Střední denní venkovní teplota pro začátek a konec otopného období Návrhová interiérová teplota Teplota na opačné straně konstrukce Součinitel prostupu tepla Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy Průměrný součinitel prostupu tepla – doporučené hodnoty Průměrný součinitel prostupu tepla – poţadované hodnoty Objem; obestavěný prostor budovy, vytápěné zóny Objem místnost Objemová hmotnost Lineární činitel prostupu tepla

11

Jednotka W/(m2.K) m2 m2/m3 m J/(kg.K) W/K W/K W/K W/K W/K 1/h W MJ MJ MJ MJ W W MJ °C °C °C °C W/(m2.K) W/(m2.K) W/(m2.K) W/(m2.K) m3 m3 kg/m3 W/(m.K)

4. Technické moţnosti vytápění biomasou 4.1. Zařízení na spalování biomasy Z důvodu rozsahu práce dále uvádím základní charakteristiku pouze takových zařízení, která lze provozovat jako individuální zdroje tepla ve zvoleném typu posuzovaného rodinného domu. Výčet obecných řešení vytápění biomasou je však mnohem bohatší.

4.1.1. Zplynovací kotle na kusové dřevo Zplynovací kotle jako paliva vyuţívají zejména dřevo (polena, polínka nebo brikety). Kombikotle mohou spalovat i hnědé uhlí, ovšem se sníţenou účinností. V prostoru palivového zásobníku (násypky) je dřevo termicky rozkládáno za sníţeného přístupu vzduchu při vzniku dřevoplynu, aţ po uvolnění prchavé hořlaviny dojde k tvorbě uhlíkového zbytku. Horký dřevoplyn se pak spaluje za účasti dostatečného přebytku sekundárního vzduchu při vysoké teplotě ve speciální, většinou keramické a pod zásobníkem umístěné komoře. Kotel můţe být vybaven elektronickou regulací výkonu, čidlem teploty umístěným ve vytápěném prostoru a signalizací nedostatku paliva. Zplynovací kotle díky řízenému spalování s vyšší účinností produkují méně škodlivin neţ kotle klasické koncepce s odhoříváním na roštu. Splňují tak bezpečně emisní třídu 3 dle ČSN 303-5. Jedním z moţných zástupců jsou dřevosplyňující kotle firmy VERNER, typ VN25D. [16]

4.1.2. Kotle na pelety Pelety jsou lisované tablety o průměru typicky 6 nebo 8 mm, délky dvoj aţ čtyřnásobku jejich průměru, dosahující hustoty přes 1000 kg/m3 o stabilním obsahu vlhkosti 6 aţ 8 procent. Pouţitým materiálem je buď čisté dřevo, dřevo s příměsí kůry nebo rostlinná biomasa. Hovoříme pak o bílé a hnědé peletě, nebo o agropeletě. Vlastní spalování pelet probíhá v hořáku rozdílné konstrukce, který bývá často doplněn o šnekový dopravník umoţňující plynulou dopravu pelet ze zásobníku. Toto dávkování probíhá v součinnosti s regulačním systémem kotle tak, aby byla pokryta okamţitá potřeba tep12

la. Hořák má běţně moderovaný výkon v rozmezí 30 aţ 100 % jmenovitého výkonu. Zapalování lze řešit horkým vzduchem pomocí elektricky ţhavené spirály. Ventilátor umoţňující dopravu spalovacího vzduchu je samozřejmostí. Lze tak optimálně dávkovat nejen mnoţství spalovacího vzduchu jako u dřevosplyňujících kotlů, ale i mnoţství vlastního paliva – pelet. To umoţňuje dosahovat velmi dobrých emisních parametrů a plnou automatizaci provozu kotle. Komfort obsluhy je tak srovnatelný s kotlem na zemní plyn. Příkladem kotle vyuţitelného v nízkoenergetických domech je kotel firmy GUNTAMATIC, typ Therm o výkonu 7 kW. [13]

4.1.3. Kotle na dřevní štěpku a piliny Kotle na spalování dřevní štěpky a pilin případně jiných sypkých biopaliv podobných frakcí pracují na stejném principu jako automatické kotle na pelety. Díky palivu v podobě nehomogenní směsi z hlediska rozměrů jde ale o zařízení s niţší provozní spolehlivostí a několikanásobně vyšší spotřebou energie na dopravu paliva. Štěpka dosahuje sypné hmotnosti pouze 200 aţ 300 kg/m3, coţ znamená asi trojnásobné skladovací prostory ve srovnání s peletami (600 aţ 650 kg/m3). Problematické je rovněţ vlastní spalování z důvodu proměnných parametrů jako je rozměr, sloţení hořlaviny a vlhkost. Posledně zmiňovaný parametr navíc komplikuje skladování na dobu delší neţ jeden měsíc. Z uvedených důvodů se obecně povaţuje za ekonomicky efektivní vyuţití těchto kotlů od výkonu 50 kW. Příkladem kotle na spalování dřevní štěpky a jiného sypkého odpadního dřeva je kotel firmy BENEKOV, typ S. [14]

13

4.1.4. Hodnocení automatických kotlů

Tab. 1 Přehledné hodnocení automatických kotlů běţných na českém trhu, spalujících pelety je v následující tabulce. [15]

14

5. Druhy biopaliv a jejich získání na vliv konečné ceny 5.1. Cena tepla Tab. 2 Cena vyrobeného tepla u vybraných paliv Druh paliva Peleta

Agropeleta

Kusové dřevo w = 20 %

Zemní plyn

Účinnost spalovacího zařízení [-]

0,85

0,75

0,75

0,9

Výhřevnost paliva [kWh/mj]

5

4

4,06

1

Cena paliva [Kč/mj]

5

3,5

1,5

2,5

1,15

Cena vyrobeného tepla [Kč/kWh]

1,18

1,17

0,49

0,82

1,28

Pro výpočet ceny vyrobeného tepla je zapotřebí znát jejich výhřevnost, jednotkovou cenu paliva a účinnost spalovacího zařízení:

kde:

c

cena vyrobeného tepla [Kč/kWh]

H

výhřevnost paliva [kWh/kg]

η

účinnost spalovacího zařizení [-]

cp

cena paliva [Kč/mj]

V tabulce jsou zohledněny pouze provozní náklady bez investičních nákladů. O těch je pojednáno aţ ve vlastní práci. U kusového dřeva je uvedena dolní a horní mez cenového rozpětí, odpovídající situaci na trhu v ČR. Za referenční palivo byl zvolen zemní plyn. Cena zemního plynu se liší především dle distributora a také dle ročního období. Zde je uvedena Jihomoravská plynárenská, a.s při odběru v pásmu nad 20 do 25 MWh/rok od 1.1.2011.

15

Z tabulky vyplývá, ţe komfortnější vytápění z pohledu obsluhy (pelety, ZP) je cenově srovnatelné. Levnější variantou je vytápění kusovým dřívím, kde lze dosáhnout úspory 30 aţ 50 %, ovšem za cenu sníţení komfortu obsluhy.

5.2. Technická charakteristika paliv V následující tabulce jsou uvedeny základní technické charakteristiky pouţitelných biopaliv v kotlích individuálního vytápění. Z uvedeného vyplývá, ţe nejlepších sledovaných vlastností dosahují pelety. Jde však o palivo o nejvyšší ceně.

16

Tab. 3 Technické charakteristiky dřeva jako paliva pouţitého v kotlích individuálního vytápění, upraveno dle [6] Piliny

Štěpka

Kusové dřevo 30-50 cm

Pelety

Brikety

Sypná hmotnost [kg/m³]

120 - 180

160 - 250

250 - 500

550 - 650

400 - 600

Skladovací prostor roční potřeby/dům [m³]

105 - 140

70-105

40 - 105

35 - 45

40 - 50

blízko

++

++

+

++

++

daleko

+

+

0

++

++

mechanicky

mechanicky

pouze ručně

mechanicky i ručně

pouze ručně

Moţnost přesného dávkování paliva

0 (+)

0 (+)

-

++

-

Automatické řízení dávkování

+

++

-

++

0

Moţnost výkonové regulace

++

++

0

++

0

spodní odhořívání

retortový hořák, hořák se šnekovým dopravníkem

spodní odhořívání

Vhodnost pro dopravu Způsob přikládaní do topeniště

17

spolu se štěpkou automatické topeniště s Doporučený systém spalování automatické tope- mechanickým přidávániště ním

Vhodnost: ++ = velmi dobrá; + = vhodná; 0 = moţná; - = méně vhodná

6. Seznámení s problematikou 6.1. Zpracování výkresové dokumentace Na základě architektonické studie a poţadavků byly vykresleny tři varianty budov. Pro účely výpočtu měrné tepelné ztráty postačila výkresová dokumentace půdorysu a řez budovy. V architektonické studii jsou uvedeny moţnosti (návrhy) jak výkresovou dokumentaci zpracovat. Na základě této studie byla v programu SketchUp vytvořena vize jak by moţná základní varianta budovy mohla vypadat. V poţadavcích také bylo upřesněno, ţe rodinný dům by měl mít dispoziční řešení odpovídající základním poţadavkům tříčlenné rodiny s moţností snadného rozšíření o jednu místnost. Z poţadavku tedy vznikly tři varianty budov lišící se dispozičním uspořádáním a velikostí, které jsou náplní řešené problematiky. Základní variantou (typem) budovy, pojmenované jako Bungalov typ 1, je budova obdélníkového tvaru o rozměrech 12,74 x 6,755 metrů a podlahové ploše 86,06 m². Dalším typem budovy, pojmenované jako Bungalov typ 2, je budova tvaru „L“, která se k základnímu obdélníkovému půdorysu původní budovy kdykoliv v budoucnu přistaví. Tato varianta má podlahovou plochu 112,6 m². V poslední variantě, pojmenované Bungalov typ 3, byla realizována podobná myšlenka, jako je u varianty 2. Tato varianta se ale liší tím, ţe poblíţ základního typu budovy byla vykreslena samostatně stojící stavba o téměř čtvercovém rozměru 5,239 x 5,505 metrů o podlahové ploše 28,84 m². Celková výměra vykreslené plochy činí 114,9 m². Podle poţadavku investora byly všechny tyto stavby vytvořeny jako jednopodlaţní nadzemní budovy, které byly zakončeny pultovou střechou.

