Vytápění a větrání nízkoenergetických a pasivních domů. Soubor pasivních domů Koberovy

Transkript

1 Vytápění a větrání nízkoenergetických a pasivních domů Soubor pasivních domů Koberovy ATREA s.r.o.,

2 Úvod Proč vůbec stavět nízkoenergetické a pasivní domy? Má to vůbec smysl? ATREA s.r.o.,

3 1. Ekologické hledisko Copak se se Zemí stane, až se rozsvítí i oblasti jako je : Rusko Čína Afrika Jižní Amerika Austrálie ATREA s.r.o.,

4 1. Ekologické hledisko Cca 2 % obyvatelstva spotřebuje 8 % energetických a 9 % surovinových zdrojů V provozu budov se v současnosti spotřebovává cca 45-5 % světové spotřeby energií K další spotřebě energií dochází při výstavbě při výrobě použitých materiálů při dopravě materiálů na stavbu mnohdy na velké vzdálenosti i mezi kontinenty (Doprava = druhý největší producent C2) při ukončení cyklu životnosti stavby její likvidací Vzhledem k tomu, že patříme mezi osoby patřící mezi oněch 2 % spotřebovávající populace světa, patří mezi naše povinnosti činit taková opatření, která snižují negativní důsledky této naší spotřebovávající činnosti Každá kwhod spotřebované energie, ať formou tepelné nebo elektrické energie, se dá vyjádřit množstvím vyprodukovaného CO2 Můžeme se přít pouze o to zda 1 kwhod = ø 5,75 kg CO2, případně jaký vliv má množství vypouštěného CO2 do ovzduší na ekologickou ATREA s.r.o.,

5 1. Ekologické hledisko Vědci nám pouze ukazují, jak stoupá koncentrace CO2 v ovzduší za poslední roky. Závěr si musí udělat každý sám. ATREA s.r.o.,

6 1. Ekologické hledisko Pohled na Zemi, kde se v současné době nejvíc spotřebovává energie : ATREA s.r.o.,

7 1. Ekologické hledisko Současná architektura vytváří největší ekologickou stopu na Zemi!!! Jakákoliv úspora v oblasti provozu budov, a to nejen občanských, ale i průmyslových, je odpovědnou investicí nás, v této době, pro budoucí generace. ATREA s.r.o.,

8 2. Hledisko naše vlastní peněženka Kolik vám to žere, sousede? U aut, které si kupujeme na 5-1 let nás zajímají desetiny litru spotřeby U domů, které stavíme na 1, 2 let nás nezajímají Watty spotřeby energií a mnohdy ani kw spotřeby energií ATREA s.r.o.,

9 2. Hledisko naše vlastní peněženka Příklady nárůstu cen plynu jen v letošním roce leden 28 ATREA s.r.o.,

10 2. Hledisko naše vlastní peněženka Příklady nárůstu cen plynu jen v letošním roce duben 28 ATREA s.r.o.,

11 2. Hledisko naše vlastní peněženka Příklady nárůstu cen plynu jen v letošním roce červenec 28 ATREA s.r.o.,

12 2. Hledisko naše vlastní peněženka Pozorujeme neustálý růst cen ropy od ní se odvíjejí ceny plynu, elektřiny a dalších energií ATREA s.r.o.,

13 O to jde především snížení spotřeby energie na vytápění je možno až o 9 % Spotřeba Celková energií spotřeba na energií 1 m2 - srovnání vytápěné norem a plochy předpisů za rok hodnota energie v kwh/m2a běžná výstavba v ČR do cca 199 cca elektro energie na provoz domácnosti elektro energie na provoz vzduchotechniky ohřev teplé vody topení SNB 198 (Švédsko) WschVo 1984 (SRN) WschVo 1995 (SRN) Nízkoenergetický dům - obecně Snížení spotřeby el. energie na Pokud provoz chceme dosáhnout Úspor energie na domácnosti nízkoenergetického ohřev TUV dosáhneme a dosáhneme pasivního domu jen použitím použitím solární 9 % - energie bez úsporných provozu nebo vzduchotechniky spotřebičů a také tepelných s rekuperací použitím čerpadel to již nejde fotovoltaických slunečních panelů cca4 5 cca15 15 Energeticky pasivní dům - obecně ATREA s.r.o.,

