ANALÝZA VARIANT NÁVRHU ENERGETICKÝCH OPATŘENÍ NA ZÁKLADĚ ENERGETICKÉHO AUDITU ANALYSIS OF POSSIBLE MEASURES FOR REDUCING OF ENERGY CONSUMPTION

Transkript

1 143 ANALÝZA VARIANT NÁVRHU ENERGETICKÝCH OPATŘENÍ NA ZÁKLADĚ ENERGETICKÉHO AUDITU ANALYSIS OF POSSIBLE MEASURES FOR REDUCING OF ENERGY CONSUMPTION ZDEŇKA PERUTKOVÁ - JAN MAREČEK Abstract This study presents an energy analysis of the four-floor building in south Moravia. The analysis is aimed at calculating the main thermal energy consumption and the possible intervention to save energy. It s evaluate an influence on improvement current condition, economy efficiency and environment improvement. Key words: energy, environment, improvement Úvod Energetický audit (EA) je soubor činností, jejichž výsledkem jsou informace o způsobech a úrovni využívání energie v budovách a energetickém hospodářství prověřovaných fyzických a právnických osob a návrh opatření, která je třeba realizovat pro dosažení energetických úspor. EA je zakončen písemnou zprávou která musí obsahovat: - hodnocení současné úrovně posuzovaného energetického hospodářství a budov, - celkovou výši technicky dosažitelných energetických úspor, - návrh vybrané varianty doporučené k realizaci energetických úspor včetně ekonomického vyhodnocení, - závěrečý posudek energetického auditora. Energetický audit je zpracován v souladu s požadavky zákona 406/2000 Sb. o hospodaření energií a jeho prováděcími vyhláškami a ČSN. Podrobnosti týkající se náležitostí EA stanoví vyhláška 213/2001 Sb. Materiál a metody Analýza a návrh opatření pro snížení energetické náročnosti byla provedena u čtyřpodlažního bytového domu s plochou jednoplášťovou střechou, vystavěného zděnou technologií v roce 1975 (kolaudace). Objekt sestává z přízemí (není účelově otápěné) a 3 nadzemních obytných podlaží. Kontaktní adresa: Prof. Ing. Ján Mareček, DrSc, Ústav zemědělské, potravinářské a enviromentální techniky, Mendelova zemědělská a lesnícka univerzita v Brne, Zemědělská 1, BRNO, ČR, marecekj@mendelu.cz, Zdeňka Perutková, zemědělské, potravinářské a enviromentální techniky, Mendelova zemědělská a lesnícka univerzita v Brne, Zemědělská 1, BRNO, ČR, xperutk0@node.mendelu.cz,

2 144 Lokalita objektu: Jihomoravský kraj Umístění v zástavbě: sídliště Nejbližší okolí objektu: samostatně stojící Exponovanost vůči větrům: střední Tab. 1 Základní údaje Parametr Hodnota Jednotky Zastavěná plocha 902 m 2 Počet nadzemních podlaží 4 - Počet podzemních podlaží 0 - Výška objektu 10,0 m Obestavěný objem m 3 Počet bytových jednotek 39 - Rok výstavby Skladba stavebních konstrukcí vymezujících otápěný prostor: Obvodový plášť : vápenná omítka 40 mm cihelné zdivo CDS 375 mm vápenná omítka 20 mm Střecha: železobetonový panel 150 mm spádový posyp mm izolační desky POLSID 50 mm ochranný posyp 50 mm Skladba nejnižší podlahy: cementová mazanina 20 mm; typové prvky T02 B 200 mm. Výplně otvorů: V domě byly unifikované okenní a dveřní konstrukce, které byly použity ve všech domech shodného typu. Vstupní dveře byly v provedení - jednoduché zasklení v kovovém rámu. Chodba schodiště byla tvořena pouze dveřními konstrukcemi. Z uvedených stavebních konstrukcí byl sestaven model tepelné energie v objektu, který vycházel z metod popsaných v odpovídajících normách. Tvorba modelu byla založena na výpočtu tepelně technických vlastností obálky objektu (zóny) z již uvedených vlastností konstrukcí (zpravidla obvodový plášť, střecha, nejnižší podlaha); - stanovení průměrné roční hodnoty intenzity výměny vzduchu; - stanovení tepelných ztrát objektu větráním a prostupem ve [W.K -1 ]; - výpočtu disponibilních tepelných zisků z vnitřních zdrojů a ze slunečního záření a určení stupně využití těchto zisků; - určení potřeby tepla v objektu po jednotlivých měsících a pro konkrétní klimatické podmínky.

