Nízkoenergetický dům a jeho srovnání s běžným standardem, ceny spotřeby energií, kalkulace návratnosti

Transkript

1 Nízkoenergetický dům a jeho srovnání s běžným standardem, ceny spotřeby energií, kalkulace návratnosti Karel Mrázek autorizovaný inženýr v oboru technika prostředí staveb, specializace technická zařízení a specializace energetické auditorství březen

2 OBSAH PŘEDNÁŠKY Princip evropské certifikace, metoda a postup výpočtu Okrajové podmínky nízkoenergetic- kého řešení Investiční náklady hromadné užití Vývoj? březen

3 Princip evropské certifikace (EA a EP) Směr výpočtu ( od potřeby tepla ke zdroji ) potřeba tepla Konečná energie Hranice budovy Sdílení rozvod akumula ce výroba Primární energie Směr toku energie ( od zdroje k potřebě ) březen

4 Potřeby energie v kwh/(m 2.a) na funkční díly měrná potřeba energie v kwh/(m 2 a) nízkoenergetický dům pasivní dům η kotel 0,98 0,98 výpočet potřeby tepla podle CSN EN ISO vytápění příprava TV ztráta prostupem ztráta větráním využitelné sluneční zisky využitelné vnitřní zisky užitná potřeba tepla ztráta sdílením (otopná plocha s regulací) ztráta rozvody ztráta na zdroji potřeba tepla na zdroji užitná potřeba tepla ztráta sdílením (výtoková armatura) ztráta rozvody ztráta akumulací ztráta na zdroji potřeba tepla celková konečná potřeba tepla březen

5 Potřeby energie v kwh/(m 2.a) na funkční díly výpočet potřeby tepla podle CSN EN ISO vytápění měrná potřeba energie v kwh/(m 2 a) do až současnost 1990 až současnost η kotel 0,75 0,91 0,98 příprava TV ztráta prostupem ztráta větráním využitelné sluneční zisky využitelné vnitřní zisky užitná potřeba tepla ztráta sdílením (otopná plocha s re- gulací) ztráta rozvody ztráta na zdroji potřeba tepla na zdroji užitná potřeba tepla ztráta sdílením (výtoková armatura) ztráta rozvody ztráta akumulací ztráta na zdroji celková potřeba tepla na zdroji celková konečná potřeba tepla březen

6 NÍZKOENERGETICKÉ BUDOVY - ČESKÁ PRAXE 1970 až 1980 současná novostavba nízkoenergetic ký dům pasivní dům nulový dům, dům s přebytkem tepla tradiční otopná soustava, přirozené větrání, nezateple né energeticky účinné vytápění, větrání přirozené s mikroventilací, konstrukce s požadovanými nebo doporučenými U, utěsněná energeticky účinné vytápění, řízené větrání s využitím tepla, OZE, konstrukce s požadovaným U nebo lepším, utěsněná pouze teplovzdušné vytápění s využitím tepla, mimořádné parametry zateplení, velmi těsné konstrukce, utěsněná parametry min. na úrovni pasivního domu, soustavy TZB pro výrobu energie (fotavoltaika, apod.) užitná potřeba tepla na vytápění [kwh/(m 2 a)] podle ČSN EN většinou nad méně než 50 méně než 15 méně než 5 březen

7 MÍRA ZATEPLENÍ A VĚTRACÍ SOUSTAVA odvod škodlivin, přívod dostatečného množství kvalitního čerstvého vzduchu, dodržení teplot vnitřního vzduchu. snížení potřeby energie na větrání. Předpokládáme trvalou minimální hygienicky požadovanou výměnu vzduchu po dobu vytápění 0,5 1/h řízené větrání s využitím tepla z odváděného tepla je nezbytností referenční stávající var. 1 var. 2 var. 3 var. 4 var. 5 var. 6 U kw/m 2.K 0,20 0,84 0,48 0,39 0,29 0,22 0,15 0,11 celkem tepelná ztráta Ф prostupem Ф T kw 45,5 101,5 50,7 47,6 44,2 41,8 25,6 24,3 větráním Ф V kw 30,3 30,3 30,3 30,3 30,3 30,3 30,3 30,3 celková Ф kw poměr Ф V /Ф T % 67% 30% 60% 64% 69% 73% 118% 125% březen

