ENERGETICKÁ NÁROČNOST

ENERGETICKÁ NÁROČNOST

ČKAIT PRAHA 5.11.2014

Martin Jindrák 5.11.2014

1

Parametry vnitřní prostředí TEPELNÁ POHODA – (vyrovnaná bilance mezi teplem, které člověk produkuje a teplem, které sdílí s okolím; nemělo by docházet k pocení nebo pocitu chladu... faktory ovlivňující tepelnou pohodu: • výsledná teplota měřená kulovým teploměrem (teplota vzduchu + radiační teplota) běžně 19 – 22°C • relativní vlhkost vzduchu: optimálně 35 – 55% v závislosti na výsledné teplotě • rychlost proudění vzduchu v prostoru: w < 0,2 m/s (lépe < 0,15 m/s)

Zdroj: ATREA 5.11.2014

ČKAIT PRAHA - energetická 2 náročnost budov

2

Parametry vnitřní prostředí TŘÍDY MIKROKLIMATU (ČSN 15251 definuje kvalitu prostředí porovnáním s exteriérem) TŘÍDY MIKROKLIMATU (ČSN 15251 definuje kvalitu prostředí porovnáním s exteriérem) koncentrace CO2 (ppm) nedoporučuje se delší pobyt

> 5000

otupělost, zívání

2500

snížení koncentrace, únava

1600 - 2000

akceptovatelná úroveň

1200 - 1600

přijatelná úroveň - vnitřní prostředí

800 - 1200

venkovní prostředí

350 - 370

třída kvality prostředí

(ČSN EN 15251)

+> 800 - 4. tř. (> 1170)

+ 800 - 3. tř. (1170) 1500 - obecně doporučovaná hodnota

+ 500 - 2. tř. (870) + 350 - 1. tř. (720)

Zdroj: ATREA Seminář SPŠ stavební – Liberec

5.11.2014

ČKAIT PRAHA - energetická náročnost budov

3 3

Dimenzování výkonu větrání pro RD a BD 268/2009 Sb. – znění 20/2012 Sb. - Vyhláška o technických požadavcích na stavby § 11 - Denní a umělé osvětlení, větrání a vytápění . (1) U nově navrhovaných budov musí návrh osvětlení v souladu s normovými hodnotami řešit denní, umělé i případné

sdružené osvětlení, a posuzovat je společně s vytápěním, chlazením, větráním, ochranou proti hluku, prosluněním, včetně vlivu okolních budov a naopak vlivu navrhované stavby na stávající zástavbu. (2) Obytné místnosti musí mít zajištěno denní osvětlení v souladu s normovými hodnotami. (3) Obytné místnosti musí mít zajištěno dostatečné větrání venkovním vzduchem a vytápění v souladu s normovými hodnotami, s možností regulace vnitřní teploty. ČSN EN 15665, Změna Z1 – pro obytné budovy nebo ČSN EN 15 251 – příloha B (4) V pobytových místnostech musí být navrženo denní, umělé a případně sdružené osvětlení v závislosti na jejich funkčním využití a na délce pobytu osob v souladu s normovými hodnotami.

(5) Pobytové místnosti musí mít zajištěno dostatečné přirozené nebo nucené větrání a musí být dostatečně vytápěny s možností regulace vnitřní teploty. Pro větrání pobytových místností musí být zajištěno v době pobytu osob minimální množství vyměňovaného venkovního vzduchu 25 m3/h na osobu, nebo minimální intenzita větrání 0,5 1/h. Jako ukazatel kvality vnitřního prostředí slouží oxid uhličitý CO2, jehož koncentrace ve vnitřním vzduchu nesmí překročit hodnotu 1 500 ppm. ČSN EN 13779 – Větrání nebytových prostor, ČSN EN 15 251 – příloha B – Vstupní parametry vnitřního prostředí pro návrh…… 6/2003 Sb. - Vyhláška, kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb – Příloha č. 1, tabulka č. 4

VYHLÁŠKA JE OPROTI NORMÁM VŽDY ZÁVAZNÝM DOKUMENTEM!