14 Maximální hodnoty spotřeby energie na vytápění pro jednotlivé kategorie objektů Energeticky úsporné objekty Nízkoenergetické objekty Energeticky pasivní objekty - max 7 kwh/m2.a - max 5 kwh/m2.a - max 15 kwh/m2.a Co znamenají v souvislosti s energeticky pasivními domy údaje: ? max 15 kwh/m2a max 4 kwh/m2a Rozdělení objektů spotřeba energie na vytápění za rok (topnou sezónu) v přepočtu na m2 podlahové plochy spotřeba celkové energie na provoz objektu za rok v přepočtu na m2 podlahové plochy cca 15 kwh/m2a - topení cca 11 kwh/m2a - ohřev TUV cca 14 kwh/m2a - provoz domácnosti max 12 kwh/m2a primární energie - přepočet na základní energetickou surovinu (spotřeba objektu vč. přenosových ztrát - např. u elektro max 4 * 3) ATREA s.r.o.,

15 Rozdělení objektů Pasivní dům jen rodinný dům Pasivní dům = jakýkoli stavební objekt splňující kritéria spotřeby energií 15 kwhod / m2. a 4 kwhod / m2. a 12 kwhod / m2. a ATREA s.r.o.,

16 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY Ucelený soubor objektů přirozeně se začleňující do okolní krajiny a zástavby ATREA s.r.o.,

17 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY První hromadně postavený soubor pasivních domů v ČR ATREA s.r.o.,

18 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY Konstrukce - dřevostavba ATREA s.r.o.,

19 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY Vlastní výstavba zhotovování konstrukcí probíhá na místě Díky minimální spotřebě dřeva cca 8 9 m3 na jeden objekt se snižují dopravní náklady Nepřeváží se z hlediska objemu a hmotnosti tuny materiálu ATREA s.r.o.,

20 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY ATREA s.r.o.,

21 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY Kolaudace - červen až srpen 27 ATREA s.r.o.,

22 Výstavba 13 pasivních domů KOBEROVY Pestrost výstavby při tvarově shodném řešení budovy Ani jeden z domů nemá stejné provedení venkovního designu a nemá shodné vnitřní uspořádání místností ATREA s.r.o.,

23 PRINCIPY : Co je třeba pro PASIVNÍ DŮM? Dobrý architektonický návrh budovy nejen co se týče tvaru, ale i začlenění do okolí, natočení vůči světovým stranám, vnitřní dispozice místností, množství a velikosti oken a jejich stínění Kvalitní zateplení o síle cca 28-4 mm standardní izolace (např. polystyrén, minerální vlna, ale také celulóza, konopí, len, ovčí vlna, dřevovlákniny nebo sláma, atd.) U obvodového pláště =,14-,1 Wm-2K-1 Důsledné odstraňování tepelných mostů stavebních konstrukcí Kvalitní provedení těsné stavby (pokud má být větrání pod kontrolou je to nezbytné). Provádí se tzv. Bloowerdoor testem těsnosti maximální dosahované hodnoty průvzdušnosti by měly být,6 h-1 a méně Kvalitní okna s trojsklem a nejlépe i se zatepleným rámem okna. U celého okna =,71-,86 Wm-2K-1 (opatrné zacházení s velikostí prosklených ploch, které i v nejvyšší kvalitě budou vždy zdrojem nejvyššího úniku tepla) Vysoce účinné větrání s rekuperací tepla a nejlépe v jednom zařízení zároveň s teplovzdušným vytápěním ATREA s.r.o.,

