Průvodní zpráva
Úvodem Předmětem práce je zpracování komplexního návrhu energeticky pasivního bytového domu. Práce je zpracována ve formě koncepční studie s důrazem na maximální využití pasivních i aktivních prvků a využití obnovitelných zdrojů. Zároveň je navržen stavební konstrukční systém a vyřešeny některé konstrukční detaily. Práce je členěna do třech částí – průvodní zpráva, grafická část a výpočet potřeby energií. Projekt energeticky pasivního bytového domu je zpracován v rámci diplomové práce na fakultě stavební VUT v Brně. Vedoucím diplomové práce je Ing. Libor Matějka, CSc.
Koncepce návrhu Principem funkčního konceptu pasivního domu je optimalizace základních prvků: Kompaktní tvar Při návrhu energeticky pasivního domu byl zásadním požadavkem kompaktní tvar, bez arkýřů, rizalitů a jiných výstupků hmoty objektu, které by zásadně zhoršovaly energetickou náročnost, přičemž rozhodujícím ukazatelem je faktor tvaru A/V. Výsledný tvar otápěného (= zároveň obytného) objemu budovy je téměř pravidelné těleso kvádru, které je umístěno na hmotě podzemních garáží, které jsou částečně pod úrovní terénu (ze severní strany). Díky tomuto se podařilo dosáhnout velmi výhodného poměru A/V – 0,52. Orientace Jižní strana objektu je bohatě prosklena, při snaze maximalizovat solární zisky, které jsou významným příspěvkem k pokrytí tepelných ztrát objektu – okna slouží jako solární kolektor, na tuto stranu objektu jsou také situovány veškeré obytné místnosti. Naopak severní fasáda je je koncipována s cílem minimalizovat tepelné ztráty – malé prosklení. Minimalizace tepelných ztrát Ztráty prostupem fasádou objektu byly téměř eliminovány použitím 300 mm vrstvy tepelné izolace z minerálních vláken v kombinaci s vápenopískovou cihlou bylo dosaženo součinitele prostupu tepla U=0,108 W/(m2.K). Samozřejmostí je také dokonalá izolace střechy a nejnižší podlahy otápěného prostoru. Na okenní otvory je použito vysoce izolační dvojsklo s vnitřní fólií – Heat Mirror o U=0,6 W/(m2.K). Základem pro minimalizaci tepelných ztrát větráním je použití účinného systému nuceného větrání s využitím rekuperace tepla.
Eliminace tepelných mostů Objekt byl již od počátku navrhován s velkým důrazem na eliminaci zejména liniových tepelných mostů. Pro eliminaci tepelných mostů byl zvolen konstrukční systém samonosného
VZT
ocelového rámu kolem celého otápěného objemu budovy, který nese veškeré vertikální i horizontální komunikace (pavlače, schodiště, výtah, terasy, balkony). Tím bylo možné vytvořit souvislou izolační vrstvu nepřerušenou např. prostupy balkónovými nosníky. Prostorová tuhost rámu navíc minimalizuje počet kotev do svislé nosné konstrukce objektu, které by způsobovaly bodové tepelné mosty. Účinný systém větrání Pro pasivní dům je přirozené větrání v zimním období nevhodné kvůli značným a nekontrolovatelným tepelným ztrátám, zároveň v důsledku vysoké těsnosti obálky (jeden z požadavků pro pasivní dům) může docházet k růstu koncentrace škodlivin, které jinak unikají infiltrací. Teplovzdušné vytápění a větrání s rekuperací tepla zajišťuje vytápění, zároveň s řízeným podílem čerstvého vzduchu s rekuperací. Díky cirkulaci vzduchu v bytech je maximálně využito všech energetických zisků z provozu domácnosti pro předehřev větracího vzduchu. Systém také umožňuje téměř dokonalé využití solárních zisků z osluněných oken a okamžitý přenos do všech ostatních neosluněných místností. Použitý křížový rekuperační výměník dosahuje v závislosti na množství vzduchu až 90% účinnosti. Zemní výměník tepla Pro přívod čerstvého vzduchu k jednotkám je použito systému předehřívání (v létě ochlazování) vzduchu v zemním výměníku tepla. Činností registru dochází k úsporám na dohřevu větracího vzduchu a současně je protimrazovou ochranou VZT jednotky. Teplovodní sluneční kolektory Sluneční kolektory jsou umístěny na střeše objektu a jsou napojeny na akumulační nádrž a slouží k částečnému pokrytí potřeby tepla na přípravu teplé vody. Účinnou fototermickou přeměnou slunečního záření na teplo je dosženo výrazného snížení primární (celkové) potřeby tepla.
