Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny Prof dr ir A.H.C. van Paassen Klima Delft / TU Delft

Transkript

1 somfyarchitecture.cz Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny Prof dr ir A.H.C. van Paassen Klima Delft / TU Delft

2 Obsah Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny Úvod Hlediska návrhu Systém protisluneční ochrany a řízených ventilačních oken Analyzované systémy Noční chlazení Vyvážená teplota Nástroje pro analýzu Volba odhadu nákladů Volba teplotních aspektů Výsledky kalkulace. Vliv protisluneční ochrany a nočního chlazení Analýza výsledků výpočtu Návratnost Marketing Závěr Literatura Přílohy: Vstupní data pro místnost a jeden ze zmíněných systémů Enerk Výsledky výpočtu Zhodnocení porovnáním Stránka 2 z 19

3 1 Úvod Odvětví protisluneční ochrany vešlo ve známost svým vlivem na snížení provozních nákladů budov, redukci CO 2 emisí a zvýšení komfortu a produktivity. Zastřešující organizace ESSO (European Solar Shading Organization) se hlásí k trvalým energetickým úsporám prostřednictvím protisluneční ochrany. Toto bylo demonstrováno prostřednictvím dokumentu ES- SO CLAIMS SUBSTANTIAL ENERGY SAVINGS FROM SOLAR SHADING z roku Tento pojem zesílil díky Evropské komisi, která vydala Směrnice o Energetických úsporách v budovách (EPBD). Tato směrnice stimulovala členské státy v hledání cest ke snížení spotřeby energie v budovách o více než 20%. Pokud se vezme v potaz, že budovy (kancelářské a rezidenční) spotřebují 40% celkové spotřeby energie, tak úspor energie může být dosaženo pouze tehdy, pokud se využije každý zdroj potenciálních úspor. Jak bude demonstrováno v tomto dokumentu. Dobrý protisluneční systém je na prvním místě. Řízení dynamických fasád v kombinaci s HVAC (Heating Ventilating and Air Conditioning systems Systém vytápění, ventilace a klimatizace) se jeví jako nejlepší způsob řešení. Jak lze spatřit na obrázku 1, lze využít motorizované vnitřní nebo vnější žaluzie, ventilační okna, rolety, atd. Řízení těchto systémů je založeno na filozofii: nejprve využít přírodní zdroje jako je sluneční záření pro denní osvětlení a solární vytápění a vítr pro ventilaci a chlazení. Jakmile přírodní zdroje nejsou dostatečné pro dosažení předvoleného stavu, pak teprve se využije umělé osvětlení nebo HVAC. Tento způsob řešení vede ke snížení spotřeby energie a nižšímu navrhovanému výkonu příslušných zařízení. Mnoho studií v dostupné literatuře je založeno na demonstraci energetických úspor, které mohou být dosaženy díky sofistikovanému systému protisluneční ochrany. Vliv protisluneční ochrany má však širší dosah. V mnoha případech instalace protisluneční ochrany vede nejen ke snížení spotřeby energie, ale také umožňuje návrh méně výkonného HVAC zařízení a tím následného snížení investičních nákladů. Podobný výsledek obdržíme u motoricky ovládaných ventilačních oken. Mnohé mezinárodní výzkumné projekty založené při EU, jako např. NatVent, ukazují, že přirozená ventilace pro přívod čerstvého vzduchu a chlazení je trvale udržitelným rozvojem. Zvláště noční chlazení velkým množstvím vzduchu proudícího otevřenými okny je velmi efektivní. V tomto dokumentu bude obsah zaměřen převážně na vliv protisluneční ochrany pro snížení nákladů na chlazení budovy. Ohled bude brán také na CO 2 emise a provozní náklady. Stránka 3 z 19

