Megéri-e közel nulla energiaigényű épületeket építeni? BME – MET Előadó:
2014.10.04 Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Magasépítési Tanszék
MET.BME.hu Közel nulla energiaigényű épületek 2010/31/EU irányelv az épületek energiahatékonyságáról „EPBD Recast” - 2020. december 31-ig valamennyi új épület közel nulla energiaigényű épület legyen; - 2018. december 31. után a hatóságok által használt vagy tulajdonukban levő új épületek közel nulla energiaigényű épületek legyenek; - A tagállamoknak nemzeti terveket kell készíteni a közel nulla energiaigényű épületek számának növelésére A közel nulla energiaigényű épület definíciója: - Energetikai minősége magas - Az energiaigény közel nulla vagy nagyon alacsony - Az energiaigényt nagyon jelentős mértékben megújuló energiából kell fedezni Pontos követelményt a tagállamoknak kell kidolgozni AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 2. dia /76
MET.BME.hu 20/2014. (III. 7.) BM rendelet
Költségoptimalizált szint 2015. január 1-től: Az energia-megtakarítási célú hazai vagy uniós pályázati forrás vagy a központi költségvetésből származó támogatás igénybevételével megvalósuló bármilyen rendeltetésű a) meglévő épület nem jelentős mértékű felújítása esetén az építésiszerelési munkával érintett épületelemek energetikai jellemzőinek meg kell felelniük a költségoptimalizált szintű U- értékeknek és az épületgépészeti rendszerre vonatkozó előírásoknak, b) új épület építése vagy meglévő épület jelentős mértékű felújítása esetén az épület energetikai jellemzőinek meg kell felelniük a költségoptimalizált követelmény valamennyi szintjének. Költségoptimalizált követelményszint általánosan 2018-tól AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 3. dia /76
A hőátbocsátási tényező követelményértéke Um W/m2K
Épülethatároló szerkezetek (kivonat)
2006
2015/ 2018
Homlokzati fal
0,45
0,24
Lapostető
0,25
0,17
Fűtött tetőteret határoló szerkezetek
0,25
0,17
Padlás és búvótér alatti födém
0,30
0,17
Árkád és áthajtó feletti födém
0,25
0,17
Alsó zárófödém fűtetlen terek felett
0,50
0,26
1,60
1,15
2,00
1,40
1,50
1,40
Fa vagy PVC nyílászáró
keretszerkezetű
Fém keretszerkezetű nyílászáró
homlokzati
Homlokzati üvegfal, függönyfal
homlokzati üvegezett
2015 (pályázatok)/ 2018: Fajlagos hőveszteség tényező követelményértéke
2018 (2015):
2015 (pályázatok)/ 2018: Összesített energetikai jellemző követelmény
6
MET.BME.hu Közel nulla energiaigényű épületek 20/2014. (III. 7.) BM rendelet Közel nulla energiaigényű épület definíciója: „Az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról szóló kormányrendelet szerinti költségoptimalizált szinten megvalósult vagy annál energiahatékonyabb épület, amelyben a primerenergiában kifejezett éves energiaigény legalább 25%-át olyan megújuló energiaforrásból biztosítják, amely az épületben keletkezik, az ingatlanról származik vagy a közelben előállított.”