ZEMNÍ VÝMĚNÍK
Průvodní zpráva Urbanistické řešení Objekt bude součástí obytné zástavby městské části Brno – Útěchov. V rámci lokality jsou již vyřešeny veškeré urbanistické požadavky – napojení na infrastrukturu, rozmístění ploch zeleně, dostupnost městskou hromadnou dopravou. Při návrhu situování objektu byl kladen důraz zejména na jižní orientaci čelní fasády.
Pocit otevřeného prostoru je umocněn bohatým prosklením a napojením na prostornou obytnou terasu. Terasa přístupná pro všechny nájemníky domu bude zatravněna, osázena nízkými dřevinami a doplněna dělícími prvky vytvářejícími intimitu. Přístup do bytů je bezbariérově, přímo z veřejné komunikace. 2.-3.NP – Obsahují vždy 3 bytové jednotky na podlaží. Byty jsou dispozičně shodné
Architektonické a výtvarné řešení
s 1.NP. Přístup do vyšších podlaží je možný přes dvě schodiště umístěné po stranách objektu.
Veškeré vertikální i horizontální komunikace jsou vyčleněny vně otápěného objemu.
Západní schodiště i výtah začínají v garážovém podlaží.
Přístup do bytů je po pavlači a schodištích umístěných po stranách objektu. Kovová samonosná konstrukce pavlače, schodiště a z jižní strany obytných teras a balkónů vytváří
Technické specifikace jednotlivých konstrukcí viz Výpočtová část.
plastický dojem z fasády objektu při zachování požadovaných energetických vlastností (kompaktnosti). Výrazným prvkem severní fasády jsou zádveří jednotlivých bytů vytvářející pravidelné vertikály, se kterými koresponduje i zvolený tvar oken. Barevné řešení je znázorněno v grafické části projektu, počítá se s barevným odlišením zádveří, výtahu a schodišťové konstrukce. Jižní fasáda bude jednobarevná, světležlutá, přičemž na konstrukci balkonů budou předsazeny exteriérové barevné rolety měnící dynamicky výraz objektu. Povrchová úprava nejnižšího podlaží s garážemi bude provedena z prostého pohledového betonu.
Základní údaje: Celková zastavěná plocha:
739 m2
Počet bytů:
9
Celková plocha bytů:
875 m2
Předpokládaný počet nájemníků:
30 osob
Energetické údaje: Spotřeba
Měrná spotřeba
Dispoziční řešení
energie
energie
Objekt má jedno částečné podzemní a čtyři nadzemní podlaží.
[kWh/a]
[kWh/(m .a)]
Energie pro vytápění
8 210
9,4
sklepy s denním osvětlením. Součástí podzemních garáží je prostor pro kola přístupný
Energie pro výrobu TV
14 057
16,1
vchodem z jižní strany, který zajišťuje přirozené osvětlení.
Elektrická energie
13 125
15,0
2
1.PP – slouží jako technické zázemí domu, bude zde situována strojovna s akumulační nádrží, garážová stání pro 9 vozidel a volná stání pro 8 vozidel. Součástí garáží jsou i větrané
Pod schodištěm je umístěna kočárkárna. 1.NP – Obsahuje tři bytové jednotky 2 x 3+KK (105 m2) a 1 x 2 + 1 (80 m2). Všechny
Celková měrná potřeba primární energie
byty mají přímý vstup na terasu, která bude přístupná i ostatním nájemníkům. Jednotlivé byty jsou řešeny jako „open space“ tzn. obsahují obývací pokoj spojený s jídelnou a kuchyní.