4 2 Hlediska návrhu Návrh řízení Dynamických fasád potřebuje zodpovědět níže uvedené otázky: Je protisluneční ochrana zapotřebí? Pokud ano, jaký typ protisluneční ochrany by měl být vybrán? Jak by měl být systém protisluneční ochrany řízen? Jaké jsou výhody vzhledem k energetickým úsporám, CO 2 emisím a ceně? Měl by být systém protisluneční ochrany kombinován s řízením ventilačních oken v požadavku na využití nočního chlazení budovy a nakolik může být tímto snížen požadavek na chladící výkon a energetickou spotřebu HVAC zařízení? Záměrem tohoto dokumentu je zpracování typických hodnot energetických a finančních nákladů a CO 2 emisí, aby se dosáhlo optimálních výsledků 3 Systém protisluneční ochrany a řízených ventilačních oken Protisluneční ochranu lze řešit několika způsoby: vnitřní protisluneční ochrana vnější protisluneční ochrana bez protisluneční ochrany Způsob řízení pro různé druhy protisluneční ochrany lze definovat jako: Nastavení pevné polohy pro celý rok. Protisluneční ochrana je v průběhu celého roku stažená a cloní slunce. Poloha řízená na základě intenzity slunečního záření. Pokud se naměří na venkovní fasádě menší intenzita sluneční radiace než nastavená limitní hodnota, pak protisluneční ochrana bude vytažena a přestane stínit. Pokud bude intenzita vyšší než prahová hodnota, pak zůstane zatažená. Průběžně řízena. Poloha protisluneční ochrany je kontinuálně ovládána tak, aby byly splněny požadavky na hladinu minimálního osvětlení ve vnitřním prostředí budovy, např. 500 Lux. Během noci bude protisluneční ochrana vytažena. Stránka 4 z 19

5 3.1 Analyzované systémy Nebylo možné uvažovat všechny možné kombinace protisluneční ochrany, nočního chlazení a řízení. Možné alternativy byly zredukovány na 6 kombinací. Toto řešení usnadní prezentaci. Těmito alternativami jsou: 0) Normální dvojité zasklení s interiérovými žaluziemi staženými trvale. Zde se využívá umělé osvětlení, které je spínáno tehdy, pokud na pracovní ploše poklesne intenzita osvětlení pod 500 Lux. Pokud dojde k poklesu slunečního záření, umělé osvětlení navýší svůj výkon. Způsob řízení umělého osvětlení bude uvažovaný jako standard a bude se týkat i ostatních uvažovaných alternativ. 1) Dvojité zasklení bez protisluneční ochrany. Toto řešení je zde také uvažováno, přestože není akceptovatelné vzhledem k oslunění vnitřních prostor. 2) Vnější žaluzie bez řídícího systému. Náklon lamel žaluzií bude 45. 3) Vnější žaluzie jako v bodě 2), avšak s řízením. Žaluzie budou staženy, jakmile bude naměřena intenzita na vnějším povrchu oken vyšší než 250W/m2. 4) Žaluzie jsou použity pro kontrolu hladiny osvětlení v místnosti. Pokud bude naměřena průměrná hodnota na pracovním stole nad nebo pod nastavenou hodnotou 500 Lux, pak bude poloha žaluzií přenastavena tak, aby bylo dosaženo potřebné hladiny osvětlení. Jakmile již nelze zvýšit hladinu osvětlení pomocí žaluzií, vstupuje do činnosti umělé osvětlení. 5) Situace jako v bodě 4), ale s použitím motoricky řízených ventilačních oken pro noční chlazení. Řízení ventilačních oken je prováděno na základě měření vnitřní teploty mimo pracovní dobu. V tomto příkladu budeme uvažovat limitní hodnotu 21 C uvnitř. Za použití počítačového programu Enerk byly tyto alternativy analyzovány s ohledem na spotřebu energií, náklady a CO 2. Viz kapitolu 5. Alternativy jsou označeny čísly 0 až 5, jak je naznačeno na obrázku č.1. Všechny případy mají stejný HVAC systém. Tento systém zásobuje 16 C čerstvým vzduchem z centrální VZT jednotky a řídí lokálně interiérovou teplotu s použitím vytápěcí a chladící jednotky.systém označený čísly 2) a 5) bude dále nazýván jako pokročilý. Obrázek 1. Alternativy uvažované v analýze. Stránka 5 z 19

