ENERGETICKÝ AUDIT ZÁKLADNÍ ŠKOLA S ROZŠÍŘENOU VÝUKOU JAZYKŮ LADISLAVA COŇKA 3/40 PRAHA 4 - PÍSNICE listopad 2009
Obsah 1. Identifikační údaje... 6 1. 1. Identifikační údaje zadavatele auditu... 6 1. 2. Identifikační údaje provozovatele předmětu energetického auditu... 6 1. 3. Zhotovitel auditu... 6 1. 4. Předmět energetického auditu... 6 2. Popis výchozího stavu... 7 2. 1. Základní údaje o předmětu energetického auditu... 7 2. 1. 1. Základní popis objektu a jeho provozu... 7 2. 1. 2. Charakteristika stavebních konstrukcí objektu... 9 2. 2. Základní údaje o energetických vstupech a výstupech... 10 2. 3. Energetické hospodářství... 12 2. 3. 1. Zdroje tepla... 12 2. 3. 2. Měření a regulace... 13 2. 3. 3. Vytápění... 13 2. 3. 4. Příprava teplé vody... 14 2. 3. 5. Vzduchotechnika... 14 2. 3. 6. Spotřebiče energie... 15 2. 4. Bilance zdrojů energie... 17 2. 5. Záměry zadavatele... 18 3. Zhodnocení výchozího stavu... 19 3. 1. Energetická bilance a technické ukazatele zdroje energie... 19 3. 2. Zhodnocení stávajícího stavu budovy... 20 3. 2. 1. Informace o objektu... 20 3. 2. 2. Prostup tepla obálkou budovy dle ČSN 73 0540-2:2007... 21 3. 2. 3. Výpočet tepelné ztráty a potřeby tepla na vytápění... 22 3. 2. 4. Přepočet spotřeby tepla denostupňovou metodou... 23 3. 3. Zhodnocení stávajícího stavu energetického hospodářství... 25 3. 3. 1. Krytí energetických potřeb... 25 3. 3. 2. Posouzení izolace rozvodů ÚT a TV a zásobníků dle vyhlášky č. 193/2007 Sb. 25 3. 3. 3. Posouzení měrných ukazatelů spotřeby tepla dle vyhlášky č. 194/2007 Sb.... 26 3. 3. 4. Posouzení energetické náročnosti budovy dle vyhlášky č. 148/2007 Sb.... 27 3. 4. Technický potenciál úspor... 27 4. Návrh opatření ke sníţení spotřeby energie... 28 4. 1. Druhy úsporných opatření... 28 4. 2. Beznákladová a nízkonákladová opatření... 29 PORSENNA o.p.s. 2/66
4. 2. 1. Opatření A Energetický management... 29 4. 3. Nízkonákladová opatření... 31 4. 3. 1. Opatření B Rekonstrukce a optimalizace osvětlení... 31 4. 3. 2. Opatření C Zavedení regulace podle vnitřních teplot... 32 4. 3. 3. Opatření D Výměna zbývajících tvorových výplní (hlavních dveří, luxfer)... 33 4. 4. Vysokonákladová opatření... 34 4. 4. 1. Opatření E Zateplení obvodových stěn... 34 4. 4. 2. Opatření F Tepelně-technická řešení střešního pláště... 36 4. 4. 3. Opatření G výměna zdroje tepla za kondenzační kotel + MaR... 38 4. 4. 4. Opatření H Instalace fotovoltaických panelů... 39 4. 5. Souhrn navrţených opatření... 40 4. 6. Definování variant... 41 4. 6. 1. Varianta 1 Stavební rekonstrukce vedoucí ke sníţení energetické náročnosti budovy... 41 4. 6. 2. Varianta 2 Stavební rekonstrukce vedoucí ke sníţení energetické náročnosti budovy a zavedení regulace podle vnitřních teplot... 41 4. 6. 3. Varianta 3 Stavební rekonstrukce vedoucí ke sníţení energetické náročnosti budovy, zavedení regulace podle vnitřních teplot + instalace centrálního zdroje na zemní plyn... 41 5. Ekonomické hodnocení navrţené varianty... 44 5. 1. Metoda hodnocení... 44 5. 2. Vyhodnocení variant... 44 5. 3. Vyhodnocení variant pro polovinu odpisové doby... 45 6. Environmentální hodnocení navrţené varianty... 46 7. Závěrečné hodnocení energetického auditora... 48 7. 1. Hodnocení stávající úrovně energetického hospodářství... 48 7. 2. Vyuţití obnovitelných a alternativních zdrojů energie... 48 7. 3. Návrh optimální varianty energeticky úsporného projektu a doporučení energetického auditora... 49 7. 4. Kritéria podpory z Operačního programu ţivotního prostředí... 50 8. Evidenční list energetického auditu... 51 9. Přílohy... 53 9. 1. Příloha 1 - Situace a fotomapa... 53 9. 2. Příloha 2 - Fotodokumentace... 54 9. 3. Příloha 3 - Výstupy výpočtů z programu Energie 2009... 56 9. 4. Příloha 4 - Protokol k energetickému štítku a Energetický štítek obálky budovy dle ČSN 73 0540-2:2007 stávající stav... 60 PORSENNA o.p.s. 3/66
9. 5. Příloha 5 - Protokol k energetickému štítku a Energetický štítek obálky budovy dle ČSN 73 0540-2:2007 doporučená varianta... 63 9. 6. Příloha 6 - Ekonomické zhodnocení doporučené varianty... 66 Seznam tabulek Tabulka 1 Podlahová plocha a počet obyvatel v předmětu auditu... 9 Tabulka 2 Údaje o odběru zemního plynu... 10 Tabulka 3 Údaje o odběru elektřiny... 11 Tabulka 4 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA v roce 2006... 11 Tabulka 5 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA v roce 2007... 11 Tabulka 6 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA v roce 2008... 11 Tabulka 7 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA pro průměr z období 2006-2008... 12 Tabulka 8 Technické parametry zdrojů tepla... 13 Tabulka 9 Přehled vzduchotechnických jednotek... 15 Tabulka 10 Přehled klimatizačních jednotek... 15 Tabulka 11 Spotřeba elektrické energie (stanoveno výpočtem)... 16 Tabulka 12 Naměřené hodnoty osvětlenosti v jednotlivých měřených místnostech (lx)... 17 Tabulka 13 Bilance výroby energie z vlastních zdrojů pro rok 2008... 18 Tabulka 14 Základní tvar energetické bilance pro rok 2008... 19 Tabulka 15 Základní technické ukazatele vlastního energetického zdroje (vyhl.č.213/2001 Sb. Příloha č. 5)... 19 Tabulka 16 Klíčové hodnoty pro normalizované podmínky... 20 Tabulka 17 Základní technické parametry objektu... 20 Tabulka 18 Součinitele prostupu tepla stávajících konstrukcí a poţadavky normy... 21 Tabulka 19 Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy... 21 Tabulka 20 Klasifikační třídy prostupu tepla obálkou hodnocené budovy (normou doporučené hodnocení)... 22 Tabulka 21 Přepočtení spotřeby tepla na vytápění... 23 Tabulka 22 Upravená vstupní energetická bilance objektu... 25 Tabulka 23 Měrné ukazatele spotřeby tepelné energie dle vyhlášky č. 194/2007 Sb.... 26 Tabulka 24 Úkoly energetického managementu (EM)... 29 Tabulka 25 Součinitel prostupu tepla a úspora tepla po výměně zbývajících oken... 33 Tabulka 26 Součinitel prostupu tepla a úspora tepla po realizaci zateplení vnějších stěna... 34 Tabulka 27 Součinitel prostupu tepla a úspora tepla po realizaci zateplení střechy... 36 Tabulka 28 Souhrn navrhovaných opatření označení a popis variant a jejich investiční náklady... 40 PORSENNA o.p.s. 4/66