Podrobný výpočet výše uvedených hodnot viz. Výpočtová část projektu.
40,5
Vymezení otápěné zóny Pro stanovení modelu potřeby tepla je nezbytné vymezit objem a hraniční konstrukce otápěné zóny. Graficky toto ilustrují následující obrázky.
Příčný řez
Půdorys typického podlaží
balkon
Hraniční konstrukce vymezující otápěnou zónu: • podlaha 1.NP • svislé obvodové kce – obvodový plášť, okna, dveře • plochá jednoplášťová střecha
balkon terasa
balkon terasa
terasa
3.NP
výtah
byt 1
byt 2
byt 3 2.NP
1.NP
pavlaè
pavlaè 1.PP
obrys objektu otápěná zóna rostlý terén
Stavební konstrukce *) perlitbeton tvoří spádovou vrstvu tzn. tloušťka je proměnlivá, uváděná tloušťka je V této části budou popsány hraniční konstrukce, které tvoří otápěnou zónu a tudíž se
uvažována do výpočtu jako střední hodnota.
podílejí na transferu tepla z interiéru do exteriéru. Tyto konstrukce se dělí z hlediska
Okna
okrajových podmínek na konstrukce:
Navržena jsou okna s izolačním dvojsklem a fólií HEAT MIRROR – Detailní popis technologie
•
ohraničující vytápěný prostor a exteriér – obvodový plášť, střecha, výplně otvorů;
viz seminární práce Pasivní domy (str. 19). Ve výpočtu je uvažováno se součinitelem prostupu
•
ohraničující vytápěný prostor a prostor nevytápěný, příp.chráněný – nejnižší
tepla U = 0,6 W/(m2.K).
podlaha. Při výpočtu bude zohledněna poloha konstrukce, a to v činiteli teplotní redukce b [-]
Dveře Vchodové dveře do jednotlivých bytů jsou plné, dřevěné, se sendvičovou konstrukcí –
dle vyhlášky 291/2001 Sb.
polyuretanovou výplní a hliníkovými fóliemi (2 vrstvené dřevěné desky a mezi nimi Obvodový plášť
polyuretanová tvrdá pěna s dvojitou hliníkovou folií). Ve výpočtu je uvažováno se součinitelem
Jedná se o zděný nosný systém, použity jsou vápenopískové cihly s přídavnou
prostupu tepla U = 0,8 W/(m2.K).
tepelnou izolací z minerální vlny. V současné době je obdobný systém nabízen na trhu, avšak není dodáván s potřebnou tloušťkou izolace.
Podlaha
Skladba konstrukce:
Nejnižší podlahu otápěné zóny tvoří podlaha 1.NP. Ve vrstvě polystyrenu jsou uloženy
•
omítka
12,5 mm
•
minerální vlna
300 mm
•
vápenopísková cihla
240 mm
•
omítka
12,5 mm
horizontální vzduchotechnické rozvody. e
i
Skladba konstrukce: •
parkety (koberec)
15 mm
•
cementový potěr
60 mm
Střecha
•
pěnový EPS
20 mm
Střecha je navržena plochá jednoplášťová s následující skladbou vrstev. Uvádíme
•
pěnový EPS + VZT*
50 mm
pouze vrstvy, které budou zahrnuty do výpočtu (uvažují se tepelně technické vlastnosti).