6.2. Skladby konstrukcí Pro první stupeň zateplení byla pouţita konstrukce obdobná konstrukci pouţívané firmou RD Rýmařov [18]. V druhém stupni zateplení byly pouţity konstrukce, které posuzoval kolega Jan Slánský ve své bakalářské práci. Vstupní hodnoty (skladby obvodového pláště a řešení detailů) jsou převzaty z jeho bakalářské práce a byly pouţity k výpočtu měrné tepelné ztráty výše uvedených variant budov. 18

6.3. Poloha a zaloţení stavby Budova je umístěna na rozlehlém, mírně jiţně svaţitém pozemku (0,5 ha) u jeho okraje při asfaltové příjezdové komunikaci. Výpočtová klimatická oblast Brno. Budova bude zaloţena ve svaţitém terénu na základových patkách. To znamená, ţe se objekt nedostane do kontaktu se zemí. Ve výpočtech to má za následek pouţití exteriérové výpočtové teploty i na exteriérové straně podlahy. Veškeré inţenýrské sítě procházejí ve výkopu pod objekt a do jeho prostoru vstupují pod podlahou ve vrstvě tepelné izolace. Podstatnou výhodou daného řešení je úspora mnoţství betonu nutného u klasického zaloţení stavby k vytvoření základových pasů a základové desky. Přispívá to k celkové koncepci maximálně vyuţívat přírodních materiálů.

Obr. 1 Vizualizace rodinného domu (Bungalov typ 1) na základě archit. studie – pohled z jihozápadní strany.

Obr. 2 Vizualizace rodinného domu (Bungalov typ 1) na základě archit. studie – pohled ze severovýchodní strany. 19

7. Metodika 7.1. Prostup tepla obálkou budovy Prostup tepla obálkou budovy podle normy ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Poţadavky vyjadřuje základní vliv stavebního řešení na spotřebu tepla na vytápění budovy, a tím i na energetickou náročnost budovy, patří mezi její porovnávací ukazatele.

7.1.1. Průměrný součinitel prostupu tepla budovy Uem Je vhodnou srovnávací veličinou, pro kterou lze snadněji definovat poţadavky hodnocené v prostupu tepla obálkou budovy. Průměrný součinitel prostupu tepla budovy Uem, ve W/(m2·K), se stanoví pro budovu nebo její vytápěnou zónu ze vztahu:

kde: HT

je měrná ztráta prostupem tepla, ve W/K, stanovená pro budovu nebo její vytápěnou zónu

A

je celková plocha všech ochlazovaných konstrukcí ohraničujících objem budovy nebo její vytápěné zóny, v m2, počítaná na systémové hranici budovy.

Uem musí splňovat podmínku: Uem ≤ Uem, N kde:

Uem,N je poţadovaná hodnota průměrného součinitele prostupu tepla, ve W/(m2·K), která se stanoví podle níţe přiloţené tabulky 4.

20

7.1.2. Měrná tepelná ztráta prostupem tepla HT Měrná ztráta prostupem tepla HT, ve W/K, se stanoví zjednodušeným postupem podle ČSN EN 12831 a v souladu s ČSN EN ISO 13789: HT = ∑(Aj . Uj . bj) + A . ∆Utbm nebo ze vztahu HT = ∑(Aj . Uj . bj) + ∑(Ψj . ℓj . bj) + ∑(χj ⋅ bj)

kde: A

je plocha j-té ochlazované konstrukce na systémové hranici budovy, v m2

A = ∑Aj je plocha všech ochlazovaných konstrukcí na systémové hranici budovy, v m2 Uj

je součinitel prostupu tepla j-té konstrukce, ve W/(m2·K), včetně vlivu tepelných mostů v této konstrukci

bj

je činitel teplotní redukce j-té konstrukce, bezrozměrný

∆Utbm

je průměrný vliv tepelných vazeb mezi ochlazovanými konstrukcemi na systémové hranici budovy, ve W/(m2·K)

Ψj

je lineární činitel prostupu tepla j-té lineární tepelné vazby mezi konstrukcemi, ve W/(m·K)

ℓj

je délka j-té lineární tepelné vazby mezi konstrukcemi v rámci budovy, v m

χj

je bodový činitel prostupu tepla j-té bodové tepelné vazby mezi konstrukcemi v rámci budovy, ve W/(m2·K)

Činitel teplotní redukce j-té konstrukce bj , bezrozměrný, se stanoví podle zde posuzovaných konstrukcí jako: a) pro konstrukce na systémové hranici s rozdílem teplot vnitřního a venkovního prostředí shodným se základním rozdílem teplot vnitřního a venkovního prostředí θie = θi - θe nebo (tie = ti – te) v souladu s ČSN EN ISO 13789, ČSN EN 832 a ČSN EN ISO 13790 jako základní:

21

bj = 1,0 Průměrný vliv všech tepelných vazeb ∆Utbm mezi ochlazovanými konstrukcemi na systémové hranici budovy, ve W/(m2·K), se stanoví jako součet průměrného vlivu všech lineárních a bodových tepelných vazeb ze vztahů: a) pro lineární tepelné vazby mezi konstrukcemi

b) pro bodové tepelné vazby mezi konstrukcemi

Pro budovy se obdobným zastoupením obdobně řešených tepelných vazeb mezi konstrukcemi lze zpracovat charakteristické hodnoty ∆Utbm, které lze vyuţívat pro přibliţné výpočty. Tento postup je výhodný zejména pro opakované budovy nebo typizované stavební soustavy. Velmi přibliţně lze celkový průměrný vliv tepelných vazeb mezi konstrukcemi stanovit expertním odhadem: -

budovy s důsledně optimalizovanými tepelnými vazbami ∆Utb ≈ 0,02 W/(m2·K)

-

budovy s mírnými tepelnými vazbami (typové či opakované řešení) ∆Utb ≈ 0,05 W/(m2·K)

-

budovy s běţnými tepelnými vazbami (standardní řešení) ∆Utb ≈ 0,10 W/(m2·K)

-

budovy s výraznými tepelnými mosty (zanedbané řešení) ∆Utb ≈ 0,20 W/(m2·K)

22

7.1.3. Stupeň tepelné náročnosti budovy Stupeň tepelné náročnosti budovy STN, v %, se stanoví ze vztahu: STN = 100 × Uem / Uem,N,rq Budovy, které plní poţadavky stavebně energetických vlastností budov mají STN ≤ 100 %. Stupeň tepelné náročnosti budovy je způsob zpracování výsledku, který usnadní klasifikaci stavebně energetických vlastností budov a jejich energetické štítkování. Tab. 4 Poţadované a doporučené hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla Uem,N pro všechny obytné budovy a pro nebytové budovy s fw ≤ 0,50 a pro převaţující návrhovou vnitřní teplotu θim = 20 °C. Průměrný součinitel prostupu tepla Uem,N [W/(m2·K)]

Objemový faktor tvaru budovy A/V [m2/m3]

Poţadované hodnoty Uem,N,rq

Doporučené hodnoty Uem,N,rc

≤ 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ≥ 1,0

1,05 0,8 0,68 0,6 0,55 0,51 0,49 0,47 0,45

0,79 0,6 0,51 0,45 0,41 0,39 0,37 0,35 0,34

0,15

Mezilehlé hodnoty (zaokrouhlené na setiny)

0,75 · Uem,N,rq

Tab. 5 Klasifikační třídy prostupu tepla obálkou hodnocené budovy Hranice klasifikačních tříd

Klasifikační ukazatel CI pro hranice klasifikačních tříd

A–B B–C C–D D–E E–F F–G

0,3 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5

Uem [W/(m2·K)] pro hranice klasifikačních tříd

23

Obecně

Pro hodnocenou budovu

0,3·Uem,rq 0,6·Uem,rq Uem,rq Uem,rq + 0,3 Uem,rq + 0,6 1,5· Uem,rq + 0,9

0,14 0,28 0,47 0,77 1,07 1,6

7.2. Měrná tepelná ztráta větráním HV Abychom mohli stanovit celkovou měrnou tepelnou kapacitu a dále i energetickou náročnost budovy je zapotřebí zohlednit ztrátu tepla větráním. Měrná tepelná ztráta HV, ve W/K, se počítá ze vztahu: HV = ρ · c · VV kde: ρ

je objemová hmotnost vzduchu [kg/m3]

c

je měrná tepelná kapacita vzduchu [J/kg·K]

VV

je objemový tok vzduchu, který se vypočítá ze vztahu:

n

je intenzita výměny vzduchu [1/hod]

Vm

je objem vytápěného prostoru z vnitřních rozměrů [m3]

kde:

7.3. Celková měrná tepelná ztráta budovy Je počítána ze vztahu:

HC = HT + HV

[W/K]

kde: HT

je měrná tepelná ztráta prostupem tepla [W/K]

HV

je měrná tepelná ztráta větráním [W/K]

24

7.4. Energetická náročnost budovy Energetická náročnost budovy se stanovuje výpočtem celkové roční dodané energie v GJ potřebné na vytápění, větrání, chlazení, klimatizaci, přípravu teplé vody a osvětlení při jejím standardizovaném uţívání bilančním hodnocení podle vyhlášky 148/2007Sb. o energetické náročnosti budov ze dne 18. června 2007. Bilanční hodnocení se provádí intervalovou výpočtovou metodou nejlépe s měsíčním obdobím. Celková roční dodaná energie se při bilančním hodnocení stanoví jako součet jednotlivých vypočtených dílčích spotřeb dodané energie pro všechny časové intervaly v roce a pro všechny vytápěné, chlazené, větrané či klimatizované zóny budovy. Výpočet se provádí s rozlišením podle energonositelů. Pro vzájemné porovnání energetické náročnosti budov stejného typu se stanovuje měrná roční spotřeba energie budovy, vyjádřená poměrem celkové roční dodané energie na jednotku celkové podlahové plochy budovy v kWh/m2. 7.4.1. Celková roční dodaná energie Se stanoví z obecného vztahu:

EP = EPH + EPC + EPF + EPW + EPL - EPPV - EPCHP

[GJ]

kde: EPH

je roční dodaná energie na vytápění včetně pomocné energie na provoz vytápěcího zařízení [GJ]

EPC

je roční dodaná energie na chlazení včetně pomocné energie na provoz chladicího zařízení [GJ]

EPF

je roční dodaná energie na mechanické větrání a úpravu vlhkosti větracího vzduchu včetně pomocné energie na mechanické větrání a úpravu vlhkosti větracího vzduchu [GJ]

EPW

je roční dodaná energie na přípravu teplé vody včetně pomocné energie na provoz zařízení na přípravu teplé vody [GJ]

EPL

je roční dodaná energie na osvětlení [GJ]

EPPV je roční produkce energie fotovoltaickým systémem [GJ] EPCHP je roční produkce energie systémem kombinované výroby elektřiny a tepla [GJ] 25

7.4.2. Měrná roční spotřeba energie budovy Se stanoví podle vztahu: [kW/(m2.rok)]

EPA = 277,8 x EP/Ac kde: EPA

je výpočtová celková roční dodaná energie v GJ/rok

Ac

je celková podlahová plocha v m2

Pro zařazení budovy do správné energetické náročnosti slouţí níţe uvedené tabulky 6 a 7.