(6) V místnostech, kde jsou instalovány spotřebiče paliv, musí být vždy zajištěn přívod venkovního vzduchu rovný minimálně průtoku spalovacího vzduchu pro jmenovitý výkon a typ spotřebiče. Zdroj: ATREA 5.11.2014


4

Rozdělení spotřeb energií V rámci výpočtů máme srovnatelné okrajové podmínky. Skutečný provoz se ale může velmi lišit

5.11.2014


5

Vliv chování uživatelů Dvě stejné budovy nebudou mít stejnou spotřebu energie. Nebudou mít stejné faktury.

kWh/m2 a

Vztáhněme údaj na dodanou energii do budovy

5.11.2014

Běžné budovy

BESTAND


6

Vliv chování uživatelů - PENB

Měřená spotřeba stejných budov kWh/m2 a

Velmi šetrně se chovající majitelé NED objektu mohou dosáhnout takové spotřeby energie, jako „nešetrní“ majitelé EPD. Dvě rozdílné rodiny v typově stejném domě nebudou mít shodné spotřeby energií. Podle čeho tedy zatřídit objekt a stanovit parametry?

5.11.2014

Běžné budovy Nízkoenergetické domy BESTAND

Pasivní domy

NED

EPD


7

Provoz konkrétního objektu - EPD

Co vlastně zvolit? Každý radí něco jiného………….

??

Skutečná měřená spotřeba energií v energeticky pasivním objektu

5.11.2014

2200

kWh/a na UT

3500

kWh/a na ohřev TV

3320

kWh/a provoz domácnosti

410

kWh/a provoz VZT systému ČKAIT PRAHA - energetická náročnost budov

8

Provoz konkrétního objektu - EPD o místo stavby: Rychnov u Jablonce nad Nisou (zimní.výp.teplota = -18°C, délka top. období = 256 dní – tabulkově, 151 “skutečná“) o Energeticky vztažná plocha objektu – 175,5 m2 o Vnitřní plocha objektu – 141,4 m2 o obestavěný prostor – 320 m3 o výpočtová tepelná ztráta objektu– cca. 2,1 kW o výpočtová potřeba tepla na vytápění – PENB - 12,5 kWh/m2a o skutečná spotřeba – 2005 - 13,8 kWh/m2a 2006 – 10,6 kWh/m2a 2007 - 12,8 kWh/m2a 2008 - 11,6 kWh/m2a

2013 - 9,6 kWh/m2a

v případě větrání bez rekuperace by byla spotřeba : Cca 5100 kWh/a na vytápění (místo 2200) 0 kWh/a provoz VZT zařízení 5.11.2014


9

Doplnění systému větrání 268/2009 Sb. – znění 20/2012 Sb. - Vyhláška o technických požadavcích na stavby

§ 37 – Vzduchotechnická zařízení – Čl. 4. Vzduchotechnická zařízení v provozech s vysokou intenzitou výměny vzduchu musí mít zajištěno zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu zařízením s ověřenou dostatečnou účinností, pokud se neprokáže například energetickým auditem, že takové řešení není v daných podmínkách vhodné.

5.11.2014


10

Rekuperace tepla – účinnost Je možné větrat, aniž bychom ztráceli teplo otevřeným oknem? Je možné toto unikající teplo vrátit zpět do objektu? REKUPERACE TEPLA = znovuzískávání odpadního tepla – v protiproudém rekuperačním výměníku odpadní teplý vzduch předává svou energii nasávanému čerstvému (obvykle chladnějšímu) vzduchu. Tyto dva okruhy se nikdy nemísí, jsou vždy dokonale odděleny.

Samotnou rekuperací není možné vytápět! Teplota přiváděného čerstvého vzduchu po rekuperaci je v zimním období vždy nižší, než teplota odváděného vzduchu z objektu. Rekuperace eliminuje velkou část tepelné ztráty větráním a tím snižuje náklady na vytápění. Zdroj: ATREA 5.11.2014

ČKAIT PRAHA - energetická 11 náročnost budov

11

Rekuperace tepla – účinnost Snížení nákladů rekuperací tepla

Úspora energie (kWh/rok)

2800 – 3800

Typ ventilátorů

Spotřeba elektrické energie (kWh/rok)

Roční SNÍŽENÍ NÁKLADŮ (Kč / rok) Topení elektro sazba (D45) 7700

Topení plynem sazba (elektro D02) 5280

Roční náklady na provoz VZT (Kč / rok)

Topení elektro sazba (D45)

Topení plynem (elektro D02)

AC – pouze se točí

950 - 1200

3360

5800

EC – řídící elektronika EC – volné oběžné kolo

330 - 450

1260

2170

210 - 290

812

1400

Výrobci VZT jednotek odebírají ventilátory od stejných dodavatelů = proti konkurenci nemají extrémně účinnější ventilátory…… Zdroj: ATREA 5.11.2014