•
pěnový EPS
110 mm
•
železobetonová stropní deska
200 mm
Skladba konstrukce:
e
•
pěnový polystyren
320 mm
•
pěnový EPS
80 mm
•
perlitbeton
70 mm*
•
omítka CEMIX
20 mm
•
železobetonová stropní deska
200 mm
•
omítka
10 mm
i VZT
g
*) Liniové tepelné mosty způsobené rozvody VZT ve vrstvě polystyrenu jsou ve výpočtu zanedbány.
i
Tepelné ztráty Celkem tepelné ztráty objektu
383 [W/K]
Měrná tep. kap. vzduchu 3
ρ . c [J/(m .K)] 1 200
Konstrukce
Obest. vytápěný objem m
Činitel větraného objemu
3
Vrstva
m
1,0
2 451
Dohřívaný objem 3
368
Int. výměny vzduchu -1
hod
W/K
1,0
123
Průměrný součinitel prostupu tepla:
0,20
λ
d
R
U
[W/(m.K)]
[m]
[m .K/W]
[W/(m .K)]
2
Tep. ztráty větráním
Tep. ztráty větráním
[W/K]
Tep. ztráty prostupem:
8,31
2
[m ]
cementový potěr pěnový EPS ŽB deska pěnový EPS
0,130 1,040 0,034 1,340 0,034
0,02 0,06 0,18 0,20 0,08
0,350 0,037 0,810 0,350
0,13 0,30 0,24 0,13
0,034 0,120 1,340 0,350 1,000 1,000
0,32 0,07 0,20 0,02 0,00 0,00
Obvodové kce
9,29
PSB-S20S vápenopísk. cihla omítka
Střecha
10,40
[W/K]
-
[W/K]
vzduchu V=2451 m3/h. Vlivem instalace křížového rekuperačního výměníku však dochází
255 :suma všech A × U
k získávání tepla z odpadního vzduchu. Účinnost rekuperace se s množstvím vzduchu snižuje.
perlitbeton ŽB deska omítka
35
0,57
20
0,108
460
0,096
291
28
50
1,00
50
1,00
28
Výplně otvorů 1
heat mirror
1,67
0,60
210
126
1,15
145
Výplně otvorů 2
dveře
1,25
0,80
20
16
1,15
18
Podlaha
Obvodová zeď
Střecha
Pro danou velikost bytu a objem vyměněného vzduchu však dosahuje až 85%. Dohřívat je tedy nutné pouze zbylých 15% čerstvého vzduchu, což představuje V=368 m3/h.
0,200 9,41 0,58 0,15 0,06 0,00 0,00
Přestup tepla pěnový polystyren
Intenzita výměny vzduchu je stanovena na n=1,0 h-1, což představuje objem vyměněného
H
0,170 0,36 8,11 0,30 0,36
Přestup tepla omítka
291
261
b
0,340 0,12 0,06 5,29 0,15 2,35
Přestup tepla parkety, koberec
0,120
vytápění s rekuperací tepla Duplex RB, firmy Atrea. Navržené řešení počítá s instalací zařízení
A.U
Suma ochlazovaných ploch - plošný obsah obálky: 1 272 Podlaha
K výměně vzduchu, jakož i k pokrytí tepelných ztrát objektu, slouží soustava teplovzdušného do každé bytové jednotky, čímž budou vytvořeny samostatné větrací okruhy.
A 2
123
Komentář k intenzitě větrání
Okna
Dveře
Větrání
Funkční schéma křížového rekuperačního výměníku je na obrázku:
Pasivní solární zisky Solární zisky dle ČSN 73 05 42
Solární zisky předmětu posudku
Výpočty vycházejí z hodnot globálního slunečního záření uvedených v normě ČSN 73
Následující tabulka uvádí přehled sběrných ploch a příslušných korekčních činitelů. Tabulky
0542. Pro různé orientace sběrných ploch jsou hodnoty globálního záření na
jsou uvedeny pro všechny počitatelné strany budovy. První sloupec je plocha průsvitných
jednotkovou plochu (kolmou k dopadajícímu záření) v jednotlivých měsících uvedeny
konstrukcí, zejména okenních otvorů. Druhý sloupec hodnotí stínění fasády okolními objekty
v grafu.
nebo terénem. Další sloupec je korekční činitel rámu – poměrná plocha průsvitných a neprůsvitných částí konstrukce. Korekční činitel clonění zohledňuje clonění instalované clonící
450
Globální sluneční záření při různých orientacích
prvky – balkony, terasy, rolety.
