Klíčové faktory Průkazu energetické náročnosti budov

Transkript

1 Klíčové faktory Průkazu energetické náročnosti budov 1

2 Vzor a obsah PENB Průkaz tvoří protokol a grafické znázornění průkazu Protokol tvoří: a) účel zpracování průkazu b) základní informace o hodnocené budově c) stavební a technické systémy budovy d) energetická náročnost hodnocené budovy e) posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních systémů dodávek energie f) doporučená opatření pro snížení energetické náročnosti budovy při větší změně dokončené budovy 2

3 Grafické znázornění průkazu Je stejné jako pro novou budovu, budovu s téměř nulovou spotřebou energie, větší změnu dokončené budovy, jinou než větší změnu dokončené budovy, a pro případy prodeje a pronájmu budovy nebo její ucelené části. Pouze v případě neuvedení doporučených opatření se příslušné části grafického znázornění nevyplňují a nezobrazují se šipky s hodnotou ukazatelů energetické náročnosti odpovídajícím těmto doporučením. 3

4 PENB grafické znázornění (návrh) 4

5 PENB grafické znázornění (skutečnost) 5

6 3 -Ukazatele energetické náročnosti budovy a jejich stanovení a) celková primární energie za rok b) neobnovitelná primární energie za rok c) celková dodaná energie za rok d) dílčí dodané energie pro technické systémy vytápění, chlazení, větrání, úpravu vlhkosti vzduchu, přípravu teplé vody a osvětlení za rok e) průměrný součinitel prostupu tepla f) součinitele prostupu tepla jednotlivých konstrukcí na systémové hranici g) účinnost technických systémů 6

7 Požadavky na energetickou náročnost nové budovy (1) Požadavky na energetickou náročnost nové budovy a budovy s téměř nulovou spotřebou energie jsou splněny, pokud ukazatele energetické náročnosti uvedené v 3 odst. 2 písm. b), c) a e) nejsou vyšší než požadované hodnoty ukazatelů energetické náročnosti referenční budovy b) neobnovitelná primární energie za rok c) celková dodaná energie za rok e) průměrný součinitel prostupu tepla 7

8 Vlastnost Přirážkana vliv tepelných vazeb označení ΔU em jednotky W/(m 2.K) Změna dokončené budovy Referenční hodnota Nová budova Vnitřní tepelná kapacita C kj/(m 2.K) 165 0,02 Budova s téměř nulovou spotřebou energie Průměrný součinitel prostupu tepla U em W/(m 2.K) Požadovaná hodnota podle ČSN :2011 bez uplatnění horního omezení 0,8 x Požadovaná hodnota podle ČSN :2011 s horním omezením podle ČSN (2011) 0,6 x Požadovaná hodnota podle ČSN :2011 s horním omezením podle ČSN (2011) Dodaná energie na chlazení Celková propustnost slunečního záření Činitel clonění aktivními stínícími prvky pro režim chlazení Q fuel,c g kwh a) Rodinné domy a bytové domy : 0 b) Ostatní budovy : hodnota podle referenčních parametrů systémů chlazení - 0,5 F sh - 0,2 parametr označení jednotka Referenční hodnota Součinitel prostupu tepla U W/(m 2.K) Doporučená hodnota dle ČSN :11 8

9 Parametry referenční budovy (1) Parametry a hodnoty referenční budovy jsou stanoveny tak, aby zajistily nákladově optimální úroveň energetické náročnosti budov a prvků budov (2) Parametry a jejich hodnoty uvedené v tabulkách 1, 4 a 5 této přílohy charakterizují referenční budovu pro prokazování požadavku hodnocením celé budovy. U parametrů ovlivňující výpočet energetické náročnosti budov, pro které nejsou stanoveny referenční hodnoty, se použijí hodnoty shodné s navrhovanou budovou. 9

10 Referenční hodnota průměrného součinitele prostupu tepla Pro jednozónovoubudovu se stanoví podle vztahu: U [ ( U ) ] N,20, j. Aj. bj Aj = f R. + U m, R em, N,20 / f R požadované základní hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla podle tab. 1 přílohy f R -změna dokončené budovy. 1,0 -nová budova... 0,8 - budova s téměř nulovou spotřebou energie.. 0,6 10