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 7. dia /76
A hőátbocsátási tényező követelményértéke Um W/m2K
Épülethatároló szerkezetek (kivonat)
2006
2015/ 2018
2019/ 2021 (javaslat)
U
d (cm)
U
d (cm)
U
d (cm)
Homlokzati fal
0,45
7
0,24
16
0,20
20
Lapostető, fűtött tetőteret határoló szerkezetek
0,25
15
0,17
24
0,14
30
Padlás és búvótér alatti födém
0,30
0,17
0,14
Alsó zárófödém fűtetlen terek felett
0,50
0,26
0,22
Fa vagy PVC keretszerkezetű homlokzati nyílászáró
1,60
1,15
1,00
Homlokzati üvegfal, függönyfal
1,50
1,40
1,30
Talajon fekvő padló (új épületeknél)
0,5
6
0,3
12
0,25
15
KÖZEL NULLA: Összesített energetikai jellemző követelmény; 1. opció (JAVASLAT) Szintszám 1
Összesített energetikai jellemző kWh/m2a LAKÓ 75
2
65
3 és 4
55
5 és több
50
Szintszám
Összesített energetikai jellemző kWh/m2a „B” kat. IRODA 75
1 több Szintszám 1 több
65 Összesített energetikai jellemző kWh/m2a OKTATÁSI 60 50 9
KÖZEL NULLA: Összesített energetikai jellemző követelmény (lakó); 2. opció (JAVASLAT)
MET.BME.hu Épületszerkezeti megoldások
Forrás: www.passiv.de AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 11. dia /76
MET.BME.hu Épületgépészeti rendszerek Elszívó rendszer hővisszanyerő nélkül
Kiegyenlített szellőzőrendszer hővisszanyerővel Elszívó anemosztátok a konyhában és a f ürdőben Frisslevegő bef úvók szűrőkkel a nappaliban és a hálókban Frisslevegő bevezető nyílások a nappaliban és a hálókban Ventillátor Hővisszanyerő
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 12. dia /76
MEGÉRI-E?
költség
környezeti hatás
MET.BME.hu
zöld
fenntartható
energiatudatos Környezetbarát?
öko bio
klímatudatos
környezetkímélő
organikus
Környezetbarát Forrás: Szalay Zsuzsa AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 14. dia /76
MET.BME.hu Környezetbarát?
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 15. dia /76
MÉRHETŐSÉG
MET.BME.hu
17 AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 17. dia /76
MET.BME.hu
Egy probléma megoldása… ... nem vezethez
egy újabb problémához
18 AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 18. dia /76
MET.BME.hu
A környezetterhelés vizsgálatának le kell fednie a termék teljes életciklusát AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 19. dia /76
MET.BME.hu Életciklus-elemzés (Life Cycle Assessment)
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 20. dia /76
MET.BME.hu Alapelvek Cél
Tárgy
Kitermelés, nyersanyagok
Gyártás
Forgalmazás
Használat, karbantartás
Hulladékkezelés
Input Output
Input Output
Input Output
Input Output
Erőforrások
Leltárelemzés
Input Output Emissziók Hulladékok
Hatásbecslés
Értelmezés AIDA projekt - 2014.10.04.
Éghajlatváltozás, toxikus emissziók, ózonréteg vékonyodása, energiahordozók, erőforrások kimerülése Termékfejlesztés, rendeletek, marketing stb.
21
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 21. dia /76
MET.BME.hu Környezeti hatások
Életciklus-elemzés
Jellemzés Osztályozás
Súlyozás
Normalizálás
Leltáreredmények Széndioxid CFC
Globális felmelegedés
kg CO2 ekvivalens
% előfordulási gyakoriság
kg CFC11 ekvivalens
% előfordulási gyakoriság
HCFC
Metán
Ózon vékonyodás
Szénhidrogének Ózonképződés Nitrogen AIDA projekt -oxidok 2014.10.04.
kg C2H2 ekvivalens
% előfordulási gyakoriság Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar,
10
8
3
„Ökopont”
Magasépítési Tanszék – 22. dia /76
MET.BME.hu Globális felmelegedés (GWP) Hatás: A troposzféra felmelegedése az antropogén üvegházhatású gázok kibocsátása következtében, pl. fosszilis tüzelőanyagok égetése Referenciaanyag:
Szén-dioxid (CO2)
Referenciaegység:
kg CO2-ekvivalens
Forrás:
IPCC (Intergovernmental Panel on Climatic Change)
Absorption Elnyelés Reflection Visszaverés UV - radiation UV-sugárzás
InfravörösInfrared sugárzás radiation
T
ra
ce
here o sp atm
AIDA projekt - 2014.10.04.
