Manuál pro využití výpočetního nástroje NKN

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební

Manuál pro využití výpočetního nástroje NKN Ing. Miroslav Urban, Ph.D.

Praha 2010

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Identifikační údaje Název:

Manuál pro využití výpočetního nástroje NKN

Datum:

září 2010

Zpracovatel: ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra technických zařízení budov Thákurova 7 166 29 Praha 6 Autoři:

Ing. Miroslav Urban, Ph.D.

1

Úvod ................................................................................................................................... 3

2

Výpočet energetické náročnosti a výpočetní nástroj NKN ........................................... 5

3

4

2.1

Podrobnosti výpočtu energetické náročnosti budovy .................................................. 5

2.2

Výpočetní nástroj NKN ............................................................................................... 6

2.3

Základní popis výpočetního nástroje NKN ................................................................. 7

2.4

Klimatická data .......................................................................................................... 10

2.5

Zónování budovy a standardizované profily užívání budovy ................................... 12

2.6

Popis budovy – stavební řešení a technické řešení .................................................... 16

2.7

Výpočet, hodnocení ................................................................................................... 17

Zadávání budovy do NKN – popis stavebního řešení .................................................. 20 3.1

List „budova identifikace“ ......................................................................................... 21

3.2

List „zony - profily uzivani“ ...................................................................................... 26

3.3

List „katalog konstrukci“ ........................................................................................... 26

3.4

List „zony - popis“ ..................................................................................................... 27

3.5

List „konstrukce - stavebni cast“ ............................................................................... 30

Energetické systémy ve výpočtu ENB ........................................................................... 32 4.1

Energetické systémy budovy – vytápění, list „zdroje tepla“ ..................................... 34

4.2

Energetické systémy budovy – chlazení, list „zdroje chladu“................................... 38

Využití chladu ve centrálních klimatizačních systémech ..................................................... 39 Přímé chlazení místností ....................................................................................................... 40

5

4.3

Energetické systémy budovy – vzduchotechnika, vlhčení, list „vzduchotechnika“.. 45

4.4

Příprava teplé vody, list „priprava teple vody“ ......................................................... 47

4.5

Pomocné energie energetických systémů budovy ..................................................... 51

Praktická aplikace hodnocení energetické náročnosti budov – panelový dům......... 51 5.1

Obecný popis objektu ................................................................................................ 52

5.2

Nový stav budovy po rekonstrukci ............................................................................ 53

5.3

Zónování budovy, pravidla pro zónování .................................................................. 54

5.4

Stavební část – ohraničení zón .................................................................................. 57

5.5

Energetické systémy budovy ..................................................................................... 58

5.6

Energetická náročnost budovy - výpočet................................................................... 59

Energetická náročnost budovy – stávající stav ............................................................ 60 Energetická náročnost budovy – po realizaci doporučení .......................................... 60 5.7

Interpretace výsledků ................................................................................................. 61

5.8

Zařazení stávajícího stavu budovy do třídy ENB ...................................................... 62

5.9

Ekologická a ekonomická proveditelnost alternativních systémů a kogenerace ....... 65

6

Praktická aplikace hodnocení energetické náročnosti budov – rodinný dům .......... 66

7

Závěr ................................................................................................................................ 70

 

Přílohy Příloha 1 – komentář ke vstupům do NKN Příloha 2 - Otázky a odpovědi k výpočetnímu nástroji NKN

1 Úvod Snaha o popis předpokládaného energetického chování budov ve smyslu předvídání spotřeby energie budovou se datuje do počátků stavitelství v regionech, kde bylo nutné budovy vytápět. Každého uživatele vždy zajímalo, kolik paliva si má připravit na zimu, každého stavitele pak zajímalo, jak velký prostor pro uskladnění paliva má v budově vyčlenit. S rozvojem technologií v budovách se k potřebě energie na vytápění přidala energie na chlazení, přípravu teplé vody i osvětlení. Bylo vyvinuto mnoho metod, které více či méně přesně tyto potřeby počítaly -

jmenujme například denostupňovou metodu pro výpočet

energie na vytápění nebo jednoduché výpočty dle měrné potřeby tepla pro typické objekty. Tyto metody jsou vcelku bezpečné pro účely návrhu systémů, kdy údaj o roční potřebě energie na vytápění nebo chlazení je podkladem pro jednání s dodavatelem energie případně pro stanovení velikosti úložiště paliva v budově. Tyto metody jsou však prakticky nepoužitelné v okamžiku, kdy chceme mezi sebou porovnat více alternativních řešení jednotlivých prvků budovy, které potřebu a spotřebu energie ovlivňují. Důvodem je malá citlivost těchto metod na změnu vstupních parametrů a neprovázanost energetických potřeb budovy s dodanou energií (Kabele, 2009). Chceme-li tak stanovit očekávanou potřebu energie dodané do budovy a rozlišit různé zdroje, způsob regulace, nastavení parametrů vnitřního prostředí nebo způsob využívání obnovitelných zdrojů energie, musíme provést komplexní výpočet, který umožní tyto vlivy zohlednit. Do 80. let minulého století se datují počátky rozvoje metod počítačové simulace energetického chování budov, kdy tehdy na sálových počítačích vznikaly první pokusy o detailnější popis budovy a jejích technických systémů s cílem vypočítat spotřebu energie a průběhy parametrů vnitřního prostředí budov za daných klimatických podmínek. Přes počáteční euforii a od té doby pokrok ve výpočetní technice nelze do dnešního dne považovat za ukončený vývoj softwarových nástrojů pro modelování energetického chování budov. K nejvyvinutějším nástrojům v této oblasti patří simulační programy ESP-r, TRNSYS, EnergyPlus, IDA a další, které v podstatě na obdobném principu výpočtu řeší komplexní modelování a simulaci energetického chování budovy a systémů technických zařízení budov. Tyto nástroje jsou ve svém základním provedení postaveny pro modelování nejširšího spektra problémů – od tepelně-technického řešení stavebních prvků přes modely systémů technických zařízení budov po komplexní modely budov. Tato univerzálnost je vykoupena poměrně náročným způsobem formulace problémů a tvorby modelu, což předpokládá u uživatele jednak hlubokou znalost fyzikální podstaty problému, jednak schopnost abstraktního myšlení při tvorbě modelu a vede k užívání především na specializovaných pracovištích při univerzitách a konzultačních firmách.

2 Výpočet energetické náročnosti a výpočetní nástroj NKN 2.1 Podrobnosti výpočtu energetické náročnosti budovy Hodnocení ENB se provádí na základě bilančního hodnocení, které představuje porovnání vypočtené bilance celkové dodané energie potřebné pro provoz budovy po jednotlivých časových úsecích ročního provozu (měsíc, den, hodina) a jejich porovnání s referenčními hodnotami stanovenými vyhláškou o energetické náročnosti budovy. Referenční hodnoty pro tyto budovy jsou v současné době definovány hodnotami měrné roční spotřeby energie v kWh/(m2.rok), uvedené v příloze 1 vyhlášky o energetické náročnosti budov. Energetická náročnost konkrétní budovy se stanoví bilančním hodnocením (výpočtovou metodou z návrhových veličin), což je vhodné pro účely vstupního hodnocení pro nové budovy i poprvé hodnocené stávající budovy a případně analytického hodnocení při přípravě změn dokončené budovy. V energetických systémech je dodaná energie přeměněna na užitečnou energii, která spolu s využitelnou částí tepelných zisků a ztrát zajišťuje množství energie potřebné pro splnění požadavků zón, energie dodaná na systémové hranici budovy. Výpočet ENB lze rozdělit na dvě výpočtové úrovně – na úrovni budovy a na úrovni energetických systémů. Energetická bilance na úrovni budovy pro každou zónu zahrnuje: 

tepelný tok prostupem mezi zónou budovy a okolním prostředím určeného tepelným gradientem mezi zónou a okolním prostředím;



tepelný tok větráním určený tepelným gradientem mezi zónou budovy a okolním prostředím;



vnitřní tepelné zisky od osob, vybavení a osvětlení zóny;



vnější tepelné zisky od solární radiace od průsvitných konstrukcí, solární radiace neprůsvitnými konstrukcemi je zanedbána;



využití tepelných zisků v konstrukcích budovy;



potřebu tepla na vytápění v časovém úseku, kdy je budova vytápěna a otopný systém dodává energii do zóny;



potřebu chladu na chlazení v časovém úseku, kdy je budova chlazena a systém chlazení dodává energii do zóny.

Energetická bilance na úrovni energetických systémů zahrnuje: 

dodanou energii pro systémy vytápění, mechanického větrání, chlazení, klimatizaci, přípravu teplé vody, osvětlení včetně pomocných energií pro uvedené energetické systémy pro příslušné zóny,



produkci energie systémů využívající obnovitelné energie,



produkci energie systémů kombinované výroby elektřiny a tepla (kogenerace),



stanovení ztráty při výrobě (transformaci), distribuci a sdílení energie v rámci zón prostřednictvím příslušných energetických systémů.

 

Výpočetní postup předpokládá tepelné vazby mezi jednotlivými zónami. Dělící konstrukce mezi zónami může být v některých odůvodnitelných případech ve výpočtu uvažována jako adiabatická konstrukce. Výpočet ENB je prováděn jako stacionární výpočet pro jednotlivé časové úseky s maximální délkou jednoho měsíce a je proveden pro daný časový úsek v ustáleném teplotním stavu, dynamické vlastnosti jsou zahrnuty pomocí činitele využití tepelné kapacity budovy, účinností systémů technických zařízení budovy a účinností využití tepelných zisků. 2.2 Výpočetní nástroj NKN Funkční algoritmus obsažený v NKN a dalších výpočetních programech (Energie, Protech ENB) plně zohledňuje požadavky na výpočet dané směrnicí EPBD, ale především národními právními předpisy a technickými normami. Výpočetní nástroj slouží jako demonstrace funkčnosti popsané filosofie výpočtu, základ pro ustálení výpočetního jádra a pomůcka pro užívání odbornou veřejností, především však energetickými auditory a osobami oprávněnými zpracovávat průkaz ENB. Základní výchozí podmínka pro tento funkční výpočetní algoritmus byla možnost snadno ověřit aplikovaný postup. Jinak řečeno ověřit v prvotní fázi požadavek, aby byl funkční algoritmus srozumitelný užší odborné veřejnosti z důvodu připomínek a korekcí výpočetního postupu a pro případnou potřebu jeho snadné analýzy. Z tohoto důvodu je funkční algoritmus v podobě výpočetního nástroje proveden v prostředí tabulkového procesoru MS Excel sady MS Office. Výpočetní nástroj tak ověřuje funkčnost výpočetního postupu a provádí hodnocení energetické náročnosti budov podle národní metodiky a je vytvořen jako pilotní pomůcka pro výpočet energetické náročnosti budov ve smyslu zpracování Průkazu energetické náročnosti budov ve formě protokolu průkazu ENB a grafického znázornění průkazu ENB. 

Ověřuje správnou interakci mezi navrhovanými výpočtovými kroky, které v této kombinaci dosud nebyly použity.



ověřuje podmínkové vazby mezi jednotlivými kroky ve výpočtu.



Výpočetní nástroj NKN je řešen jako otevřený s možností zobrazení všech vazeb a vztahů ve výpočtovém algoritmu.

 

Obr. 1)

Základní princip výpočetního nástroje NKN pro hodnocení ENB

2.3 Základní popis výpočetního nástroje NKN Výpočetní nástroj je řešen jako otevřený s možností zobrazení všech vazeb a vztahů zdrojového kódu. Je určen pro užívání odbornou veřejností, především však energetickými auditory a osobami oprávněnými zpracovávat průkaz energetické náročnosti budov. Nad rámec vyhlášky o energetické náročnosti budov výpočetní nástroj obsahuje některé další údaje a data, která jsou nutná pro zpracování výpočtu. Jedná se o: 

předdefinované uživatelské profily pro jednotlivé typy provozů a,



klimatická data používaná pro výpočet.

V současné

době

nejsou

právně

tyto

údaje

zakotveny,

mají

oporu

v

souvisejících technických normách. Výpočetní nástroj je jako celek proveden v prostředí MS Excel. Uživatelské rozhraní výpočetního nástroje NKN je podřízeno architektuře NKN pramenící z možností prostředí MS Excel a maticového principu výpočtu s potřebou vzájemné interakce a vzájemné kombinace nezávislých prvků, které v základě představují zóny budovy a jednotlivé energetické systémy. Maticový způsob výpočtu utváří podoba a rozsah souboru klimatických dat a předdefinovaných profilů standardizovaného užívání pro každou zónu budovy, resp. počet zón budovy. Uživatelské rozhraní představují jednotlivé listy v sešitu souboru tabulkového procesoru MS Excel, které jsou členěny logicky v posloupnosti tak, jak probíhá sběr dat o budově její zadávání. Uživatel s výpočetním nástrojem NKN komunikuje pouze prostřednictvím jednoho excelovského sešitu vkládáním dat do odemčených buněk příslušných přístupných listech. Listy s výpočetním algoritmem a listy pomocné pro vlastní výpočet jsou uživateli skryty, případně zamčeny z důvodu nechtěného, nežádoucího zásahu (pozn. heslo pro odemčení jednotlivých listů je ke každé verzi dostupné). Jednotlivé listy jsou členěny tak, že logicky kopírují systém členění budovy a reprezentují tak jednotlivé části budovy stejně jako je tomu tak při návrhu budovy.

Základní požadavek na rozdělení výpočtu do dílčích časových úseků „n“ v důsledku znamená rozdělení výpočtu do hodinového kroku. Důvodem je potřeba rozlišení časového úseku během dne, kdy je objekt v plném provozním režimu, v režimu útlumu, vč. jednotlivých energetických systémů. Hodinový krok výpočtu byl také zvolen z důvodu potřeby přesnějšího vyjádření potřeby energie, podrobně viz 2.4. Výpočetní nástroj NKN, provádějící výpočet ENB, proto pracuje na základě zjednodušeného hodinového kroku výpočtu, který respektuje databázový soubor klimatických dat zahrnujících hodnoty venkovních teplot pro příslušný měsíc a hodnoty sluneční radiace. NKN pracuje s databází klimatických hodnot využívající čtyři tzv. klimatické oblasti, které jsou geograficky totožné jako teplotní oblasti podle ČSN 73 0540-3. Pro každou klimatickou oblast je v rámci výpočtu vytvořen soubor 12 referenčních dnů s hodinovým průběhem (1 referenční den zastupuje 1 měsíc). V rámci detailnějšího kvazihodinového výpočtu je potřeba energie na vytápění a chlazení modelováno pro příslušné časové úseky s hodinovým krokem výpočtu. Použitím měsíční intervalové metody, případně se zpřesněním s hodinovým krokem výpočtu, se dosáhne dostatečně přesných výsledků vypočtené potřeby energie na vytápění pro výpočtové období jednoho roku. Možné nepřesnosti jsou eliminovány ročním výpočtovým obdobím pro stanovení potřeby energie. Měsíční intervalová metoda je metodou kvazistacionární, čili metodou, která uvažuje v každém výpočtovém intervalu stálé okrajové podmínky (pro redukovaný stav vytápění v noci a jiné teplotní režimy lze použít postup viz např. ČSN EN ISO 13790). Dynamické vlivy změn denního průběhu teplot u měsíční intervalové metody ve výpočtovém intervalu jednoho měsíce nejsou uvažovány a vliv setrvačnosti budovy je zahrnut prostřednictvím tzv. stupně využití tepelných zisků a tepelných toků. Architektura NKN vychází z principu, kdy uživatelské rozhraní představují jednotlivé listy sešitu MS Excel. Členění a posloupnost jednotlivých listů představuje logický postup, který vychází z procesu návrhu budovy. Kdy každý list reprezentuje soubor spolu souvisejících parametrů, které popisují danou část týkající se budovy, zóny, nebo energetického systému. Popis budovy a jejích částí vychází ze základní filosofie hodnocení ENB a to objektivně nezávislého porovnání. Z tohoto důvodu jsou do nezbytně nutné míry eliminovány přímé číselné vstupy, kterými by uživatel mohl -

chtěl, vědomě ovlivnit

výslednou hodnotu ENB. Proto je většina možných vstupů, které určují provoz, systémové řešení a užívání budovy, načítána ze skrytých databázových listů na základě volby uživatele z předdefinovaných

nabídek,

které

reprezentují

výběr

uživatelského

profilu

standardizovaného užívání náležejícího dané zóně. Mezi jednotlivými listy se uživatel pohybuje přepínáním pomocí tlačítek, případně pomocí vstupního listu, který obsahuje základní strom tlačítek odkazující se na všechny listy obsažené v sešitě reprezentující nástroj NKN. Vstupní list NKN verze 2.xx zároveň obsahuje tlačítka a odkazy na doplňující materiály, které souvisejí s výpočetním nástrojem NKN:



základní informace ke spuštění a užívání NKN,



manuál obsahující doplňující informace pro NKN – obecný popis výpočetního nástroje, podrobný rozbor profilů standardizovaného užívání budovy, přehled klimatických dat používaných ve výpočtu,



přímé webové odkazy na internetové stránky nástroje NKN, které se uceleně věnují problematice hodnocení ENB a výpočetního nástroje a v současné době jsou uceleným informačním zdrojem v této oblasti.  

Obr. 3) Výběr profilu standardizovaného užívání pro danou zónu  

Obr. 2)

Vstupní list NKN v. 2.03

Hierarchie a členění listů odpovídá nejen logice procesu návrhu a popisu budovy, ale také vychází ze struktury principu postupu výpočtu ENB. Vlastní popis budovy je založen na principu multi-zónového modelu budovy, který je zásobován různou volitelnou kombinací energetických zdrojů za pomoci jednotlivých distribučních energetických systémů propojujících zónu budovy a definované energetické systémy. Výpočet ENB je založen na interakci mezi jednotlivými částmi budovy (zónami) v kombinaci s jednotlivými energetickými systémy, Obr. 4).

  Obr. 4)

Základní členění a provázanost energetických systémů dodávajících energii do zóny

Primárními vstupy potřebnými pro zadání budovy pro hodnocení ENB jsou identifikační údaje budovy. Identifikační údaje vyplývají z požadavků na údaje, které jsou obsaženy v protokolu průkazu ENB. Identifikační údaje představují základní identifikaci místa, vlastníka budovy, případně pronajímatele budovy a další doplňující údaje. Základním primárním vstupním údajem potřebným především pro výpočet ENB je: 

výběr příslušné klimatické oblasti náležející budově,



základní rozdělení budovy na zóny,



přiřazení příslušných profilů standardizovaného užívání jednotlivým zónám.

V další kroku je nezbytné stanovit: 

podrobný popis jednotlivých zón – provozně a stavebně,



podrobný popis jednotlivých energetických systémů a jejich provázání s příslušnými zónami.

2.4 Klimatická data Výpočet energetické náročnosti se provádí v hodinovém kroku nebo měsíčním kroku výpočtu. Z důvodu nutnosti srovnatelného porovnání budov, které jsou primárně navrhovány na dané klimatické podmínky v místě stavby, musí tomuto požadavku odpovídat jednotná klimatická data. V případě výpočetního nástroje NKN zpracovaného pro aplikaci národní metodiky výpočtu energetické náročnosti budov bylo použito hodinového časového kroku a referenčních dnů, reprezentujících jednotlivé měsíce roku pro čtyři klimatické oblasti ČR. Klimatické oblasti geograficky odpovídají tzv. teplotním oblastem podle ČSN 730540-3, příloha H1. Pro každou klimatickou oblast byl vytvořen soubor dvanácti syntetických referenčních dnů s hodinovým průběhem teplot, kdy každý z dnů reprezentuje jeden měsíc. Při tvorbě datového souboru popisujícího průběh teploty venkovního vzduchu se vycházelo

z průměrných měsíčních hodinových hodnot se zohledněním denní amplitudy. Hodnoty intenzity slunečního záření a měrné vlhkosti byly pro tento účel uvažovány shodné pro všechny čtyři teplotní oblasti. Průměrné hodnoty pro 12 typických dnů byly stanoveny na základě interpolace údajů obsažených v příslušných referenčních dnech k daným čtyřem klimatickým oblastem. Při tvorbě datového souboru se vycházelo z klimatických dat TM2 (TRNsys 16 Climate Database) následujících lokalit: 

oblast 1 – Praha,



oblast 2 – Ostrava – Poruba,



oblast 3 – Churáňov,



oblast 4 – oblast se řadí do horských oblastí, ke kterým nebyla dostupná klimatická data v průběhu celého roku. Proto byla provedena výšková interpolace, kdy výsledná korekce teploty vzhledem k oblasti č. 3 je vyšší o 0,5°C (ČSN 730540-3).

Zdrojová data jsou ve formě hodinových údajů teplot po celý rok, což celkem činí 8760 hodnot. Vlastní klimatická data pro výpočetní nástroj NKN byla zpracována ve formě typického dne, každý měsíc reprezentován jedním typickým dnem. Pro zimní teploty je typický den průměrem všech jednotlivých teplot v měsíci v daném časovém úseku. Pro letní období bylo nutné zohlednit zvýšenou teplotu v letních měsících, která bývá výrazně vyšší než pouhá průměrná hodnota. Pro měsíce červen – srpen byla teplota určena na základě průměrných hodnot, ale se zohledněním amplitudy teploty v letním období. Použití metody hodinového kroku a referenčních dnů bylo testováno a validováno porovnáním s výsledky dynamického simulačního výpočtu v ESP-r s klimatickými daty určenými pro tento typ výpočtu (IWEC). Pro výpočet s měsíčním krokem výpočtu budou zachovány podmínky pro určení klimatické oblasti, jak je uvedeno v úvodu. Pro výpočet celkové dodané energie do budovy s měsíčním krokem výpočtu je nutné použít klimatická data určená pro tento účel. Klimatická data pro potřeby metodiky bilančního výpočtu energetické náročnosti budov pro měsíční krok výpočtu lze stanovit podle ČSN 730540-3, nebo průměrné měsíční hodnoty lze odvodit z váženého průměru na základě naměřených dat např. ČHMÚ.    

   Obr. 5)

Mapa teplotních oblastí dle ČSN 730540 – 3, příloha H1

  Obr. 6) Průběh hodinových teplot v letním a zimním období v závislosti na potřebě energie na vytápění a chlazení

2.5 Zónování budovy a standardizované profily užívání budovy Dalším vstupem a nezbytným požadavkem pro výpočet je provedení zónování budovy. Zónování budovy představuje geometrické rozdělení budovy na jednotlivé části, které se vyznačují specifiky ovlivňující výslednou výši potřeby a spotřeby energie. Způsob zónování budovy bude pro mnoho budov jednou z nejdůležitějších částí při stanovení ENB. Je možné nedůsledným způsobem zónování budovy dosáhnout odlišných čísel vyjadřujících ENB. Uveďme proto základní zásady a základní předpoklady pro zónování budovy ve smyslu požadavků pro stanovení ENB. Z hlediska základních požadavků na zónování budovy se uvádí, že budova, nebo její část je zónou, pokud: 

je zásobována ze stejné skladby energetických systémů budovy, nebo



má různé režimy užívání v souladu se standardizovanými podmínkami vnitřního a venkovního prostředí a provozu stanovenými v platných technických normách a jiných předpisech.

Zóny je třeba vzájemně výpočetně hodnotit odděleně, ale za předpokladu jejich vzájemného spolupůsobení, ovlivňování. Každá zóna je zadávána zvlášť a popsána 

geometrickou charakteristikou (základní rozměry, podlahová plocha, objem, apod.),



druhem užití energie,



popisem provozu zóny a jejího užívání, tento krok reprezentují tzv. profily standardizovaného užívání.

Profil standardizovaného užívání představuje soubor základních okrajových podmínek, které definují výchozí předpokládané podmínky pro výpočet ENB. Ve výpočetním nástroji je uvedeno 48 přednastavených standardizovaných profilů budovy. Tyto profily definují „správný provoz“ zóny pomocí pevně stanovených hodnot. Takových hodnot v profilu, které u reálného objektu zajistí požadované vnitřní prostředí, např. nedochází k přetápění, nedostatečné výměně vzduchu, podsvětlení apod. Z uvedených 48 profilů je ke každé zóně budovy v základní nabídce přiřazen profil, který rámcově odpovídá provozu zóny. Jednotlivé profily standardizovaného užívání jsou seřazeny do provozně příbuzných skupin podle charakteristiky objektu, např. obytné domy, administrativní budovy apod. Profily standardizovaného užívání jsou definovány ve vlastním listu sešitu MS Excel a uživateli je přístupný pouze pro prohlížení. Hodnoty jsou seřazené v listu podle příslušnosti k užívání zóny, vytápění, chlazení, větrání a tepelným ziskům. Slouží jako vstupní údaje do výpočtu. Pokud je třeba vytvořit vlastní specifický profil, či existující profil změnit, pak uživatel může využít prostoru pro definování pěti vlastních profilů. Hodnoty uvedené ve standardizovaném profilu užívání jsou doporučeným vzorem, nejsou při vytváření matematického modelu. Každá budova je specifická a pro některé typy budov je nutné tyto hodnoty – okrajové podmínky pro výpočet upravit. Při vytváření obecného modelu budovy pro potřeby zjištění předpokládaného množství dodané energie je téměř vždy vhodné upravit standardizovaný profil užívání do podoby provozu, který odpovídá budově – speciálně pro školy, administrativní budovy, hotely a budovy pro kulturu a sport. Jako příklad je uveden komentovaný profil vyjadřující profil standardizovaného užívání, který lze onačit jako nejběžnější – profil zón obytné domy. Ve všech zónách je uvažovaný celodenní provoz (Tab. 1). Profil je rozdělen na tři zóny tj. zóna normový byt reprezentující standardní byt o objemu 200 m3. Druhá zóna definuje společné prostory v bytovém domě a technické podlaží, třetí popisuje nevytápěné místnosti v domě. Provozní doba ve všech zónách je uvažována 24 hodin a 365 dní v roce. Vnitřní výpočtová teplota (Tab. 2)) je v zóně normového bytu uvažována 21 °C při vytápění s maximálním poklesem 3 K na 18 °C pro

vytápění mimo provozní dobu. Společné prostory jsou uvažovány s teplotou 18 °C při vytápění a 16 °C mimo provozní dobu. V případě nevytápěných místností je pro oba režimy stanovena společná teplota 16 °C. Tab. 1)

Profil obytné domy - užívání zóny

Užívání zóny

typ zóny

Obytný dům Normový byt Obytný dům Společné prostory, technické podlaží Obytný dům Nevytápěné místnosti Tab. 2)

počátek provozu zóny

konec provozu zóny

provozní doba užívání zóny

hodina

hodina

tuse,h h

roční užívání budovy počet provozních dní tuse,d den

0

24

24

365

0

24

24

365

0

24

24

365

Profil obytné domy - vytápění

Vytápění

typ zóny

vnitřní výpočtová teplota pro režim vytápění

 i,H

vnitřní výpočtová teplota pro režim vytápění mimo provozní dobu

t H,h hod/den

°C Obytný dům Normový byt Obytný dům Společné prostory, technické podlaží Obytný dům Nevytápěné místnosti

provozní doba vytápění objektu

21

18

24

18

16

24

16

16

0

 

Ačkoliv není v současné bytové výstavbě běžné chlazení, jsou pro zónu bytu uvedeny vstupní údaje umožňující ve výpočtu zvolit výpočet spotřeby energie na chlazení (Tab. 3)). Výpočtová teplota pro režim chlazení je stanovena na obvyklých 26 °C. Pokud je zóna vybavená systémem chlazení mimo provoz, nebo chlazení není instalováno je vnitřní výpočtová teplota uvažována 30 °C. Teplota přiváděného vzduchu do zóny při provozu chlazení je uvažována o 5 K nižší než výpočtová.