11 Parametry referenční budovy Pokud součet průsvitných ploch tvoří více než 50% teplosměnné části vnějších stěn budovy, započte se pouze pro těchto 50% odpovídající požadovaná normová hodnota součinitele prostupu tepla U N,20 pro výplně otvorů a pro ostatní průsvitné plochy se uvažuje požadovaná normová hodnota součinitele prostuputeplau N,20 provnějšístěny 11

12 Parametry referenční budovy Pro budovu s lehkým obvodovým pláštěm se při stanovení hodnoty U em,n,20 použije pro neprůsvitné výplně požadovaná normová hodnota U N,20 pro vnější stěny a pro průsvitné výplně požadovaná normová hodnota U N,20 pro výplně otvorů ve vnější stěně. 12

13 Přístavby a nástavby Přístavba navyšující původní energeticky vztažnou plochu o více než 25% se považuje při stanovení referenčních hodnot ukazatelů energetické náročnosti budovy za novou budovu. 13

14 POSTUP VÝPOČTU 1. Určení hranic hodnocené zóny (zón) 2. Stanovení součinitelů prostupu tepla konstrukcí tvořících obálku hodnocené zóny U 3. Výpočet měrné tepelné ztráty H T 4. Stanovení energeticky vztažné plochy 5. Výpočet potřeby tepla na vytápění, klimatizaci, chlazení, přípravu TV a osvětlení 6. Výpočet měrné potřeby energie 7. Stanovení primární energie 8. Porovnání výsledků hodnocení s hodnocením referenční budovy 14

15 PENB nová budova Hodnocen přízemní nepodsklepený rodinný dům, bez vytápěného podkroví. Zastavěná plocha budovou je 54 m 2, obestavěný prostor 156,6m 3. Vnější výpočtové teploty podle TNI Vnitřní výpočtová teplota 20 C. Důmmá1bytaobývajího2osoby. Násobnostvýměnyvzduchu0,5h -1. Vnitřnítepelnákapacita165kJ/(K.m 2 ). 15

16 Přízemí rodinného domu 16

17 Řez rodinným domem 17

18 Výsledky hodnocení referenční budova Vstupní hodnoty hodnocení referenční budovy: - Doporučené hodnoty součinitelů prostupu tepla všech konstrukcí - Součinitel solární propustnosti g = 0,5 - Faktor obnovitelné a neobnovitelné energie:. vytápění 1,1. příprava teplé vody 1,1. osvětlení 3,0. Průměrný vliv lineárních tepelných vazeb 0,02 W/m 2 K Průměrný součinitel prostupu tepla budovy Součet měrných tepelných toků prostupem jednotlivými zónami H T : 53,2 W/K Plocha obalových konstrukcí budovy: 195,0 m 2 Limit odvozený z U,reqdílčích konstrukcí... U em,lim : 0,38 W/m 2 K Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy U,em: 0,27 W/m 2 K 18

19 Referenční budova Energetická náročnost vytápění za rok EP,H: 20,375 GJ 5,660 MWh 105 kwh/m 2,a Energ. náročnost přípravy TV za rok EP,W: 13,862 GJ 3,851 MWh 71 kwh/m 2,a Energ. náročnost osvětlení za rok EP,L: 7,042 GJ 1,956 MWh 36 kwh/m 2,a Celková roční dodaná energie Q,fuel=EP: 41,279 GJ 11,466 MWh 212 kwh/m 2,a 19

20 Navržená budova Vstupní hodnoty hodnocení navržené budovy: - Hodnoty součinitelů prostupu tepla konstrukcí. stěny, strop pod půdou U = 0,15 W/m 2 K. podlaha na terénu U = 0,30 W/m 2 K. výplně otvorů U = 0,85 W/m 2 K - Součinitel solární propustnosti g = 0,5 - Větrání nucené s rekuperací tepla účinnost 80% - Faktor obnovitelné a neobnovitelné energie:. vytápění - tepelné čerpadlo. příprava teplé vody tepelné čerpadlo + elektr. proud. osvětlení elektrický proud. průměrný vliv lineárních tepelných vazeb 0,02 W/m 2 K 20

