EFEKTIVNÍ ENERGETICKÝ REGION JIŽNÍ ČECHY DOLNÍ BAVORSKO

Transkript

1 EFEKTIVNÍ ENERGETICKÝ REGION JIŽNÍ ČECHY DOLNÍ BAVORSKO Projektování nízkoenergetických a pasivních staveb konkrétní návrhy budov RD Martin Doležal, TÜV SÜD Czech Investice do Vaší budoucnosti Projekt je spolufinancován Evropskou Unií prostřednictvím Evropského fondu pro regionální rozvoj

2 Objekty v pasivním energetickém standardu Historie: první pasivní dům byl postaven v Hesensku a začal být obýván od roku 1991 první v ČR v roce 2004, cca 150 pasivních domů do roku 2010 cca pasivních staveb celosvětově ( v Německu) Definice: název pochází z principu využívání pasivních tepelných zisků v budově pasivní domy jsou budovy zajišťující příjemné vnitřní prostředí v létě i v zimě bez použití klasického vytápěcího systému oproti stávajícím budovám spotřebují o 85-90% méně energií 2

3 První pasivní dům? Bo Adamson (links), Robert Hastings und Wolfgang Feist (1998) 3

4 Objekty v pasivním energetickém standardu Popis: Objekty s architekturou podřízenou technickým požadavkům Kladen důraz na vnitřní prostředí Nutnost využití sofistikovaných energetických systémů Požadavky: Objekty splňující požadovaná normová kritéria Obálka budovy splňující 2/3 doporučené normové hodnoty Energetické systémy s vysokou účinností Pro bytovou výstavbu definovány požadavky v TNI a TNI

5 Zásady pasivního domu dobrý architektonický návrh kompaktní tvar bez zbytečných výčnělků prosklené plochy jsou orientovány na jih špičkové zasklení nadstandardní tepelné izolace vzduchotěsnost domu důsledné řešení tepelných mostů regulace vytápění využívající tepelné zisky strojní větrání s rekuperací tepla klasický topný systém může zcela chybět

6 Legislativa ČR a Evropa ČSN Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky nutný koncepční přístup respektující místní podmínky a využívající co nejkompaktnější tvar vytápěné části budovy. Vnitřní tepelné zisky od osob, spotřebičů a technologických zařízení se musí stanovit zvláště pečlivě, protože v energetické bilanci pasivního domu hrají mimořádně významnou roli. doporučuje se, aby měrná tepelná ztráta budovy (podle ČSN EN 832) vztažená na 1 m2 podlahové plochy vytápěné části budovy nepřekračovala 0,3 W/(m2K). hodnoty součinitelů prostupu tepla obvod. konstrukcí nemají překračovat hodnotu 0,15 W/(m2K). Doporučují se hodnoty nižší (například u střech je vhodné U 0,12 W/(m2K) Okna mají mít výsledný součinitel prostupu tepla U 0,8 W/(m2K) ), při celkové energetické propustnosti solárního záření g 0,5. 6

7 Legislativa ČR a Evropa ČSN Tepelná ochrana budov - Část 2: Požadavky všechny obvodové konstrukce a jejich napojení mají být řešeny tak, aby byly minimalizovány tepelné mosty v konstrukcích a tepelné vazby mezi nimi. Součtový vliv tepelných vazeb obálky budovy by měl být blízký nule. obvodové konstrukce musí být prakticky vzduchotěsné. Experimentální ověření podle ČSN EN se doporučuje provést vždy, a to ještě před úplným dokončením stavby. nucené větrání má mít celkovou účinnost zpětného získávání tepla vyšší než 75 % a nízkou spotřebu elektrické energie na provoz. při přípravě a rozvodu teplé vody se má dosahovat nízkých tepelných ztrát. použitím energeticky úsporných elektrických spotřebičů se má dosahovat vysoké účinnosti využití elektrické energie. 7

8 Legislativa ČR a Evropa TNI Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění Rodinné domy TNI Zjednodušené výpočtové hodnocení a klasifikace obytných budov s velmi nízkou potřebou tepla na vytápění Bytové domy Porovnávací ukazatele: Součinitel prostupu tepla Přívod čerstvého vzduchu Účinnost rekuperace Neprůvzdušnost obálky budovy Letní tepelná stabilita Měrná potřeba energie na vytápění Primární energie z neobnovitelných zdrojů Průměrný součinitel prostupu tepla obálkou budovy 8