Zdroj: ČSN 73 0542
400 -2
Propustnost slunečního záření g souvisí s faktem, že část záření dopadlého na (okenní)
-1
[MJ.m .měs ] 350
skleněnou tabuli se odrazí zpět do prostoru a vůbec neprojde do interiéru objektu. Činitel
300 H S SV, SZ V, Z JV, JZ J
250 200 150 100
znečištění koriguje výpočet o znečištění okenních tabulí běžnými nečistotami. Poslední sloupec je součinem sběrné plochy prvního sloupce a všech korekčních činitelů.
orientace
Plocha okenních otvorů m
-
-
-
-
-
m (korigované)
Z J V S Celkem
13 152 13 33 210
0,9 0,9 0,8 0,9
0,8 0,8 0,8 0,8
0,8 0,8 0,8 0,8
0,81 0,81 0,81 0,81
0,90 0,90 0,90 0,90
5 63 5 14 87
50 0 1
2
3
4
5
6
7
9 měsíc 10
8
11
Korekční činitel stínění FS
Korekční Korekční Účinná sběrná plocha Propustnost Činitel AS, opravená na činitel rámu činitel clonění slunečního záření znečištění všechny činitele FF FC zasklení: g
12 2
Další graf Globální sluneční záření při různých orientacích, opravené o činitel využití je výsledkem součinu globálních hodnot uvedených v prvním grafu a činitele využití, jehož hodnoty vycházejí zejména z různé výšky slunce nad obzorem v různých měsících roku. Tak se může stát, že květnové sluneční zisky ploch orientovaných na jih, východ/západ a jihovýchod/jihozápad jsou takřka totožné.
2
Výslednou hodnotou v posledním sloupci (Účinná sběrná plocha AS, opravená …) je násobena hodnota globálního záření, a to pro každý měsíc zvlášť a pro jednotlivé orientace sběrných ploch vůči světovým stranám.
300
Globální sluneční záření při různých orientacích, opravené o činitel využití
Výsledné hodnoty solárních zisků pro jednotlivé měsíce budou uvedeny v tabulce Potřeba
250 [MJ.m-2.měs-1]
tepla – viz dále.
200
S SV, SZ V, Z JV, JZ J H
150 100 50
měsíc
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Pasivní vnitřní zisky
Vnitřní teploty
Výpočet vnitřních zisků bude metodicky proveden v souladu s normou ČSN EN 832.
Průměrná vnitřní teplota v objektu je předpokládána ve výši 20,3 ºC.
Vnitřní zisky zahrnují přeměněnou elektrickou energii, energii ztrát z rozvodů TUV a
Tato hodnota je výsledkem výpočtů uvedených v následující tabulce.
metabolické teplo osob. Hodnota pro „běžně provozované obytné budovy s rozvody
TUV do bytů“ uváděná v této normě (5 W/m2 otápěné plochy) je však současnými
Počet hodin a teplota [oC] daného stavu 2
odborníky (Doc. Tywoniak, ČVUT) považována za příliš vysokou, ve výpočtu bude tedy
Obytné místnosti (plocha m ) 875
Den
hodnota snížena na 2 W/m2 otápěné plochy. Takto snížená hodnota zohledňuje zejména využití velmi úsporných elektrických spotřebičů, které jsou pro dosažení
po út st čt pá so ne
pasivního standardu nezbytné.
Vnější teploty Popisované kalkulace, které jsou prováděny za účelem vytvoření modelu potřeby
Komfort ºC 21
hod. 11
provádění výpočtu ještě nebyly na internetu k dispozici kompletní údaje za rok 2005).
Útlum ºC 19
součin 247
21 21
231 231
13 13
19 19
247 247
11
21
231
13
19
247
11 14
21 22
231 308
13 10
19 20
247 200
14
22
308
10
20
1 771
Součet „hodino-metro-stupně“ Průměrná teplota
200
1 260 1,4 mil.
1,55 mil.
