Energetický audit a hodnocení energetické náročnosti budov

Transkript

1 České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov Energetický audit a hodnocení energetické náročnosti budov prof.ing.karel Kabele,CSc.

2 Globální oteplování

3 Výchozí stav Budovy spotřebov ebovávají více než 40% energie v Evropě více než doprava a průmysl mysl

4 Energie a budovy Energie pro Zajištění požadovaných parametrů vnitřního prostřed edí budov (vnitřní teplota, kvalita vzduchu, umělé osvětlen tlení) Pokrytí hygienických potřeb člověka (zdravotechnika, příprava prava TV) Distribuci energie a médim dií (elektroinstalace, plynovod, technické plyny) Řídící a regulační systémy budov (EPS, EZS, regulace, zabezpečen ení, inteligentní budovy) Dopravní systémy (výtahy, eskalátory, travelátory, tory, potrubní pošta) Technologická zařízen zení (centráln lní vysavače, kuchyně,, prádelny, bazény)

5 Realita... Roční spotřeba energie Roční spotřeba energie - hotel (322 lůžek) Ostatní technologie 9% Vytápění 8% Osvětlení 16% Vzt ohřev 14% GJ/month guests/month Výtahy 3% Pára 8% Prádelna 11% Kuchyně 6% Odběr TUV 14% Strojní chlazení 11% hostů Mar-01 Apr-01 May-01 Odběr TUV Pára Prádelna Ostatní technologie Výtahy Jun-01 Jul-01 Aug-01 Vytápění Vzt ohřev Kuchyně Strojní chlazení Osvětlení Sep-01 Oct-01 Nov-01 Dec-01 Jan-02 Feb-02 0 Te.month average C Průměrné roční teploty 01 0 Mar-01-5 Apr-01 May-01 Jun-01 Jul-01 Aug-01 Sep-01 Oct-01 Nov-01 Dec-01 Jan-02 Feb-02

6 Aktivní solární systémy Větrání Zařízení pro vytápění a zásobování teplou vodou Umístění a orientace budovy vnitřní mikroklimatické podmínky Tepelné vlastnosti budovy Pasivní solární systémy a protisluneční ochrana Osvětlení Klimatizační zařízení Alternativní energetické zdroje Kogenerace Dálkové vytápění, chlazení

7 Hlavní požadavky: Směrnice 2002/91/EC o energetické náročnosti budov obecný rámec metody výpočtu integrované energetické náročnosti budov; použití minimálních požadavků na energetickou náročnost nových budov; použití minimálních požadavků na energetickou náročnost velkých stávajících budov v případě větší modernizace; energetická certifikace budov; pravidelné inspekce kotlů a klimatizačních systémů v budovách; ÚČEL: Stanovit základní nástroje snižování energetické náročnosti: Opatření k nízké energetické náročnosti nových a větších stávajících renovovaných budov (EPBD čl. 4, 5 a 6). Energetické průkazy budov (EPBD čl. 7) Inspekce kotlů a vzduchotechnických zařízení (EPBD čl. 8 a 9).

8 Obecný rámec pro výpočet energetické náročnosti budov dle 2002/91 Metoda výpočtu energetické náročnosti budov musí zahrnovat alespoň tato hlediska: a) tepelné vlastnosti budovy (obvodový plášť, vnitřní příčky apod.). Tyto vlastnosti mohou rovněž zahrnovat průvzdušnost; b) zařízení pro vytápění a zásobování teplou vodou, včetně jejich izolačních vlastností; c) klimatizační zařízení; d) větrání; e) zabudované zařízení pro osvětlení (zejména nebytový sektor); f) umístění a orientace budovy, včetně vnějšího klimatu; g) pasivní solární systémy a protisluneční ochrana; h) přirozené větrání; i) vnitřní mikroklimatické podmínky, včetně návrhových hodnot vnitřního prostředí.