CH4
he nt
CO2
si se ga
CFCs
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 23. dia /76
MET.BME.hu A potenciális hatás számítása
Leltáreredmény
*
GWP tényező
=
Hatáspotenciál
25 kg CO2
*
1
=
25 [kg CO2-ekvivalens]
2 kg CH4
*
21
=
42 [kg CO2-ekvivalens]
...
*
...
=
...
Total:
67 [kg CO2-ekvivalens]
1 kg CH4 hatása 21 kg CO2 kibocsátással egyenértékű AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 24. dia /76
Savasodás
MET.BME.hu Savasodás (AP) Hatás: a csapadék pH-értékének megváltozása a kén-dioxid (SO2), nitrogénoxidok (NOx) stb. oxidációja révén Referenciaanyag:
Kéndioxid (SO2)
Referenciaegység:
kg SO2-ekvivalens
Forrás:
CML, (Heijungs, Centrum voor Milieukunde Leiden), 1992
NO X SO 2 H 2SO 4
AIDA projekt - 2014.10.04.
4
HNO 3
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 26. dia /76
MET.BME.hu
Villamos energia
Kumulatív energiaigény
Fosszilis
Világítás villamos energiaigénye
Hűtési energia
Használat
Végső energia
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szállítás
Átalakítás
Kitermelés
Primer energia
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 27. dia /76
MET.BME.hu Ózonréteg vékonyodása
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 28. dia /76
MET.BME.hu Nyári szmog
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 29. dia /76
MET.BME.hu Eutrofizáció
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 30. dia /76
MET.BME.hu Leltárelemzés
Gyártás Produktion
Használat Nutzung
Hulladék End of Life
Gyártás Produktion
Gyártás
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 31. dia /76
MET.BME.hu Az épületállomány és az építőipar szerepe -
Az Európai Unió teljes energiafelhasználásának 40%-a
-
a CO2-emissziók 33 %-a
-
a faanyag felhasználás 25 %-a
-
a nyersanyag felhasználás 40-50 %-a
-
a keletkező hulladék 25 %-a ÉPÜLETEKHEZ KÖTŐDIK!
Az épületek élettartama nagyon hosszú! AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 32. dia /76
CSALÁDI HÁZAK VIZSGÁLATA
MET.BME.hu
Módszertan
Családi házak vizsgálata Kétszintes családi házak környezetterhelése 50 év alatt Viszonyítási alap: hatályos szabályozásnak éppen megfelelő épület Üzemeltetési energiaigények számítása – TNM 7/2006 módszertana szerint Életciklus-elemzés: – ecoinvent adatbázis a magyar viszonyokra adaptálva – ISO 14040 és 14044 szerint
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 34. dia /76
MET.BME.hu
Eredmények
Kumulatív energiaigény (kWh/m2a)
V01: jobb tájolás 40-60% D, 20-30% KNy, többi É
250 200
V02: jobb hőszig. Ufal=0,2; Upadlás=0,15; Upince=0,25; Uablak=1,0 W/m2K
150 100 50
0
v00
v01
v02
v03
v04
-50 -100
Építés
Felújítás
Fűtés
HMV
Kétszintes családi házak vizsgálata
Forrás: Szalay Zsuzsa: Megéri-e közel nulla energiaigényű épületeket építeni? - Életciklus elemzés. Magyar Épületgépészet 61:(11) pp. 3-6. (2012) AIDA projekt - 2014.10.04.
