EFEKTIVNÍ ENERGETICKÝ REGION JIŽNÍ ČECHY – DOLNÍ BAVORSKO Pasivní rodinný dům v praxi Ing. Tomáš Moučka, TÜV SÜD Czech Investice do Vaší budoucnosti Projekt je spolufinancován Evropskou Unií prostřednictvím Evropského fondu pro regionální rozvoj
Historie, definice, normy Historie: první pasivní dům byl postaven v Hesensku a začal být obýván od roku 1991 první v ČR v roce 2005, v současnosti řádově stovky RD Definice: název pochází z principu využívání pasivních tepelných zisků v budově pasivní domy jsou budovy zajišťující příjemné vnitřní prostředí v létě i v zimě bez použití klasického vytápěcího systému oproti stávajícím budovám spotřebují až o 90% méně energií Normy: TNI 73 0329 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění – Rodinné domy
TNI 73 0330 Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění – Bytové domy
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 2
Normy ČSN 730540-2 Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky nutný koncepční přístup respektující místní podmínky a využívající co nejkompaktnější tvar vytápěné části budovy. Vnitřní tepelné zisky od osob, spotřebičů a technologických zařízení se musí stanovit zvláště pečlivě, protože v energetické bilanci pasivního domu hrají mimořádně významnou roli. doporučuje se, aby měrná tepelná ztráta budovy (podle ČSN EN 832) vztažená na 1 m2 podlahové plochy vytápěné části budovy nepřekračovala 0,3 W/(m2K). hodnoty součinitelů prostupu tepla obvodových konstrukcí nemají překračovat hodnotu 0,15 W/(m2K). Doporučují se hodnoty nižší (například u střech je vhodné U ≤ 0,12 W/(m2K) Okna mají mít výsledný součinitel prostupu tepla U ≤ 0,8 W/(m2K) ), při celkové energetické propustnosti solárního záření g ≥ 0,5. všechny obvodové konstrukce a jejich napojení mají být řešeny tak, aby byly minimalizovány tepelné mosty
v konstrukcích a tepelné vazby mezi nimi. Součtový vliv tepelných vazeb obálky budovy by měl být blízký nule. obvodové konstrukce musí být prakticky vzduchotěsné. Experimentální ověření podle ČSN EN 13829 se doporučuje provést vždy, a to ještě před úplným dokončením stavby. nucené větrání má mít celkovou účinnost zpětného získávání tepla vyšší než 75 % a nízkou spotřebu elektrické energie na provoz.
při přípravě a rozvodu teplé vody se má dosahovat nízkých tepelných ztrát. použitím energeticky úsporných elektrických spotřebičů se má dosahovat vysoké účinnosti využití elektrické energie. TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 3
„Zásady“ pasivního domu • dobrý architektonický návrh • kompaktní tvar bez zbytečných výčnělků • prosklené plochy jsou orientovány na jih • špičkové zasklení
• nadstandardní tepelné izolace • vzduchotěsnost domu • důsledné řešení tepelných mostů • regulace vytápění využívající tepelné zisky • strojní větrání s rekuperací tepla • klasický topný systém může zcela chybět „Tepelná ztráta pasivního domu je tak nízká, že nepotřebujete běžný systém vytápění. Tepelné zisky od slunce, lidí a elektrických spotřebičů Vám pohodlně vytopí celý dům po většinu roku.“ – www.pasivnidomy.cz (11/2006)
„…prosklené plochy jsou orientovány na jih,…orientovat prosklení na východ či západ je nevhodné…“
–
EkoWATT (2007)
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 4
Příklad z praxe
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 5
Příklad z praxe č.1
• stěnový systém Medmax 350 a 450mm • střešní systém Medmax (stropní polystyrenové dílce 420mm) • suterénní stěny navíc 100mm Multipor • okenní a dveřní výplně na zakázku U=0,6 W/(m2K) • rekuperační jednotka, 10m2 termosolárních panelů, zemní registr, teplovzdušný krb, podlahové vytápění
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 6
Příklad z praxe č.1
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 7
Příklad z praxe č.1
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 8
Porovnání příkladu č.1 s požadavky normy
Požadavky TNI 73 0329 na pasivní dům:
Vypočtené hodnoty:
1.
měrná potřeba tepla na vytápění EA ≤ 20kWh/(m2a)
•
EA = 17kWh/(m2a)
2.
