Metody hodnocení energetické náročnosti budov

Transkript

1 Metody hodnocení energetické náročnosti budov

2 Energetická náročnost budov podle zák. 318/2012 Sb. Energetickou náročností budovy vypočtené množství energie nutné pro pokrytí potřeby energie spojené s užíváním budovy, zejména na vytápění, větrání, chlazení, úpravu vlhkosti vzduchu,přípravuteplévodyaosvětlení. 2

3 Energie dodaná do budovy Výpočet roční dodané energie zóna 1 zóna 2 zóna... vytápění teplá voda osvětlení... Potřeba teplé vody Účinnost přípravy teplé vody Izolace rozvodů Pomocná energie... Vstupní data 3

4 Podrobnosti výpočtové metodiky solární zisky metabolické teplo nevyužité teplo ZZT energie z vnitřních zařízení vstupní energie pro vytápění ztráty větráním ztráty prostupem ztráty do země Vytápění - Roční energetická bilance budovy Podle ČSN EN ISO technické ztráty ztráty v rozvodech 4

5 Revize vyhl. 148/2007 Sb. Změny proti současnému znění: a) hodnocení podle referenční budovy b) nová kriteria hodnocení c) jiné pojetí energeticky vztažné plochy d) hodnocení spotřeby primární energie e) není hodnocení porovnávacích ukazatelů f) rozšířené hodnocení uplatnění netradičních forem energie 5

6 Referenční budova Referenční budovou je výpočtově definovaná budova téhož druhu, stejného geometrického tvaru a velikosti včetně prosklených ploch a částí, stejné orientace ke světovým stranám, stínění okolní zástavbou a přírodními překážkami, stejného vnitřního uspořádání a se stejným typem typického užívání a klimatických údajů jako hodnocená budova, avšak s referenčními hodnotami vlastností budovy, jejich konstrukcí a technických systémů 6

7 Referenční budova REFERENČNÍ BUDOVA S TT VLASTNOSTMI DLE tab. č. 1 NAVRŽENÁ BUDOVA S KONKRETNĚ NAVRŽENÝMI TT VLASTNOSTMI KONSTRUKCÍ A TECHNICKÝCH SYSTÉMŮ 7

8 4 Výpočet dodané energie Požadavky na energetickou náročnost nové budovy a budovy s téměř nulovou spotřebou energie jsou splněny, pokud hodnoty ukazatele energetické náročnosti hodnocené budovy uvedené v 3 odst. 2 písm. b), c) a e) nejsou vyšší než požadované hodnoty ukazatelů energetické náročnosti referenční budovy Ukazatel: b) neobnovitelná primární energie c) celková dodaná energie e) průměrný součinitel prostupu tepla 8

9 Hodnocení energetické náročnosti budov podle revize vyhl. 148/2007 Sb. Klasifikační třída Hodnota pro horní hranici klasifikační třídy Slovní vyjádření klasifikační třídy A 0,5. E R mimořádně úsporná B 0,75. E R velmi úsporná C E R úsporná D 1,5. E R hospodárná? E 2. E R nehospodárná F 2,5. E R velmi nehospodárná G mimořádně nehospodárná E R výsledek energetického hodnocení referenční budovy 9

10 Třídy energetické náročnosti budov (kwh/m 2,a) st. vyhláška Druh budovy A B C D E F G Rodinný dům < > 286 Bytový dům < > 245 Hotel a rest. < > 590 Administrativní budovy < > 345 Nemocnice < > 625 Školy apod. < > 265 Sport. stavby < > 297 Obchodní bud. < >

11 Rozdělení budov podle potřeby energie podle 148/2007 Sb. Kategorie bytových staveb běžné budovy Potřeba energie E A [kwh/m 2,a] i více nízkoenergetické budovy pasivní budovy < 51 nulové budovy 0 aktivní budovy není uváděno 11

12 Základní charakteristiky pasivních budov Průměrný součinitel prostupu tepla obálky U em [W/(m 2 K)] Součinitele prostupu tepla konstrukce U [W/(m 2 K)] Měrná potřeba energie na chlazení [kwh/(m 2,a)] Měrná potřeba primární energie [kwh/(m 2,a)] Obytná budova Rodinný dům 0,25 pož. 0,20 dop. 0,20 požad. 0,15 dopor Bytový dům 0,35 pož. 0,30 dop. 0, Neobytná budovy s převažující teplotou 18 C 22 C Ostatní budovy 0,35 dop. 0,15 0,15 Požadavky stanoveny individuálně s využitím aktuálních poznatků odborné literatury

