Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Energetická rozvaha<br />
bytových domů<br />
Zpracovatel:<br />
HANA LONDINOVÁ – energetický <strong>audit</strong>or<br />
leden 2010
Energetická rozvaha<br />
Obsah<br />
Obsah ...................................................................................................................................................... 2<br />
1 Úvod................................................................................................................................................ 3<br />
1.1 Cíl energetické rozvahy ........................................................................................................... 3<br />
1.2 Datum vyhotovení rozvahy ...................................................................................................... 3<br />
1.3 Zpracovatel rozvahy ................................................................................................................ 3<br />
2 Popsání problematiky ..................................................................................................................... 4<br />
2.1 Metodika výpočtu..................................................................................................................... 4<br />
2.2 Popis stávající situace ............................................................................................................. 4<br />
2.3 Možnosti úspor ........................................................................................................................ 4<br />
3 Řešení............................................................................................................................................. 5<br />
3.1 BD ‐ popis............................................................................................................................... 5<br />
3.2 BD1 ‐ původní stav................................................................................................................... 5<br />
3.3 BD2 ‐ stavební úpravy, izolace................................................................................................. 6<br />
3.4 BD3 ‐ zefektivnění tepelné soustavy........................................................................................ 6<br />
3.4.1 Snížení teplotního spádu s regulační kotlovou automatikou.......................................... 6<br />
3.4.2 Snížení objemu otopného média a zvýšení účinnosti otopných těles............................. 7<br />
4 Shrnutí ............................................................................................................................................ 9<br />
4.1 Technické srovnání .................................................................................................................. 9<br />
4.2 Ekonomické srovnání .............................................................................................................. 9<br />
4.3 Investiční srovnání................................................................................................................. 10<br />
4.4 Přehled a porovnání výsledků jednotlivých variant ............................................................ 11<br />
4.5 Závěr...................................................................................................................................... 11<br />
5 Doporučení ................................................................................................................................... 12<br />
6 Použitá literatura........................................................................................................................... 12<br />
Hana Londinová 2
Energetická rozvaha<br />
1 Úvod<br />
1.1 Cíl energetické rozvahy<br />
Cílem předkládané Energetické rozvahy (dále též „Rozvahy“) je podání přehledu možností a přístupů<br />
k snížení energetické náročnosti otopné soustavy po provedení stavební revitalizace bytového domu.<br />
Rozvaha se zabývá snížením nákladů na vytápění zefektivněním přenosové tepelné soustavy<br />