8 DALŠÍ PODMÍNKY NÍZKOENERGETICKÉHO ŘEŠENÍ Prokazuje se nezbytnost řízeného větrání s využitím tepla z odváděného vzduchu jako důležitého faktoru energetické účinnosti budovy při dosažení hygienicky i uživatelsky potřebné pohody prostředí (odérové a vlhkostní mikroklima). Dynamika vytápěcí soustavy musí být v souladu s akumulačními vlastnostmi stavby (hmotnost, umístění tepelné izolace, poměr tepelných zisků ku tepelné ztrátě prostoru) Ústřední a individuální regulace vytápění umožní co nejvyšší využití tepelných zisků a nastavení uživatelských požadavků (IRC systém) Zváží se užití dělených otopných soustav (základní a doplňková) U menších a středních budov se tepelná čerpadla uplatní zejména v integrovaných soustavách, kdy navíc podporují využití odpadního tepla. Užití tzv. šedé vody pro zvýšení energetické účinnosti přípravy TV Pro dosažení parametrů nízkoenergetické budovy je nutné vhodné užití slunečních soustav pro přípravu teplé vody Vytvoří se podmínky pro inteligenci budovy Mimořádná pozornost se věnuje kvalitě provedení a zejména údržbě a opravám (doba životnosti budovy a jejich stavebních dílů se zachováním projektovaných vlastností) Mimořádná pozornost se věnuje provozu a užití budovy. březen

9 ANALÝZA ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY Specifikace referenční stav stávající stav I. soubor opatření II. soubor opatření Jednotky Stavební konstrukce Potřeba tepla potřeba tepla na přípravu TV ze zdroje Umělé osvětlení energetická náročnost budovy Železobetonový sendvičový panel Okna dřevěná zdvojená Střecha jednoplášťová Strop nad suterénem potřeba tepla na vytápění tradiční zdroj s přirozenýn větráním tradiční zdroj s nuceným větráním tradiční a sluneční zdroj s přirozeným větráním tradiční a sluneční zdroj s nuceným větráním 0,20 0,84 0,48 0,25 W.m -2.K -1 1,20 2,80 1,40 1,10 W.m -2.K -1 0,30 0,60 0,20 0,20 W.m -2.K -1 0,60 1,00 0,42 0,42 W.m -2.K -1 s přirozeným větráním GJ/rok s nuceným větráním a ZZT GJ/rok pouze tradičního GJ/rok slunečního a tradičního GJ/rok GJ/rok GJ/rok 116,8 217,4 125,9 109,1 kwh/m 2.rok C F D C třída 960, ,0 888,0 GJ/rok 98,7 107,5 91,3 kwh/m 2.rok C C C třída GJ/rok 94,5 154,5 103,5 86,8 kwh/m 2.rok C D C C třída GJ/rok 76,4 85,1 69,0 kwh/m 2.rok B C B třída březen

10 TZB A NÍZKOENERGETICKÉ ŘEŠENÍ, NÁKLADY odpovídající integrovaný zdroj tepla (kotelny, PS) s vysokou účinností (kondenzační kotel, TČ a řízené větrání, sluneční okruh pro TV) řízené větrání s využitím tepla z odváděného vzduchu příprava TV je velmi limitující faktor z důvodů hygienických, (u některých budov nezbytný sluneční ohřev pro úroveň A, B) nákladově změnu tepelné ztráty sledují ceny kotlů a otopných těles. Ostatní položky zařízení pro vytápění jsou zhruba konstantní. náklady na větrání jsou stejné i při měnící se tepelné ztrátě budovy, neboť objem a prostředí pro dodržení hygienických požadavků se nemění. S větráním souvisí i chlazení. náklady na inteligenci jsou také konstantní, neboť změna tepelného výkonu je neovlivňuje. březen

11 PŘÍKLAD ŘÍZENÉHO VĚTRÁNÍ PANELOVÉHO BYTOVÉHO DOMU O 4 NP - EKONOMIE Potřeba elektrické energie pro nucené řízené větrání hodin denně dnů za rok 24 h 365 dnů příkon ventilátorů přívodní 25 W pro výměnu 0,5 1/h odsávací 25 W korekce výměna 0,1-0,6 0,5 - počet jednotek 48 kpl budova kwh/rok budova 10,51 MWh/rok potřeba budova 37,84 GJ/rok byt 0,219 MWh/rok byt 0,788 GJ/rok úspora tepla byt 3,22 GJ/rok budova 154,56 GJ/rok energie byt 2,43 GJ/rok čistá úspora energie dům 116,7 GJ/rok finanční byt Kč/rok finanční dům Kč/rok Rozbor pro 1 byt Kč 59, Kč 52, Kč 44, Kč 37, Kč 29, Kč 22, Kč 15,0 cena VZT cena na 1 byt 1 GJ 550 Kč/GJ prostá obnova prostá návratnost Velmi orientační rozbor s citlivostí analýzy danou cenou zařízení pro 1 byt v rozmezí 50 až 100 tis. Kč (90 tis.), cenou energie 550 Kč/GJ, velikostí průměrného bytu 44,7 m 2 a náklady na prostou obnovu i užitím zařízení. Zde je představena horní cenová hranice. březen