v05
V03: kondenzációs kazán v06
v07
v08
V04: hővisszanyerős szellőzés 80% hatásfok, Bontás Ép.gépészet villamosPVenergiaigény Szellőzés termelt 0,45 Wh/m3
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 35. dia /76
MET.BME.hu
Eredmények
Kumulatív energiaigény (kWh/m2a)
P A S S Z Í V H Á Z
V05: még jobb hőszig Ufal=0,15; Upadlás=0,13; Upince=0,16; Uablak=0,8 W/m2K
250 200 150 100 50 0
v00
v01
v02
v03
v04
v05
-50
v06
V06: még jobb hőszig Ufal=0,1; Upadlás=0,1; Upince=0,11; Uablak=0,8 W/m2K v07
v08
-100 Építés Fűtés
Felújítás HMV
Bontás Szellőzés
Ép.gépészet PV termelt
Kétszintes családi házak vizsgálata Forrás: Szalay Zsuzsa: Megéri-e közel nulla energiaigényű épületeket építeni? - Életciklus elemzés. Magyar Épületgépészet 61:(11) pp. 3-6. (2012) AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 36. dia /76
MET.BME.hu
Eredmények
Kumulatív energiaigény (kWh/m2a)
K Ö Z E L
250
N U L L A
0
AIDA projekt - 2014.10.04.
200 150 100 50
v00
v01
v02
v03
v04
v05
v06
v07
v08
-50 -100 Építés Fűtés
Felújítás HMV
V07: napkollektorok és napelemek
Bontás Szellőzés
Ép.gépészet PV termelt
V08: pelletkazán Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 37. dia /76
KÖLTSÉG?
MET.BME.hu Teljes életciklus Kivitelezés kezdete
költségek alakulása
Átadás
Üzemeltetési költségek
Építési költségek
Tervezési költségek Telek költségek befolyásolhatóság Tervezési költségek ötlet
tervezés
kivitelezés
átadás
használat
Forrás: DGNB AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 39. dia /76
MET.BME.hu Teljes életciklus
Bontás/ ártalmatlanítás
Projekt
Tervezés Fenntartásfelújítás
Kivitelezés
Üzemeltetés
Forrás: EN ISO 15686-5:2008 AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 40. dia /76
MET.BME.hu Költséghatékonyság az EPBD recastban 2010/31/EU irányelv az épületek energiahatékonyságáról Az épületek energiahatékonyságának további javítására irányuló intézkedéseknek figyelembe kell venniük a klimatikus és a helyi feltételeket, valamint a beltéri klimatikus viszonyokat és a költséghatékonyságot is. Kizárólag a tagállamok felelőssége, hogy minimumkövetelményeket határozzanak meg az épületek és az épület- elemek energiahatékonyságára vonatkozóan. A követelményeket arra tekintettel kell meghatározni, hogy a költségek szempontjából optimális egyensúly jöjjön létre a szükséges beruházások és az épület teljes élettartamára vetített energiaköltség-megtakarítás között, a tagállamok azon jogának sérelme nélkül, hogy a költségoptimalizált energiahatékonysági szinteknél nagyobb energiahatékonyságot biztosító minimumkövetelményeket határozhassanak meg. AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 41. dia /76
MET.BME.hu
Forrás: Iránymutatás (2012/C 115/01) AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 42. dia /76
MET.BME.hu Költséghatékonyság az energetikai tanúsításban 176/2008. (VI. 30.) Korm. rendelet az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról, 2013-ban hatályba lépett új paragrafus: A tulajdonos kérésére az adott épület gazdasági élettartama alatti költséghatékonysági számítás is készíthető a) az MSZ EN 15459 szabványban leírt vagy azzal egyenértékű módszerrel, vagy b) az Európai Bizottság 244/2012/EU felhatalmazáson alapuló rendeletében meghatározott módszertan szerint.
A számításban a legalacsonyabb költséget az energiához kapcsolódó befektetési költségek, a karbantartási és üzemeltetési költségek (ezen belül az energiaköltségek és -megtakarítások, az épület fajtája és adott esetben az előállított energiából származó bevételek), valamint az ártalmatlanítási költségek figyelembevételével kell meghatározni. Amennyiben a tanúsítvány javaslata nem tartalmaz költséghatékonysági számítást, a tanúsítványban fel kell tüntetni, hol kaphat a tulajdonos, illetve a bérlő további információt a felújítások gazdaságosságára és megvalósítására.