24 Výpočet tepelných ztrát objektu Q = Qk + + Q i n f Q vě tr Q celkové tepelné ztráty Qk ztráty stavebními konstrukcemi stěny, podlahy, stropy, střechy, okna, dveře Qinf ztráty infiltrací netěsnosti oken a stavby Qvětr ztráty větráním ATREA s.r.o.,

25 Tepelné ztráty objektu a tepelné ztráty větráním Při zlepšujících se tepelně izolačních vlastnostech stavebních konstrukcí (stěny, okna, střešní konstrukce) je tepelná ztráta z větrání okny tj. bez rekuperace, vyšší než tepelná ztráta prostupem stavebními konstrukcemi ATREA s.r.o.,

26 Shrnutí stavební části Díky dokonalým tepelně izolačním parametrům konstrukcí a oken je na minimum potlačena ztráta prostupem. Vzduchotěsný plášť budovy a těsnost rámů oken eliminuje ztrátu infiltrací. Z hlediska stavby je problém vyřešen, maxima je dosaženo. Co ale vnitřní mikroklima? Dá se v tomto prostředí také žít? ATREA s.r.o.,

27 ZÁKLADNÍ VELIČINY, KTERÉ MUSÍ BÝT V INTERIÉRU OBJEKTU V ROVNOVÁZE : TEPLOTA V OBJEKTU : Požadavek na udržení interiérové teploty dle požadavku norem a uživatele Zde je vazba na tepelné ztráty domu čím vyšší teplota v objektu, tím vyšší tepelné ztráty a tím také vyšší spotřeba energií na vytápění RELATIVNÍ VLHKOST VZDUCHU V OBJEKTU : (s důrazem na topné období): Doporučuje se udržet v rozsahu 4 5% (v zimním období) ODÉROVÉ MIKROKLIMA V OBJEKTU : (obsah CO2; obsah pachů, škodlivin a výparů): Přívodem čerstvého vzduchu se snažíme udržet koncentrace pachů, škodlivin a CO2 v normě, nebo tak, aby nám (uživatelům) vyhovovaly- lidově řečeno, aby nebyl nikde smrad. ATREA s.r.o.,

28 PROBLÉMY VĚTRÁNÍ Velké větrání : Vzrůstá spotřeba energií na větrání - ŠPATNĚ V zimě se vysušuje prostor relativní vlhkost je nízká - ŠPATNĚ Odéry, CO2 díky velkému větrání jsou nízké koncentrace - DOBŘE Malé větrání : Spotřeba energií je nízká - DOBŘE Vzrůstá relativní vlhkost - ŠPATNĚ Odéry, CO2 díky malému větrání se zvyšují koncentrace - ŠPATNĚ Je potřeba vyvážit větrání s produkcí škodlivin a zejména vlhkosti v budovách!!! ATREA s.r.o.,

29 Větrání x ztráta tepla Je možné větrat, aniž bychom teplo ztratili otevřeným oknem? Je možné toto teplo vrátit zpět do objektu? REKUPERACE TEPLA ATREA s.r.o.,

30 Co je to rekuperace tepla? Znovuzískávání odpadního tepla, kdy odpadní teplý vzduch předává svou energii nasávanému čerstvému (obvykle chladnějšímu) vzduchu. ATREA s.r.o.,

31 Co je to rekuperace tepla? Odsávaný vzduch a přiváděný čerstvý vzduch se za žádných okolností nemísí jsou dokonale od sebe odděleny! Pouze si předávají teplo!!! ATREA s.r.o., *

32 2 možnosti jak vytápět a větrat Při stavbě domu je možné použít tyto varianty vytápění a dokonalého větrání s rekuperací tepla : ) Řízené větrání v kombinaci s klasickou topnou soustavou (radiátory, podlahové vytápění apod.) ) Teplovzdušné vytápění a větrání s rekuperací tepla jako jedno společné zařízení ATREA s.r.o.,