12 VELMI ORIENTAČNÍ NÁKLADY specifikace Kč/jed. kpl, ks Kč kolektor Therma I konstrukce regulace 5 kolektorů regulátor drobnosti čidla zásobníky jednotky expanze příslušenství montáž celkem celkem s DPH úspora tepla roční náklady na 1 byt prostá návratnost 10,21 březen

13 ENERGETICKÁ AUTONOMNOST Míra energetické autonomnosti záleží při užití parametru obvodového pláště v oblasti U=0,15 na souladném energeticky účinném řešení vytápění, větrání, užití OZE (obnovitelných zdrojů energie) a zavedení vyššího stupně řízení a regulace - inteligencí budovy. Kritickým místem je příprava TV. Dosažení deklarované energetické účinnosti vyžaduje trvalé energeticky vědomé užití. Budovy jsou málo citlivé (zranitelné) na změny energie, paliv. Nedoporučujeme klientovi dosažení co nejvyšší autonomnosti provozu. Rozhodující jsou investice ve vztahu k provozním nákladům a míra požadavků na užití (uživatelé nesmí být zajatci řešení) Pro ekonomické hodnocení není u budov vhodná bankovní analýza (NPV, IRR, PI) ale sestava opakovaných anuitních půjček a jejich splácení v době životnosti budovy s úsilím o dosažení kladného nebo co nejnižšího záporného cashflow. březen

14 GREEN BUILDINGS Zelená budova je označení přístupu umožňujícímu zvýšit účinnost užití zdrojů jako jsou energie, voda, a materiály v budovách. Naopak snižuje vliv budov na lidské zdraví a prostředí v průběhu jejich životnosti, a to lepším situováním, návrhem, konstrukcí, provozem, údržbou a odstraněním. Zelené budovy se navrhují pro snížení dopadu prostředí vytvořeném výstavbou na lidské zdraví,a životní prostředí: účinným užitím energie, vody a jiných zdrojů ochranou zdraví uživatele a zlepšením pracovní produktivity snížením množství odpadů, znečištění a degradace životního prostředí. Podobný koncept má přírodní budova, která je menší a v konstrukci se užijí místní přírodní materiály. Jiným obecným názvem může být udržitelný návrh (harmonie s okolní přírodou a zdroji) a zelená architektura. pasivní dům, nízkoenergetický dům, zero house, autonomní dům, bioklimatický dům, apod. Uplatní se obnovitelné energie (OZE), pasivní a aktivní sluneční soustavy, fotovoltaika, zeleň, rostliny a stromy pro zelené střechy a deštné zahrady, které se poprvé objevily v 90. tých letech minulého století v Marylandu. Snižují odtok deštné vody jiné přírodě příznivé technologie. březen

15 GREEN BUILDINGS Sídliště ve Freiburgu - Energy-plus house Definuje je vyšší spotřeba energie z OZE než z tradičních v průběhu roku. Příklad řešení bez sklepů. Jsou nahrazeny kůlnami v zahradě. Celá sluneční střecha je krytá fotovoltaickými články pro výrobu elektrické energie. Micro technologie výroby energie zahrnuje malé větrné motory, malé vodní elektrárny, fotovoltaické soustavy, tepelná čerpadla se zdrojem tepla půda a micro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny. březen

16 Vyhláška č. 148/2007 Sb., potřeby energie v kwh/(m 2.a) Druh budovy A B C D E F G Rodinný dům Bytový dům Hotel a restaurace Administrativní Nemocnice Vzdělávací zařízení Sportovní zařízení Obchodní < > 286 < > 245 < > 590 < > 345 < > 625 < > 265 < > 297 < > 362 březen

17 kontakty Na Strži 1702/65, PRAHA 4 (budova bývalého Motokovu) Energetika budovy Karel Mrázek, tel , kmr@arcadispm.cz Alena Horáková, tel , aho@arcadispm.cz březen