Průvodní zpráva
Úvodem Předmětem práce je zpracování komplexního návrhu energeticky pasivního bytového domu. Práce je zpracována ve formě koncepční studie s důrazem na maximální využití pasivních i aktivních prvků a využití obnovitelných zdrojů. Zároveň je navržen stavební konstrukční systém a vyřešeny některé konstrukční detaily. Práce je členěna do třech částí průvodní zpráva, grafická část a výpočet potřeby energií. Projekt energeticky pasivního bytového domu je zpracován v rámci diplomové práce na fakultě stavební VUT v Brně. Vedoucím diplomové práce je Ing. Libor Matějka, CSc.
Koncepce návrhu Principem funkčního konceptu pasivního domu je optimalizace základních prvků: Kompaktní tvar Při návrhu energeticky pasivního domu byl zásadním požadavkem kompaktní tvar, bez arkýřů, rizalitů a jiných výstupků hmoty objektu, které by zásadně zhoršovaly energetickou náročnost, přičemž rozhodujícím ukazatelem je faktor tvaru A/V. Výsledný tvar otápěného (= zároveň obytného) objemu budovy je téměř pravidelné těleso kvádru, které je umístěno na hmotě podzemních garáží, které jsou částečně pod úrovní terénu (ze severní strany). Díky tomuto se podařilo dosáhnout velmi výhodného poměru A/V 0,52. Orientace Jižní strana objektu je bohatě prosklena, při snaze maximalizovat solární zisky, které jsou významným příspěvkem k pokrytí tepelných ztrát objektu okna slouží jako solární kolektor, na tuto stranu objektu jsou také situovány veškeré obytné místnosti. Naopak severní fasáda je je koncipována s cílem minimalizovat tepelné ztráty malé prosklení. Minimalizace tepelných ztrát Ztráty prostupem fasádou objektu byly téměř eliminovány použitím 300 mm vrstvy tepelné izolace z minerálních vláken v kombinaci s vápenopískovou cihlou bylo dosaženo součinitele prostupu tepla U=0,108 W/(m 2.K). Samozřejmostí je také dokonalá izolace střechy a nejnižší podlahy otápěného prostoru. Na okenní otvory je použito vysoce izolační dvojsklo s vnitřní fólií Heat Mirror o U=0,6 W/(m 2.K). Základem pro minimalizaci tepelných ztrát větráním je použití účinného systému nuceného větrání s využitím rekuperace tepla.
Eliminace tepelných mostů Objekt byl již od počátku navrhován s velkým důrazem na eliminaci zejména liniových tepelných mostů. Pro eliminaci tepelných mostů byl zvolen konstrukční systém samonosného ocelového rámu kolem celého otápěného objemu budovy, který nese veškeré vertikální i horizontální komunikace (pavlače, schodiště, výtah, terasy, balkony). Tím bylo možné vytvořit souvislou izolační vrstvu nepřerušenou např. prostupy balkónovými nosníky. Prostorová tuhost rámu navíc minimalizuje počet kotev do svislé nosné konstrukce objektu, které by způsobovaly bodové tepelné mosty. VZT Účinný systém větrání Pro pasivní dům je přirozené větrání v zimním období nevhodné kvůli značným a nekontrolovatelným tepelným ztrátám, zároveň v důsledku vysoké těsnosti obálky (jeden z požadavků pro pasivní dům) může docházet k růstu koncentrace škodlivin, které jinak unikají infiltrací. Teplovzdušné vytápění a větrání s rekuperací tepla zajišťuje vytápění, zároveň s řízeným podílem čerstvého vzduchu s rekuperací. Díky cirkulaci vzduchu v bytech je maximálně využito všech energetických zisků z provozu domácnosti pro předehřev větracího vzduchu. Systém také umožňuje téměř dokonalé využití solárních zisků z osluněných oken a okamžitý přenos do všech ostatních neosluněných místností. Použitý křížový rekuperační výměník dosahuje v závislosti na množství vzduchu až 90% účinnosti. Zemní výměník tepla Pro přívod čerstvého vzduchu k jednotkám je použito systému předehřívání (v létě ochlazování) vzduchu v zemním výměníku tepla. Činností registru dochází k úsporám na dohřevu větracího vzduchu a současně je protimrazovou ochranou VZT jednotky. ZEMNÍ VÝMĚNÍK Teplovodní sluneční kolektory Sluneční kolektory jsou umístěny na střeše objektu a jsou napojeny na akumulační nádrž a slouží k částečnému pokrytí potřeby tepla na přípravu teplé vody. Účinnou fototermickou přeměnou slunečního záření na teplo je dosženo výrazného snížení primární (celkové) potřeby tepla.