Tab. 3)

Profil obytné domy - chlazení

Chlazení vnitřní výpočtová teplota pro režim chlazení

typ zóny

vnitřní výpočtová teplota pro režim chlazení mimo provozní dobu θi,C °C

provozní doba chlazení objektu t,C,h hod/den

Obytný dům - Normový byt

26

30

24

Obytný dům - Společné prostory, technické podlaží

30

30

24

Obytný dům - Nevytápěné místnosti

30

30

0

 

Vstupní údaje pro větrání zón obytného domu zahrnují možnosti přirozeného i nuceného větrání., Při nuceném a hybridním větrání je minimální tok větracího vzduchu VV,k vypočítán z počtu osob obývající zónu, nebo podlahové plochy. Základní hodnotou u normového bytu zůstává 50 m3/h na osobu obdobně jako u profilu 1. Průtok vzduchu u zóny společných prostorů a nevytápěných místností je definován hodnotou 4 m3 a 2 m3 na m2 podlahové plochy. Pro přirozené větrání je u všech zón základním parametrem uvažována násobnost výměny vzduchu 0,5 1/h, případně může být použita o nových budov hodnota 0,3 1/h. Průměrná teplota přiváděného vzduchu při nuceném větrání je stanovena pro potřeby přívodu minimálního množství vzduchu, rozdíl proti výpočtové teplotě v zóně je do bilance potřeb energie započítán. Pro přirozené větrání je ve výpočtu využita teplota venkovního vzduchu pro daný výpočtový interval. Provozní doby větracího zařízení odpovídají době užívání zóny. Tab. 4)

Profil obytné domy - chlazení

Větrání

typ zóny

Obytný dům - Normový byt Obytný dům – Spol. prostory, techn. podlaží Obytný dům - Nevytápěné místnosti

nucené, hybridní minimální tok větracího vzduchu měrná jednotka VV,k 3 m /h/mj. mj 50 osoby m2 podlahové 4 plochy 2 m podlahové 2 plochy

přirozené minimální tok větracího vzduchu VV,d 1/h 0,5 0,5 16

 

Skupina dat definující tepelné zisky v zóně jsou uvedeny v Tab. 5) a jsou definovány na m2 podlahové plochy zóny a v těchto případech je nutné v mnoha případech provádět jejich

korekci. Vstupní hodnoty pro výpočet tepelných zisků jsou děleny na tři části, původem od metabolického tepla uživatelů a obyvatelů budovy qoc,z, tepelného výkonu spotřebičů qap,z a od osvětlovacích zařízení WL,sys,z. V případě bytového domu vyhláška přímo definuje celkovou hodnotu průměrné měrné produkce tepla od obyvatelů a ze spotřebičů qoc,z+ qap,z,= 6 W/m2. Pro potřeby algoritmu výpočtu byla celková hodnota stejným dílem rozdělena mezi qoc,z a qap,z. Uvolněné teplo z osvětlení je stanoveno z průměrné roční spotřeby elektřiny na osvětlení v uvažovaném výpočtovém období, pro jeho výpočet je vstupem WL,sys,z. Hodnoty roční spotřeby elektřiny na osvětlení WL,sys,z, doba využití denního světla tD a doba využití bez denního světla za rok jsou stanoveny vyhláškou. Tab. 5)

Profil obytné domy – tepelné zisky

Tepelné zisky

-

Nevytápěné

doba využití denního světla za rok doba využití bez denního světla za rok měrná roční spotřeba elektřiny na osvětlení

časový podíl doby provozu

Obytný dům místnosti

pomocné energie

Obytný dům - Normový byt Obytný dům – Spol. prostory, techn. podlaží

ostatní

časový podíl přítomnosti osob

typ zóny

provozní hodiny

osoby

tepelné zisky

qoc,z W/m²

foc,z -

qap,z W/m²

fap,z -

tD h

tN h

WL,sys,z kWh/m2

3

1,0

3

0,2

3000

2000

4,46

0

1,0

0

0,2

3000

2000

0,18

0

1,0

0

0,2

3000

2000

0,18

Časový podíl foc,z definující přítomnost osob je vypočten z poměru doby užívání zóny v celém dni. Časový podíl fap,z udávající dobu provozu spotřebičů pro různá využití prostoru jsou stanoveny vyhláškou. Stejným způsobem jsou potom popsány všechny profily standardizované užívání. Podrobný popis všech profilů standardizovaného užívání je veden v manuálu, který je součástí NKN. 2.6 Popis budovy – stavební řešení a technické řešení Popis budovy je založen na principu zadávání co nejmenšího množství číselných vstupů. Zadávané vstupy lze rozdělit na dvě skupiny: 

přímý číselný vstup – přímá číselná hodnota charakterizující příslušný údaj



nepřímý číselný vstup - vstup je volán do výpočtu z databáze, nebo vypočten na základě výběru základních charakteristik z přednastavených možností v rozevírací nabídce příslušného údaje, který charakterizují.

Přímé číselné vstupy představují parametry, které nelze prostřednictvím výpočetního nástroje stanovit objektivní nezávislou metodou. Množství těchto parametrů bylo minimalizováno pro dosažení nejobjektivnějšího způsobu stanovení hodnoty charakterizující energetickou náročnost budovy za předpokladu jejího standardizovaného užívání Tímto je minimalizována chyba, která potencionálně může vstoupit do výpočtu. Druhý druh parametru vstupujícího do výpočtu je nepřímý číselný vstup. Podrobný výčet všech potřebných vstupů, které je třeba přímo, nebo nepřímo (volbou) zadat do výpočetního nástroje jsou uvedeny přímo ve výpočetním nástroji na listu „INFOFAQ – vstupy“, vč. stručného komentáře k jednotlivým vstupům a jejich dopadu pro vlastní výpočet. Některé zadávané vstupy mají formální popisný charakter a do výpočtu nevstupují, zatímco některé zadávané údaje mají přímou návaznost na výpočet a výpočet není možný bez zadání tohoto parametru. Veškerý výčet přímých číselných a nepřímých vstupů do výpočetního nástroje NKN uvádí vlastní výpočetní nástroj NKN, vč. podrobnější charakteristiky vstupů. Některé požadované vstupy v rámci výpočetního nástroje NKN nejsou primárně potřebné pro výpočet. Požadavek na jejich zadání je pouze na základě formální správnosti protokolu průkazu ENB a jeho grafického znázornění. 2.7 Výpočet, hodnocení Základní výpočet ENB a dílčí mezivýpočty jsou prováděny v rámci výpočtu v NKN ve skrytých listech, které nejsou viditelné a uživateli jsou skryté z důvodu nechtěného, nebo neoprávněného zásahu. Některé mezi výpočty mohou také probíhat přímo v listech zadávacích, ty jsou uživateli také z výše uvedených důvodů skryty. Zobrazení výpočtových listů, nebo buněk s mezivýpočty je zajištěno heslem – citr0n. Vlastní základní výpočet je soustředěn do třech výpočtových listů, které jsou členěny v logickém sledu postupu výpočtu, Tab. 6). Výpočet probíhá souběžně pro celou budovu kontinuálně během zadávání. Není tedy podmíněn spuštěním výpočtu zvláštním příkazem. Pokud není budova kompletně zadána prostřednictvím vstupů potřebných pro NKN, potom výpočet nemusí proběhnout korektně. Na některé neúplné údaje je uživatel upozorněn v průběhu zadávání, nicméně postup zadávání není kontrolován celkově. Tento způsob není úplně v prostředí MS Excel kompletně možný a je určen pro výpočetní nástroj naprogramovaný do standardního uživatelského rozhraní. Tab. 6)

Výpočetní nástroj NKN – výpočet spotřeby energie v budově, skryté listy

Název listu Potřeba energie Spotřeba zóny

energie

Spotřeba

energie

Charakteristika, popis obsahu listu Výpočet potřeby energie pro každou zónu a časový úsek na základě definovaných vstupů v listech. - Výpočet spotřeby energie pro každou zónu a časový úsek na základě definovaných vstupů v listech charakterizující energetické systémy. - Výpočet celkové spotřeby energie pro celou budovu a časový úsek,

budova

sumarizace výsledků výpočtů v listu „Spotřeba energie – zóny“ na základě definování energetických systémů.

Výsledné hodnocení představuje tzv. třída energetické náročnosti. Budova by celkově měla dosáhnout minimálně na třídu A-C, třída D-G je z pohledu splnění požadavku vyhlášky nevyhovující. Podle současného požadavku vyhlášky o energetické náročnosti budov je zatřídění budovy prováděno podle pevně stanoveného rozsahu měrné roční spotřeby energie EPA v kWh/(m2.rok) a příslušné hodnoty jsou uvedeny v příloze vyhlášky. Měrná roční spotřeba energie v kWh/(m2.rok) uvedená ve třídě C je pro vyjmenované druhy budov ve vyhlášce o energetické náročnosti budov hodnotou referenční. Budovy, které se hodnotí z hlediska jejich energetické náročnosti, jsou rozděleny do 9 kategorií druhů budov, které se odvíjí od provozu, činností a podobnosti jednotlivých budov. Specifikace druhů budov vychází z ustanovení směrnice EPBD o energetické náročnosti budov. Pro jiné budovy, zejména polyfunkční budovy se použije zařazení do třídy EN podle postupu uvedeného v technické normě ČSN EN 15217 - Energetická náročnost budov - Metody pro vyjádření energetické náročnosti a pro energetickou certifikaci budov. Třída EN se stanoví pomocí váženého průměru hodnocení jednotlivých provozních částí budovy. Výstupy z výpočetního nástroje NKN představují základní dokument požadovaný legislativně – průkaz energetické náročnosti budovy, který se skládá ze dvou základních částí: 

grafické znázornění průkazu ENB – grafické znázornění třídy ENB, která zařazuje budovu do třídy ENB pomocí barevně odlišené stupnice – list „graficke znazorneni ENB“, viz Obr. 8)Obr. 7);



protokol průkazu ENB – protokol, který popisuje formou vyplněného formuláře budovu jak po stránce stavební a jejích tepelně technických parametrů, tak po stránce jednotlivých energetických systémů, včetně tříd energetické náročnosti pro jednotlivé energetické systémy, pokud jsou v budově osazeny – list „protokol prukazu ENB“, viz Obr. 7).

Obr. 7)

Protokol průkazu ENB

Obr. 8) ENB

Grafické

znázornění

průkazu

Tyto výstupy jsou pouze formálním vyjádřením splnění/nesplnění požadavků daných právními normami – §6a zákona č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů a prováděcí vyhlášky č. 148/2007 Sb. Z pohledu analýzy provozu objektu a jeho spotřeb nejsou tyto výstupu detailně vypovídající. Výstupem, jehož účel je praktický (kontrolní), detailně popisující budovu z pohledu spotřeb, představuje výstup v podobě sumarizace hodnot dílčích výsledků výpočtů vyjádřená dílčími absolutními hodnotami vstupů a grafickým vyjádřením v podobě grafů. Dílčí hodnoty jsou vyjádřeny ve zvláštním listu excelovského sešitu NKN „Dodana energie EP - prehled“. List představuje souhrn teoretické potřeby tepla na vytápění, tepelných zisků na jedné straně a souhrnu dodané energie do budovy pro všechny energetické systémy na druhé straně. Parametry jsou vyjádřeny pomocí grafického znázornění a tabulkových hodnot v přehledném uspořádání s rozlišením měsíčních hodnot potřeby energie na vytápění a větrání chlazení a ohřev teplé vody a spotřeby energie pro vytápění a větrání, chlazení, vlhčení, ohřev teplé vody, osvětlení a pomocné energie potřebné na provoz energetických systémů, viz Obr. 9). Grafické vyjádření obsahuje jak absolutní měsíční hodnoty dílčích potřeb a spotřeb v podobě sloupcových grafů a tabulkových hodnot, tak celkovou roční potřebu a spotřebu energie a její měrné vyjádření vzhledem k podlahové ploše. A to také z důvodu všeobecně srozumitelné vypovídající hodnotě tohoto údaje, který slouží např. jako jasný ukazatel tzv. standardu nízkoenergetických (potřeba tepla na vytápění < 50 kWh/m2), nebo pasivních budov (potřeba tepla na vytápění < 15 kWh/m2). Nebo z hlediska měrné roční spotřeby dodané energie

zařazení budovy do třídy EN. Grafický výstup reprezentuje objekt jako celek s veškerými informacemi, které jsou vyžadovány legislativně a údaji, jejichž využití a potřeba je čistě technické. Technické údaje jsou to především ty, které jsou nad míru legislativních požadavků (protokol průkazu ENB), ale jsou důležité pro dílčí porovnání objektu a vytvoření rámcového obrazu o budově jako celku z pohledu detailnější analýzy potřeby a spotřeby energie, kterou průkaz ENB nezahrnuje. Z pohledu detailní analýzy provozu objektu je tento výstup nejdůležitějším výstupem. PENB je pouze informací, která uspokojí požadavky legislativy a laikovy je srozumitelným dokumentem. Specialista zabývající se analýzou objektu, např. z pohledu dosažitelných úspor by měl pracovat s výstupem v podobě detailního rozboru počítaných spotřeb energie, tímto jsou údaje na listu „Dodana energie EP - prehled“.

  Obr. 9)

Grafický výstup NKN - vyjádření dodané energie do budovy

3 Zadávání budovy do NKN – popis stavebního řešení Popis stavebního řešení je podřízen způsobu rozdělení budovy do zón. Každou zónu je třeba popsat zvlášť z hlediska provozního řešení a stavebního řešení. Zóna je definována jak přímými číselnými vstupy, tak nepřímými vstupy. Přímé číselné vstupy popisují velikost

zóny, geometrické uspořádání, charakterizují způsob krytí potřeby energie v dané zóně. Nepřímé vstupy stanovují způsoby užití energie v zóně, dynamické využití tepelných zisků, apod. Každá zóna musí být charakterizována prostřednictvím ohraničujících konstrukcí, pomocí stavebního řešení. Stavební část řešení objektu je popsána identifikací stavebních konstrukcí, tzn. identifikace tepelně technických vlastností pomocí přiřazení předdefinované skladby z vytvořeného katalogu konstrukcí, identifikace prostředí před a za konstrukcí, orientací konstrukce vůči světovým stranám a zvolení sklonu konstrukce. Tímto zadáním stavební charakteristiky objektu a tepelně technických vlastností zón a popisu provozu zóny (pomocí profilu standardizovaného užívání zóny) je definována výše potřeby energie. Tab. 7)

Výpočetní nástroj NKN – popis budovy, geometrické a stavební řešení

Název listu budova – identifikace

Charakteristika, popis obsahu listu Základní identifikace budovy, formální popisné údaje potřebné pro protokol průkazu ENB, základní rozdělení budovy do zón, přiřazení profilů standardizovaného užívání budovy budova - doplneni pro Doplňující informace o budově, stavební řešení budovy, řešení PENB systémů TZB, popis energonositelů, zony - profily uzivani Přehled hodnot vstupujících do výpočtu, možnost vytvoření vlastního profilu užívání. katalog konstrukci Identifikace základních skladeb konstrukcí, základní katalog konstrukcí zony - popis Podrobný popis zón definovaných v listu „Budova – identifikace“, konstrukce - stavebni Identifikace všech konstrukcí ohraničující zadané zóny, výběr cast z předdefinovaných skladeb v listu „Budova – konstrukce“ a přiřazení konstrukcí k příslušné již definované zóně vč. okrajových podmínek (orientace, prostředí za konstrukcí, činitele teplotní redukce, apod.) Veškerý výčet přímých číselných a nepřímých vstupů do výpočetního nástroje NKN uvádí vlastní výpočetní nástroj NKN, vč. podrobnější charakteristiky vstupů v listu „INFO-FAQ – vstupy“. Některé požadované vstupy v rámci výpočetního nástroje NKN nejsou primárně potřebné pro výpočet. Požadavek na jejich zadání je pouze na základě formální správnosti protokolu průkazu ENB a jeho grafického znázornění. 3.1 List „budova identifikace“ List slouží k formální identifikaci budovy, jejího umístění a charakteru. Ve spodní části listu uživatel z nabídky vybere typ budovy. Na základě vybraného typu budovy bude následně budova zařazena do příslušné třídy energetické náročnosti podle požadavků vyhlášky č. 148/2007 Sb. Vybraný typ budovy nemá vliv na výpočet celkové dodané energie do budovy, vybraný typ budovy je pouze porovnávací kriterium vzhledem k referenci – tabulce tříd energetické náročnosti.

Tab. 8) Klasifikační třídy EN hodnocení energetické náročnosti budovy podle vyhlášky č. 148/2007 Sb

Druh budovy

A

B

C

Rodinný dům

< 51

51 - 97

98 - 142

143 - 191 192 – 240 241 - 286 > 286

Bytový dům

< 43

43 - 82

83 - 120

121 - 162 163 – 205 206 - 245 > 245

Hotel a restaurace

< 102

102 - 200 201 - 294 295 - 389 390 – 488 489 - 590 > 590

Administrativní budova

< 62

62 - 123

Nemocnice

< 109

109 - 210 211 - 310 311 - 415 416 – 520 521 - 625 > 625

Budova pro vzdělávání

< 47

47 - 89

90 - 130

Sportovní zařízení

< 53

53 - 102

103 - 145 146 - 194 195 – 245 246 - 297 > 297

Budova pro velkoobchod a maloobchod

< 67

67 - 121

122-183

D

E

F

G

124 - 179 180 - 236 237 – 293 294 - 345 > 345 131 - 174 175 – 220 221 - 265 > 265

184 - 241 242 – 300 301 - 362 > 362

Důležitým krokem při vytvoření modelu budovy je rozdělení budovy na zóny. Úvod do zónování popisuje kapitola 2.5. Filosofii zónování lze ukázat na několika typických příkladech zónování: 

prostorů školy



rodinného domu



panelového domu



administrativní budovy

V prvním kroku zónování budovy je třeba brát v úvahu, že výsledkem modelu budovy jsou dílčí energie potřebné na provoz budovy. Z tohoto důvodu je nutné vzhledem k okrajovým podmínkám pro výpočet, které uvozují provoz v budově – její části, budovu v některých případech rozdělit na více celků – zón. V případě prostorů školy, v tomto případě běžného patra, je vhodné prostor školy rozdělit na dvě samostatné zóny. Důvody plynoucí z rozdílnosti okrajových podmínek uvádí Tab. 9). Pokud by prostor školy, bez technického zázemí, uvažován jako jedna zóna – učebny s profilem užívání v NKN „Vzdělávací budovy - učebny, kabinety“, vzhledem k uvedeným okrajovým podmínkám by byl model zatížen následujícími chybami. 

v prostoru všech podlaží školy by byly uvažovány tepelné zisky z osob a vybavení jako v učebně;



osvětlenost všech prostor a z toho pramenící tepelné zisky a celková dodané energie na osvětlení by po celé ploše odpovídala profilu „Vzdělávací budovy - učebny, kabinety“;



v prostorách chodeb by výpočetní nástroj počítal s výměnou vzduchu jako v učebnách, ať v případě nuceného, nebo přirozeného větrání.



Tab. 9) Tab. 1 - Klasifikační třídy EN hodnocení energetické náročnosti budovy podle vyhlášky č. 148/2007 Sb

Parametr – okrajová podmínka Profil

standardizovaného

užívání

v

NKN

Zóna 1

Zóna 2

Vzdělávací

Vzdělávací

budovy

-

kabinety minimální tok větracího vzduchu Vv,k [m3/mj]/ [1/h] obsazenost prostor [m2/os] 2

tepelné zisky z osob qoc [W/m ] tepelné zisky z vnitřního vybavení qap [W/m2] požadavky na osvětlenost (tepelné zisky z osvětlení, spotřeba el.) [lx]

Obr. 10)

3

učebny, budovy

-

chodby,

komunikace

25m /h/os

3m3/h/m2

1,0 h-1

0,3 h-1

8

35

7,5

2

5

2

300

75

Škola, ukázka zónování

Rodinný dům lze pojmout z pohledu zónování dvou zónově, nebo jednozónově. V případě, že se jedná např. o dvoupodlažní objekt, kdy v prvním podlaží je umístěna garáž a technické místnosti, je nutné tyto prostory (jsou zpravidla temperované ať už přímo, nebo nepřímo) zahrnout do celkového objemu budovy. Z důvodů rozdílných okrajových podmínek (teplota, osvětlení, výměna vzduchu) je nutné objekt rozdělit v této části na dvě samostatné zóny. V případě, že je garáž součástí objektu, ale není součástí plného objemu budovy, je vhodné objekt uvažovat jako jednozónový – se zohledněním redukovaného tepelného toku přes konstrukci oddělující garáž, podrobněji níže. Pokud je RD jednopodlažní „bungalov“ a technická místnost je omezena pouze na místnost se zdrojem tepla a přípravou teplé vody, pak se objekt uvažuje jako jednozónový.

  Obr. 11)

Dvou zónové řešení RD

Obr. 12) Jedno zónové řešení RD (garáž a technické místnosti mimo)

Příklad zónování bytového domu je vhodné demonstrovat na panelovém domě. V zásadě platí podobné důvodu z pohledu zónování, jak je tomu u prostoru školy a rodinného domu. Z výše základních požadavků vyplývá vlastní rozdělení objektu panelového domu na dvě základní zóny, které se vyznačují rozdílným provozem, či způsobem úpravy vnitřního prostředí. Dále pro upřesnění požadavků pouze pro teplotní zónování budovy je možné částečně přihlédnout k doporučení ČSN EN ISO 13790 Tepelné chování budov - Výpočet potřeby energie na vytápění, která stanovuje základní pravidla pro zónování vnitřních vytápěných prostor na základě vnitřních podmínek. Tato pravidla lze použít pouze pro zónování pouze celkově vytápěných prostor. Jinak je nutné respektovat výše uvedené požadavky na zónování prostor, kde dochází k rozdílné spotřebě energie a liší se významně ve způsobu užívání. V případě tohoto panelového domu hovoříme o objektu, který je celkově vytápěn na teplotu cca 20°C a v případě společných prostor je objekt temperován v rozsahu 10-15°C, společné prostory mají jiné požadavky na výměnu vzduchu a intenzitu osvětlení, současně nejsou ve společných prostorech tepelné zisky od osob a vybavení. V případě, že část budovy má stejné okrajové podmínky z pohledu parametrů charakterizujících standardizovaný profil užívání, ale liší se pouze z pohledu vnitřní výpočtové teploty s rozdílem větším než 5°C, je možné tyto prostory sloučit do jedné zóny za předpokladu úpravy parametru vnitřní výpočtové teploty. Pro úpravu výpočtu vnitřní teploty se pak použije vztah (1).

i

 H   H z

iz

z

z

z

Kde  iz je požadovaná teplota zóny z [°C]; Hz je měrná tepelná ztráta zóny z [°C].  

1. (1)

V případě nevytápěných společných prostor, nebo prostor trvale odpojených od systému vytápění objektu je nutné postupovat opět pomocí více-zónového přístupu. Nevytápěné prostory je nutné zadat jako vlastní nevytápěnou zónu, kdy vnitřní výpočtovou teplotu je doporučeno zadat na základě vlastního mezi-výpočtu např. pomocí zjednodušeného výpočtu tepelných ztrát (tento parametr je hodnota stacionární), nebo odborným odhadem vzhledem k místním podmínkám. NKN si neumí tento parametr automaticky stanovit, komerční SW většinou tuto možnost mají. Obecný nevytápěný prostor lze definovat jako vlastní zónu s vlastní vnitřní výpočtovou teplotou, stanovenou za předpokladu ustálených podmínek.

u    i* Hiu e* Heu / Hiu

Heu

2. (2)

Kde je tepelný tok vytvářený v „nevytápěném“ prostoru (např. sluneční zisky) [W]; Hiu je měrná tepelná ztráta z vytápěného prostoru do nevytápěného [W/K]; Hue je měrná tepelná ztráta z nevytápěného prostoru do vnějšího prostředí [W/K]; θi je vnitřní výpočtová teplota [°C]; θe je vnější výpočtová teplota [°C], θu je teplota nevytápěného prostoru [°C].

Obr. 13)

Zónování panelového domu

Stanovení činitele teplotní redukce pro potřeby částečně nevytápěného prostoru v budově je možná podle následujících dvou možností. Pokud vytápěný prostor sousedí s venkovním prostorem přes nevytápěný prostor, je možné postupovat ve výpočtu dvojím způsobem. Buď bude prostor součástí objektu jako samostatná zóna, nebo samostatnou zónou nebude. Obecný nevytápěný prostor lze definovat jako vlastní zónu s vlastní vnitřní výpočtovou teplotou, stanovenou za předpokladu ustálených podmínek. Tyto předpokládají stanovení této teploty za ustálených podmínek podle rovnice (2). Nevytápěný prostor lze definovat nepřímo pomocí tepelného toku mezi vytápěným prostorem a exteriérem prostřednictvím redukčního činitele b podle ČSN EN 13789, kdy platí vztah

3. (3)

b   Hue/ Hiu  Hue kde b je redukční činitel nevytápěného prostoru [-];

Hiu je měrná tepelná ztráta z

vytápěného prostoru do nevytápěného [W/K]; Hue je měrná tepelná ztráta z nevytápěného prostoru do vnějšího prostředí [W/K].

Obr. 14)

Redukce tepelného toku přes nevytápěný prostor pomocí redukčního činitele b

3.2 List „zony - profily uzivani“ Na tomto listu je přehled všech 48 standardizovaných profilů užívání, ve spodní části listu jsou volné pozice pro zadání vlastních profilů standardizovaného užívání, pokud je některý z potenciálních profilů nevhodný, nebo se liší např. v jednom parametru od skutečnosti. Hodnoty uvedené ve standardizovaném profilu užívání jsou doporučeným vzorem, nejsou při vytváření matematického modelu. Každá budova je specifická a pro některé typy budov je nutné tyto hodnoty – okrajové podmínky pro výpočet upravit, podrobně viz kapitola 2.5. 3.3 List „katalog konstrukci“ Vytvoří se katalog všech unikátních skladeb konstrukcí, které se vyskytují v budově. Konstrukce jsou definovány názvem, hodnotou součinitele prostupu tepla U (W/m2.K). Pokud je konstrukce průsvitná, zadá se ggl,n,i propustnost solární radiace a Fgl,i korekční činitel zasklení i-té průsvitné konstrukce (podíl plochy prosklení k celkové ploše okna) [-], stanoven podle ČSN EN ISO 10077-1, nebo se uvažuje hodnota 0,7 pro výpočet potřeby energie na vytápění, resp. hodnota 0,8 pro výpočet potřeby energie na chlazení. Celková propustnost solární radiace pro kolmý dopad solární radiace ggl,n,k se orientačně stanoví podle parametrů, viz ČSN EN 13790, ČSN EN 13363 nebo DIN 18599-2, případně podle podkladů výrobce zasklení. Výrobce zasklení uvádí v materiálech obyčejně parametr ggl,n,k - propustnost slunečního záření k-tého průsvitného prvku pro kolmý dopad solární radiace.  