Tab. 6 Třídy energetické náročnosti budov (kWh/m2.rok) Druh budovy

A

B

C

D

E

F

G

Rodinný dům Bytový dům Hotel a restaurace Administrativní Nemocnice Vzdělávací centrum Sportovní zařízení Obchodní

< 51

51 - 97

98 - 142

143 - 191

192 - 240

241 - 286

> 286

< 43

43 - 82

83 - 120

121 - 162

163 - 205

206 - 245

> 245

< 102

102 - 200

201 - 294

295 - 389

390 - 488

489 - 590

> 590

< 62

62 - 123

124 - 179

180 - 236

237 - 293

294 - 345

> 345

< 109

109 - 210

211 - 310

311 - 415

416 - 520

521 - 625

> 625

< 47

47 – 89

90 - 130

131 - 174

175 - 220

221 - 265

> 265

< 53

53 – 102

103 - 145

145 - 194

195 - 245

246 - 297

> 297

< 67

67 – 121

122 - 183

184 - 241

242 - 300

301 - 362

> 362

Tab. 7 Slovní vyjádření energetické náročnosti budovy Třída energetické náročnosti budovy

Slovní vyjádření energetické náročnosti budovy

A

Mimořádně úsporná

B

Úsporná

C

Vyhovující

D

Nevyhovující

E

Nehospodárná

F

Velmi nehospodárná

G

Mimořádně nehospodárná

26

7.5. Provozní náklady budovy Pro zjištění ročních provozních nákladů za vytápění a ohřev teplé vody je zapotřebí nejprve výsledek z celkové spotřeby energie za rok v kWh/a. Pro vyčíslení provozních nákladu se uvaţuje s několika výpočty: 

Skutečnou roční spotřebou energie, která se stanoví ze vztahu:

[kWh/a] kde: Ea

je roční spotřeba tepla [kWh/a]

ηos

je účinnost OS (otopná soustava) [%] 

Mnoţství paliva za rok, která se stanoví ze vztahu:

[mj] kde: Er

je skutečná roční spotřeba energie [kWh/a]

H

je výhřevnost [kWh/mj] 

Cena paliva za rok, který je dán vzorcem:

[Kč/a] kde: Ba

je mnoţství paliva za rok [mj]

CMJ

je cena měrné jednotky [Kč/mj]

27

Důleţitým faktorem je i druh spalovaného paliva. V případě, ţe bylo rozhodnuto pro tuhá paliva, je nezbytným výpočtem i velikost skladu pro konkrétní palivo. Velikost skladu se vypočítá jednoduchým vztahem:

kde: V

je objem skladu [m3]

Ba

je mnoţství paliva za rok [mj]

ρ

je objemová hmotnost paliva [kg/m3]

U vytápění a ohřevu teplé vody plynem a elektřinou jsou v provozních nákladech zohledněny i paušální platby, u elektrické energie poměrovou částí navíc vůči spotřebě elektrospotřebičů. V celkových nákladech je pak zahrnuta investice do jednotlivých technologií výroby tepla zjištěná ústním sdělením projektantů TZB.

28

8. Přehled řešených budov Jak uţ bylo uvedeno v kapitole 6 „Seznámení s problematikou“, byly navrţeny tři varianty budov, které se posuzovaly z hlediska dvou stupňů zateplení, přičemţ vyšší stupeň zateplení byl vyhodnocen ve dvou variantách zohlednění vlivu tepelných mostů pomocí předepsaného vlivu tepelných vazeb mezi konstrukcemi ∆Utb. Celkem tak vzniklo devět variant. Pro jednoduchou orientaci tak dále zavádím značení ve formátu „v0xx“. „V“ jako varianta, „x“ jsou nahrazena čísly. První číslice značí variantu geometrie budovy – viz. obr. 3. Druhá číslice značí stupeň zateplení dle tab. 8 a tab. 9. Bungalov varianty 1

Bungalov varianty 2

Budovy: v011, v012, v013

Budovy: v021, v022, v023

Bungalov varianty 3

Budovy: v031, v032, v033

Obr. 3 Varianty budov Tab. 8 Stupně zateplení budov 2. stupeň zateplení - navrhovaná skladba[10]

1. stupeň zateplení - skladba RD Rýmařov Typ stavební funkce stěna obvodová dřevěné okno jednoduché, dvojsklo dveře vchodové střecha

podlaha

Zkratka U fce [W/(m²K)] SO

0,18

DOJ

1,20

DV str

1,40 0,17

podl

0,40

Typ stavební funkce stěna obvodová dřevěné okno jednoduché, trojsklo dveře vchodové střecha podlaha

Zkratka U fce [W/(m²K)] SO

0,116

DOJ

0,800

DV str podl

0,900 0,110 0,147

Tab. 9 Označení jednotlivých variant budov, které se v řešené problematice objevují. Označení stupně zateplení a ∆Utb [W/m2K] 1. stupeň 2. stupeň 2. stupeň ∆Utb=0,1 ∆Utb =0,05 ∆Utb = 0,02 v011 v012 v013

Typ RD

Označení RD

Bungalov varianty 1

v01

Bungalov varianty 2

v02

v021

v022

v023

Bungalov varianty 3

v03

v031

v032

v033

29

9. Vlastní řešení 9.1. Budova v011 9.1.1. Prostup tepla obálkou budovy Výpočet proveden dle metody ČSN 73 0540 a posouzen dle článku 9.1 aţ 9.4 v ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Poţadavky.

9.1.1.1.

Měrná tepelná ztráta prostupem tepla HT

Vstupními daty jsou okrajové podmínky návrhových teplot, které byly brány z výše uvedené normy. Jako expertní odhad tepelných vazeb byla zvolena hodnota, která uvaţuje s běţnými tepelnými vazbami (rovněţ dle uvedené normy). Objem byl vypočítán z vnějších rozměrů budovy.

Tab. 10 Vstupní hodnoty výpočtu HT Teplota interiéru ti [°C]

Teplota exteriéru te [°C]

Objem budovy V [m³]

Vliv tepelných vazeb ∆Utb [W/m²K]

20

-15

288,30

0,1

30

Tab. 11 Měrná tepelná ztráta prostupem tepla budovy v011 Rozměry konstrukce [m] Označení typu konstrukce

37

SOs DV01 DOJ01 SOv DOJ02 SOj DOJ03 DOJ04 DOJ05 DOJ06 SOz DOJ07 DOJ08 str podl CELKEM

šířka - a

12,74 1,00 1,20 6,76 4,40 12,74 1,20 0,60 1,20 1,20 6,76 1,20 1,20 12,74 12,74

výška - b

3,35 2,02 1,20 3,35 2,40 3,35 1,50 0,70 0,70 1,50 3,35 1,50 1,20 6,76 6,76

Plocha konstrukce [m²] všechny plochy prvků - A* 42,68 2,02 1,44 22,63 10,56 42,68 1,80 0,42 0,84 1,80 22,63 1,80 1,44 86,06 86,06

výplně v ploše - ks 3,46 1 1 10,56 1 4,86 1 1 1 1 3,24 1 1

stěna s odečtenými výplněmi - A 39,22 2,02 1,44 12,07 10,56 37,82 1,80 0,42 0,84 1,80 19,39 1,80 1,44 86,06 86,06 302,734

Součinitel prostupu tepla U [W/(m²K)] 0,18 1,40 1,20 0,18 1,20 0,18 1,20 1,20 1,20 1,20 0,18 1,20 1,20 0,17 0,40

Teplota na opačné straně konstrukce tu [°C] -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15

Tepelná ztráta stěnami Hto [W/K]

Tepelná ztráta vlivem tepelných vazeb Htb [W/K]

7,059 2,828 1,728 2,172 12,672 6,807 2,160 0,504 1,008 2,160 3,490 2,160 1,728 14,630 34,423

3,922 0,202 0,144 1,207 1,056 3,782 0,180 0,042 0,084 0,180 1,939 0,180 0,144 8,606 8,606

Celková tepelná ztráta stěnami HT [W/K] 10,981 3,030 1,872 3,379 13,728 10,589 2,340 0,546 1,092 2,340 5,429 2,340 1,872 23,236 43,029 125,804

Tab. 12 V tabulce 12 byly zaznamenány měrné tepelné ztráty jednotlivými konstrukcemi budovy v011, na které navazuje i níţe uvedený výsečový graf.

Tepelné ztráty jednotlivými konstrukcemi [W/K] Obvodový plášť Okna, dveře Střecha Podlaha

30,38 29,16 23,24 43,03

30,38 Obvodový plášť

43,03

Okna, dveře Střecha Podlaha

29,16 23,24

Graf 1 Graf popisuje rozloţené tepelné ztráty prostupem na jednotlivé konstrukce v W/K.

32

Průměrný součinitel prostupu tepla Uem

9.1.1.2.

Tab. 13 V tabulce 13 byl zaznamenán souhrn dat potřebný pro hodnocení prostupu tepla obálkou budovy v011, tedy ověření splnění poţadavku na průměrný součinitel prostupu tepla, který se vyhodnocuje podle poţadavku normy ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov: Poţadavky. Objemný faktor tvaru budovy A/V [m²/m³] 1,050

Průměrný součinitel prostupu tepla Uem, N [W/(m²K)] Poţadované hodnoty Uem, N, rq

Doporučené hodnoty Uem, N, rc

0,443

0,332

Výsledná hodnota Uem [W/(m²K)]

Poţadavek ČSN 73 0540-2 Uem <= Uem,N

0,416

je splněn

9.1.2. Měrná tepelná ztráta větráním HV

Tab. 14 Měrná tepelná ztráta větráním budovy v011 Objemová hmotnost ρ [kg/m3]

Měrná tepelná kapacita c [J/kg·K]

Intenzita výměny vzduchu n [1/h]

Objem místnosti Vm [m3]

Objemový tok vzduchu V [m3]

HV [W/K]

1,276

1003,00

0,50

205,22

0,029

36,48

9.1.3. Celková měrná tepelná ztráta budovy HC Celková měrná tepelná ztráta je vstupní hodnotou, s kterou se dále počítá v energetické náročnosti budovy. Tab. 15 Celková měrná tepelná ztráta budovy v011 HT [W/K]

HV [W/K]

HC[W/K]

125,80

36,48

162,28

33

Na základě vypočítané hodnoty Uem, byl vystaven energetický štítek obálky budovy (Obr. 4), který svým grafickým výstupem zohledňuje všechny potřebné informace o vyhovění budovy v011 podle poţadavku normy ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov: Poţadavky.

