Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar, 2012
Energiahatékonyság vizsgálata egy fóti családi ház példáján Készítette: Kump Edina Környezettudomány szakos hallgató
Témavezető: Dr. Munkácsy Béla Egyetemi adjunktus, ELTE TTK
Külső konzulens: Mócsi Gábor Okleveles építészmérnök, Nyolckert Építész Stúdió 1
Vázlat - Bevezetés - Háztartások energiafogyasztása - Családi házak épületenergetikai adottságai - A vizsgált családi ház - Hőmérséklet mérése - Hőképek - Az épület energetikai tanúsítása - Energetikai problémák - Javaslatok a helyzet javítására
2
Bevezetés - MO által felhasznált energiaforrások 82%-a fosszilis eredetű magas CO2-kibocsátás + környezetszennyezés - Kiotói egyezmény: ÜHG gázok kibocsátásának csökkentése - EU irányelv: energiahatékonyság 20%-al való növelése 2020-ig
3
Háztartások energiafogyasztása
A szén-dioxid-kibocsátás osztályozása a magyarországi energiavégfelhasználók szerint 2004-ben. Forrás: ODYSEE (2007) alapján (Novikova, A., Urge-Vorsatz D. 2007) 4
Háztartások energiafogyasztása
Magyar háztartások átlagos primer energiafogyasztása (Dióssy L. 2008) 5
Háztartások energiafogyasztása - NegaJoule (2011) tanulmány: lakóépületeink energiafogyasztása 42%-al csökkenthető lenne 2010-2020 között - Energiahatékonysági korszerűsítések által - 77%-a gazdaságosan kinyerhető: megtakarított energia költsége > beruházás össz. költsége - IPCC IV. értékelő jelentése: legnagyobb CO2kibocsátás-csökkentési potenciál
6
Családi házak épületenergetikai adottságai - Magyar háztartások 66%-a (~ 7 millió ember) - Primerenergia-felhasználás 33%-ért a lakóépületek felelősek családi házak részaránya 81%
- Dr. Csoknyai Tamás (2011): „A jövőben nagyobb figyelmet érdemelnek a családi házak, mert ebben a szektorban van az igazi megtakarítási potenciál.”
7
A vizsgált családi ház 226 m2 -> 114 m2
8
Hőmérséklet mérése - 2010.10.20. – 2011.04.30. (7h, 17h, 22h).
9
Hőmérséklet mérése
Átl. 20,8 °C 10
Hőmérséklet mérése - 2011.11.19. – 2011.12.04. (7h, 17h, 22h) 2011 nov 19 - dec 4 hőmérséklet adatok
T [°C]
25 20
Külső T (7h)
15
Külső T (17h)
10
Külső T (22h)
5
Belső T (7h)
0
Belső T (17h)
-5
Belső T (22h)
-10 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
1
2
3
4
Dátum [nap]
- 2011.12.05. – 2011.12.20. (7h, 17h, 22h) 2011 december 5-20 hőmérséklet adatok
T [°C]
25 20
Külső T (7h)
15
Külső T (17h)
10
Külső T (22h)
5
Belső T (7h)
0
Belső T (17h)
-5
Belső T (22h)
-10 5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Dátum [nap]
11
Dátum [nap] 04.12.2011
04.12.2011
03.12.2011
02.12.2011
01.12.2011
01.12.2011
30.11.2011
29.11.2011
29.11.2011
28.11.2011
27.11.2011
27.11.2011
26.11.2011
2. szoba
25.11.2011
25.11.2011
24.11.2011
23.11.2011
22.11.2011
22.11.2011
21.11.2011
20.11.2011
20.11.2011
T [C°]
27 26 25 24 23 22 21 20 19 19.11.2011
04.12.2011
04.12.2011
03.12.2011
02.12.2011
02.12.2011
01.12.2011
30.11.2011
29.11.2011
29.11.2011
28.11.2011
27.11.2011
27.11.2011
26.11.2011
25.11.2011
25.11.2011
24.11.2011
23.11.2011
22.11.2011
22.11.2011
21.11.2011
20.11.2011
20.11.2011
19.11.2011
T [C°]
Hőmérséklet mérése
- Folyamatos mérések két lakószobában 2011.11.19 – 2011.12.04.