9 Legislativa ČR Směrnice 2002/91/EC o energetické náročnosti budov (EPBD) Základní požadavky směrnice vedou k novelizaci zákonů a vyhlášek Novela zákona 406/2000 Sb., nutné k 1. lednu 2009 zavést požadavky směrnice Zákon 406/2006 Sb., o hospodaření energií Nutná novelizace existujících prováděcích vyhlášek Novela vyhlášky stanoví způsob certifikace budov a způsob výpočtu energetické náročnosti budovy novela vyhlášky 291/2001 Sb. vyhláška č. 148/2007 Sb. vyhláška je v platnosti od

10 NĚKTERÁ OPATŘENÍ PRO ZVYŠOVÁNÍ HOSPODÁRNOSTI UŽITÍ ENERGIE ZÁKON 406/2000 Sb. ze dne 25. října 2000 o hospodaření energií Účinnost užití energie Energetická náročnost budov Spotřebiče musí vykazovat deklarovanou účinnost, budova je zvláštní případ spotřebiče Kombinovaná výroba elektřiny a tepla Kogenerace velké zdroje Energetické štítky Štítky na energetických spotřebičích Ekodesign Označení CE na energetických spotřebičích Energetický audit Návrh úsporných opatření

11 Co je to energetický audit? Komplexní analýza energetických toků v budovách s cílem najít možnosti úspor energie Optimalizace energetických systémů hledáním alternativních řešení Technicko-ekonomické ekonomické vyhodnocení Vyhodnocení z hlediska ochrany životního prostředí Návrh vybrané varianty doporučené k realizaci energetických úspor

12 Proč dělat energetický audit? Přínos pro majitele objektu Snížení nákladů na vytápění, větrání, technologie Přínos pro stát Snížení emisí škodlivin Snížení spotřeby energie EA ve Světě a v ČR (Vyhl Vyhláška 213/2001,425/2004 Sb.)

13 Energetická náročnost budov

14 Energetický průkaz dle vyhlášky č. 291/2001 Pojmy Průkaz energetické náročnosti budovy (ENB) Z R U Š E N O + energetický štítek obálky budovy dle ČSN a zákona 406/2006 Sb. vyhláška 148/2007 Sb.

15 Co je to ENB? energetická náročnost budov je: u existujících staveb množství energie skutečně spotřebované u projektů nových staveb nebo projektů změn staveb, na něž je vydáno stavební povolení, vypočtené množství energie v obou případech se jedná o energii potřebnou při standardizovaném užívání budovy,, zejména energie na vytápění, přípravu teplé vody, chlazení, úpravu vzduchu větráním a úpravu parametrů vnitřního prostředí klimatizačním systémem a osvětlení. - 2 Zákon č. 406/ 2006 Sb., o hospodaření energií

16 Způsoby stanovení ENB Bilanční hodnocení je založeno na výpočtu potřeb energií po jednotlivých časových úsecích ročního provozu (měsíc) podle jednotných okrajových podmínek (zatížení budovy z hlediska provozu) Operativní hodnocení stávajících budov je založeno na využití stávajících potřeb energií - využití stávajících energetických auditů

17 Metody pro stanovení spotřeby energie pro hodnocení ENB Existující objekty Bilanční x operativní hodnocení? Projektované objekty Bilanční - výpočet na matematickém modelu Statické modely (291 ) Dynamické modely (ESP-r, DesignBuilder ) Využití některých ze stávajících nástrojů? Vede k aplikaci simulačních výpočtů, jazyková bariéra, časová náročnost výpočtu

18 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Proč opět t nový výpočet? Do současn asné doby hodnocena POTŘEBA ENERGIE Potřeba tepla na vytápění např: : NED - 50kWh m 2 /rok hodnota vypovídá pouze o stavebním m a dispozičním řešení budovy Nově: : Hodnocení podle SPOTŘEBY ENERGIE celková spotřeba energie budovou zohlednění typu energetických systémů (VZT-rekuperace tepla), TČ, T apod.. vyjádřen ení dílčích spotřeb (teplá voda, vytápění,, chlazení) Bilanční hodnocení >> v ČR R se hodnotí dle vypočtených hodnot Národní kalkulační nástroj - cíl l výpočtu: Stanovení roční spotřeby energie pro účely posuzování budov Zařazen azení budovy do klasifikační stupnice