Tab. 10)

Orientační hodnoty propustnosti solární radiace podle ČSN 13790

Typ zasklení

ggl,n,k [-]

Jednoduché zasklení Dvojité zasklení Dvojité zasklení se selektivní vrstvou Trojité zasklení Trojité zasklení se dvěma selektivními vrstvami Dvojité okno

0,85 0,75 0,67 0,7 0,5 0,75

Tab. 11) Orientační hodnoty propustnosti solární radiace podle DIN V 18599-2 s venkovní protisluneční ochranou

ggl,n,k [-] Typ zasklení

jednoduché dvojité trojité dvojité izolační zasklení trojité izolační zasklení

0,87 0,78 0,7 0,65 0,72

dvojité zasklení se selektivní vrstvou

0,250,48

0,5

ggl,n,k [-] (venkovní protisluneční ochrana) Venkovní žaluzie pod Venkovní žaluzie svislá markýza sklonem 10° pod sklonem 45° tmavě tmavě tmavě bílé bílé bílá šedé šedé šedá 0,07 0,13 0,15 0,14 0,22 0,18 0,06 0,1 0,12 0,1 0,2 0,14 0,05 0,07 0,11 0,08 0,18 0,11 0,06- 0,160,04-0,05 0,05-0,07 0,1-0,11 0,09-0,11 0,07 0,18 0,060,02- 0,110,03 0,03 0,05-0,06 0,07 0,04 0,12 0,02-0,03

0,05

0,060,07

0,05

0,090,11

0,07

3.4 List „zony - popis“ Každá zóna je parametricky popsána z pohledu její geometrie, kdy se do výpočtu zadává následující: 

užitná plocha – plocha vymezená vnitřním lícem konstrukcí ohraničující zónu – vnitřní rozměry (plocha odečtená z vnitřních rozměrů, celková podlahová plocha všech podlaží zóny vymezená mezi vnějšími stěnami – na tuto plochu se přepočítává množství tepelných zisků, obsazenost prostor, apod.);



objem zóny – vnitřní objem zóny ohraničený vnějším lícem konstrukcí – vnější rozměry (vnější objem budovy, odečtený z vnějších rozměrů);



podíl vnitřních a obvodových konstrukcí ze zadaného vnějšího objemu zóny - kolik procent z celkového objemu zóny zaujímají pevné konstrukce (např. 10 - 15% pro běžné BD, RD cca 15 - 20 %, o toto množství se ponižuje objem zóny – tzn. vyjadřuje se skutečný vnitřní objem budovy, kterému se vztahuje např. množství větracího vzduchu stanoveného z násobnosti výměny vzduchu).

Ve spodní části listu se definuje provoz zóny z pohledu dodávky energií pro vytápění, větrání a chlazení zóny pomocí faktorů účinnosti sdílení energie do prostoru zóny a účinnosti distribuce energie do zóny. Účinnost sdílení energie na vytápění mezi vytápěnou z-tou zónou a systémem sdílení energie na vytápění do z-té zóny ηH,em,z se stanoví podle ČSN 15316-2-1 a DIN V 18599-5 podle níže uvedených parametrů, nebo na základě dílčích součinitelů na základě vztahu 1 4. (4)   , , 4 , , , , , , Kde ηH,emb,z je součinitel vlivu specifických ztrát konstrukcí sousedící s venkovním prostředím [-], který se stanoví v závislosti na umístění systému sdílení tepla do zóny podle níže uvedených tabulek a podle vztahu 5. (5) , , , ,   , , 2 Kde ηH,ctr,z je součinitel vlivu regulace teploty v místnosti [-], stanoví se na základě systémového řešení podle níže uvedených tabulek, ηH,str,z je součinitel vlivu svislého rozložení teplot v místnosti [-], který se stanový podle níže uvedených tabulek a podle vztahu ,

,

 

,

,

,

6. (6)

,

2

Tab. 12) Dílčí součinitele účinnosti sdílení tepla pro volné topné plochy (topná tělesa), max. výška místnosti h ≤ 4m

Ovlivňující veličiny

Dílčí součinitele [-] ηH,str,z ηH,ctr,z ηH,emb,z

Neregulovaná, s řízením přívodní teploty Řídící místnost Proporcionální regulace P (2 K) Způsob regulace Proporcionální regulace P (1 K) pokojové teploty Regulace typu PI Regulace typu PI (s funkcí optimalizace, např. adaptivní regulátor)

0,80 0,88 0,93 0,95 0,97 0,99 ηH,str1,z ηH,str2,z 0,88 0,93 0,95 0,87

60 K (např. 90/70) Vnitřní výpočtová 42,5 K (např. 70/55) teplota (20 °C) 30 K (např. 55/45) Umístění u vnitřní stěny Umístění u vnější stěny Specifické tepelné - prosklené plochy bez reflexivní ztráty na vnějších 0,83 ochrany stavebních - prosklené plochy s reflexivní konstrukcích 0,88 ochranou1 - běžné venkovní stěny 0,95 1 Reflexivní ochranou je nutné z 80% zabránit ztrátám na prosklených plochách

1 1 1 1

Tab. 13) Dílčí součinitele účinnosti sdílení tepla pro stavebně integrované otopné plochy (podlahové, stěnové vytápění), max. výška místnosti h ≤ 4m

Dílčí součinitele [-] ηH,str,z ηH,ctr,z ηH,emb,z

Ovlivňující veličiny Otopné medium - voda - neregulované - neregulované s řízením přívodní - neregulované s pevným středním Způsob regulace - řídící místnost pokojové teploty - dvoubodová P regulace - regulátor typu PI Elektrické vytápění - dvoubodová regulace - regulátor typu PI

0,75 0,78 0,83 0,88 0,93 0.95 0.91 0.93

Podlahové vytápění - mokrý systém - suchý systém - suchý systém s nepatrným Stěnové vytápění Stropní vytápění Plošné vytápění s minimální Specifické tepelné požadovanou izolací pod otopnou plochou ztráty instalovaných Plošné topení se lepším ploch požadavkem než je minimální požadavek Systém

Tab. 14) ≤ 4m

1 1 1 0,96 0,96

ηH,emb

ηH,emb

1,z

2,z

0,93 0,96 0,98 0,93 0,93 0,86 0,95 0,99

Dílčí součinitele účinnosti sdílení tepla pro elektrické vytápění, max. výška místnosti h

Ovlivňující veličiny ηH,em,z [-] E-přímotop P - regulace (1K) 0,91 E-přímotop PI- regulace (s korekcí) 0,94 Akumulační vytápění neregulovatelné bez vybití a 0,78 statického/dynamického nabití závislém na vnější teplotě Oblast vnější stěny Akumulační vytápění P- regulace (1K) s vybitím a 0.88 statickým/dynamickým nabitím závislém na vnější teplotě Akumulační vytápění PID - regulace (s optimalizací) s vybitím 0,91 a statickým/dynamickým nabitím závislém na vnější teplotě E - přímotop P - regulace (1K) 0,88 E- přímotop PI- regulace (s optimalizací) 0,91 Akumulační vytápění neregulovatelné bez vybití a 0,75 Oblast statického/dynamického nabití závislém na vnější teplotě vnitřní stěny Akumulační vytápění P - regulace (1K) s vybitím a 0,85 statickým/dynamickým nabitím závislém na vnější teplotě Akumulační vytápění PID - regulace (s optimalizací) s vybitím 0,88 a statickým/dynamickým nabitím závislém na vnější teplotě

Účinnost sdílení a distribuce energie na chlazení mezi chlazenou z-tou zónou a distribučními elementy systému vzduchotechniky, nebo mechanického větrání chladící z-tou zónu C,em,ahu,z a C,dis,ahu,z lze orientačně stanovit podle Tab. 15). Tab. 15)

Účinnost sdílení energie na chlazení systémem VZT C,em,ahu,z

C,em,ahu,z [-] Neregulováno sdílení energie na registru VZT zařízení 0,81 0,91 1

Systém chlazení Studená voda 6/12°C Studená voda 14/18°C Studená voda 18/20°C

C,em,ahu,z [-] Regulováno sdílení energie na registru VZT zařízení 0,86 0,91 1

C,dis,ahu,z [-] Regulováno sdílení energie na registru VZT zařízení 0,9 – 0,95 0,9 – 0,95 0,95-1

Účinnost sdílení chladu mezi vytápěnou z-tou zónou a systémem sdílení chladu ηC,em,z a také orientační hodnoty účinnosti distribuce energie na chlazení C,dis,z lze orientačně stanovit podle Tab. 16). Tab. 16)

Účinnost sdílení energie na chlazení C,em,z

Studená voda 6/12°C (např. fancoil s ventilátorem) Studená voda 8/14°C (např. fancoil s ventilátorem) Studená voda 14/18°C (např. fancoil s ventilátorem, indukční jednotky) Studená voda 16/18°C (např. chladící strop) Studená voda 18/20°C (např. chladící strop)

ηC,em,z [-] 0,81 0,91 1

C,dis,z [-] 0,9 0,9 1

1 1

1 1

3.5 List „konstrukce - stavebni cast“ Zadávání konstrukcí budovy, které ohraničují jednotlivé zóny je založeno plošném definování konstrukce s přiřazením skladby konstrukce definované v listu „katalog konstrukci“, podrobně viz 3.3. V této souvislosti je nutné zmínit zahrnutí vlivu tepelných vazeb na součinitel prostupu tepla konstrukcí budovy. Platí, že měrný tepelný tok prostupem tepla Htr,z lze stanovit variantně také zjednodušeným výpočetním postupem, který současně respektuje principy ČSN EN ISO 13 789 a ČSN EN ISO 13 370. Pro výpočty s informativním zahrnutím tepelných vazeb se použije vztah ,

,

·

,

·

,

·∆

,

7. (7)

Kde Ai,z je plocha i-té konstrukce ohraničující z-tou zónu [m2], Ui,z je součinitel prostupu tepla i-té konstrukce ohraničující z-tou zónu [W/(m2.K)], musí zahrnovat vliv všech systematických tepelných mostů obsažených v konstrukci (krokví, sloupků, apod.), stanoví se v závislosti na typu konstrukce podle ČSN EN ISO 6946, ČSN EN ISO 10077 nebo ČSN EN 13947, bi,z je činitel teplotní redukce pro i-tou konstrukci ohraničující z-tou zónu [-], stanoví se výpočtem

podle ČSN EN ISO 13 789, nebo ČSN 73 0540-4, Az je celková plocha konstrukcí ohraničujících z-tou zónu budovy [m2], ΔUtbm,z je průměrný vliv tepelných vazeb na hranici zté zóny [W/(m2.K)], se stanoví podle ČSN 73 0540-4. Tepelné vazby je možné zjednodušeně ve výpočtu zohlednit dvěma způsoby, pomine li se přesný výpočet podle příslušných norem: 

adekvátní přirážkou přímo v součiniteli prostupu tepla, viz (8),



plošným vyjádřením tepelných vazeb podle (7), nebo nejlépe



pomocí přesného výpočtu podle (9).

Součinitel prostupu tepla konstrukce s tepelnými mosty se obvykle stanoví jako součet součinitele prostupu tepla ideálního výseku konstrukce Uid, ve W/(m2·K), stanoveného pro skladbu mimo tepelné mosty (v ideálním výseku hodnocené konstrukce) a z celkového zvýšení součinitele prostupu tepla vlivem tepelných mostů v konstrukci Utbm, ze vztahu

Uiz   Uid  Utbm

8. (8),

kde Utbm je je průměrný vliv tepelných vazeb ve W/(m2·K), které je součtem vlivů jednotlivých tepelných mostů [W/(m2.K)]. Pro budovy se sníženou spotřebou energie na vytápění se doporučuje minimalizovat vliv tepelných mostů Utbm na úroveň nižší než 5 % součinitele prostupu tepla U, kdy je podle ČSN 73 0540-2 možné vliv tepelných mostů pro hodnocení požadavků zanedbat. Střední navýšení průměrného součinitele prostupu tepla Utb vlivem tepelných vazeb se při rozumném běžném návrhu styků konstrukcí na požadované úrovni pohybuje ve výši Utb = 0,05 až 0,10 W/(m2·K). Pro výpočty s přesným zahrnutím tepelných vazeb se použije pro výpočet měrného tepelného toku prostupem vztah ,

,

·

,

·

,

,

·

,

·

,

,

·

,

 

9. (9),

kde li,z je délka i-té tepelné vazby na hranici z-té zóny [m], ψi,z je lineární činitel prostupu tepla i-té lineární tepelné vazby na hranici z-té zóny [W/(m.K)], stanoví se podle ČSN EN ISO 10211 a ČSN EN 14683, χi,z je bodový činitel prostupu tepla i-té bodové tepelné vazby ve [W/K], stanoví se podle ČSN EN ISO 10211. Poznámka: Tepelná vazba je tepelný most na rozhraní dvou odlišných typů konstrukcí (např. okno - stěna, stěna – střecha). Většinou se jedná o lineární (dvourozměrné) stavební detaily charakterizované lineárním činitelem prostupu tepla. Dalším parametrem, který je nutné zadat je redukční činitel bi,z. Tento parametr je u všech konstrukcí ve výpočtu, které sousedí s exteriérem bi,z =1. V případě, že konstrukce sousedí s nevytápěnou zónou, která není součástí modelu budovy, postupuje se podle pokynů viz

kapitola 3.1. V případě, že je za konstrukcí zemina (suterénní stěna, podlaha), postupuje se při stanovení redukčního činitele výpočtem podle ČSN 73 0540-3. 4 Energetické systémy ve výpočtu ENB V druhém kroku je třeba provést definování jednotlivých energetických systémů. Tímto je zajištěno krytí potřeby energie prostřednictvím dodané energie z místa výroby do místa odběru, resp. skutečná spotřeba energie – celková dodaná energie do budovy. Jedná se o parametry potřebné k provedení výpočtu energetická bilance na úrovni energetických systémů. Jednotlivé

energetické

systémy

jsou

definovány

v

NKN

pomocí

výběru

z předdefinovaných systémových řešení, která lze libovolně kombinovat vzhledem k jejich technickým možnostem. Každý energetický systém představuje zdroj, který zajišťuje krytí potřeby energie v příslušné zóně. Kombinace jednotlivých energetických systémů zásobujících příslušné zóny může být volitelná různá. Omezení je dáno pouze maximálním počtem příslušných energetických systémů. Každý energetický systém je charakterizován nepřímým vstupem – určuje systémové řešení a přímým vstupem – zpravidla charakterizuje doplňkovou hodnotu vedoucí k určení účinnosti výroby energie a její distribuce. Obecně je parametr „účinnosti“ ve smyslu výpočtové metodiky chápán jako nevyužitelná část z energie, která je pomocí dané části dopravena do místa spotřeby energie z místa výroby - zdroje, který spotřebovává energii dodanou do budovy. Tento princip je společný pro všechny části výpočtové metodiky z hlediska užití (sdílení) a distribuce energie. Jednotlivé energetické systémy jsou ve výpočetním nástroji logicky členěny do zvláštních listů podle určení a zaměření z hlediska výroby krytí potřeby energie v objektu. Směr toku energie

QW,em

QW,dis

QW,gen

- sdílení -

- distribuce -

- výroba -

ηW,em

ηW,dis

ηW,gen

+

-

EP Dodaná energie

QW,nd Potřeba energie

Směr výpočetního postupu účinnost sdílení (%)

Obr. 15) Tab. 17)

Název listu zdroje tepla

účinnost distribuce (%)

účinnost výroby (%)

QW,aux

QW,sc

- pomocná energie -

- produkce solárních systémů -

Princip výpočtu dodané energie do budovy Výpočetní nástroj NKN – popis energetických systémů

Charakteristika, popis obsahu listu Popis zdroje tepla a zařízení spotřebovávající pomocné energie. Jako zdroje tepla je definován obecný zdroj tepla (CZT, kotel na různá paliva). Jako zdroj tepla je zahrnuto mmj. tepelné čerpadlo,

nebo kogenerační jednotka, které jsou definovány podrobněji. Popis zdroje chladu a zařízení spotřebovávající pomocnou energii potřebnou pro provoz chladícího zařízení. Zdroj chladu je definován pomocí volby z přednastavených možných systémových řešení. Popis mechanického systému větrání pomocí parametrů ovlivňující energetickou účinnost řešení (účinnost ZZT, cirkulace vzdušiny). Popis systému vlhčení vzdušiny pomocí systémového řešení technologie vlhčení. Objemový průtok vzduchu upravovaný systémem VZT je stanoven automaticky na základě požadavků standardizovaného profilu užívání budovy, vč. pomocné energie, kterou spotřebovávají ventilátory systému VZT. Popis systémů využívající energie slunce (termosolární systémy a fotovoltaické systémy). Základní popis sytému z hlediska určení koncové spotřeby energie, z hlediska velikosti, umístění, orientace, apod. Základní popis sytému pomocí údaje roční spotřeby teplé vody a jejích parametrů, určení způsobu ohřevu, přiřazení zdroje tepla z předdefinovaných zdrojů v listu „Vytápění – zdroje tepla“.

zdroje chladu

vzduchotechnika

solarni systemy

priprava teple vody

Veškerý výčet přímých číselných a nepřímých vstupů do výpočetního nástroje NKN uvádí vlastní výpočetní nástroj NKN, vč. podrobnější charakteristiky vstupů v listu „INFO-FAQ – vstupy“. Některé požadované vstupy v rámci výpočetního nástroje NKN nejsou primárně potřebné pro výpočet. Požadavek na jejich zadání je pouze na základě formální správnosti protokolu průkazu ENB a jeho grafického znázornění. Do celkového hodnocení v současné době spolu s ostatními energetickými systémy také vstupují systémy vzduchotechniky, klimatizace. Výsledná potřeba energie Qfuel závisí na podobě typu skladby energetických systémů budovy a účinnosti užití energie prostřednictvím sdílení, distribuce a přeměny dodané primární energie, která je transformována na energii s cílem krytí konkrétní potřeby energie Qnd. Směr výpočtu je potom opačný než vlastní tok energie. Výpočet začíná potřebou energie dané zóny, a končí stanovením potřeby energie daného energetického systému. Celková roční dodaná energie do budovy EP se při bilančním výpočtu stanoví jako součet jednotlivých vypočtených dílčích dodaných energií pro všechny časové úseky v roce a pro všechny hodnocené zóny budovy, která se stanoví z obecného vztahu ,

 

 

a) (10),

kde Qfuel,tot je celková roční dodaná energie obsažená v energonositelích zásobujících budovu, [GJ], 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], EPL je roční dodaná energie na osvětlení [GJ], EPW je roční dodaná

energie na přípravu teplé vody včetně pomocné energie na provoz zařízení na přípravu teplé vody [GJ], EPPV je roční produkce energie fotovoltaickým systémem [GJ], EPCHP je roční produkce energie systémem kombinované výroby elektřiny a tepla [GJ]. 4.1 Energetické systémy budovy – vytápění, list „zdroje tepla“ Roční dodaná energie na vytápění včetně roční dodané pomocné energie při vytápění budovy EPH se stanoví podle vztahu ,

(11),

,

kde Qfuel,H je roční dodaná energie na vytápění [GJ], Qaux,H je roční dodaná pomocná energie systému vytápění [GJ], zahrnující potřebu energie oběhových čerpadel a systémů měření a regulace. Výpočet potřeby energie na vytápění, QH,nd, která zahrnuje veškeré tepelné toky, se provádí podle ČSN EN ISO 13790 s měsíčním nebo hodinovým časovým krokem výpočtu. Vliv energetických systémů, především systémů vzduchotechniky je zohledněn níže uvedeným výpočetním principem. Norma připouští popsat distribuci energie na vytápění vytápěcím

zařízením

(teplovodní

otopná

soustava,

elektrické

přímotopy)

a/nebo

vzduchotechnickým zařízením (např. teplovzdušné větrání nebo teplovzdušné vytápění). Vzduchotechnické zařízení obsluhovaných prostor – zón je ve výpočtu začleněno jako popis a způsob krytí potřeby energie na vytápění a chlazení. Do budovy je na její systémovou hranici dodávána dílčí energie na vytápění Qfuel,H (3). Primární dodaná energie je přeměněna ve zdroji „i“ (3) a následně rozvedena (4) do jednotlivých zón „z“ (5). Zdrojem pro přeměnu energie na tepelnou pro vytápění je například tepelné čerpadlo, plynový kotel nebo předávací stanice napojená na CZT. Výstup energie ze zdroje QH,dis,z,j (4) je dodáván do distribučního systému budovy „sys“. Distribuční systém „sys“ předává energii QH,ahu,z,j prostřednictvím VZT systémů do z-té zóny.

Obr. 16)

Základní princip stanovení dílčí dodané energie na vytápění

Roční dodaná energie na vytápění Qfuel,H se stanoví podle vztahu, kde platí vztah ,

,

·

, , ,

, ,

(12),

kde QH,dis,z,j je dodaná energie do distribučního systému vytápění v j-tém časovém úseku pro z-tou zónu [GJ], fH,z,sys je podíl dodané energie do z-té zóny připadající na příslušný zdroj tepla [-], ηH,sys je celková účinnost výroby energie příslušným zdrojem tepla [-]. Celková účinnost výroby energie zdrojem tepla ηH,gen,sys reprezentuje účinnost přeměny primární energie (např. zemního plynu na tepelnou energii) na tepelnou energii. Parametr lze stanovit na základě DIN V 18599-5 podle základního vztahu 10. (A.13), · , , 100 kde AH,sys je korekční činitel podle typu kotle a stáří [-], BH,sys je korekční činitel podle typu kotle a stáří [-], QH,N,sys je jmenovitý výkon zdroje tepla [kW]. Poznámka: ηH,gen,sys reprezentuje průměrnou účinnost zdroje při částečném zatížení, pro výpočet se předpokládá konstantní hodnota reprezentující průměrnou hodnotu za dobu využití zdroje tepla v roce. ,

 

,

,

,

Tab. 18)

Korekční faktory pro stanovení účinnosti zdroje tepla

Typ kotle

Kotel na pevná paliva

Zdroj tepla

AH,sys [-]

BH,sys [-]

do 1978 1978 - 1994 od 1994

72,0 75,0 77,0

3,0 3,0 3,0

do 1978 1978 - 1994 od 1994 do 1978 1978 - 1986 1987 - 1994 od 1994 do 1978 1978 - 1994

76,0 78,0 81,5 75,0 77,5 80,0 81,5 78,0 80,0

3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

68 58 48

7 7 7

Standardní plynový kotel Plynový kotel

Přetlakový kotel s ventilátorem Výměník (pouze přetlakový kotel) Kotel na biomasu třída 3 třída 2 třída 1 Nízkoteplotní kotle

od 1994 od 1994 od 1994

Výměník (pouze přetlakový kotel)

do 1978 1978 - 1994

78,0 80,0

3,0 3,0

do 1978 1978 - 1994 do 1987 1987 - 1992 do 1987 1987 - 1994 od 1994 do 1987 1987 - 1994 do 1987 1987 - 1994 od 1994 od 1999

86,0 89,0

1,5 1,5 84%  84%  1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,0

Nízkoteplotní plynový kotel Plynový kotel Průtokový ohřívač (11kW, 18kW a 24 kW) Přetlakový kotel Výměník (pouze přetlakový kotel) Kondenzační kotel Kondenzační kotel

,

,

,

,

82,0 86,0 89,0 85,0 86,0 95,0 97,5 98,0 100

U jiných zdrojů tepla je nutné použít podklady výrobce, nebo jiné empirické metody. V každém případě je nutné parametr účinnosti chápat jako průměrnou sezónní hodnotu (tj. za otopné období), nikoliv jako účinnost zdroje tepla při jeho jmenovitém výkonu a konstantních podmínkách. Stanovení výpočtem – výsledek vyjadřuje účinnost kotle při procentním zatížení 

RD kotel na tuhá paliva (biomasa) průměrný provoz charakterizuje výkonové zatížení cca 70%,



plynový kotel 20 kW typu turbo cca 87 %,



aproximace ročního provozu zdroje tepla – obecně platí pro všechny zdroje.

