Nová pravidla energetického hodnocení budov - dopady pro vnitřní vodovod

I. Rekapitulace pojmů a výchozího stavu:

Budova je nyní chápána jako spotřebič energie a z toho vyplývají požadavky na hospodaření s energií v budovách.

Vzhledem k tomu, že budovy se provozní energetickou náročností podílí 40% na celkové spotřebě energie EU a existují závazky EU ke snížení spotřeby energie, vzniklo doporučení pro vlády zemí EU - Směrnice 2002/91/EC o energetické náročnosti budov (EPBD).

Energetická Náročnost Budov je: množství energie stanovené bilančním výpočtem při standardizovaném užívání budovy

Základní požadavky směrnice vedou k novelizaci zákonů a vyhlášek, zejména k novele zákona 406/2000 Sb., která vzniká z nutnosti k 1. lednu 2009 zavést požadavky směrnice.

Aktuální stav:

Novelizován Zákon č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů a vyhláška č. 148/2007 Sb. Vyhláška je v platnosti od 1. 7. 2007, účinnosti nabývá 1. 1. 2009. Mimo jiné to znamená:

• zrušení Energetického průkazu podle vyhlášky č. 291/2001
• prozatím platí Energetický štítek obálky budovy podle ČSN 730540 z 04/2007
• nově vzniká požadavek na Průkaz energetické náročnosti budovy (ENB) podle §6a zákona 406/2006 Sb. a vyhlášky 148/2007 Sb.

I. Filozofie hodnocení

Od celkové spotřeby energie se odečítá energie vyrobená v zařízeních instalovaných v budově, které využívají obnovitelných zdrojů energie a rovněž se odečítá elektrická a tepelná energie vyrobená ve zdroji kombinované výroby elektřiny a tepla.

Současný výpočet energetické náročnosti je komplexní pohled na budovu. Do současné doby byla při hodnocení budov hodnocena pouze POTŘEBA TEPLA NA VYTÁPĚNÍ.

Příklad:

NED - 50kWh m²/rok

• hodnota vypovídá pouze o stavebním a dispozičním řešení budovy a vnitřních podmínkách ve vztahu k vytápění
• nevypovídá o dalších spotřebách energie a činnostech

Hodnocení celkové SPOTŘEBY ENERGIE BUDOVY
+ vyjádření dílčích spotřeb (teplá voda, vytápění, chlazení)

Při hodnocení je možné použít:

• Bilanční hodnocení, které je založeno na výpočtu potřeb energií po jednotlivých časových úsecích ročního provozu (měsíc) podle jednotných okrajových podmínek (zatížení budovy z hlediska provozu)
• Operativní hodnocení stávajících budov, které je založeno na využití stávajících potřeb energií - využití stávajících energetických auditů

V ČR používáme bilanční hodnocení.

III. Princip výpočtu ENB - spotřeby

1. Vstupní data:

A. ZÁKLADNÍ okrajové podmínky

• Popis budovy
  • základní údaje, typ budovy, zónování budovy, stavebně technické řešení budovy - konstrukce
• Popis energetických systémů
  • UT,VZT,TV,CHL, osvětlení, OZE ...

B. DÍLČÍ okrajové podmínky

• "Zatížení" budovy pro výpočet provozní ENB
  • klimatické podmínky (definice lokality)
  • standardizované užívání budovy

C. Porovnatelnost budov

• SPOLEČNÝ ZÁKLAD SE STEJNÝMI OKRAJOVÝMI PODMÍNKAMI

PROFIL STANDARDIZOVANÉHO UŽÍVÁNÍ:

• Stanovuje pro každou zónu standardizovaný způsob využití, který je popsán jednotlivými parametry,
• Profil definuje "správný provoz" zóny pomocí pevně stanovených hodnot,
• "Správný provoz" - soubor hodnot, které u reálného objektu zajistí požadované vnitřní prostředí, (nedochází k přetápění, nedostatečné výměně vzduchu, podsvětlení apod.)

2. Výpočet

Jak je vidět ze struktury dat, výpočet je rozsáhlý a nelze jej provádět ručně. Jádrem pro výpočet je tzv. Národní kalkulační nástroj, SW vytvořený na katedře TZB stavební fakulty ČVUT. (Řešitelský tým: prof. Ing. K. Kabele, CSc., Ing. M. Kabrhel, Ph.D., Ing. D. Adamovský, Ph.D., Ing. M. Urban, Ing. R. Musil)

Národní kalkulační nástroj je k dispozici na adrese http://tzb.fsv.cvut.cz/projects/nkn//

Ve výstupu by neměly pozornosti uniknout jednotlivé podíly energií. Pro rekapitulaci: ve výpočtu se zohledňují následující položky:

3. Formální výstupy - doklady

• ČÍSELNÉ VYJÁDŘENÍ CELKOVÉ DODANÉ ENERGIE DO BUDOVY (GJ/rok, kWh/m².rok)
• PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY
  • GRAFICKÉ ZNÁZORNĚNÍ PRŮKAZU ENB
  • PROTOKOL PRŮKAZU ENB

IV. Třída energetické náročnosti budovy

SPOTŘEBA ENERGIE - hodnotící faktor

KLASIFIKAČNÍ TŘÍDY EN hodnocení energetické náročnosti budovy podle vyhlášky č. 148/2007 Sb., v kWh/m²

CELKOVÁ SPOTŘEBA DODANÉ ENERGIE DO BUDOVY

• zahrnující energii dodanou pro Vytápění a větrání, chlazení, vlhčení, osvětlení, OZE, KVET a pomocnou energii potřebnou na provoz systémů

V. Energetická náročnost - příprava TV

Spotřeba energie na přípravu TV je ROZHODUJÍCÍ!!!

Spotřeba energie na přípravu TV - vstupy pro výpočet:

• ZÁKLADNÍ POPIS SYSTÉMU
  • Definovat zdroj tepla, systémové řešení
• Přiřazení zdroje tepla pro přípravu TV
• PŘÍPRAVA TV - přímé číselné vstupy
  • Účinnost distribučního systému přípravy TV (%)
  • Účinnost systému přípravy TV (%)
  • Množství TV na základě referenční potřeby (m3/rok)
  • Teplota teplé vody (ve zdroji přípravy) (°C)
  • Pomocná energie
    • přímý číselný vstup příkonu a typ oběhových čerpadel
• ROČNÍ SPOTŘEBA TV [m³/rok]
• Normové hodnoty
  • ČSN 06 0320 - Tepelné soustavy v budovách - Příprava teplé vody
• Směrná čísla roční potřeby vody
  • Vyhláška 428/2001 Sb. - Příloha 12
• Optimalizační studie předpokládaného provozu objektu
  • Měřené odběry
  • Výpočet
• ROČNÍ SPOTŘEBA TV [m³/rok]
  • Podložený obhajitelný a technický správný údaj

Doplnění redakce TZB-info:

Na semináři sekce Zdravotní a průmyslové instalace Společnosti pro techniku prostředí 4.3.2008 v Brně přednesl Ing. Urban na toto téma přednášku. Jako doplnění přinášíme vybrané zajímavosti ze zvukového záznamu přednášky.

• K budově se nově přistupuje jako k běžnému spotřebiči energie a tudíž se požaduje co nejhospodárnější provoz.
  
  
• Evropská komise si nechala začátkem roku 2000 zpracovat rozsáhlou podrobnou studii zaměřenou na úsporu energie, ze které vyplynulo, že budovy se celkově podílejí v zemích EU až 40% na spotřebě energie. Zbytek připadá na průmysl a dopravu. 40% je nezanedbatelné číslo, které obsahuje poměrně velký potenciál úspor.
  
  
• Do výpočtu části energetického hodnocení budov, týkajícího se teplé vody zadáváme 4 důležité parametry:
  • účinnost distribučního systému teplé vody (účinnost přenosu tepla ze zdroje do místa spotřeby, tudíž např. kvalita cirkulace, izolace potrubí...)
  • účinnost přípravy teplé vody (účinnost s jakou je přeměňována primární energie na energii, kterou dáváme do studené vody a dále dopravujeme uživateli)
  • množství TV na základě referenční spotřeby
  • teplota TV ve zdroji přípravy, tj. na jakou teplotu ohříváme studenou vodu a následně distribuujeme
• nejdůležitějším číslem celého posouzení je množství TV na základě referenční spotřeby. Pokud zpracovatel průkazu energetické náročnosti budovy nebude znát roční potřebu TV, což většinou nebude, obrátí se na projektanta ZTI. Bude chtít vědět jaká bude potřeba TV/rok v příslušném objektu. Toto číslo bude zaneseno do NKN a na základě tohoto čísla bude spočítána potřeba energie na přípravu tohoto množství TV. Množství TV tak je rozhodujícím a velmi citlivým údajem.
  