6 3.2 Noční chlazení Velmi často není noční chlazení aplikováno efektivně. Proto je tomuto řešení zde věnována pozornost. Výhody nočního chlazení budovy jsou značné. Během letních nocí by měla být budova ochlazena o 1 nebo 2K pod nejnižší komfortní teplotní hladinu, která může být akceptována během provozní (denní) doby. Zde uvažovaná hodnota je 21 C. Pokud tomu tak není a ochlazuje se na teplotu požadovanou během denní doby (23 C), pak benefit nočního chlazení není takový. Pro vyšší využití nočního chlazení je důležité nachladit budovu na co nejnižší akceptovatelnou teplotu. Toto lze zohlednit v programu Enerk (viz kapitola 4) vložením horního limitu teploty během noci na 21 C. Výsledkem je, že energetická spotřeba pro vytápění vlivem uvažovaného mechanismu výpočtu mírně vzroste, zatímco spotřeba energie na chlazení dramaticky poklesne. Obrázek 2. Vnitřní teplota reaguje, pokud se využívá nočního chlazení. Otevřená okna jsou zobrazována znakem *. Značná fluktuace vnitřní teploty během noci je způsobena otevíráním/zavíráním oken a časovým krokem 1 hodina. Ve skutečnosti bude křivka jemnější. Stránka 6 z 19

7 3.3 Vyvážená teplota Je stále více zřetelné, že lidské vnímání změn teplotního komfortu se mění v průběhu roku. Zejména pak pro maximální teplotu. Vyšší teplota je akceptována v létě než na jaře. Z tohoto důvodu bylo v Nizozemí navrženo nové kritérium nazývané Překročení vyvážené teploty. Na obrázku č.3 je patrné, jak se mění přijímání vnitřních teplot vzhledem k měnící se průměrné vnější teplotě (Remote outdoor temperature, RMOT - Vzdálená vnější teplota). Všechny teploty mezi horním a dolním limitem jsou akceptovány 90% všech lidí. Spodní limit je 20 C, zatímco horní limit se zvyšuje s vnější teplotou. Ukazuje se, že lidé v budově s pasivním chlazením otevřenými okny snesou vyšší teploty. Takto i při venkovní teplotě 28 C je přijímána vnitřní teplota 28 C, zatímco u budov s klimatizací a uzavřenou fasádou je limit 25 C. Proto jsou dány 2 křivky horního limitu. Podobné kritérium bylo přijato v Evropském standardu pren 15251, nazývané Kritérium pro vnitřní prostředí vzhledem k teplotní a vzduchové kvalitě, osvětlení a hluku. Zde lze shlédnout, že nové kritérium není tolik přísné pro budovy s přirozenou ventilací s řízenými fasádami a možností individuální kontroly. Vnitřní teplota při extrémně teplém počasí smí být o 3 K vyšší. To znamená, že u budov s inteligentním řízením fasád lze v mnoha případech vynechat instalaci chillerů na chlazení vnitřního prostředí a snížit tak energetickou spotřebu a náklady na chlazení. Přestože toto přizpůsobivé kritérium vítá využití Řízení Dynamických fasád, není v tomto dokumentu uvažováno, protože zatím nebylo přijato jako všeobecně uznávané pravidlo. Ale dříve nebo později bude hrát jistě tento psychologický aspekt významnou roli. Obrázek 3:Přizpůsobivé komfortní kritérium tak, jak bylo navrženo v Nizozemí. Stránka 7 z 19

8 4 Nástroje pro analýzu Pro kalkulaci byla použita budova s průměrnou akumulací tepla, otočená na jih a s tepelným ziskem od vnitřních zdrojů (teplo vytvořené lidmi, stroji a osvětlením) 20 a 40W/m2. Enerk je PC program pro návrh HVAC systému v úzkém propojení na fasádu a její protisluneční zařízení. Tento program může být využit pro časný návrh řešení a svým interaktivním prostředím a nápovědou vede uživatele k nejvhodnějšímu řešení s ohledem na energetickou spotřebu, CO 2 a náklady. 4.1 Volba odhadu nákladů V programu Enerk jsou náklady odhadovány na základě kapacity instalací a nákladů na pořízení komponentů přijatelných pro holandský trh (2004). Z kapacity lze odvodit pořizovací náklady instalací. Roční investiční náklady jsou založeny na násobku pořizovací ceny konstantním faktorem (zde se uvažuje 8%). Zde by mělo být zmíněno, že tento nákladový model není myšlen jako předpověď přesných investic. Na druhou stranu pro přesvědčivost byl tento model porovnán s náklady spojenými s určitou budovou. Konzultanti, kteří prováděli kalkulaci této specifické budovy, nalezli pořizovací cenu HVAC zařízení. ve výši 156,-EUR/m2 hrubé podlahové plochy. Stejně tak, pro běžnou místnost o ploše 20m2 činí náklady 374,-EUR (bráno v potaz, že hrubá podlahová plocha je 1,5x větší než čistá podlahová plocha a je zaplacen podíl 8%). Program Enerk spočítal pro podobnou místnost hodnotu 350,- EUR. Z tohoto důvodu lze usuzovat, že nákladový model udává realistické hodnoty. Samozřejmě, že hodnota jednotlivých komponentů může být změněna podle uživatele, ale i tak volba rozumných hodnot nezmění všeobecný trend na výstupu. 4.2 Volba teplotních aspektů Enerk je porovnáván s výstupem simulačního programu vytvořeného pro analýzu dvojitých fasád s některými pokročilými systémy zmíněnými v tomto dokumentu (Stec, 2006). V kapitole 8.4 jsou výsledky prezentovány v grafické podobě pomocí obrázků. Lze usuzovat, že energetická spotřeba ukazuje všeobecně stejné výsledky, ale chladící kapacita vykazuje vyšší hodnoty od Stec. Na druhou stranu citlivost vůči protislunečním systémům je stejná u obou programů. To znamená, že oba programy předvídají stejnou redukci kapacity instalací a s tím se zde také počítá. Stránka 8 z 19