21 Hodnocení navržené budovy Průměrný součinitel prostupu tepla budovy Součet měrných tepelných toků prostupem jednotlivými zónami H T : 29,0 W/K Plocha obalových konstrukcí budovy: 195,0 m 2 Limit odvozený z U,req dílčích konstrukcí... Uem,lim: 0,38 W/m 2 K Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy U,em: 0,15 W/m 2 K 21

22 Energetická náročnost vytápění za rok EP,H: 2,938 GJ 0,816 MWh 15 kwh/m2 Spotřeba energie na ventilátory Q,aux,F: 0,552 GJ 0,153 MWh 3 kwh/m2 Energ. náročnost mech. větrání za rok EP,F: 0,552 GJ 0,153 MWh 3 kwh/m2 Spotřeba energie na přípravu TV Q,fuel,W: 13,862 GJ 3,851 MWh 71 kwh/m2 Spotřeba pom. energie na rozvod TV Q,aux,W: Energ. náročnost přípravy TV za rok EP,W: 13,862 GJ 3,851 MWh 71 kwh/m2 Spotřeba energie na osvětlení a spotř. Q,fuel,L: 7,042 GJ 1,956 MWh 36 kwh/m2 Energ. náročnost osvětlení za rok EP,L: 7,042 GJ 1,956 MWh 36 kwh/m2 Celková roční dodaná energie Q,fuel=EP: 24,395 GJ 6,776 MWh 125 kwh/m2 22

23 Porovnání výsledků hodnocení Hodnocenékriterium Průměrný součinitel prostupu tepla Energetická náročnost -vytápění - mechan. větrání - příprava TV -osvětlení Celková roční dodaná energie Navržená budova Referenční budova 0,15 0,27x 0,8 = 0,21 < 0,50 15 kwh/m 2 K 3 kwh/m 2 K 71 kwh/m 2 K 36 kwh/m 2 K 105 kwh/m 2 K - 71 kwh/m 2 K 36 kwh/m 2 K 125 kwh/m 2 K = 209 kwh/m 2 K hodnocení 0,15/0,21 = 0,71 = B 125/209 = 0,6 = B 23

24 Hodnoty faktoru primární energie pro referenční budovu Typ spotřeby Faktor primární energie Faktor neobnovitelné primární energie vytápění 1,1 1,1 chlazení 3,0 3,0 příprava teplé vody 1,1 1,1 úprava vlhkosti vzduchu 3,0 3,0 Mechanické větrání 3,0 3,0 osvětlení 3,0 3,0 Pomocné energie (čerpadla, regulace apod.) 3,0 3,0 24

25 Stanovení primární energie Spotřeba energie na: Referenční budova vytápění 105 x 1,1 = 115,5 kwh/m 2 K Navržená budova 15 x 3,0 x 0,33 = 15,0 kwh/m 2 K Neobnovitelná primární energie Navržená opatření 15,0 kwh/m 2 K Vytápění pomocí tepelného čerpadla větrání - 3,0 x 3 = 9 kwh/m 2 K 9 kwh/m 2 K Mechanické větrání s rekuperací tepla přípravu TV 71 x 1,1 = 78,1 kwh/m 2 K osvětlení 36 x 3 = 108 kwh/m 2 K Celkem 301,6 kwh/m 2 K Hodnocení 35,5 x 3 = 106,5 35,3 x 3 x 0,33 = 35 kwh/m 2 K TČ + elektr. ohřev 36 x 3 = 108 kwh/m 2 K 273,5 kwh/m 2 K 141,5 kwh/m 2 K ½ spotřeby pomocí TČ ½ elektr. ohřev 108 kwh/m 2 K 273,5 C - úsporná Hodnocení podle vyhl. 148/2007 Sb kwh/m 2 K C úsporná 25

26 Rozbor výsledků hodnocení Energetická náročnost vytápění není vždy rozhodující v konečném hodnocení Rozhodující je spotřeba energie na přípravu TV osvětlení a provoz spotřebičů Spotřebu energie na přípravu TV lze snížit využitím solárních kolektorů či tepelného čerpadla Spotřebu energie na osvětlení lze snížit pouze využitím nových typů žárovek 26