13 Budovy s téměř nulovou potřebou energie nulový dům (TNI ) budova, jejíž energetická náročnost je velmi nízká. Téměř nulová či nízká spotřeba požadované energie by měla být ve značném rozsahupokrytaz obnovitelnýchzdrojů, včetně energie z obnovitelných zdrojů vyráběnév místěčiv jehookolí.; 13

14 VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV MUSÍ ZAHRNOVAT NÁSLEDUJÍCÍ HLEDISKA: TEPELNĚ TECHNICKÉ VLASTNOSTI KONSTRUKCÍ (OBVODOVÝ PLÁŠŤ, VNITŘNÍ KONSTRUKCE, PŘÍČKY A POD.) ZAŘÍZENÍ PRO VYTÁPĚNÍ A ZÁSOBOVÁNÍ TEPLOU VODOU KLIMATIZAČNÍ ZAŘÍZENÍ VĚTRÁNÍ OSVĚTLOVACÍ SYSTÉMY UMÍSTĚNÍ A ORIENTACI BUDOVY, VČETNĚ VNĚJŠÍHO KLIMATU PASIVNÍ SOLÁRNÍ SYSTÉMY A PROTISLUNEČNÍ OCHRANU PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍ VNITŘNÍ KLIMATICKÉ PODMÍNKY, VČETNĚ NÁVRHOVÝCH HODNOT VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ

15 Členění budov RODINNÉ DOMY BYTOVÉ DOMY ADMINISTRATIVNÍ BUDOVY BUDOVY PRO VZDĚLÁNÍ NEMOCNICE HOTELY A RESTAURACE SPORTOVNÍ ZAŘÍZENÍ BUDOVY PRO VELKOOBCHOD A MALOOBCHOD DALŠÍ TYPY BUDOV SPOTŘEBOVÁVAJÍCÍ ENERGIE - PRŮMYSLOVÉ BUDOVY - ZEMĚDĚLSKÉ BUDOVY

16 Tepelně technické normy V ČR platí tyto základní normy: ČSN Tepelná ochrana budov. Termíny a definice ČSN Tepelná ochrana budov. Požadavky (Revize z změna z 2012) ČSN Tepelná ochrana budov. Návrhové hodnoty veličin. ČSN Tepelná ochrana budov. Výpočtové metody 16

17 Tepelně technické normy Výpočtové metody jsou podrobně rozvedeny v následujících normách: ČSN EN ISO 6946 Stavební prvky a stavební konstrukce. Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla. Výpočtová metoda ČSN EN ISO Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích. Tepelné toky a povrchová teplota. Část 1 Základní výpočtové metody. ČSN EN ISO Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích. Tepelné toky a povrchová teplota. Část 2 Lineární tepelné mosty. ČSN EN ISO Tepelné chování oken a dveří. Výpočet součinitele prostupu tepla. Část 1 Zjednodušená metoda. 17

18 Tepelně technické normy ČSN EN ISO Tepelné chování oken a dveří. Výpočet součinitele prostupu tepla. Část 2 Výpočtová metoda pro rámy. ČSN EN ISO Tepelné mosty ve stavebních konstrukcích. Lineární činitel prostupu tepla. Zjednodušené postupy a orientační hodnoty. ČSN EN ISO Tepelné chování budov. Přenos tepla zeminou. Výpočtové metody. ČSN EN 673+ A1 Sklo ve stavebnictví. Stanovení součinitele prostupu tepla (hodnota U). Výpočtová metoda. 18

19 Energetické vlastnosti budov Zákon 318/2012 O hospodaření s energií Vyhláška MPO ČR č. 291/2001 Sb. v revizi ČSN EN 832 Tepelné chování budov. Výpočet spotřeby tepla na vytápění. Obytné budovy. ČSN EN ISO Tepelné chování budov. Výpočet spotřeby tepla na vytápění. ČSN EN Tepelné soustavy v budovách. Výpočet tepelného výkonu. 19

20 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 20

21 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 Vlastnost označení jednotka Referenční hodnota Součinitel prostupu tepla U W/(m 2.K) Doporučená hodnota dle ČSN :11 21

22 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. Porovnání výsledků hodnocení s hodnocením referenční budovy 22

23 1.STANOVENÍ HRANIC HODNOCENÉ ZÓNY 2 odst. e) zónou celá budova nebo její ucelená část s podobnými vlastnostmi vnitřního prostředí, režimem užívání a skladbou technických systémů Příklady: 23