ENERGETICKÝ ŠTÍTEK OBÁLKY BUDOVY Rodinný dům typ v011 Celková podlahová plocha: VELMI ÚSPORNÁ Cl

Hodnocení obálky budovy m2

86,1

stávající

doporučení

0,416

0,332

0,3 0,6 1,0

1,5 2,0 2,5

MIMOŘÁDNĚ NEHOSPODÁRNÁ Průměrný souč. prostupu tepla obálky budovy Uem ve W/(m2.K) Uem = HT / A Klasifikažní ukazatele Cl a jim odpovídající hodnoty Uem pro

Cl 0,3 Uem 0,13 Platnost štítku do: 2.5.2021 Štítek vypracoval:

0,6 0,75 1,0 1,5 0,27 0,33 0,44 0,74 Datum: 2.5.2011 Jméno a příjmení: Petr Sezima Klasifikace:

2

A / V = 1,050 m /m

2 1,04

C

Obr. 4 Energetický štítek obálky budovy v011 34

3

2,5 1,56

9.1.4. Energetická náročnost budovy Energetická náročnost budov byla počítána podle vyhlášky 148/2007Sb. o energetické náročnosti budov ze dne 18. června 2007. Výsledky jednotlivých výpočtu jsou uvedeny v následujících tabulkách. 9.1.4.1.

Spotřeba energie za ohřev teplé vody (TV)

Spotřeba teplé vody byla navrţena pro 4 osoby. Jedna osoba průměrně spotřebuje 50 litrů teplé vody na den. Tyto data jsou zohledněny v následující tabulce. Tab. 16 Spotřeba energie za ohřev teplé vody budovy v011 Denní spotřeba TV [l/os.den]

50

Teplota studené vody [°C]

10

Měrná hmotnost vody ρ [kg/m³]

1000

Počet osob v zóně

4

Teplota ohřáté vody [°C]

50

Měrná tep. kapacita vody c [J/kgK]

4186

Celkem

[m³/rok] [kWh/rok]

9.1.4.2.

73 3395,31

Spotřeba energie za vytápění

Tab. 17 Vstupní hodnoty vypočítané z předešlých výpočtů, které byly nezbytně nutné pro stanovení spotřeby energie za vytápění budovy v011.

ti [°C]

V[m³]

S[m²]

HT [W/K]

HV [W/K]

HC [W/K]

20

288,3

86,06

125,80

36,48

162,28

35

Tab. 18 Spotřeba energie za vytápění budovy v011 se zohledněnými energetickými zisky Okrajové podmínky výpočtu měsíc

tem [°C]

d

36

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Celkem/rok

Potřeba energie na vytápění

31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

-2,3 -0,7 3 7,6 12,5 15,7 17,2 16,7 13,1 8,2 3 -0,6

fH [-] 1 1 1 1 0,216 0 0 0 0,363 1 1 1

Qh [kWh] 2 692 2 257 2 052 1 449 905 502 338 398 806 1 425 1 986 2 487 17 300

Qh [GJ] 9,692 8,126 7,389 5,216 3,260 1,809 1,217 1,434 2,902 5,129 7,151 8,954 62,28

Energetické zisky Qi [GJ] 1,330 1,228 1,330 1,296 1,330 1,296 1,330 1,330 1,296 1,330 1,296 1,330 15,72

Qsol [GJ] 0,945 1,503 2,245 2,713 3,383 3,333 3,601 3,224 2,405 1,847 0,893 0,735 26,83

Qgn [GJ] 2,275 2,730 3,576 4,009 4,713 4,630 4,931 4,555 3,701 3,177 2,189 2,065 42,55

Výsledná hodnota eta g [-] 0,98 0,93 0,9 0,79 0,56 0,37 0,23 0,29 0,59 0,84 0,96 0,98

Qgnr [GJ] 2,230 2,539 3,218 3,167 2,639 1,713 1,134 1,321 2,183 2,669 2,102 2,024 26,94

Q [GJ] 7,463 5,587 4,171 2,049 0,134 0,000 0,000 0,000 0,261 2,460 5,049 6,929 34,10

Q [kWh] 2 073,0 1 552,0 1 158,5 569,0 37,2 0,0 0,0 0,0 72,5 683,3 1 402,4 1 924,8 9472,72

Energetické zisky Tab. 19 Vstupní data pro výpočet solárních zisků průsvitnými konstrukcemi Ff [-]

Fc [-]

Fsb [-]

Fsh [-]

Fsv [-]

g [-]

Suma [-]

0,8

1

1

1

1

0,68

0,544

Tab. 20 Solární zisky průsvitnými konstrukcemi budovy v011 Plocha oken Měsíc

A 2

[m ]

37

1 2 3 4 5 6 1,44 7 8 9 10 11 12 Celkem/rok

Severní orientace Qsol

Qsol 2

[MJ/m ] [MJ] 54 42 86 67 126 99 158 124 212 166 223 175 227 178 187 146 133 104 90 71 50 39 43 34 1 245

Plocha oken A 2

[m ]

4,86

Jiţní orientace Qsol

Qsol 2

[MJ/m ] [MJ] 137 362 205 542 281 743 295 780 328 867 306 809 335 886 335 886 288 761 263 695 130 344 112 296 7 971

Plocha Východní orienta- Plocha Plocha Západní orientace oken ce oken oken A 2

[m ]

10,56

Qsol

Qsol 2

[MJ/m ] 72 119 187 241 313 313 338 292 205 144 68 54

[MJ] 414 684 1 074 1 384 1 798 1 798 1 942 1 677 1 178 827 391 310 13 477

A 2

[m ]

3,24

Qsol

Qsol 2

[MJ/m ] [MJ] 72 127 119 210 187 330 241 425 313 552 313 552 338 596 292 515 205 361 144 254 68 120 54 95 4 135

A 2

[m ]

0

Horizontální orientace Qsol

Qsol 2

[MJ/m ] [MJ] 90 0 158 0 299 0 418 0 569 0 576 0 619 0 518 0 346 0 234 0 104 0 72 0

Výsledná hodnota Qsol [MJ] 945 1 503 2 245 2 713 3 383 3 333 3 601 3 224 2 405 1 847 893 735 26 828

Qsol [GJ] 0,945 1,503 2,245 2,713 3,383 3,333 3,601 3,224 2,405 1,847 0,893 0,735 26,828

Tab. 21 Vnitřní energetické zisky budovy v011 vytvořené z osvětlení Celkový příkon osvětlení [W]

200

Průměrná účinnost osvětlení [%]

10

Doba zapnutí osvětlení [%] Celkem

100

Délka vyuţití během dne za rok [h]

3000

Činitel závislosti na denním světle [-]

1

Délka vyuţití během noci za rok [h]

2000

Činitel obsazenosti [-]

1

[W] [kWh/rok] [MJ/rok]

180 900 3240

Tab. 22 Vnitřní energetické zisky budovy v011 vytvořené z osob a spotřebičů Počet osob v zóně [ks]

Průměrná měrná produkce tepla

4

100

Počet zapnutých spotřebičů [ks]

344,24

Průměrná měrná produkce tepla

4 Celkem

Energetické zisky od osob [W/m²]

[%]

Energetické zisky od spotřebičů [W/m²]

[%]

20

68,85

[W/m²] [kWh] [MJ]

413,09 307,34 1106,41

Tab. 23 Souhrn vnitřních energetických zisků za rok v budově v011 Měsíc

d

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Celkem/rok

31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

Qi os [MJ] 922 833 922 892 922 892 922 922 892 922 892 922 10 856

Qi sp [MJ] 184 167 184 178 184 178 184 184 178 184 178 184 2 171

38

Qi l [MJ] 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 3 240

Qi [MJ] 1 376 1 269 1 376 1 341 1 376 1 341 1 376 1 376 1 341 1 376 1 341 1 376 16 267

Qi [GJ] 1,376 1,269 1,376 1,341 1,376 1,341 1,376 1,376 1,341 1,376 1,341 1,376 16,267

9.1.4.3.

Spotřeba elektrické energie

Jako vstupní data pro výpočet spotřeby elektrické energie slouţili tyto hodnoty: Osvětlení 200 W; Lednice 0,72 kWh; Pračka 0,70 kWh; Televize 150 W; Počítač 150 W; Ostatní 1,32 kWh Tab. 24 Spotřeba elektrické energie budovy v011 Měsíc

Osvětlení

d

1 31 2 28 3 31 4 30 5 31 6 30 7 31 8 31 9 30 10 31 11 30 12 31 Celkem [kWh/rok]

49,60 44,80 49,60 48,00 49,60 48,00 49,60 49,60 48,00 49,60 48,00 49,60 584

9.1.4.4.

Pračka

Lednice 22,32 20,16 22,32 21,60 22,32 21,60 22,32 22,32 21,60 22,32 21,60 22,32 262,80

Televize Počítač

21,70 19,60 21,70 21,00 21,70 21,00 21,70 21,70 21,00 21,70 21,00 21,70 255,50

Ostatní

37,20 33,60 37,20 36,00 37,20 36,00 37,20 37,20 36,00 37,20 36,00 37,20 438,00

40,92 36,96 40,92 39,60 40,92 39,60 40,92 40,92 39,60 40,92 39,60 40,92 481,80

Qel [kWh] 171,74 155,12 171,74 166,20 171,74 166,20 171,74 171,74 166,20 171,74 166,20 171,74 2022,10

Celková roční spotřeba energie

V celkové roční spotřebě energie nebylo uvaţováno s chlazením a nuceným větráním. Pro tuto budovu byla zahrnuta energie na vytápění, ohřev teplé vody a v poslední řadě také spotřeba elektrické energie. Tab. 25 Celková roční spotřeba energie budovy v011 převedena na celkovou roční měrnou spotřebu energie zařazenou do níţe uvedeného průkazu energetické náročnosti budovy. Druh spotřeby

S energet. zisky

Bez energet. zisků

Spotřeba energie na vytápění [kWh]

9 389

17 300

Spotřeba energie na ohřev TV [kWh]

3395

3395

2022

2022

Spotřeba elektrické energie [kWh] [kWh/rok] Celkem [kWh/m².a]

14 806,1 172,04

39

22 717 263,97

Na základě vypočítané celkové měrné spotřeby energie za rok, byl vystaven průkaz energetické náročnosti budovy (Obr. 5), dle vyhlášky č. 148/2007 Sb.

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY Hodnocení budovy

Rodinný dům typ v011 Celková podlahová plocha: VELMI ÚSPORNÁ

86,1 m2

stávající stav kWh/m

2

doporučení 2

třída EN kWh/m třída EN

0 50 51 97 98 142 143

191 192 240 241

286

>286

MIMOŘÁDNĚ NEHOSPODÁRNÁ Měrná vypočtená roční spotřeba energie kWh/m2 rok Celková roční vypočtená energie v GJ

172,04

53,30 Podíl dodané energie připadající na [%]: vytápění chlazení větrání teplá voda 63,41 0,00 0,00 22,93 Doba platnosti průkazu: 2.5.2021 Jméno a příjmení: Petr Sezima Průkaz vypracoval: Osvědčení č.: Datum vypracování: 2.5.2011 Obr. 5 Průkazka energetické náročnosti budovy v011

40

osvětlení 13,66

D

9.1.5. Provozní náklady budovy Pro výpočet provozních nákladů byl vyuţit výsledek z energetické náročnosti budovy v kWh. Pro porovnání byly vytvořeny dvě varianty výpočtů na základě odlišné spotřeby energie za vytápění díky vlivům energetických zisků. Jako paliva na vytápění a ohřívání teplé vody byly zvoleny dřevěné pelety, kusové dřevo, zemní plyn a elektřina – jistič 3x35 A. Na základě výpočtu spotřebovaného tuhého paliva za rok, byl zapotřebí i výpočet velikost skladu na jejich uloţení. 9.1.5.1.

