energetický management budov
DESCRIPTION
Energetický management budov. K126. Jiří Karásek Fakulta stavební, ČVUT v Praze [email protected]. Program Energetická náročnost. Základní pojmy Diference při posuzování budov a průmyslových objektů Energetická bilance Energetická náročnost budov Energetický audit PENB LCC, LCA - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Karásek 2014 2
Základní pojmyDiference při posuzování budov a průmyslových objektůEnergetická bilanceEnergetická náročnost budovEnergetický auditPENBLCC, LCAShrnutí
Program Energetická náročnost
Karásek 2014 3
Softwarové nástrojeDiagnostika poruchBlower door TestTermografie (další využití)
Program Energetická náročnost
Karásek 2014 4
Vytápěný prostor – prostor nebo místnost vytápěný na požadovanou teplotu
Vytápěná zóna – část vytápěného prostoru se zanedbatelnou odchylkou teplot
Výpočtové období – časový úsek pro výpočet tepelných ztrát, zisků a stanovení energetické bilance
Ztráta prostupem tepla – tepelná ztráta obvodovými konstrukcemi nebo přes zeminu
Tepelná ztráta větráním – ztráta v důsledku odvádění vzduchu z vytápěného prostoru samovolně nebo cíleně
Základní pojmy
Karásek 2014 5
Tepelné zisky – teplo vzniklé ve vytápěném prostoru nebo dodané jinak než vytápěním
Potřeba konečné energie na provoz budovy – množství dodané energie na provoz budovy
Základní pojmy
Karásek 2014 6
Co je energetická bilance budovy?
Energetická bilance vytápění
Energetická bilance
Karásek 2014 7
Co je energetická bilance budovy?
Dle ČSN EN ISO 13790 Výpočet potřeby energie na vytápění
Energetická bilance
Karásek 2014 8
Jaké má složky?potřeba tepla na vytápěnípotřeba tepla na přípravu TVspotřeby ostatních domácích spotřebičů
Dle ČSN EN ISO 13790 Výpočet potřeby energie na vytápění
Energetická bilance
Karásek 2014 9
Budovy Průmyslové objekty
Energetické medium 2 i více více
Energetická bilance standardní nestandardní
Zónování není vždy nutné je nutné
Optimalizace možná velmi vhodná
Energetický zdroj Průměrné využití v obcích
Elektřina 4,31 %Elektřina + zemní plyn 60,31 %Elektřina + propan butan 1,27 %Elektřina + hnědé uhlí 10,54 %Elektřina + koks 0,80 %Elektřina + dřevo 16,27 %Elektřina + černé uhlí 1,17 %Elektřina + centrálně dodávané teplo 1,14 %Elektřina + centrálně dodávané teplo + TUV 3,21 %Elektřina + zemní plyn + centrálně dodávané teplo + TUV 0,98 %
Odlišnosti budov a průmyslových objektů
Karásek 2014 10
Co je energetická náročnost budovy?