27 Spotřeba energie na osvětlení Druh osvětlení Klasické žárovky, obecná svítidla Zářivky kompaktní Zářivky lineární Spotřeba energie pro hodnocený objekt 36 kwh/m 2 K 16 kwh/m 2 K 15 kwh/m 2 K Obvyklé vstupní údaje dle ČSN EN ISO tab. G.12 roční spotřeba elektrické energie na přípravu TV Obvyklé vstupní údaje dle ČSN EN ISO tab. G.12 roční spotřeba elektrické energie 10 kwh/m 2 K 20 kwh/m 2 K 27

28 Rekonstrukce budov Zákon č. 318/2012 Sb. s) větší změnou dokončené budovy změna dokončené budovynavícenež25%celkovéplochyobálkybudovy. 28

29 PENB rekonstrukce budovy 6 odst.(2): Požadavky na energetickou náročnost při větší změně a při jiné než větší změně dokončené budovy jsou splněny, pokud buď: a) hodnoty ukazatelů energetické náročnosti hodnocené budovy uvedených v 3 odst. 1, písm. b) a e) nebo v 3 odst. 1, písm. c) a e) nejsou vyšší než hodnoty těchto ukazatelů energetické náročnosti pro referenční budovu 29

30 Varianty hodnocení změn budov 1. varianta: b) neobnovitelná primární energie e) průměrný součinitel prostupu tepla 2. varianta: c) celková dodaná energie za rok e) průměrný součinitel prostupu tepla 3. varianta: f) součinitele prostupu tepla konstrukcí na systémové hranici 30

31 nebo: hodnota ukazatele energetické náročnosti hodnocené budovy pro všechny měněné technické systémy uvedeného v 3 odst. 2 písm. g) není nižší než požadovaná hodnota ukazateleuvedenávtabulceč.3.přílohyč.1 Tab. č. 3 Parametry a hodnoty pro jednotlivé technické systémy parametr označení jednotka Referenční hodnota Účinnost výroby energie zdrojem tepla Chladící faktor zdroje chladu Účinnost zdroje tepla pro přípravu teplé vody η H,gen (%) 80 EER C,gen (W/W) 2,7 η W,gen (%) 85 31

32 32

33 Vstupní hodnoty Hodnocen 8 podlažní bytový dům stavební soustavy T 08B Vnější výpočtové teploty podle TNI Vnitřní výpočtová teplota 20 C. Násobnostvýměnyvzduchu0,5h -1. Vnitřnítepelnákapacita165kJ/(K.m 2 ). 33

34 Větší změna dokončené budovy Navržené vlastnosti: - DTI stěnových konstrukcí.. U = 0,25 W/m 2 K -DTI střešní konstrukce U = 0,16 W/m 2 K -podlaha nad tech. podlažím.. U = 0,40 W/m 2 K -výměna oken za okna s IZ trojskly U = 0,85 W/m 2 K - větrání přirozené -Vytápění CZT s menším než 50% podílem obnovitelných zdrojů 34

35 Navržená budova -rekonstrukce Hodnota Součinitel U em obálky budovy Měrná potřeba energie na vytápění Potřebaenergie na vytápění Navržená budova Referenční budova Hodnocení Poměr N/R 0,38 < 0,5 W/m 2 K 0,46 < 0,5 W/m 2 K 0,82 C 36 kwh/m 2,a 42 kwh/m 2,a 0,86 C 43 kwh/m 2,a 50 kwh/m 2,a 0,86 C Přípravu TV 23 kwh/m 2,a 23 kwh/m 2,a - osvětlení 10 kwh/m 2,a 10 kwh/m 2,a - Celková spotřeba energie 76 kwh/m 2,a 83 kwh/m 2,a 0,91 C 35

36 Stanovení primární energie Spotřeba energie na: Referenční budova vytápění 105 x 1,1 = 115,5 kwh/m 2 K Navržená budova 86,0 x 1,4 = 120,4 kwh/m 2 K Neobnovitelná primární energie Energonositel 120,4 kwh/m 2 K CZT kotelna na hnědé uhlí větrání Přirozené větrání přípravu TV 71 x 1,1 = 78,1 kwh/m 2 K 71 x 1,4 = 99,4 kwh/m 2 K 99,4 kwh/m 2 K CZT kotelna na hnědé uhlí osvětlení 36 x 3 = 108 kwh/m 2 K 36 x 3 = 108 kwh/m 2 K 108 kwh/m 2 K Elektrický proud Celkem 301,6 kwh/m 2 K 328 kwh/m 2 K 328 kwh/m 2 K 328/301,6 D Hodnocení 328/301,6= 1,09 D - nehospodárná Nevyhovuje 36