Průvodní zpráva Urbanistické řešení Objekt bude součástí obytné zástavby městské části Brno Útěchov. V rámci lokality jsou již vyřešeny veškeré urbanistické požadavky napojení na infrastrukturu, rozmístění ploch zeleně, dostupnost městskou hromadnou dopravou. Při návrhu situování objektu byl kladen důraz zejména na jižní orientaci čelní fasády. Architektonické a výtvarné řešení Veškeré vertikální i horizontální komunikace jsou vyčleněny vně otápěného objemu. Přístup do bytů je po pavlači a schodištích umístěných po stranách objektu. Kovová samonosná konstrukce pavlače, schodiště a z jižní strany obytných teras a balkónů vytváří plastický dojem z fasády objektu při zachování požadovaných energetických vlastností (kompaktnosti). Výrazným prvkem severní fasády jsou zádveří jednotlivých bytů vytvářející pravidelné vertikály, se kterými koresponduje i zvolený tvar oken. Barevné řešení je znázorněno v grafické části projektu, počítá se s barevným odlišením zádveří, výtahu a schodišťové konstrukce. Jižní fasáda bude jednobarevná, světležlutá, přičemž na konstrukci balkonů budou předsazeny exteriérové barevné rolety měnící dynamicky výraz objektu. Povrchová úprava nejnižšího podlaží s garážemi bude provedena z prostého pohledového betonu. Dispoziční řešení Objekt má jedno částečné podzemní a čtyři nadzemní podlaží. 1.PP slouží jako technické zázemí domu, bude zde situována strojovna s akumulační nádrží, garážová stání pro 9 vozidel a volná stání pro 8 vozidel. Součástí garáží jsou i větrané sklepy s denním osvětlením. Součástí podzemních garáží je prostor pro kola přístupný vchodem z jižní strany, který zajišťuje přirozené osvětlení. Pod schodištěm je umístěna kočárkárna. 1.NP Obsahuje tři bytové jednotky 2 x 3+KK (105 m 2 ) a 1 x 2 + 1 (80 m 2 ). Všechny byty mají přímý vstup na terasu, která bude přístupná i ostatním nájemníkům. Jednotlivé byty jsou řešeny jako open space tzn. obsahují obývací pokoj spojený s jídelnou a kuchyní. Pocit otevřeného prostoru je umocněn bohatým prosklením a napojením na prostornou obytnou terasu. Terasa přístupná pro všechny nájemníky domu bude zatravněna, osázena nízkými dřevinami a doplněna dělícími prvky vytvářejícími intimitu. Přístup do bytů je bezbariérově, přímo z veřejné komunikace. 2.-3.NP Obsahují vždy 3 bytové jednotky na podlaží. Byty jsou dispozičně shodné s 1.NP. Přístup do vyšších podlaží je možný přes dvě schodiště umístěné po stranách objektu. Západní schodiště i výtah začínají v garážovém podlaží. Technické specifikace jednotlivých konstrukcí viz Výpočtová část. Základní údaje: Celková zastavěná plocha: 739 m 2 Počet bytů: 9 Celková plocha bytů: 875 m 2 Předpokládaný počet nájemníků: 30 osob Energetické údaje: Spotřeba energie Měrná spotřeba energie [kwh/a] [kwh/(m 2.a)] Energie pro vytápění 8 210 9,4 Energie pro výrobu TV 14 057 16,1 Elektrická energie 13 125 15,0 Celková měrná potřeba primární energie 40,5 Podrobný výpočet výše uvedených hodnot viz. Výpočtová část projektu.
