prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 1
České vysoké učení technické v PrazeFakulta stavební
Katedra technických zařízení budov
Energetická náročnost budov a zdroje tepla
1
prof.Ing.Karel Kabele, CSc.prof.Ing.Karel Kabele, CSc.
Globální oteplování…
2
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 2
Výchozí stav
• Budovy spotřebovávají více než 40% energie v E ě í ž d ů lEvropě – více než doprava a průmysl…
3
Směrnice 2002/91/EC “o energetické náročnosti budov“
EPDBHlavní požadavky:
• obecný rámec metody výpočtu integrované energetické náročnosti ý y ýp g gbudov;
• použití minimálních požadavků na energetickou náročnost nových budov;
• použití minimálních požadavků na energetickou náročnost velkých stávajících budov v případě větší modernizace;
• energetická certifikace budov;• pravidelné inspekce kotlů a klimatizačních systémů v budovách;
ÚČEL: Stanovit základní nástroje snižování energetické náročnosti:
• Opatření k nízké energetické náročnosti nových a větších stávajících renovovaných budov (EPBD čl. 4, 5 a 6).
• Energetické průkazy budov (EPBD čl. 7) • Inspekce kotlů a vzduchotechnických zařízení (EPBD čl. 8 a 9).
5
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 3
Obecný rámec pro výpočet energetické náročnosti budov dle 2002/91
… Metoda výpočtu energetické náročnosti budov musí zahrnovat alespoň tato hlediska:alespoň tato hlediska:a) tepelné vlastnosti budovy (obvodový plášť, vnitřní příčky apod.). Tyto
vlastnosti mohou rovněž zahrnovat průvzdušnost;b) zařízení pro vytápění a zásobování teplou vodou, včetně jejich
izolačních vlastností;c) klimatizační zařízení;d) větrání;e) zabudované zařízení pro osvětlení (zejména nebytový sektor);f) umístění a orientace budovy včetně vnějšího klimatu;f) umístění a orientace budovy, včetně vnějšího klimatu;g) pasivní solární systémy a protisluneční ochrana;h) přirozené větrání;i) vnitřní mikroklimatické podmínky, včetně návrhových hodnot vnitřního
prostředí.
6
Legislativa ČR
Směrnice 2002/91/EC o energetické náročnosti budov (EPBD)
Základní požadavky směrnice Novela zákona 406/2000 Sb.,
Zákon Zákon 406/2000 406/2000 Sb., o hospodaření energiíSb., o hospodaření energií
p yvedou k novelizaci zákonů a
vyhlášek
,nutné k 1. lednu 2009 zavést
požadavky směrnice
novela vyhlášky 291/2001 Sb.novela vyhlášky 291/2001 Sb.
Nutná novelizace existujících prováděcích vyhlášek
y yy yNovela vyhlášky stanoví způsob
certifikace budov a způsob výpočtu energetické náročnosti
budovy
vyhláškavyhláška č. 148/2007 Sb.č. 148/2007 Sb.vyhláška je v platnosti od 1. 7. 2007
účinnosti nabývá 1. 1. 2009
7
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 4
Realita...
Vytápění8%
Ostatní technologie
9%
Roční spotřeba energie
Vzt ohřev14%
Příprava TV14%
Výtahy3%
Osvětlení16%
9
14%
Strojní chlazení
11%
Kuchyně6%
Prádelna11%
Pára8%
Energetická náročnost
• Roční dodaná energie na tá ě í ět á í hl ívytápění,větrání chlazení,
úpravu vlhkosti a osvětlení užitá v budově.
• OZE ???? – definice ČR..“obnovitelnými zdroji obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž
10
jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu..“ (406/2000)
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 5
Energetická náročnost?