3 145 Tepelné ztráty objektu byly vyhodnoceny z ČSN Tab. 2 Tepelné ztráty objektu Otápěný objem [m 3 ] Větraný objem [m 3 ] Int. výměny vzduchu [h -1 ] 0,30 Tepelné ztráty větráním [W.K -1 ] 586 Tepelné ztráty prostupem [W.K -1 ] Celkem tepelné ztráty objektu [W.K -1 ] Konstrukce U A A. U H b [W.m -2.K -1 )] [m 2 ] [W.K -1 ] [W.K -1 ] Podlaha 1.NP 1, , Obvodové zdivo 1, , Střecha 0, , Výplně otvorů 2, , Takto vypočtená potřeba tepla (zohledňující klimatické podmínky jednotlivých let, úpravy stavebních konstrukcí aj.) byla porovnána se skutečně zjištěnou spotřebou v příslušných letech. Tab. 3 Zhodnocení modelu potřeby tepla Rok Dosažitelné energetické úspory Pro stanovení hodnoty dosažitelných energetických úspor bylo předpokládáno provedení úsporných opatření. Neposuzují se však konkrétní investiční náklady, technologické postupy, ani další detaily úsporných opatření. Vycházelo se pouze z předpokladu, kde je možné tato opatření realizovat a jak je možné snížit spotřebu energií. Následující tabulka uvádí celkové dosažitelné úspory. Dosažitelné úspory zahrnují možné úspory energie bez ohledu na to, jestli budou realizovány. Tab. 4 Dosažiteľné úspory Potřeba tepla dle modelu [GJ] Spotřeba tepla dle faktur Odchylka [%] [GJ] Teplo [GJ] Náklady [Kč] Stávající stav Snížení množství tepla pro ÚT Snížení množství tepla pro TUV Dosažitelné úspory celkem Nový stav Následně byl proveden návrh opatření zvolených k realizaci pro dosažení energetických úspor. Z uvedených možností byly sestaveny dvě varianty středněnákladová varianta A a vysokonákladová varianta B. Tato opatření byla vyhodnocena ekonomicky a doplněna grafickým vyjádřením.

4 146 Tab. 5 Výpočet úspor a nákladů Potřeba tepla [GJ.rok -1 ] Jedn. cena Náklady na teplo tepla [Kč.GJ -1 ] [Kč.rok -1 ] Úspora tepla [Kč.rok -1 ] Hodnota původ. stavu [%] Současný stav Po modernizaci DPS Zateplení podlahy Instalace TRV Zateplení střechy Zateplení obvod.zdiva Výměna oken a dveří Varianta A Varianta B Ekonomické vyhodnocení vybraných variant Varianta A zahrnuje výměnu původních okenních a dveřních konstrukcí za plastové, zateplení nejnižší podlahy, instalaci termostatických ventilů, modernizaci DPS. Tab. 6 Ekonomické údaje cena investice Kč roční úspory Kč diskontní míra 5 % diskontní faktor 1,05 odúročitel 0,95 roční úspory diskontované Kč doba projektu 30 roky doba návratnosti prostá 7 roky doba návratnosti reálná 10 roky čistá současná hodnota NPV Kč vnitřní výnosové procento IRR 13,4 %