9 5 Výsledky kalkulace. Vliv protisluneční ochrany a nočního chlazení Výsledky výpočtu jsou zobrazeny v obrázku č.4. Kalkulace byla provedena pro nízkou a vysokou tepelnou zátěž interiéru, 20 a 40W na m2 čisté podlahové plochy. Zátěž pocházela od lidí, zařízení a osvětlení. Hlavní závěry tohoto výpočtu byly vzaty z výpočtu se zátěží 40W/m2, protože tento model spíš odpovídá skutečným podmínkám v kancelářských budovách. Může být zajímavé připomenout, že pro simulaci byly použity vstupy podle klimatických podmínek Nizozemí. Při změně dat z porovnatelného klimatického regionu se však všeobecně výstupy na obrázku nemění. 5.1 Analýza výsledků výpočtu Všeobecně lze vyčíst z výsledků výpočtu, že správně řízená protisluneční ochrana má velký vliv na kapacitu HVAC systémů. Stejného snížení lze dosáhnout na provozních nákladech. Kapacita a provozní náklady spolu korespondují, protože vliv protisluneční ochrany na provozní náklady je též veliký. Zvláště se jedná o případ, kdy tepelná zátěž interiéru je nízká a využívá se noční chlazení. V těchto případech může být rozhodnuto o zrušení strojního chlazení s následkem snížení nákladů. V případě vysoké tepelné zátěže interiéru všechny systémy řízení ventilačních oken vedou k relativně nižším energetickým nákladům. Stejné výsledky lze vyčíst porovnáním CO 2 emisí. Obrázek 4. Výsledky výpočtu z Enerk. Všechna data jsou zpracována dle standardní místnosti otočené na jih s 40% zasklením a 20m2 podlahovou plochou. Stránka 9 z 19

10 Řízení denního světla změnou polohy žaluzií (viz systém 4) dává při nízké tepelné zátěži (20W/m2) vyšší náklady na energie než předchozí systémy. Důvod lze nalézt u tohoto způsobu řízení denního osvětlení ve snížení solární radiace, která se propouští do interiéru a následně je tak zapotřebí na kompenzaci této ztráty více vytápět. V případě vyšší tepelné zátěže (40W/m2) je potřeba chlazení vyšší a tak požadavek na vytápění není takový. Obrázek 5. Emise CO 2 pro místnost (vnitřní zátěž 40W/m2 podlahové plochy) Emise CO 2 lze snížit o 18% aplikací pokročilého systému protisluneční ochrany v porovnání se systémem s neřízenými vnitřními žaluziemi (obrázek 5). Tato hodnota může být dále zvýšena na 28% při použití nočního chlazení s motoricky ovládanými okny. Následně tento pokročilý systém přispívá k trvale udržitelnému rozvoji. Celková spotřeba energie u kancelářských budov je okolo 10% z celkové národní spotřeby. Redukci CO 2 emisí o 28% v kancelářských budovách lze hrubě odhadnout na 3% pro celý stát. Obrázek 6. Primární energie pro místnost potřebná pro vytápění, chlazení, osvětlení a větrání. Stránka 10 z 19