Tabulka 29 Definování variant... 42 Tabulka 30 Investiční náklady na realizaci jednotlivých variant a vyčíslení úspor po realizaci projektu... 42 Tabulka 31 Upravená energetická bilance - energie... 43 Tabulka 32 Upravená energetická bilance - náklady... 43 Tabulka 33 Ekonomické ukazatele vybraných variant bez uvaţování růstu cen energie... 45 Tabulka 34 Emise znečišťujících látek ve výchozím stavu a v jednotlivých variantách... 46 Tabulka 35 Redukce emisí znečišťujících látek v jednotlivých variantách... 46 Seznam obrázků Obrázek 1 Schéma budovy ZŠ Ladislava Coňka... 8 Obrázek 2 Spotřeba elektrické energie a tepla a náklady v období 2006-2008... 12 Obrázek 3 Rozdělení spotřeby energie podle účelu uţití v objektu... 16 Obrázek 4 Poměr měrných tepelných ztrát objektu... 23 Obrázek 5 Spotřeba tepla na vytápění normová, fakturovaná a fakturovaná přepočtená na normový stav denostupňovou metodou (příklad porovnání) v roce 2008... 24 Obrázek 6 Spotřeba energie a provozní náklady posuzovaných opatření... 40 Obrázek 7 Spotřeba energie a náklady posuzovaných variant (kombinací opatření)... 42 Obrázek 8 Emise znečišťujících látek jednotlivých variant energeticky úsporných opatření (vztaţeno ke stávajícímu stavu = 100 %)... 46 PORSENNA o.p.s. 5/66
1. Identifikační údaje 1. 1. Identifikační údaje zadavatele auditu Název firmy: Městská část Praha - Libuš Adresa : Libušská 35, 142 00 Praha 4 - Libuš Telefon: 261 711 380 Fax: 241 727 864 E-mail: mc.libus@praha-libus.cz IČO: 002 31 142 Zástupce: Petr Mráz - starosta 1. 2. Identifikační údaje provozovatele předmětu energetického auditu Název firmy: Adresa : Ladislava Coňka 40, 142 00 Praha 4 - Písnice Telefon: 261 911 451 Fax: 261 912 375 E-mail: zs.pisnice@seznam.cz IČO: 604 37 936 Zástupce: Mgr. Paţoutová - ředitelka 1. 3. Zhotovitel auditu Jméno: PORSENNA o.p.s. Adresa: Bystřická 522/2, 140 00 Praha 4 Telefon: 241 730 336 Fax: 241 730 340 E-mail: ops@porsenna.cz IČO: 271 72 392 Energetický auditor: Ing. Lucie Stuchlíková, č. osvědčení 261 ze dne 16. 5. 2007 Spolupracoval: Ing. Iveta Vlčková Ing. Jaroslav Klusák, Ph.D. 1. 4. Předmět energetického auditu Název: Budova Základní školy s rozšířenou výukou jazyků Adresa : Ladislava Coňka 40, 142 00 Praha 4 - Písnice Vlastník: Hlavní město Praha, svěřená správa MČ Praha Libuš PORSENNA o.p.s. 6/66
2. Popis výchozího stavu Předmětem energetického auditu je návrh a posouzení energeticky úsporných opatření na stavebních konstrukcích včetně opatření na zdrojích a rozvodech tepla a opatření týkající se úspory elektřiny. Energetický audit je zpracován v souladu se zákonem o hospodaření energií č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů, a s prováděcí vyhláškou č. 213/2001 Sb., kterou se vydávají podrobnosti náleţitostí energetického auditu, ve znění pozdějších předpisů. Pro vypracování předkládané zprávy o energetickém auditu byly vyuţity následující podklady: Dokumentace prováděcího projektu Přístavba kuchyně a jídelny při ZDŠ Písnice (06/1969) Projekt pro stavební povolení Úprava stravovacího provozu ZŠ Ladislava Coňka 40, parc. č. 302, Praha 4 Písnice (11/2000) Projekt Plynofikace ZŠ ul.l.coňka, Praha 4 Písnice (12/1993) Projekt Oprava a rekonstrukce Základní školy L. Coňka v Písnici (08/1998) Projekt Oprava rekonstrukce základní školy L. Coňka v Písnici změna stavby (04/1999) Projekt Oprava rekonstrukce základní školy L. Coňka v Písnici projekt skutečného provedení stavby (04/2000) Projekt Půdní vestavba ZŠ Písnice (10/1998) Projekt Přípojka splaškové kanalizace pro Základní školu L. Coňka (01/1995) Projekt ZŠ Písnice Ladislav Coňka č.p. 3/40, Písnice, Rozvody teplé vody, rekonstrukce části ZTI (05/2008) Podklady pro zpracování energetických bilancí, a to u elektrické energie a plynu za rok 2006 aţ 2008 Revizní zprávy elektrických a plynových zařízení, tlakových nádob Prohlídka budovy proběhla dne 22.7.2009 za účasti místního p. školníka Wosyky. 2. 1. Základní údaje o předmětu energetického auditu Objekt základní školy v Písnici s číslem popisným 3/40 je přístupný z ulice Ladislava Coňka, je umístěn v katastrálním území Písnice (720984) na parcele s číslem 302. Objekt školy je charakteristický pro výstavbu realizovanou v Praze v 30. letech 20. století. V roce 1969 byla ke školní budově přistavena kuchyně s jídelnou, ta byla dále v roce 2001 upravena pro stávající potřeby školy. V roce 1998 proběhla rekonstrukce stropních a krovových konstrukcí, zateplení stropních konstrukcí, vybudování nového schodiště do podkroví a celkové rozšíření školy formou výstavby nových tříd a hygienického zázemí v prostoru podkroví. 2. 1. 1. Základní popis objektu a jeho provozu Součástí budovy základní školy je přístavba školní kuchyně a ve východní části přízemí byt školníka. Hlavní budova je částečně podsklepená s třemi nadzemními patry, maximálních půdorysných rozměrů 29 x 17,9 metrů. Vstup do objektu je z jiţní a severní strany, přičemţ hlavní vstup je ze strany jiţní. V 1.PP se nachází sklepy a kotelna s plynovými kotli. PORSENNA o.p.s. 7/66
V přízemí je umístěna šatna, třída, jídelna napojená na přístavbu kuchyně a hygienické zázemí, které je zopakováno v 2.NP. Dále je v přízemí sluţební byt školníka. V 2.NP se kromě hygienického zázemí nachází tři třídy, ředitelna a sborovna. 3.NP bylo vybudováno v roce 1998 přestavbou půdy, v jeho prostorách jsou umístěny tři třídy, knihovna, počítačová učebna a stejně jako v předchozích patrech hygienické zázemí. Vertikální pohyb mezi jednotlivými patry zajišťuje dvouramenné schodiště umístěné při severní stěně ve střední části objektu. Z důvodu poţární bezpečnosti se dále v objektu nachází únikové schodiště, umístěné východně od schodiště hlavního. Objekt je zastřešen valbovou střechou s červenou betonovou krytinou Bramac. Do střešní roviny jsou osazena střešní okna zajišťující dostatek denního světla v jednotlivých místnostech podkroví. Školní kuchyně je vytvořena přístavbou z roku 1969, která se napojuje na stávající objekt základní školy z jiţní strany. Přístavba školní kuchyně je částečně podsklepená s jedním nadzemním patrem o půdorysných rozměrech 10,5 x 9,4 metrů. V 1.PP se nachází sklady obalů, potravin, přípravna zeleniny a vytloukárna vajec. V 1.NP je umístěna kuchyň, umývárna nádobí, chlazený sklad, kancelář vedoucí kuchyně a výdejna jídel. Přístavba má kromě přímého napojení na hlavní budovu školy skrz podávací okýnko z výdejny potravin do jídelny a dveří do umývárny nádobí také vlastní vchod a to z východní strany objektu. Přístavba školní kuchyně je zastřešena sedlovou střechou z dřevěných vazníků s plechovou střešní krytinou. Kuchyni obsluhují 3 kuchařky a kapacita jídel je průměrně 100 za den. Odvod škodlivin vzniklých při provozu kuchyně je zajištěn nuceným větráním se zpětným získáváním tepla. Byt školníka se nachází ve východní části objektu, rozkládá se pouze v přízemí. Byt se skládá ze dvou pokojů, kuchyně, koupelny a samostatného WC. Celková podlahová plocha bytu je 80,8 m 2. Byt svoji západní stranou sousedí s třídou a šatnou. Nad bytem se z části rozkládá sborovna a z části třída. Obrázek 1 Schéma budovy ZŠ Ladislava Coňka Hlavní budova Byt školníka Školní kuchyně Provoz budovy je celodenní v pracovním dni v hodinách od 6,30 hodin do 17,30 hodin. Během prázdnin je provoz objektu pozastaven, výjimku tvoří školníkův byt. Počet zaměstnanců, dětí a obyvatel objektu je uveden v následující tabulce. PORSENNA o.p.s. 8/66