5 147 Varianta A Kč Kč Kč Kč Kč 0 Kč Kč Kč investice/roční úspory diskontované kumul. tok hotovosti diskontovaný Kč Kč Obr. 1 Grafické vyjádření návratnosti investic Varianta B zahrnuje zateplení obvodového zdiva, zateplení nejnižší podlahy, výměnu původních okenních a dveřních konstrukcí za plastové, instalaci termostatických ventilů, modernizaci DPS. Tab. 7 Ekonomické údaje cena investice Kč roční úspory Kč diskontní míra 5 % diskontní faktor 1,05 odúročitel 0,95 roční úspory diskontované Kč doba projektu 30 roky doba návratnosti prostá 9 roky doba návratnosti reálná 13 roky čistá současná hodnota NPV Kč vnitřní výnosové procento IRR 10,9 %

6 Kč Varianta B Kč Kč 0 Kč Kč Kč investice/roční úspory diskontované kumul. tok hotovosti diskontovaný Kč Kč Obr. 2 Grafické vyjádření návratnosti investic Výsledky Výběr doporučené varianty 1, výběr úsporných opatření, která jsou schopna zabezpečit průkazné (významné) energetické úspory; 2, pro obě varianty A i B se zhodnotí vliv na životní prostředí; 3, vybere se jedna z variant A nebo B, případně jiná kombinace. Hodnocení z hlediska ochrany životního prostředí Výpočet spotřebovaného množství paliva Množství tepelné energie dodané do objektu bylo přepočteno na množství paliva (plynu) v tisících m 3. Z těchto hodnot bylo vypočítáno množství emisí a odpadů. Tab.8 Výpočet množství polutantů Varianta A Varianta B Výchozí stav Nový stav Rozdíl Výchozí stav Nový stav Rozdíl Znečišťující látka Mg.rok -1 Mg.rok -1 Mg.rok -1 Mg.rok -1 Mg.rok -1 Mg.rok -1 NO x CO CO

7 149 Tab. 9 Míra využití dosažitelných úspor Teplo [GJ] Náklady [Kč] Stávající stav Dosažitelné Snížení množství tepla pro ÚT úspory dle Snížení množství tepla pro TUV odst. (9), 5 vyhlášky Dosažitelné úspory celkem /2001 Sb. Nový stav Snížení množství tepla pro ÚT Úspory Snížení množství tepla pro TUV vybrané varianty Úspory vybrané varianty celkem Nový stav Míra využití dosažitelných úspor 90% Závěr Z navržených a analyzovaných variant byla k realizaci doporučena Varianta B.Variantu je možné realizovat, neboť plně splňuje současné požadavky na technickou úroveň stavebních materiálů, konstrukcí a technických zařízení budov i požadavky na hodnoty základních ekonomických ukazatelů. Varianta vychází z energetických analýz a plně splňuje požadavky na dosažení co nejvyšších energetických úspor. Jedním z indikátorů pro výběr doporučené varianty bylo množství znečišťujících látek. Z několika polutantů byly vyhodnoceny ty látky, které znamenají největší zátěž na životní prostředí. Na základě vybrané varianty se lokálně sníží emise, což je důsledkem snížení potřeby tepla na vytápění, tedy i snížení množství paliva. Rovněž byla analyzována možnost využití obnovitelných zdrojů energie (OZE). Vzhledem k umístění objektu však nebylo možné jakýkoli OZE doporučit, neboť se v blízkosti objektu nenachází žádný zdroj této energie, který by bylo možno využít. Použitá literatura ČSN Výpočet tepelných ztrát budov ČSN , -3, -4, ve verzi 1994 Tepelná ochrana budov DAHLSVEEN, T. PETRÁŠ, D. HIRŠ, J.: Energetický audit budov, Bratislava 2003 Vyhláška 213/2001 Sb., kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu Zákon 406/2000 Sb. o hospodaření energií Tento příspěvek předkládá energetický rozbor čtyřpodlažní budovy v lokalitě jižní Moravy. Rozbor je zaměřen na kalkulaci energetických vstupů a možnosti úspory energie. Hodnotí se účinek na zlepšení současného stavu, ekonomická efektivnost provozu a vliv na životní prostředí.