po stavebních izolačních úpravách.<br />
Budou představeny možnosti energetických úspor otopných soustav, dále následuje analytická část<br />
shrnující energetickou náročnost jednotlivých řešení a v poslední části budou vyhodnoceny efekty<br />
jednotlivých možností úspor.<br />
1.2 Datum vyhotovení rozvahy<br />
10.ledna 2010<br />
1.3 Zpracovatel rozvahy<br />
Hana Londinová – energetický <strong>audit</strong>or<br />
Hana Londinová 3
Energetická rozvaha<br />
2 Popsání problematiky<br />
2.1 Metodika výpočtu<br />
V této Rozvaze jsou systematicky popsány kroky vedoucí k energetickým úsporám bytových domů a<br />
zároveň slouží jako metodika postupu a uvažování při procesu snižování energetické náročnosti<br />
objektů. Pro názornost jsou na konkrétním bytovém domě (dále též „BD“), jehož specifikace jsou<br />
uvedeny v kapitole 3.1, demonstrovány postupné kroky pro zajištění energetických úspor.<br />
Po provedení každého kroku jsou vyčísleny potřeby tepla se spotřebou energií a na závěr výpočty<br />
sumarizovány a porovnány.<br />
2.2 Popis stávající situace<br />
Většinu bytového fondu v České i Slovenské republice představují bytové domy, jež byly postaveny<br />
v době, kdy nebyla kladena priorita na úsporu energie, ale na rychlý nárůst bytových jednotek.<br />
Zpravidla jsou domy postaveny panelovou technologií s plochou střechou a s dřevěnými zdvojenými<br />
okny.<br />
Energetická nehospodárnost domů je snižována postupně těmito opatřeními:<br />
• organizačními – BD1<br />
otopná tělesa vybavena termostatickými ventily s termohlavicemi a poměrovým měřením tepla<br />
• stavebními – BD2<br />
stávající okna vyměněna za moderní okna s lepšími izolačními parametry;<br />
zateplení fasád a střech<br />
• energetickými – BD3<br />
snížení nákladů na vytápění zefektivněním tepelné soustavy<br />
2.3 Možnosti úspor<br />
Popsanými opatřeními jsou provedeny základní kroky vedoucí k úsporám. Po snížení energetické<br />
náročnosti budov následuje snížení výkonů předimenzovaných otopných soustav s výsledkem snížení<br />
spotřeby paliv a úspor energie.<br />
Snížení výkonů otopných soustav je možno zajistit:<br />
• dodávkou tepla s nižším teplotním spádem<br />
• regulační kotlovou /výměníkovou/ automatikou<br />
• snížením objemu otopného média a zvýšením účinnosti otopných těles<br />
Hana Londinová 4
Energetická rozvaha<br />
3 Řešení<br />
V této kapitole popíšeme výpočet energetické úspory získané při rekonstrukcí bytového domu,<br />
přičemž nejprve popíšeme charakteristiky uvažovaného BD.<br />
3.1 BD - popis<br />
V této Rozvaze se popisuje běžný BD rozšířený v bytovém fondu ČR a SR, jenž má následující<br />
charakteristiky:<br />
• postaven v roce 1970 panelovou technologií, nezateplený, dřevěná zdvojená okna<br />
• 32 bytových jednotek, 2 vchody, lokalita Brno, ČR<br />
• zdrojem vytápění je kotelna na zemní plyn – výkon zdroje 250 kW<br />
• otopná soustava je osazena litinovými otopnými tělesy s termostatickými ventily o teplotním<br />
spádu 90/70 o C<br />
Postupné kroky při získávání úspor u bytového domu BD mají v této Rozvaze následující označení:<br />
• BD1 - původní stav s regulací otopných těles<br />
• BD2 – stavební úpravy, izolace<br />
• BD3 – snížení energetického zdroje a zefektivnění přenosové tepelné soustavy<br />
3.2 BD1 - původní stav<br />
BD1 je stav nejvíce běžný, dům není zateplen, má původní tělesa a je provedeno pouze základní<br />
opatření - otopná tělesa (dále „OT“) jsou vybavena termoventily a poměrovým měřením tepla.<br />
Následující tabulka ukazuje tepelnou náročnost BD1:<br />
Teplotní ztráta<br />
budovy [W]<br />
Počet OT<br />
[ks]<br />
Velikost<br />
OT[články]<br />
Počet článků<br />
500/110<br />
Výkon celkem [W] Vodní objem[dm 3 ]<br />
35 16 560 43 917 448<br />
210 12 2 520 197 629 2 016<br />
1 8 8 627 6,6<br />
1 4 4 314 3,4<br />
234 306 247 3 092 242 487 2 474<br />
Tabulka 1: BD1 – litina, teplotní spád 90/70°C<br />
Hana Londinová 5
Energetická rozvaha<br />
V následující tabulce je shrnuta energetická náročnost varianty BD1:<br />
Typ objektu<br />
nezateplený<br />