Tabulka 1 Podlahová plocha a počet obyvatel v předmětu auditu objekt / část objektu hlavní vyuţití objektu počet osob podlahová plocha [m 2 ] hl. budova třídy, zázemí školy, jídelna 83 dětí + 10 uč 931,8 školní kuchyně kuchyň, zázemí kuchyně, sklady 3 123,0 byt školníka celoročně vyuţívaný byt 2+1 3 80,8 celkem 99 1 135,6 Pozn.: Podlahová plocha je vypočtena z výkresové dokumentace. Počet osob vyplněn dle informací ředitelky školy paní Pažoutové a školníka pana Wosiky. 2. 1. 2. Charakteristika stavebních konstrukcí objektu Základy vzhledem k tomu, ţe podklady o zaloţení stavby v projektové dokumentaci schází, lze se dle technických a odborných zkušeností domnívat, ţe objekt je zaloţen na základových pasech. U hlavní budovy, jeţ pochází z první ½ 20. století, jsou základové pasy tvořeny kamenivem bez spodní hydroizolace. V případě přistavěné kuchyně jsou jiţ základové pasy z ţelezobetonu s hydroizolací v celé ploše. U vnějších stěn a stěny přilehlé k hlavní budově mají základy rozměry 850 x 450 mm, u podsklepené části a u vnitřních stěn jsou základové pasy rozměrů 250 x 450 mm. Zaloţení hlavního objektu a k němu dostavěné školní jídelny je provedené v dostatečné hloubce a s dostatečnými rozměry, díky tomu nebyly shledány ţádné projevy nerovnoměrného sedání stavby ve formě trhlin v obvodovém či příčkovém zdivu. Svislé a kompletační konstrukce konstrukční systém hlavní budovy je stěnový z cihel plných pálených. Tloušťka obvodových nosných stěn po výšce ustupuje z 600 mm v přízemí aţ na 450 mm v podkroví, v suterénu jsou stěny tloušťky aţ 800 mm. Vnitřní dělící konstrukce jsou tvořeny cihlou plnou pálenou s tloušťkou zdi 300 mm a 150 mm. V rekonstruovaném podkroví je pro vnitřní konstrukce pouţit systém Ytong, tloušťka stěn je 125 mm. Stěna oddělující od sebe dvě třídy je vytvořena jako sendvičová sloţená z minerální vlny Orsil a zdiva Ytong o celkové tloušťce 300 mm. Konstrukční systém přístavby je stěnový zděný z cihel plných pálených s tloušťkou stěny 450 mm, suterénní stěny jsou izolovány proti vodě a jejich tloušťka je 500 mm. Vnitřní dělící konstrukce tvoří cihly Porotherm tloušťky 100 mm a cihly plné pálené s tloušťkou zdi 150 mm. Střecha zastřešení hlavní budovy je pomocí dřevěného stávajícího krovu doplněného mezi krokve 160 mm tepelné izolace Orsil s difúzní fólií a parozábranou, opláštění střechy je provedeno z betonové alpské tašky Bramac. Střešní konstrukce nad jídelnou je provedena z dřevěných vazníků s plechovou střešní krytinou, na spodní pásnici vazníku je provedeno zateplení, strop do interiéru je proveden z heraklitových desek. Vodorovné konstrukce a podlahy podlaha v 1.PP v prostorách kotelny je betonová. Nášlapná vrstva podlah chodeb v 1.NP a starší části schodiště je vytvořena z teraca, ostatní komunikační prostory (včetně nové části schodiště vedoucího do podkroví) a prostory hygienického zázemí jsou z keramické dlaţby. Nášlapná vrstva ve třídách a jídelně je PVC krytina. V celém prostoru školní kuchyně (včetně sklepů) je nášlapná vrstva podlahy vytvořena z lepené keramické dlaţby. Nášlapná vrstva školníkova bytu je různá, uzpůsobená účelu místnosti. Vzhledem k nekompletní dochované projektové dokumentaci původního stavu i projektové dokumentace všech úprav nelze s přesností definovat vrstvy podlah. Dle poskytnuté dokumentace lze říci, ţe podlaha v jídelně byla během rekonstrukce kuchyně v roce 2000 vybourána a poloţena byla podlaha nová a to z důvodu jejího zvýšení. Nová vrstva se skládá z 50 mm betonu vlitého na trapézové plechy, nášlapná vrstva je keramická dlaţba. PORSENNA o.p.s. 9/66
Výplně otvorů původní dřevěná okna byla postupně vyměněna za nová okna s dvojsklem identická s okny původními. V 3.NP převaţují střešní okna Velux, ve vyzděných vikýřích na západní a východní straně objektu jsou osazeno plastová okna s izolačním dvojsklem. Stavební úpravy v roce 1998 došlo k rekonstrukci podkroví, do jehoţ prostor byly navrţeny tři učebny, společenské prostory školy (knihovna, učebna PC) a hygienické zázemí. Osvětlení podkrovních prostor je zajištěné převáţně střešními okny. V prostorách byly v co největší míře zachovány původní dřevěné konstrukce, došlo k vybudování nového schodiště do podkroví, dále byla vytvořena nová stropní konstrukce z ocelových vylehčených IPE nosníků. Příčky v podkroví jsou z bloků Ytong. V poslední řadě došlo k rekonstrukci střechy, neúnosné degradované části krovu byly vyříznuty a nahrazeny ocelovými prvky, střecha byla zateplena vloţením 160 mm tepelné izolace mezi krokve. Střešní krytina byla zvolena betonová alpská taška Bramac červené barvy. V roce 2000 proběhla úprava školní kuchyně z důvodu nedostatečné kapacity a modernizaci vybavení kuchyně. V rámci rekonstrukce školní kuchyně došlo ke kompletní změně dispozice prostor. Jídelna se přemístila do hlavní budovy vybouraly se otvory v nosné stěně mezi kuchyní a učebnou (novou jídelnou). Dále byly rekonstruovány podhledy, podlahy a obklady, vytvořeny nové příčky. Kompletně zrekonstruovány technické rozvody nová vedení potrubí vody, kanalizace, plynu, elektřiny a vzduchotechniky. Na objektu byla ve třech etapách vyměněna okna a zrekonstruována fasáda. Tepelně technické vlastnosti jednotlivých skladeb konstrukcí jsou posouzeny a uvedeny v kapitole 3. 2. 2. 2. Základní údaje o energetických vstupech a výstupech Objekt je zásoben elektrickou energií a zemním plynem. Dodavatelem plynu je Praţská plynárenská a.s. a dodavatelem elektřiny je Praţská energetika a.s. Spotřeby elektřiny a plynu jsou měřeny samostatně pro provoz školní budovy a pro byt školníka. V energetickém auditu je hodnocena celková spotřeba všech energií vstupujících do objektu. Základní škola je napojena na veřejný vodovod vedený v přilehlé ulici. Vodovodní přípojka je z PE trubek D 50 a je přivedena do 1.PP, za obvodovou zdí je osazena vodoměrná sestava. Samostatný vodovod za vodoměrem se dělí na několik větví (větev pro venkovní zahradní ventil, pro poţární vodovod, pro napájení kotlů a základní leţatý rozvod vody vedený k jednotlivým stoupacím potrubím). Tabulka 2 Údaje o odběru zemního plynu dodavatel PRAŢSKÁ PLYNÁRENSKÁ a.s. Adresa Národní 37, Praha 1 Nové Město, 110 00 Číslo měřiče 0003659935 Sazba 364,17 Kč / GJ* *průměrná cena roku 2008 vč. DPH PORSENNA o.p.s. 10/66