24 Definice hranic a zón podle ČSN EN ISO Hranice budovy (zóny) ve výpočtu Hranice při výpočtu potřeby energie na vytápění nebo chlazení zahrnuje všechny stavební prvky oddělující vytápěný (chlazený) prostor nebo prostory od venkovního prostředí (vzduch, zemina nebo voda), nebo od přiléhajících budov a neklimatizovaných prostor. Prostory, které nejsou vytápěny, mohou být zahrnuty uvnitř hranice budovy, ale v tomto případě mají být uvažovány jako klimatizované prostory Pravidla pro rozdělení zón Rozdělení budovy do tepelných zón není požadováno pokud pro prostory v rámci budovy platí následující podmínky: a) požadované teploty pro vytápění se u jednotlivých prostor neliší o více než 4 K. b) všechny prostory nejsou strojně chlazené, nebo všechny prostory jsou strojně chlazené a u jednotlivých prostor se požadované teploty pro chlazení neliší o více než 4 K 24

25 Pravidla pro rozdělení zón c) prostory jsou obsluhovány jedním systémem vytápění a jedním systémem chlazení, v souladu s příslušnými normami na systémy vytápění a chlazení uvedenými v příloze A (seznam dotčených norem), d) Pokud existuje systém nebo systémy větrání,.. nejméně 80% podlahové plochy je obsluhováno jedním systémem větrání (ostatní prostory jsou potom považovány jako obsluhované hlavním systémem větrání, e) intenzita větrání v prostorech, vyjádřená v m 3 /m 2 podlahové plochy za sec. v souladu s příslušnými normami na větrací toky vzduchu uvedenými v příloze A se neliší více než 4x v rámci 80% podlahové plochy, nebo dveře mezi prostory jsou pravděpodobně často otevřené, 25

26 Pravidla pro rozdělení zón Pokud není splněna jedna nebo více těchto podmínek, je budova rozdělena do rozdílných zón takovým způsobem, že všechny podmínky jsou platné v jednotlivých zónách. Další členění do menších zón je povoleno Pravidla pro rozdělení budovy do tepelných zón mohou být také stanovena na národní úrovni, například pro zahrnutí zvláštních požadavků národních nebo regionálních stavebních předpisů, nebo pro zahrnutí způsobů užívání TNI (30) doporučuje jednozónový model 26

27 Pravidla pro stanovení hranice zóny 27 27

28 ČSN EN ISO Tepelné chování budov. Výpočet potřeby tepla na vytápění Vnitřní výpočtová teplota θ int, H, set = ΣA int, s, H ΣA t,s = podlahová plocha místnosti Θ int,s,h = požadovaná teplota pro vytápění s-téhoprostoru t, s. θ ΣA t, s 28 28

29 Vnitřní výpočtové teploty 29

30 Výpočet ukazatelů energetické náročnosti budovy součinitele prostupu tepla konstrukcí, průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy dílčí dodané energie pro technické systémy vytápění, chlazení, větrání, úpravu vlhkosti vzduchu, přípravu teplé vody a osvětlení za rok neobnovitelná primární energie celková primární energie 30

31 1. Součinitelé prostupu tepla Součinitele prostupu tepla se stanoví podle ČSN a ČSN EN ISO 6946, Vliv výrazných tepelných mostů se stanoví podle ČSN část 4, Zhoršující vlivy opakovaně se vyskytujících tepelných mostů se zohlední přirážkou ΔU k základní hodnotě U podle ČSN nebo podle TNI (30). 31

32 TEPELNÝ ODPOR VRSTVY R = d λ R = Σ d i λ i SOUČINITEL PROSTUPU TEPLA U = R si + 1 R + R se 32

33 Součinitele prostupu tepla Součinitele prostupu tepla se stanovují pro všechny konstrukce oddělující prostory s různou teplotou prostředí, Výpočtové hodnoty součinitelů prostupu tepla musí zahrnovat vliv případných tepelných mostů 33

34 Vliv tepelných mostů Podle ustanovení ČSN : ekvivalentní hodnota tepelné vodivosti (stanovuje se pro tepelně izolační vrstvu narušenou jiným tepelně vodivým materiálem) výpočet pomocí teplotních polí (přesnější stanovení vlivu tepelných mostů při dvourozměrném vedení tepla) přibližné zohlednění vlivu tepelných mostů (přirážky k ideální hodnotě U ) -jiné přirážky v ČSN a jiné v TNI (30) 34

35 Započtení vlivu tepelného mostu Ekvivalentní tepelná vodivost vrstvy: Λ ekv = (A 1. λ 1 + A 2. λ 2 +..)/A c Pro splnění současných požadavků U 0,24, musí být tloušťka tepelně izolační vrstvy mezi krokvemi min. 220 mm 35