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 43. dia /76
MET.BME.hu Globális költség
Az Európai Bizottság 244/2012/EU felhatalmazáson alapuló rendelete AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 44. dia /76
MET.BME.hu Globális költség
30 éves számítási időszakra
Globális költség 30 évre
=
Kezdeti beruházási költség
+
Összegzett éves költség, jelenértéken
-
Maradványérték az időszak végén, jelenértéken
Az Európai Bizottság 244/2012/EU felhatalmazáson alapuló rendelete AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 45. dia /76
MET.BME.hu Maradványérték
Forrás: Iránymutatás (2012/C 115/01) AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 46. dia /76
ÉPÜLETGÉPÉSZETI RENDSZEREK
MET.BME.hu Családi ház épületgépészeti rendszerei
-
130 m2-es kétszintes családi ház
-
Épületszerkezetek megfelelnek a tervezett közel nulla követelményeknek
Globális költség számítása: - 244/2012 EU rendelet szerint - Számítási időszak 30 év - Diszkontráta 3% - Két energiár emelkedési forgatókönyv
Tervek: Hess Nóra AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 48. dia /76
MET.BME.hu Rendszerárak Épület beruházási költsége: 28 millió Ft Rendszer Kondenzációs kazán, radiátorok Hővisszanyerős szellőző rendszer (hatásfok 80%) Faelgázosító kazán, radiátorok, Ck = 1.2 Napkollektoros rendszer HMV-re, 4.6 m2, 300 l tartály Talajszondás hőszivattyú, padlófűtés, COP = 4.3
AIDA projekt - 2014.10.04.
Ár (bruttó)
Élettartam
Ft
év
1, 932 M
20 (rad. 40)
1,670 M
20 (filter 1)
2 ,29 M
15
1,168 M
25 20 (padlófűtés 50)
7,379 M
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 49. dia /76
MET.BME.hu Energiaárak (2012)
Energiaárak (bruttó) Ft/kWh Földgáz Villamos energia Villamos GEO Tűzifa
AIDA projekt - 2014.10.04.
16 50 32 9
Áremelkedés 1. 2. szcenárió szcenárió (%) (%) 4,3 2,8 5,0 2,0 5,0 2,0 5,0 2,8
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 50. dia /76
MET.BME.hu
Global cost (HUF)
Globális költség 30 évre (Ft) 50 000 000 45 000 000
40 000 000 35 000 000 30 000 000 25 000 000 20 000 000 15 000 000
10 000 000 5 000 000 0 1) cond. boiler
AIDA projekt - 2014.10.04.
2) cond + MVHR
3) cond + solar coll
4) cond + MVHR + solar coll
5) wood boiler + MVHR
6) wood boiler + solar coll
7) wood + MVHR + solar
8) heat pump, borehole
Investment and maintenance, building
Investment, service system
Replacement, service system
Energy costs
9) heat pump + MVHR
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 51. dia /76
MET.BME.hu
CED n.r. (MJ)
Kumulatív energiaigény 30 évre (MJ) 3 000 000
2 500 000
2 000 000
1 500 000
1 000 000
500 000
0 1) cond. boiler
AIDA projekt - 2014.10.04.
2) cond + MVHR
3) cond + solar coll
4) cond + MVHR + solar coll
5) wood boiler + MVHR
6) wood boiler + solar coll
7) wood + MVHR + solar
8) heat pump, borehole
Investment and maintenance, building
Investment, service system
Replacement, service system
Energy
9) heat pump + MVHR
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 52. dia /76
MET.BME.hu
GWP (kg CO2-eq)
Globális felmelegedési potenciál 30 évre (kg CO2-eq) 200 000 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 1) cond. boiler
2) cond + MVHR
3) cond + solar coll
4) cond + MVHR + solar coll
Investment and maintenance, building Replacement, service system
AIDA projekt - 2014.10.04.
5) wood boiler + MVHR
6) wood boiler + solar coll
7) wood + MVHR + solar
8) heat pump, borehole
9) heat pump + MVHR
Investment, service system Energy
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 53. dia /76
MET.BME.hu
AP (kg SO2-eq)
Savasodási potenciál 30 évre (kg SO2-eq) 500 450 400 350
300 250 200 150 100 50 0 1) cond. boiler
AIDA projekt - 2014.10.04.