Vymezení otápěné zóny Pro stanovení modelu potřeby tepla je nezbytné vymezit objem a hraniční konstrukce otápěné zóny. Graficky toto ilustrují následující obrázky. Hraniční konstrukce vymezující otápěnou zónu: podlaha 1.NP svislé obvodové kce obvodový plášť, okna, dveře plochá jednoplášťová střecha Půdorys typického podlaží Příčný řez terasa balkon balkon balkon terasa terasa výtah 3.NP byt 1 byt 2 byt 3 2.NP 1.NP pavlaè pavlaè 1.PP obrys objektu otápěná zóna rostlý terén
Stavební konstrukce V této části budou popsány hraniční konstrukce, které tvoří otápěnou zónu a tudíž se podílejí na transferu tepla z interiéru do exteriéru. Tyto konstrukce se dělí z hlediska okrajových podmínek na konstrukce: ohraničující vytápěný prostor a exteriér obvodový plášť, střecha, výplně otvorů; ohraničující vytápěný prostor a prostor nevytápěný, příp.chráněný nejnižší podlaha. Při výpočtu bude zohledněna poloha konstrukce, a to v činiteli teplotní redukce b [-] dle vyhlášky 291/2001 Sb. Obvodový plášť Jedná se o zděný nosný systém, použity jsou vápenopískové cihly s přídavnou tepelnou izolací z minerální vlny. V současné době je obdobný systém nabízen na trhu, avšak není dodáván s potřebnou tloušťkou izolace. Skladba konstrukce: omítka 12,5 mm minerální vlna 300 mm vápenopísková cihla 240 mm e i omítka 12,5 mm Střecha Střecha je navržena plochá jednoplášťová s následující skladbou vrstev. Uvádíme pouze vrstvy, které budou zahrnuty do výpočtu (uvažují se tepelně technické vlastnosti). Skladba konstrukce: e pěnový polystyren 320 mm perlitbeton 70 mm* železobetonová stropní deska 200 mm omítka 10 mm *) perlitbeton tvoří spádovou vrstvu tzn. tloušťka je proměnlivá, uváděná tloušťka je uvažována do výpočtu jako střední hodnota. Okna Navržena jsou okna s izolačním dvojsklem a fólií HEAT MIRROR Detailní popis technologie viz seminární práce Pasivní domy (str. 19). Ve výpočtu je uvažováno se součinitelem prostupu tepla U = 0,6 W/(m 2.K). Dveře Vchodové dveře do jednotlivých bytů jsou plné, dřevěné, se sendvičovou konstrukcí polyuretanovou výplní a hliníkovými fóliemi (2 vrstvené dřevěné desky a mezi nimi polyuretanová tvrdá pěna s dvojitou hliníkovou folií). Ve výpočtu je uvažováno se součinitelem prostupu tepla U = 0,8 W/(m 2.K). Podlaha Nejnižší podlahu otápěné zóny tvoří podlaha 1.NP. Ve vrstvě polystyrenu jsou uloženy horizontální vzduchotechnické rozvody. Skladba konstrukce: parkety (koberec) 15 mm cementový potěr 60 mm pěnový EPS 20 mm pěnový EPS + VZT* 50 mm pěnový EPS 110 mm železobetonová stropní deska 200 mm pěnový EPS 80 mm omítka CEMIX 20 mm *) Liniové tepelné mosty způsobené rozvody VZT ve vrstvě polystyrenu jsou ve výpočtu zanedbány. i VZT g i
Tepelné ztráty Měrná tep. kap. vzduchu ρ. c [J/(m 3.K)] m 3 - m 3 hod -1 W/K 1 200 2 451 1,0 368 1,0 123 Konstrukce Obest. vytápěný objem Vrstva Činitel větraného objemu Dohřívaný objem Int. výměny vzduchu Celkem tepelné ztráty objektu 383 [W/K] Tep. ztráty větráním 123 [W/K] Průměrný součinitel prostupu tepla: 0,20 Tep. ztráty prostupem: 261 λ d R U A A. U b H [W/(m.K)] [m] [m 2.K/W] [W/(m 2.K)] [m 2 ] [W/K] - [W/K] Suma ochlazovaných ploch - plošný obsah obálky: 1 272 255 :suma všech A U Podlaha 8,31 