Spotřeba a cena energií podmíněné spotřebou energie za vytápění se zohledněnými energetickými zisky

Tab. 26. a 27. Roční spotřeba energie za vytápění a ohřev TV s energetickými zisky

Celková roční spotřeba energie budovy s energetickými zisky

12783,69 kWh 46,02 GJ

14806,10 kWh 53,30 GJ

41

Tab. 28 V tabulce byla zaznamenána spotřeba paliva a cena energií pro budovu v011 se zohledněný energetickými zisky

Druh paliva

Měrná jednotka

Výhřevnost paliva

Cena paliva

Účinnost zdroje

Paušální platba

Spotřeba paliva a cena energií za vytápění a ohřev TV Kč/rok celkem

3008 4198 14204

Kč/rok bez paušálu 14137 12595 16463

13045

31450

36227

paliva/rok [m.j.]

0 0 230,44

index vyuţití e.n. 0 0 0

461

0,86

m.j.

MJ/mj

kWh/mj

Kč/mj

%

Kč/měsíc

Dřevěné pelety Dřevo kusové Zemní plyn

kg kg kWh

18 14,6 3,6

5 4,06 1

5 2,5 1,159

85 75 90

Elektřina - jistič 3x25 A sazba D 45d

kWh

3,6

1

2,411

98

15040 10496 19228

9.1.5.2.

Spotřeba a cena energií podmíněné spotřebou energie za vytápění bez zohledněných energetických zisků

Tab. 29. a 30. Roční spotřeba energie za vytápění a ohřev TV bez energetických zisků

Celková roční spotřeba energie budovy bez energetických zisků

20 695 kWh 74,50 GJ

22 717 kWh 81,78 GJ

Tab. 31 V tabulce byla zaznamenána spotřeba paliva a cena energií pro budovu v011 bez zohledněných energetických zisků

42

Měrná jednotka

Výhřevnost paliva

Cena paliva

Účinnost zdroje

Paušální platba

Spotřeba paliva a cena energií za vytápění a ohřev TV

Druh paliva m.j.

MJ/mj

kWh/mj

Kč/mj

%

Kč/měsíc

index vyuţití e.n.

paliva/rok [m.j.]

Kč/rok bez paušálu

Kč/rok celkem


kg kg kWh

18 14,6 3,6

5 4,06 1

5 2,5 1,152

85 75 90

0 0 252,2

0 0 0

4869 6796 22994

22886 20389 26489

24346 16991 29515

Elektřina - jistič 3x25 A sazba D 45d

kWh

3,6

1

2,411

98

461

0,91

21117

50913

55952

9.1.5.3.

Grafické znázornění spotřeb a cen energií

40000 35000

paliva/rok [m.j.]

30000

Kč/rok celkem

25000 20000 15000 10000 5000 0 Dřevěné pelety

Dřevo Zemní plyn Elekřina kusové

Graf 2 V grafu byly zaznamenány hodnoty z tabulky 28.

60000 50000

paliva/rok [m.j.] Kč/rok celkem

40000 30000 20000 10000 0 Dřevěné pelety

Dřevo kusové

Zemní plyn Elekřina

Graf 3 V grafu byly zaznamenány hodnoty z tabulky 31.

43

9.1.5.4.

Velikost skladu na biopaliva

Tab. 32 Potřebná velikosti skladu pro uvedené palivo budovy v011 na základě spotřeby paliva z tabulky 28.

Druh paliva Dřevěné pelety Dřevo kusové


Velikost skladu [m³]

600 315

5,01 13,33

Tab. 33 Potřebná velikosti skladu pro uvedené palivo budovy v011 na základě spotřeby paliva z tabulky 31.

Druh paliva Dřevěné pelety Dřevo kusové


Velikost skladu [m³]

600 315

8,12 21,58

Pozn.: Z hlediska úspory textu, se další řešené varianty budov seskupily do několika tabulek, které vypovídají o celé problematice. Celá kompletní dokumentace výpočtů je přiloţena do příloh na CD. 44

9.2. Budova v021 Prostup tepla obálkou budovy byl vypočten dle metody ČSN 73 0540 a posouzen dle článku 9.1 aţ 9.4 v ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov - Poţadavky. Tab. 34 Prostup tepla obálkou budovy v021 Obvodový plášť [W/K] Okna, dveře [W/K] Střecha [W/K] Podlaha [W/K] Celkem [W/K] Plocha [m²] Uem [W/(m²K)] Uem, rq [W/(m²K)] Poţadavek ČSN 73 0540-2

38,00 37,43 30,41 56,31 162,15 389,45 0,416 0,445

Obvodový plášť Okna, dveře Střecha Podlaha 56,31

38,00

30,41

je splněn

37,43

Graf 4 Rozloţení tepelné ztráty [W/K]

ENERGETICKÝ ŠTÍTEK OBÁLKY BUDOVY Rodinný dům typ v021 Celková podlahová plocha: VELMI ÚSPORNÁ

112,6

Hodnocení obálky budovy m

2

stávající

doporučení

0,3 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5 MIMOŘÁDNĚ NEHOSPODÁRNÁ Průměrný souč. prostupu tepla obálky budovy 0,416 0,334 2 Uem ve W/(m .K) Uem = HT / A 2 3 Klasifikažní ukazatele Cl a jim odpovídající hodnoty Uem pro A / V = 1,032 m /m Cl 0,3 0,6 0,75 1,0 1,5 2 2,5 Uem 0,13 0,27 0,33 0,45 0,75 1,05 1,56 Platnost štítku do: 2.5.2021 Datum: 2.5.2011 Štítek vypracoval: Jméno a příjmení: Petr Sezima Klasifikace:


C

Energetická náročnost budovy byla vypočtena dle vyhlášky č. 148/2007 Sb. Tab. 35 Celková měrná tepelná

Tab. 36 Celková spotřeba energie budovy

ztráta budovy v021

v021 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

HC[W/K]

Spotřeba energie na vytápění [kWh] Spotřeba energie na ohřev TV [kWh]

125,80

36,48

162,28

Spotřeba elektrické energie [kWh] Celkem [kWh/rok] [kWh/m².a]

S energet. zisky

Bez energet. zisků

11992

22333

3395

3395

2168

2168

17555,8 155,88

27897 247,70

Tab. 37 Spotřeba paliva a cena energií za vytápění a ohřev TV budovy v021

Druh paliva

Spotřeba paliva a cena energií za vytápění a ohřev TV S energetickými zisky Bez energetických zisků paliva/rok Kč/rok bez [m.j.] paušálu

Kč/rok celkem

paliva/rok Kč/rok bez [m.j.] paušálu

Kč/rok celkem


3621 5053 17097

18103 12633 19816

18103 12633 22581

6054 8449 28587

30269 21123 32875

30269 21123 36093

Elektřina-jistič 3x25A sazba D 45d

15701

37856

42705

26253

63297

68399

Tab. 38 Velikost skladu na uskladnění tuhých paliv spotřebované za rok v budově v021 Druh paliva Dřevěné pelety Dřevo kusové

Sypná hmotnost [kg/m³] 600 315

Velikost skladu [m³] S energet. zisky Bez energet. zisků 6,03 10,09 16,04 26,82

46


49,20 36,16 31,02 57,45 173,83 432,40 0,402 0,434

Obvodový plášť Okna, dveře Střecha 57,45 Podlaha

49,20

31,02 36,16

je splněn

Graf 5 Rozloţení tepelné ztráty [W/K] ENERGETICKÝ ŠTÍTEK OBÁLKY BUDOVY Rodinný dům typ v031 Celková podlahová plocha: VELMI ÚSPORNÁ

114,9


2

stávající

doporučení



C

Energetická náročnost budovy byla vypočtena dle vyhlášky č. 148/2007 Sb. Tab. 40 Celková měrná tepelná ztráta


budovy v031

v031 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

HC[W/K]

173,83

47,72

221,55

Spotřeba energie na vytápění [kWh] Spotřeba energie na ohřev TV [kWh] Spotřeba elektrické energie [kWh] Celkem [kWh/rok] [kWh/m².a]

S energet. zisky

Bez energet. zisků

13696

23618

3395

3395

2168

2168

19259,8 167,62

29182 253,97


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


4022 5613 18990

20108 14032 22010

20108 14032 24775

6356 8871 30015

31780 22178 34517

31780 22178 37735


17440

42048

46958

27565

66458

71579




48


19,26 19,00 13,74 16,99 69,00 309,95 0,223 0,447

Obvodový plášť Okna, dveře Střecha

16,99

19,26

Podlaha 13,74

19,00

je splněn


86,06


2

stávající

doporučení



B



budovy v012

v012 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

HC[W/K]

69,00

33,82

102,82

Spotřeba energie na vytápění [kWh] Spotřeba energie na ohřev TV [kWh] Spotřeba elektrické energie [kWh] Celkem [kWh/rok] [kWh/m².a]

S energet. zisky

Bez energet. zisků

3952

10961

3395

3395

2022

2022

9369,8 108,88

16378 190,32


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


1729 2413 8164

8644 6032 10017

8644 6032 11394

3378 4715 15951

16889 11787 18487

16889 11787 21253


7497

18076

22414

14649

35319

40168




50


24,10 25,13 17,98 22,24 89,45 398,51 0,224 0,450


22,24

24,10

Podlaha 17,98

25,13

je splněn



112,6


2

stávající

doporučení



B



budovy v022

v022 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

89,45

43,66


HC[W/K]

Spotřeba elektrické energie [kWh]

133,11

Celkem [kWh/rok] [kWh/m².a]

S energet. zisky

Bez energet. zisků

5008

14190

3395

3395

2168

2168

10571,9 93,87

19754 175,40


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


1977 2760 9337

9886 6899 11457

9886 6899 12834

4138 5775 19539

20689 14438 22509

20689 14438 25536


8575

20674

25072

17944

43263

48188




52


31,12 23,45 18,35 22,68 95,60 443,59 0,216 0,437


31,12

18,35 23,45

je splněn



114,9


2

stávající

doporučení


Obr. 10. Energetický štítek obálky budovy v032 53

B



budovy v032

v032 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

95,60

44,12


HC[W/K]