Hodnota U Tepelné ztráty/zisky Energie na vytápění/chlazení
Dodaná energie Dodaná - OZE Primární - Emise CO2
11
CO2
Výpočet energetické náročnosti budovdle 2002/91 EC
Energy Performance Directive for Buildings
…Metoda výpočtu energetické náročnosti budov musí zahrnovat… Metoda výpočtu energetické náročnosti budov musí zahrnovatalespoň tato hlediska:a) tepelné vlastnosti budovy (obvodový plášť, vnitřní příčky apod.). Tyto
vlastnosti mohou rovněž zahrnovat průvzdušnost;b) zařízení pro vytápění a zásobování teplou vodou, včetně jejich
izolačních vlastností;c) klimatizační zařízení;d) větrání;e) zabudované zařízení pro osvětlení (zejména nebytový sektor);e) zabudované zařízení pro osvětlení (zejména nebytový sektor);f) umístění a orientace budovy, včetně vnějšího klimatu;g) pasivní solární systémy a protisluneční ochrana;h) přirozené větrání;i) vnitřní mikroklimatické podmínky, včetně návrhových hodnot vnitřního
prostředí.
12
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 6
Výpočet energetické náročnosti
Vstupy
P i b d
Výpočet
• Zónový model budovy• Popis budovy– Stavebně‐technické řešení
– Technická zařízení budovy
• Zónový model budovy
• Dynamická simulace ‐> zjednodušené výpočty (hodinový až měsíční krok)
• Popis provozu
• Klimadata
Výsledek
• Roční potřeba energie (kWh/rok)
13
„Normalizace“ ENB
• Roční potřeba energie vztažená k půdorysné l š b dploše budovy
– Plocha? …. „conditioned“, překlad „klimatizovaná“, „vytápěná“
14
kWh/m2/rok
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 7
Hodnocení energetické náročnosti budov dle Hodnocení energetické náročnosti budov dle 148/2007148/2007
• POTŘEBA ENERGIE
• Klasifikační třídy EN hodnocení energetické náročnosti budovy podle vyhlášky č 148/2007 Sb v kWh/m2vyhlášky č. 148/2007 Sb., v kWh/m
• CELKOVÁ DODANÁ ENERGIE DO BUDOVY zahrnující energii dodanou pro– Vytápění a větrání, chlazení, vlhčení, osvětlení, OZE, KVET a pomocnou
energii potřebnou na provoz systémů
15
Jak to řeší u sousedů
16
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 8
Podpora ze strany Evropské komise
• EPDB – Concerted action– (http://www.epbd‐ca.org/
– Koordinace zavádění směrnice 2002/91 EC
• Intelligent energy projects– http://ec.europa.eu/eaci/– 400 evropských projektů pro snížení energetické náročnosti a aplikace EPDB (např.
ThermCo, CommonCense, ASIEPI)
• Buildings platform –> BUILD‐UP – www.buildup.eu
– Informační portál a evropská profesní síť
• Mandát EC udělený Comité European de Normalisation (CEN)– zpracování technických norem pro zavádění EPDB
17
www.rehva.eu
Evropské normy
Technické komise CEN, které řeší normy související s EPDB– CEN/TC 89 Tepelná náročnost budov a stavebních prvků,
– CEN/TC 156 Větrání budov,
– CEN/TC 169 Světlo a osvětlení,
– CEN/TC 228 Tepelné soustavy v budovách,
– CEN/TC 247 Regulace pro soustavy TZB.