0,120 291 35 0,57 20 Přestup tepla 0,340 parkety, koberec 0,130 0,02 0,12 cementový potěr 1,040 0,06 0,06 pěnový EPS 0,034 0,18 5,29 ŽB deska 1,340 0,20 0,15 pěnový EPS 0,034 0,08 2,35 Obvodové kce 9,29 0,108 460 50 1,00 50 Přestup tepla 0,170 omítka 0,350 0,13 0,36 PSB-S20S 0,037 0,30 8,11 vápenopísk. cihla 0,810 0,24 0,30 omítka 0,350 0,13 0,36 Tep. ztráty větráním Komentář k intenzitě větrání K výměně vzduchu, jakož i k pokrytí tepelných ztrát objektu, slouží soustava teplovzdušného vytápění s rekuperací tepla Duplex RB, firmy Atrea. Navržené řešení počítá s instalací zařízení do každé bytové jednotky, čímž budou vytvořeny samostatné větrací okruhy. Intenzita výměny vzduchu je stanovena na n=1,0 h -1, což představuje objem vyměněného vzduchu V=2451 m 3 /h. Vlivem instalace křížového rekuperačního výměníku však dochází k získávání tepla z odpadního vzduchu. Účinnost rekuperace se s množstvím vzduchu snižuje. Pro danou velikost bytu a objem vyměněného vzduchu však dosahuje až 85%. Dohřívat je tedy nutné pouze zbylých 15% čerstvého vzduchu, což představuje V=368 m 3 /h. Funkční schéma křížového rekuperačního výměníku je na obrázku: Střecha 10,40 0,096 291 28 1,00 28 Přestup tepla 0,200 pěnový polystyren 0,034 0,32 9,41 perlitbeton 0,120 0,07 0,58 ŽB deska 1,340 0,20 0,15 omítka 0,350 0,02 0,06 1,000 0,00 0,00 1,000 0,00 0,00 Výplně otvorů 1 heat mirror 1,67 0,60 210 126 1,15 145 Výplně otvorů 2 dveře 1,25 0,80 20 16 1,15 18 Podlaha Obvodová zeď Střecha Okna Dveře Větrání
Pasivní solární zisky Solární zisky dle ČSN 73 05 42 Výpočty vycházejí z hodnot globálního slunečního záření uvedených v normě ČSN 73 0542. Pro různé orientace sběrných ploch jsou hodnoty globálního záření na jednotkovou plochu (kolmou k dopadajícímu záření) v jednotlivých měsících uvedeny v grafu. 450 400 350 [MJ.m -2.měs -1 ] 300 250 200 150 100 50 Globální sluneční záření při různých orientacích H S SV, SZ V, Z JV, JZ J Zdroj: ČSN 73 0542 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9měsíc 10 11 12 Další graf Globální sluneční záření při různých orientacích, opravené o činitel využití je výsledkem součinu globálních hodnot uvedených v prvním grafu a činitele využití, jehož hodnoty vycházejí zejména z různé výšky slunce nad obzorem v různých měsících roku. Tak se může stát, že květnové sluneční zisky ploch orientovaných na jih, východ/západ a jihovýchod/jihozápad jsou takřka totožné. 300 250 [MJ.m -2.měs -1 ] 200 Globální sluneční záření při různých orientacích, opravené o činitel využití Solární zisky předmětu posudku Následující tabulka uvádí přehled sběrných ploch a příslušných korekčních činitelů. Tabulky jsou uvedeny pro všechny počitatelné strany budovy. První sloupec je plocha průsvitných konstrukcí, zejména okenních otvorů. Druhý sloupec hodnotí stínění fasády okolními objekty nebo terénem. Další sloupec je korekční činitel rámu poměrná plocha průsvitných a neprůsvitných částí konstrukce. Korekční činitel clonění zohledňuje clonění instalované clonící prvky balkony, terasy, rolety. Propustnost slunečního záření g souvisí s faktem, že část záření dopadlého na (okenní) skleněnou tabuli se odrazí zpět do prostoru a vůbec neprojde do interiéru