139,72


S energet. zisky

Bez energet. zisků

6214

14895

3395

3395

2168

2168

11777,9 102,51

20458 178,05


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


2261 3156 10677

11305 7890 13101

11305 7890 14478

4303 6006 20322

21517 15016 23411

21517 15016 26437


9806

23641

28155

18663

44996

49942




54


15,79 18,34 11,16 14,41 59.70 309,95 0,193 0,447


15,79

11,16 18,34

je splněn


86,06


2

stávající

doporučení



B



budovy v013

v013 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

59,70

33,82


HC[W/K]


93,52


S energet. zisky

Bez energet. zisků

3102

9970

3395

3395

2022

2022

8519,5 99,00

15387 178,80


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


1529 2134 7219

7644 5334 8858

7644 5334 10235

3145 4389 14850

15723 10973 17211

15723 10973 19976


6630

15984

20203

13637

32880

37685




56


19,76 24,28 14,60 18,86 77,49 398,51 0,194 0,450


18,86

19,76

Podlaha 14,60

24,28

je splněn



112,6


2

stávající

doporučení



B



budovy v023

v023 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

77,50

43,66


HC[W/K]


121,16


S energet. zisky

Bez energet. zisků

3916

12916

3395

3395

2168

2168

9479,3 84,17

18480 164,09


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


1720 2401 8123

8601 6002 9967

8601 6002 11345

3838 5357 18124

19190 13392 20879

19190 13392 23905


7460

17986

22253

16644

40129

45012




58


25,51 22,65 14,90 19,24 82,29 443,59 0,186 0,437


19,24

25,51

Podlaha 14,90 22,65

je splněn



114,9


2

stávající

doporučení


Obr. 13. Energetický štítek obálky budovy v033 59

B



budovy v033

v033 Druh spotřeby

HT [W/K]

HV [W/K]

82,30

44,12


HC[W/K]


126,42


S energet. zisky

Bez energet. zisků

4998

13477

3395

3395

2168

2168

10561,9 91,92

19040 165,71


Druh paliva


Kč/rok celkem


Kč/rok celkem


1975 2756 9326

9875 6891 11443

9875 6891 12821

3970 5541 18746

19849 13852 21596

19849 13852 24622


8565

20650

25046

17216

41508

46410




60

10. Celkové náklady na energie 10.1. Investiční náklady Tab. 74 Investiční náklady Investiční náklady na vytápění a ohřev TV Kusové dřevo

Typ paliva Typ ZT

1)

Název ZT

Zplynovací kotel Verner V140 Extra

61

I3)

Ţ4) I/rok5)

230000

15 15333

OT + příslušenství [Kč]

60000

20

3000

Stavební část [Kč]

200000

50

4000

ZT + příslušenství [Kč] 2)

Dřevěné pelety

Interiérové kamna Verner 13/10.1 Ţ

Verner 6/3

Elektřina D 45d

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Guntamatic Therm 7 Flex

La Nordica Eco Logica Idro

Junkers Ceraclass ZS 12-2

Ecoflex EL 1000

I/rok

I

Ţ

I/rok

96000 15 6400 52000 10 5200 260000 20 13000

120000 15 8000 60000 12 5000

-

-

-

60000 20 3000 60000 20 3000

I

-

-

I/rok

-

Ţ

Zemní plyn

I

-

-

I/rok

-

Ţ

I

I/rok

Ţ

I

60000

20

3000

60000

-

-

-

-

I/rok

I

Ţ

20 3000 60000 20 3000 30000 15 2000 -

-

-

-

-

-

Celkem [Kč]

490 000

156 000

112 000

320 000

180 000

120 000

30 000

Celkem/rok [Kč]

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

Pozn.:Uvedené ceny jsou zahrnuty včetně DPH. Vysvětlivky: 1) Zdroj tepla 2) Otopné těleso 3) Investice [Kč] 4) Ţivotnost [a] 5) Investice za rok [Kč/rok]

Výkonnostní parametry ZT: 1) Verner V140 Extra 2) Verner 13/10.1 3) Verner 6/3 4) Guntamatic Therm 7 5) La Nordica Eco

7-14 kW 9 kW; 7kW topné těleso 6,5kW; 3kW topné těleso 2-7 kW 3-14,5 kW; 8,5kW topné těleso

6) Junkers Ceraclass 7) Ecoflex EL 1000

4-12 kW 1 kW

-

10.2. Provozní náklady 10.2.1. Budova v011 (kompletní vzor výpočtu) Tab. 75 Provozní náklady Roční měrná spotřeba energie za vytápění a ohřev TV s energetickými zisky

12 784 kWh

Roční měrná spotřeba energie za vytápění a ohřev TV bez energetických zisků

20 695 kWh

46,02 GJ

74,50 GJ

Celková roční měrná spotřeba energie budovy s energetickými zisky

14 806 kWh

Celková roční měrná spotřeba energie budovy bez energetických zisků

22 717

53,30

GJ kWh

81,78

GJ

Provozní náklady na vytápění a ohřev TV Kusové dřevo

Typ paliva

62

Zplynovací kotel

Typ zdroje

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla

Dřevěné pelety

Interiérové kamna Verner 13/10.1

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Verner 6/3



Zemní plyn

Elektřina D 45d

Závěsný kotel

Přímotop

Junkers Ceraclass Ecoflex EL 1000 ZS 12-2

Účinnost spalovacího zařízení [-]

0,75

0,8

0,8

0,85

0,8

0,9

0,98

Výhřevnost paliva [kWh/mj]

4,06

4,06

4,06

5

5

1

1

Cena paliva [Kč]

2,5

2,5

2,5

5

5

1,159

1,152

2,411

Paušál [Kč/měsíc]

-

-

-

-

-

230,44

252,2

461

Index vyuţití energonositele [-]

-

-

-

-

-

-

S ener. zisky

4 198

3 936

3 936

3 008

3 196

14 204

13 045

Bez ener. zisků

6 796

6 371

6 371

4 869

5 174

22 994

21 117

S ener. zisky

10 496

9 840

9 840

15 040

15 980

19 228

36 227

Bez ener. zisků

16 991

15 929

15 929

24 346

25 868

29 515

55 952

Roční spotřeba paliva [mj] Celkem/rok [Kč]

Pozn.: Uvedené ceny zemního plynu a elektrické energie jsou stanoveny podle ceny z internetového portálu. [17]

0,86

0,91

Pozn.: Z hlediska úspory textu, se další řešené varianty budov neuváděly. Konečné ceny za provozní náklady se uvedly aţ v celkových nákladech spolu s finančními náklady. Celá kompletní dokumentace výpočtů je přiloţena do příloh na CD.

10.3. Celkové náklady Podle grafického přehledu tepelných ztrát ze str. 68 a výkonnostních parametrů zdroje tepla ze str. 60, byly ke kaţdé variantě vybrány pouze některé z moţných řešených variant otopné soustavy. Rozhodujícími faktory byla tepelná ztráta objektu a jmenovitý respektive regulovatelný výkon zdroje tepla. Všechny uvedené ceny jsou zahrnuty včetně DPH. Tab. 76 Celkové náklady budovy v011 63

Investiční a provozní náklady na vytápění a ohřev TV Kusové dřevo

Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Elektřina D 45d

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

10 496

9 840

9 840

15 040

15 980

19 228

36 227

Bez ener. zisků

16 991

15 929

15 929

24 346

25 868

29 515

55 952

S ener. zisky

32 829

19 240

18 040

31 040

26 980

27 228

38 227

Bez ener. zisků

39 324

25 329

24 129

40 346

36 868

37 515

57 952

Investiční náklady za rok [Kč]

Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Zemní plyn

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla

Provozní náklady za rok [Kč]

Dřevěné pelety

Tab. 77 Celkové náklady budovy v021 Investiční a provozní náklady na vytápění a ohřev TV Kusové dřevo

Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Elektřina D 45d

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

12 633

11 844

11 844

18 103

19 234

22 581

42 705

Bez ener. zisků

21 123

19 803

19 803

30 269

32 160

36 093

68 399

S ener. zisky

34 967

21 244

20 044

34 103

30 234

30 581

44 705

Bez ener. zisků

43 457

29 203

28 003

46 269

43 160

44 093

70 399

Zemní plyn

Elektřina D 45d


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Zemní plyn

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety

64


Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

14 032

13 155

13 155

20 108

21 364

24 775

46 958

Bez ener. zisků

22 178

20 792

20 792

31 780

33 767

37 735

71 579

S ener. zisky

36 366

22 555

21 355

36 108

32 364

32 775

48 958

Bez ener. zisků

44 512

30 192

28 992

47 780

44 767

45 735

73 579


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety


Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Elektřina D 45d

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

6 032

5 655

5 655

8 644

9 184

11 394

22 414

Bez ener. zisků

11 787

11 050

11 050

16 889

17 945

21 253

40 168

S ener. zisky

28 366

15 055

13 855

24 644

20 184

19 394

24 414

Bez ener. zisků

34 120

20 450

19 250

32 889

28 945

29 253

42 168

Zemní plyn

Elektřina D 45d


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Zemní plyn

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety

65


Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

6 899

6 468

6 468

9 886

10 504

12 834

25 072

Bez ener. zisků

14 438

13 535

13 535

20 689

21 982

25 536

48 188

S ener. zisky

29 233

15 868

14 668

25 886

21 504

20 834

27 072

Bez ener. zisků

36 771

22 935

21 735

36 689

32 982

33 536

50 188


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety


Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Elektřina D 45d

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

7 890

7 396

7 396

11 305

12 012

14 478

28 155

Bez ener. zisků

15 016

14 078

14 078

21 517

22 862

26 437

49 942

S ener. zisky

30 223

16 796

15 596

27 305

23 012

22 478

30 155

Bez ener. zisků

37 349

23 478

22 278

37 517

33 862

34 437

51 942

Zemní plyn

Elektřina D 45d


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Zemní plyn

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety

66


Typ paliva

Zplynovací kotel

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

5 334

5 001

5 001

7 644

8 121

10 235

20 203

Bez ener. zisků

10 973

10 287

10 287

15 723

16 706

19 976

37 685

S ener. zisky

27 668

14 401

13 201

23 644

19 121

18 235

22 203

Bez ener. zisků

33 306

19 687

18 487

31 723

27 706

27 976

39 685

Typ zdroje tepla

Verner V140 Extra 22 333

S ener. zisky


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna Verner 13/10.1

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety


Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Elektřina D 45d

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

6 002

5 627

5 627

8 601

9 139

11 345

22 253

Bez ener. zisků

13 392

12 555

12 555

19 190

20 389

23 905

45 012

S ener. zisky

28 336

15 027

13 827

24 601

20 139

19 345

24 253

Bez ener. zisků

35 725

21 955

20 755

35 190

31 389

31 905

47 012

Zemní plyn

Elektřina D 45d


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Zemní plyn

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety

67


Typ paliva

Zplynovací kotel

Typ zdroje tepla

Nástěnný kotel

Interiérové kamna

Závěsný kotel

Přímotop

Verner 13/10.1

Verner 6/3




Ecoflex EL 1000

22 333

9 400

8 200

16 000

11 000

8 000

2 000

S ener. zisky

6 891

6 460

6 460

9 875

10 492

12 821

25 046

Bez ener. zisků

13 852

12 986

12 986

19 849

21 090

24 622

46 410

S ener. zisky

29 225

15 860

14 660

25 875

21 492

20 821

27 046

Bez ener. zisků

36 185

22 386

21 186

35 849

32 090

32 622

48 410


Celkem/rok [Kč]