Tabulka 3 Údaje o odběru elektřiny dodavatel PRAŢSKÁ ENERGETIKA a.s. Adresa Na Hroudě 1492/4, Praha 10, 100 05 Číslo elektroměru T008796 (škola) Sazba A-KLASIK VT spotřeba Distribuce Ostatní platby 2,37 Kč/ kwh 2,18 Kč/ kwh 0,23 Kč/ kwh Číslo elektroměru T060871 (byt školníka) Sazba K-KLASIK VT spotřeba Distribuce Ostatní platby 2,09 Kč/ kwh 2,02 Kč/ kwh 0,23 Kč/ kwh *průměrná cena roku 2008 vč. DPH Tabulka 4 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA v roce 2006 spotřeba roční m.j. mnoţství výhřevnost vstupy paliv a energie energie náklady - m.j. GJ/m.j. GJ/rok Kč/rok nákup el. energie MWh 25,465 3,60 92 107 058 zemní plyn tis. m 3 19,358 34,05 659 204 245 celkem vstupy paliv a energie 751 311 303 změna stavu zásob paliv (inventarizace) 0 0 CELKEM SPOTŘEBA PALIV A ENERGIE 751 311 303 ceny uvedeny včetně DPH Tabulka 5 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA v roce 2007 spotřeba roční m.j. mnoţství výhřevnost vstupy paliv a energie energie náklady - m.j. GJ/m.j. GJ/rok Kč/rok nákup el. energie MWh 22,411 3,60 81 183 280 zemní plyn tis. m 3 17,549 34,05 598 168 177 celkem vstupy paliv a energie 678 351 457 změna stavu zásob paliv (inventarizace) 0 0 CELKEM SPOTŘEBA PALIV A ENERGIE 678 351 457 ceny uvedeny včetně DPH Tabulka 6 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA v roce 2008 spotřeba roční m.j. mnoţství výhřevnost vstupy paliv a energie energie náklady - m.j. GJ/m.j. GJ/rok Kč/rok nákup el. energie MWh 24,253 3,60 87 121 229 zemní plyn tis. m 3 19,358 34,05 661 243 744 celkem vstupy paliv a energie 748 364 974 změna stavu zásob paliv (inventarizace) 0 0 CELKEM SPOTŘEBA PALIV A ENERGIE 748 364 974 ceny uvedeny včetně DPH PORSENNA o.p.s. 11/66
Tabulka 7 Energetické vstupy a výstupy v předmětu EA pro průměr z období 2006-2008 spotřeba roční m.j. mnoţství výhřevnost vstupy paliv a energie energie náklady - m.j. GJ/m.j. GJ/rok Kč/rok nákup el. energie MWh 24,043 3,60 87 137 189 zemní plyn tis. m 3 18,774 34,05 639 205 389 celkem vstupy paliv a energie 726 342 578 změna stavu zásob paliv (inventarizace) 0 0 CELKEM SPOTŘEBA PALIV A ENERGIE 726 342 578 ceny uvedeny včetně DPH Obrázek 2 Spotřeba elektrické energie a tepla a náklady v období 2006-2008 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Spotřeba energie GJ/rok zemní plyn elektřina 92 81 87 659 598 661 2006 2007 2008 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Náklady tis Kč/rok plyn elektřina 121 107 183 204 168 244 2006 2007 2008 Z předcházejících tabulek a grafů plyne, ţe skutečná průměrná cena zemního plynu (včetně poplatků a daní) byla v roce 2006 přibliţně 310 Kč/GJ, v roce 2007 přibliţně 281 Kč/GJ a v roce 2008 cca 369 Kč/GJ. Cena elektrické energie v přepočtu na GJ/rok byla v jednotlivých letech následující; v roce 2006 cca 1 318 Kč/GJ, v roce 2007 cca 2 263 Kč/GJ a v roce 2008 cca 1 388 Kč/GJ. V celkových spotřebách energií a nákladech za rok jsou v tabulkách a grafech započteny i spotřeby a náklady finančně samostatné bytové jednotky p. školníka. 2. 3. Energetické hospodářství 2. 3. 1. Zdroje tepla Hodnocená základní škola má několik zdrojů tepla rozmístěných po objektu. Pro hlavní budovu jsou v suterénu umístěny dva plynové kotle kaţdý s výkonem 98,2 kw, přičemţ jeden z plynových kotlů není vyuţíván. Zrekonstruované 3.NP má vlastní plynový kotel s vestavěným zásobníkem na ohřev teplé vody s výkonem 28 kw, kotel je umístěný v chodbě 3.NP. Vytápění bytové jednotky je pomocí nástěnného plynového kombinovaného kotle s výkonem 24 kw. Technické parametry jednotlivých kotlů jsou uvedeny v následující tabulce. PORSENNA o.p.s. 12/66
Tabulka 8 Technické parametry zdrojů tepla tech. parametry zdroj tepla v suterénu zdroj tepla v 3.NP zdroj tepla v bytové jednotce typ zdroje REMEHA GAS 2 DAKON DUA BT 28 JUNKERS ZW 20 KE popis zdroje teplovodní litinové článkové kotle závěsný teplovodní kotel s nepřímotopným zásobníkem TUV závěsný kombinovaný teplovodní kotel palivo zemní plyn zemní plyn zemní plyn tepelný výkon 98,2 kw 28 kw 24 kw účinnost nezjištěno 93% nezjištěno počet zdrojů 2 1 1 rok výroby 1994 - - rok uvedení do provozu 1993 1998 1998 výrobce Remeha Dakon Junkers Pozn.: Údaje v tabulce byly zjištěny z podkladů výrobce uvedených na webu. V kotelně je provedeno propojení kotlů na rozdělovač a sběrač přes čtyřcestný směšovač Duomix Kompact Js 50 s moţností nastavení plného a tlumeného provozu a volby křivky vytápění. Na potrubí jsou umístěna dvě oběhová teplovodní čerpadla (přičemţ jedno čerpadlo je záloţní). Kotle jsou připojeny k expanzním nádobám membránového typu Expanzomat o obsahu 2 x 200 l. Odvod spalin z kotlů je zajištěn komínovým průduchem. V kotelně je dále umístěno zařízení Gas Alarm, které při úniku plynu signalizuje nebezpečí a dále ovládá ventilátor. Odvod spalin od plynového kotle v 3.NP je pomocí svislého koaxiálního vedení nad střechu. Zabezpečení kotle je zajištěno vestavěnou expanzní nádobou a pojistným ventilem. 2. 3. 2. Měření a regulace Regulace vytápění ve staré části školní budovy, jídelně a kuchyni je ekvitermní pomocí čtyřcestného směšovače Duomix. V prostorách 3.NP je regulace zajištěna digitálním prostorovým termostatem Honeywell CM51, který je osazen v jednom z kabinetů. Dalším stupněm regulace jsou termostatické hlavice osazené na otopná tělesa. Tento typ regulace je však pouze v prostorách zrekonstruovaného 3.NP. Na tělesech v ostatních místnostech objektu jsou osazeny starší uzavírací kohouty. 2. 3. 3. Vytápění V kuchyni, jídelně a nerekonstruovaných patrech základní školy se nachází teplovodní otopná soustava s centrálním plynovým kotlem umístěným v kotelně. Soustava je rozdělena do čtyř větví (sociální zařízení, školní jídelna, levá a pravá topná větev školy). Jednotlivé větve nejsou samostatně regulovány, jsou opatřeny tepelnou izolací. Otopná tělesa v těchto prostorách jsou v převaţující většině litinová článková. Otopná soustava v 3.NP se zdrojem tepla umístěným na chodbě 3.NP je navrţena dvoutrubková s horizontálním rozvodem. Teplotní spád rozvodu je 80 /60 C. Rozvody jsou zhotoveny z měděného potrubí Superman T a spoje jsou vytvořeny pájením. Veškeré rozvody vedené ve zdech jsou opatřeny návlekovou tepelnou izolací Termacompact tl. 13 mm. Jako otopná tělesa jsou zvolena ocelová desková tělesa Korado Radik s termostatickými ventily Heimeier typ V-Exakt a termostatickými hlavicemi. Odvzdušnění systému je realizováno pomocí automatických odvzdušňovacích ventilů. PORSENNA o.p.s. 13/66