36 VLIV TEPELNÝCH MOSTŮ MIMO TEPELNÝ MOST 4,094 0,235 SE ZAPOČTENÍM λ ekv 3,11 0,305 R U ΔUtm= 0,07 < 0,100 -vyhovuje R U MIMO TEPELNÝ MOST 4,725 0,204 SE ZAPOČTENÍM λ ekv 1,489 0,603 ΔUtm= 0,40 >0,100 -nevyhovuje 36

37 Výrazné tepelné mosty Výrazné tepelné mosty vznikají vlivem materiálů s vysokou hodnotou tepelné vodivosti (ocelové profily, železobetonové sloupy, apod) Výrazné tepelné mosty se posuzují pomocí λ ekv nebo pomocí teplotních polí (povinné pro PD a TND) 37

38 SOUČINITEL PROSTUPU TEPLA KONSTRUKCE s přirážkou na tepelné mosty U = U id + ΔU tbk ΔU tbk = Ψ j l i /A (přirážka k ideální hodnotě) Ψ j -činitel vlivu tepelného mostu stanovený výpočtem teplotního pole 38

39 Započtení vlivu tepelných mostů přirážkou podle ČSN Konstrukce téměř bez tepelných mostů ΔU tbk,j = 0,02 W/m 2 K (úspěšné optimalizované řešení) Konstrukce s mírnými tepelnými mosty ΔU tbk,j = 0,05 W/m 2 K (typové či opakované řešení) Konstrukce s běžnými tepelnými mosty ΔU tbk,j = 0,10 W/m 2 K (dříve standardní řešení) Konstrukce s výraznými tepelnými mosty ΔU tbk,j = 0,20 W/m 2 K (zanedbané řešení) 39

40 Započtení vlivu tepelných mostů podle TNI (30) Charakter konstrukce Konstrukce zcela bez tepelných mostů Konstrukce téměř bez tepelných mostů Konstrukce s mírnými tepelnými mosty Konstrukce s běžnými tepelnými mosty Zvýšení hodnoty součinitele prostupu tepla Poznámka 0,00 Výjimečný případ 0,02 0,05 0,10 Nejčastější případ, doporučený projektový předpoklad Konstrukční řešení zpravidla nevhodné pro NED A PD Konstrukční řešení nevhodné pro NED a PD 40 40

41 TEPELNÁ VODIVOST MATERIÁLU Množství tepla které projde krychlí z uvažovaného materiálu s délkou hrany 1 m, při teplotním spádu 1 K, začasovou jednotku Pro navrhování tepelných izolací a konstrukcí platí hodnoty uvedené včsn část 3 41

42 SOUČINITEL TEPELNÉ VODIVOSTI PODLE ČSN :2002 SE SOUČINITEL TEPELNÉ VODIVOSTI UDÁVÁ: CHARAKTERISTICKOU HODNOTOU TEPELNÉ VODIVOSTI (hodnota tepelné vodivosti odvozená pro charakteristickou hmotnostní vlhkost u 23/80 nebo převzatou z ČSN tabulka A1 VÝPOČTOVOU (NÁVRHOVOU) HODNOTOU (hodnota pro navrhování tepelně technických vlastností konstrukcí) 42

43 NÁVRHOVÁ HODNOTA SOUČINITELE TEPELNÉ VODIVOSTI Návrhová hodnota součinitele tepelné vodivosti stavebních materiálů a výrobků λ u = λ k. [1 + z 1.Z u (z 2 + z 3 )] Návrhová hodnota součinitele tepelné vodivosti stavebních materiálů a výrobků při okamžité vlhkosti λ u = λ k. [1 + z 1.z 23.z u )] Uvedené činitele jsou uvedeny v ČSN :

44 Tabulky v ČSN :

45 45

46 TEPELNÁ VODIVOST λ(w/mk) MATERIÁL SOUČINITEL TEPELNÉ VODIVOSTI λ (W/mK) ocel 52 hliník 175 železobeton 2,10 dřevo měkké 0,17 0,19 pěnový polystyren 0,032 0,044 pěnový polyuretan 0,024-0,032 cihelné zdivo 0,86 zdivo z keram. tvarovek POROTHERM 0,14 kamenné zdivo 2,40 4,20 46