Interiérové kamna

Verner V140 Extra

Název zdroje tepla


Dřevěné pelety

11. Přehled jednotlivých výsledků Tab. 85 Klasifikace prostupu tepla obálkou budovy – energetický štítek Bungalov typ 2

Bungalov typ 1

Bungalov typ 3

68

OZNAČENÍ BUDOVY A/V [m²/m³]

v011 1,050

v012 1,019

v013 1,019

v021 1,032

v022 1,001

v023 1,001

v031 1,123

v032 1,092

v033 1,092

Uem, N, rq [W/m²K]

0,443

0,447

0,447

0,445

0,450

0,450

0,434

0,437

0,437

Uem, N, rc [W/m²K]

0,332

0,335

0,335

0,334

0,337

0,337

0,325

0,328

0,328

Uem [W/m²K]

0,416

0,223

0,193

0,416

0,224

0,194

0,402

0,216

0,186

Cl [%]

0,94

0,50

0,43

0,93

0,50

0,43

0,93

0,49

0,42

C

B

B

C

B

B

C

B

B

Vyhovující

Úsporná

Úsporná

Vyhovující

Úsporná

Úsporná

Vyhovující

Úsporná

Úsporná

Hodnocení obálky budovy Slovní vyjádření klasifikace obálky

Tepelná ztráta [kW] 1,67

1,66 1,28 1,53 1,18 4,40

1,18

1,54 1,53

5,68

3,35

2,88

v031

v032

v033

1,53

1,67

1,54

1,54

2,71

6,08

3,35

2,88

3,13

2,71

v021

v022

v023

1,18

1,66

1,53

2,09

5,68

3,13

2,42

2,09

v011

v012

v013

Větrání

1,28

1,18

Prostup

4,40

2,42

69 Graf 12 Tepelná ztráta větráním a prostupem Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou tepelnou ztrátu.

1,54

6,08

Roční spotřeba energie zahrnuta s energetickými zisky [kWh] 2168 2168 2022

3395

3395

3395

2168 2022

9389

3395

2168 2022 11992

3395

3395

13696

70

4998

v031

v032

v033

2168

2168

2168

2168

3395

3395

3395

3395

3395

5008

3916

13696

6214

4998

v021

v022

v023

2022

2168

2168

3395

3395

3395

3952

3102

11992

v011

v012

v013

Elektřina

2022

2022

Ohřev TV

3395

Vytápění

9389

3395 6214

3916

3102

3395

3395

5008

3952

2168

2168

Graf 13 Energetická náročnost budovy zahrnuta s energetickými zisky Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou energetickou náročnost.

Ceny spotřebovaných energií zahrnuty s energet. zisky - kusové dřevo [Kč]

12029

12029

11351 11351

12029 11351

2788

12029

2788

12029

12029

2788 2788

2788

3245

2547

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

2788

Vytápění

7708

7708

9846

2788

2788

11245

2788

2788

71

5102

4104

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

2788

2788

2788

2788

2788

4112

3215

11245

5102

4104

4112

3215

v021

v022

v023

11351

12029

12029

2788

2788

2788

3245

2547

9846

Graf 14 Roční ceny za spotřebované energie zahrnuty s energetickými zisky při pouţití kusového dřeva na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Ceny spotřebovaných energií zahrnuty s energet. zisky - dřevěné pelety [Kč] 12029 12029 11351 3994 3994

11046

11351

3994

3994

12029

14109

3994

11351

3994

3994

72

v032

v033

12029

12029

12029

12029

3994

3994

3994

3994

3994

5892

4607

16113

7311

5881

v022

v023

11351

12029

12029

3994

3994

3994

4650

3650

14109

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

3994

Vytápění

11046

3994

v031

v021

v011

3994

5881

4607

3650

16113

12029

7311

5892

4650

12029

12029

Graf 15 Roční ceny za spotřebované energie zahrnuty s energetickými zisky při pouţití dřevěných pelet na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Ceny spotřebovaných energií zahrnuty s energet. zisky - zemní plyn [Kč] 12029

12029 11351 7138 7138 7138

11351

11351

6006

6006

6766

5607

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

7138

Vytápění

14856

14856

12029

18209

6006

12029

12029 6006

6006

20403

12029

6006

73

9850

8192

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

6006

6006

7138

6006

6006

8206

6716

20403

9850

8192

8206

6716

v021

v022

v023

11351

12029

12029

6006

6006

7138

6766

5607

18209

Graf 16 Roční ceny za spotřebované energie zahrnuty s energetickými zisky při pouţití zemního plynu na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Ceny spotřebovaných energií zahrnuty s energet. zisky - elektrická energie [Kč] 12029 12029 11351

13885 13885

13885

11351 13885

12029 11351 13885 13885

28630

12029 12029 13885 13885

35036

74

17829

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

13885

13885

13885

13885

13885

17854

15166

39228

20821

17829

15166

v021

v022

v023

11351

12029

12029

13885

13885

13885

15256

13164

35036

13164

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

13885

Vytápění

28630

13885

39228 20821

17854

15256

12029

Graf 17 Roční ceny za spotřebované energie zahrnuty s energetickými zisky při pouţití elektrické energie – D 45d na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Roční spotřeba energie bez energetických zisků [kWh] 2168

2168

3395

3395 2022 3395

2168 2022 3395

3395

2022 3395

2168 2168

3395

3395

13477

v031

v032

v033

2168

2168

2168

2168

3395

3395

3395

3395

3395

14190

12916

23618

14895

13477

12916

v021

v022

v023

2022

2168

2168

3395

3395

3395

10961

9970

22333

v011

v012

v013

Elektřina

2022

2022

Ohřev TV

3395

Vytápění

17300

75

14895

14190 9970

3395

23618

22333

17300 10961

2168

Graf 18 Energetická náročnost budov bez zahrnutých energetických zisků Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou energetickou náročnost.

Ceny spotřebovaných energií bez zahrnutých energet. zisků - kusové dřevo [Kč] 12029

12029 11351 2788 2788

11351

12029

12029

2788

2788

2788

12029

12029

11351

2788

2788

8999

8185

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

2788

Vytápění

14203

2788

19391

18336

14203

2788

76

12229

11065

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

2788

2788

2788

2788

2788

11650

10605

19391

12229

11065

11650

10605

v021

v022

v023

11351

12029

12029

2788

2788

2788

8999

8185

18336

Graf 19 Roční ceny za spotřebované energie bez zahrnutých energetických zisků při pouţití kusového dřeva na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Ceny spotřebovaných energií bez zahrnutých energet. zisků - dřevěné pelety [Kč] 12029

12029 11351 3994

3994 11351

3994 12029

12029

11351 3994

3994

3994

12895

11729

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

3994

Vytápění

20352

3994

3994

12029 3994

27786

26274

20352

12029

77

17523

15855

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

3994

3994

3994

3994

3994

16694

15196

27786

17523

15855

16694

15196

v021

v022

v023

11351

12029

12029

3994

3994

3994

12895

11729

26274

Graf 20 Roční ceny za spotřebované energie bez zahrnutých energetických zisků při pouţití dřevěných pelet na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Ceny spotřebovaných energií bez zahrnutých energet. zisků - zemní plyn [Kč] 12029

12029 11351 7372

7557 11351 7138

7557

12029

12029

7372

7372

11351 7138

78

20277

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

7372

7372

7557

7372

7372

21190

19559

33397

22091

20277

19559

v021

v022

v023

11351

12029

12029

7138

7138

7557

16881

15604

31755

15604

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

7372

Vytápění

25170

7372

22091

21190

16881

7372

12029

33397

31755 25170

12029

Graf 21 Roční ceny za spotřebované energie bez zahrnutých energetických zisků při pouţití zemního plynu na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elektrické energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Ceny spotřebovaných energií bez zahrnutých energet. zisků - elektrická energie [Kč] 12029

12029 11351

13885

13885 12029

13885

11351 13885

11351

13885

12029

12029

13885

13885

12029 13885

13885 63638

60476 48092

79

42176

38688

v031

v032

v033

12029

12029

12029

12029

13885

13885

13885

13885

13885

40443

37309

63638

42176

38688

40443

37309

v021

v022

v023

11351

12029

12029

13885

13885

13885

32498

30059

60476

32498

30059

v011

v012

v013

Elektřina

11351

11351

Ohřev TV

13885

Vytápění

48092

Graf 22 Roční ceny za spotřebované energie bez zahrnutých energetických zisků při pouţití elektrické energie D 45d na vytápění a ohřev TV. Spotřeba elekt. energie za spotřebiče byla vypočítána ze sazby D 02d a zahrnuta do celkové ceny za spotřebované energie pro uvedené budovy. Pozn.: Hodnoty nad sloupci v grafu označují celkovou cenu spotřebované energie.

Investiční náklady

490 000

320 000 Kč

180 000 156 000 120 000

112 000

30 000

Verner V140 Extra

Verner 13/10.1

Verner 6/3

Guntamatic Therm 7

Graf 23 Investiční náklady otopných soustav

80

La Nordica Eco

Junkers Ceraclass

Ecoflex EL 1000

Tab. 86 Celkové náklady na energie pro varianty budov s energetickými zisky

v013

v021

v022

v023

v031

v032

v033

Verner V140 Extra [Kč]

32 829

28 366

27 668

34 967

29 233

28 336

36 366

30 223

29 225

Verner 13/10.1[Kč]

-

-

-

21 244

-

-

22 555

-

-

Verner 6/3 [Kč]

18 040

-

-

-

14 668

13 827

-

15 596

14 660

Guntamatic Therm 7 Flex [Kč]

31 040

24 644

23 644

-

25 886

24 601

-

27 305

25 875

-

-

-

30 234

-

-

32 364

-

-

Junkers Caraclass ZS 12-2 [Kč]

27 228

19 394

18 235

30 581

20 834

19 345

32 775

22 478

20 821

Ecoflex EL 1000 [Kč]

38 227

24 414

22 203

44 705

27 072

24 253

48 958

30 155

27 046

Pelety

Kus. dřevo

v012

ZP

81

v011

EL

Typ spal. zařízení

La Nordica Eco Logica Idro [Kč]

Pozn.: Ceny celkových nákladů jsou uvedeny včetně DPH.