Výpočet, vytvořený model v NKN, umožňuje popsat distribuci energie na vytápění vytápěcím

zařízením

(teplovodní

otopná

soustava,

elektrické

přímotopy)

a/nebo

vzduchotechnickým zařízením (např. teplovzdušné větrání nebo teplovzdušné vytápění). Pokud

je

do

z-té

zóny

dodávána

energie

na

vytápění

systémem vytápění a

vzduchotechnickým zařízením, potom se dodaná energie na vytápění do distribučního systému QH,dis,z,j stanoví v NKN principelně podle vztahu ,

, ,

,

, ,

,

, ,

,

(14),

, ,

kde QH,heat,z,j je energie na vytápění dodávaná do vytápěné z-té zóny v j-tém časovém úseku teplovodním systémem [GJ], QH,ahu,z,j je energie na vytápění dodávaná do vytápěné z-té zóny v j-tém časovém úseku systémem vzduchotechniky [GJ], QH,sc,z,j je energie vyrobená prostřednictvím systému solárních kolektorů pro vytápění z-té zóny v j-tém časovém úseku [GJ]. Energie na vytápění QH,heat,z,j dodávaná do vytápěné zóny teplovodním systémem se stanoví principielně v NKN podle vztahu ,

,

, ,

· 1

, ,

,

,

,

,

·

,

·

,

(15),

,

kde fH,ahu,z je podíl potřeby energie na vytápění dodávaný do zóny systémem vzduchotechniky [-], fahu,sys je časový podíl spuštěného systému mechanického větrání [-], stanoví se jako podíl z posuzovaného časového úseku, ηH,em,z je účinnost sdílení tepla mezi vytápěnou z-tou zónou a systémem sdílení tepla do z-té zóny [-] – podrobně viz kapitola 3.4, ηH,dis,z je účinnost systému distribuce energie na vytápění do z-té zóny [-] - podrobně viz kapitola 3.4. Energie na vytápění QH,ahu,z,j dodávaná do vytápěné zóny systémem vzduchotechniky se stanoví podle základního vztahu ,

,

,

·

, , ,

,

, ,

·

,

·

,

, ,

,

,

, ,

(16),

kde ηH,ahu,em,z je účinnost sdílení energie na vytápění mezi vytápěnou z-tou zónou a distribučními elementy systému vzduchotechniky podílejícími se na vytápění z-té zóny [-] – podrobně viz kapitola 3.4, ηH,ahu,dis,z je účinnost systému distribuce energie na vytápění do z-té zóny systémem vzduchotechniky [-] – podrobně viz kapitola 3.4, QH,nd,z,j je potřeba energie na vytápění v j-tém časovém úseku a v z-té zóně, která se stanoví na základě ČSN EN ISO 13 790, QH,RH+,z,j je potřeba energie na dohřev vzduchu v případě vodního vlhčení v j-tém časovém úseku a v z-té zóně [GJ]. Pokud systém vzduchotechniky zajišťuje ohřev vzduchu, pak se energie dodaná do systému vzduchotechniky QH,ahu,z,j započítává do dodané energie na vytápění. Systém vzduchotechniky je definován objemovým tokem čerstvého vzduchu,

celkovým objemovým tokem větracího vzduchu, účinností zařízení pro zpětné získávání tepla a teplotou přiváděného vzduchu. Pokud systém vzduchotechniky zajišťuje ohřev vzduchu, pak se energie dodaná do systému vzduchotechniky započítává do energie na vytápění. Systém vzduchotechniky je definován objemovým tokem čerstvého vzduchu, celkovým objemovým tokem větracího vzduchu, účinností zařízení pro zpětné získávání tepla a teplotou přiváděného vzduchu. Tyto údaje jsou uvedeny v projektové dokumentaci, případně se určí výpočtem z podílu pokrytí potřeby energie na vytápění vytápěcím zařízením a vzduchotechnickým zařízením. 4.2 Energetické systémy budovy – chlazení, list „zdroje chladu“ Výpočet potřeby energie na chlazení, QH,nd, která zahrnuje veškeré tepelné toky, se provádí podle ČSN EN ISO 13790 s měsíčním nebo nejlépe s hodinovým časovým krokem výpočtu. Vliv energetických systémů, především systémů vzduchotechniky je zohledněn níže uvedeným výpočetním principem. Vzduchotechnické zařízení obsluhovaných prostor – zón je ve výpočtu začleněno jako popis a způsob krytí potřeby energie na vytápění a chlazení. Do budovy je na její systémovou hranici dodávána dílčí energie na chlazení Qfuel,C. Primární dodaná energie (většinou elektřina, nebo teplo v případě absorpčního chlazení) je přeměněna ve zdroji „i“ a následně rozvedena do jednotlivých zón „z“. Zdrojem chladu může být kompresorová jednotka, nebo absorpční zdroj chladu. Výstup energie ze zdroje QC,dis,z,j je dodáván do distribučního systému budovy „sys“. Distribuční systém „sys“ předává energii QC,ahu,z,j prostřednictvím VZT systémů do z-té zóny. Roční dodaná energie na chlazení včetně roční dodané pomocné energie při chlazení budovy EPC se stanoví analogicky jako EPH podle vztahu ,

(17),

,

kde Qfuel,C je roční dodaná energie na chlazení [GJ] stanovená podle DIN V 18599-7, Qaux,C je roční dodaná pomocná energie systému chlazení [GJ], která reprezentuje potřebu energie oběhových čerpadel a systému měření a regulace. Roční dodaná energie na chlazení Qfuel,C se stanoví jako součet dodané energie na chlazení ve všech z-tých zónách vyrobené ve všech energetických systémech sys Qfuel,C,j za j-tý časový úsek. Roční dodaná energie na chlazení Qfuel,C se stanoví podle vztahu ,

,

, ,

·

,

,

(18), ·

1 ,

,

1

1 ,

·

,

·

,

kde QC,dis,z,j je dodaná energie do distribučního systému chlazení v j-tém časovém úseku pro z-tou zónu [GJ], fC,sys,z je podíl dodané energie do z-té zóny připadající na příslušný zdroj

chladu [-], EERC,sys je poměr mezi průměrným chladícím výkonem a příkonem elektrické, nebo tepelné energie příslušného zdroje chladu [-], pro absorpční chlazení je parametr značen jako EERH,sys, er,sys je specifický součinitel odběru elektřiny ventilátoru závislý na typu zpětného chlazení [-], fr,sys je střední součinitel provozu zpětného chlazení [-], C,gen,sys je celková účinnost výroby energie v příslušném zdroji chladu [-]. Dále je postup výpočtu analogický, jako u výše popsaného výpočetního postupu pro tepelnou energii dodanou do zóny prostřednictvím VZT systému, nebo teplovodním systémem. V případě stanovení orientačního chladícího výkonu v kombinaci se systémem VZT lze použít závislost mezi maximálním chladícím výkonem dovoleným objemovým proudem vzduchu vztaženým na užitnou plochu obsluhovaných prostor dle DIN V 18599 Teil 2.

  Obr. 17)

Podíl chladícího výkonu k potřebě větracího vzduchu na m2 užitné plochy

Využití chladu ve centrálních klimatizačních systémech vstupující energie výroby chladu - kompresní chlazení, - absorpční

Zpětné chlazení kondenzátoru

vstupující energie zpětného chlazení

Výstup ze zdroje chladu

Zdroj chladu

Energie rozvod a distribuce

Potřeba energie výměníku

Úprava vzduchu v místnosti

Výměník VZT jednotky

Předání energie ve výměníku

Místnost

Ztráta energie vedením

Ztráta energie předáním

  Voda/chladivo 

Obr. 18)

chladivo 

voda 

Voda/vzduch 

vzduch 

Struktura výpočtu při využití chladu v klimatizační vzduchotechnické jednotce

Tab. 19)

Koeficienty účinnosti využití chladu ve VZT jednotce

Chladící medium Vlhčení Voda 6/12 Voda 14/18 Voda 18/20 Přímé vlhčení Volné chlazení přes chladící věž

Žádné 0,87 1 1 0,87 1

Občasné 0,94 1 1 0,94 1

Stálé 1 1 1 1 1

0,95 0,90 1 0,9 0,90-1

0,95-0,9 0,95-0,9 1 0,95-0,9 0,95-0,9

Přímé chlazení místností vstupující energie výroby chladu - kompresní chlazení, - absorpční

Zpětné chlazení kondenzátoru

Výstup ze zdroje chladu

Potřeba chladu Qc, b

Zdroj chladu

vstupující energie zpětného chlazení

Místnost

Ztráta energie vedením

Ztráta energie předáním

  voda/chladivo 

Obr. 19)

chladivo/voda 

vzduch 

Struktura výpočtu při využití chladu k přímému chlazení místností

Kde analogicky k předchozímu je počítáno s předáním, distribucí a ukládání chladu (je-li relevantní). Výpočetní postup je stejný jako v případě uvedeném výše, účinnosti jsou potom stanoveny bez vlhčení. Tab. 20)

Koeficienty účinnosti přímého využití chladu

Chladící medium Voda 6/12

0,87

1

0,9

Voda 8/14 (např.chl. konvektory)

0,9

1

0,9

Voda 14/18 (např.chl. konvektory)

1

1

1

Voda 16/18 (např.chl. stropy)

1

1

1

Konečná potřeba energie pro výrobu chladu závisí na specifiku technologické výroby chladu. Určující jsou především tyto faktory: Typ technologie výroby chladu, typ zdroje chladu dané technologie, druh použitého chladiva, typ kompresoru a způsob jeho regulovatelnosti jeho chodu, úrovně vnitřních podmínek, typ zpětného chlazení, provozní režimu budovy, základní rozdělení pro potřeby výpočtu jsou dány následujícím rozdělením.

Tab. 21)

Základní přehled zařízení pro potřeby výpočtu komresorový způsob chlazení

vodní chlazení nepřímé systémy přímé systémy výrobníky chladící vody

chlazení vzduchem nepřímé systémy přímé systémy

přímo chladící výparník

výrobníky chladící vody

přímo chladící výparník, klimasystémy v místnosti oddělené nezávislé systémy

mokré suché mokré suché kompaktní oddělená jednotlivé chlazení chlazení chlazení chlazení konstrukce konstrukce systémy Pístové a scroll kompresory

Pístové a scroll kompresory

Pístové a scroll kompresory

Split systém

šroubové, nebo turbokompresory

šroubové, nebo turbokompresory

šroubové kompresory

Multisplit systémy

kompaktní klima VRFsystémy zařízení

absorpční chlazení vodní chlazení nepřímé systémy výrobníky chladící vody mokré suché chlazení chlazení Absorbční chladící okruh s nosnou látkou LiBr

Celková účinnost výroby energie v příslušném zdroji chladu C,gen,sys se stanoví podle zjednodušeného postupu uvedeného v DIN V 18599-7. Pro výpočet se předpokládá konstantní hodnota celkové účinnost výroby energie reprezentující průměrnou hodnotu za dobu využití zdroje chladu v roce, v rámci průměrné hodnoty je zohledněna hodnota částečného výkonu PLVC,sys. Pro stanovení celkové účinnosti výroby energie v příslušném zdroji chladu C,gen,sys pak platí, že pro: a) absorpční chlazení, kdy je zdrojem dodávaného tepla příslušný zdroj tepla:     , , · b) pro ostatní zdroje chladu: ,

,

,

,

 

 

,

,

,

,

·

·

,

,

·

· ,

,

,

,

11.

(19)

12.

(20)

 

Orientační hodnoty parametrů EERC,sys, EERH,sys, PLVC,av,sys závisí na systémovém řešení způsobu výroby chladu a principu zpětného chlazení kondenzátoru. V níže uvedených tabulkách orientace v systémovém řešení zdroje chladu závisí na rozlišení řešení energetického systému chlazení (druh kompresoru, parametrů chladiva, parametrů distribučního media) a zpětného chlazení kondenzátoru (voda/vzduch). Pro zdroj chladu s vodou chlazeným kondenzátorem platí číselné označení podle Tab. 22) a uvažují se parametry uvedené v Tab. 23) a Tab. 24) Tab. 22)

Označení 1 2 3 4 5 6

Zdroje chladu s vodou chlazeným kondenzátorem

Systémové řešení zdroje chladu (vodou chlazený kondenzátor) pístový / scroll kompresor s dvoupolohovou regulací pístový / scroll kompresor s plynulou regulací pístový kompresor s odděleným pístem šroubový kompresor Turbokompresor absorpční chlazení

Tab. 23)

Chladivo

Parametry EERC,sys pro zdroje chladu s vodou chlazeným kondenzátorem

Voda zpětného chlazení [°C] 27/33

R134a 40/45 27/33 R407C 40/45 27/33 R410A 40/45 27/33 R717 40/45 27/33 R22 40/45 Tab. 24)

Chladící voda (výstup) [°C] 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14

Pístový a scroll kompresor 10 kW – 1500 kW 4,0 4,3 3,1 3,7 3,8 4,4 3,0 3,6 3,6 4,2 2,8 3,3 4,1 4,8 3,2 3,8

Parametr EERC,sys Šroubový kompresor 200 kW – 2000 kW 4,5 5,3 2,9 3,7 4,2 4,9 2,7 3,3 4,6 5,4 3,1 3,7 4,6 5,4 3,0 3,6

Turbokompresor 500 kW – 8000 kW 5,2 5,9 4,1 4,8 5,1 5,7 4,1 4,7

Parametry EERH,sys pro absorpční zdroje chladu s vodou chlazeným kondenzátorem

Teplota otopného media [°C]

Voda zpětného chlazení [°C]

Výstupní teplota Parametr EERH,sys chladící vody [°C] 6 27/33 14 0,70 80 6 40/45 14 6 0,69 27/33 14 0,72 90 6 40/45 14 6 0,70 27/33 14 0,72 110 6 40/45 14 0,71 6 0,71 27/33 14 0,73 130 6 0,70 40/45 14 0,72 Pro zdroj chladu s vodou chlazeným kondenzátorem platí číselné označení podle Tab. 25)

a uvažují se parametry uvedené v Tab. 26).

Tab. 25)

Označení 1 2 3 Tab. 26)

Chladivo R134a R407C R410A R717 R22

Zdroj chladu se vzduchem chlazeným kondenzátorem

Systémové řešení zdroje chladu (vzduchem chlazený kondenzátor) pístový / scroll kompresor s dvoupolohovou regulací pístový / scroll kompresor s plynulou regulací šroubový kompresor Parametry EERC,sys pro zdroje chladu se vzduchem chlazeným kondenzátorem

Chladící voda (výstup) [°C] 6 14 6 14 6 14 6 14 6 14

Parametr EERC,sys Pístový a scroll kompresor Šroubový kompresor 10kW – 1500 kW 200 kW – 2000 kW 2,8 3,0 3,5 3,7 2,5 2,7 3,2 3,4 2,4 3,1 3,2 3,9 2,9 3,1 3,6 3,8

 

Pro přímé chlazení místností (lokální zdroje chladu), kdy se předpokládá chlazení kondenzátoru vzduchem, platí číselné označení podle Tab. 27) a uvažují se parametry uvedené v 0 v závislosti na regulaci daného zařízení. V tomto případě pro parametr ηC,ctl,sys platí, vztah 1 13. (21) , , Tab. 27)

Označení 4 5 6 7 Tab. 28)

Označení A B C D  

Lokální zdroje chladu se vzduchem chlazeným kondenzátorem

Přímé chlazení místností – chlazení kondenzátoru vzduchem Lokální zdroj chladu s dvoubodovou regulací pro jednozónové systémy Lokální zdroj chladu s dvoubodovou regulací pro vícezónové systémy Spojitá regulace zdroje chladu (s inverterem) pro jednozónové systémy Spojitá regulace zdroje chladu (s inverterem) pro vícezónové systémy Typy regulace lokálního zdroje chladu se vzduchem chlazeným kondenzátorem

Přímé chlazení místností – chlazení kondenzátoru vzduchem dvoustupňový chod, jednozónová regulace (ON/OFF) dvoustupňový chod, vícezónový systém (ON/OFF) plynulá regulace propojená s expanzním ventilem pro jednozónový systém plynulá regulace propojená s expanzním ventilem pro vícezónový systém

Tab. 29)

Parametry EERC,sys pro lokální zdroje chladu se vzduchem chlazeným kondenzátorem

Systém zařízení

EERC,sys [-] Druh regulace Lokální zdroje chladu s výkonem < 12 kW Kompaktní klimatizační jednotka 2,6 A Split system 2,7 A, C Multi-split system 2,9 B, D Lokální zdroje chladu s výkonem > 12 kW D – min. jeden paralelní VRF - systémy 3,0 - 3,5 kompresor Tab. 30)

Specifický součinitel odběru elektřiny závislý na typu zpětného chlazení er,sys

Způsob chlazení kondenzátoru vzduchem Axiální ventilátor (bez doplňkového tlumiče hluku) Radiální ventilátor (s doplňkovým tlumičem hluku)

Zpětné chlazení pomocí odparu Uzavřený Otevřený okruh okruh er,sys 0,033 0,018 0,040 0,021

Suché zpětné chlazení 0,045 -

Tab. 31) Koeficient částečného zatížení zdroje chladu PLVC,sys,av a střední součinitel provozu zpětného chlazení fr,sys pro systémy s vodou chlazeným kondenzátorem

Systé m, viz Tab. 22)

ZZT

Konstantní průtok chladící vody Uzavřený okruh Otevřený okruh (registr) PLVC,sys,av

fr,sys

PLVC,sys,av

fr,sys

Proměnný průtok chladící vody Uzavřený Otevřený okruh okruh (registr) PLVC,sy PLVC,sys,av fr,sys fr,sys s,av

1 1 0,92 0,11 0,92 0,9 1 2 0,92 0,10 0,92 0,8 2 1 1,31 0,12 1,26 0,08 1,54 0,37 1,74 0,63 2 2 1,33 0,09 1,27 0,08 1,57 0,3 1,75 0,70 3 1 0,56 0,13 0,56 0,09 3 2 0,46 0,11 0,46 0,09 4 1 1,01 0,12 0,97 0,09 1,19 0,38 1,79 0,64 4 2 0,89 0,10 0,88 0,08 1,05 0,33 1,58 0,70 5 1 1,21 0,38 1,37 0,64 5 2 1,12 0,32 1,22 0,69 6 1 1,07 0,12 1,09 0,08 1,38 0,37 1,46 0,64 6 2 1 0,1 0,97 0,08 1,28 0,32 1,30 0,70 Poznámka: ZZT znamená zpětné získávání tepla, chladu, nebo vlahosti, 1-je součástí systému, 2-není součástí systému.  

Tab. 32) Koeficient částečného zatížení zdroje chladu PLVC,sys,av a střední součinitel provozu zpětného chlazení fr,sys pro systémy se vzduchem chlazeným kondenzátorem

Systém, viz Tab. 25) ZZT PLVC,sys,av [-] 1 1 1,32 1 2 1,36 2 1 1,43 2 2 1,49 3 1 1,14 3 2 1,10 4 1 1,24 4 2 5 1 0,85 5 2 6 1 1,37 6 2 7 1 1,33 7 2 1,23 Poznámka: ZZT znamená zpětné získávání tepla, chladu, nebo vlhkosti, 1-je součástí systému, 2-není součástí systému 4.3 Energetické systémy budovy – vzduchotechnika, vlhčení, list „vzduchotechnika“ Větrací systém a systémy VZT jsou ve výpočetním nástroji definovány pouze několika parametry. Hlavní vstupní údaj do výpočtu – objemové množství větracího vzduchu - určuje profil standardizovaného užívání zóny. Podle typu větracího systému z měrných jednotek pro stanovení větracího vzduchu vypočte výpočetní nástroj množství větracího vzduchu. Celkovou dodanou energií do větracího systému se rozumí energie, potřebná na provoz tohoto systému. Energie potřebná pro ohřev, nebo chlazení větracího vzduchu je stanovena v rámci systému vytápění, resp. chlazení. Účinnost zpětného získávání tepla ηh,hr,sys v příslušném systému vzduchotechniky lze podle DIN V 18599-7 se stanovit podle Tab. 33). Jedná se o průměrnou roční hodnotu účinnosti zpětného získávání tepla. V podkladech výrobců, nebo v projektové dokumentaci je zpravidla uvedena návrhová hodnota odpovídající maximálnímu zatížení energetického systému, která je vzhledem k průměrnému ročnímu provozu o 10 - 15% nižší. Tab. 33)

Účinnost zpětného získávání tepla VZT systému

Systém zpětného získávání tepla Deskový výměník Křížový deskový výměník Křížový kompaktní deskový výměník Rotační výměník (sorpční) Pomocná energie potřebná pro provoz větracího systému

ηH,hr,sys [-] 0,5 0,65 0,7 0,7 se stanoví na základě

objemového množství větracího vzduchu, typu ventilátorů a časového podílu chodu vzduchotechniky. Pomocnou energii určuje měrná potřeba elektřiny ventilátory, viz Tab. 34). Měrná potřeba se dále upravuje korekčními faktory podle typu pohonu ventilárotu - fF,ctl,sys,j je

váhový činitel regulace ventilátorů příslušného systému mechanického větrání v j-tém časovém úseku [-], pro ventilátory s plynulou změnou otáček se uvažuje fF,ctl,sys,j = 0,4. Tab. 34)

Měrná potřeba elektřiny ventilátory systému mechanického větrání eahu,sys

Typ ventilátoru

eahu,sys 3

[W.s/m ]

Tlaková diference ventilátoru (při 60% zatížení) Δpahu,tot (60%) [Pa]

Odvodní ventilátor

1250

750

Přívodní ventilátor (VZT jednotka - ohřev)

1600

960

Přívodní ventilátor (klimatizační jednotka)

2000

1200

Roční dodaná energie na zvlhčování Roční dodaná energie na zvlhčování vnitřního vzduchu Qfuel,RH+ se stanoví jako součet dodané energie ve všech z-tých zónách za j-tý časový úsek pro příslušný systém zvlhčování. Zadávaným parametrem jeRH+,gen,sys účinnost příslušného zdroje úpravy vlhkosti pro zvlhčování vnitřního vzduchu [-]. Výpočet roční dodané energie na zvlhčování vychází z postupu uvedeného v DIN V 18599-7. Účinnost příslušného zdroje úpravy vlhkosti pro zvlhčování vnitřního vzduchu párou RH+,gen,sys lze orientačně stanovit podle tabulky. V případě vodního vlčení je RH+,gen,sys=1. Tab. 35)

Účinnost účinnost příslušného zdroje úpravy vlhkosti parním vlhčením  RH+,gen,sys

Způsob parního vlhčení Výroba páry pomocí elektrod, elektrickým odporem Plynový ohřev Dodávaná pára z centrální přípravy

RH+,gen,sys [-] 0,86 0,66 0,64

Nejen ventilátory představují spotřebiče pomocné energie. Pomocnou energii dále vyjma systémů MaR může představovat 

hydraulický systém nepřímého zpětného získávání tepla



rotační regenerační výměníky tepla

Tab. 36)

Měrná potřeba elektřiny čerpadel systému nepřímého získávání tepla eahu,hr,sys

Typ čerpadla

eahu,hr,sys [W.h/m3]

Bez regulace otáček čerpadla

8,30·10-6

S regulací otáček čerpadla

4,16·10-6

Pro rotační výměníky zpětného získávání tepla se příkon pohonu oběžného kola PF,ar,sys,z stanoví podle následující tabulky.  

Tab. 37)

Příkon pohonu oběžného kola rotačního výměníku PF,ar,sys,z

Maximální objemový průtok vzduchu Vv,z [m3/h] do 7500 m3/h 3

PF,ar,sys,z [W] 90

3

> 7500 m /h do 25 000 m /h

180

> 25 000 m3/h do 65 000 m3/h

370

nad 65 000 m3/h

750

4.4 Příprava teplé vody, list „priprava teple vody“ V případě, že je objekt po tepelně-technické stránce zabezpečen podle požadovaných normových požadavků, nebo nad jejich rámec – v případě objektů se sníženou potřebou energie na vytápění, potom se v kontextu celkové potřeby dodané energie do budovy projeví jako rozhodující složka podíl připadající na dodanou energii pro přípravu teplé vody. U budov se sníženou potřebou energie na vytápění tento podíl představuje cca 40 – 80 % celkové dodané energie do budovy. Naopak u administrativních budov může dodaná energie pro přípravu teplé vody představovat cca 10 % z celkové potřeby dodané energie do budovy. Nicméně vzhledem k faktu, že dodaná energie na přípravu teplé vody nebyla doposud součástí žádného hodnocení, byla stanovována často chybně pouze za účelem získání parametru doplněného do technické zprávy, nebo parametru potřebného pro dodavatele energie (media), je dobré si připomenout základní princip výpočtu. Princip výpočtu postihuje zjednodušený roční provoz systému přípravy teplé vody z pohledu potřeby stanovení celkové roční dodané energie pro přípravu teplé vody. Problematiku účinnosti ohřevu a distribuce teplé vody lze vyjádřit faktorem účinnosti (pozn. efficiency faktor, viz ČSN EN 15316–3–2 a ČSN EN 15316–3–3). Vstupem do výpočtu, který je nezbytné stanovit, je výpočtové množství potřebované teplé vody o předpokládané teplotě. Roční potřeba teplé vody je většinou spojována s technickou normou ČSN 06 0320 Tepelné soustavy v budovách – Příprava teplé vody – Navrhování a projektování. V této normě jsou uvedeny tzv. návrhové parametry pro dimenzování a návrh systémů přípravy teplé vody a pro dimenzování a návrh systémů je také norma určena. Norma však není určena pro popis chování systémů budovy v průběhu celého roku. Návrhové parametry uvedené v ČSN 06 0320, zejména parametry potřeby teplé vody (např. 80 l/(os.den) pro bytové stavby) nelze použít pro výpočet roční dodané energie ve smyslu vytvoření matematického modelu typického ročního provozu systémů budovy. Z pohledu vytápění, chlazení a mechanického větrání je důležité tzv. zónování budovy. V případě teplé vody se ovšem pro výpočet předpokládá stanovení roční dodané energie na přípravu teplé vody pro budovu jako celek. Zónování budovy na základě potřeby teplé vody je pro některé budovy problematické např. z hlediska její potřeby na úklid celé budovy, apod.

Obr. 20)

Schematické znázornění postupu výpočtu dodané energie pro přípravu teplé vody

Roční dodané energie na přípravu teplé vody Hodnotícím kriteriem je roční dodaná energie na přípravu teplé vody včetně roční dodané pomocné energie pro přípravu teplé vody EPW, která se stanoví podle vztahu ,

,

b) (22),

kde Qfuel,W je roční dodaná energie na přípravu teplé vody [GJ], QW,aux je roční dodaná pomocná energie systému přípravy teplé vody [GJ] – princip jejího stanovení nebude z důvodu rozsahu v tomto článku popisován a řídí se požadavky uvedenými v příslušných částech ČSN EN 15316 a DIN 18599. Jelikož potřeba teplé vody VW,z,j za j–tý časový úsek, ať už roční, nebo denní, je parametrem s nejvyšší citlivostí ve vztahu k výsledku výpočtu, je správné stanovení této hodnoty důležitým krokem ve fázi sběru dat pro provedení výpočtu. Prameny a zdroje pro stanovení této hodnoty jsou následující: 

ČSN EN 15316–3–1 Tepelné soustavy v budovách – Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy – Část 3–1: Soustavy teplé vody, charakteristiky potřeb (požadavky na odběr vody).

V rámci této technické normy, která je v současnosti k dispozici pouze v angličtině, jsou uvedeny rámcové návrhové parametry pro stanovení potřeby teplé vody v různých typech budov. Podrobně viz níže. 

vyhláška 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích) – podrobně příloha č. 12 k vyhlášce č. 428/2001 Sb.

Vyhláška 428/2001 Sb. v příloze č. 12 uvádí směrné roční potřeby studené vody pro různé typy provozů. Za předpokladu, že v rámci budovy je možné paušálně stanovit procentuelní podíl potřeby teplé vody ze potřebované studené vody, lze velmi jednoduše odvodit z údajů uvedených v příloze č. 12 vyhlášky 428/2001 Sb. roční potřebu teplé vody v daném objektu. 