účinnost rekuperace η ≥75%
•
η = 93%
3.
přívod čerstvého vzduchu do všech pobytových místností
•
zajištěn
4.
doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla konstrukcí na
•
U = 0,09 a 0,14(stěna); 0,6(okno);
systémové hranici
0,10(střecha); 0,12(podlaha)
5.
střední hodnota součinitele prostupu tepla Uem ≤ 0,22 W/(m2K)
•
Uem = 0,22 W/(m2K)
6.
neprůvzdušnost obálky n50 ≤ 0,6/h
•
n50 = 0,43/h
7.
nejvyšší teplota vzduchu v pobytové místnosti θi ≤ 27°C
•
θi = 26,5°C
8.
potřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů PEA ≤
•
PEA = 48kWh/(m2a)
60kWh/(m2a)
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 9
Podíl jednotlivých konstrukcí na celkové tepelné ztrátě Rozložení měrných tepelných toků Zóna Položka 1 Celkový měrný tok H: Měrný tok výměnou vzduchu Hv: Měrný tok zeminou Hg: Měrný tok přes nevytápěné prostory Hu: Měrný tok tepelnými mosty Hd,tb: Měrný tok plošnými kcemi Hd,c: Rozložení měrných toků po konstrukcích: Obvodová stěna: Střecha: Podlaha: Otvorová výplň: Zbylé méně významné konstrukce: Měrný tok speciálními konstrukcemi dH:
TÜV SÜD Czech s.r.o.
Měrný tok [W/K] 113,575 2,862 16,919 --10,954 82,839
Procento [%] 100,00% 2,50% 14,90% 0,00% 9,60% 72,90%
20,981 13,9 16,919 47,958 -----
18,50% 12,20% 14,90% 42,20% 0,00% 0,00%
2008-10 / slide 10
Pasivní solární zisky – užitek nebo problém? Měsíc
?
Q,H,ht[GJ] Q,int[GJ] Q,sol[GJ] Q,gn [GJ] Eta,sol [-] 1 6,39 0,64 1,87 2,51 100% 2 5,22 0,58 2,30 2,88 100% 3 4,87 0,64 3,58 4,23 100% 4 3,24 0,62 4,27 4,89 61% 5 1,64 0,64 5,32 5,96 19% 6 0,88 0,62 5,13 5,75 5% 7 0,55 0,64 5,28 5,92 0% 8 0,37 0,64 5,08 5,73 0% 9 1,83 0,62 4,00 4,62 30% 10 3,22 0,64 3,08 3,72 84% 11 4,71 0,62 1,39 2,02 100% 12 6,24 0,64 0,95 1,59 100%
Potřeba tepla na vytápění = 14.8GJ - z toho ztrátou výplněmi otvorů= 6,2GJ (42%) Pasivní solární zisky: - celkem zisky za rok = 42,3GJ - použitelné zisky = 17,8GJ - procento využití k „vytápění“ = 42%
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 11
Solární systémy na přípravu teplé vody a na přitápění Produkce energie sol. systémy: Měsíc
Q,SC,W[GJ] Q,SC,ht[GJ] Q,H,nd[GJ] 1
0,33
0,64
3,88
2
0,33
0,81
2,36
3
0,33
1,56
0,96
4
0,33
2,00
---
5
0,33
2,56
---
6
0,33
2,31
---
7
0,33
2,60
---
8
0,33
2,45
---
9
0,33
1,90
---
10
0,33
1,32
0,24
11
0,33
0,36
2,70
12
0,33
0,10
4,65
Solární zisky na přitápění: - celkem zisky za rok = 18,6GJ - použitelné zisky = 3,1GJ - procento využití k přitápění = 17%
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 12
Příklad z praxe č.2
• stěnový systém Medmax 450mm • střešní minerální izolace Isover 350mm, částečně mezi krokvemi • skladba podlahy obsahuje 200mm pěnového polystyrenu • okenní výplně UW =0,82 W/(m2K)
• vstupní dveře UD =0,89 W/(m2K) • rekuperační jednotka, termosolární panely pro ohřev teplé vody, zemní registr, elektrické dotápění přiváděného vzduchu TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 13
Příklad z praxe č.2
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 14
Porovnání příkladu č.2 s požadavky normy
Požadavky TNI 73 0329 na pasivní dům:
Vypočtené hodnoty:
1.
měrná potřeba tepla na vytápění EA ≤ 20kWh/(m2a)
•
EA = 12kWh/(m2a)
2.