19 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Výpočtová metoda Zónový výpočet ustáleného stavu energetické rovnováhy 12 reprezentativních dnů s hodinovým krokem Dynamické vlastnosti jsou vyjádřeny činitelem využití tepelné kapacity budovy, účinností systémů technických zařízení budovy a účinností využití tepelných zisků Průběh referenčního dnu - srpen 35,0 30,0 25,0 Teplota ( C 20,0 15,0 10,0 5,0 0, Čas (h) Oblast č. 1 Oblast č.2 Oblast č. 3 Oblast č. 4

20 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR STANOVENÍ POTŘEBY ENERGIE Vytápění Ohřev TV Chlazení STANOVENÍ SPOTŘEBY ENERGIE Vytápění zdroj tepla Ohřev TV zdroj přípravy TV Chlazení zdroj chladu Osvětlení OZE, KVET

21 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Vstupní údaje pro výpočet 1. Budova Tepelně - technické řešení konstrukcí budovy Zónování budovy na jednotlivé provozní celky. Budova, nebo její část je zónou, pokud Je zásobována ze stejné skladby energetických systémů budovy (užití energie v zóně je stejné) má stejný režim provozu užívání, liší se např. ve vnitřních podmínkách, provozu, využití, apod.

22 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Vstupní údaje pro výpočet 2. Energetické systémy Vytápění Popis zdrojů,distribučních soustavy, emise tepla Chlazení Popis zdrojů,distribučních soustav, emise chladu Vzduchotechnika Popis jednotlivých VZT zařízení Příprava teplé vody Zdroj, distribuce Osvětlení Popis osvětlovací soustavy a způsobu ovládání Účinnost výroby, distribuce, regulace Pomocné energie

23 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Vstupní údaje pro výpočet 3. Klimatické údaje průměrná venkovní teplota θ e,k C průměrná teplota zeminy θ e,g C měrná vlhkost vzduchu x e g/kg průměrná teplota/měsíc θ e,k C návrhová teplota θ e C doba slunečního svitu t sol,h h intenzita slunečního záření I s W/m 2 Syntetická data Čtyři klimatické oblasti analogicky k ČSN analogicky k ČSN , 3, Příloha H1.

24 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Vstupní údaje pro výpočet 4. Standardizovaný profil užívání Stanovuje pro každou zónu způsob využití popsaný jednotlivými parametry, Profil definuje správný provoz zóny pomocí pevně stanovených hodnot, Správný provoz soubor hodnot, které u reálného objektu zajistí požadované vnitřní prostředí, (nedochází k přetápění, nedostatečné výměně vzduchu, podsvětlení apod.) 49 profilů pro 8 typů budov; volný profil

25 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Vstupní údaje pro výpočet 4. Standardizovaný profil užívání obecné údaje (typ zóny, časový provoz zóny ) vytápění (vnitřní výp.. teplota v režimu vytápění, útlumu, provozní doba vytápění ) chlazení (vnitřní výp.. teplota v režimu chlazení a mimo provozní dobu, teplota přiv.. vzduchu ) větrání (doba provozu větrání, množství a teplota vzduchu ) vnitřní tepelné zisky (počet a přítomnost osob, pomocné energie ) osvětlení (doba využití denního světla a bez denního světla, měrná roční spotřeba elektřiny na osvětlení )

26 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR

27 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Výsledky výpočtu - hodnocení SPOTŘEBA ENERGIE Klasifikační třídy EN hodnocení energetické náročnosti budovy podle vyhlášky č. 148/2007 Sb., v kwh/m 2 CELKOVÁ DODANÁ ENERGIE DO BUDOVY zahrnující energii dodanou pro Vytápění a větrání, chlazení, vlhčení, osvětlení, OZE, KVET a pomocnou energii potřebnou na provoz systémů

28 Výpočet energetické náročnosti budov v ČR Výsledky výpočtu - hodnocení CELKOVÁ DODANÁ ENERGIE DO BUDOVY PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY GRAFICKÉ ZÁZORNĚNÍ PRŮKAZU ENB PROTOKOL PRŮKAZU ENB

29 prof.ing.karel Kabele,CSc. ČVUT FSv, katedra TZB tzb.fsv.cvut..cvut.czcz