11 Na obrázku č.6 je příspěvek různých systémů na redukci energie jasně prezentován. Je zajímavé vidět, jak energie na chlazení může být redukována na nulu, zatímco požadavek na vytápění roste. V celkovém součtu při lepší kontrole osvětlení a nočním chlazení je požadavek na fosilní energie redukován na 29%. Je zřetelné, že automatizovaný systém přispívá k energetickým úsporám. Jsou však vynaložené náklady efektivní? Na obrázku č.7 lze prohlédnout zřetelnou demonstraci, že pokročilý systém řízení je z hlediska nákladů efektivní, ale toto je převážně způsobeno snížením kapacity na instalaci klimatizačních jednotek, které razantně snižují investiční náklady. Zde je ukázáno, že dodatečné náklady na pořízení tohoto systému jsou vráceny a překonány redukcí těchto nákladů na instalaci. Dochází také ke snížení provozních nákladů, ale tento podíl nepřevažuje. Obrázek 7. Roční provozní náklady a investiční náklady na místnost (20m2 podlahová plocha) 5.2 Návratnost Velmi zajímavých výsledků dosáhneme, pokud budeme posuzovat návratnost pro 2 různé příklady: 1) Komplexní řešení fasády a souvisejících instalací. Projektant navrhující fasády bude začleněn v časné fázi projektu a přesvědčí architekta a vlastníka budovy o vhodnosti instalace minimálně pokročilého systému protisluneční ochrany. 2) Systém protisluneční ochrany je začleněn do budovy jako nevyhnutelný v závěrečné fázi projektu a nebo dokonce poté, co již budovu užívá její vlastník, který zjistil, že nelze budovu užívat bez protisluneční ochrany. Instalace HVAC jsou poté navrženy pro uzavřenou fasádu s vnitřními žaluziemi. Stránka 11 z 19

12 1) Komplexní návrh. Kapacita HVAC se redukuje v závislosti na systému protisluneční ochrany. Specialista pro návrh fasády se angažuje v časné fázi projektu. (vnitřní tepelná zátěž 40 W/m2) S y s t é m Systém 0 Vnitřní žaluzie. Bez řídícího systému. 1 Bez protisluneční ochrany. 2 Vnější žaluzie, trvale spuštěné. 3 Vnější žaluzie, stažené dole, intenzita slunce >250 W/m2 4 Vnější žaluzie řízeny k dosažení intenzity 500 Lux 5 Jako systém č.4, ale i včetně nočního chlazení Pořizovací náklady HVAC v EUR Pořizovací cena protisluneční ochrany a ventilačních oken v EUR Pořizovací náklady HVAC+prot isluneční ochrana v EUR Další náklady vzhledem k systém u č.0 Provozní náklady za rok v EUR Energetické úspory vzhledem k systému č.0 v EUR Návratnost v letech 2) Bez promyšlené integrace. Kapacita HVAC není snížena a je navržena pro systém č.0. Specialista navrhující fasádu byl přizván k projektu příliš pozdě. (vnitřní tepelná zátěž 40 W/m2) S y s t é m Systém 0 Vnitřní žaluzie. Bez řídícího systému. 1 Bez protisluneční ochrany. 2 Vnější žaluzie, trvale spuštěné. 3 Vnější žaluzie, stažené dole, intenzita slunce >250 W/m2 4 Vnější žaluzie řízeny k dosažení intenzity 500 Lux 5 Jako systém č.4, ale i včetně nočního chlazení Pořizovací náklady HVAC v EUR Pořizovací cena protisluneční ochrany a ventilačních oken v EUR Pořizovací náklady HVAC+prot isluneční ochrana v EUR Další náklady vzhledem k systém u č.0 Provozní náklady za rok v EUR Energetické úspory vzhledem k systému č.0 v EUR Návratnost v letech (7) (6) (5) (5) Budoucí vývoj: (,,) = doba návratnosti při ročním zvyšování cen energií o 10% Tabulka 1. Doba návratnosti pro různé systémy protisluneční ochrany. Data jsou vztažena ke standardní místnosti o podlahové ploše 20m2 a ploše oken 40% s natočením na jižní stranu. Povětrnostní data jsou vzata z Nizozemí. Stránka 12 z 19