2) cond + MVHR
3) cond + solar coll
4) cond + MVHR + solar coll
5) wood boiler + MVHR
6) wood boiler + solar coll
7) wood + MVHR + solar
8) heat pump, borehole
Investment and maintenance, building
Investment, service system
Replacement, service system
Energy
9) heat pump + MVHR
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 54. dia /76
OPTIMÁLIS???
MET.BME.hu
Milyen az optimális energetikai célú épületfelújítás?
Korlátos erőforrások AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 56. dia /76
MET.BME.hu
Milyen az optimális energetikai célú épületfelújítás?
Kiindulási állapot
Felújított állapot
Optimális állapot
Cél: a rendelkezésre álló erőforrások minél hatékonyabb használata AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 57. dia /76
MET.BME.hu Családi ház, Felsőgöd
Forrás: Váraljai Eszter, MSc szakdolgozat, BME 2014
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 58. dia /76
MET.BME.hu Családi ház, Felsőgöd
Kétszintes családi ház beépített tetőtérrel és részleges pincével - Épült két szakaszban: 1972-1974, ill. 1992 - Teljes nettó alapterület 260 m2 Forrás: Váraljai Eszter, MSc szakdolgozat, BME 2014 AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 59. dia /76
MET.BME.hu Szerkezetek Anyagok
R1- Külső fal U1- Külső fal
30 cm B30 fal 38 cm Porotherm N+F fal
R3- Magastető
15 cm hőszigetelés szarufák között, bitumenes zsindelytető 15 cm hőszigetelés fatartók között, bitumenes zsindelytető
0,27
0,25
0,26
0,25
R4 – Pincefödém
Horcsik födém salakfeltöltéssel
1,18
0,5
U4 – Pincefödém
18 cm mon. vb födém, úsztatott aljzattal Kapcsolt gerébtokos és egyesített szárnyű ablakok Kétrétegű hőszigetelt ablakok
0,59
0,5
2,7-2,8
1,6
2,6
1,6
U5 – Magastető
R - Nyílászárók U - Nyílászárók AIDA projekt - 2014.10.04.
U-érték (W/m2K) 1,23 0,4
Követelmény U (W/m2K) 0,45 0,45
Szerkezet
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 60. dia /76
MET.BME.hu Energetikai tanúsítás energopttal
Fűtés: Régi részben fatüzelésű kazán Új részben: áll. hőmérsékletű gázkazán
Energiaigény: - Primer fűtési energiaigény: 189 kWh/m2év - „E” energetikai besorolás (átlagosnál jobb)
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 61. dia /76
MET.BME.hu
Milyen az optimális energetikai célú épületfelújítás?
Számított fűtési energiaköltség: 695e Ft/év ! Csökkentsük minél nagyobb mértékben a fűtési energiaköltséget és a globális költséget! AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 62. dia /76
MET.BME.hu Mérnöki optimalizáció: szerkezetenként
Fűtési költség - Grafit EPS falra
Fűtési költség 30 évre [Ft]
23 500 000 22 500 000 21 500 000 20 500 000
Hol a minimum pont?