12

5.11.2014 ČKAIT PRAHA - energetická náročnost budov

6215 kWh/rok (odpovídá výpočtu S realizací TČ a mírné zimě)

8720 kWh/rok Od záři 12 v chodu TČ; Problém s by-passem VZT

10161 kWh/rok Výměna zásobníku, VZT EC Vliv solárního systému

10909 kWh/rok Ještě delší sprchování

10576 kWh/rok Děti rostou (telefony, PC) Dlouhé sprchování…..

9850 kWh/rok Akvárium + další PC

Odpovídá teoretickému výpočtu

9200 kWh/rok Želva terárko + práce

8388 kWh/rok

8 měsíců; na rok cca 7900 kWh/rok

EPD Rychnov 2005 - 2014

Práce doma / LED v pracovně 13

VLIV PASIVNÍCH SLUNEČNÍCH ZISKŮ NA SPOTŘEBU TEPLA NA VYTÁPĚNÍ – přelom roku 2005/2006

5.11.2014


14

Zdroje tepla pro NED a EPD

Velkou roli hrají sazby elektro pro provoz domu

5.11.2014


15


5.11.2014


16


5.11.2014


17

Výběrové podmínky pro výběr systému

„ Paninko dáme podlahovku – bude teplo a budete spokojená – mám to doma“ (a co zdroje a návaznosti??) Co os systému chceme – neřešíme to zbytečně moc?

Co dávají do domů okolo nás? Životnost, rozšířitelnost

Co je na pozemku – plyn, elektro? Sofistikované systémy jsou náročnější

Obsluha, uživatelské přenastavení Realizační cena

(sofistikovaný systém obvykle dražší)

Systém vytápění, větrání a ohřevu TV (chlazení)

Provozní náklady (sofistikovaný systém je má nižší)

A bude dotace? 5.11.2014


18

Volba systému rozvodu tepla Sálavé systémy

Plošné systémy

-

-

vyšší teplota topné vody u těles Obvykle levnější realizace Rychlá a jednoduchá regulovatelnost

-

Nižší teploty topné vody – výhoda pro TČ, kondenzační kotle (s radiátory větší rozměry těles) U podl. A stěnových systému vyšší akumulace = setrvačnost, nepružnost Cena

Teplovzdušné vytápění - Sloučení systému řízeného větrání a rozvodu tepla do jednoho VZT systému

5.11.2014


19

A další zdroje nebo jejich kombinace..

Volba zdroje tepla (a chladu) Elektrické přímotopy a el. Kotel (+ el. Boiler)

Plynové kondenzační Tepelná čerpadla - Vzduch/voda, vzduch kotle

-

-

Přímotopy neumožňují záměnu v budoucnu Obtíže se splním neobnovitelných energií

-

-

Plynová přípojka, modulace, výkon

Zem / voda Umožňují chlazení

Zdroje na biomasu

Solární systémy

Fotovoltaické systémy

-

-

-

Interiérové teplovzdušné Teplovodní s napojením na AKU zásobníky

5.11.2014

Ohřev TV Ohřev TV a přitápění


Dodávající do sítě Ostrovní systém

20

Volba zdroje tepla a rozvodu s vlivem dotace Program NZÚ v části „B“ – (volně) „podpora novostaveb v EPD standardu“ kromě dalších podmínek vyžaduje max. hranici neobnovitelných primárních energií : - Pro B.1 – max. 90 kWh/m2a - Pro B.2 – max. 60 kWh/m2a

Např. ohřev TV elektrickou energií pro 4-člennou rodinu obnáší cca 3980 kWh/a. Pro dům se 150 m2 vztažné plochy to znamená cca 79 kWh/m2a neobnovitelné primární energie ( + vytápění, větrání a osvětlení = nutno se zaměřovat v B2)

I u objektů s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění ( díky skladbám konstrukcí + větrání se ZZT) je tak vytvářen další tlak na instalaci ekologických zdrojů…… ( na malé množství energie technologie, které by mohli fungovat pro několik objektů – nutné velmi malé výkony, ale cena realizace neklesá lineárně)