2. 3. 4. Příprava teplé vody Příprava teplé vody je zajišťována několika způsoby. Pro provoz školní kuchyně se teplá voda (TV) připravuje v akumulační nádobě s tepelnou izolací Ivar Acumulo 300 l s nepřímým ohřevem přes deskový výměník Alfa Laval CB27/24 pomocí topné vody z plynového kotle Vaillant Vu 282/1 turbo o výkonu 28 kw. Plynový kotel je umístěn v prostoru umývárny nádobí, zavěšen cca 1,9 m od podlahy, akumulační nádoba na vodu je postavená na podlaze pod plynovým kotlem. Odkouření plynového kotle zajišťuje ventilátor zabudovaný v kotli, odkouření je dále provedeno nad střechu objektu. Doba ohřevu uţitkové vody z 10 C na 55 C je cca 33 min, plynový kotel je provozován v teplotním spádu 80/60 C. Příprava teplé vody v hygienickém zázemí hlavní budovy školy je řešena pomocí elektrických zásobníkových ohřívačů umístěných v prostorách WC. Pro 1.NP je na chlapeckých záchodech umístěn zásobník Tatramat EOV 81 o obsahu 80 l s příkonem 2 kw a přetlakem 0,6 MPa. Zásobník v 2.NP je firmy Draţice OKCE 125 s objemem 125 l, příkonem 2 kw a přetlakem 0,6 MPa. Příprava teplé vody v 3.NP je provedena v nepřímotopném zásobníku o objemu 60 l napojeném na kotel Dakon DUA BT 28, vše je umístěné ve výklenku chodby 3.NP. Stejným způsobem probíhá příprava teplé vody pro bytovou jednotku, kde je zdrojem tepla pro ohřev vody plynový kotel Junkers ZW 20 KE. 2. 3. 5. Vzduchotechnika Objekt základní školy je v převáţné míře větrán přirozeně, výjimku tvoří prostory kuchyně a chlazeného skladu, kde jsou navrţeny vzduchotechnické jednotky. Do prostor kuchyně je navrţeno nucené větrání s přívodem a odvodem vzduchu a s dohřevem v zimním období pomocí ZZT. Přiváděný vzduch je nasáván z čistého venkovního prostředí nedaleko budovy a to cca 3 metry nad zemí. Odvod vzduchu je proveden přes odsávací zákryty (digestoře) umístěné nad zdroji tepla a páry a část vzduchu je odváděna z prostoru pod stropem. Hlavní odsávací zákryt je osazen lapačem tuku. Odsávaný vzduch je vyveden nad střechu objektu. Vzduchotechnické jednotky jsou v provozu po celou dobu provozu kuchyně. V místnosti chlazeného skladu jsou umístěny mrazáky a lednice, tepelné zisky z jejich provozu jsou odváděny podtlakovým větráním, odpadní vzduch je veden nad střechu objektu. Zařízení je ovládáno vnitřním termostatem, který se zapne při překročení teploty +30 C a vypne se při sníţení teploty pod +20 C. Prostory hygienického zázemí (WC, sprcha) jsou větrány odtahem vzduchu pomocí odsávacího ventilátoru, který se spouští s rozsvícením světel. V následující tabulce jsou uvedeny větrací jednotky insatlované v objektu. Popis je převzat z projektové dokumentace Úprava stravovacího provozu, ZŠ Ladislava Coňky 40, 11/2000. PORSENNA o.p.s. 14/66
Tabulka 9 Přehled vzduchotechnických jednotek tech. parametry TERNO 315-15 VTS TERNO 315-15 VTS MIX TD-500/160 LS popis a umístění podtlakové větrání kuchyně, přívod schodiště podtlakové větrání kuchyně, odvod podtlakové větrání lednice chlazený sklad jmen. průtok vzduchu 3 260 m 3 /hod 3 260 m 3 /hod. 350 m 3 /hod. topný výkon - - - topné médium nezjištěno není není chladící výkon - - - el. příkon ventilátoru 1,5 kw 1,5 kw 0,05 kw celkový počet jednotek 1 1 1 výrobce Alteko spol. s.r.o. Alteko spol. s.r.o. - rok instalace 2000 2000 2000 Vzhledem k velkým tepelným ziskům v učebnách 3.NP (v podkroví) jsou v těchto třídách umístěny klimatizační jednotky split, jejich parametry jsou uvedeny v následující tabulce. Tabulka 10 Přehled klimatizačních jednotek tech. parametry vnitřní klimat. jednotky vnitřní klimat.jednotky popis a umístění Split-type room air-conditioner KFR-60GW/GC Split-type room air-conditioner učebna 3.NP jmen. průtok vzduchu 750 m 3 /hod. 700 m 3 /hod chladící výkon 6,0 kw 5,0 kw topný výkon 6,6 kw 5,8 kw el. příkon ventilátoru 0,070 kw 0,040 kw celkový počet jednotek 2 1 výrobce Matushima Olympus rok výroby / instalace nezjištěno nezjištěno K jednotlivým vnitřním klimatickým jednotkám jsou na střechu objektu umístěny příslušné vnější klimatizační jednotky stejné firmy. 2. 3. 6. Spotřebiče energie Spotřebiče zemního plynu. Zemní plyn je spotřebováván kromě kotlů také pro vaření ve školní kuchyni. Instalovanými plynovými spotřebiči jsou plynový sporák Fagor CG 761o výkonu 37 kw a plynová ohřívací stolička Alba VP 13 o výkonu 6 kw. Spotřebiče elektrické energie. Na spotřebě elektrické energie v objektu ZŠ se podílí umělé osvětlení, bojlery pro ohřev teplé vody, vzduchotechnika v kuchyni, klimatizační jednotky v 3.NP, mrazáky a lednice a další kuchyňské a kancelářské spotřebiče. Celková spotřeba elektrické energie v objektu ZŠ je shrnuta v následující tabulce. Výpočtem (nikoli měřením) je stanoven jejich podíl na celkové spotřebě energie (následující graf). PORSENNA o.p.s. 15/66
Celkový instalovaný příkon spotřebičů byl stanoven výpočtem na základě zprávy o revizi elektrických zařízení a zčásti (v případě chybějících údajů) odborným odhadem. Tabulka 11 Spotřeba elektrické energie (stanoveno výpočtem) spotřebič elektrické energie celkový příkon (kw) spotřeba elektřiny 1) (MWh/rok) spotřeba elektřiny 1) (GJ/rok) spotřebiče zajišťující výrobu tepla (TV) 3,5 2,8 10,1 spotřebiče zajišťující dodávku tepla 2) 1,2 2,0 7,3 osvětlení 9,1 3,4 12,4 vzduchotechnická zařízení 3) 6,4 3,2 11,4 ostatní elektrospotřebiče 4) 38,8 12,9 46,4 celkem 59,0 24,3 87,6 1) v tomto parametru je již zohledněna současnost elektrických spotřebičů a skutečnost, že některé spotřebiče nejsou používány; jedná se o výpočtovou hodnotu 2) oběhová a cirkulační čerpadla 3) motory ventilátorů VZT a klimatizačních jednotek 4) kuchyňské elektrospotřebiče, kancelářské apod. Obrázek 3 Rozdělení spotřeby energie podle účelu uţití v objektu Celková spotřeba energie v objektu v GJ/rok (rozdělení spotřeby stanoveno výpočtem) 13% 2% 11% vytápění ohřev TUV osvětlení ostatní spotřebiče 74% Umělé osvětlení jednotlivých učeben je provedeno pomocí zářivkových těles typu CZ258, 2x58W, IP 20. Na podlahovou plochu jednoho m 2 učebny tak připadá osvětlení o výkonu cca 25,78 W/m 2 v 1.NP, 20,97 W/m 2 v 2.NP. V rekonstrukci 3.NP jsou pro učebny pouţity ţárovková osvětlovací tělesa typu IN-12D5, 1x60W, IP 20 a zářivková osvětlovací tělesa typu modus K 236, 2x36W, IP 20. Na podlahovou plochu m 2 zde připadá osvětlení o výkonu 11,13 W/m 2. Dalšími nejčastěji pouţitými svítidly jsou: ţárovková osvětlovací tělesa 4x40W ţárovková osvětlovací tělesa typ 248, 1x60W ţárovková osvětlovací tělesa 1x60W zářivková osvětlovací tělesa typ VIPET I., 2x36W, IP 66 PORSENNA o.p.s. 16/66