3. szoba
27 26 25 24 23 22 21 20 19
Dátum [nap]
12
Dátum [nap]
+ 3,3 °C 20.12.2011.
19.12.2011.
18.12.2011.
18.12.2011.
17.12.2011.
17.12.2011.
16.12.2011.
15.12.2011.
15.12.2011.
14.12.2011.
13.12.2011.
13.12.2011.
12.12.2011.
12.12.2011.
1. szoba
11.12.2011.
10.12.2011.
10.12.2011.
09.12.2011.
08.12.2011.
08.12.2011.
07.12.2011.
06.12.2011.
06.12.2011.
T [°C]
27 26 25 24 23 22 21 20 19 05.12.2011.
20.12.2011.
19.12.2011.
18.12.2011.
18.12.2011.
17.12.2011.
17.12.2011.
16.12.2011.
15.12.2011.
15.12.2011.
14.12.2011.
13.12.2011.
13.12.2011.
12.12.2011.
12.12.2011.
11.12.2011.
10.12.2011.
10.12.2011.
09.12.2011.
08.12.2011.
08.12.2011.
07.12.2011.
06.12.2011.
06.12.2011.
05.12.2011.
T [C°]
Hőmérséklet mérése
- Folyamatos mérések két lakószobában 2011.12.05. – 2011.12.20.
- Egyéni hőérzet: fal hősugárzása, napsütéses órák száma, fal színe. 4. szoba
27 26 25 24 23 22 21 20 19
Dátum [nap]
13
Hőképek -
2012. 04. 20. 21:30-22:00 21:30 - TBelső = 21,7 °C 22:00 - TBelső = 22,3 °C 22:00 - TKülső = 10,2 °C
14
Az épület energetikai tanúsítása - 2002/91/EK Épületenergetikai direktíva: - energiatanúsítványi címke használatát előírja. - Energiatanúsítványi címke: „adott épület külön jogszabály szerinti számítási módszerrel meghatározott energetikai teljesítőképességét tartalmazza.”
15
Az épület energetikai tanúsítása - 176/2008. (VI.30.) Kormányrendelet: tanúsítani szükséges az alábbi esetekben - új épület építése; - eladás, vagy egy évnél hosszabb bérbeadás; - >1000 m2 közhasználatú épület.
- 2013 januárjától tanúsítás nélkül hirdetni sem lehet az eladásra szánt ingatlant.
16
Az épület energetikai tanúsítása - Számításokat a 7/2006. (V.24.) TNM rendelet előírásainak megfelelően kizárólag szakember végezheti. - az előadás során nem részletezem
17
Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) - „A transzmissziós hőáramok és a fűtési idény átlagos feltételei mellett kialakuló (passzív) sugárzási hőnyereség hasznosított hányadának algebrai összege egységnyi belső-külső hőmérsékletkülönbségre és egységnyi fűtött térfogatra vetítve”. - Számításához szükség van a határoló épületszerkezetek hőátbocsátási tényezőire (U).
18
Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) Határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezői (U): - Földszinti lakótér falszerkezete Uföldszint = 0,485 W/m2K Umax = 0,45 W/m2K
NEM FELEL MEG
- Emeleti lakótér falszerkezete Uemelet = 0,410 W/m2K Umax = 0,45 W/m2K
MEGFELEL
19
Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) Határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezői (U): - Padlásfödém szerkezete Upadlás = 0,215 W/m2K Umax = 0,30 W/m2K
MEGFELEL
- Pincefödém szerkezete Upince = 0,461 W/m2K Umax = 0,50 W/m2K
MEGFELEL
- Unyílászárók = 1,6 W/m2K
20
Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) -
AU = 158,1. l = 0 (nincs talajjal érintkező fűtött szerkezet) Qsid = 0 (nincsenek passzív szoláris nyereségek) Qsd = 1081,28 kWh/a (dús növényzet miatt mindenhol északi benapozást figyelembe véve)
q = 0,514 W/m2K qmax = 0,2992 W/m2K NEM FELEL MEG 21
Az épület energetikai tanúsítása A fűtés fajlagos primerenergia-igénye (EF) - Számításához szükséges az éves nettó fűtési energiaigény ismerete (QF),
QF = 9904,41 kWh/a - és a fűtés fajlagos nettó hőenergia igénye (qf).