DIN V 18 599–8: Endenergiebedarf von Warmwasserbereitungsanlagen

Pro doplnění přehledu uvádíme německý zdroj, kde je jako referenční hodnota brána měrné potřeba energie obsažena v dodávané teplé vodě. Podrobně viz níže, tab. 3. Sekundárně lze z uvedených hodnot odvodit měrnou potřebu teplé vody za předpokladu ideálního provozu systému distribuce teplé vody. Potřeba teplé vody v příslušné z–té zóně a j–tém časovém úseku VW,z,j se stanoví podle ČSN EN 15316–3–1 podle vztahu , ,

c) (23),

· 1000 , , ,

kde VW,f,z,j je měrná potřeba teplé vody v z–té zóně za j–tý časový úsek [l/(mj.perioda)], fz je počet měrných jednotek ke které je vztažena hodnota VW,f,z,j [mj.]. Pro domácnosti obývané jednou rodinou lze měrnou denní potřebu teplé vody v z–té zóně stanovit zjednodušeně podle ČSN EN 15316–3–1, kde fz je celková podlahová plocha zóny Az. Měrná denní potřeba teplé vody VW,f,z,j se stanoví pro byty: a) Af,z > 27m2 podle vztahu · ln

d) (24),

, , ,

,

2

2

b) Af,z ≤ 27 m a současně Af,z ≥ 14 m podle vztahu , , ,

·

e) (25),

, 2

kde Af,z je celková podlahová plocha zóny (bytu) [m ], x je konstanta, uvažuje se 39,5 l/den, y je konstanta, uvažuje se 90,2 l/den, z je konstanta, uvažuje se 1,49 l/(m2.den). Pro ostatní typy budov lze určit hodnoty měrné potřeby teplé vody v z–té zóně za j–tý časový úsek VW,f,z,j podle hodnot viz tab. 1 podle ČSN EN 15316–3–1. Tab. 38)

Měrné potřeby teplé vody pro nebytové budovy VW,f,z,j

Typ budovy Zdravotnická zařízení (bez prádelny) Zdravotnická zařízení (s prádelnou) Stravovací zařízení (samoobslužné) Stravovací zařízení (s obsluhou) Hotel 1*–4* (bez prádelny) Hotel 1* – 4* (s prádelnou) Sportovní zařízení  

VW,f,z,j [l/(mj.den)] 56 l/(mj.den) 88 l/(mj.den) 4 l/(mj.den) 10 l/(mj.den) 56 – 118 l/(mj.den) 70 – 132 l/(mj.den) 101 l/(mj.den)

Měrná jednotka lůžko lůžko host host lůžko lůžko sprcha

Zjednodušeně lze potřebu energie pro přípravu teplé vody v příslušné z–té zóně za den QW,nd,z,d v GJ stanovit podle DIN V 18599–10: a) na základě obsazenosti zóny ,

, ,  

3,6 · 10

·

·

,

f) (26),

, , ,

b) nebo podle plochy zóny ,

, ,

3,6 · 10

·

,

·

,

g) (27),

, , ,

kde qW,nd,f,z,d je měrná denní potřeba energie na přípravu teplé vody podle obsazenosti z–té zóny [kWh/(mj.den)], fz je počet měrných jednotek z–té zóně ke které je vztažena hodnota parametru qW,nd,f,z,d [mj.], qW,nd,A,z,d je měrná denní potřeba energie na přípravu teplé vody podle plochy z–té zóny [kWh/(m2.den)], Af,z je celková plocha z–té zóny [m2]. Tab. 39)

Měrná denní potřeba energie na přípravu teplé vody

Typ zóny Administrativní budova Nemocnice – lůžka Škola Budovy pro obchod Výrobní provozy, dílny (šatny) Hotel (ubytovna) Hotel (standard ***) Hotel (vyšší standard ****) Restaurace, stravování Kolej, domov mládeže Sportovní zařízení (sprchy)

qW,nd,f,z,d [kWh/(mj.den)] 0,4 kWh na osobu a den 8 kWh na osobu a den 0,5 kWh na osobu a den 1 kWh na zaměstnance a den 1,5 kWh na zaměstnance a den 1,5 kWh na lůžko a den 4,5 kWh na lůžko a den 7 kWh na lůžko a den 1,5 kWh na místo a den 3,5 kWh na místo a den 1,5 kWh na místo a den

qW,nd,A,z,d [kWh/(m2.den)] 30 Wh/(m2.d) 530 Wh/(m2.d) 170 Wh/(m2.d) 10 Wh/(m2.d) 75 Wh/(m2.d) 190 Wh/(m2.d) 450 Wh/(m2.d) 580 Wh/(m2.d) 1250 Wh/(m2.d) 230 Wh/(m2.d) –

V některých případech lze použít zjednodušený výpočetní postup, kdy se předpokládá, že roční potřeba teplé vody za daný j–tý časový úsek (měsíc, rok) nekolísá, je konstantní a je vztažena k celé budově, případně určit potřebu teplé vody v délce časového kroku jednoho měsíce. Potom lze pro stanovení potřeby energie na přípravu teplé vody QW,nd,j použít zjednodušený vztah ,

,

,

·

·

· 12 · 10

,

,

h) (28),

kde VW,j je měsíční (roční) potřeba teplé vody v z–té zóně za [m3/měsíc(rok)], W,h je průměrná roční teplota teplé vody v místě přípravy [°C], W,c je průměrná roční teplota přiváděné studené vody [°C]. Poznámka: Pro průměrnou teplotu teplé vody W,c se uvažuje hodnota W,c = 10°C. V případě diference pro roční období lze uvažovat pro letní období W,c = 15°C, pro zimní období W,c = 5°C. V případě bytových domů se sníženou potřebou energie na vytápění lze použít jednotně hodnotu QW,nd,z,j = 550 kWh/rok na jednu osobu podle TNI 73 0329.  

Účinnost zdroje přípravy teplé vody Jedním z parametrů, určujících množství dodané energie do budovy, je účinnost zdroje přípravy teplé vody. Průměrná roční účinnost zdroje přípravy teplé vody ηW,gen,sys se orientačně stanoví podle ČSN EN 15316–3–3 a DIN V 18599–8 závislosti na systémovém řešení přípravy TV. Zjednodušený postup stanovení účinnosti systému distribuce teplé vody W,sys,dis je odvozen ze vztahů uvedených v ČSN EN 15316–3–2. Parametr W,sys,dis se stanoví ze vztahu Q W, , , Q W, . , i) (29), ηW, , Q W, , , Q W, . , Q W, . , kde QW,dis,ls,sys je celková tepelná ztráta rozvodů přípravy teplé vody, které se stanoví podle normy ČSN EN 15316–3–2, QW,gen,ls,sys je celková tepelná ztráta zásobníku, např. podle normy ČSN EN 15316–3–3. Účinnost sdílení energie v koncových prvcích příslušného systému přípravy teplé vody

W,em,sys představuje účinnost tzv. předání energie do využitelného množství vody. Obecně lze tento parametr vyjádřit k množství teplé vody, které je odtočena, ale není využita: Např. množství teplé vody odtočené před namixováním teplé vody o požadované teplotě a množství. Zjednodušeně lze uvést, že v případě použití různých typů koncových armatur platí a) směšovací obyčejné výtokové armatury ,

0,87

,

j) (30),

b) směšovací termostatické výtokové armatury ,

,

1

k) (31).

4.5 Pomocné energie energetických systémů budovy Do výpočtu je nutné zahrnout pomocné energie – energie, které spotřebovávají energetické systémy ke svému chodu. Výpočet pomocných energií se řídí příslušnými technickými normami – viz výše kapitoly o energetických systémech. Jediným potřebným vstupem do výpočtu je příkon zařízení/systémů (ventilátory, MaR, oběhová čerpadla, apod.). 5 Praktická aplikace hodnocení energetické náročnosti budov – panelový dům Jako jeden z příkladů budovy, která bude podléhat nutnosti zpracování průkazu ENB je uveden panelový dům. Vzhledem k dosud ještě vysokému počtu nerekonstruovaných budov tohoto typu, bude také nutnost vyhotovení průkazu ENB na tento typ budov velmi častá. V následující kapitole bude na názorném příkladě nastíněno, co obnáší a jak by mohlo vypadat zpracování výpočtu ENB pro panelový dům. Kapitola věcně přibližuje nový způsob hodnocení energetické náročnosti budov jak z pohledu filosofie výpočtu, tak z pohledu jeho praktického provádění vzhledem k rozsahu prací a jejich náročnosti.

5.1 Obecný popis objektu Jedná se o novější panelový bytový objekt postavený v roce 1986. Budova má 8 nadzemních podlaží s 48 bytovými jednotkami a částečně vytápěný (temperovaný) suterén. Panelový dům je rozdělen do 3 sekcí. V nadzemních podlažích jsou bytové jednotky a komunikační prostory, v suterénu bytového domu jsou skladové prostory bytů a technické prostory. Dále se v suterénu nachází prostory domovního vybavení (nevyužívaná prádelna, sušárna a žehlírna). Konstrukční výška všech podlaží je 2,8m, základní půdorysný modul budovy představuje 600 mm. Svislou nosnou konstrukci budovy tvoří železobetonové montované stěny z panelů tl. 200 mm, vodorovné nosné konstrukce jsou železobetonové panelové tl. 200 mm s rozponem 6,0 m. Střecha má dvouplášťovou skladbu s tepelnou izolací minerální plstí tl. 120 mm s dodatečným zateplením, které bylo provedeno počátkem 90. let. Typový obvodový plášť v průčelích je tvořen porobetonovými panely tl. 300mm. Štítové panely jsou vrstvené s nosným železobetonovým jádrem tl. 150 mm, tepelnou izolací na bázi PPS tl. 80 mm a krycí železobetonovou vrstvou tl. 50 mm. Objekt je vytápěn dálkovým vytápěním přes předávací stanici umístěnou v objektu, která zajišťuje také centrální ohřev teplé vody. Na otopných tělesech jsou umístěny termostatické ventily s hlavicemi a indikátory rozdělení nákladů na vytápění na principu odparu kapaliny. Na patě objektu jsou osazeny regulační armatury. Objekt je plynofikován, ale plyn je využíván pouze pro vaření v bytech a není předmětem hodnocení ENB. Další upřesňující údaje jsou patrné z místního šetření provedeného k energetickému auditu. Prostory u vstupu, původně kočárkárny, slouží pro skladování nepotřebných věcí, komunikační prostory objektu jsou temperovány pomocí radiátorů s termostatickými hlavicemi, lodžie na západní fasádě objektu jsou nezasklené. Systém vytápění byl kompletně zaregulován v roce 1992, předávací stanice je vybavena ekvitermní regulací. V objektu je teplovodní otopná soustava dvoutrubková vertikální s otopnými tělesy s teplotním spádem 92,5/67,5°C. Z předávací stanice jsou rozvody vedeny pod stropem v suterénu. Ocelové potrubí dimenze DN 13-40 mm je částečně izolováno izolací zpravidla nevyhovující tloušťky z hlediska požadavku vyhlášky č. 193/2007 Sb. Tělesa jsou osazena termostatickými regulačními hlavicemi. V objektu je rozvod TUV z předávací stanice veden pod stropem suterénu, stoupačky v instalačních šachtách. Potrubí je celkově po rekonstrukci, plastové (PE), cirkulace je nucená bez regulace. Tab. 40)

Základní technické parametry objektu potřebné pro výpočet zjištěné z EA

Počet nadzemních podlaží Počet podzemních podlaží Obestavěný vytápěný prostor budovy Zastavěná plocha objektu Podlahová plocha všech prostorů v budově Plocha výplní otvorů Plocha střechy

m3 m2 m2 m2 m2

8 1 14 716 648 5 364 1 008 648

Obr. 21)

Jižní a severní fasáda objektu

Stávající stav panelového domu již hodnotí EA a provedení výpočtu energetické náročnosti stávajícího stavu je pro potřeby zhodnocení tohoto objektu. Text se proto již v hlavní části zaměří především na stav objektu, který zahrnuje doporučená vhodná opatření uvedené v EA pro budoucí rekonstrukci budovy. Veškerý popis a údaje již vycházejí z navrhovaného opatření uvedeného v EA tohoto objektu. Pro vyjádření navrhovaných úprav pro potřeby podoby grafického vyjádření průkazu energetické náročnosti budov je nutné zvýraznění stavu budovy po navrhovaných opatřeních. V případě NKN je stav budovy po navrhovaných opatřeních ve sloupci grafického znázornění průkazu ENB viditelný po té, co je v listu „Budova - doplnění pro EP“ doplněn údaj „a. Hodnocení budovy po provedení doporučených opatření“. Tento údaj je nutné stanovit ve vlastním zvláštním souboru NKN. Autoři doporučují následující postup při použití NKN: Budovu a její stávající, nebo pro nové budovy - nový navrhovaný stav, je nutné kompletně zadat do NKN a provést výpočet. Tento soubor NKN je nutné potom uložit jako navrhovaný stav po realizaci doporučení, v tomto souboru pak bude provedena změna dotčených parametrů a požadovaných úprav po realizaci doporučení. Výsledek, celková roční dodaná energie do objektu - EP, z tohoto souboru je nutné vložit do původního souboru (stávající, nebo nový navrhovaný stav) do listu „Budova doplnění pro EP“ - údaj „a. Hodnocení budovy po provedení doporučených opatření“. Po té bude v grafickém znázornění průkazu ENB vyznačen údaj ve druhém sloupci „Hodnocení budovy po realizaci doporučení“. 5.2 Nový stav budovy po rekonstrukci Na základě energetického auditu, s uvážením výsledků posouzení stavebních konstrukcí a místního šetření je doporučeno provést dle EA variantu úsporných opatření v podobě těchto opatření a aktivit: 

zateplení pláště budovy,



výměna oken včetně vchodových dveří,



výměna tepelné izolace rozvodů, zaregulování a vyvážení otopné soustavy,



výměna osvětlovací soustavy v komunikačních prostorách.

V souhrnu podrobně tato opatření znamenají výměnu všech oken na okna s parametrem U = 1,4 W/m2K1, zateplení obvodového pláště budovy kontaktním zateplovacím systémem o tl. 100 mm, kdy výsledná hodnota součinitele prostupu tepla činí 0,24 W/m2K1. Provedení tepelné izolace armatur na rozvodech UT, TUV ve strojovnách a v technických prostorách podle vyhlášky č. 193/2007 Sb., následné zaregulování a vyvážení otopné soustavy. A jako poslední opatření bude provedeno, že na schodištích a ve společných prostorách budou nahrazeny žárovky úspornými zdroji světla. 5.3 Zónování budovy, pravidla pro zónování Je patrné, že tyto požadavky z pohledu jednozónového přístupu nebyly splněny. Potom V případě panelového domu je však nutné rozdělit objekt do dvou zón a pro potřeby výpočetního nástroje je nutné budovu zónově definovat způsobem, jak uvádí výše uvedené rozdělení v kapitole 3.1.

Obr. 22) Tab. 41)

Zónování objektu Základní popis zón objektu

Označení Název Zóna 1 Zóna 2 Celkem

Standardizovaný profil

Byty - obytné prostory Bytový dům – normový byt Suterén, schodišťový Bytový dům – společné prostor prostory, technické podlaží

Plocha m2 3942

Objem m3 10046

1422 5364

4670 14716

Zóna 1 „byty - obytné prostory“ objemově představuje souhrn 48 bytů nacházejících se v budově panelového domu. V jednotlivých bytech jsou předpokládány shodné podmínky týkající se jak parametrů vnitřního prostředí, tak režimu užívání bytů. Tyto podmínky podrobně shrnuje uživatelský profil standardizovaného užívání ve výpočetním nástroji NKN označený jako „bytový dům – normový byt“. Profil zahrnuje jednotné podmínky pro obsazenost, vytápění, osvětlení bytů, provozu jednotlivých systémů, apod. - stanovuje dílčí okrajové podmínky výpočtu. Druhá zóna 2 „suterén, schodišťový prostor“ zahrnuje společné a komunikační prostory, které jsou provozovány za odlišných vnitřních podmínek oproti zóně 1. Zóna 2 se odlišuje dílčími okrajovými podmínkami od zóny 1 z pohledu vytápěné zóny

podle požadavků na teplotní zónování podle ČSN EN ISO 13790. Geometricky zóna 2 představuje členění objektu na částečně vytápěný suterén a část vstupního podlaží. Zde jsou umístěny skladovací prostory a schodišťový prostor, vč. výtahu, a z kterého jsou vstupy do jednotlivých bytů. V případě rozdílných dílčích okrajových podmínek skutečného objektu panelového domu v porovnání s přednastaveným profilem (např. nejčastěji bude upravována vnitřní výpočtová teplota temperovaných prostor), lze (a v tomto případě je nezbytně nutné) uživatelem vytvořit v rámci výpočetního nástroje vlastní profil standardizovaného užívání, který přesněji specifikuje dílčí okrajové podmínky daného typu budovy z pohledu vnitřních podmínek a provozu užívání. Vytvoření vlastního standardizovaného profilu užívání budovy by však nemělo vést k záměrnému ovlivnění výsledných hodnot vedoucích k výslednému hodnocení ENB. V tomto případě panelového domu není z EA patrné vnitřní geometrické uspořádání budovy, tzn. přesné vnitřní geometrické členění na zónu 1 a zónu 2, resp. plochy vnitřních konstrukcí. V tomto případě jsou možné pro získání potřebných údajů tyto možnosti: 

využití stávající projektové dokumentace dispozičního řešení objektu,



využití zpracovaných podkladů pro danou typizovanou soustavu panelového domu a pomocí fotografií z EA přesněji identifikovat dispoziční řešení, v tomto případě se doporučuje místní šetření pro ověření předpokladů,



kombinace předešlého, z důvodu typizace není nutné některé údaje odečítat z PD.

V případě popisu geometrické charakteristiky je nutné také zmínit pojem faktor tvaru budovy, nebo také nově nazývaný objemový faktor tvaru budovy A/V, podle ČSN 7305402:2007 a to v souvislosti s tímto pojmem v průkazu ENB ve vztahu k parametrům jako jsou plocha konstrukcí A a objem budovy (zóny) V zadávanými do výpočetního nástroje NKN. Objemový faktor tvaru budovy je parametr, který je vztažen k potřebě tepla na vytápění a vyjadřuje „kvalitu budovy“ z pohledu kompaktnosti tvaru, jinak řečeno z pohledu minimalizace tepelných toků prostupem konstrukcemi sousedící z vnějším prostředím. V případě požadavků vyhlášky o energetické náročnosti budov je součet ploch pro výpočet faktoru tvaru budovy A/V stanoven na základě podmínek daných právními předpisy, kdy, součet ploch A vychází z požadavků vyhlášky, kdy §2 písm. h) uvádí „obálkou budovy všechny konstrukce na systémové hranici celé budovy, které jsou vystaveny venkovnímu prostředí“, dále § 2 písm. n) upřesňuje „venkovním prostředím venkovní vzduch, vzduch v přilehlých nevytápěných prostorech, přilehlá zemina, sousední budova a jiná sousední zóna“. Při výpočtu objemové charakteristiky A/V musí být uvažovány pouze všechny konstrukce pouze vytápěné části budovy sousedící s exteriérem, nebo zeminou, vnitřní konstrukce nejsou v celkové sumě zohledněny. Zároveň by neměly být zohledněny plochy konstrukcí a objem zón nevytápěných. V jiném významu řečeno objemový faktor budovy A/V ve smyslu

podstaty a principu hodnocení ENB budovy by teoreticky mohl znamenat jinou hodnotu, než je A/V podle požadavků ČSN EN ISO 13 790, ČSN 832 a ČSN 73 0540-4. Kdy objemový faktor tvaru budovy A/V vyjadřuje pouze vytápěnou budovu a do parametru objemového faktoru jsou započítány pouze plochy konstrukcí vytápěné části budovy a vnější objem vytápěné části budovy. Druhým parametrem, který je třeba upřesnit, je objem budovy v rámci parametru A/V. V dalším kroku výpočtu, resp. v přípravě vstupních údajů pro výpočet ENB a zadání do výpočetního nástroje, je nutno obě definované zóny popsat specificky z hlediska provozu a užití energie. Provoz, který je nutné popsat, v tomto případě představuje systém vytápění v podobě parametrů vedení (distribuce) a sdílení (emise) energie otopné soustavy. Znamená to stanovení účinnosti využití energie v podobě účinnosti emise ηH,em,z a distribuce ηH,dis,z energie v celkové bilanci zóny. Vstupy jsou v tomto případě pro hodnocení panelového domu a stanovení spotřeby energie zjistitelné z energetického auditu, kde byly podrobně stanoveny výpočtem, nebo expertním odhadem, což bude také vyznačeno ve výpočetním nástroji, resp. následně v odpovídající části protokolu průkazu ENB. Účinnosti vytápěcího systému jednotlivých zón ukazuje Tab. 42), která zahrnuje účinnosti emise a distribuce tepla. Účinnost je ve smyslu výpočtové metodiky chápána jako využitelná energie, která je z dodané energie ze zdroje v místě spotřeby (zóně 1, zóně 2) využita ke krytí potřeby energie. Tab. 42) účinnost využití tepelné energie v zóně respektující navrhovaný nový stav (porovnání se stávajícím stavem viz tab. 24)

Zóna 1 Účinnost emise tepla Účinnost distribučního systému Zóna 2 Účinnost emise tepla Účinnost distribučního systému

ηH,em,z ηH,dis,z ηH,em,z ηH,dis,z

Byty - obytné prostory 85% 80% Suterén, schodišťový prostor 85% 80%

Příkon osvětlovací soustavy jednotlivých zón je po navržených úpravách uveden v Tab. 18. Příkony osvětlovacích soustav pro jednotlivé zóny jsou stanoveny na základě celkové hodnoty po provedených opatřeních v celé budově (obou zónách) jsou dostupné v EA. Příkon osvětlovací soustavy je pak rozdělen mezi jednotlivé zóny: 

na základě odborného odhadu založeném na např. skutečných hodnotách dle PD stávajícího stavu,



na základě místního šetření, např. zjištění příkonu osvětlovací soustavy ve společných částech a komunikačních prostorách domu,



na základě uvedených údajů v EA (počet zdrojů ve společných prostorech a jejich náhrada za úsporné zdroje v zóně 2).

 

Tab. 43)

Osvětlení zón respektující navrhovaný nový stav

Zóna 1 Typ osvětlovací soustavy Příkon osvětlovací soustavy Zóna 2 Typ osvětlovací soustavy Příkon osvětlovací soustavy

PL,sys,z PL,sys,z

Byty - obytné prostory žárovkové osvětlení 4500 W Suterén, schodišťový prostor úsporné žárovky 1160 W

5.4 Stavební část – ohraničení zón Stavební část řešení objektu je popsána pomocí charakteristik a tepelně technických vlastností stavebních konstrukcí prostřednictvím údajů uvedených v Tab. 19. Konstrukce ohraničující jednotlivé zóny byly převzaty z údajů, které jsou dostupné v EA a dílčím způsobem z dostupných podkladů vztahujících se k dané typizované soustavě panelového domu. Zadáním stavební charakteristiky objektu, tzn. tepelně technických vlastností zón a jejich popisu definujeme výši potřeb energie. Pro každou konstrukci příslušející k zóně a která je hranicí sousedící s vnějším prostředím nebo sousedící zónou, je třeba definovat a zadat parametry do výpočetního nástroje. Jelikož EA neřeší do větších podrobností konstrukce náležející k jednotlivým zónám, ale pracuje pouze s objektem jako homogenním celkem, je třeba provést korekci ploch, odečtení z PD ploch jednotlivých konstrukcí a jejich přiřazení k jednotlivým zónám. V případě panelového domu je situace vnitřního zónování jednodušší z důvodu prefabrikované stavby s určitou unifikací. Pro vnitřní zónování tohoto domu je použita pořízená fotodokumentace, běžně dostupné podklady týkající se jednotlivých soustav panelových domů, a je možné použít stavení dokumentaci navrhovaného stavu, která by v této fázi posuzování již měla být zpracována. A v této fázi přípravy projektu pro stavební povolení, nebo pro žádost k dotačnímu titulu, by měla být zpracovateli průkazu plně k dispozici. Pro každou konstrukci příslušející k zóně a která je hranicí sousedící s vnějším prostředím nebo sousedící zónou je třeba definovat a zadat parametry do výpočetního nástroje NKN, každá konstrukce je zadávána pouze jednou. Výpočetní nástroj poté pracuje s předdefinovanými základními typy konstrukcí, které se v objektu nacházejí a z kterých je geometricky složen objekt.  

Činitel teplotní redukce (podle EN 12 831 a ČSN 730540-3 )

Propustnost průsvitné části

-

m2

U [W/m2K]

g -

252 252 760 747 540

0,24 (0,57) 0,24 0,24 0,24 0,28

0 0 0 0 0

Ext Ext Ext Ext Ext

1 1 1 1 1

648

1,14

0

Zóna 2

0,43

464,1

1,4

0,75

Ext

1

495

1,4

0,75

Ext

1

25,2 25,2 151,2 108

0,24 0,24 0,24 0,28

0 0 0 0

Ext Ext Ext Ext

1 1 1 1

132 57 57 648 1562,4

0,57 0,9 0,9 1,8 2,2

0 0 0 0 0

Ext Zem. Zem. Zem. Zóna 1

1 0,57 0,66 0,4 0,29

17

2

0,85

Ext

1

32

2,55

0,75

Ext

1

Štítová stěna Z Štítová stěna V Severní průčelí S Jižní průčelí J Střecha hor Podlaha nad 6 temperovaným prostorem hor Výplňové konstrukce 7 okna S Výplňové konstrukce 8 okna J Zóna 2 - Suterén, schodišťový prostor 9 Štítová stěna Z 10 Štítová stěna V 11 Severní průčelí S 12 Střecha hor Suterén - stěna nad 13 zeminou (S) 14 Suterén - stěna do hl. 1m S 15 Suterén - stěna hl. 1 - 2m S 16 Podlaha na terénu hor 17 Vnitřní stěna S Výplňové konstrukce 18 vstup S Výplňové konstrukce 19 okna (S)

Sousedící prostředí

součinitel prostupu tepla

1 2 3 4 5

plocha (stěna bez otvorů)

Zóna 1 - Byty - obytné prostory

orientace

číslo kce

Stavební konstrukce budovy respektující navrhovaný nový stav

typ konstrukce

Tab. 44)

b -

5.5 Energetické systémy budovy Definováním jednotlivých energetických systémů zajistíme krytí potřeby energie prostřednictvím dodané energie z místa výroby do místa odběru - potřeby, resp. účinnost jejího využití. Otopnou soustavu a zdroj tepla určíme pro potřeby výpočtu spotřeby energie a stanovení EP pomocí příslušných účinností, tedy pomocí energetické náročnosti jednotlivých součástí otopné soustavy. Vstupní údaje pro zadání otopné soustavy v objektu jsou uvedeny

v Tab. 45). Roční energetická účinnost zdroje tepla ηgen,H,sys byla stanovena odborným odhadem na základě informací a doplňujících výpočtů v EA a činí 90%. Účinnost distribuce tepla je již zahrnuta v popisu jednotlivých zón v závislosti na způsobu a kvalitě distribuční části otopné soustavy. Tab. 45)

Zdroj tepla respektující navrhovaný nový stav

Zdroj tepla č. 1 Jmenovitý výkon zdroje Účinnost výroby energie zdrojem Regulace zdroje energie Celkový příkon pomocné energie (čerpadla, systém regulace) Typ oběhového čerpadla

ηgen,H,sys ηgen,H,ctr PH,sys,p

Výměníková stanice 113 kW 90 % Automatická - ekvitermní

560 W s proměnnými otáčkami 100 % - zóna 1 Příslušnost k zónám 100% - zóna 2 pozn. příslušnost k zónám reprezentuje údaj, který určuje rozdělení toku energie, pokud je zóna napojena na více zdrojů tepla. V tomto případě jsou obě zóny plně napájeny z jednoho zdroje. -

Energetický audit posuzuje spotřebu teplé vody a uvádí předpokládanou roční potřebu TV ve výši 3127 m3. Údaj vychází ze změřené skutečné spotřeby a z výpočtových předpokladů. Centrální ohřev TV je pro potřeby provozu bytového domu koncepčně vyhovující. Tab. 46)

příprava TV respektující navrhovaný nový stav

Centrální příprava TV ve výměníkové stanici ηW,dis,sys 80 % ηW,gen,sys = Účinnost systému přípravy TV 90 % ηH,gen,sys Instalovaný elektrický příkon oběhových čerpadel přípravy TV 450 W PW,p,sys Typ oběhového čerpadla tříotáčkové Příprava TV na základě referenční potřeby) 3 127 m3/rok VW,j Teplota teplé vody (ve zdroji přípravy) 60 °C θW,h,sys Zdroj přípravy TV č. 1 Účinnost distribučního systému přípravy TV

Dále se v objektu nachází celek výtahů, kdy jeho spotřeba energie do posuzované spotřeby energie není zahrnut. Další energetické celky nejsou v budově instalovány a nejsou předmětem hodnocení. 5.6 Energetická náročnost budovy - výpočet Jak bylo v úvodu kapitoly uvedeno, je nutné v tomto případě provést prakticky dva výpočty. První výpočet představuje zadání objektu pro stávající stav a druhý výpočet bude zadání navrhovaného stavu objektu formou změny parametrů, které vyjadřují navrhovaná opatření podle EA pro nový stav budovy.