33 Ad 1) Řízené větrání s rekuperací Vytápění objektu zajišťuje samostatná otopná soustava!!! Řízené větrání s rekuperací tepla zajišťuje centrální VZT jednotka Přívod čerstvého vzduchu do obytných místností Odtah odpadního vzduchu z WC, koupelen, kuchyně ATREA s.r.o.,

34 DUPLEX 23 / 33 / 5 EC Ad 1) Jednotky pro řízené větrání Rozměry 75 x 53 x 355 Účinnost 89% Ventilátory s EC řízením Ovládání - CP 1-14 stupňů výkonu - udržování konstantního průtoku vzduchu ATREA s.r.o.,

35 Proč ale u pasivního nebo nízkoenergetického domu realizovat dvě soustavy? Vytápěcí soustavu a větrací soustavu? úvaha Není možné zajistit vytápění a větrání objektu pomocí jednoho systému? V mnohých státech bylo vytápění a větrání realizováno pomocí rovnotlakého větracího systému, ale hovoří se o problémech s nízkou interiérovou vlhkostí. Kde je problém? Je možné i jiné řešení? ATREA s.r.o.,

36 vzduch jako nosič tepla U rovnotlakého větracího systému pro vytápění objektu musíme stále přivádět venkovní vzduch Celodenním přívodem 1 m3/h (obvyklá hodnota větrání pro čtyřčlennou rodinu při plném obsazení) a max. možným dohřevem na 5 C jsme schopni do objektu přivést topný výkon 1 1 W. Tato hodnota je však i pro pasivní domy nedostatečná!! Při zvýšení přívodu vzduchu dle požadavku tepelných ztrát objektu např. pro 2 kw trvale cca 2 m3/h - dochází v topném období k vysušování interiéru právě výměnou vnitřního (vlhkého) vzduchu za venkovní (suchý). ATREA s.r.o.,

37 řešení Teplovzdušné vytápění a větrání s rekuperací tepla dvouzónový systém ATREA s.r.o.,

38 Ad 2/ Teplovzdušné vytápění a větrání s rekuperací tepla Dvouzónový systém Systém je tvořen dvěma okruhy 1. cirkulačním okruhem 2. větracím okruhem (s rekuperací odpadního tepla). Oba okruhy jsou provozovány jednou centrální jednotkou Řízení ve vazbě na jednu centrální dvouzónovou VZT jednotku umožňuje provoz každého okruhu samostatně, popř. v kombinaci. Provozní režimy optimálně využívají vzduchotechnický systém dle celoročních požadavků uživatelů a také dle parametrů objektu ( režim topení bez větrání, při vaření, nočním předchlazení atd.). ATREA s.r.o.,

39 REŽIM č.3 (cirkulační) bez ohřevu. Režimy provozu ATREA s.r.o.,

40 Režimy provozu REŽIM č.3 - cirkulační bez požadavku na dohřev vzduchu a temperování objektu - využívá se pouze cirkulující vzduch interiéru - nasává se v nejvyšší části objektu a v největší místnosti přízemí centrální mřížkou (např. nad krbovými kamny) - průchodem vzduchotechnickou jednotkou se vzduch filtruje - vzduch se přivádí zpět do obytných místností Výhody cirkulačního okruhu : - cirkulací jsou tepelné zisky (krb, slunce) rozváděny do celého objektu - obyvatel, sedící v přízemí má k dispozici nevydýchaný vzduch z místností, které jsou prázdné, objekt slouží jako kapacitní článek, díky tomu je možné snížit celodenní intenzitu větrání = provozní úspory ATREA s.r.o.,

41 REŽIM č.3 (cirkulační) s ohřevem. Režimy provozu zimní režim ATREA s.r.o.,

42 Režimy provozu REŽIM č.3 - cirkulační s ohřevem vzduchu - teplota v interiéru je udržována pomocí prostorového termostatu, nejlépe s možností nastavení např. denní a noční teploty - cirkulací s ohřevem vzduchu ve vzduchotechnické jednotce se pokrývají tepelné ztráty objektu Výhody cirkulačního okruhu s ohřevem vzduchu : - při temperování není nutné větrat, nevysušuje se interiér. Velmi vhodné v době, kdy je rodina na zimní dovolené, delší dobu mimo objekt apod. - vhodným dimenzování VZT jednotky (ohřívače a cirkulačního ventilátoru) je možné temperovat i větší objekty, bez nutnosti přivádět jakékoliv množství vzduchu z exteriéru ATREA s.r.o.,