qf = 86,27 kWh/m2a
EF = 126,46 kWh/m2a 22
Az épület energetikai tanúsítása A melegvíz-ellátás primerenergia-igénye (EHMV)
EHMV = 86,32 kWh/m2a
23
Az épület energetikai tanúsítása Az összesített energetikai jellemző (EP) „Az épület energiafelhasználásának hatékonyságát jellemző számszerű mutató, amelynek kiszámítása során figyelembe veszik az épület telepítését, a homlokzatok benapozottságát, a szomszédos épületek hatását, valamint más klimatikus tényezőket; az épület hőszigetelő képességét, épületszerkezeti és más műszaki tulajdonságait; az épületgépészeti berendezések és rendszerek jellemzőit, a felhasznált energia fajtáját, az előírt beltéri légállapot követelményeiből származó energiaigényt, továbbá a sajátenergia-előállítást.” Min. 9 tényező
24
Az épület energetikai tanúsítása Az összesített energetikai jellemző (EP) EP = Ej - Az épületben légtechnikai rendszer, illetve gépi hűtés nincsen. - Lakóépület esetén a világítás primer energiaigényét nem kell az összevont energetikai jellemzőben szerepeltetni. - Saját energetikai rendszerből származó, az épületben fel nem használt, más fogyasztóknak átadott energia nincsen.
EP = 126,46 + 86,32 + 0 + 0 + 0 = 212,78 kWh/m2a EPmax = 142,32 kWh/m2a
25
Az épület energetikai tanúsítása Az épület minősítése Az energetikai minőséget az épület összesített energetikai mutatójának %-ban kifejezett arányával jellemezzük.
EP/EPmax*100 = 149,6
A+
<55
Fokozottan energiatakarékos
A
56-75
Energiatakarékos
B
76-95
Követelménynél jobb
C
96-100
Követelménynek megfelelő
D
101-120
Követelményt megközelítő
E
121-150
Átlagosnál jobb
F
151-190
Átlagos
G
191-250
Átlagost megközelítő
H
251-340
Gyenge
I
341<
Rossz
26
Energetikai problémák - Földszinti lakótér falszerkezete - Emeleti lakótér falszerkezete, padlás- és pincefödém szerkezete javítható - Ablak-fal érintkezésénél hőhíd - Bejárati ajtó
- Előnytelen tájolás és ablakméretek 27
Javaslatok a helyzet javítására - Fűtés csökkentése - Lakószobák hőfoka átl. 3,2 °C-al magasabb, mint lakótér átl. belső hőmérséklete - MEEPH-Monitoring projekt becslése alapján: -3 °C = ~ 15% fűtési energia megtakarítás - Külső hőszigetelés - NegaJoule (2011) tanulmány alapján 30%-os energia-megtakarítás
28
Javaslatok a helyzet javítására - Fűtési rendszer korszerűsítése (kondenzációs kazán) - NegaJoule (2011) alapján: külső hőszigetelés megvalósulása után további 4-5% - hatásfok + 10-11%, magasabb fűtőérték - füstgázban lévő vízgőz hőenergiáját is kihasználja - Napkollektor – HMV előállítására rásegít - Napelem – villamos energiát termel
29
Köszönöm a figyelmet!