47 Minerálně vláknité izolace Název výrobku λ (W/mK) použití Isover Uniroll 0,033 šikmé střechy, stropy Isover Unirol Class. 0,038 mezi krokve Orsil TRAM 0,044 šikmé střechy Orsil N 0,036 plovoucí podlahy Orsil NF 333 0,042 ETICS stěn Orsil TF 0,038 ETICS stěn Isover Rio 0,042 stropy, podlahy Orsil Fassil NT 0,035 větrané DTI stěn Katalog minerálně vláknitých izolací uvádí cca 25 druhů tepelných a akustických izolací 47 47

48 Pěnové polystyreny Název výrobku λ (W/mK) použití Bachl EXTRAPOR 0,032 ETICS (s grafitem) Bachl EXTRAPOR 100 0,031 podlahy, střechy Bachl EXTRAPOR 150 0,030 podlahy, střechy Bachl EPS 70 F fasádní 0,039 ETICS stěn Bachl EPS 100 F fasádní 0,036 ETICS stěn Bachl EPS 200 S stabil 0,034 podlahové konstrukce Bachl EPS 100 Z 0,037 podlahové konstrukce Penopol EPS F 0,037 ETICS Pěnový polystyren starý 0,042 v sendvičových panelech 48 48

49 2. Průměrný součinitel prostupu tepla obálkou zóny (budovy) Průměrný součinitel prostupu tepla se stanovuje podle ČSN :11 část 2 U em U em,n U em,n - požadovaná hodnota průměrného součinitele prostupu tepla ve W/(m 2.K) stanovená metodou referenční budovy H T = Σ(U i.a i.b i ) + ΣA.ΔU tbm b - činitele teplotní redukce U em = H T / A Pro výpočet referenční hodnoty U em,ref se za U j dosazují normové doporučené hodnoty U a vliv tepelných vazeb se započte hodnotou ΔU tbm = 0,02 49

50 Stanovení hodnoty U em,n,20 pomocí referenční hodnoty Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy dle ČSN část 2:2011 Požadované hodnoty U em,n,20 [W/(m 2.K)] Obytné budovy Výpočet podle čl nejvýše však 0,5 Doporučené hodnoty U em,n,20 [W/(m 2.K)] Cílové hodnoty U em,n,20 [W/(m 2.K)] 0,75. U em,n,20 Rodinné domy 0,22 Bytové domy 0,30 Ostatní budovy Výsledek podle nejvýše však hodnota: Pro objemový faktor tvaru: A/V 0,2 U em,n,20 = 1,05 A/V 1 U em,n,20 = 0,45 Pro ostatní hodnoty U em,n,20 = 0,30+0,15/(A/V) 0,75. U em,n,20 50

51 ČSN EN ISO Tepelné chování budov. Výpočet potřeby tepla na vytápění Metody výpočtů: Sezónní metoda Měsíční metoda doporučená metoda Hodinová metoda budovy s klimatizací Minutová metoda 51

52 3. Měrná tepelná ztráta H T Měrná tepelná ztráta se stanovuje podle ČSN EN ISO Vliv tepelných vazeb se souhrnně uvažuje podle ČSN , ČSN EN ISO a TNI (30)

53 Energeticky vztažná plocha 53

54 Měrná tepelná ztráta prostupem tepla H T = Σ(A j.u j.b j ) + A.Δψ k,n 54 54

55 Měrný tepelný tok prostupem tepla H T = H D + H g + H U H T měrný tepelný tok prostupem tepla mezi vytápěným nebo chlazeným prostorem a vnějším prostředím H D přímý měrný tepelný tok prostupem tepla mezi vytápěným (chlazeným) prostorem a vnějším prostředím obálkou budovy do vnějšího prostředí H g - měrný tepelný tok prostupem tepla do přilehlé zeminy H U -měrný tepelný tok prostupem tepla mezi vytápěnými (chlazeným) prostorem a vnějším prostředím přes nevytápěné prostory 55 55

56 Vliv tepelných vazeb mezi konstrukcemi Tepelné vazby podle ČSN EN ISO mírné tepelné vazby 0,05 W/m 2 K běžné tepelné vazby 0,10 W/m 2 K výrazné tepelné vazby 0,20 W/m 2 K extrémní tepelné vazby.. 0,40W/m 2 K Tepelné vazby podle TNI platí pro PD vysoká kvalita řešení. 0,02 W/m 2 K střední kvalita řešení. 0,05 W/m 2 K nízká kvalita řešení 0,10W/m 2 K 56

57 OSTĚNÍ OKNA lineární činitel prostupu tepla Ostění bez DTI Ostění bez DTI Ψi = 0,495 nevyhovuje DTI 30 mm Ψi = 0,111 nevyhovuje Ostění DTI 40 mm - Ψi = 0,081 0,10 VYHOVUJE 57