37 Varianty hodnocení změn budov 1. varianta: b) neobnovitelná primární energie D nevyhovuje e) průměrný součinitel prostupu tepla C vyhovuje 2. varianta: c) celková dodaná energie za rok C vyhovuje e) průměrný součinitel prostupu tepla C vyhovuje 3. varianta: f) součinitele prostupu tepla konstrukcí na systémové hranici Doporučené hodnoty U a lepší -vyhovuje 37

38 Stavební soustava T 08B Opatření pro splnění požadavků: Současný stav obvodové stěny. U = 0,91 W/m 2 K R = 0,93 m 2 K/W Požadovaný stav. U = 0,12 W/m 2 K R = 8,16 m 2 K/W ΔR = 7,23 x 0,04 = 29 cm dodatečné tepelně izolační vrstvy Současný stav plochá střecha U = 0,79 W/m 2 K R = 1,09 m 2 K/W Požadovaný stav. U = 0,10 W/m 2 K R = 9,83 m 2 K/W ΔR = 8,74 x 0,04 = 35 cm dodatečné tepelně izolační vrstvy Výplně otvorů IZ trojskla Meziokenní vložky? 38

39 Rozbor výsledků hodnocení Energetická náročnost vytápění není vždy rozhodující v konečném hodnocení, problémem bude technické provedení (kotvení) větších tlouštěk dodatečných tepelných izolací např. na sendvičové stěnové konstrukce či lehké betony, rozhodující bude snížení spotřeby energie na přípravu TV, osvětlení a provoz domácích spotřebičů, spotřebu energie na přípravu TV lze teoreticky snížit využitím solárních systémů či tepelného čerpadla, ale problém bude jejich umístění u panelových domů, spotřebu energie na osvětlení lze snížit pouze využitím nových typů žárovek. 39

40 VÝSLEDKY ENERGETICKÉHO HODNOCENÍ Metoda hodnocení Měrná energie na vytápění Příprava TV Osvětlení Celkem kwh/m 2 a kwh/m 2 a kwh/m 2 a kwh/m 2 a Třída energetické náročnosti Vyhláška 148/2007 Sb B TNI B MCH Desinger 12 (19) (24) B (A) Energetické hodnocení podle Multi Comfort Haus Desinger CZ převzato z publikace Pasivní domy. Energetické hodnocení podle vyhl. 148/2007 Sb. a TNI provedeno podle ENERGIE 2010 (Doc. Ing. Svoboda,PhD) Potřeby energie podle ČSN 13790: -příprava TV 10 kwh/m 2,a -osvětlení 20 kwh/m 2,a 40

41 Rekonstrukce rodinného domu Hodnocen přízemní nepodsklepený rodinný dům, bez vytápěného podkroví. Zastavěná plocha budovou je 54 m 2, obestavěný prostor 156,6 m 3. Vnější výpočtové teploty podle TNI Vnitřní výpočtová teplota 20 C. Dům má 1 byt a obývají ho 2 osoby. Násobnost výměny vzduchu 0,5 h -1. Vnitřní tepelná kapacita 165 kj/(k.m 2 ). 41

42 Větší změna dokončené budovy Bude provedeno: - DTI stěnových konstrukcí.. U = 0,25 W/m 2 K -DTI stropu pod půdou.. U = 0,20 W/m 2 K -podlaha na terénu.. U = 0,30 W/m 2 K -výměna oken za okna s IZ trojskly U = 0,85 W/m 2 K - Větrání přirozené - Vytápění pomocí elektrických přímotopů 42

43 Navržená budova -rekonstrukce Energetická náročnost vytápění za rok EP,H: 16,690 GJ 4,636 MWh 86 kwh/m 2,a Energ. náročnost přípravy TV za rok EP,W: 13,862 GJ 3,851 MWh 71 kwh/m 2,a Energ. náročnost osvětlení za rok EP,L: 7,042 GJ 1,956 MWh 36 kwh/m 2,a Celková roční dodaná energie Q,fuel=EP: 37,594 GJ 10,443 MWh 193 kwh/m 2,a 43