18
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 9
CEN TC 228 Tepelné soustavy v budovách
NAVRHOVÁNÍ MONTÁŽ A PŘEJÍMKA PROVOZ METODY PRO VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI
PLOŠNÉ OTOPNÉ A CHLADICÍ SOUSTAVY
ČSN EN 12828
navrhování teplovodních
OS
ČSN EN 14337
navrhováni soustav s přímotopy
ČSN EN 15450
navrhování soustav s tepelnými čerpadly
ČSN EN 14336
Montáž a přejímka
teplovodních tepelných soustav
ČSN EN 12170
Návod pro provoz, obsluhu, údržbu a užívání –Tepelné soustavy vyžadující
kvalifikovanou obsluhu
ČSN EN 12171
Návod pro provoz, obsluhu, údržbu a užívání –Tepelné soustavy
nevyžadující kvalifikovanou obsluhu
ČSN EN 12 831 Výpočet tepelného výkonu
ČSN EN 15378 Inspekce kotlů a
otopných soustav
ČSN EN 15316
Výpočtová metoda pro stanovení
energetických potřeb a účinností soustavy
ČSN EN 15459
Ekonomické hodnocení energetických systémů v budovách
ČSN EN 15377
Navrhování zabudovaných plošných otopných a chladicích soustav
19
ČSN EN 15316
Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností soustavy
Všeobecně Soustavy teplé vody Zdroje( výroba) tepla pro á ě í• 15316‐1 Všeobecné
požadavky
• Otopné soustavy• 15316‐2‐1Tělesa
• 15316‐‐2‐3 Rozvody
• 15316‐3‐1 Potřeba TV• 15316‐3‐2 Rozvody TV• 15316‐3‐3 Zdroje TV
vytápění• 15316‐4‐1 Kotle• 15316‐4‐2 Tepelná čerpadla• 15316‐4‐3 Tepelné sluneční soustavy• 15316‐4‐4 Kogenerace• 15316‐4‐5 CZT• 15316 4 6 Fotovoltaické• 15316‐4‐6 Fotovoltaické systémy• 15316‐4‐7 Biomasa• (15316‐4‐8 Ohřívače vzduchu)
22
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 10
ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností
soustavy
ČSN EN
15316
1 Všeobecně
2 Otopné soustavy
3 Teplá voda
Zdroje tepla
23
ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a účinností
soustavy
Zisky ČSN EN
15316
Potřeba energie
Dodávka energie
systémem
1 Všeobecně
2 Otopné soustavy
Ztráty
Využitelné zisky
3 Teplá voda
Zdroje tepla
24
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 11
ČSN 15316Výpočtová metoda pro stanovení energetických potřeb a
účinností soustavy
ČSN EN
15316 • ηem;H;s ‐ účinnost sdílení (emise) tepla
úči ti di t ib i
1 Všeobecně
2 Otopné soustavy
• ηdistr;H;s ‐ účinnosti distribuce energie
• ηgen;H;c;i ‐ účinnost výroby energie zdrojem
3 Teplá voda
Zdroje tepla
26
ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách –Výpočtová metoda pro stanovení energetických
potřeb a účinností soustavy Část 4‐1 až 4‐7 : Zdroje tepla pro vytápění
4 Výroba tepla
ČSN EN
15316 • Určena pro stanovení – Energie dodané
1 Kotle (102 AJ )
2 Tepelná čerpadla (130
AJ)
3 Tepelné sluneční
soustavy (52 AJ )
4 Kombinovaná výroba tepla
(2 C )
1 Všeobecně
2 Otopné soustavy
Energie dodané
– Ztráty zdroje
– Potřeby pomocné energie
– Podílu zpětně využitelné energie
(24 CZ)
5 Dálkové vytápění ( 20
CZ)
6 Fotovoltaické systémy (24
AJ)
7 Spalování biomasy
3 Teplá voda
4 Zdroje tepla
27
prof.Karel Kabele
Seminář Vailant 14.10.2009 12
ČSN EN 15316 Tepelné soustavy v budovách –Výpočtová metoda pro stanovení energetických
potřeb a účinností soustavy Část 4‐2 Tepelná čerpadla
4 Výroba tepla
ČSN EN
15316Podzemní
Teplo Země Voda
1 Kotle (102 AJ )
2 Tepelná čerpadla (130
AJ)
3 Tepelné sluneční
soustavy (52 AJ )
4 Kombinovaná výroba tepla
(2 C )
1 Všeobecně
2 Otopné soustavy
voda
Povrchová voda
Země solankou
Teplo Země vodou
Odpadní vzduch
Venkovní vzduch
Přímý ohřev
Voda
VzduchTepelné čerpadlo
(24 CZ)
5 Dálkové vytápění ( 20
CZ)
6 Fotovoltaické systémy (24
AJ)
7 Spalování biomasy
3 Teplá voda
4 Zdroje tepla
• Typy čerpadel a zapojení
• Regulace
• Výpočet roční provozní účinnosti jednotlivých typů zdrojů
• Rozsáhlá tabulková příloha – výpočtová data, koeficienty
• Příklady výpočtu28
Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost
Karel KabeleKarel Kabele
ČVUT ČVUT –– FSvFSv katedra TZB katedra TZBČVUT ČVUT FSvFSv, katedra TZB, katedra TZBemail: kabeleemail: kabele@@fsv.cvut.czfsv.cvut.cz
29