účinnost rekuperace η ≥75%
•
η = 95%
3.
přívod čerstvého vzduchu do všech pobytových místností
•
zajištěn
4.
doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla konstrukcí na
•
U = 0,09 (stěna); 0,82 (okno);
systémové hranici
0,11(střecha); 0,17(podlaha)
5.
střední hodnota součinitele prostupu tepla Uem ≤ 0,22 W/(m2K)
•
Uem = 0,20 W/(m2K)
6.
neprůvzdušnost obálky n50 ≤ 0,6/h
•
n50 = 0,6/h….projektový předpoklad
7.
nejvyšší teplota vzduchu v pobytové místnosti θi ≤ 27°C
•
θi = 25,9°C
8.
potřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů PEA ≤
•
PEA = 57kWh/(m2a)
60kWh/(m2a)
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 15
Podíl jednotlivých konstrukcí na celkové tepelné ztrátě Rozložení měrných tepelných toků Zóna Položka Měrný tok [W/K] Procento [%] 1 Celkový měrný tok H: 113,575 100,00% Měrný tok výměnou vzduchu Hv: 5,083 4,10% Měrný (ustálený) tok zeminou Hg: 18,355 14,60% Měrný tok přes nevytápěné prostory Hu: --0,00% Měrný tok tepelnými mosty Hd,tb: 13,335 10,60% Měrný tok plošnými kcemi Hd,c: 88,643 70,70% rozložení měrných toků po konstrukcích: Obvodová stěna: 24,706 19,70% Střecha: 20,515 16,40% Podlaha: 18,355 14,60% Otvorová výplň: 43,423 34,60% Zbylé méně významné konstrukce: --0,00% Měrný tok speciálními konstrukcemi dH: --0,00%
TÜV SÜD Czech s.r.o.
Produkce energie solárním systémem: Měsíc Q,SC,W[GJ] Q,f,W [GJ] pokrytí [%] 1 0,29 0,66 44% 2 0,34 0,66 52% 3 0,58 0,66 88% 4 0,66 0,66 100% 5 0,66 0,66 100% 6 0,66 0,66 100% 7 0,66 0,66 100% 8 0,66 0,66 100% 9 0,66 0,66 100% 10 0,50 0,66 75% 11 0,20 0,66 30% 12 0,13 0,66 19%
2008-10 / slide 16
Pasivní solární zisky – užitek nebo problém?
? Potřeba tepla na vytápění = 10,5GJ - z toho ztrátou výplněmi otvorů 35%
Měsíc Q,H,ht[GJ] Q,int[GJ] Q,sol[GJ] Q,gn [GJ] Eta,sol 1
6,77
1,02
2,81
3,83
100%
2
5,56
0,92
3,46
4,38
100%
3
5,23
1,02
5,36
6,37
100%
4
3,58
0,99
6,44
7,42
40%
5
1,97
1,02
7,78
8,80
12%
6
1,19
0,99
7,46
8,45
3%
7
0,86
1,02
7,61
8,63
0%
8
0,68
1,02
7,45
8,46
0%
9
2,15
0,99
6,01
6,99
19%
10
3,57
1,02
4,40
5,41
58%
11
5,07
0,99
2,03
3,02
100%
12
6,62
1,02
1,51
2,52
100%
Pasivní solární zisky: - celkem zisky za rok = 62,3GJ - použitelné zisky = 22,6GJ - procento využití k „vytápění“ = 36%
TÜV SÜD Czech s.r.o.
2008-10 / slide 17
„Dvakrát měř a jednou řeš“ lidové přísloví
„Většina lidí spotřebuje více energie na mluvení o problémech než na jejich řešení.“ Henry Ford
„Když si člověk postaví dům, vždycky zpozoruje, že se při tom naučil něčemu, co měl rozhodně znát, než začal stavět.“ Fridrich Nietzsche
Ing. Tomáš Moučka TÜV SÜD Czech s.r.o. Kutnohorská 221 CZ 500 04 Hradec Králové Tel: +420 495 537 015 / 725 022 083 Email:
[email protected]