58 LINEÁRNÍ ČINITELÉ PODLE ČSN EN ISO

59 CELKOVÉ TEPELNÉ ZTRÁTY A TEPELNÉ ZISKY PRO REŽIM VYTÁPĚNÍ A CHLAZENÍ TEPELNÝ TOK: Pro každou zónu budovy z a každé výpočtové období n se stanoví ze vztahu: H L = H T + H V kde: H L = celkový tepelný tok H T = tepelný tok prostupem tepla H V = tepelný tok větráním 59 59

60 Tepelná ztráta do zeminy STANOVUJE SE PODLE ČSN EN : H T,ig = f g1. f g2.(σa k. U equiv,k ).G w f g1 korekční činitel 1,45 f g2 (Θ int,i Θ m,e )/(Θ int,i Θ e ) G w korekční činitel zahrnující vliv spodní vody = 1,0 resp. 1,15 Podle ČSN EN 13790: H z = A j.u j.b j - b se stanovuje pro teploty podle hloubky podlahy pod úrovní terénu 60 60

61 Tepelný tok do prostorů s jinou teplotou H = U. A. b Ti kde - H Ti je měrná tepelná ztráta do prostoru s rozdílnou teplotou U součinitel prostupu tepla konstrukce A plocha konstrukce b činitel teplotní redukce 61

62 Činitele teplotní redukce stanovené pro Θ im = 20 C a Θ e = -15 C 62

63 Přímý prostup tepla mezi vnitřním a vnějším prostředím H D = Σ i A i. U i,ext + Σ w A w. U w,ext A i U i,ext A w plocha vnější neprůsvitné konstrukce součinitel prostupu tepla vnější konstrukce plocha výplněotvoru ve vnější konstrukci U w,ext součinitel prostupu tepla výplněotvoru ve vnější konstrukci U w,ext = U w + s. f s + U w. (1 -f s ) vliv okenic 63 63

64 Návrhový tepelný tok větráním H V = 0,34. V min,i (W/K) V min,i objem větracího vzduchu (m 3 /h) Návrhová tepelná ztráta větráním Φ V,i = 0,34. V min,i (Θ i Θ e ). t (W) 64 64

65 VÝMĚNA VZDUCHU V BUDOVÁCH pro výpočty energetické náročnosti ČSN : n N = 0,3 0,6 h -1 ČSN EN ISO 13790: n N = 0,5 1,5 h -1 ČSN EN ISO 12831: n N = 0,5 1,5 h -1 65

66 Stanovení vzduchového objemu ČSN :11 část 2 budovy Pro hodnocení potřeby energie na vytápění, např. při dimenzování zdrojů či v energetických auditech, se celková intenzita větrání v budově nebo její ucelené části stanoví jako vážený průměr podle vzduchových objemů jednotlivých místností. Přitom je možné přiměřeně uvažovat nesoučasnost obsazení místností, pokud není jiným předpisem stanoveno odlišně ČSN EN ISO a ČSN EN ISO V vzd = 0,8. V 66

67 Výměna vzduchu podle ČSN Pro pobytové místnosti se zpravidla požaduje zajistit nejméně 15 m 3 /h čerstvého vzduchu na osobu při klidové aktivitě Pro obytné a obdobné budovy je požadovaná intenzita větrání přepočítaná z minimálních dávek potřebného čerstvého vzduchu obvykle mezi hodnotami n N = 0,3 h -1 až n N = 0,6 h -1 67

68 Požadované výměny vzduchu ve školách 68

69 Požadavky na výměnu vzduchu 1)ČSN :11.. n = 0,3 0,6 1/h 2) ČSN EN n = 0,5 1/h 69

70 Zásady: Výměna vzduchu podle TNI (30) V topném období se uvažuje jednotně hodnotou 25 m 3 /přítomná osoba, hod. Větrání se uvažuje po 100% doby topného období a 70% doby přítomnosti osob Plocha podlahy na přítomnou osobu 15 m 2 70

71 Normové hodnoty celkové intenzity výměny vzduchu n 50,N podle ČSN :11 Větrání v budově Doporučená hodnota celkové intenzity výměny vzduchu n 50,N [h -1 ] Úroveň I Úroveň II přirozené 4.5 3,0 nucené 1.5 1,2 nucené se zpětným získáváním tepla 1.0 0,8 Nucené se zpětným získáváním tepla v budovách se zvlášť nízkou potřebou tepla na vytápění (pasivní domy) 0,6 0,4 TNI (30) čl. 5.4 Celková intenzita výměny vzduchu při tlakovém spádu 50 Pa, n 50 podle ČSN a ČSN EN se uvažuje podle projektového předpokladu nebo podle výsledků měření 71