zářivková osvětlovací tělesa typ JS24211, 1x13W, IP 40 zářivková osvětlovací tělesa typ POINTER, 2x11W, IP 66 zářivková nouzová osvětlovací tělesa typ BASET, 9W, IP 65 Umělé osvětlení vnitřních prostorů bylo změřeno pomocí přístroje Luxmeter LX a posouzeno pro vybranou učebnu. Učebna má 56 m 2 a nachází se v 2.NP a je osvětlena 8 zářivkami, rozmístěnými ve dvou řadách rovnoběţných s okny. Do poloviny roku 2003 platila pro osvětlení pracovních prostorů kmenová norma ČSN 360450. Tato kmenová norma byla nahrazena v rámci harmonizace s EU normou ČSN EN 12464-1, která je českou verzí evropské normy EN 12464-1 z roku 2002. Tato norma taxativně udává poţadavky na osvětlení pro prostory, kde je z hygienického hlediska stanoven poţadavek na osvětlení. Poţadavek pro učebny školských zařízení je 300 lx (pro učebny s náročnější zrakovou činností i více). Měřením intenzity umělého osvětlení bylo zjištěno, ţe posuzovaná třída vyhovuje poţadavkům normy ČSN EN 12464-1 na umělé osvětlení. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce. Intenzita osvětlení je vztaţena na srovnávací rovinu, která je v učebnách v místě zrakového úkolu tj. na školních lavicích. Tabulka 12 Naměřené hodnoty osvětlenosti v jednotlivých měřených místnostech (lx) Spotřebič elektrické energie Průměrná hodnota osvětlenosti Min. hodnota osvětlenosti Max. hodnota osvětlenosti Poţadovaná min. průměrná hodnota osvětlenosti Hodnocení z hlediska normy ČSN EN 124 64-1 Třída pro výuku 628 580 675 300 vyhovuje Pozn.: Měření proběhlo přístrojem Luxmeter LX-1108 dne 21.10.2009. Neméně důleţitou veličinou charakterizující kvalitu osvětlení je rovnoměrnost na srovnávací rovině, která udává, jaký je poměr nejmenší hodnoty intenzity osvětlení (E min ) a místně průměrné intenzity osvětlení (E p ). V učebnách škol musí být dodrţena minimální hodnota rovnoměrnosti r = 0,65 v prostorách s trvalým pobytem a r = 0,4 v prostorách s krátkodobým pobytem dětí a ţáků (za trvalý charakter pobytu se povaţuje činnost dítěte nebo ţáka v délce 4 a více hodin). Dosaţení této hodnoty bylo výpočtem ověřováno, splněna je hodnota pro trvalý pobyt ţáků. 2. 4. Bilance zdrojů energie V následující tabulce je shrnuta bilance výroby tepla z vlastních zdrojů pro rok 2008. Spotřeba energie (resp. tepla v palivu) na vytápění (ÚT) a ohřev vody (TV) není samostatně měřena, byla stanovena odborným odhadem. PORSENNA o.p.s. 17/66
Tabulka 13 Bilance výroby energie z vlastních zdrojů pro rok 2008 ř. ukazatel jednotka ÚT+TV (zemní plyn) TV (el. energie) ÚT+TV BYT 1 Instalovaný elektrický výkon celkem MW - - - 2 Instalovaný tepelný výkon celkem MW 0,125 0,029 0,024 3 Dosaţitelný elektrický výkon celkem MW - - - 4 Pohotový elektrický výkon celkem MW - - - 5 Výroba elektřiny MWh/rok - - - 6 Prodej elektřiny MWh/rok - - - 7 Vlastní spotřeba elektřiny na výrobu tepla MWh/rok 1,43 0,13 0,48 8 Spotřeba tepla v palivu na výrobu elektřiny GJ/rok - - - 9 Výroba dodávkového tepla GJ/rok 480 11 32 10 Prodej tepla cizím GJ/rok - - - 11 Spotřeba tepla v palivu na výrobu tepla GJ/rok 581 12 39 12 Spotřeba tepla v palivu celkem GJ/rok 581 12 39 Pozn.: Údaje v tabulce jsou převzaty z projektové dokumentace a revizních zpráv poskytnutých pro zpracování energetického auditu. Hodnoty jsou rozděleny na provoz školy (rozdělen dále na ohřev TV a vytápění) a byt. Vlastní spotřeba elektřiny na výrobu tepla byla stanovena odborným odhadem. 2. 5. Záměry zadavatele Objekt základní školy prošel v minulých letech několika rekonstrukcemi. Všechny úpravy vedly převáţně ke zvyšování kapacity školy vestavba tříd do prostor půdy, upravení provozu kuchyně pro více strávníků. V několika fázích byla vyměněna okna a zrenovovaná fasáda (pouze nová omítka). V budoucnu (cca po roce 2014) se předpokládá zateplení svislých obvodových konstrukcí. PORSENNA o.p.s. 18/66
3. Zhodnocení výchozího stavu 3. 1. Energetická bilance a technické ukazatele zdroje energie Spotřebu tepla a elektrické energie za poslední úplný rok dokumentuje následující tabulka. Tabulka níţe shrnuje základní technické ukazatele vlastních energetických zdrojů. Tabulka 14 Základní tvar energetické bilance pro rok 2008 ř. ukazatel GJ/rok Kč/rok vč. DPH 1 Vstupy paliv a energie 748 364 974 1a z toho el. energie 87 121 229 1b z toho zemní plyn 661 243 744 2 Změna zásob paliv a energie 0 0 3 Spotřeba paliv a energie 748 364 974 4 Prodej energie cizím 0 0 5 Konečná spotřeba paliv a energie v objektu (ř.3 ř.4) 748 364 974 6 Ztráty ve vlastním zdroji a rozvodech (z ř.5) 99 38 367 7 Spotřeba energie na vytápění a TV (z ř.5) 541 217 881 7a z toho vytápění 461 175 934 7b z toho TV 80 41 127 8 Spotřeba energie na technologické a ostatní procesy (z ř.5) 108 108 726 Tabulka 15 Základní technické ukazatele vlastního energetického zdroje (vyhl.č.213/2001 Sb. Příloha č. 5) název ukazatele jednotka ÚT+TV (zemní plyn) TV (el. energie) ÚT+TV BYT Roční energetická účinnost zdroje % 83 95 81 Roční energetická účinnost výroby elektrické energie % - - - Roční energetická účinnost výroby tepla % 83 95 81 Specifická spotřeba tepla v palivu na výrobu elektřiny GJ/MWh - - - Specifická spotř. tepla v palivu na výrobu dodáv. tepla GJ/GJ 1,21 1,05 1,24 Roční vyuţití instalovaného elektrického výkonu h/rok - - - Roční vyuţití dosaţitelného elektrického výkonu h/rok - - - Roční vyuţití pohotového elektrického výkonu h/rok - - - Roční vyuţití instalovaného tepelného výkonu h/rok 1 068 108 365 Pozn.: Hodnoty energetické účinnosti zdrojů uvedené v tabulce zahrnují i účinnost sdílení tepla a distribuce tepla otopnou soustavou. PORSENNA o.p.s. 19/66