43 REŽIM č.1 (větrací). Režimy provozu zimní režim ATREA s.r.o.,

44 Režimy provozu REŽIM č.1 - větrací v tomto nastavení se teplovzdušné vytápění provozuje ve stejném principu, jako rovnotlaká větrací jednotka vzduch je odváděn z WC, koupelen a kuchyně, je nahrazován čerstvým venkovním vzduchem a tento je přiváděn do obytných místností ATREA s.r.o.,

45 Režimy provozu zimní režim REŽIM č.2 cirkulační + větrací ATREA s.r.o.,

46 Režimy provozu REŽIM č.2 větrací + cirkulační vytápěcí : - vzduch je samostatným okruhem odváděn z WC, koupelen - po rekuperaci je přiváděný venkovní čerstvý vzduch přimíchán do cirkulačního vzduchu a následně přiveden do obytných místností - je využito všech výhod obou režimů (cirkulačního + rovnotlakého větracího) - najednou tedy část vzduchu cirkuluje po objektu a pokrývá tepelné ztráty objektu a část vzduchu je větráno za čerstvý venkovní vzduch - oba okruhy (větrací i cirkulační) jsou dokonale odděleny, odváděný vzduch z WC, koupelen a kuchyní se nedostává do obytné části ATREA s.r.o.,

47 Režimy provozu letní režim REŽIM č.4 podtlakové větrání (odsávání WC, kuchyně, koupelen) ATREA s.r.o.,

48 Režimy provozu REŽIM č.4 podtlakové větrání : - využívá se v letním období - z WC, koupelen a kuchyní se vzduch pouze odsává ven z objektu - čerstvý venkovní vzduch se do objektu dostává již pootevřenými okny ATREA s.r.o.,

49 Zemní výměník tepla 1. generace V letním období se vzduch procházející zemním výměníkem tepla (plastová trubka uložená v zemi) ochlazuje od okolní zeminy možno použít pro ochlazování interiéru (částečná náhrada strojní klimatizace) Schéma ZVT SÁNÍ PŘES TVAROVKU VE STĚNĚ Při venkovní teplotě 2-2 C (přechodové období) tvarovka s klapkami a servopohonem SÁNÍ PŘES ZEMNÍ VÝMĚNÍK TEPLA Při venkovní teplotě > 2 C (letní chlazení) Při venkovní teplotě < 2 C (zimní předehřev) šachtu usadit min. 8 mm nad terén (tuto výšku upravit dle sněhových podmínek) V zimním období se přiváděný vzduch průchodem trubkou od okolní zeminy ohřívá energetický přínos ATREA s.r.o.,

50 Režimy provozu letní režim REŽIM č.5 přetlakové větrání (možnost využití pro noční předchlazení, ve spojení se zemním výměníkem tepla i pro chlazení interiéru) ATREA s.r.o.,

51 REŽIM č.2 cirkulační + větrací + ZVT Režimy provozu zimní režim se zem. výměníkem ATREA s.r.o.,

52 Zemní výměník tepla cirkulační 2.generace Další variantou provedení zemního výměníku je tzv. cirkulační provedení ZVTc. Díky dvoutrubkovému provedení stačí cca ½ výkopů jako u předchozí varianty ZVT. Díky tomu, že se pro letní chlazení může využít pouze interiérový vzduch, dochází i k menší kondenzaci uvnitř ZVTc. ATREA s.r.o.,