Energetická náročnost budovy je množství energie skutečně spotřebované nebo předpokládané pro splnění různých potřeb spojených se standardizovaným užíváním budovy
Energetická náročnost
Karásek 2014 11
Součinitel tepelné vodivosti U
Karásek 2014 12
Dle ČSN 73 05 40
Požadavky na UnPopis konstrukce Součinitel prostupu tepla [W/(m2·K)]
Požadovanéhodnoty
UN,20
Doporučenéhodnoty
Urec,20
Doporučené hodnotypro pasivní budovy
Upas,20
Stěna vnější 0,30 1) těžká: 0,25lehká: 0,20
0,18 až 0,12
Střecha strmá se sklonem nad 45° 0,30 0,20 0,18 až 0,12Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně 0,24 0,16 0,15 až 0,10
Strop s podlahou nad venkovním prostorem 0,24 0,16 0,15 až 0,10
Strop pod nevytápěnou půdou (se střechou bez tepelné izolace) 0,30 0,20 0,15 až 0,10
Stěna k nevytápěné půdě (se střechou bez tepelné izolace) 0,30 1) těžká: 0,25lehká: 0,20
0,18 až 0,12
Podlaha a stěna vytápěného prostoru přilehlá k zemině 4), 6) 0,45 0,30 0,22 až 0,15
Strop a stěna vnitřní z vytápěného k nevytápěnému prostoru 0,60 0,40 0,30 až 0,20
Strop a stěna vnitřní z vytápěného k temperovanému prostoru 0,75 0,50 0,38 až 0,25
Strop a stěna vnější z temperovaného prostoru k venkovnímu prostředí 0,75 0,50 0,38 až 0,25
Podlaha a stěna temperovaného prostoru přilehlá k zemině 6) 0,85 0,60 0,45 až 0,30
Stěna mezi sousedními budovami 3) 1,05 0,70 0,5Strop mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně 1,05 0,70
Stěna mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně 1,30 0,90
Strop vnitřní mezi prostory s rozdílem teplot do 5 °C včetně 2,2 1,45
Stěna vnitřní mezi prostory s rozdílem teplot do 5 °C včetně 2,7 1,80
Karásek 2014 13
Dle ČSN 73 05 40
Požadavky na UnPopis konstrukce Součinitel prostupu tepla [W/(m2·K)]
Požadovanéhodnoty
UN,20
Doporučenéhodnoty
Urec,20
Doporučené hodnotypro pasivní budovy
Upas,20
Výplň otvoru ve vnější stěně a strmé střeše, z vytápěného prostorudo venkovního prostředí, kromě dveří
1,5 2) 1,2 0,8 až 0,6
Šikmá výplň otvoru se sklonem do 45°, z vytápěného prostorudo venkovního prostředí
1,4 7) 1,1 0,9
Dveřní výplň otvoru z vytápěného prostoru do venkovního prostředí(včetně rámu)
1,7 1,2 0,9
Výplň otvoru vedoucí z vytápěného do temperovaného prostoru 3,5 2,3 1,7Výplň otvoru vedoucí z temperovaného prostoru do venkovníhoprostředí
3,5 2,3 1,7
Šikmá výplň otvoru se sklonem do 45° vedoucí z temperovanéhoprostoru do venkovního prostředí
2,6 1,7 1,4
Lehký obvodový plášť (LOP), hodnocený jako smontovanásestava včetně nosných prvků, s poměrnou plochouprůsvitné výplně otvorufw = Aw / A, v m2/m2,kdeA je celková plocha lehkého obvodového pláště (LOP), v m2;Aw plocha průsvitné výplně otvoru sloužící převážně k osvě-tlení interiéru včetně příslušných částí rámu v LOP, v m2.
fw ≤ 0,5 0,3 + 1,4·fw 0,2 + fw 0,15 + 0,85·fw
fw > 0,5 0,7 + 0,6·fw
Kovový rám výplně otvoru - 1,8 1,0Nekovový rám výplně otvoru 5) - 1,3 0,9-0,7Rám lehkého obvodového pláště - 1,8 1,2
Karásek 2014 14Zdroj: Ekowatt
Výpočet tepelných ztrát
Karásek 2014 15
Ztráty prostupem tepla
Ht= Ld + Ls + HU
Ld tepelná propustnost obvodovým pláštěmLs ustálená tepelná propustnost přes zeminuHU měrná ztráta prostupem tepla přes
nevytápěné prostory
Výpočet tepelných ztrát
Karásek 2014 16
Výpočet tepelných ztrát
Karásek 2014 17
HV = V ρa ca
V je objemový tok vzduchu v budověρaca je tepelná kapacita vzduchu o jednotkovém obj.