Tab. 87 Celkové náklady na energie pro varianty budov bez energetických zisků

v013

v021

v022

v023

v031

v032

v033

Verner V140 Extra [Kč]

39 324

34 120

33 306

43 457

36 771

35 725

44 512

37 349

36 185

Verner 13/10.1[Kč]

-

-

-

29 203

-

-

30 192

-

-

Verner 6/3[Kč]

24 129

-

-

-

21 735

20 755

-

22 278

21 186

Guntamatic Therm 7 Flex [Kč]

40 346

32 889

31 723

-

36 689

35 190

-

37 517

35 849

-

-

-

43 160

-

-

44 767

-

-

Junkers Caraclass ZS 12-2 [Kč]

37 515

29 253

27 976

44 093

33 536

31 905

45 735

34 437

32 622

Ecoflex EL 1000 [Kč]

57 952

42 168

39 685

70 399

50 188

47 012

73 579

51 942

48 410

Pelety

Kus. dřevo

v012

ZP

82

v011

EL

Typ spal. zařízení

La Nordica Eco Logica Idro [Kč]

Pozn.: Ceny celkových nákladů jsou uvedeny včetně DPH.

12. Diskuze 12.1. Energetický štítek obálky budovy Prostup tepla obálkou budovy byl počítán dle metody ČSN 73 0540 a posouzen dle článku 9.1 aţ 9.4 v ČSN 73 0540-2 Tepelná ochrana budov – Poţadavky. Souhrnné výsledky jsou uvedeny v tab. 85 „Klasifikace prostupu tepla obálkou budovy – energetický štítek“. Třída energetické náročnosti budov variant v0x1 je hodnocena jako vyhovující, variant v0x2 a v0x3 je hodnocena jako úsporná. Pouţitím vyššího stupně zateplení dojde k úspoře prostupu tepla aţ o 46%. Následný precizní návrh detailů (v0x3) vedoucí k minimalizaci tepelných mostů (změna ΔUtb z 0,05 na 0,02 W/m2K) představuje další úsporu energie a to ve výši 14%. Z uvedeného vyplývá, ţe významným faktorem, který ovlivňuje tepelnou ztrátu prostupem, je nejen koeficient prostupu tepla jednotlivých konstrukcí, ale i způsob jejich vzájemných vazeb.

12.2. Celková tepelná ztráta budovy Celková tepelná ztráta budovy byla zjištěna sečtením tepelné ztráty prostupem a tepelné ztráty větráním. Výsledky jsou přehledně uvedeny v grafu 12. Nejniţší tepelnou ztrátu vykazuje varianta v013 (3,27 kW). Nejvyšší tepelnou ztrátu vykazuje varianta v031 (7,75 kW). Uvedené rozpětí tepelné ztráty neumoţňuje přímé vyuţití kotlů spalujících kusové dřevo. Jistou moţností je pouţití dřevosplynujícího kotle v součinnosti s akumulační nádrţí. Uvedené řešení je však rozměrově náročné a proto vyţaduje vybudování přístavby kotelny. Další moţností vyuţití kusového dřeva jsou interiérová topidla s teplovodní vloţkou. Vyuţití pelet je vázáno na vyuţití zahraničního kotle zn. Guntamatic s moderovaným výkonem hořáku 2 aţ 8 kW. Kotel podobných parametrů není zatím v ČR vyráběn. Technologie výroby tepla z el. energie nebo zemního plynu není uvedenou tepelnou ztrátou podstatněji limitována. Rozsah podílu tepelné ztráty větráním na celkové tepelné ztrátě se pohybuje od 21,5% u varianty v031 do 36,1% u varianty v013. U variant s vyšším podílem tepelné ztráty větráním neţ 1/3, lze z důvodů minimalizace spotřeb energií doporučit vyuţití rekuperace. 83

12.3. Energetická náročnost budovy Energetická náročnost budov byla počítána dle vyhlášky 148/2007Sb. o energetické náročnosti budov ze dne 18. června 2007. Vedle běţné, výše zmíněné metodiky uvaţující se započtením vlivu energetických zisků (solární energie a vnitřní zisky) je energetická náročnost budovy zpracována pro situaci bez solárních zisků. Důvodem je nemoţnost predikovat vliv stínění okolní vegetací na otvorové výplně (pergola před jiţně orientovanými okny). Rozdíly lze pozorovat na grafech 13 a 18. Maximální rozdíl je u varianty v023 (69%), minimální u varianty v031 (42%). Uvedené rozdíly souvisí s velikostí zasklených ploch zejména na jiţní fasádě.

12.4. Celkové náklady na energie Celkové náklady na energie pro jednotlivá technická řešení zdroje tepla jsou přehledně zpracovány v tab. 86 a 87. Jsou součtem provozních nákladů v podobě nákladů na palivo (kap. 9.1.5) a investičních nákladů jednotlivých zdrojů tepla (tab. 74). Jako referenční varianta je zvoleno vytápění zemním plynem. Z uvedených výsledků vyplývá, ţe z hlediska celkových nákladů je nejlevnějším řešením vytápění objektu za pouţití interiérových kamen s teplovodním výměníkem spalujících kusové dříví Verner Golemek. Dosahovaná úspora oproti referenční variantě je 28 aţ 32%. Varianta vycházející z tradiční

technologie

spalování

kusového

dříví

v dřevosplynujícím

kotli

s akumulačními nádrţemi reprezentovaná kotlem Verner V140 Extra dosahuje o 11 aţ 52% vyšší náklady neţ varianta referenční. Toto řešení je přijatelné pouze u objektů s niţším stupněm tepelné izolace. Obdobná situace je při pouţití peletového automatu Guntamatic Therm 7 flex, kde je dosaţeno o 14 aţ 30% vyšších nákladů. Pro zajímavost je uvedena varianta s přímotopy vyuţívající sazbu D45. Zde jsou náklady o 20 aţ 50% vyšší neţ v referenční variantě. Vlastní referenční varianta – plynový kotel Junkers ZS12-2 vychází jako ekonomicky vhodné řešení za předpokladu poţadavku vyššího komfortu obsluhy. Peletová kamna jednoduché konstrukce Eco Logica Idro vykazují úsporu 1%. Tento rozbor byl proveden pro variantu zohledňující tepelné zisky. Tam, kde je jejich vyuţití niţší (především solární zisky), bude dosahováno vyšší spotřeby energie a pouţití investičně nákladnějších technologií bude výhodnější (porovnání tab. 86 a 87). 84

13. Závěr Základním cílem této bakalářské práce bylo zjistit, zdali zdroje tepla spalující biomasu najdou své uplatnění i v energeticky optimalizovaných domech s tepelnou ztrátou pod 10kW. Byla provedena podrobná analýza devíti variant řešení energeticky optimalizovaného domu pro tří aţ čtyřčlennou rodinu. Tepelná ztráta jednotlivých variant vycházela v rozmezí 8 aţ 4 kW. Bylo zjištěno, ţe pro dané výkonové rozpětí existují technicky vhodná a ekonomicky přijatelná řešení. Uvedené tvrzení platí pro kusové dříví i pro bílou peletu. Je však třeba věnovat zvýšenou pozornost vhodnému zdroji tepla, neboť vhodnou techniku na území ČR nabízí omezený počet výrobců či dovozců. Vyhodnocení konkrétních výstupů práce je uvedeno v kapitole „Diskuze“.

85

Summary The basic aim of this Bachelor work was to determine if the heat sources in a household burning biomass can find their place in energetically optimized houses with a heat loss under 10kW. A detailed analysis was made about the nine possible options of energetically optimized house for family of three or four people. Heat loss of each version was within the range of 8 to 4 kW. It was found out that for this power range exist technically and economically suitable solutions. Quoted statement applies to lump wood and the white pellet. It is important to pay attention when choosing the right heat source because in Czech Republic there are only some producers and importers offering acceptable heating units. The concrete outputs’ evaluation is discussed in the chapter “Discussion”.

86

14. Seznam pouţité literatury Literární zdroje [1] BEČKA, Roman. Přidružená výroba biopaliv. Brno, 2010. 95 s. Diplomová práce. Mendelova univerzita. [2] ČSN 73 0540:2007 - Tepelná ochrana budov. [3] EBERT, Hans-Peter . Topení dřevem ve všech druzích kamen. 1.české vydání. Ostrava : HEL, 2007. 160 s. [4] HAVÍŘOVÁ, Zdeňka; VAVERKA, Jiří; JINDRÁK, Miroslav. Dřevostavby pro bydlení. 1.vydání. Praha : Grada Publishing, 2008. 376 s. [5] HOLZ, Thomas. Topíme dřevěnými peletami. 1.vydání. Praha : Grada Publishing, a.s., 2007. 144 s. [6] KLOBUŠNÍK, Lubomír. Pelety palivo budoucnosti. 1.vydání. České Budějovice : Sdruţení harmonie, 2003. 112 s. [7] MURTINGER, Karel; BERANOVSKÝ, Jiří. Energie z biomasy. 1.vydání. Brno : Computer Press : EkoWATT, 2011. 106 s. [8] ŘEHÁNEK, Jaroslav . Tepelně-technické a energetické vlastnosti budov. 1.vydání. Praha : Grada Publishing, 2002. 247 s. [9] SIMANOV, Vladimír. Energetické vyuţívání dříví. 2.vydání. Olomouc : TERRAPOLIS, 1995. 98 s. [10] SLÁNSKÝ, Jan . Tepelně-technické posouzení panelů dřevostaveb. Brno, 2011. 107 s. Bakalářská práce. Mendelova univerzita. [11] VAVERKA, Jiří. Stavební tepelná technika a energetika budov. 1.vydání. Brno : VUTIUM, 2006. 648 s. [12] Vyhláška 148/2007 Sb. o energetické náročnosti budov ze dne 18. Června 2007.

87

Internetové zdroje [13] www.guntamatic.cz [online]. 2011 [cit. 2011-05-01]. Therm. Dostupné z www: . [14] www.benekov.cz [online]. 2011 [cit. 2011-05-01]. Benekov S 25. Dostupné z www: . [15] www.esel.cz [online]. 2011 [cit. 2011-05-01]. Hodnocení automatických kotlů. Dostupné z www: . [16] www.kotle-verner.cz [online]. 2011 [cit. 2011-05-01]. VERNER VN25D. Dostupné z www: . [17] www.tzb-info.cz [online]. 2011 [cit. 2011-05-01]. Ceny paliv a energií. Dostupné z www: . [18] www.rdrymarov.cz [online]. 2011 [cit. 2011-05-01]. Stavební díly. Dostupné z www: .

88

15. Seznam příloh Příloha č. 1: Výkresová dokumentace (počet stran A2 – 3x, A3 – 6x a A4 – 1x) Příloha č. 2: Kompletní dokumentace výpočtů vloţena na CD

89

Mendelova univerzita v Brně

Recommend Documents