30
Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) Qsd Qsid 1 q ( AU l ) V 72 Ahol: AU – a határoló és nyílászáró-szerkezetek felületének és hőátbocsátási tényezőjének szorzatösszege; l - a csatlakozási élek és szerkezeti csomópontok mentén kialakuló hőhidak miatti hőveszteség; Qsd – az üvegezett szerkezeteken az épületbe bejutó direkt sugárzási nyereség [W]; Qsid – az esetleges passzív szoláris (csatlakozó üvegházakból, energiagyűjtő falakból stb. származó) nyereségek [W]. 31
Az épület energetikai tanúsítása Határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezője (U)
Ahol: U – a hőátbocsátási tényező [W/m2K]; α - a hőátadási tényező a külső és belső falon [W/m2K]; Li - az i-edik réteg vastagsága [m]; i - a rétegek száma; λi - az i-edik réteg hővezetési tényezője [W/mK].
32
Az épület energetikai tanúsítása Üvegezett szerkezeteken az épületbe bejutó direkt sugárzási nyereség (Qsd)
Qsd AÜ gQTOT Ahol: ε – a hasznosítási tényező, amelynek értéke 0,50; Aü – az üvegezés felülete, az üvegezés mérete alapján számolva; g – az üvegezés összesített sugárzásátbocsátó képessége; QTOT – a hagyományos fűtési idényre vonatkozó sugárzási energiahozam [W/m2]. 33
Az épület energetikai tanúsítása Éves nettó fűtési energiaigény (QF) QF = HV(q +0,35n) σ – ZFAN qb [kWh/a] Ahol: QF – az éves nettó fűtési energiaigény [kWh/a]; H – az éves fűtési hőfokhíd ezredrésze [hK/a]; V – a fűtött térfogat, belméretek szerint számolva [m3]; q – a fajlagos hőveszteségtényező [W/m3K]; n – légcsereszám (átlagos) [l/h]; σ – a szakaszos üzemvitel hatását kifejező korrekciós tényező, ZF – a fűtési idény hosszának ezredrésze [h/1000a]; AN – a nettó fűtött szintterület [m2]; qb – a belső hőterhelés fajlagos értéke. 34
Az épület energetikai tanúsítása Fűtés fajlagos nettó hőenergia igénye (qf )
QF qf AN Ahol: QF - éves nettó fűtési energiaigény [kWh/a]; AN - a nettó fűtött szintterület [m2].
35
Az épület energetikai tanúsítása A fűtés fajlagos primerenergia-igénye (EF) E F q f q f ,h q f ,v q f ,t C k k e f ( E FSz E FT q k ,v )ev Ahol: EHMV – a melegvíz-ellátás fajlagos primerenergia-igénye [kWh/m2a]; qHMV – a melegvíz-készítés nettó energiaigénye [kWh/m2a]; qHMV,v – a melegvíz-elosztás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]; qHMV,t – a melegvíz-tárolás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]; Ck – a hőtermelő teljesítménytényezője; αk – a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrásból táplált rendszer esetén); eHMV – a melegvíz-készítésre használt energiahordozó primer energia átalakítási tényezője; EC – a cirkulációs szivattyú fajlagos energiaigénye [kWh/m2a]; EK – a melegvíz-termelés segédenergia igénye [kWh/m2a]; ev – a villamos energia primer átalakítási tényezője. 36
Az épület energetikai tanúsítása A melegvíz-ellátás primerenergia-igénye (EHMV) EHMV (qHMV qHMV ,v qHMV ,t ) (Ck k eHMV ) ( EC EK )ev Ahol: EHMV – a melegvíz-ellátás fajlagos primerenergia-igénye [kWh/m2a]; qHMV – a melegvíz-készítés nettó energiaigénye [kWh/m2a]; qHMV,v – a melegvíz-elosztás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]; qHMV,t – a melegvíz-tárolás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]; Ck – a hőtermelő teljesítménytényezője; αk – a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrásból táplált rendszer esetén); eHMV – a melegvíz-készítésre használt energiahordozó primer energia átalakítási tényezője; EC – a cirkulációs szivattyú fajlagos energiaigénye [kWh/m2a]; EK – a melegvíz-termelés segédenergia igénye [kWh/m2a]; ev – a villamos energia primer átalakítási tényezője. 37