objektu. Činitel znečištění koriguje výpočet o znečištění okenních tabulí běžnými nečistotami. Poslední sloupec je součinem sběrné plochy prvního sloupce a všech korekčních činitelů. orientace Plocha okenních otvorů Korekční činitel stínění FS Korekční činitel rámu FF Korekční činitel clonění FC Propustnost slunečního záření zasklení: g Činitel znečištění Účinná sběrná plocha AS, opravená na všechny činitele m 2 - - - - - m 2 (korigované) Z 13 0,9 0,8 0,8 0,81 0,90 5 J 152 0,9 0,8 0,8 0,81 0,90 63 V 13 0,8 0,8 0,8 0,81 0,90 5 S 33 0,9 0,8 0,8 0,81 0,90 14 Celkem 210 87 Výslednou hodnotou v posledním sloupci (Účinná sběrná plocha A S, opravená ) je násobena hodnota globálního záření, a to pro každý měsíc zvlášť a pro jednotlivé orientace sběrných ploch vůči světovým stranám. Výsledné hodnoty solárních zisků pro jednotlivé měsíce budou uvedeny v tabulce Potřeba tepla viz dále. 150 100 50 S SV, SZ V, Z JV, JZ J H 0 měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pasivní vnitřní zisky Výpočet vnitřních zisků bude metodicky proveden v souladu s normou ČSN EN 832. Vnitřní zisky zahrnují přeměněnou elektrickou energii, energii ztrát z rozvodů TUV a metabolické teplo osob. Hodnota pro běžně provozované obytné budovy s rozvody TUV do bytů uváděná v této normě (5 W/m 2 otápěné plochy) je však současnými odborníky (Doc. Tywoniak, ČVUT) považována za příliš vysokou, ve výpočtu bude tedy hodnota snížena na 2 W/m 2 otápěné plochy. Takto snížená hodnota zohledňuje zejména využití velmi úsporných elektrických spotřebičů, které jsou pro dosažení pasivního standardu nezbytné. Vnější teploty Popisované kalkulace, které jsou prováděny za účelem vytvoření modelu potřeby tepla objektu, využívají klimatická data z období let 2002, 2003 a 2004 (v době provádění výpočtu ještě nebyly na internetu k dispozici kompletní údaje za rok 2005). Výpočet potřeby tepla bude proveden pro hodnoty průměrného roku (průměr z roků 2002, 2003 a 2005) Vnitřní teploty Průměrná vnitřní teplota v objektu je předpokládána ve výši 20,3 ºC. Tato hodnota je výsledkem výpočtů uvedených v následující tabulce. Den Počet hodin a teplota [ o C] daného stavu Obytné místnosti (plocha m 2 ) 875 Komfort Útlum hod. ºC součin hod. ºC součin po 11 21 231 13 19 247 út 11 21 231 13 19 247 st 11 21 231 13 19 247 čt 11 21 231 13 19 247 pá 11 21 231 13 19 247 so 14 22 308 10 20 200 ne 14 22 308 10 20 200 Celkem 1 771 1 260 Součin s plochou 1,55 mil. 1,4 mil. Součet hodino-metro-stupně 3,0 milionů Průměrná teplota 20,3 ºC Graf předpokládaných vnitřních teplot během týdne Venkovní teplota [ºC] měsíc 2002 2003 2004 Průměr leden -1,2-2,1-3,3-2,2 únor 3,6-2,7 1,0 0,6 březen 5,8 4,7 3,8 4,8 duben 9,4 9,1 10,7 9,7 květen 17,1 17,2 13,1 15,8 červen 19,1 21,3 17,0 19,1 červenec 20,9 20,3 19,2 20,1 srpen 20,4 22,5 20,2 21,0 září 14,0 15,4 14,9 14,8 říjen 7,6 6,9 10,9 8,5 listopad 6,0 5,9 4,6 5,5 prosinec -3,1 0,2 0,4-0,8 Průměr 10,0 9,9 9,4 9,7 24 22 20 18 16 14 12 10 typ 1, komf. typ 1, útlum út st čt pá so Týdenní průběh ne teplot Uvedená data byla převzata z meteorologických měření ČHMI v Brně-Tuřanech. Lokalita má podobné klimatické podmínky jako Brno Útěchov, proto nebude nutné provádět korekci hodnot.