19 500 000
18 500 000 17 500 000
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Hőszigetelés vastagsága [cm]
A külső „régi” fal hőszigetelése grafit EPS hőszigetelő anyaggal, eredeti U=1,23 W/m2K AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 63. dia /76
MET.BME.hu Globális költség 30 év alatt Globális költség - Grafit EPS falra
Globális költség 30 évre [Ft]
23 500 000 22 500 000 21 500 000
20 500 000 19 500 000
18 500 000 17 500 000
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Hőszigetelés vastagsága [cm]
A külső „régi” fal hőszigetelése EPS hőszigetelő anyaggal, Forrás: Váraljai Eszter, MSc szakdolgozat, BME 2014 eredeti U=1,23 W/m2K AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 64. dia /76
MET.BME.hu Egy fal – különböző anyagok
A külső „régi” fal hőszigetelése különböző hőszigetelő anyagokkal Forrás: Váraljai Eszter, MSc szakdolgozat, BME 2014 AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 65. dia /76
MET.BME.hu Egy fal – különböző anyagok
Hőszigetelés kőzetgyapottal a „régi” (U=1,23 W/m2K) és az „új” rész falán (U=0,4 W/m2K) Forrás: Váraljai Eszter, MSc szakdolgozat, BME 2014 AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 66. dia /76
MET.BME.hu Felújítási kombinációk Az épület lehűlő szerkezetei: - Külső fal: 2 féle - Magastető: 2 féle - Pincefödém: 2 féle - Padló/ lábazat: 2 féle - Terasz: 2 féle - Nyílászáró: 23 féle
*
Fűtési rendszer: 2 féle
Felújítási lehetőségek: - Hőszigetelő anyagok: sokféle - Hőszigetelés vastagsága: 2 - ? cm - Nyílászárók: sokféle Fűtési rendszer: sokféle
= 1030 – 1040 kombináció!!!
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 67. dia /76
MET.BME.hu
Fűtési energiaköltség
Optimális felújítás
beruházás költsége AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 68. dia /76
MET.BME.hu Épületenergetikai optimalizáció matematikai modellezése Jól definiált, determinisztikus, parametrizált probléma
1. LÉPÉS
Energetikai modell Termodinamikai modell Egyszerűsített modell
Célfüggvény meghatározása q-érték 2. LÉPÉS EP-érték Globális költség
3. LÉPÉS
AIDA projekt - 2014.10.04.
Adatbázisok Anyag adatbázis Munkaerő adatbázis
4. LÉPÉS
Optimalizációs eljárások Próbálgatás Klasszikus (egzakt) Heurisztikus (kvázi)
www.energopt.hu Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 69. dia /76
MET.BME.hu Az energopt szakértői rendszer
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 70. dia /76
MET.BME.hu
Source: http://blogs.varsity.co.uk/wp-content/uploads/2011/02/Deep-Blue.gif
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 71. dia /76
MET.BME.hu Mérnök kontra energopt
1. lépés: A meglévő épület fűtési energiaigényének számítása a szakértő rendszer energetikai kiértékelő moduljával 2. lépés: Beruházási költség meghatározása (2-5 M Ft) 3. lépés: Optimalizáció - Azonos adatbázis - Csak az épületburokhoz kötődő intézkedések - Egy gépi optimalizáció időigénye 3 perc egy laptopon, a teljes beruházási költség tartományra kb. 2 óra (Windows 7 operációs rendszer és Intel core i5-450M CPU, 2.4 GHz) - A mérnök ez esetben egy diplomázó hallgató, a rendelkezésre álló idő 1 hónap
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 72. dia /76
MET.BME.hu Az optimalizáció eredménye – összehasonlítás
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 73. dia /76
MET.BME.hu Energopt rendszer előnyei
- Az épületek energiamegtakarítási potenciál mértékének matematikai módszerekkel történő, tudományosan megalapozott meghatározása
- Gyors, automatizált - Genetikus optimalizációs algoritmus
- Energetikai tanúsításra is használható
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 74. dia /76
MET.BME.hu Alkalmazási lehetőségek
- Optimalizált költség- és energiahatékony felújítások automatikus tervezése - A fűtési energia és költségmegtakarítás maximalizálása nemzeti és egyéni szinten
- Környezetterhelés csökkentése - A felújítás optimális beruházási költségének tervezése - Energiahatékonyságot ösztönző támogatási, pályázati rendszer informatikai hátterének megalapozása
- Banki hitelkonstrukciók hitelkockázat csökkentése AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 75. dia /76
MET.BME.hu
Köszönöm a figyelmet
[email protected]
AIDA projekt - 2014.10.04.
Szalay Zsuzsa PhD adjunktus, BME Építőmérnöki Kar, Magasépítési Tanszék – 76. dia /76