Energetická náročnost budovy – stávající stav ENB stávajícího stavu budovy je stanovena na základě vstupů a jednotných okrajových podmínek, které byly získány z energetického auditu po realizaci doporučeného opatření. Pro celkové hodnocení objektu je rozhodující celková roční spotřeba dodané energie do objektu, kterou spotřebují hodnocené energetické systémy a zajistí krytí výše uvedených potřeb. V rámci celkové bilance je stanoveno následující: 

konečná spotřeba dodané energie na vytápění,



konečná spotřeba dodané energie na ohřev teplé vody,



spotřeba dodané energie na osvětlení budovy,

spotřeba pomocné energie potřebné pro provoz energetických systémů v budově. V celkové bilanci představuje celková roční spotřeba dodané energie do objektu 4 362 GJ při stávajícím stavu. Výše dodané energie pro jednotlivé energetické systémy kryjící potřebu energie jednotlivých zón je při stávajícím stavu uvedena v Tab. 47). Tab. 47)

Stávající stav, roční spotřeba energie

Vytápění 3 140 942 MJ Příprava TV 923 442 MJ Osvětlení 327 760 MJ Pomocné energie 7 097 MJ CELKEM 4 399 241 MJ V pohledu měrné roční spotřeby dodané energie je výsledná hodnota 227,8 kWh/(m2.rok). Tato hodnota obsahuje spotřebu energie všech systémů obsažených v budově. Energetická náročnost budovy – po realizaci doporučení Hodnocení stavu budovy po navrhovaných opatřeních je proveden formou změny několika přímých číselných vstupů v již zadaném stávajícím stavu na základě doporučení EA, podrobně je uvádí Tab. 48). Tab. 48)

Výčet opatření pro navrhovaný stav

č.

Opatření

Parametr [jednotka]

Stávající stav

Po realizaci doporučení

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Zateplení objektu Výměna oken (zóna 1) Výměna vchodových dveří Účinnost emise tepla (zóna 1) Účinnost distribučního systému (zóna 1) Účinnost emise tepla (zóna 2) Účinnost distribučního systému (zóna 2) Úprava osvětlení (zóna 2) Úprava rozvodů systému přípravy TV

U [W/m2K] U [W/m2K] U [W/m2K] ηH,em,z [-] ηH,dis,z [-] ηH,em,z [-] ηH,dis,z [-] PL,sys,z [W] ηH,dis,z [-]

0,57 2,55 3,50 0,85 0,80 0,85 0,80 4500,00 0,80

0,20 1,10 2,00 0,88 0,85 0,88 0,85 1160,00 0,80

ENB stavu budovy po navrhovaných opatřeních v EA je stanovena na základě vstupů a jednotných okrajových podmínek, které byly získány z energetického auditu po realizaci doporučeného opatření, tyto vyjadřuje Tab. 48). V celkové bilanci představuje celková roční spotřeba dodané energie do objektu 4 399 GJ. Výše dodané energie pro jednotlivé energetické systémy kryjící potřebu energie jednotlivých zón je pro navrhovaná doporučení uvedena v Tab. 49). Tab. 49)

Nový stav po realizaci doporučení, roční spotřeba energie

Vytápění 1 140 650 MJ Příprava TV 820 838 MJ Osvětlení 177 362 MJ Pomocné energie 6 431 MJ CELKEM 2 257 554 MJ V pohledu měrné roční spotřeby dodané energie je výsledná hodnota 116,9 kWh/(m2.rok). Tato hodnota obsahuje spotřebu energie všech systémů. 5.7 Interpretace výsledků Panelový dům bude rekonstruován na základě uvedených doporučených opatření v EA. Výsledné údaje uvedené v energetickém auditu vycházejí z lehce odlišných vstupů, než je tomu u výpočtu ENB. Principielně jsou výpočty stejné a směřují k vyjádření téhož – roční potřebě celkové dodané energie. Hodnoty se rámcově shodují, nicméně nejsou, a prakticky ani nemohou být úplně totožné. Hodnocení a výpočet ENB předpokládá standardizované užívání budovy, zatímco EA v některých částech hodnotí budovu tak jak je provozována – ať už špatně, či dobře. V případě vypočtených údajů v EA se předpokládá celková výše spotřeby energie na vytápění po provedených úpravách v celkové výši 1 398 GJ/rok, na ohřev teplé vody připadá 1 246 GJ/rok a ostatní technologické procesy představují výši 30 GJ/rok – tyto hodnoty vycházejí z fakturovaných spotřeb a předpokládanému provozu objektu. Hodnota vztažená k technologickým procesům zahrnuje také v EA uváděnou spotřebu výtahů, která není předmětem hodnocení ENB. Technologické procesy představují roční spotřebu energie 14 GJ. Podrobně jsou rozdíly mezi hodnocením ENB ve vztahu k závěrům EA rozvedeny v Tab. 50). Tab. 50)

hodnoty roční spotřeby energie v EA a podle metodiky výpočtu ENB

Spotřebič Vytápění Příprava TV Osvětlení Pomocné energie Výtahy

Spotřeba energie výpočet uvedený v EA GJ/rok 1 398 1 246 190 neuvádí 14

Spotřeba energie výpočet ENB GJ/rok 1 140,6 820,8 177 6,4 není hodnoceno

Pro výpočet spotřeby energie na ohřev teplé vody EA uvádí výpočet podle bilance potřeby vody v duchu Směrnice 9/73 a podle ČSN 06 0320 Ohřívání užitkové vody. Metodika výpočtu ENB vychází z referenční roční potřeby teplé vody (m3/rok) uvedené v EA, na základě které je potom stanovena spotřeba energie určená pro ohřev teplé vody. Uvedené výpočetní postupy stojí principielně na totožných základech a vedou k rámcově shodným výstupům. Nicméně právě výstupy jsou ovlivněny odlišnými dílčími okrajovými podmínkami výpočtu. Liší se v množství výpočetních kroků a především v principu stanovení spotřeby energie. Např. metodika výpočtu ENB pracuje s tzv. hodinovým krokem výpočtu potřeby a spotřeby energie pomocí bilančního hodnocení (pozn. podrobně o způsobu hodnocení předchozí článek – budova školy), zatímco výstupy uvedené v EA jsou kombinací metody denostupňové (výpočet předpokladu úspor a zhodnocení stávajícího stavu) a hodnot získaných z reálných spotřeb podložených fakturací (některé výchozí hodnoty pro stávající stav, např. osvětlení). 5.8 Zařazení stávajícího stavu budovy do třídy ENB Zařazení panelového domu do třídy ENB je provedeno pomocí údaje, který má být prostým hodnotícím měřítkem na základě bilančního výpočtu ENB. Pomocí něj bude budova zařazena budovy do třídy ENB v rozsahu A-G. Budova by celkově měla dosáhnout minimálně na třídu A-C. Třída D-G je z pohledu splnění požadavku vyhlášky nevyhovující. Jediným hodnotícím ukazatelem požadovaným podle vyhlášky o energetické náročnosti budov je celková měrná roční spotřeba energie budovy (viz příloha č. 1 vyhlášky). Pro bytový dům vyhláška uvádí hodnoty pro maximální energetickou náročnost referenční budovy Rrq (kWh/(m2.rok)) a minimální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/(m2.rok)) v rozsahu 83-120 kWh/(m2.rok), viz Tab. 51). Tab. 51)

Druh budovy Bytový dům

třídy ENB pro bytový dům v kWh/(m2.rok)

A < 43

B 43 - 82

C D E F 83 - 120 121 - 162 163 - 205 206 - 245

G > 245

Vzhledem k zařazení budovy do třídy EN je nutno uvést, že dílčí vliv jednotlivých subsystémů (energetických systémů budovy) na celkové zařazení objektu panelového domu do třídy ENB přímo závisí na výši spotřeby energie do těchto systémů vstupující. Jinak řečeno, nelze jednotlivým systémům přikládat stejnou váhu. Např. zvýšení účinnosti užití energie na přípravu teplé vody má vzhledem k celkové výši spotřeby energie menší vliv, než zvýšení účinnosti užití energie potřebné na vytápění budovy. Nebo změna hodnoty součinitele prostupu tepla konstrukce bude mít stejný vliv jako zkvalitnění otopné soustavy. Na základě výše jednotlivých spotřeb energie, je budova celkově zařazena do třídy ENB, která je vyznačena v grafickém znázornění průkazu energetické náročnosti budov a v protokolu průkazu ENB stavu po realizovaných opatřeních. Na základě porovnání hodnoty energetické

náročnosti hodnocené budovy EP s energetickou náročností danou rozsahem jednotlivých energetických tříd budovou RrqMIN a RrgMAX výpočetní nástroj stanoví výslednou třídu ENB. V případě hodnocení stávajícího stavu je objekt zařazen do třídy ENB F – VELMI NEHOSPODÁRNÁ podle měrné spotřeby dodané energie ve výši 227,8 kWh/(m2.rok).. Tab. 52)

Ukazatel celkové energetické náročnosti budovy – stávající stav

Energetická náročnost budovy EP (GJ/rok) Maximální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/m2) Minimální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/m2) Třída energetické náročnosti hodnocené budovy Slovní vyjádření třídy energetické náročnosti hodnocené budovy Měrná spotřeba energie na celkovou podlahovou plochu (kWh/m2)

4399,2 120 83 F Velmi nehospodárná 227,8

Po všech provedených opatřeních je panelový dům zařazen do třídy C – VYHOVUJÍCÍ na základě měrné spotřeby dodané energie 116,9 kWh/(m2.rok) a splňuje požadavky vyhlášky o energetické náročnosti budov. Otázkou zůstává, zdali při vypracování průkazů nebude vyžadován, či prováděn formální přesun do třídy B, pokud se bude budova k hranici hodnocení třídy B blížit. Pro objekt a uživatele budovy je celkem nepodstatná zdali je budova v třídě ENB B, nebo C. Důležitá je především optimalizace provedených úsporných opatření navržených v EA. Důvod, který by vedl k potřebě lepšího zatřídění budovy je pouze pocitový a nikoliv věcně pragmatický, tzv. „mít něco lepšího, když už k tomu lepšímu příliš nechybí“. Jiné hledisko může být, pokud je budova určena k prodeji, nebo má jinak soutěžit o potenciálního kupce, nájemce. Pak pochopitelně výsledná třída ENB bude jedním z faktorů, který může budově pomoci uspět. Tab. 53)

Ukazatel celkové energetické náročnosti budovy po navrhovaných opatřeních

Energetická náročnost budovy EP (GJ/rok) Maximální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/m2) Minimální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/m2) Třída energetické náročnosti hodnocené budovy Slovní vyjádření třídy energetické náročnosti hodnocené budovy Měrná spotřeba energie na celkovou podlahovou plochu (kWh/m2)

2257,6 120 83 C Vyhovující 116,9

Obr. 23) Vlevo – grafické znázornění průkazu ENB stávajícího stavu ENB budovy s vyznačením stavu ENB po realizaci doporučení podle EA, vpravo – výpočet nového stavu budovy, vč. absolutní hodnoty celkové dodané energie do rekonstruované budovy

Některé požadované údaje uvedené ve vzoru průkazu ENB podle přílohy vyhlášky o energetické náročnosti budov nelze přímo generovat pomocí výpočetního nástroje, nebo není jasný způsob stanovení – viz např. „Energetická náročnost vytápění referenční budovy Rrq,H (GJ/rok)“, apod. Tyto parametry potom také nejsou uvedeny v protokolu průkazu ENB, který je generovaný NKN a je jednou z možných forem. Dále je třeba upozornit na skutečnost, že požadované údaje do protokolu průkazu ENB vyjadřují buď stávající stav budovy a nevyjadřují přesně rozsah a vliv opatření zlepšujících stávající stav objektu – v případě stávajícího stavu, nebo v případě navrhovaného stavu již plně vyjadřují navrhovaný stav po rekonstrukci a některé potřebné informace nemusí být zmíněny. V tomto případě se doporučuje export protokolu průkazu ENB z NKN jak pro stávající stav budovy, tak pro stav budovy po navrhovaných opatřeních průkazu ENB. Grafické znázornění bude dostačující ve vyhotovení pro stávající stav objektu se znázorněním vlivu doporučených opatření, viz Obr. 23) – pozn. postup je uveden v závěru úvodní části této kapitoly - Obecný popis objektu. Grafické znázornění průkazu ENB pro budovu po navrhovaných opatřeních je zde uveden pro doplnění protokolu průkazu ENB pro navrhovaný stav. Z uvedeného je patrné, že celkově forma průkazu ENB, resp. pouze jeho části - protokolu průkazu ENB, nemusí po technické stránce plně uvádět podstatné skutečnosti o budově, resp. o budově, která podstoupí změnu - rekonstrukci. V rámci tohoto stavu musí být pomocí

protokolu průkazu ENB transparentně postihnut rozdíl před a po rekonstrukci. Proto je doporučeno v některých případech generovat dva protokoly průkazu ENB - jak pro stávající stav, tak pro nový stav po navržených opatřeních. Další možností a mohlo by být dostačující podrobně rozvést úpravy vedoucí ke zlepšení energetické náročnosti budovy v části NKN – doplňující údaje pro EP, popis opatření pro zlepšení ENB a tímto způsobem rozšířeně dostatečně popsat stavbu po provedení navrhovaných opatření. V závěru je také třeba poukázat na nutnost uvedení některých požadavků v protokolu průkazu ENB, které se výpočtem ENB přímo nesouvisí, ale v protokolu průkazu jsou vyžadovány, např.: jmenovitý tepelný výkon zdroje tepla (kW), jmenovitý elektrický příkon systému větrání (kW), typ větracího systému / tepelný výkon (kW), jmenovitý elektrický příkon pohonu zdroje chladu (kW), a další údaje. Tyto parametry souvisí s dalšími požadavky zákona o hospodaření energií, např. ve vztahu k požadavku kontroly kotlů (nutné rozdělení podle výkonové charakteristiky), požadavku kontroly klimatizačních zařízení a dalších požadavků. Celkově protokol průkazu ENB představuje soubor hodnot, které komplexně vypovídají o základních vlastnostech a parametrech budovy, včetně dílčího vyjádření okolností, veličin, které ovlivňují výpočet ENB. 5.9 Ekologická a ekonomická proveditelnost alternativních systémů a kogenerace Příklad praktické aplikace přibližuje základní princip výpočtu pro panelový dům, který má vypracován EA. Na základě EA bude posléze provedena jeho rekonstrukce. Lze říci, že uvedené okolnosti výpočtu ENB ukazují relativní jednoduchost způsobu stanovení ENB a vystavení průkazu ENB. Využití stávajícího energetického auditu je značně závislé na kvalitě a podrobnosti jeho zpracování. Využitím EA se rozumí získání vstupů do výpočetního nástroje ENB u hodnocení stávající budovy, která disponuje energetickým auditem. Přirozeně v případě rekonstrukce panelového domu se předpokládá nutnost zpracování projektu, při jehož zpracování jsou údaje potřebné údaje pro výpočet ENB navíc běžně dostupné - pracuje se s nimi. Výpočetní postup stanovení ENB tak principielně nevyžaduje získání údajů vstupů, které by byly nad rámec hodnot a údajů, s kterými projektant stavební části, nebo projektant vytápění musí pracovat. A to ať už při výpočtu tepelných ztrát, či nutného zpracování a vyjádření energetických bilancí k rekonstrukci daného objektu panelového domu. Jak naznačuje uvedený text vystavení průkazu ENB a zpracování výpočtu ENB pomocí výpočetního nástroje je „nejpracnější“, či relativně nejkomplikovanější z hlediska získání vstupů potřebných pro výpočet. Z uvedených důvodů se jako praktické jeví jeho vypracování až v závěru projekčních prací dokumentace pro stavební povolení. Po té jsou ustáleny všechny dílčí vstupy, které je např. získat ze stavební dokumentace.

6 Praktická aplikace hodnocení energetické náročnosti budov – rodinný dům Tato kapitola bude, spíše než na ukázání postupu zadávání budovy a procesu výpočtu, zaměřena na ukázku možnosti jednoduché optimalizace navrhovaného řešení pomocí výpočetního nástroje - v tomto případě pomocí výpočetního nástroje NKN. Dalším typem objektu, na který bude nejčastěji zpracováván průkaz energetické náročnosti, představuje objekt rodinného domu. V současné době připadá 45 – 50% nově postavených bytů právě na objekty rodinných domů. V tomto případě se jedná o běžný rodinný dům, který představuje konvenční stavební a technologické řešení. Tento typ je v nejhojnější míře zastoupen a zpracováván projektanty. Předpokládejme modelovou situaci, kdy investor je rozhodnut o materiálovém řešení stavby a její koncepci, ale váhá nad řešením energetických systémů. Je tedy položena otázka, která z potencionálních variantních řešení může být přijatelná a odpověď na tuto otázku je očekávána co nejdříve. Rodinný dům se nachází v 2. teplotní (klimatické) oblasti, dům je jednoduchého geometrického tvaru, je určen pro jednu rodinu, má dvě nadzemní podlaží a konvenční dispozici. Stavebně je objekt řešen tradičně pomocí zděné konstrukce z tepelně izolačních cihel s monolitickými stropy a plochou střechou. Objekt je dodatečně zateplen pomocí kontaktního zateplovacího systému. Součinitel prostupu tepla U (W/m2.K) jednotlivých konstrukcí splňuje požadavky na vlastnosti stavby dle ČSN 73 0540:2007 v úrovni lepší než požadované. Souběžně je předpokládáno, že jsou splněny všechny požadavky na užívání a provoz objektu. Objekt rodinného domu je rozdělen do dvou základních zón. Jednu zónu představuje obytná část objektu a druhá zóna je tvořena prostorem temperované dvougaráže a sklady. Rozdělení na dvě zóny určuje rozdílná vnitřní teplota a rozdílné podmínky užívání budovy. Tab. 54)

Základní popis zón objektu

Označení Název Zóna 1 Zóna 2 Celkem

Obytná část Garáž, sklepy

Plocha m2 212,3 91 303,3

Objem m3 530,75 227,5 758,25

  Obr. 24)

Rodinný dům - první nadzemní podlaží

  Obr. 25)

Rodinný dům - druhé nadzemní podlaží

Základní variantou možného koncepčního řešení energetických systémů představuje následující řešení. Zdrojem tepla je plynový kotel o výkonu 20 kW v provedení turbo, který zajišťuje vytápění objektu a ohřev teplé vody. Ohřev teplé vody je řešen v zásobníku teplé vody o objemu 350 l, který je doplňkově napojen na solární soustavu umístěnou na střeše objektu. Solární systém je sestaven z 5m2 solárních kolektorů se selektivním absorbérem v trvalém sklonu 45° a jižní orientace a slouží pouze pro přípravu teplé vody. Otopná soustava se předpokládá jako běžná teplovodní dvoutrubková s nuceným oběhem, s teplotním spádem 75/55 °C. Na otopnou soustavu jsou napojena ocelová desková otopná tělesa typu ventilkompakt se spodním připojením opatřená termostatickou hlavicí s předpokladem jejího správného umístění. Větrání obytné části objektu je zajištěno přirozeně a je závislé přímo na uživateli objektu. Pouze větrání hygienického zázemí a kuchyňského koutu je zajištěno nuceně pomocí odtahového ventilátoru, resp. přímého odvodu par pomocí digestoře. Osvětlení objektu je řešeno v souladu s hygienickými požadavky a není znám příkon osvětlovací soustavy. Takto stručný souhrnný popis rodinného domu, který lze prohlásit za

typického představitele uvedeného segmentu výstavby. Jak z hlediska stavebního řešení, tak z hlediska energetických systémů zajišťujících dodávku energie na krytí potřeb energie. Druhou potencionální variantu představuje řešení, kdy je rodinný dům místo plynového kotle doplněn tepelným čerpadlem typu země-voda, které je hlavním zdrojem tepla a orientačně kryje spotřebu tepla na vytápění z 80%. Zbývajících 20% je ve špičkových odběrech kryto doplňkovým elektro-ohřevem. Ostatní koncepce energetických systémů zůstává zachována. Otopná soustava byla přizpůsobena ne nízkoteplotní otopný spád 55/45 °C Třetí variantou je řešení, kdy základní varianta obsahuje navíc pouze řízené větrání s rekuperací. Větrání objektu obstarává větrací jednotka zajišťující hygienicky nezbytnou doporučenou výměnu vzduchu, průměrná účinnost výměníku ZZT je 70% a jednotka neumožňuje cirkulaci odváděného vzduchu. Větrání je zajištěno pouze v zóně 1 – obytné části. Vyhodnocení jednotlivých variant je uváděno pouze tabulkovým výčtem absolutních hodnot, na základě kterých je možné poté povést optimalizaci návrhu výsledného řešení, případně použít jinou variantu. Základním způsobem je komentována pouze základní varianta. Pro celkové hodnocení objektu je rozhodující celková roční spotřeba dodané energie do objektu, kterou spotřebují všechny energetické systémy, čili v rámci celkové bilance je kalkulována roční spotřeba dodané energie na vytápění, roční spotřeba dodané energie na ohřev teplé vody, roční dodané energie na osvětlení budovy, roční spotřeba pomocné energie potřebné pro provoz systému vytápění a ohřevu teplé vody, energie vyrobená v budově prostřednictvím solárních kolektorů. V celkové bilanci představuje celková roční spotřeba dodané energie do objektu pro základní „variantu 1“ 87,80 GJ/rok, kdy dílčí hodnoty ročních spotřeb jsou uvedeny níže. Vliv spotřeby energie jednotlivých subsystémů (energetických systémů budovy) na celkové zařazení rodinného domu do třídy ENB přímo závisí na těchto dílčích hodnotách. Například zvýšení účinnosti užití energie na přípravu teplé vody má vzhledem k celkové výši spotřeby energie menší vliv, než zvýšení účinnosti užití energie potřebné na vytápění budovy. Na základě výše jednotlivých spotřeb energie, resp. na základě celkové spotřeby dodané energie do budovy hodnocené a referenčních spotřeb dodané energie, je budova celkově zařazena do třídy ENB, kdy ukazatel celkové energetické náročnosti rodinného domu uveden níže v tabulce. Tab. 55)

Roční spotřeba dodané energie

Vytápění Příprava TV - OZE Osvětlení Pomocná energie CELKEM  

69 783,17 10 422,22 3 451,28 4 167,87 87 824,53

MJ/rok MJ/rok MJ/rok MJ/rok MJ/rok

Tab. 56)

ukazatel celkové energetické náročnosti v protokolu průkazu ENB

Energetická náročnost budovy EP (GJ/rok) Maximální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/m2) Minimální energetická náročnost referenční budovy Rrq (kWh/m2) Třída energetické náročnosti hodnocené budovy Slovní vyjádření třídy energetické náročnosti hodnocené budovy Měrná spotřeba energie na celkovou podlahovou plochu (kWh/m2)

87,82 120,00 83,00 B Úsporná 80,43

Při shrnutí jednotlivých variant se vzhledem k tomu, že dílčí spotřeby energie na přípravu teplé vody, vytápění a osvětlení zůstanou konstantní, bude uvedena pouze celková roční spotřeba energie a dílčí roční spotřeba energie na vytápění. U variantního řešení 2 se roční spotřeba dodané energie sníží celkem o 37,65 GJ/rok, což představuje teoretickou úsporu o 43%. V důsledku využití OZE, zdroj energie země, je do objektu dodávána pouze elektrická energie na provoz TČ (elektrické energie - provoz kompresoru, případně elektřina na doplňkový ohřev ve špičce). U variantního řešení č. 3 je vlivem využití řízeného větrání budovy a pomocí systému ZZT celkově snížena potřeba tepla způsobená větráním. V důsledku této úpravy energetických systémů se sníží spotřeba energie na vytápění, resp. krytí tepelných ztrát přirozeným větráním objektu. Celková teoretická roční úspora energie tímto řešením představuje hodnotu 22,73 GJ, což je snížení spotřeby energie o 26% u tohoto typu objektu. Tab. 57)

Porovnání variantního řešení zdroje tepla

Varianta 1 Varianta 2 Varianta 3 Roční spotřeba dodané energie na vytápění v GJ/rok Měrná roční spotřeba dodané energie na vytápění v kWh/m2.rok

69,78

32,13

46,50

63,91

29,43

42,60

Roční spotřeba dodané energie v GJ/rok

87,82 GJ/rok

50,17 GJ/rok

65,09 GJ/rok

Měrná roční spotřeba dodané energie v kWh/m2.rok

80,4

46,0

59,6

B úsporná

B úsporná

B úsporná

0%

43%

26%

0

37,65

22,73

Třída energetické náročnosti Teoretická rozdíl dodané energie k variantě 1 Teoretický rozdíl dodané energie k variantě 1 v GJ/rok  

Podrobnější zodpovědná analýza variantních řešení a relevantnost použití jednotlivých systémů, jejich kombinace, by vydala na další samostatné kapitoly. Tato část si klade za cíl ukázat jednu z možností využití tohoto způsobu výpočtu. Jako pomocný nástroj při optimalizaci řešení budovy.

 

  Obr. 26)

Využití výpočetního nástroje k optimalizaci řešení

7 Závěr Energetická náročnost budovy představuje pojem, který je globálně vnímán z různých úhlů pohledu a s tím souvisejí také různé způsoby její kvantifikace, klasifikace - hodnocení. Popsaný způsob hodnocení budovy pomocí vyjádření její energetické náročnosti podle všeobecně platného a přijímaného postupu sjednocuje vnímání pojmu energetické náročnost. Tímto způsobem lze dosáhnout v globálním, nebo národním měřítku jasného porovnatelného hodnocení budovy. Výpočetní prostředek, např. NKN a další vznikající aplikace (Energie, Protech ENB) slouží jako demonstrace funkčnosti popsané filosofie výpočtu, a disponují principielně shodným, prakticky shodným výpočetním jádrem. Výpočetní nástroj NKN je v současné době ve výuce využíván především jako prostředek pro vytvoření zjednodušeného matematického modelu budovy s cílem analyzovat provoz budovy a dílčí dodané energie do budovy pro jednotlivé činnosti v budově. Literatura [1] Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU ze dne 19. května 2010 o energetické náročnosti budov (přepracování) [2] Vyhláška MPO ČR č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov. [3] Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií ve znění pozdějších předpisů. [4] ČSN EN ISO 13790 Energetická náročnost budov - Výpočet spotřeby energie na vytápění a chlazení [5] DIN V 18599 Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs Beleuchtung

für

Heizung,

Kühlung,

Lüftung,

Trinkwarmwasser

und

[6] KABELE, K., URBAN, M., ADAMOVSKÝ, D., KABRHEL, M. Národní kalkulační nástroj

NKN

[počítačová

aplikace].