13 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny (V případě, že protisluneční ochrana je integrována v časné fázi projektu, nastává návratnost okamžitě. Tohoto výsledku nedosáhneme, pokud bude návrh fasády odsunut do konečné fáze projektu. Potom kapacita zařízení HVAC nemůže být ponížena díky aplikaci pokročilého systému protisluneční ochrany a tím pádem bude návratnost velmi dlouhá. Příznivější situace nastane tehdy, pokud budeme počítat s ročním zvyšování cen energií o 10%.) V tabulce č.1 jsou analyzovány 2 případy. Horní část tabulky dává přehled o nákladech HVAC a dalších nákladech na systém protisluneční ochrany, který by měl zajišťovat řízení denního osvětlení, protisluneční ochranu a chlazení přirozeným větráním. Zde jsou brány v potaz snížené náklady na pořízení chladícího zařízení o nižší kapacitě. V dolní části tabulky se bere v úvahu postup při navrhování HVAC tradiční cestou: vnitřní žaluzie bez řízení. Kapacita chladícího zařízení je poté mnohem vyšší. To prodlužuje dobu návratnosti, v našem případě na 16 let. Komplexní přístup snižuje náklady dramaticky. Důvod lze nalézt v tom, že aplikací pokročilého systému protisluneční ochrany se snižuje kapacita chladícího zařízení a tím se velmi významně snižují celkové náklady. Proto společně s neméně významnými úsporami provozních nákladů obdržíme pozitivní hodnoty pro tento komplexní přístup. Lze usuzovat, že vícenáklady na pořízení pokročilého systému protisluneční ochrany (případně v kombinaci s ventilačními okny), přináší zisk okamžitě. Toto nelze tvrdit o klasickém systému chlazení navrženém na poslední chvíli. Pokud se specialista pro návrh ventilačních oken připojí k procesu tvorby dokumentace až v závěrečné fázi, kdy jsou již chladící zařízení navržena, nemůže být aplikací pokročilého systému redukován výkon těchto chladících zařízení. Následně dochází k prodloužení doby návratnosti, jak lze vidět na obrázku č.8. K příznivější situaci dojde tehdy, pokud započteme roční zvyšování energií o 10%. Pak výpočtem obdržíme rozumnější dobu návratnosti. Obrázek 8. Doba návratnosti. Komplexní přístup zajistí snížení investičních nákladů v takové míře, že vícenáklady na pořízení pokročilého systému protisluneční ochrany jsou plně kompenzovány. Systémy bez komplexního přístupu vykazují delší dobu návratnosti. Stránka 13 z 19

14 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny Obrázek 9. Celkové vícenáklady na systém v porovnání se systémem č.0 při komplexní a dodatečné instalaci. (Komplexní přístup dává záporné hodnoty. To by mělo být interpretováno jako zisk) Na obrázku č.9 jsou zobrazeny vícenáklady v procentech a to v porovnání s jednoduchým systémem č.0. Při komplexním návrhu vycházejí hodnoty záporné kvůli významnému snížení kapacity HVAC instalací. Například snížení nákladů při aplikaci pokročilého systému č.4 vychází na 29%, přičemž užíváním nočního chlazení pomocí ventilačních oken bude tato hodnota dokonce 43%. Pokud se vezme v úvahu meziroční zvyšování cen energií o 10%, klesne doba návratnosti na 5 let. Pak i při této situaci se řešení zatraktivní. 5.3 Marketing Z výše uvedených výsledků lze vyčíst, že specialisté pro návrh protisluneční ochrany a ventilačních oken by měli být přizváni k projektu v časném stádiu návrhu. Mohou tak snadno ukázat, že jejich produkty jsou cenově velmi zajímavé s ohledem na redukci výkonu chladících instalací a tím pádem i kvůli snížení pořizovacích nákladů. Při tom je velmi důležité, aby tato informace byla předána architektům, developerům a uživatelům budov. Pokud se tito specialisté nezúčastní procesu od začátku, budou instalace zbytečně předimenzované. Energetické úspory, jako jeden z mnoha faktorů, poté nepřesvědčí klienta, např. pokud doba návratnosti bude 16 let z výše uvedeného příkladu.při tom je velmi důležité se právě zaměřit na snížení kapacity zařízení HVAC, protože pak zejména okamžité snížení investičních nákladů přesvědčí klienta. Stránka 14 z 19