72 Normové hodnoty celkové intenzity výměny vzduchu n 50,N podle ČSN EN ISO 13790:2009 Intenzita výměny vzduchu při 50 Pa, n 50 [h -1 ] bytové domy rodinné domy Úroveň těsnosti obvodového pláště méně než 2 méně než 4 vysoká od 2 do 5 od 4 do 10 střední více než 5 více než 10 nízká 72

73 Těsnost budov Těsnost budov se ověřuje měřením pomocí Blower door testu. a) po provedení těsnících vrstev před jejich zakrytím b) po úplném dokončení stavebních konstrukcí Měření se provádí při vytvořeném přetlaku nebo podtlaku vzduchu v hodnocené místnosti (budově) 73

74 74

75 3. Dílčí dodané energie na technické systémy Energie na přípravu teplé vody Energie na osvětlení Energie na provoz domácích spotřebičů 75

76 Potřeba tepla na přípravu teplé vody Příloha G ČSN Dle znění vyhl. 148/2007 Sb. stanovuje množství energie na přípravu TV podle požadované kapacity TV. Podle provedených měření je skutečná spotřeba energie na přípravu TV asi třetinová. 76

77 Tepelné zisky kde: Pro každou zónu budovy z a každé výpočtové období n se stanoví ze vztahu: Q G = Q i + Q S Q G = celkové tepelné zisky (W) Q i = součet vnitřních tepelných zisků za dané výpočtové období (W) Q S = součet solárních tepelných zisků (W) 77

78 Sluneční tepelné zisky Pro každou zónu budovy z a každé výpočtové období n se stanoví ze vztahu: Q s = Q s,c + Σ j {(1 b j ) Q s,u,j }+ Σ s Q s,s kde Q s,c = Σ k {I s,k F s,o,k A s,k } Q s,u,j = Σ j {I s,j F s,o,j A s,j } Q s součet slunečních zisků během posuzovaného období Q s,c sluneční zisky v posuzované zóně Q s,u,j sluneční zisky v sousední nevytápěné zóně 78

79 Účinná sběrná plocha zasklených ploch A s = F sh,g g g (1-F F ) A w,p A s účinná sběrná plocha s danou orientací a sklonem v posuzované zóně A w,p celková plocha výplně otvoru včetně rámů F F korekční činitel rámů ( = 0,3 pro vytápění a 0,2 pro chlazení) g g celková propustnost slunečního záření průsvitné části okna, podle typu okna F sh,g korekční činitel stínění pohyblivých stínících prvků Hodnoty součinitelů solární propustnosti ČSN EN ISO

80 Solární zisky podle ČSN Průměrný tepelný zisk zasklení: E ZM = E gm. A op. T. c m. c n T = T1. T2. T3 T1 propustnost pro čiré sklo T2 znečistění zasklení T3 činitel stínění zasklení c m činitel využití sol. záření za měsíc c n redukce na nekolmý dopad paprsků 80

81 Výplně otvorů pasivních domů 81

82 Solární tepelné zisky Lubinová Š. RTS Magazín

83 16,000 Solární zisky a tepelné ztráty 14,000 kwh/m2 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 ztráta sol. zisk rozdíl 2,000 0,000-2,000-4,000 říjen listopad prosinec leden únor březen duben Cihelka J.: Solární tepelná technika nakl. T. Malina Praha

84 Zisky ze solárního záření Značné rozdíly mezi uvažovanými intenzitami solárního záření Rozdíly v započtení plochy oken a ploch zasklení TNI uvažuje jednotné intenzity Energie 09 uvažuje intenzity podle umístění budovy NKN stanovuje rozdílné intenzity 84

85 Tepelné zisky z vnitřních zdrojů tepla Q i = Σ k Q i,k + Σ l (1 b 1 ) Q i,u,l Q i,k = Φ i,mean,k t use a Q i,u,l = Φ i,mean,,u,l t use Q i,k -teplo ze zdrojůvnitřních tepelných ziskův hodnocené zóně Q i,u,l teplo ze zdrojů vnitřních tepelných ziskův sousedních zónách s rozdílnou teplotou Φ i,mean,k Φ i,mean,,u,l časověprůměrný měrný tepelný výkon ze zdroje vnitřních tepelných zisků -délka hodnoceného období t use 85