44 Stanovení primární energie Spotřeba energie na: Referenční budova vytápění 105 x 1,1 = 115,5 kwh/m 2 K Navržená budova Neobnovitelná primární energie Navržená opatření = 86,0 kwh/m 2 K 258 kwh/m 2 K Elektrické vytápění větrání Přirozené větrání přípravu TV 71 x 1,1 = 78,1 kwh/m 2 K 71 x 3,0 = 213 kwh/m 2 K 213 kwh/m 2 K Ohřev bojlerem osvětlení 36 x 3 = 108 kwh/m 2 K Celkem 301,6 kwh/m 2 K Hodnocení 579/301,6 = 1,92 36 x 3 = 108 kwh/m 2 K 273,5 kwh/m 2 K 108 kwh/m 2 K Elektrický proud 579 kwh/m 2 K E - nehospodárná 44

45 Výsledky hodnocení 1. varianta: Průměrný součinitel prostupu tepla budovy Součet měrných tepelných toků prostupem jednotlivými zónami H T : 45,3 W/K Plocha obalových konstrukcí budovy: ,0 m 2 Limit odvozený z U,req dílčích konstrukcí... Uem,lim: 0,38 W/m 2 K Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy U em : 0,23 W/m 2 K Vyhovuje. 0,23 < 0,27 W/m 2 K Neobnovitelná primární energie W/m 2 K - nevyhovuje 579/301,6 = 1,92 - E 45

46 Výsledky hodnocení 2. varianta Celková dodaná energie 86 < 105 kwh/m 2,a vyhovuje Součet měrných tepelných toků prostupem jednotlivými zónami.. H T 45,3 W/K Plocha obalových konstrukcí budovy: ,0 m 2 Limit odvozený z U,req dílčích konstrukcí... Uem,lim: 0,38 W/m 2 K Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy U,em: 0,23 W/m 2 K Vyhovuje. 0,23 < 0,27 W/m 2 K = 0,85 C úsporná Hodnocení 86/105 = 0,81 C úsporná 46

47 Vyhodnocení 3. varianta - DTI stěnových konstrukcí.. U = 0,25 = 0,25 W/m 2 K -DTI stropu pod půdou.. U = 0,20 = 0,20 W/m 2 K -podlaha na terénu.. U = 0,30 = 0,30 W/m 2 K -výměna oken za okna s IZ trojskly U = 0,85 < 1,20 W/m 2 K Navržené úpravy konstrukcí splňují doporučené hodnoty součinitelů prostupu tepla 47

48 Stavební soustava T 08B 48

49 Stavební soustava T 08B kwh/m 2,a Hodnocená varianta Současný stav Požadované U podle ČSN Doporučené U podle ČSN Hodnoty U pro NED a PD Hodnoty požadované TV a osv. Podle SV Topení + větrání Teplá voda osvětlení celkem Třída PENB E D D D B 49

50 Hodnocení Referenční budova Vytápění 52 kwh/m 2 K Příprava TV.. 57 kwh/m 2 K Osvětlení 36 kwh/m 2 K Primární energie 227,9 kwh/m 2 K Navržená budova U hodnoty pro PD Vytápění 35 kwh/m 2 K Příprava TV.. 57 kwh/m 2 K Osvětlení 36 kwh/m 2 K Primární energie.. 236,8 kwh/m 2 K 236,8/227,9 1,04 C nebo D 50

51 Stavební soustava T 08B Opatření pro splnění požadavků: Současnýstav obvodovéstěny.u=0,91w/m 2 K R=0,93m 2 K/W Požadovanýstav.U=0,12W/m 2 K R=8,16m 2 K/W ΔR=7,23x0,04=29cmdodatečnétepelněizolačnívrstvy Současnýstavplochástřecha U=0,79W/m 2 K R=1,09m 2 K/W Požadovanýstav.U=0,10W/m 2 K R=9,83m 2 K/W ΔR=8,74x0,04=35cmdodatečnétepelněizolačnívrstvy Výplně otvorů IZ trojskla Zdroj informací v prezentaci : Ing. Jaroslav Šafránek, CSc 51