3. 2. Zhodnocení stávajícího stavu budovy V následující tabulce jsou shrnuty klíčové vstupní hodnoty charakterizující klimatické podmínky v regionu a vnitřní podmínky v budově, které vstupují do následujících výpočtů. Tabulka 16 Klíčové hodnoty pro normalizované podmínky parametr hodnota lokalita Praha 303 m.n.m. venkovní výpočtová teplota ( e ) -13,0 C návrhová teplota vnitřního vzduchu ( ai ) 21,0 C průměrná venkovní teplota v otop. obd. ( es ) 4,3 C průměrná vnitřní teplota ( is ) 20,0 C definovaná teplota pro zahájení vytápění 13,0 C počet dnů otopného období (d) 223 dnů počet denostupňů normativních D = d ( is - es ) 3 278 D 3. 2. 1. Informace o objektu Konstrukce budovy jsou popsány v kapitole 2. 1. 2. Základní geometrické parametry objektu a výměry ochlazovaných konstrukcí uvádí následující přehled. Tabulka 17 Základní technické parametry objektu technické parametry objektu hodnota m.j. zastavěná plocha objektu 475 m 2 světlá výška podlaţí 3,8-3,9 m konstrukční výška podlaţí 4,4-4,52 m 1) celková vnitřní podlahová plocha A gross 1 013,5 m 2 vytápěný obestavěný prostor budovy 4 871,0 m 3 plocha plné části svislých obvodových konstrukcí 844,4 m 2 plocha otvorových výplní 250,6 m 2 plocha podlahy na terénu 355,6 m 2 plocha podlahy nad suterénem 156,8 m 2 plocha střechy 496,3 m 2 celková plocha ochlazovaných konstrukcí 2 103,8 m 2 1) 2, písm. p zákona č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů Ve výpočtu uvaţované součinitele prostupu tepla obvodových konstrukcí a hodnoty poţadované normou ČSN 73 0540-2 z roku 2007 uvádí následující přehled. Pro porovnání jsou uvedeny jak hodnoty normou poţadované, které je nutné splnit při rekonstrukci příslušné části budovy, tak i doporučené. PORSENNA o.p.s. 20/66
Tabulka 18 Součinitele prostupu tepla stávajících konstrukcí a poţadavky normy konstrukce současná hodnota U poţadovaná hodnota U N,req doporučená hodnota U N,rc W/(m 2 K) W/(m 2 K) W/(m 2 K) podlaha na terénu 1,55 (1,90) 1) 0,45 0,30 nevyhovuje podlaha na suterénu 0,85 0,60 0,40 nevyhovuje střecha nad kuchyní 0,40 0,24 0,16 nevyhovuje střecha nad hlavním objektem 0,38 0,24 0,16 nevyhovuje vnější stěna 600 mm 1,07 0,38 0,25 nevyhovuje vnější stěna 500 mm 1,23 0,38 0,25 nevyhovuje vnější stěna 450 mm 1,32 0,38 0,25 nevyhovuje střešní okna Velux 1,70 1,70 1,20 vyhovuje okna 1,60 1,70 1,20 vyhovuje luxfery 2,00 1,70 1,20 nevyhovuje dřevěné vchodové dveře 2,00 1,70 1,20 nevyhovuje dveře prosklené 1,60 1,70 1,20 vyhovuje 1) součinitel prostupu tepla je rozdílný pro prostory školy a pro byt školníka (hodnota v závorce je pro podlahu na terénu v bytové jednotce) Součinitele prostupu tepla dosud nerekonstruovaných obvodových konstrukcí jsou z pohledu dnešních poţadavků na výstavbu a tepelnou ochranu budov na nevyhovující úrovni, tyto konstrukce nesplňují poţadavky na součinitele prostupu tepla uvedené v normě ČSN 73 0540-2:2007, které musejí být splněny u všech novostaveb a změn dokončených staveb. 3. 2. 2. Prostup tepla obálkou budovy dle ČSN 73 0540-2:2007 Poţadavek na prostup tepla obálkou budovy se hodnotí pomocí průměrného součinitele prostupu tepla U em a splnění poţadavku se prokazuje porovnáním této zjištěné hodnoty U em s poţadovanou normovou hodnotou průměrného součinitele prostupu tepla U em,n,rq. 1 stav Tabulka 19 Průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy průměrný součinitel prostupu tepla m.j. výpočet hodnota objemový faktor tvaru budovy m 2 /m 3 A/V 0,43 měrná ztráta prostupem tepla H T W/K A i U i b i 2 077,7 vypočtená hodnota U em W/(m 2 K) H T / A 0,99 poţadovaná hodnota U em,rq W/(m 2 K) 0,30 + 0,15 / (A/V) 0,65 doporučená hodnota U em,rc W/(m 2 K) 0,75 U em,rq 0,49 hodnota pro stavební fond U em,s W/(m 2 K) U em,rq + 0,60 1,25 Klasifikační třídy prostupu tepla obálkou budovy se stanovují podle poţadované normové hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla U em,rq a hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla stavebního fondu U em,s. Mohou se zpracovávat rovněţ jako příloha průkazu energetické náročnosti budov. 1 Splnění poţadavků na prostup tepla obálkou budovy je moţné doloţit energetickým štítkem a protokolem k energetickému štítku obálky budovy podle přílohy B normy ČSN 73 0540-2:2007. PORSENNA o.p.s. 21/66
Tabulka 20 Klasifikační třídy prostupu tepla obálkou hodnocené budovy (normou doporučené hodnocení) klasifikační třídy průměrný součinitel prostupu tepla budovy U em [W/(m 2 K)] slovní vyjádření klasifikační třídy klasifikační ukazatel CI A U em 0,3.U em,rq velmi úsporná B 0,3.U em,rq < U em 0,6.U em,rq úsporná C 0,6.U em,rq < U em U em,rq vyhovující D U em,rq < U em 0,5.(U em,rq + U em,s ) nevyhovující E 0,5.(U em,rq + U em,s ) < U em U em,s nehospodárná F U em,s < U em 1,5.U em,s velmi nehospodárná G U em > 1,5.U em,s mimořádně nehospodárná 0,3 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5 Z předchozích tabulek a výpočtů je patrné, ţe ve stávajícím stavu budova nesplňuje poţadavek (U em U em,rq ) normy na průměrný součinitel prostupu tepla pro novostavby a změny dokončených staveb. Budova spadá do klasifikační třídy E, a je tudíţ z hlediska prostupu tepla obálkou budovy nehospodárná. Klasifikační ukazatel CI je roven 1,38, coţ znamená, ţe budova je 1,38 krát horší (resp. průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy je 1,38krát vyšší ), neţ je poţadovaná hodnota v klasifikační třídě C - vyhovující. Energetický štítek obálky budovy pro stávající stav uvádí Příloha 4 v kapitole 9. 4. 3. 2. 3. Výpočet tepelné ztráty a potřeby tepla na vytápění Výpočet tepelné ztráty byl proveden podle ČSN EN ISO 13790, ČSN EN 832 a ČSN 730540. Výstupy výpočtu pro stávající stav budovy a pro doporučená opatření jsou součástí Přílohy 3. Jelikoţ otopná soustava je v části objektu regulována podle venkovní i podle vnitřní teploty (avšak pouze na některých otopných tělesech jsou osazeny termostatické hlavice, na některých jsou jen uzavírací kohouty), byly ve výpočtu potřeby tepla na vytápění částečně zohledněny tepelné zisky (vnitřní od osob, zařízení a vytápění, vnější solární záření). Tyto zisky byly vyčísleny dle normy ČSN EN ISO 13 790, která od 1.11.2009 nahrazuje normu ČSN EN 832 (Tepelné chování budov Výpočet potřeby energie na vytápění Obytné budovy). Měrná tepelná ztráta budovy činí 2 078 W/K, tomu odpovídá potřeba tepla na vytápění 616 GJ/rok (nezahrnuje vliv účinnosti otopné soustavy), která jiţ zahrnuje vliv útlumu vytápění a vlivu regulace tzn. i tepelné zisky. Po zahrnutí účinnosti otopné soustavy činí tepelná energie (na vytápění) dodaná na hranici budovy 761 GJ/rok. Největší tepelné ztráty dle výpočtu vznikají prostupem tepla vnějšími stěnami (40 %), ty jsou způsobeny velkou plochou stěn v poměru k ostatním konstrukcím a jejich tepelnětechnickými vlastnostmi. Podíl měrných tepelných ztrát prostupem jednotlivými konstrukcemi a větráním na celkové měrné tepelné ztrátě budovy a podíl ploch jednotlivých konstrukcí jsou patrné z následujícího obrázku. PORSENNA o.p.s. 22/66