Výpočet potřeby tepla bude proveden pro hodnoty průměrného roku (průměr z roků 2002, 2003 a 2005)
hod. 13
11 11
Celkem Součin s plochou
tepla objektu, využívají klimatická data z období let 2002, 2003 a 2004 (v době
součin 231
3,0
20,3
milionů ºC
Graf předpokládaných vnitřních teplot během týdne 24
Venkovní teplota [ºC]
22
měsíc
2002
2003
2004
Průměr
leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec
-1,2 3,6 5,8 9,4 17,1 19,1 20,9 20,4 14,0 7,6 6,0 -3,1
-2,1 -2,7 4,7 9,1 17,2 21,3 20,3 22,5 15,4 6,9 5,9 0,2
-3,3 1,0 3,8 10,7 13,1 17,0 19,2 20,2 14,9 10,9 4,6 0,4
-2,2 0,6 4,8 9,7 15,8 19,1 20,1 21,0 14,8 8,5 5,5 -0,8
Průměr
10,0
9,9
9,4
9,7
Uvedená data byla převzata z meteorologických měření ČHMI v Brně-Tuřanech. Lokalita má podobné klimatické podmínky jako Brno – Útěchov, proto nebude nutné provádět korekci hodnot.
20 18 16 typ 1, komf.
14 12
typ 1, útlum
10 út
st
čt
pá
so ne teplot Týdenní průběh
Potřeba tepla Další tabulka je přehledným výpočtem potřeb tepla objektu.
Komentář:
První sloupec je výpočtem tepelných ztrát [MJ], a je roven součinu tepelných ztrát
Z tabulky je zřejmé, že ve většině měsíců v roce je potřeba tepla kryta vnitřními a solárními
vypočtených
z tabulky
tepelně
technických
vlastností
objektu
a
vyjádřených
v jednotkách [W/K] a počtu denostupňů, a to pro každý měsíc zvlášť.
zisky, proto jsou hodnoty nulové. Potřeba tepla v zimních měsících je kryta teplovzdušným vytápěním.
Další sloupce přebírají dle popsané metodiky hodnoty z výpočtů vnitřních zisků a slunečních zisků. Je uveden jejich součet a stupeň využití celkových zisků. Zdůvodnění jeho hodnoty je provedeno níže. Významnou veličinou je podíl tepelných ztrát a tepelných zisků γ, kdy se při jejích vyšších hodnotách než asi 0,75 výrazně snižuje přesnost výpočtu (viz norma ČSN EN
Denostupně Vzhledem k rozsáhlosti tabulky výpočtu potřeb tepla je nyní do samostatné tabulky uveden výpočet počtu denostupňů pro jednotlivé měsíce a roky. Vnitřní průměrná teplota pro výpočet potřeb tepla a pro výpočet počtu denostupňů: 20,3 °C
832), a to právě v důsledku výrazného podílu tepelných zisků. Čím jsou tepelně izolační Data průměrného roku
vlastnosti objektu lepší, tím je vliv tepelných zisků větší a možná chyba výpočtu roste. V posledním sloupci je hodnota potřeby tepla v objektu, tj. takové množství tepla, které objekt není schopen pokrýt vnitřními a solárními zisky a které je třeba do něj přivést otopným systémem.