Ver.

2.066

Praha,

2010.

Dostupné

z

. Výpočetní nástroj pro stanovení energetické náročnosti budov, 61 MB. [7] KABELE, K., URBAN, M., ADAMOVSKÝ, D., KABRHEL, M. Energetická náročnost budov v souvislostech s platnou legislativou ČR. 1. vyd., Praha, ABF – nakladatelství ARCH, 2008, 144s., ISBN 978-80-86905-45-7. [8] URBAN, M., SVOBODA, Z., KABELE, K., KABRHEL, M., ADAMOVSKÝ, D. Metodika bilančního výpočtu energetické náročnosti budov. Ministerstvo průmyslu a obchodu 2008.

Příloha 1

Příloha 1 – komentář ke vstupům do NKN číslo

Parametr

list: budova - identifikace

Komentář parametru, způsob zadání Základní identifikace budovy, formální popisné údaje potřebné pro protokol průkazu ENB, základní rozdělení budovy do zón, přiřazení profilů standardizovaného užívání budovy

list: budova - doplneni pro PENB

Doplňující informace o budově, které je nutné uvést v protokolu průkazu energetické náročnosti budovy, zadané informace nemají vliv na výpočet (vyjma ukazatelů: režim vytápění (celoročně/pouze v otopném období) a režimu přípravy teplé vody (celoročně/ve vybraných měsících)

list: katalog konstrukci

Identifikace základních skladeb konstrukcí, základní katalog uživatelem definovaných konstrukcí

1

2

3

Součinitel prostupu tepla prvku systémové hranice zóny

W/m2K přímý číselný vstup

Ui

Celková propustnost solární radiace pro kolmý dopad solární radiace ggl,n,k se orientačně stanoví podle parametrů, viz ČSN EN 13790, ČSN EN 13363 nebo DIN 18599-2, případně podle podkladů výrobce zasklení. Výrobce zasklení uvádí v materiálech obyčejně parametr ggl,n,k propustnost slunečního záření k-tého průsvitného prvku pro kolmý dopad solární radiace.

Propustnost solární radiace průsvitného prvku pro kolmý dopad solární radiace

ggl,i

-

Korekční činitel rámu průsvitného prvku

Fgl,i

-

list: zony - popis 4

Profil užívání

5

Užitná plocha zóny

Orientační hodnoty propustnosti solární radiace podle ČSN 13790 Typ zasklení - ggl,n,k [-] Jednoduché zasklení - 0,85 Dvojité zasklení - 0,75 Dvojité zasklení se selektivní vrstvou 0,67 Trojité zasklení - 0,7 Trojité zasklení se dvěma selektivními vrstvami - 0,5 Dvojité okno - 0,75 (podíl plochy prosklení k celkové ploše okna) [-], stanoven podle ČSN EN ISO 10077-1, nebo se uvažuje hodnota 0,7 pro výpočet potřeby energie na vytápění, resp. hodnota 0,8 pro výpočet potřeby energie na chlazení, pro zadání v NKN uvažujte průměrnou hodnotu 0,75.

Podrobný popis zón definovaných v listu „Budova – identifikace“, výběr z nabídky 48 přednastavených profilů standardizovaného užívání zóny ppřímý číselný vstup - celková plocha zóny Af,z m2 1

Příloha 1

Va,z

m3

Podíl vnitřních a obvodových konstrukcí

-

%

8

Vnitřní tepelná kapacita zóny

Cm,z

J/m2K

9

Typ osvětlovací soustavy

-

-

10

Celkový známý instalovaný příkon příslušné osvětlovací soustavy v zté zóně

PL,sys,z

W

-

-

-

-

-

-

6

Objem zóny

7

Způsob ovládání osvětlovací soustavy Způsob ovládání osvětlovací 12 soustavy VYTÁPĚNÍ ZÓNY 13 Charakteristika 11

14

Účinnost sdílení tepla mezi vytápěnou z-tou zónou a systémem sdílení tepla do z-té zóny

ηH,em,z

-

15

Účinnost systému distribuce energie na vytápění do z-té zóny

ηH,dis,z

-

VĚTRÁNÍ A VZDUCHOTECHNIKA V ZÓNĚ 2

(plocha odečtená z vnitřních rozměrů, celková podlahová plocha všech podlaží zóny vymezená mezi vnějšími stěnami), přímý číselný vstup - celková plocha zóny přímý číselný vstup – celkový objem zóny (vnější objem budovy, odečtený z vnějších rozměrů) přímý číselný vstup - kolik procent z celkového objemu zóny zaujímají pevné konstrukce (např. 10 - 15% pro běžné BD, RD cca 15 - 20 %) výběr z předdefinované nabídky - podle ČSN EN ISO 13790, vnitřní tepelná kapacita zóny budovy Cm, vyjádřená v J/K se vypočte sečtením tepelných kapacit jednotlivých stavebních prvků, které jsou v přímém kontaktu s vnitřním vzduchem uvažované zóny vyberte z přednastavené nabídky, do výpočtu vstupuje adekvátní hodnota nastavená v profilu standardizovaného užívání pro žárovkové/zářivkové osvětlení parametry a výpočetní postupy vycházejí z hodnot uvedených v příloze vyhlášky 148/2007 Sb. a technických norem ČSN EN 15193 a DIN 18599-4 přímý číselný vstup, volitelné - nemusí být zadán, pokud není zadán, nebo by docházelo k podsvětlení místnosti, automaticky se načítá hodnota uvedená z profilu standardizovaného užívání výběr z přednastavené nabídky - ovlivňuje výpočet výběr z přednastavené nabídky - ovlivňuje výpočet slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB přímý číselný vstup, pouze pokud je zóna vytápěna, stanovení podle ČSN EN 15 3162-1 a DIN V 18599-5 - u nových budov se pohybuje v rozmezí 80-95% přímý číselný vstup, pouze pokud je zóna vytápěna, stanovení podle ČSN EN 15 3162-1 a DIN V 18599-5 - u nových budov se pohybuje v rozmezí 80-95% v závislosti na vedení rozvodů. Účinnost systému distribuce energie na vytápění ηH,dis,z závisí na stavu tepelné izolace rozvodů a délce rozvodů. Orientačně lze účinnost systému distribuce energie na vytápění stanovit poměrem teoretických ztrát z rozvodů QH,ls,dis,z,j s potřebou energie na vytápění QH,nd,z,j - podle ČSN EN 15 316

Příloha 1

16

Způsob větrání

-

-

17

Chlazení zóny

-

-

18

Strojní chlazení

-

-

19

Účinnost sdílení chladu mezi chlazenou z-tou zónou a systémem sdílení chladu do z-té zóny

ηC,em,z

-

20

Účinnost systému distribuce energie na chlazení do z-té zóny

C,dis,z

-

výběr z přednastavené nabídky výběr z přednastavené nabídky (rozhodovací funkce - ano, ne) výběr z přednastavené nabídky, pouze pokud je zóna chlazena přímý číselný vstup, pouze pokud je zóna vytápěna, stanovení lze provést analogicky podle ČSN EN 15 316 s ohledem na DIN V 18599 - u nových budov se pohybuje v rozmezí 80-95% přímý číselný vstup, pouze pokud je zóna vytápěna, stanovení podle ČSN EN 15 316 s ohledem na DIN V 18599 - u nových budov se pohybuje v rozmezí 80-95% v závislosti na vedení rozvodů

Identifikace všech konstrukcí ohraničující zadané zóny, výběr z předdefinovaných skladeb v listu „Budova – list: konstrukce - stavebni cast konstrukce“ a přiřazení konstrukcí k příslušné již definované zóně vč. okrajových podmínek (orientace, prostředí za konstrukcí, apod.) slovní identifikace konstrukce, slovní popis 21 Název konstrukce nemá vliv na výpočet ENB výběr z předefinované nabídky konstrukcí v 22 Identifikace konstrukce listu "Budova konstrukce" orienta 23 Orientace výběr ze světových stran ce výběr z přednastavené nabídky - sklon 24 Sklon ° konstrukce, 90° svislé, 0°vodorovné 25 Příslušnost konstrukce k zóně Zz,i výběr z přednastavené nabídky 26 Prostředí za konstrukcí ZS,i výběr z přednastavené nabídky přímý číselný vstup, rozměr konstrukce z Plocha i-tého prvku systémové vnějších rozměrů - stejně jako při výpočtu 27 Az,i m2 hranice z-té zóny tepelných ztrát údaj se doplňuje automaticky na základě identifikace konstrukce na základě Součinitel prostupu tepla i-tého 28 Ui W/m2K parametrů uvedených v listu "Budova prvku systémové hranice z-té zóny konstrukce" údaj se doplňuje automaticky na základě Propustnost solární radiace k-tého identifikace konstrukce na základě 29 průsvitného prvku pro kolmý ggl,n,k parametrů uvedených v listu "Budova dopad solární radiace konstrukce" přímý číselný vstup, výpočet podle ČSN EN 13789, nebo podle ČSN 73 0540-3 Tepelná ochrana budov - Část 3: Návrhové hodnoty veličin a ČSN EN 12831 Tepelné soustavy v budovách - Výpočet tepelného výkonu. Redukční činitel i-tého prvku Tepelný tok do exteriéru přes nevytápěný bi 30 systémové hranice zóny prostor, nebo zeminu je zohledněn prostřednictvím redukčního činitele b, který bude < 1 – jeho stanovení je doporučeno výpočtem, podrobně viz norma ČSN EN 13789. Tepelný tok z hodnocené zóny do exteriéru přes nevytápěnou zónu je 3

Příloha 1

redukován prostřednictvím tohoto parametru. V NKN tedy konstrukci mezi hodnocenou a nehodnocenou zónou zadáte jako konstrukci sousedící s exteriérem, ale redukční činitel b je < 1.

list: zdroje tepla

31 32 33

Režim vytápění Popis energetických systémů budovy - ZDROJE TEPLA Typ zdroje energie / jmenovitý výkon

34

Stanovení průměrné účinnosti zdroje energie

35

Celková účinnost výroby energie zdrojem tepla

36

Způsob regulace zdroje energie

37

Účinnost regulace v příslušném zdroji tepla

38

Popis zdroje tepla a zařízení spotřebovávající pomocné energie. Jako zdroje tepla je definován obecný zdroj tepla. Jako zdroj tepla je zahrnuto tepelné čerpadlo, nebo kogenerační jednotka, které jsou definovány podrobněji. výběr z přednastavené nabídky (celoročně, otopném období) slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB číselný vstup - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB výběr z přednastavené nabídky - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB přímý číselný vstup, stanovení účinnosti ηH,gen,sys % zdroje tepla podle ČSN EN 15 316 - 4 výběr z přednastavené nabídky, účinnost regulace v příslušném zdroji tepla ηH,ctr,sys lze ηH,ctr,sys % uvažovat podle přílohy 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb ηH,ctl,sys

%

Zdroj tepla tepelné čerpadlo

-

-

39 40 41

Pohon tepelného čerpadla Výstupní teplota otopného media Zdroj nízkopotencionálního tepla

-

-

42

Topný faktor tepelného čerpadla

COPH,sys

-

43

Zdroj tepla kogenerační jednotka

-

-

44

Pohon kogenerační jednotky

-

-

45

Celková účinnost výroby elektřiny v systému kogenerace

el,CHP,sys

%

46

Celková účinnost výroby energie zdrojem tepla – kogenerační jednotkou

H,gen,CHP,sys

%

47

Celková účinnost kogenerační jednotky

CHP,sys

%

PH,sys,p

W

POMOCNÉ ENERGIE 48 Instalovaný elektrický příkon

4

přímý číselný vstup výběr z přednastavené nabídky (rozhodovací funkce - ano, ne) výběr z přednastavené nabídky výběr z přednastavené nabídky výběr z přednastavené nabídky údaj se doplňuje automaticky na základě identifikace tepelného čerpadla na základě hodnot uvedených v příloze 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb. výběr z přednastavené nabídky (rozhodovací funkce - ano, ne) výběr z přednastavené nabídky údaj se doplňuje automaticky na základě identifikace systémového řešení kogenerační jednotky podle hodnot uvedených v příloze 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb. údaj se doplňuje automaticky na základě identifikace systémového řešení kogenerační jednotky podle hodnot uvedených v příloze 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb. údaj se doplňuje automaticky na základě identifikace systémového řešení kogenerační jednotky podle hodnot uvedených v příloze 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb. přímý číselný vstup, orientační stanovení lze

Příloha 1

oběhových čerpadel systému vytápění 49 50

Typ čerpadla Váhový činitel regulace oběhových čerpadel systému vytápění Zóny vytápěné zdrojem

provést podle ČSN EN 15 316-2-3 -

-

fH,sys,ctl,j

-

51

Příslušnost systému vytápění k z-té zóně

-

-

52

Podíl na pokrytí potřeby energie na vytápění z-té zóny příslušným zdrojem tepla

-

%

výběr z přednastavené nabídky podle přílohy 2 vyhlášky 148/2007 Sb. údaj se načítá automaticky na základě identifikace oběhového čerpadla výběr z přednastavené nabídky definovaných zón, zdroj "sys" vytápí zónu "z" - ANO/NE přímý číselný vstup, př. Zóna 1 je vytápěna rovnoměrně ze dvou zdrojů tepla (střídavě, nebo souběžně), potom pro Zdroj 1 pokrývá potřebu energie na vytápění v zóně 1 z 50 % a zdroj 2 také z 50 %

Popis zdroje chladu a zařízení spotřebovávající pomocnou energii potřebnou pro provoz chladícího list: zdroje chladu zařízení. Zdroj chladu je definován pomocí volby z přednastavených možných systémových řešení. Stav tepelné izolace rozvodů slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, 53 chladu pro potřeby protokolu průkazu ENB Popis energetických systémů budovy - CHLAZENÍ slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, 54 Typ zdroje chladu pro potřeby protokolu průkazu ENB přímý číselný vstup, vyjadřuje účinnost přeměny primární energie (např. elektřiny) Celková účinnost výroby energie 55 ηC,gen,sys na mechanickou energii (pohon % zdrojem chladu kompresoru), pro absorpční systémy platí, že ηC,gen,sys = 1 56 Druh systému chlazení výběr z přednastavené nabídky údaj se doplňuje automaticky na základě Poměr mezi průměrným chladícím identifikace systémového řešení strojního 57 výkonem a příkonem elektrické, EERC,sys chlazení na základě hodnot uvedených v nebo tepelné energie zdroje chladu příloze 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb. výběr z přednastavené nabídky - přiřazení Zdroj chladu je zásobován teplem 58 definovaného zdroje tepla v listu "Vytápění ze zdroje zdroje tepla" POMOCNÉ ENERGIE Instalovaný elektrický příkon 59 oběhových čerpadel systému PC,sys,p přímý číselný vstup W chlazení 60 Typ čerpadla výběr z přednastavené nabídky Váhový činitel regulace údaj se načítá automaticky na základě 61 oběhových čerpadel příslušného fC,sys,ctl,j identifikace oběhového čerpadla systému chlazení Zóny chlazené zdrojem výběr z přednastavené nabídky Příslušnost energetického systému 62 definovaných zón, zdroj "sys" chladí zónu k z-té zóně "z" - ANO/NE Podíl na pokrytí potřeby energie na přímý číselný vstup, př. Zóna 1 je chlazena 63 chlazení z-té zóny příslušným rovnoměrně ze dvou zdrojů chladu (střídavě, % zdrojem tepla nebo souběžně), potom pro Zdroj 1 pokrývá 5

Příloha 1

potřebu energie na chlazení v zóně 1 z 50 % a zdroj 2 také z 50 %

list: vzduchotechnika

Popis mechanického systému větrání pomocí parametrů ovlivňující energetickou účinnost řešení (účinnost ZZT, cirkulace vzdušiny). Popis systému vlhčení vzdušiny pomocí systémového řešení technologie vlhčení. Objemový průtok vzduchu upravovaný systémem VZT je stanoven automaticky na základě požadavků standardizovaného profilu užívání budovy, vč. pomocné energie, kterou spotřebovávají ventilátory systému VZT.

POPIS VZT ZAŘÍZENÍ 64

Typ větracího systému

65

slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB přímý číselný vstup, hodnoty podle DIN V 18599-7 přímý číselný vstup, procentuální vyjádření cirkulace čerstvého vzduchu údaj se doplňuje automaticky na základě definovaných údajů a systémového řešení mechanického větrání výběr z přednastavené nabídky podle přílohy 2 vyhlášky 148/2007 Sb. výběr z přednastavené nabídky podle přílohy 2 vyhlášky 148/2007 Sb.

-

-

Účinnost zpětného získávání tepla v systému mechanického větrání

ηH,hr,sys

%

66

Činitel recirkulace vzduchu

frc,ahu,sys

-

67

Známý objemový tok vzduchu zajištěný systémem mechanického větrání

Vahu,sys

m3/h

68

Převažující regulace větrání

-

-

69

Činitel regulace větrání

fahu,ctl,sys

-

fahu,sys

-

přímý číselný vstup

-

-

PF,p,sys

kW

-

-

výběr z přednastavené nabídky údaj se doplňuje automaticky - stanovení automatickým výpočtem na základě objemového průtoku výběr z přednastavené nabídky podle DIN V 18599-7

fF,ctl,sys

-

-

-

Časový podíl spuštěného systému vzduchotechniky POMOCNÉ ENERGIE 71 Charakteristika VZT zařízení Instalovaný elektrický příkon 72 ventilátorů systému mechanického větrání 70

73

Typ ventilátoru

Váhový činitel regulace ventilátorů 74 příslušného systému mechanického větrání ÚPRAVA VLHKOSTI

údaj se doplňuje automaticky výběr z přednastavené nabídky (rozhodovací funkce - ano, ne) slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB výběr z přednastavené nabídky vodní vlhčení/vlčení parním vyvíječem slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB

75

Úprava vlhkosti

76

Typ zvlhčovací jednotky

77

Technologie pro vlhčení

-

-

78

Údržba klimatizace

-

-

RH+,r,sys

%

přímý číselný vstup, viz komentář podle DIN V 18599

RH+,dis,sys

%

přímý číselný vstup

79 80 81

Charakteristika regulace klimatizační jednotky účinnost zpětného získávání vlhkosti systému mechanického větrání Účinnost systému distribuce vlhkosti příslušného systému úpravy vlhkosti pro zvlhčování

6

Příloha 1

vnitřního vzduchu Účinnost příslušného zdroje 82 úpravy vlhkosti pro zvlhčování RH+,gen,sys vnitřního vzduchu PŘÍSLUŠNOST VZT ZAŘÍZENÍ K ZÓNĚ 83

Příslušnost energetického systému k z-té zóně

list: solarni systemy

-

%

přímý číselný vstup, viz komentář podle DIN V 18599

-

výběr z přednastavené nabídky definovaných zón, mechanické větrání příslušné zóny ANO/NE

Popis systémů využívající energie slunce (termosolární systémy a fotovoltaické systémy). Základní popis sytému z hlediska určení koncové spotřeby energie, z hlediska velikosti, umístění, orientace, apod.

POPIS SOLÁRNÍCH KOLEKTORŮ 84

Typ zařízení

-

-

85

Účel zařízení Účinná plocha systému solárních kolektorů

-

-

Asc,sys

m2

86 87

Účinnost solárních kolektorů

-

orienta ce 89 Sklon prvku úhel ° PŘÍSLUŠNOST SOLÁRNÍCH KOLEKTORŮ K ZÓNĚ Příslušnost energetického systému 90 k z-té zóně POPIS FOTOVOLTAICKÝCH ČLÁNKŮ Jsou na budově osazeny 91 fotovoltaické články 92 93 94 95 96 97

Orientace slunečních kolektorů

Typ zařízení Účinná plocha fotovoltaického systému Celková roční průměrná účinnost fotovoltaického systému Korekční činitel stínění fotovoltaického systému pevnými překážkami Orientace PV článků Sklon PV článků

list: priprava teple vody

přímý číselný vstup přímý číselný vstup - hodnota účinnosti podle typu solárního kolektoru (např. 60 % 70 %). Lze stanovit podle ČSN EN 15 3164-3

ηsc,sys 88

slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB výběr z přednastavené nabídky

-

výběr z přednastavené nabídky výběr z přednastavené nabídky výběr z přednastavené nabídky definovaných zón výběr z přednastavené nabídky (rozhodovací funkce - ano, ne) slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB

-

-

APV,sys

m2

přímý číselný vstup

ηPV,sys

-

přímý číselný vstup

Fsh,ob,sys

-

přímý číselný vstup v rozmezí 0 – 1

svět. strana -

°

výběr z přednastavené nabídky výběr z přednastavené nabídky

Základní popis sytému pomocí údaje roční spotřeby teplé vody a jejích parametrů, určení způsobu ohřevu, přiřazení zdroje tepla z předdefinovaných zdrojů v listu „Vytápění – zdroje tepla“.

POPIS PŘÍPRAVY TEPLÉ VODY 98

Typ přípravy TV

-

-

99

Příprava TV je ze zdroje

-

-

7

slovní popis - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB výběr z přednastavené nabídky - přiřazení definovaného zdroje tepla v listu "Vytápění -

Příloha 1

100

Účinnost příslušného systému distribuce teplé vody

Účinnost sdílení energie v 101 koncových prvcích systému přípravy teplé vody 102 Celková spotřeba teplé vody za rok

103

Průměrná roční teplota teplé vody v místě přípravy

104

Stanovení roční účinnosti zdroje přípravy TV

Instalovaný elektrický příkon 105 čerpadel příslušného systému přípravy teplé vody 106 Typ čerpadla Váhový činitel regulace čerpadel 107 příslušného systému přípravy teplé vody

list: protokol prukazu ENB

list: graficke znazorneni ENB

list: Dodana energie EP - prehled

zdroje tepla", nebo postačuje ponechání defaultně nastaveného "kombinace zdrojů tepla" pokud zdrojem tepla není tepelné čerpadlo, nebo kogenerační jednotka přímý číselný vstup, stanovení principielně podle ČSN EN 15 316 nebo podle DIN V % 18599 přímý číselný vstup, stanovení principielně podle ČSN EN 15 316 nebo podle DIN V % 18599 přímý číselný vstup, hodnotu lze stanovit podle DIN V 18599-10, ČSN EN 15316-3-1, m3/rok případně podle vyhlášky č. 428/2001 Sb. odvozením ze směrných ročních spotřeb studené vody

W,sys,dis W,sys,em

VW,j

W,h

°C

-

-

výběr z přednastavené nabídky - nemá vliv na výpočet ENB, pro potřeby protokolu průkazu ENB

PW,p,sys

W

přímý číselný vstup, lze stanovit podle ČSN EN 15 316-3-2

-

-

výběr z přednastavené nabídky podle přílohy 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb.

fW,ctl,sys,j

-

údaj se doplňuje automaticky na základě identifikace oběhového čerpadla

přímý číselný vstup

Formální dokument podle požadavků vyhlášky MPO č. 148/2007 Sb. - protokol průkazu ENB – protokol, který popisuje formou vyplněného formuláře budovu jak po stránce stavební a jejích tepelně technických parametrů, tak po stránce jednotlivých energetických systémů, včetně tříd energetické náročnosti pro jednotlivé energetické systémy, pokud jsou v budově osazeny Formální dokument podle požadavků vyhlášky MPO č. 148/2007 Sb. - grafické znázornění průkazu ENB – grafické znázornění třídy ENB, která zařazuje budovu do třídy ENB pomocí barevně odlišené stupnice Souhrn teoretické potřeby tepla na vytápění, tepelných zisků na jedné straně a souhrnu dodané energie do budovy pro všechny energetické systémy na druhé straně. Parametry jsou vyjádřeny pomocí grafického znázornění a tabulkových hodnot v přehledném uspořádání s rozlišením měsíčních hodnot potřeby energie na vytápění a větrání chlazení a ohřev teplé vody a spotřeby energie pro vytápění a větrání, chlazení, vlhčení, ohřev teplé vody, osvětlení a pomocné energie potřebné na provoz energetických systémů.

8

Příloha 2

Příloha 2 - Otázky a odpovědi A. Dotazy související s legislativou Otázky a odpovědi na webu Ministerstva průmyslu a obchoduDotazy související přímo s vyhláškou 148/2007 Sb. je nutné adresovat MPO ČR. Tvůrci výpočetního nástroje NKN nejsou způsobilí vydávat stanovisko k právnímu předpisu, nebo vykládat právní předpis. Výklad právního předpisu může dát pouze soud. Odpovědi na časté dotazy jsou k dispozici na webu MPO. http://www.mpo.cz/dokument56108.html Oprávnění vypracovat průkazy ENB Organizaci zkoušek zajišťuje plně MPO - www.mpo.cz. Absolvování kurzu práce s NKN není nutnou podmínkou pro získání osvědčení zpracovávat průkazy ENB. Podrobné informace jsou uvedeny na webu ministerstvahttp://www.mpo.cz/dokument36333.html Kdo může vydávat průkaz ENB - seznam oprávněných osob? Seznam tzv. „energetických expertů“ je uveden na webu MPO. http://www.mpoenex.cz/experti/ B. Výpočetní nástroj NKN, registrace a stažení Co je to Národní kalkulační nástroj? Národní kalkulační nástroj je produkt, který byl vyvinut na katedře technických zařízení budov Fakulty stavební ČVUT v Praze, jehož smyslem bylo vytvoření fungujícího tabulkového výpočtu energetické náročnosti budov podle metodiky definované vyhláškou č. 148/2008. Vzhledem k tomu, že uvedená vyhláška neobsahuje řadu údajů a vstupů potřebných pro úplný výpočet, byly v NKN tyto údaje a vstupy doplněny podle platných evropských a národních technických norem a předpisů. Jedná se především o vytvoření tzv. standardizovaných profilů užívání a klimatických dat. V případě, že daná oblast není normou popsána, bylo použito hodnot vyjadřujících běžnou praxi. Výpočet v NKN probíhá intervalovou metodou s časovým krokem jedné hodiny na dvanácti reprezentativních dnech pro celý rok, kde každý den reprezentuje jeden kalendářní měsíc. NKN je freeware, volně ke stažení z http://tzb.fsv.cvut.cz/projects/nkn/. Jak se uživatel dozví o nové verzi NKN? Registrovaní uživatelé výpočetního nástroje NKN jsou vždy o nové verzi informováni automaticky prostřednictvím emailu, který použili při registraci. Byla provedena registrace a nebyly zaslány přihlašovací údaje. Email s přihlašovacími údaji je zasílán automaticky. Pokud nebyl doručen je umístěn ve vaší složce se spamem, nebo ho zachytil spam-filtr Vašeho poštovního serveru. Bylo zapomenuto heslo, nemohu stáhnout novou verzi NKN, jak mám postupovat? Registraci proveďte znovu ze stejné emailové adresy, nové heslo bude zasláno obratem znovu. Mám heslo, stažení výpočetního nástroje nefunguje. Při zadání přihlašovacích údajů zkontrolujete, zadáváte-li správnou emailovou adresu. Pokud kopírujete zaslané heslo, pak ho nelze kopírovat s mezerou před/za heslem (nejčastější případ).