15 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny 5 let. Pak bude pokročilý systém cenově příznivější. 6 Závěr Všeobecně lze usuzovat, že pokročilé systémy protisluneční ochrany mají významnější vliv na velikost (kapacitu) zařízení pro vytápění, ventilaci a klimatizaci než na provozní energie, které tyto instalace spotřebují. Pokročilé systémy protisluneční ochrany jsou cenově přijatelné, ale toho se dociluje zejména snížením kapacity instalací a tím i snížením pořizovacích nákladů. Studie ukazuje, že vícenáklady na pořízení pokročilého systému protisluneční ochrany se snadno vrátí snížením pořizovacích nákladů na instalacích HVAC. Provozní náklady také klesají, ale s nižším rozsahem. Emise CO2 vztažené k budově mohou být sníženy až o 18%, pokud bude instalován pokročilý systém protisluneční ochrany v porovnání se systémem neřízených vnitřních žaluzií. Tato hodnota může být dále zvýšena při aplikaci nočního chlazení s použitím motorově řízených ventilačních oken až na 28%. Snížení emisí CO2 o 28% v kancelářských budovách mohou tvořit při hrubém odhadu 3% pro celý stát. Komplexní návrh HVAC a fasády snižuje významně náklady. Lze předpokládat, že vícenáklady na pořízení pokročilého systému protisluneční ochrany přináší okamžitý profit. Toto tvrzení nelze převzít u řešení navrženého na poslední chvíli s návrhem počítajícím s nejméně příhodnou variantou (vnitřní žaluzie). Pokud dodavatelé těchto systémů budou přizváni k řešení projektu v jeho rané fázi, mohou dokázat návratnost vložených finančních prostředků ihned v prvním roce. Instalace jsou ziskové hned od začátku. Pokud nejsou výrobci systémů protisluneční ochrany začleněni do brzkých fází projektů, čelí poté budova problému s předimenzovanými instalacemi. Úspory provozních nákladů, které jsou určitě pozitivním faktorem, nepřesvědčí klienta o návratnosti vložených finančních prostředků během např. zmíněných 16 let. Pokud bude brána v úvahu zvyšující se hladina cen energií s ročním navýšením o 10%, poté se sníží u nekomplexního řešení doba na 7 Literatura ES_SO publication. Enviromental and energy saving from solar shading /7 NatVent. Overcoming barriers to natural ventilation. European project which has been carried out by a consortium of nine partners. All results are put on CD ROM. Editor: Peter Wouters BBRI, Belgium (1998). Olst, van. Vuistregels voor installatiekosten (2004). (Rules of thumb for installation costs). Paassen A:H:C: van. Rules for cooling through motorized vent windows. 19th International Congress IIR, The Haque (1995), Faculty of Mechanical Engineering and Marine Technology, Delft University of Technology, The Netherlands Paassen, A.H.C. van, T.P. van der Stelt. Een interaktief computerprogramma voor het ontwerpen van klimaabehaarsingsininstallaties ENERK. TWL Magazine 30, november (2001), p Stec, W.J.Symbiosis of double skin facade and indoor climate installation. PhD thesis, Faculty 3mE, Technical University Delft. January (2006). Stránka 15 z 19

16 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny 8 Přílohy: 8.1 Vstupní data pro místnost a jeden ze zmíněných systémů Stránka 16 z 19

17 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny 8.2 Enerk Enerk je počítačový program pro návrh HVAC systémů (Systémy vytápění, větrání a klimatizace) v úzkém propojení na řešení fasád a protisluneční ochrany. Lze jej využít v časných stádiích projektu pro podporu volby vhodného systému s ohledem na spotřebu energie, emise CO2 a náklady. Stránka 17 z 19

18 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny 8.3 Výsledky výpočtu Stránka 18 z 19

19 Výhody různých typů protisluneční ochrany a nočního chlazení ventilačními okny 8.4 Zhodnocení porovnáním Obrázek 10: Příkon pro chlazení a spotřeba energie na chlazení vypočítaná 2 rozdílnými programy: Enerk a Stec (PhD, Stec) Obrázek 11: Redukce příkonu chladícího zařízení a spotřeby energie vypočítaná 2 rozdílnými programy: Enerk a Stec (phd, Stec). Oba programy vykazují snížení ve stejném pořadí. Stránka 19 z 19