Potřeba tepla Další tabulka je přehledným výpočtem potřeb tepla objektu. První sloupec je výpočtem tepelných ztrát [MJ], a je roven součinu tepelných ztrát vypočtených z tabulky tepelně technických vlastností objektu a vyjádřených v jednotkách [W/K] a počtu denostupňů, a to pro každý měsíc zvlášť. Další sloupce přebírají dle popsané metodiky hodnoty z výpočtů vnitřních zisků a slunečních zisků. Je uveden jejich součet a stupeň využití celkových zisků. Zdůvodnění jeho hodnoty je provedeno níže. Významnou veličinou je podíl tepelných ztrát a tepelných zisků γ, kdy se při jejích vyšších hodnotách než asi 0,75 výrazně snižuje přesnost výpočtu (viz norma ČSN EN 832), a to právě v důsledku výrazného podílu tepelných zisků. Čím jsou tepelně izolační vlastnosti objektu lepší, tím je vliv tepelných zisků větší a možná chyba výpočtu roste. V posledním sloupci je hodnota potřeby tepla v objektu, tj. takové množství tepla, které objekt není schopen pokrýt vnitřními a solárními zisky a které je třeba do něj přivést otopným systémem. Tepelné ztráty Vnitřní zisky Potřeba tepla [MJ], průměrný rok Solární zisky Celkové zisky Podíl tep. zisků a tep. ztrát γ Stupeň využití tepel.zisků η Potřeba tepla leden 23 066 4 687 10 273 14 960 0,65 0,90 9 602 únor 18 207 4 234 12 715 16 949 0,93 0,90 2 954 březen 15 916 4 687 19 026 23 713 1,49 0,60 1 688 duben 10 469 4 536 17 980 22 516 2,15 0,60 0 květen 4 592 4 687 14 217 18 904 4,12 0,50 0 červen 0 červenec 0 srpen 0 září 5 470 4 536 11 369 15 905 2,91 0,50 0 říjen 12 118 4 687 12 440 17 127 1,41 0,70 129 listopad 14 674 4 536 8 407 12 943 0,88 0,80 4 320 prosinec 21 663 4 687 7 311 11 999 0,55 0,90 10 865 celkem nebo průměrně 126 176 41 278 113 739 155 017 1,23 0,62 29 557 Komentář: Z tabulky je zřejmé, že ve většině měsíců v roce je potřeba tepla kryta vnitřními a solárními zisky, proto jsou hodnoty nulové. Potřeba tepla v zimních měsících je kryta teplovzdušným vytápěním. Denostupně Vzhledem k rozsáhlosti tabulky výpočtu potřeb tepla je nyní do samostatné tabulky uveden výpočet počtu denostupňů pro jednotlivé měsíce a roky. Vnitřní průměrná teplota pro výpočet potřeb tepla a pro výpočet počtu denostupňů: 20,3 C Měsíc Vnější teplota [ºC] Data průměrného roku Vnitřní teplota [ºC] Počet dnů Počet denostupňů [ D] leden -2,2 20,3 31 697 únor 0,6 20,3 28 550 březen 4,8 20,3 31 481 duben 9,7 20,3 30 316 květen 15,8 20,3 31 139 červen 19,1 20,3 červenec 20,1 20,3 srpen 21,0 20,3 září 14,8 20,3 30 165 říjen 8,5 20,3 31 366 listopad 5,5 20,3 30 443 prosinec -0,8 20,3 31 654 Celkem 3 811