Podíl podpory systémů vytápění a větrání z dotace je tak orientačně: - Pro B.1 – z 400 000 Kč cca 180 – 220 000 Kč - Pro B.2 – z 550 000 Kč cca 320 – 350 000 Kč (spíše na Pve systémy)

5.11.2014


21

Energetická náročnost budovy – dle vyhl. 78/2013 sb. / NZÚ

NZUsolar+krb

5.11.2014

78/2013-solar na TV + krb

78/2013-jen teplovz. Krb

(pokrývá část z malého množství energie na vytápění; zbytek elektro)


NZU/2013-bez Solar a bez krbu – vše elektro 22

Porovnání jednotlivých systémů zdrojů tepla s větráním Není větrání se zpětným ziskem tepla znevýhodněno? referenční budova zdroje tepla (el. Kotel. Plyn. Kotel, TČ)

zdroj tepla je potřeba vždy, stanovená účinnost

příprava TV

zdroj a způsob ohřevu vždy, stanovená účinnost

solární systém (OZE) řízené větrání s rekuperací tepla

posuzovaná budova

80%

porovnává se se zadanou účinností

70 - 100% (TČ)

85%


70 - 100% (TČ)

neobsahuje

pokrytí energie dle výpočtu

je uvažováno


60%

např. 75 - 92%

- Zpětný zisk tepla v RD sníží potřebu na vytápění o 2800 – 4200 kWh/a - Zajistí komfort vnitřního prostředí – vyvětráno, sníží prach v interiéru, omezí hluk z venkovního prostředí - ZZT má u velmi dobře zaizolovaných objektů (EPD) stejný nebo i větší vliv na primární energie než TČ

5.11.2014


23

Zdroje tepla pro EPD – „B2“ -

Teplovzdušné vytápění a větrání spojené s podlahovým temperováním Splnění neobnovitelné energie díky TČ vzduch / voda na UT a TV (akumulační zásobník) Další zlepšení díky PVE systému a TČ variantě 48V, bateriím a LED osvětlením na baterie. Zároveň VZT ventilátory 48V, čidla a servopoh. 24V z baterek (OSTROVNÍ SYSTÉM) Instalace 6 ks panelů 260 Wp (suma 1,56 kWp)

Výroba Pve systému: 1508 kWh/a TČ využití / COP teoretické Využití osvětlení, čidel, pohonů: Odběr elektro TČ / TČ s PVe 5.11.2014


24

Zdroje tepla pro EPD „B2“

EPD Dubňany u Hodonína Zhmotnění do nedávné doby jen myšlenek a koncepcí 5.11.2014


25


5.11.2014


26


5.11.2014


27

Zdroje tepla pro EPD

2200 kWh/a na UT (17,2 kWh/m2a)

5.11.2014


28


5.11.2014

2200 kWh/a na UT


29


5.11.2014

2200 kWh/a na UT


30

Zdroje tepla pro NED

5.11.2014

5100 kWh/a na UT


31

Zdroje tepla pro NED

5.11.2014

10000 kWh/a na UT


32

Zdroje tepla pro EPD – bez dotace (např. NZÚ)

5.11.2014


2200 kWh/a na UT

33

Zdroje tepla pro EPD – vč. dotace (např. NZÚ)

5.11.2014


2200 kWh/a na UT

34

Spotřeby energie, velikosti objektů, počty osob EPD – RD:

4 osoby ( 160 l TV / den)

EPD – BD: 27 bytů, 81 osob (až 3 240 l TV / den)

5.11.2014


35

AKUMULAČNÍ ZÁSOBNÍK A SOLÁRNÍ SYSTÉM

h=1,6 m

Vytvoření podmínek pro provoz solárního systému

5.11.2014


Ohřev TV: Pro 4 osoby cca 3500 kWh/a Rozumně navržený a provozovaný systém pokryje 45-65% požadavku cca 1750 kWh/rok Parametry záznamu: - solární pole 5,4 m2 - Zásobník 625 l; h=1,9 m - Ideální stratifikace teplot Dne 7.6.2012 systém dodal 18,5 kWh/den 36

Říjen 2014

AKUMULAČNÍ ZÁSOBNÍK A SOLÁRNÍ SYSTÉM Teplota pod víkem zásobníku (udržuje TČ)

Prázdný dům (svátek 28) Teplota 1/3 h

Teplota solárních panelů

Venkovní teplota

5.11.2014


37


2.Listopadu 2014

Odpolední pohled z hradu Ralsko V Rychnově bylo také slunce celý den, optimalizace regulace byla zapnutá (pro účely semináře v Praze - která 2.11. nebyla vidět – byla optimalizace vypnutá 3.11.2014)