  
• Možnosti stanovení množství TV:
  • normové hodnoty ČSN EN 06 0320
  • směrná čísla roční potřeby vody dle přílohy 12 vyhlášky 428
  • jako nejsnazší cesta se ukazuje provést optimalizační studii pro předpokládaný provoz objektu. Na základě měřených odběrů nebo výpočtu pak říci kolik budova bude spotřebovávat na základě standardizovaného užívání budovy a standardizovaných potřeb teplé vody za rok.
• Roční potřeba teplé vody musí být podložený, obhajitelný a technicky správný údaj. Narážím tím na praktický problém, kdy například dva developeři budou mezi sebou soutěžit, kdo má lepší dům z hlediska energetické potřeby budovy. Budovy budou objektivně navrženy stejně, budou perfektně zatepleny a dosáhneme efektu, kdy teplá voda bude rozhodujícím faktorem v hodnocení energetické náročnosti budovy. Ve snaze o co nejlepší hodnocení budovy může dojít k tlaku na podhodnocení roční potřeby teplé vody. K tomu by nemělo docházet. Údaj by měl být v každém případě obhajitelný a technický správný. Narážím na hodnoty, které jsou uvedeny v normě. Někteří projektanti je používají, ale tyto hodnoty jsou určeny například k návrhu výkonových charakteristik a jak sami víte, hodnoty sice nejsou přímo nadhodnocené, ale pracuje se s nimi trochu jiným způsobem. Zásadní věc: roční potřeba teplé vody bude velmi citlivý údaj zejména u bytových domů.
  
  
• S energetickým hodnocením budovy souvisí Vyhláška 193/2007 Sb., která nahradila vyhlášku 151 k izolacím rozvodů tepelné energie. V projektech se velmi často vyskytuje pouze odkaz, že tloušťka izolací bude stanovena podle platné vyhlášky. Do současné doby se nejčastěji používalo pravidlo, že tloušťka izolace=dimenze rozvodů. V současné době je tomu jinak. Podle nové vyhlášky je vždy třeba izolace spočítat. A to tak, aby vypočtené U (součinitel prostupu tepla) bylo menší než hodnoty v příloze 3 vyhlášky. Výjimkou je DN 10, kdy by při výpočtu došlo k tzv. izolačnímu paradoxu, kdy by povrchová plocha rozvodu byla tak velká, že by docházelo k větším tepelným ztrátám než u neizolovaného rozvodu. Pro výpočet je možno použít 3 prameny:
  • stanovisko SEI
  • výpočetní pomůcky TZB-info
  • informace z časopisu Topenářství a instalace
  Podmínky výpočtu: pro každý rozsah dimenzí je v příloze 3 vyhlášky stanovena hodnota délkového součinitele prostupu tepla daného potrubí a cílem výpočtu je prokázat, že navržená izolace má součinitel prostupu menší. Perfektní a intuitivní pomůcka je na TZB-info, kde na základě výběru materiálu a dimenze rozvodu, na základě materiálu izolace a parametrů média a okolí a příp. délky potrubí vypočte SW zda navržená izolace vyhovuje požadavkům vyhlášky, povrchovou teplotu rozvodu a příp. i energetickou úsporu izolovaného potrubí.
  
  Porovnání s předchozí vyhláškou - např. ocelové potrubí DN 25, okolní teplota 15°C, podle vyhl. 151 byla vypočtená tloušťka izolace o něco více než 10 mm. Podle nového požadavku se pohybujeme zhruba na hranici 40 mm. Rozdíl je tedy poměrně zásadní. V té souvislosti je významné stanovisko SEI ke stanovení tloušťky izolace, kdy SEI doporučuje tzv. optimalizační výpočet. Optimalizační výpočet zahrnuje náklady na izolaci, cenu tepla a tepelné ztráty daného rozvodu. Na základě optimalizace, na základě součtu nákladů na vlastní izolaci + náklady na provoz samostatného systému, příp. izolované části vyjde zda tloušťka je dostatečná a zda je v pořádku.
  
  Vrátíme-li se zpět do energetické náročnosti budovy, pak příprava TV, distribuce a spotřeba vody jsou významnými hráči a významně ovlivňují celkovou spotřebu energie budovy.
  
  
• V současné době se projektanti ZTI stávají velmi aktivním článkem procesu návrhu. Velmi záleží na tom, v jaké kvalitě budou zpracovány podklady pro hodnocení budovy.
  
  
• V průběhu ledna jsme prováděli školení k NKN. Proškolili jsme cca 140 osob, vesměs energetických auditorů. A dost často jsme se setkávali právě s otázkou kde vzít údaje o přípravě teplé vody, její distribuci a o spotřebě teplé vody. Tyto otázky byly vždy zjevně vyvolány tím, jak významný podíl v hodnocení budovy hraje TV. Projektanti ZTI se musí připravit na skutečnost, že tyto velmi důležité údaje po nich budou vyžadovány.

Zmiňovaná literatura:

Směrná čísla potřeby vody: Vyhláška
Výpočet tloušťky izolace potrubí kruhového průřezu
Optimalizace tloušťky izolace