Potřeba tepla [MJ], průměrný rok
leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec
Tepelné ztráty
Vnitřní zisky
Solární zisky
Celkové zisky
Podíl tep. zisků a tep. ztrát γ
Stupeň využití tepel.zisků η
23 066
4 687
10 273
14 960
18 207
4 234
12 715
16 949
0,93
0,90
15 916
4 687
19 026
23 713
1,49
0,60
10 469
4 536
17 980
22 516
2,15
0,60
4 592
4 687
14 217
18 904
4,12
0,50
Potřeba tepla
5 470
4 536
11 369
15 905
2,91
0,50
12 118
4 687
12 440
17 127
1,41
0,70
14 674
4 536
8 407
12 943
0,88
0,80
21 663
4 687
7 311
11 999
0,55
0,90
9 602 2 954 1 688 0 0 0 0 0 0 129 4 320 10 865
1,23
0,62
29 557
celkem nebo 126 176 průměrně
41 278 113 739 155 017
0,65
0,90
Měsíc leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec Celkem
Vnější teplota [ºC] -2,2 0,6 4,8 9,7 15,8 19,1 20,1 21,0 14,8 8,5 5,5 -0,8
Vnitřní teplota [ºC] 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3 20,3
Počet dnů 31 28 31 30 31
30 31 30 31
Počet denostupňů [°D] 697 550 481 316 139
165 366 443 654 3 811
Měrná potřeba tepla na vytápění
Kritérium pasivní stavby Norma ČSN 73 0540–2 udává definici pro pasivní domy takto:
Otápěný objem
m
3
2 451
Celková plocha A - součet vnějších ploch ochlazovaných k-cí ohraničujících objem budovy
m2
1 272
„Pasivní stavby jsou budovy s roční plošnou měrnou potřebou tepla na vytápění
0,52
nepřesahující 15 kWh/(m2.a). Takto nízkou energetickou potřebu budovy lze krýt bez použití
8 210
obvyklé otopné soustavy, pouze se systémem nuceného větrání obsahujícím účinné zpětné
Geometrická charakteristika budovy A/V
m
Roční potřeba tepla na vytápění Eh (přepočteno z MJ)
-1
kWh/a
Otápěný objem
m
2 451
získávání tepla z odváděného vzduchu a malé zařízení pro dohřev vzduchu v období velmi
3
3,35
nízkých venkovních teplot...“
3
34,1
3
Měrná potřeba tepla při vytápění budovy eV
kWh/(m .a)
Požadovaná hodnota měrné spotřeby tepla při vytápění budovy eVN
kWh/(m .a)
Roční potřeba tepla na vytápění Eh
Měrná potřeba tepla při vytápění budovy eA
Plošná měrná potřeba tepla při vytápění budovy eA
kWh/(m .a)
9,4
2
9,4
Limitní plošná měrná spotřeba tepla při vytápění budovy dle ČSN 73 0540-2 kWh/(m2.a)
15
2
111,0
kWh/(m .a)
Požadovaná hodnota měrné spotřeby tepla při vytápění budovy eAN
8 210
875
m2
Otápěná plocha
kWh/a
kWh/(m .a)
2
Komentář 1: Jak je patrno z tabulky výše, budovu lze klasifikovat jako pasivní stavbu, zároveň je však
Stupeň energetické náročnosti
třeba si uvědomit, že výsledek je vzhledem k množství a druhu matematických operací zatížen
V souladu s normou ČSN 73 0540-2 je úroveň energetické náročnosti budovy klasifikována podle tabulky pomocí stupně energetické náročnosti budov SEN.
Klasifikace energetické náročnosti Mimořádně úsporná budova
Stupeň energetické náročnosti SEN Zjištěná hodnota: Mimořádně úsporná SEN ≤ 40 %
11 %
SEN ≤ 60 %
SEN ≤ 120 % SEN ≤ 150 % SEN > 150 % Mimořádně nevyhovující budova
Budova splňuje požadavek ČSN 73 0540-2
Komentář 2: Vypočtená hodnota měrné potřeby tepla není nejnižší dosažitelná zejména protože: • •
byla snížena normou uváděná hodnota pro pasivní vnitřní zisky; nebyl uvažován vliv zemního výměníku tepla sloužícího k předehřívání čerstvého vzduchu pro vzduchotechniku. Způsob výpočtu tohoto pozitivního vlivu není
SEN ≤ 80 % SEN ≤ 100 %
vysokou chybou a může se od reálné stavby výrazně lišit, zcela zásadní význam má potom řemeslné provedení jednotlivých konstrukčních detailů.
Požadavek ČSN 73 0540-2
v současné legislativě jasně stanoven.
Potřeba tepla pro přípravu teplé vody
ad
Výsledná potřeba tepla pro ÚT a TUV Qk,měsíc - 34 m
Pro snížení celkové potřeby energie pasivního bytového domu bude navržena soustava solárních kolektorů, které budou pokrývat především potřebu tepla na výrobu teplé vody. Při výpočtu bylo uvažováno se sklonem panelů 45°.