86 Metabolické teplo od uživatelů a uvolněné teplo ze potřebičů Pro každou zónu budovy z a pro každé výpočtové období n se stanoví ze vztahu: Φ I,OCC = f OCC q OCC A gross Φ I,OCC průměrný tepelný výkon od uživatelů(w) f OCC časový podíl přítomnosti osob q OCC průměrná měrná produkce tepla od osob (W/m 2 ) A gross celková podlahová plocha zóny 86

87 Metabolické teplo od uživatelů a uvolněné teplo ze spotřebiů Pro každou zónu budovy z a pro každé výpočtové období n se stanoví ze vztahu: Φ I,APP = f APP q APP A gross Φ I,APP průměrný tepelný výkon od spotřebičů(w) f OCC časový podíl zapnutých spotřebičů q OCC průměrná měrná produkce tepla od spotřebičůna jednotku plochy zóny (W/m 2 ) A gross celková podlahová plocha zóny (m 2 ) 87

88 Vnitřní tepelná kapacita budovy Vnitřní tepelná kapacita pro vybrané konstrukce Vnitřní tepelná kapacita budovy C m Konstrukce lehká měrná hmotnost do kg/m 3 Konstrukce lehká měrná hmotnost > kg/m 3 Konstrukce lehká měrná hmotnost > kg/m 3 88

89 Celková a neobnovitelná primární energie Primární energií energie, která neprošla žádným procesem přeměny, celková primární energie je součtem obnovitelné a neobnovitelné energie, Faktorem primární energie koeficient, kterým se násobí složky dílčích dodaných energií po jednotlivých energonositelích k získání odpovídajícího množství celkové primární energie Faktorem neobnovitelné primární energie koeficient, kterým se násobí složky dílčích dodaných energií po jednotlivých energonositelích k získání odpovídajícího množství neobnovitelné primární energie 89

90 Primární energie Energonositel Faktor primární energie Faktor neobnovitelné primární energie Zemní plyn, koks, černé uhlí 1,10 1,10 hnědé uhlí 1,20 1,20 Lehký topný olej 1,20 1,20 Elektřina (vytápění, osvětlení) 3,00 3,00 Dřevěné peletky 1,20 0,20 Teplo solární energie 1,00 0,00 Solární energie - fotovoltaika 1,00 0,00 Elektrická energie - export -3,00-3,00 Soustava CZT (výtopna a teplárna) využ.alespoň 90% obnovitelných zdrojů Soustava CZT (výtopna a teplárna) využ.alespoň 50% obnovitelných zdrojů 1,40 0,40 1,40 1,40 90

91 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 91

92 Hodnocení potřeby energie POUŽITÁ METODA EA(kWh/m2,a) hodnocení ČSNEN ISO % NKN I. teplotní oblast 193 1,01% TNI % POUŽITÁ METODA EA(kWh/m2,a) hodnocení NKN I. teplotní oblast 193 1,01 % NKN - II. teplotní oblast % NKN III. teplotní oblast ,8% NKN IV. teplotní oblast ,2 Maximální rozdíl 25 % 92

93 Vazba zákona 318/20012 Sb. na další legislativní dokumenty 1. Stavební zákon změny staveb a stavební úpravy -revize vyhlášky č. 499 o obsahu projektové dokumentace -požadavky na vyhodnocení tepelně technických vlastnosti podle ČSN

94 materiál Energie na výrobu MJ/m 3 pěnový polystyren EPS 3743 pěnový polystyren XPS 4860 desky minerální plsti 932 ocelová výztuž OSB desky 6058 stavební dřevo 1360 ploché sklo float 7840 sádrokarton 3996 beton 1518 Podklad: Waltjen T.: Ökologischer Bauteilkatalig Springer-Verlag/Wien 94

95 Návratnost vložené energie Vrstva 300 mm Vrstva 600 mm rozdíl návratnost Tepelný odpor R = 7,5 m 2 K/W R = 12,5 m 2 K/W Prostup tepla U = 0,13 W/m 2 K U = 0,08 W/m 2 K Tepel. ztráta Q = 4,17 W Q = 2,53 W 1,64 W Spotřeba energie 10,35 kwh/m 2,a 6,28 kwh/m 2,a 4,067 kwh/m 2,a Vložená energie do výroby tepelně izolační vrstvy tl. 300 mm Pěnový polystyren 1,123 GJ 312 kwh 77 roků Minerální plsť 280 GJ 77,7 kwh 19 roků Zdroj informací v prezentaci : Ing. Jaroslav Šafránek, CSc 95