V = V * nV je objem vytápěného prostoru z vnitřních rozměrůn je intenzita výměny vzduchuintenzita větrání se uvažuje nejméně 0,5 h-1 (tj. vzduch v místnosti se vymění jednou za 2 hodiny)
Výpočet tepelných ztrát
Karásek 2014 18
Celková tepelná ztrátaQ = Hc * (ti - te)
Hc je součet všech jednotlivých ztrát
ti je požadovaná vnitřní teplota
te je extrémní venkovní teplota (dle teplotní oblasti)
Výpočet tepelných ztrát
Karásek 2014 19
Počet denostupňůD = d * (tim - tem)
Pro ČR jsou průměrné hodnoty:D = 3 678 denostupňůd = 242 dní (vytápěcí sezóny) tim = 19°C (průměrná vnitřní teplota)
tem = 3,8°C (střední venkovní teplota v době topné sezóny)
Potřeba tepla na vytápění
Karásek 2014 20
Ev = 24.Qc.ε.D/(ti - te) [Wh]
Qc je výpočtová tepelná ztráta ve W
ε je opravný součinitelD je počet denostupňůti je vnitřní teplota (obvykle 20°C)
te je vnější výpočtová teplota (podle oblasti -12°C, -15°C, -18°C )
Určení součinitele ε je možné určit podle vztahu: ε = εnεrεuεsεt
Roční potřeba tepla
Karásek 2014 21
Výpočet potřeby tepla probíhá po jednotlivých měsících
Roční potřeba tepla je sumou hodnot potřeb tepla ze všech měsíců, pro které je venkovní teplota nižší než požadovaná vnitřní teplota
Potřeba tepla na vytápěníQh = Ql - η * Qg
Tepelné ztráty Ql a tepelné zisky Qg se vypočítávají pro každý časový úsek výpočtuη je redukčním činitelem tepelných zisků
Roční potřeba tepla
Karásek 2014 22
Pro dané období se potřeba energie Q, kterou je třeba do otopné soustavy dodat, stanoví : Q + Qr = Qh + Qw + Qt
Q je potřeba energie na vytápění budovyQr teplo zpětně získané z přídavných zařízení
z vytápěcího systému a z okolního prostředí,Qh potřeba tepla pro vytápění budov,
Qw potřeba tepla na ohřev teplé užitkové vody,
Qt celková tepelná ztráta vytápěcího systému.
Dodaná energie
Karásek 2014 23
Zisky od osobČlověk produkuje v normálním režimu 100 až 200WZisky od spotřebičůSpotřebiče zpravidla převádí elektrickou energie na
teplo, výše závisí na příkonu a ztrátáchPasivní solární ziskyMnožství slunečního záření, které dopadne na okno,
závisí na orientaci okna a jeho zastínění. Při výpočtu je dále třeba zohlednit plochu rámu okna
Často se počítají paušálně 5W na metr čtverečný
Tepelné zisky
Karásek 2014 24
Závislý na konkrétním chování lidí, počtu osob nebo vybavení domu
zdali se jedná o budovu ve městě nebo v obci
Výpočet tepla na ohřev TUV
Karásek 2014 25
Národní kalkulační nástroj pro provádění hodnocení energetické náročnosti budov je zpracován podlevyhlášky č. 78/2013 Sb, zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve
znění pozdějších předpisů.Komerční software Protech, Svoboda SW
Software
Karásek 2014 26
Blower door testSlouží k měření průvzdušnostiZařízení osazené do dveříTermografieEnergetický auditEnergetický posudek
Diagnostika
Karásek 2014 27
1. Jak vypadá schéma energetické bilance budovy?2. Která složka vyvažuje energetickou bilanci vytápění?3. Kdo má největší šanci snížit energetickou náročnost
stávající budovy? 4. Kdo má největší šanci ovlivnit energetickou
náročnost budovy nově uvažované?
Shrnutí
Karásek 2014 28
1. Která obvodová konstrukce má lepší tepelně technické parametry, stěna prosklená nebo vyzděná? Odhadněte poměr mezi součiniteli U.
2. Jaká je situace mezi solárními zisky a ztrátami oken?3. Proč má podzemní část stěny nižší tepelné ztráty
než nadzemní část stěny?
Diskuze