Měrná potřeba tepla na vytápění Otápěný objem m 3 2 451 Celková plocha A - součet vnějších ploch ochlazovaných k-cí ohraničujících objem budovy m 2 1 272 Geometrická charakteristika budovy A/V m -1 0,52 Roční potřeba tepla na vytápění E h (přepočteno z MJ) kwh/a 8 210 Otápěný objem m 3 2 451 Měrná potřeba tepla při vytápění budovy e V kwh/(m 3.a) 3,35 Kritérium pasivní stavby Norma ČSN 73 0540 2 udává definici pro pasivní domy takto: Pasivní stavby jsou budovy s roční plošnou měrnou potřebou tepla na vytápění nepřesahující 15 kwh/(m 2.a). Takto nízkou energetickou potřebu budovy lze krýt bez použití obvyklé otopné soustavy, pouze se systémem nuceného větrání obsahujícím účinné zpětné získávání tepla z odváděného vzduchu a malé zařízení pro dohřev vzduchu v období velmi nízkých venkovních teplot... Požadovaná hodnota měrné spotřeby tepla při vytápění budovy e VN kwh/(m 3.a) 34,1 Roční potřeba tepla na vytápění E h kwh/a 8 210 Otápěná plocha m 2 875 Měrná potřeba tepla při vytápění budovy e A kwh/(m 2.a) 9,4 Požadovaná hodnota měrné spotřeby tepla při vytápění budovy e AN kwh/(m 2.a) 111,0 Stupeň energetické náročnosti V souladu s normou ČSN 73 0540-2 je úroveň energetické náročnosti budovy klasifikována podle tabulky pomocí stupně energetické náročnosti budov SEN. Plošná měrná potřeba tepla při vytápění budovy e A kwh/(m 2.a) 9,4 Limitní plošná měrná spotřeba tepla při vytápění budovy dle ČSN 73 0540-2 kwh/(m 2.a) 15 Komentář 1: Jak je patrno z tabulky výše, budovu lze klasifikovat jako pasivní stavbu, zároveň je však třeba si uvědomit, že výsledek je vzhledem k množství a druhu matematických operací zatížen vysokou chybou a může se od reálné stavby výrazně lišit, zcela zásadní význam má potom řemeslné provedení jednotlivých konstrukčních detailů. Klasifikace energetické náročnosti Mimořádně úsporná budova Stupeň energetické náročnosti SEN Zjištěná hodnota: Mimořádně úsporná 11 % SEN 40 % SEN 60 % SEN 80 % SEN 100 % Požadavek ČSN 73 0540-2 SEN 120 % SEN 150 % SEN > 150 % Komentář 2: Vypočtená hodnota měrné potřeby tepla není nejnižší dosažitelná zejména protože: byla snížena normou uváděná hodnota pro pasivní vnitřní zisky; nebyl uvažován vliv zemního výměníku tepla sloužícího k předehřívání čerstvého vzduchu pro vzduchotechniku. Způsob výpočtu tohoto pozitivního vlivu není v současné legislativě jasně stanoven. Mimořádně nevyhovující budova Budova splňuje požadavek ČSN 73 0540-2