1 m2
34 m2
2
Potřeba TUV+UT
Nová potřeba
[MJ]
[MJ]
[MJ]
Leden
1 972
21 320
19 348
Únor
3 978
13 538
9 560
Březen
7 446
13 406
5 960
Duben
9 282
11 340
0
Květen
13 430
11 718
0
Červen
14 484
11 340
0 0
Červenec
15 436
11 718
Qk,měsíc
Potřeba TUV
Potřebná plocha
Qk,měsíc
Srpen
12 580
11 718
0
MJ/m2
MJ
m2
MJ/m2
Září
9 384
11 340
0
58 117 219 273 395 426 454 370 276 156 68 35
11 718 10 584 11 718 11 340 11 718 11 340 11 718 11 718 11 340 11 718 11 340 11 718
121 54 32 25 18 16 16 19 25 45 100 201
1 972 3 978 7 446 9 282 13 430 14 484 15 436 12 580 9 384 5 304 2 312 1 190
Říjen
5 304
11 847
6 543
Listopad
2 312
15 660
13 348
2 847
137 970
96 798
Prosinec
1 190
22 583
21 393
Celkem
96 798
167 527
76 151
Bilance energie 25 000 20 000 MJ
Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Celkem
ří
Č
Le
Měsíce
Měsíční spotřeby vody budou uvedeny dále v návrhu solárních kolektorů.
Návrh solárních kolektorů
Li st op
378 MJ/den
c
→
Zá
137 970 MJ
ne
105 kWh/den
Roční potřeba tepla:
te n
Množství energie do systému:
er ve
55°C
Energie z kolektorů
n
Teplota výstupní vody:
Potřeba tepla pro TUV
Kv ě
10°C
ze
Teplota vstupní vody:
n
2000 l/den
Bř e
Potřeba vody/den:
18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 de
30 MJ
Předpoklad počtu osob:
Bilance energie
15 000
Potřeba tepla pro TUVaUT
10 000
Energie z kolektorů
5 000
Měsíce
ad
Li st op
ří Zá
c ne
te n
n ze
Kv ě
Bř e
er ve Č
přebytky energie získané v letních měsících.
n
dodávaných solárních panelů o ploše 1,7 m ). Při návrhu byl brán zřetel zejména na
0 de
2
Le
Celková absorpční plocha byla stanovena na 34 m2 (odpovídá 20 ks běžně
Elektrická energie
Celková potřeba primární energie
Při návrhu spotřeby elektrické energie bylo vycházeno především z hodnot
Spotřeba
Měrná spotřeba
doporučených odbornou literaturou pro dosažení pasivního standardu budovy.
energie
energie
V zásadě
[kWh/a]
[kWh/(m .a)]
Energie pro vytápění
8 210
9,4
Energie pro výrobu TUVí
14 057
16,1
Elektrická energie
13 125
15,0
lze
rozdělit
spotřebu
elektrické
energie
na
spotřebu
na
provoz
2
vzduchotechniky a spotřeba pro domácnost. Spotřebu elektřiny v domácnostech je možné minimalizovat pouze za předpokladu, že budou použity pouze spotřebiče s třídou účinnosti A a úsporné žárovky (úspora až 80 %), zároveň je však nutné uvažovat snížení pasivních vnitřních zisků. Vztažná plocha (otápěná plocha bytů)
875 m2
Měrná spotřeba elektřiny pro provoz VZT
5 kWh/(m2.a)
Spotřeba elektřiny pro provoz VZT/ rok
4 375 kWh/a
Měrná spotřeba elektřiny pro domácnosti
10 kWh/(m2.a)
Spotřeba elektřiny pro provoz domácnosti / rok
8 750 kWh/a
Celková spotřeba elektrické energie / rok
13 125 kWh/a
Celková měrná potřeba primární energie
Elektřina pro domácnost
Elektřina pro VZT
Vytápění
Teplá voda
40,5