Příloha 2

Zaregistroval jsem se a chtěl si stáhnout aktuální verzi programu NKN. Stáhnout se mi podařila pouze verze ke čtení s tím, že se dál nikam nedostanu, kde je problém? Je otevírán výpočetní nástroj ze zabaleného souboru (*.zip). Stažený soubor ve formátu *.zip je nutné po stažení uložit a následně rozbalit. Spouštějte až rozbalený soubor z určeného místa na disku (složka s Vaším projektem). C. Všeobecné Jaký způsobem lze zatřídit polyfunkční budovu pro potřeby vyhlášky č. 148/2007 Sb. ? Podrobně se tomuto tématu věnuje článek na portálu TZBinfo http://www.tzbinfo.cz/t.py?t=2&i=4963 . Obecně lze říci, že v případě hodnocení ENB polyfunkční budovy jsou v zásadě možné tři způsoby zatřídění, které připouští vyhláška o energetické náročnosti budov: 

Zařazení budovy do třídy EN podle absolutních hodnot – měrná spotřeba energie, platný postup podle současného znění vyhlášky č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov – jako celku (podle převažující funkce).



Zařazení každé provozní části budovy do třídy EN podle absolutních hodnot – měrná spotřeba energie, platný postup podle současného znění vyhlášky č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov – každá část bude mít vlastní PENB.



Zařazení budovy podle porovnávacího klasifikačního ukazatele podle technických norem zavádějící na úrovni ČR normu EN 15217 prostřednictvím ČSN EN 15217 Energetická náročnost budov - Metody pro vyjádření energetické náročnosti a pro energetickou certifikaci budov (2008), účinná od 1. 3. 2008.

Druhý uvedený způsob, zatřídění podle ČSN EN 15217, připouští vyhláška o energetické náročnosti budov pro budovu, kterou nelze hodnotit (zařadit do třídy EN) podle způsobu uvedeného ve vyhlášce - nejedná se tedy o budovu vyjmenovanou v příloze 1 vyhlášky, pro kterou je stanoveno zařazení do třídy EN podle absolutních hodnot měrné roční spotřeby energie. Tento případ se může také týkat častého případu polyfunkční budovy, která zahrnuje několik účelů využití. ČSN EN 15217 stanovuje různé obecné možnosti ukazatele k vyjádření energetické náročnosti celých budov, včetně soustav vytápění, větrání, klimatizace, přípravy teplé vody a osvětlení, způsoby vyjádření energetických požadavků pro návrhy nových budov nebo změny stávajících budov různé návrhy postupů energetické certifikace budov. Ovšem pokud je norma ČSN EN 15217 použita ke stanovení národních nebo regionálních metod pro vyjádření energetické náročnosti, a/nebo pro energetickou certifikaci budov, pak výběr mezi volbami nesmí být prováděn jednotlivými uživateli, ale oprávněnými orgány státní nebo regionální správy. Jak je to s velkými budovami, je nutné posuzovat průmyslové, historické a zemědělské objekty? Zákon v tomto případě z hodnocení určité typy budov z hodnocení vyjímá – podrobně viz §6a, odstavec 8 zákon 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů. Na druhou stranu budovy, které mají vyšší roční spotřebu energie, než 700 GJ spadají do kontrolní kompetence SEI. SEI nevydává závazná stanoviska v územním a stavebním řízení u samostatně stojících budov s celkovou roční spotřebou energie menší než 700 GJ. V praxi to znamená, že objekty s menší

Příloha 2

celkovou spotřebou energie než 700 GJ mají v plné kompetenci stavební úřady. U některých budov bude pravděpodobně ve vztahu k SEI nezbytné prokázat hospodárnost užití energie v objektu. Vzhledem ke specifikům průmyslových budov nelze univerzálně uplatnit výpočet ENB bez jeho úpravy ve vztahu ke specifikům budovy (rozdíl teploty po výšce, tepelný tok do zeminy, zisky z technologického vybavení, apod.). Výpočetní postup je identický, nicméně bez jeho podrobné znalosti a úpravy modelu budovy ho nedoporučujeme používat. V tomto případě je nejvhodnější formou zpracování výpočtu a zhodnocení budovy ve smyslu energetického auditu projektu, který prokáže splnění požadavku na hospodárné užití energie v budově. Jaké vstupní údaje jsou třeba k zadání budovy do NKN? Výpočet energetické náročnosti budovy v NKN je parametrický výpočet na zjednodušeném zónovém modelu dané budovy a jejích energetických systémů. Popis budovy je založen na principu zónového modelu budovy, energetických zdrojů a jednotlivých distribučních energetických systémů. Budova nebo její část je zónou, pokud je zásobována stejnou skladbou energetických systémů budovy a má stejné požadavky na vnitřní prostředí a shodné užívání. Zóna je vymezena geometricky systémovou hranicí – plochou tvořenou vnějším povrchem konstrukcí ohraničujících zónu s jedním profilem užívání. Stavební konstrukce ohraničující zónu jsou pro výpočet ENB definovány tepelně-technickými parametry, plochou, orientací a sousedícím prostředím. Počet zón se volí s ohledem na složitost budovy. V jednoduchých případech je možné použít jednozónový model, ve složitějších případech je počet zón vyšší. Energetické systémy budovy určené pro vytápění, větrání, chlazení a přípravu teplé vody (např. kotelny, zdroje chladu, solární kolektory, kogenerační jednotky) jsou definovány svými výkonovými parametry, účinnostmi a pomocnými energiemi, které zahrnují energie potřebné k pohonu čerpadel, ventilátorů a ovládání zařízení. Popis energetických systémů budov vychází z členění projektové dokumentace jednotlivých profesí. V rámci popisu modelu se provede přiřazení jednotlivých systémů k zónám. Takto popsaná budova a její energetické systémy se „zatíží“ provozem a vnějšími podmínkami. Vnitřní vlivy působící na zónu jsou definovány standardizovaným profilem užívání, který zahrnuje požadovaný stav vnitřního prostředí vyjádřený požadovanou vnitřní výslednou teplotou, množstvím čerstvého vzduchu a větracího vzduchu, požadavky na relativní vlhkost a osvětlení. Základní soubor standardizovaných profilů užívání tvoří 49 typů zón, seskupených do 9 kategorií budov – rodinné domy, bytové domy, administrativní budovy, vzdělávací budovy, zdravotnická zařízení, hotely a restaurace, sportovní zařízení, budovy pro obchodní účely a ostatní budovy. Provoz jednotlivých zón budovy je definován tzv. profilem užívání, který má následující parametry:  

obecné údaje (typ zóny, časový provoz zóny…); vytápění (vnitřní výpočtová teplota v režimu vytápění, útlumu, provozní doba vytápění…); vnitřní tepelné zisky (počet a přítomnost osob, pomocné energie…); osvětlení (doba využití denního světla a bez denního světla, měrná roční spotřeba elektřiny na osvětlení…).

  

chlazení (vnitřní výpočtová teplota v režimu chlazení a mimo provozní dobu, teplota přiváděného vzduchu…); větrání (doba provozu větrání, množství a teplota vzduchu…); vnitřní tepelné zisky (počet a přítomnost osob, pomocné energie…);

Příloha 2 

osvětlení (doba využití denního světla a bez denního světla, měrná roční spotřeba elektřiny na osvětlení…).

Vnější vlivy působící na zónu jsou dány syntetickými klimatickými daty, vygenerovanými pro účely tohoto výpočtu. Klimatická data pro Českou republiku používaná pro výpočet energetické náročnosti budov jsou rozdělena do čtyř teplotních oblastí shodně podle ČSN 73 0540 a pro každou teplotní oblast je pro každý měsíc v roce vytvořen reprezentativní den s hodinovým průběhem teplot venkovního vzduchu, dále pak jsou uvažována data o vlhkosti vzduchu a intenzitě a množství dopadajícího slunečního záření. Ve které fázi projektu je vhodné začít s výpočtem energetické náročnosti navrhované budovy? Vzhledem k tomu, že v počátečním období budou výsledky výpočtu energetické náročnosti mnohdy překvapivé, je vhodné provést základní výpočet co nejdříve – nejlépe ve fázi architektonické studie, kdy je známo hmotové řešení budovy, stavební program a vytváří se koncepce energetických systémů. V této fázi je možné vcelku snadno na základě předběžného výpočtu energetické náročnosti vnést do návrhu zpětnou vazbu a návrh budovy a jejího technického zařízení optimalizovat. S postupujícími stupni projektové dokumentace se snižuje možnost účinného zásahu do posuzovaného řešení, vedoucí ke splnění požadavků na energetickou náročnost budovy. Patrně velmi nepříjemné situace mohou nastat, kdy bude energetický expert požádán o zpracování průkazu energetické náročnosti budovy na hotovou projektovou dokumentaci a posuzované řešení nevyhoví, což může vést k výrazným změnám v projektovém řešení. Je nutné u nevytápěných zón definovat obvodové konstrukce a v části Budovakonstrukce je k nim pak přiřazovat? V případě nevytápěných prostor (např. prostor půdy), kde nedochází k žádné další spotřebě energie lze postupovat dvojím způsobem. Nevytápěnou zónu lze zadat geometricky, tzn. ohraničení zóny stavebními konstrukcemi, dělící konstrukci zadáte vzhledem k oběma zónám. Tento způsob není korektní, je zbytečně pracný a bez dalšího zásahu se automaticky načte podlahová plocha této nehodnocené zóny do celkové podlahové plochy. Druhý způsob je standardně používaný při výpočtu roční spotřeby energie. Spočívá v tom, že nevytápěný prostor je zohledněn prostřednictvím redukčního činitele b, který bude < 1 – jeho stanovení doporučuji výpočtem, podrobně viz norma ČSN EN ISO 13789:2009. Tepelný tok z hodnocené zóny do exteriéru přes nevytápěnou zónu je redukován prostřednictvím tohoto parametru. V NKN tedy konstrukci mezi hodnocenou a nehodnocenou zónou zadáte jako konstrukci sousedící s exteriérem, ale redukční činitel b je < 1. Existuje k výpočetnímu nástroji uživatelská podpora? NKN je volně šiřitelný a zdarma poskytovaný výpočetní nástroj, výpočetnímu nástroji nelze poskytovat uživatelskou podporu v podobě telefonické linky pro dotazy a nelze kontrolovat správnost vyplněných souborů. Pokud vyžadujete výpočetní nástroj s uživatelskou podporou, jsou k dispozici v současné době dva komerční SW, kde zakoupením SW získáváte také možnost uživatelské podpory. Výpočetní nástroj NKN a ostatně všechny specializované SW vyžadují jistý čas pro pochopení a osvojení si problému. V tomto případě vytvoření zjednodušeného matematického modelu provozu budovy. Nelze očekávat, že stažením specializovaného výpočetního nástroje se automaticky uživatel stává znalým uživatelem. Vytvoření průkazu ENB nepředstavuje vyplnění jednoduché tabulky.

Příloha 2

Lze ke stanovení energetické náročnosti budovy použít jiný software, než je NKN? Ano, k hodnotě energetické náročnosti je možné se dostat více cestami – od vlastního výpočtu po využití některého z komerčních produktů, které jsou v současnosti na trhu. Podmínkou je soulad postupu s platnými zákony a normami a obhajitelnost výsledku v případě sporu. Jaké jsou k dispozici dostupné komerční SW? V současné době jsou na trhu k dispozici dva komerční SW umožňující hodnocení ENB podle platné legislativy. Prvním je program ENB od firmy Protech, který je přesným zprogramovaným otiskem NKN včetně použitých okrajových podmínek pro výpočet. Výsledky z NKN a ENB Protech by měly být prakticky totožné. Druhým je SW Energie od firmy Svoboda Software. SW pracuje s měsíčním krokem výpočtu, nicméně postup výpočtu je totožný. Výsledky se v porovnání s NKN mohou rozcházet v rozptylu cca 0 – 5% při identickém modelu budovy. D. Práce s NKN K zadávání budovy do NKN Výpočetní nástroj je jako celek proveden v prostředí MS Excel. Uživatelské rozhraní výpočetního nástroje NKN je podřízeno architektuře NKN pramenící z možností prostředí MS Excel a principu výpočtu s potřebou vzájemné interakce a vzájemné kombinace nezávislých prvků, které v základě představují zóny budovy a jednotlivé energetické systémy. Uživatelské rozhraní představují jednotlivé listy v sešitu souboru tabulkového procesoru MS Excel, které jsou členěny logicky v posloupnosti tak, jak probíhá sběr dat o budově její zadávání. Uživatel s výpočetním nástrojem NKN komunikuje pouze prostřednictvím jednoho excelovského sešitu vkládáním dat do odemčených buněk v příslušných přístupných listech. Listy s výpočetním algoritmem a listy pomocné pro vlastní výpočet jsou uživateli skryty, případně zamčeny z důvodu nechtěného - nežádoucího zásahu. V listech excelovského sešitu není možné kopírovat sloupce a řádky. Není možné vkládat a přidávat nové sloupce a řádky. Buňky bílé slouží k zadání parametrů. Buňky světle žluté obsahují pomocné výpočty, do těchto buněk není možné zasahovat, údaje v nich měnit. Řádky s parametry označené jako „(info >>)“ označují parametry, které nejsou potřebné pro výpočet. List „Budova - doplnění pro EP“ je informativní, vliv na výpočet má pouze vyznačení režimu přípravy teplé vody – celoročně/pouze ve vybraných měsících. Podrobnější komentář k jednotlivým zadávaným parametrům je přímo v NKN na listu „INFO-FAQ - vstupy“. Profily standardizovaného užívání jsou nastaveny jako neměnné, v případě nutnosti vytvoření vlastního profilu standardizovaného užívání je k dispozici pět volných pozic. Pokud nefungují navigační tlačítka, je nutné povolit makra v MS Excel. Makra použitá v NKN jsou bezpečná. Pokud je použit německý, případně v některých případech anglický MS Excel nemusí některá navigační tlačítka fungovat – výpočet toto neovlivňuje.

Příloha 2

Vycházíte u RD a BD z uvažovaného počtu osob v projektu nebo to necháváte na profilu dle m2? Počet osob jako informativní parametr je stanoven z profilu standardizovaného užívání. Tepelná zisky z osob a vybavení jsou do výpočtu zahrnuty konstantou bez vlivu počtu osob vztaženou na m2 – viz hodnoty v příloze vyhlášky 148/2007 Sb. Počet osob ovlivňuje množství větracího vzduchu při nuceném větrání. U některých objektů (nové větší byty) je nutné údaj upravit podle skutečnosti. Po výpočtu zateplení stávajícího (panelového) objektu se hodnota (kWh/m2rok) do průkazu zapíše do stávajícího stavu, namísto do kolonky "po realizaci doporučení"). Kolonku je nutné přepisovat. Nebo jsem zapomněl zaškrtnout nějaké políčko? Pro vyjádření navrhovaných úprav pro potřeby podoby grafického vyjádření průkazu energetické náročnosti budov je nutné zvýraznění stavu budovy po navrhovaných opatřeních. V případě NKN je stav budovy po navrhovaných opatřeních ve sloupci grafického znázornění průkazu ENB viditelný po té, co je v listu "Budova - doplnění pro EP" doplněn údaj "a. Hodnocení budovy po provedení doporučených opatření". Tento údaj je nutné stanovit ve vlastním zvláštním souboru NKN. Autoři doporučují následující postup při použití NKN: Budovu a její stávající, nebo pro nové budovy - nový navrhovaný stav, je nutné kompletně zadat do NKN a provést výpočet. Tento soubor NKN je nutné potom uložit jako navrhovaný stav po realizaci doporučení, v tomto souboru pak bude provedena změna dotčených parametrů a požadovaných úprav po realizaci doporučení. Výsledek, celková roční dodaná energie do objektu - EP, z tohoto souboru je nutné vložit do původního souboru (stávající, nebo nový navrhovaný stav) do listu "Budova - doplnění pro EP" - údaj "a. Hodnocení budovy po provedení doporučených opatření". Po té bude v grafickém znázornění průkazu ENB vyznačen údaj ve druhém sloupci "Hodnocení budovy po realizaci doporučení". U jednoho případu potřebuji zadat 55 položek konstrukcí - jak na to? Více než 40 konstrukcí nelze do NKN zadat. Použijte orientace pro různé světové strany. Počet konstrukcí lze snížit vytvořením referenční konstrukce sloučením více konstrukcí do jedné s hodnotou parametru U jako váženého průměru přes plochy slučovaných konstrukcí se stejným teplotním gradientem před a za konstrukcí. ZÁKLADNÍ POJMY definované § 2 vyhlášky č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov 

   



bilančním hodnocením hodnocení založené na výpočtech energie užívané nebo předpokládané k užití v budově pro vytápění, větrání, chlazení, klimatizaci, přípravu teplé vody a osvětlení, za standardizovaného užívání budovy, dodanou energií energie dodaná do budovy na její systémové hranici, energetickými systémy budovy soustavy technických zařízení pro vytápění, větrání, chlazení, klimatizaci, přípravu teplé vody a osvětlení, energonositelem hmota nebo jev, které mohou být použity k výrobě mechanické práce nebo tepla nebo na ovládání chemických nebo fyzikálních procesů, chlazenou zónou celá budova nebo její ucelená část, v níž je zajišťován chlazením požadovaný stav vnitřního prostředí, pokud jde o jeho teplotní parametry, vlhkost a režim užívání, ke které přiléhá venkovní prostředí nebo další zóna, klasifikační třídou grafické a slovní vyjádření energetické náročnosti budovy,

Příloha 2 

 





 

 







klimatizovanou zónou celá budova nebo její ucelená část, v níž je zajišťován požadovaný stav vnitřního prostředí, pokud jde o jeho teplotní parametry, vlhkost, případně čistotu vzduchu a režim užívání, ke které přiléhá venkovní prostředí nebo další zóna, obálkou budovy všechny konstrukce na systémové hranici celé budovy, které jsou vystaveny venkovnímu prostředí, pomocnou energií energie užívaná systémy vytápění, větrání, chlazení, klimatizace a přípravy teplé vody k zajištění provozu zařízení měnících dodanou energii na využitelnou energii a dodávku energie do zóny, referenční budovou výpočtově vytvořená budova téhož druhu, stejného tvaru, velikosti a vnitřního uspořádání, se stejným typem standardizovaného provozu a užívání jako hodnocená budova, a technickými normami předepsanou kvalitou obálky budovy a jejích technických systémů, standardizovaným užíváním budovy užívání nebo budoucí užívání v souladu s podmínkami vnitřního a venkovního prostředí a provozu stanovenými v technických normách a jiných předpisech2), systémovou hranicí plocha tvořená vnějším povrchem konstrukcí ohraničujících zónu, užitečnou energií energie dodávaná energetickými systémy budovy k zabezpečení požadovaných služeb, a to předepsané vnitřní teploty, vlhkosti, osvětlenosti, větrání a přípravu teplé vody, včetně využitelných zisků a ztrát, venkovním prostředím venkovní vzduch, vzduch v přilehlých nevytápěných prostorech, přilehlá zemina, sousední budova a jiná sousední zóna, větranou zónou celá budova nebo její ucelená část, v níž je zajišťován větráním požadovaný stav vnitřního prostředí, pokud jde o jeho teplotní parametry a režim užívání, ke které přiléhá venkovní prostředí nebo další zóna, vnitřním prostředím prostředí uvnitř budovy, které je definováno výpočtovými hodnotami teploty, relativní vlhkosti, případně rychlostí proudění vnitřního vzduchu a světelnou pohodou uvnitř budovy nebo zóny, jejichž parametry jsou předepsány technickými, hygienickými a jinými normami a předpisy, vytápěnou zónou celá budova nebo její ucelená část, v níž je zajišťován požadovaný stav vnitřního prostředí, pokud jde o jeho teplotní parametry, vlhkost a režim užívání, ke které přiléhá venkovní prostředí nebo další zóna, zónou skupina prostorů s podobnými vlastnostmi vnitřního prostředí a režimem užívání.

NAVAZUJÍCÍ POJMY A PODMÍNKY Co je to průkaz energetické náročnosti budovy (průkaz ENB) Stávající stav právních norem a technických norem platných dosud v ČR připouštěl dva dokumenty, které mohou být zaměňovány s průkazem ENB a které především postihují pouze okrajově podstatu bilančního hodnocení ENB. Jedná se o „Energetický štítek obálky budovy“, „Energetický průkaz budovy“. „Energetický průkaz budovy“ budovy podle §9 vyhlášky č. 291/2001 Sb., byl vždy součástí dokumentace pro stavební povolení. „Energetický průkaz budovy“ v podobě formuláře popisně hodnotil budovu, její stav z pohledu potřeby tepla na vytápění, zahrnující také číselné vyjádření měrné roční potřeby tepla na vytápění. Touto hodnotou je pak budova porovnána se stanovenými limitními hodnotami, které vyjadřují minimální stav. Budova je posuzována za referenčních jednotných podmínek.

Příloha 2

V druhém případě se jedná o „Energetický průkaz obálky budovy“ a „Protokol k energetickému štítku“ podle normy ČSN 73 0540-2 (2007). „Energetický štítek“ je graficky podobný „Průkazu ENB“, ovšem zahrnuje pouze tepelně technické vlastnosti budovy pomocí průměrného součinitele prostupu tepla U [W/m2.K]. „Energetický štítek a v současné době Energetický průkaz obálky budovy“ není povinnou součástí stavební dokumentace, nicméně bývá požadován a výsledný údaj STN - stupeň tepelné náročnosti (dříve používaný STN – stupeň tepelné náročnosti) pouze vyjadřuje a charakterizuje obálku budovy a její tepelně technické parametry, které mají vliv pouze potřebu energie na vytápění a chlazení budovy. Energetický štítek obálky budovy, který je součástí normy ČSN 73 0540, je nepovinný a jeho požadavek není legislativně zakotven, pokud není vyžadován jinak. Jeho vystavení je dobrovolné a nesouvisí s požadavky směrnice 2002/91/EC, jeho grafické ztvárnění je podobné, nikoliv totožné. V souhrnu řečeno – v současné době existují dva dokumenty, z nichž „energetický průkaz budovy“ je plně nahrazen „průkazem energetické náročnosti budovy“, který se skládá za dvou částí:  

grafické znázornění průkazu ENB – grafické znázornění třídy ENB, která zařazuje budovu do třídy ENB pomocí barevně odlišené stupnice; protokol průkazu ENB – protokol, který popisuje formou vyplněného formuláře budovu jak po stránce stavební a jejích tepelně technických parametrů, tak po stránce jednotlivých energetických systémů, včetně tříd energetické náročnosti pro jednotlivé energetické systémy, pokud jsou v budově osazeny.

Průkaz energetické náročnosti Energetický štítek obálky Energetický průkaz budovy budovy podle vyhlášky budovy podle ČSN 730540-2 podle vyhlášky 291/2001 Sb. 148/2007 Sb. (2007) Energetická Náročnost Budov, ENB, je:   

u existujících staveb množství energie skutečně spotřebované, tzv. dodané energie na systémové hranici budovy; u projektů nových staveb nebo projektů změn staveb, na něž je vydáno stavební povolení, vypočtené množství celkové dodané energie; v obou případech se jedná o celkovou dodanou energii potřebnou při standardizovaném užívání budovy, zejména energie na vytápění, přípravu teplé vody,

Příloha 2

chlazení, úpravu vzduchu větráním a úpravu parametrů vnitřního prostředí klimatizačním systémem a osvětlení. Kdy se musí zpracovat průkaz ENB? Zákon 406/2006 Sb. §6a odst. 2  



Stavebník, vlastník budovy nebo společenství vlastníků průkazem energetické náročnosti budovy prokazuje splnění požadavků na energetickou náročnost budovy. Průkaz je součástí dokumentace: o při výstavbě nových budov; o při větších změnách dokončených budov s celkovou podlahovou plochou nad 1 000 m2, které ovlivňují jejich energetickou náročnost; o při prodeji nebo nájmu budov nebo jejich částí pokud je zpracován z předchozích dvou důvodů. Průkaz nesmí být starší 10 let.

Kdy se nemusí zpracovat průkaz ENB? Zákon 406/2006 Sb. §6a odst. 8 

    

při změně dokončené budovy v případě, že vlastník budovy prokáže energetickým auditem, že to není technicky a funkčně možné nebo ekonomicky vhodné s ohledem na životnost budovy a její provozní účely u budov dočasných s plánovanou dobou užívání do 2 let budov experimentálních budov s občasným používáním, zejména pro náboženské činnosti obytných budov, které jsou určeny k užívání kratšímu než 4 měsíce v roce samostatně stojících budov o celkové podlahové ploše menší než 50 m2

Co s velkými budovami? Zákon 406/2006 Sb. §6a odst. 4 a 6 



Pro nové budovy s celkovou podlahovou plochou nad 1000 m2 musí být součástí průkazu technické, ekologické a ekonomické posouzení proveditelnosti alternativních systémů: o decentralizované systémy dodávky energie z OZE o kombinovaná výroba tepla a elektřiny o dálkové nebo blokové ústřední vytápění nebo chlazení o tepelná čerpadla pro veřejné budovy s celkovou podlahovou plochou nad 1000m2 je povinnost umístit průkaz energetické náročnosti na veřejně přístupném místě do 1. 1. 2009

Výpočet ENB   

ENB se hodnotí při jejím standardizovaném užívání – bilanční hodnocení Výpočet prováděn v režimu intervalového výpočtu podle zón v budově Hodnotícím parametrem je celková dodaná energie na systémové hranici budovy včetně energie vyrobené v budově z OZE a užívané budovou

Příloha 2 



Celková dodaná energie do budovy je součet dodané energie pro pokrytí dílčích potřeb na: o vytápění o příprava teplé vody o osvětlení o chlazení o mechanické větrání o pomocné energie pro provoz jednotlivých systémů TŘÍDA ENB - podle měrné spotřeby celkové dodané energie do budovy a typu budovy, viz následující bod a tabulka.

Způsob hodnocení ENB Bilanční hodnocení je založeno na výpočtu měrné spotřeby dodané energie do budovy po jednotlivých časových úsecích ročního provozu (měsíc) a jejich porovnání s tzv. referenční budovou., kterou reprezentují hodnoty v tabulce podle přílohy č. 4 vyhlášky 148/2007 Sb.