Obrázek 4 Poměr měrných tepelných ztrát objektu Plocha obvodových konstrukcí a měrná tepelná ztráta jednotlivými konstrukcemi Výměna vzduchu 19% Propustnost okny a dveřmi Propustnost střechou Propustnost vnějšími stěnami Ustálená propustnost zeminou Propustnost tepelnými mosty 12% 7% 11% 4% 18% 24% 24% 40% 40% plocha konstrukce (m2) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 měrná ztráta (W/K) Ztráta tepla větráním je stanovena z podmínky zajištění hygienického minima čerstvého vzduchu pro děti v učebnách, na chodbách a kuchyni. V případě redukce ztráty tepla větráním by bylo nutné realizovat v celém objektu nucené větrání s rekuperací tepla z odváděného vzduchu, příp. předehřev přiváděného vzduchu do vytápěných místností přes zemní registr. 3. 2. 4. Přepočet spotřeby tepla denostupňovou metodou Pro zohlednění vlivu konkrétních klimatických podmínek v dané lokalitě a pro kontrolu a určení skutečné výše tepelné ztráty objektu byl proveden přepočet spotřeby tepla pro vytápění denostupňovou metodou. Spotřeba tepla na vytápění není v objektu samostatně měřena, její výše byla stanovena výpočtem s pomocí odborného auditorského odhadu, z tohoto důvodu nelze její hodnotu brát za zcela vypovídající. Vzhledem k tomuto faktu nelze z následující tabulky a grafu vyvozovat konkrétní závěry. Výsledky jsou pouze orientační. Tabulka 21 Přepočtení spotřeby tepla na vytápění rok spotřebované teplo na vytápění [GJ] 1) počet denostupňů přepočtená spotřeba tepla na vytápění [GJ] 2006 557 2 996 610 2007 503 2 788 592 2008 555 2 862 636 průměr 539-613 norma 761 3 278 761 1) není samostatně měřeno, stanoveno výpočtem s odborným odhadem PORSENNA o.p.s. 23/66
I-08 II-08 III-08 IV-08 V-08 VI-08 VII-08 VIII-08 IX-08 X-08 XI-08 XII-08 GJ Energetický audit Obrázek 5 Spotřeba tepla na vytápění normová, fakturovaná a fakturovaná přepočtená na normový stav denostupňovou metodou (příklad porovnání) v roce 2008 Spotřeba tepla na vytápění 160 140 120 100 80 60 40 20 0 normová spotřeba tepla fakturovaná spotřeba tepla fakturovaná spotřeba tepla přepočítaná na normový stav (dle denostupňů) Takovýto průběh grafu by znamenal, ţe objekt má (odborným odhadem rozdělenou na jednotlivé měsíce) fakturovanou spotřebu tepla na vytápění přepočtenou na normové klimatické podmínky v období prosinec aţ březen znatelně niţší, neţ je potřeba tepla stanovená výpočtem dle technických norem. Důvodem můţe být skutečnost, ţe v objektu základní školy v tomto období probíhá několik prázdnin. Významné jsou například vánoční a jarní prázdniny, tyto otopné přestávky nejsou do výpočtu zahrnuty. Vyšší hodnota přepočtené fakturované spotřeby tepla v dubnu můţe být způsobena niţší exteriérovou teplotou, neţ je dlouhodobý průměr, které odpovídá větší spotřeba energie na vytápění. Charakteristická hodnota v GJ/(m 2 rok) poskytuje moţné srovnání jednotlivých objektů mezi sebou aţ po uplynutí celého roku, hodnota v MJ/(m 2 D rok) umoţňuje vyhodnocovat spotřebu tepla za jednotlivé měsíce v průběhu celého roku, coţ ukazuje Tabulka 23 v kapitole 3. 2. 3. Na základě provedeného propočtu byla sestavena upravená vstupní energetická bilance objektu, která bude pouţita při výpočtech úspor jednotlivých variant. Vzhledem k různým klimatickým podmínkám v jednotlivých letech jde o metodu, která přepočtem upravuje fakturovanou spotřebu tepla na vytápění na dlouhodobý průměr denostupňů. PORSENNA o.p.s. 24/66
Tabulka 22 Upravená vstupní energetická bilance objektu ř. ukazatel GJ/rok Kč/rok vč. DPH 1 Vstupy paliv a energie 956 440 893 1a z toho el. energie 87 120 180 1b z toho teplo 870 320 713 2 Změna zásob paliv a energie 0 0 3 Spotřeba paliv a energie 956 440 893 4 Prodej energie cizím 0 0 5 Konečná spotřeba paliv a energie v objektu (ř.3 ř.4) 956 440 893 6 Ztráty ve vlastním zdroji a rozvodech (z ř.5) 136 50 989 7 Spotřeba energie na vytápění a TV (z ř.5) 705 273 839 7a z toho vytápění 629 231 798 7b z toho TV 77 42 041 8 Spotřeba energie na technologické a ostatní procesy (z ř.5) 115 116 065 3. 3. Zhodnocení stávajícího stavu energetického hospodářství 3. 3. 1. Krytí energetických potřeb Potřeba tepla na vytápění je kryta pomocí plynových kotlů (samostatný zdroj pro byt školníka a samostatný pro základní školu). Potřeba tepla na ohřev teplé vody je kryta částečně pomocí plynových kotlů nepřímotopným ohřevem a částečně pomocí elektrických zásobníků (prostory školy). Moţnosti regulace systému vytápění je pouze částečná tj. v prostoru půdní vestavby je zavedena regulace dle vnější teploty a na otopných tělesech jsou osazeny regulační ventily s termostatickými hlavicemi. V ostatních prostorách školy jsou stará litinová článková tělesa pouze s uzavíratelnými kohouty, mnohdy jsou uzavíratelné kohouty z těles dokonce odstraněny. Tímto není splněn poţadavek 6 zákona 406/2000 Sb. ve znění prováděcí vyhlášky 193/2007 Sb., kdy je vlastník objektu povinen vybavit vnitřní tepelná zařízení přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům. V objektu jsou osazeny jednak pákové baterie umoţňující regulaci teplé vody na výstupu (tj. kuchyň a půdní nástavba). Ve větší části hygienických zázemí jsou klasické kohouty (tj. i ve sprchovém koutě). Pouze do jedné třídy je přivedena teplá voda, v ostatních třídách je pouze voda studená s jedním kohoutem. Splachování pisoárů je zajištěno optoelektrickými snímači a to dokonce i na starých nerekonstruovaných chlapeckých záchodech. Ve dvou podkrovních třídách jsou nainstalovány klimatizační jednotky, které sniţují tepelné zisky v letních obdobích. Největším spotřebitelem energie je spotřeba tepla na vytápění přibliţně 74 %, cca 13% se spotřebovává na přípravu TV, z celkové spotřeby energie dále připadá cca 11 % na technologické a ostatní spotřebiče energie (klimatizační jednotky, čerpadla, kuchyňská a kancelářská technika) a zbývající 2 % na osvětlení. 3. 3. 2. Posouzení izolace rozvodů ÚT a TV a zásobníků dle vyhlášky č. 193/2007 Sb. Vzhledem k nedostatečným informacím o průměru a materiálu stávajícího potrubí topné vody a jeho tepelné izolaci budou v této kapitole uvedeny pouze poţadavky vyhlášky. PORSENNA o.p.s. 25/66