Praha ?? – nebyla vidět

5.11.2014

Bezděz


38

Listopad 2014


Teplota pod víkem zásobníku (udržuje TČ)

Vypnuta optimalizace

Teplota 1/3 h

Teplota solárních panelů

Venkovní teplota

5.11.2014


39

Akumulační zásobníky – fyzikální možnosti 140

Akumulovaná energie v zásobníku objemu 120

1450

1000

950

650

500

400

40 kWh = 5 kW x 8 h 40 kWh = 8 kW x 5 h

350

energie [kWh]

100

čas nabíjení/vybíjení

výkon nabíjení/vybíjení

950 l

rozdíl v energii (v teple)

80

40 kWh

60

40

Δ T = 35°C 20

běžný provozní rozsah teplot 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

teplota [°C] Zdroj: ATREA 5.11.2014


40

Využití zdroje na biomasu Pro srovnání vyššího výkonu zdroje na biomasu (např. interiérových kamen) a okamžitého odběru energie je vhodné využít AKU zásobníky Pokud bychom vzali teoreticky cenu kWh získané spálením biomasy 0 Kč/kWh a zanedbali náklady na : - Vlastní zdroj tepla a propojení na AKU + regulaci+ komín - Cenu motorové pily, řetězů, benzínu, štípačky - Vlastního času na přípravu dřeva a obsluhu kamen (přikládání a čištění) - Stačí cca 2-3 m3 dřeva na 70% pokrytí za rok Vychází pro EPD dům s UT cca 2100 kWh/a a 4 osoby (ohřev TV) následovně:

Stále zůstávají náklady paušální, které tímto zdrojem neovlivníme: - Platba za jističe (např. D 45 12*435 = cca 5220 Kč/a) - Provoz elektro domácnosti (D 45 cca 8845 Kč/a, u plynu v D02 15336 Kč/a) 5.11.2014


41

Tepelná čerpadla TČ vzduch – vzduch: - Ovlivňují UT (bez vazby na TV) - Umožňují chlazení (náklad elektro)

TČ vzduch – voda: - Ovlivňují UT a TV - Umožňují chlazení (náklad elektro)

TČ zem – voda: - Ovlivňují UT a TV - Umožňují chlazení (přímé chlazení nebo převod do ohřevu TV)

TČ – využití odpadního vzduchu: - Energii při větrání převádí do dohřevu, TV a případně UT

5.11.2014


42

TČ - EPD Rychnov 2012 - 2014 -

5.11.2014

Pokrytí požadavků TČ – UT: zima 2012 / 2013 – 97% TČ, 3% elektrické spirály zima 2013 / 2014 – 100% TČ; 0% elektrické spirály Pokrytí TV: TČ cca 45%, solární systém cca 55%


43

Zdroj tepla nejen pro EÚB

Pozor na „ventilační TČ“

— Odebírá energii z vnitřního vzduchu, který po ochlazení odvádí z interiéru — Vzduch z venkovního prostředí je přiváděn bez předehřevu – bez ZZT 5.11.2014


44

Fotovoltaické systémy Využití vyrobené elektřiny: Nejlépe maximum v místě výroby (Zelený bonus – už v zásadě není): - na provoz spotřebičů (svícení, vaření, počítače…) - na ohřev teplé vody - na podporu vytápění Přebytky lze dodat do sítě, ale je vhodné omezit je na minimum (výkupní cena je minimální)

5.11.2014


45

EPD Dubňany - porovnání domů -

Podlahové topení a konvektory společně s teplovzdušnou jednotkou Zdroj tepla – elektrické spirály v zásobníku Splnění neobnovitelné energie díky větší Pve - 4 kWp inst 000 Kč)

5.11.2014

-

Podlahové topení a konvektory společně s teplovzdušnou jednotkou Zdroj tepla – Pve systém, baterky, stejnosměrné TČ vč. chlazení Instalováno cca 2 kWp


46

Dřevostavby a moderní technologie energetických úspor

5.11.2014


47

Děkuji za pozornost

Martin Jindrák

ČKAIT PRAHA

www.pasivprojekt.cz [email protected]

5.11.2014 5.11.2014


48

ENERGETICKÁ NÁROČNOST

Recommend Documents