9 Výstavba v nízkoenergetickém a pasivním standardu Obálka budovy Větrání Vytápění Pasivní energetické zisky 2 cesty Nová koncepce Úprava stávající koncepce 9

10 Příklad RD č.1 stěnový systém Medmax 350 a 450mm střešní systém Medmax (stropní polystyrenové dílce 420mm) suterénní stěny navíc 100mm Multipor okenní a dveřní výplně na zakázku U=0,6 W/(m 2 K) rekuperační jednotka, 10m 2 termosolárních panelů, zemní registr, teplovzdušný krb, podlahové vytápění

11 Příklad RD č.1

12 Příklad RD č.1

13 Příklad RD č.1 Požadavky TNI na pasivní dům: Vypočtené hodnoty: 1. měrná potřeba tepla na vytápění E A 20kWh/(m 2 a) 2. účinnost rekuperace η 75% 3. přívod čerstvého vzduchu do všech pobytových místností 4. doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla konstrukcí na systémové hranici 5. střední hodnota součinitele prostupu tepla U em 0,22 W/(m 2 K) 6. neprůvzdušnost obálky n 50 0,6/h 7. nejvyšší teplota vzduchu v pobytové místnosti θ i 27 C 8. potřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů PE A 60kWh/(m 2 a) E A = 16kWh/(m 2 a) η = 93% zajištěn U = 0,09 a 0,14(stěna); 0,6(okno); 0,10(střecha); 0,12(podlaha) U em = 0,22 W/(m 2 K) n 50 = 0,43/h θ i = 26,5 C PE A = 54kWh/(m 2 a)

14 Příklad RD č.1 Rozložení měrných tepelných toků Zóna Položka Měrný tok [W/K] Procento [%] 1 Celkový měrný tok H: 113, ,00% Měrný tok výměnou vzduchu Hv: 2,862 2,50% Měrný tok zeminou Hg: 16,919 14,90% Měrný tok přes nevytápěné prostory Hu: 0,00% Měrný tok tepelnými mosty Hd,tb: 10,954 9,60% Měrný tok plošnými kcemi Hd,c: 82,839 72,90% Rozložení měrných toků po konstrukcích: Obvodová stěna: 20,981 18,50% Střecha: 13,9 12,20% Podlaha: 16,919 14,90% Otvorová výplň: 47,958 42,20% Zbylé méně významné konstrukce: 0,00% Měrný tok speciálními konstrukcemi dh: 0,00% Podíl jednotlivých konstrukcí na celkové tepelné ztrátě

15 Příklad RD č.1 Pasivní solární zisky užitek nebo problém?? Měsíc Q,H,ht[GJ] Q,int[GJ] Q,sol[GJ] Q,gn [GJ] Eta,sol [-] 1 6,39 0,64 1,87 2,51 100% 2 5,22 0,58 2,30 2,88 100% 3 4,87 0,64 3,58 4,23 100% 4 3,24 0,62 4,27 4,89 61% 5 1,64 0,64 5,32 5,96 19% 6 0,88 0,62 5,13 5,75 5% 7 0,55 0,64 5,28 5,92 0% 8 0,37 0,64 5,08 5,73 0% 9 1,83 0,62 4,00 4,62 30% 10 3,22 0,64 3,08 3,72 84% 11 4,71 0,62 1,39 2,02 100% 12 6,24 0,64 0,95 1,59 100% Potřeba tepla na vytápění = 14.78GJ - z toho ztrátou výplněmi otvorů= 6,24GJ (42%) Pasivní solární zisky: - celkem zisky za rok = 42,25GJ - použitelné zisky = 17,75GJ - procento využití k vytápění = 42%

16 Příklad RD č.1 Solární systémy na přípravu teplé vody a na přitápění Produkce energie sol. systémy: Měsíc Q,SC,W[GJ] Q,SC,ht[GJ] Q,H,nd[GJ] 1 0,33 0,64 3,88 2 0,33 0,81 2,36 3 0,33 1,56 0,96 4 0,33 2, ,33 2, ,33 2, ,33 2, ,33 2, ,33 1, ,33 1,32 0, ,33 0,36 2, ,33 0,10 4,65 Solární zisky na přitápění: - celkem zisky za rok = 18,6GJ - použitelné zisky = 3,1GJ - procento využití k přitápění = 17%