53 Režimy provozu REŽIM č.5a cirkulační chlazení ve vazbě na cirkulační zemní výměník ATREA s.r.o.,

54 Režimy provozu REŽIM č.5a+větrání cirkulační chlazení ve vazbě na cirkulační zemní výměník vč. režimu větrání (sepnuto na základě externího signálu např. z WC) ATREA s.r.o.,

55 Zemní výměník s nemrznoucí kapalinou 3.generace Všechny provozní režimy stejné jako u vzduchového ZVTc: předehřev v zimním období; předchlazení v letním přímé; cirkulační chlazení Žádná kondenzace v zemních trasách, kondenzát z výměníku odtéká do kanalizace!!! ATREA s.r.o.,

56 Zemní výměník s nemrznoucí kapalinou 3.generace REALIZACE FAST Kollektor ( ATREA s.r.o., *

57 Přívod vzduchu do obytných místností Do obytných místností je vzduch přiváděn plochým rozvodem v tl. izolace podlah, ukončených podlahovou vyústkou nejlépe u ochlazovaných stěn. (U NED domů podmínka; u EPD možno přívod realizovat i ze stropu ventily záleží na posouzení odborného projektanta) ATREA s.r.o.,

58 Příklady rozvodů do obytných místností Paprskovité rozvody k jednotlivým vyústkám ATREA s.r.o.,

59 Příklady rozvodů do obytných místností ATREA s.r.o.,

60 Příklady rozvodů do obytných místností Nasávání teplého cirkulačního vzduchu nad krbovými kamny ATREA s.r.o.,

61 Příklady rozvodů do obytných místností Nasávání cirkulačního vzduchu na chodbě Při realizaci Po dokončení ATREA s.r.o.,

62 Příklady rozvodů do obytných místností Odsávání z kuchyně větrací vzduch Cirkulační digestoř ATREA s.r.o.,

63 Příklady jednotek ATREA Duplex RDH Duplex RB Duplex RC Duplex RK2 ATREA s.r.o.,

64 Příklady zabudování jednotek ATREA s.r.o.,

65 Příklady zabudování jednotek ATREA s.r.o.,

66 Tepelné čerpadlo Napojení na zdroje tepla Pro zajištění temperování objektu potřebuje jednotka DUPLEX R_ zdroj tepla IZT Plynový kotel Elektrický kotel Elektrický ohřívač do potrubí ATREA s.r.o.,

67 IZT Integrovaný zásobník tepla IZT 615 / 915 základní ohřev solární články základní ohřev krbová vložka dřevokotel, libovolný kotel možnost připojení tepelných čerpadel pomocný ohřev elektrospirály Příprava topné vody a ohřev TUV v jednom zařízení. ATREA s.r.o.,

68 IZT Integrovaný zásobník tepla IZT 615 / 915 model 26 Výhody koncepce akumulační náplně (= topná voda systému objektu) a vnořeného výměníku pro průtočný ohřev teplé užitkové vody vyloučení vzniku bakterií LEGIONELLY (není nutné pravidelně zahřívat zásobník na vysoké teploty) odstranění usazování agresivních kalů delší životnost díky stratifikátoru dokonalejší rozvrstvení teplot po výšce zásobníku maximálně možné využití výkonu solárního systému ATREA s.r.o.,

69 IZT Integrovaný zásobník tepla příklady zapojení ATREA s.r.o.,

70 IZT Integrovaný zásobník tepla příklady zapojení ATREA s.r.o.,

71 Díky dvouzónovému teplovzdušnému vytápěcímu a větrácímu systému je i v zimě vlhkost mezi 4 5 % ATREA s.r.o.,

72 Děkujeme za pozornost Další dotazy Vám rádi odpoví naši odborní poradci ATREA s.r.o.,

73 ATREA s.r.o.,

74 ATREA s.r.o.,

75 ATREA s.r.o.,

76 Prezentaci připravili : Ing. Zdeněk Zikán Kolektiv pracovníků firmy ATREA s.r.o. V prezentaci byly použity také materiály Akad. arch. Aleše Brotánka více informací ATREA s.r.o.,