Potřeba tepla pro přípravu teplé vody Bilance energie Předpoklad počtu osob: 30 Potřeba vody/den: 2000 l/den Teplota vstupní vody: 10 C Teplota výstupní vody: 55 C Množství energie do systému: 105 kwh/den 378 MJ/den Roční potřeba tepla: 137 970 MJ Měsíční spotřeby vody budou uvedeny dále v návrhu solárních kolektorů. MJ 18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 Leden Březen Květen Červenec Měsíce Září Listopad Potřeba tepla pro TUV Energie z kolektorů Návrh solárních kolektorů Pro snížení celkové potřeby energie pasivního bytového domu bude navržena soustava solárních kolektorů, které budou pokrývat především potřebu tepla na výrobu teplé vody. Při výpočtu bylo uvažováno se sklonem panelů 45. 1 m 2 34 m 2 Q k,měsíc Potřeba TUV Potřebná plocha Q k,měsíc MJ/m 2 MJ m 2 MJ/m 2 Leden 58 11 718 121 1 972 Únor 117 10 584 54 3 978 Březen 219 11 718 32 7 446 Duben 273 11 340 25 9 282 Květen 395 11 718 18 13 430 Červen 426 11 340 16 14 484 Červenec 454 11 718 16 15 436 Srpen 370 11 718 19 12 580 Září 276 11 340 25 9 384 Říjen 156 11 718 45 5 304 Listopad 68 11 340 100 2 312 Prosinec 35 11 718 201 1 190 Celkem 2 847 137 970 96 798 Výsledná potřeba tepla pro ÚT a TUV Q k,měsíc - 34 m 2 Potřeba TUV+UT Nová potřeba [MJ] [MJ] [MJ] Leden 1 972 21 320 19 348 Únor 3 978 13 538 9 560 Březen 7 446 13 406 5 960 Duben 9 282 11 340 0 Květen 13 430 11 718 0 Červen 14 484 11 340 0 Červenec 15 436 11 718 0 Srpen 12 580 11 718 0 Září 9 384 11 340 0 Říjen 5 304 11 847 6 543 Listopad 2 312 15 660 13 348 Prosinec 1 190 22 583 21 393 Celkem 96 798 167 527 76 151 MJ 25 000 20 000 15 000 10 000 Bilance energie Potřeba tepla pro TUVaUT Energie z kolektorů 5 000 Celková absorpční plocha byla stanovena na 34 m 2 (odpovídá 20 ks běžně dodávaných solárních panelů o ploše 1,7 m 2 ). Při návrhu byl brán zřetel zejména na přebytky energie získané v letních měsících. 0 Leden Březen Květen Červenec Měsíce Září Listopad
Elektrická energie Celková potřeba primární energie Při návrhu spotřeby elektrické energie bylo vycházeno především z hodnot doporučených odbornou literaturou pro dosažení pasivního standardu budovy. V zásadě lze rozdělit spotřebu elektrické energie na spotřebu na provoz vzduchotechniky a spotřeba pro domácnost. Spotřebu elektřiny v domácnostech je možné minimalizovat pouze za předpokladu, že budou použity pouze spotřebiče s třídou účinnosti A a úsporné žárovky (úspora až 80 %), zároveň je však nutné uvažovat snížení pasivních vnitřních zisků. Spotřeba energie Měrná spotřeba energie [kwh/a] [kwh/(m 2.a)] Energie pro vytápění 8 210 9,4 Energie pro výrobu TUVí 14 057 16,1 Vztažná plocha (otápěná plocha bytů) 875 m 2 Elektrická energie 13 125 15,0 Měrná spotřeba elektřiny pro provoz VZT Spotřeba elektřiny pro provoz VZT/ rok 5 kwh/(m 2.a) 4 375 kwh/a Celková měrná potřeba primární energie 40,5 Měrná spotřeba elektřiny pro domácnosti Spotřeba elektřiny pro provoz domácnosti / rok 10 kwh/(m 2.a) 8 750 kwh/a Celková spotřeba elektrické energie / rok 13 125 kwh/a Elektřina pro domácnost Elektřina pro VZT Vytápění Teplá voda