17 Příklad RD č.2 stěnový systém Medmax 500mm minerální izolace Isover 350mm, částečně mezi krokvemi skladba podlahy obsahuje 200mm pěnového polystyrenu okenní výplně U W =0,82 W/(m 2 K) vstupní dveře U D =0,89 W/(m 2 K) rekuperační jednotka, termosolární panely pro ohřev teplé vody, zemní registr, elektrické dotápění přiváděného vzduchu

18 Příklad RD č.2

19 Příklad RD č.2 Požadavky TNI na pasivní dům: Vypočtené hodnoty: 1. měrná potřeba tepla na vytápění E A 20kWh/(m 2 a) 2. účinnost rekuperace η 75% 3. přívod čerstvého vzduchu do všech pobytových místností 4. doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla konstrukcí na systémové hranici 5. střední hodnota součinitele prostupu tepla U em 0,22 W/(m 2 K) 6. neprůvzdušnost obálky n 50 0,6/h 7. nejvyšší teplota vzduchu v pobytové místnosti θ i 27 C 8. potřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů PE A 60kWh/(m 2 a) E A = 12kWh/(m 2 a) η = 95% zajištěn U = 0,09 (stěna); 0,82 (okno); 0,11(střecha); 0,17(podlaha) U em = 0,20 W/(m 2 K) n 50 = 0,6/h.projektový předpoklad θ i = 25,9 C PE A = 57kWh/(m 2 a)

20 Příklad RD č.2 Rozložení měrných tepelných toků Zóna Položka Měrný tok [W/K] Procento [%] 1 Celkový měrný tok H: 113, ,00% Měrný tok výměnou vzduchu Hv: 5,083 4,10% Měrný (ustálený) tok zeminou Hg: 18,355 14,60% Měrný tok přes nevytápěné prostory Hu: --- 0,00% Měrný tok tepelnými mosty Hd,tb: 13,335 10,60% Měrný tok plošnými kcemi Hd,c: 88,643 70,70% rozložení měrných toků po konstrukcích: Obvodová stěna: 24,706 19,70% Střecha: 20,515 16,40% Podlaha: 18,355 14,60% Otvorová výplň: 43,423 34,60% Zbylé méně významné konstrukce: --- 0,00% Měrný tok speciálními konstrukcemi dh: --- 0,00% Produkce energie solárním systémem: Měsíc Q,SC,W[GJ] Q,f,W [GJ] pokrytí [%] 1 0,29 0,66 44% 2 0,34 0,66 52% 3 0,58 0,66 88% 4 0,66 0,66 100% 5 0,66 0,66 100% 6 0,66 0,66 100% 7 0,66 0,66 100% 8 0,66 0,66 100% 9 0,66 0,66 100% 10 0,50 0,66 75% 11 0,20 0,66 30% 12 0,13 0,66 19% Podíl jednotlivých konstrukcí na celkové tepelné ztrátě

21 Příklad RD č.2 Pasivní solární zisky užitek nebo problém? Měsíc Q,H,ht[GJ] Q,int[GJ] Q,sol[GJ] Q,gn [GJ] Eta,sol 1 6,77 1,02 2,81 3,83 100%? Potřeba tepla na vytápění = 10,54GJ -z toho ztrátou výplněmi otvorů 34,6% -Pasivní solární zisky: - celkem zisky za rok = 62,3GJ - použitelné zisky = 22,6GJ - procento využití k vytápění = 36% 2 5,56 0,92 3,46 4,38 100% 3 5,23 1,02 5,36 6,37 100% 4 3,58 0,99 6,44 7,42 40% 5 1,97 1,02 7,78 8,80 12% 6 1,19 0,99 7,46 8,45 3% 7 0,86 1,02 7,61 8,63 0% 8 0,68 1,02 7,45 8,46 0% 9 2,15 0,99 6,01 6,99 19% 10 3,57 1,02 4,40 5,41 58% 11 5,07 0,99 2,03 3,02 100% 12 6,62 1,02 1,51 2,52 100%

22 Martin Doležal Inspektor, gestor ENB TÜV SÜD Czech s.r.o. Kutnohorská 221 CZ Hradec Králové Tel: / martin.dolezal@tuv-sud.cz 22