Celková tepelná ztráta [kW] 234<br />
Výkon zdroje [kW] 242 1<br />
Teplotní spád<br />
90/70 o C<br />
Počet OT 500/110 [ks] 247<br />
Vodní objem OT[dm 3 ] 2 474<br />
Tabulka 2: BD1 – souhrn litina 90/70°C<br />
Výpočet roční potřeby tepla na vytápění za otopné období vychází z tepelné ztráty objektu zohledňuje<br />
klimatické podmínky, provoz vytápění, druh otopné soustavy a její dosavadní řízení termohlavicemi.<br />
Potřeba tepla pro stávající litinové radiátory při tepelné ztrátě 234 kW je E vyt. = 2 033 GJ/ rok,<br />
se spotřebou paliva B vyt = 70 220 m 3 zemního plynu.<br />
3.3 BD2 - stavební úpravy, izolace<br />
Stavebními izolačními úpravami – výměna oken, zateplení fasády a střechy - se tepelná ztráta objektu<br />
sníží na 155 kW.<br />
Po provedení stavebních úprav zateplením má dosavadní zdroj tepla zbytečně vyšší výkon, než<br />
vytápěný objekt potřebuje, což vede k nehospodárnému přetápění objektu a zbytečným provozním<br />
ztrátám.<br />
3.4 BD3 - zefektivnění tepelné soustavy<br />
Pro snížení spotřeby energie je nutno po předchozích krocích snížit zdroj tepla, přizpůsobit jej nižším<br />
teplotním ztrátám.<br />
Přetápění lze odstranit tím, že:<br />
• dodávka tepla bude realizována s nižším teplotním spádem 70/55°C<br />
• do objektu bude instalováno směšovací zařízení, které bude zajišťovat provoz s nižšími<br />
topnými křivkami, kvalitní systém měření a regulace<br />
• bude snížen objem otopného média a zvýšena účinnost otopných těles<br />
3.4.1 Snížení teplotního spádu regulační kotlovou automatikou<br />
První a druhý bod - nižší teplotní spád a instalace směšovacího zařízení - se zpravidla provádí<br />
současně a to hned po stavebních úpravách.<br />
Po provedení stavebních úprav zůstává často otopná soustava v původním stavu s litinovými radiátory<br />
a termostatickými ventily. Nadbytečný výkon zdroje tepla je třeba snížit regulační kotlovou<br />
automatikou snížením výstupní teploty z kotle. Dodávka tepla bude reagovat na snížení energetické<br />
náročnosti objektu snížením tepelného spádu soustavy na 70/55 o C.<br />
1 zemní plyn<br />
Hana Londinová 6
Energetická rozvaha<br />
Teplotní ztráta<br />
budovy [W]<br />
Počet OT<br />
[ks]<br />
Velikost<br />
OT[články]<br />
Počet článků<br />
500/110<br />
Výkon celkem<br />
[W]<br />
Vodní objem<br />
[dm 3 ]<br />
35 16 560 32 379 448<br />
210 12 2 520 145 708 2 016<br />
1 8 8 463 6,6<br />
1 4 4 231 3,4<br />
154 647 247 3 092 178 781 2 474<br />
Shrnutí - původní litinová tělesa po snížení teploty:<br />
Typ objektu<br />
Tabulka 3: BD3 – litina, teplotní spád 70/55°C<br />
zateplený<br />
Celková tepelná ztráta [kW] 155<br />
Výkon zdroje [kW] 179 2<br />
Teplotní spád<br />
70/55 o C<br />
Počet OT 500/110 [ks] 247<br />
Vodní objem OT [dm 3 ] 2 474<br />
Tabulka 4: BD3 – souhrn litina 70/55°C<br />
Výpočet roční potřeby tepla na vytápění za otopné období vychází z tepelné ztráty objektu<br />
zohledňující klimatické podmínky, provoz vytápění, stávající druh otopné soustavy s původními<br />
litinovými radiátory s termostatickými hlavicemi a snížení teplotního spádu pomocí regulační kotlové<br />
automatiky.<br />
Potřeba tepla při stávajících litinových radiátorech a nižší tepelné ztrátě 155 kW je E vyt. = 1 345 GJ/<br />
3<br />
rok, se spotřebou paliva BBvyt = 46 472 m zemního plynu.<br />
3.4.2 Snížení objemu otopného média a zvýšení účinnosti otopných těles<br />
Po provedení kroků popsaných v kapitolách 3.2 a 3.3 je možno snížením objemu otopného média a<br />
zvýšením účinnosti OT dosáhnout dalších úspor, k nimž se přistupuje při rekonstrukci OT.<br />
Při rekonstrukci je možné uvažovat o následujících typech OT:<br />
• litinová článková – nejstarší typ radiátorů využívaných dosud v bytových domech<br />
• ocelová desková – nejlevnější typ otopných těles s kratší životností<br />
• hliníková článková – moderní typ otopných těles s dlouhou životností a efektivním<br />
předáváním požadovaného výkonu vyrobený technologií vysokotlakého lití<br />
2 zemní plyn<br />
Hana Londinová 7
Energetická rozvaha<br />
V tabulce je uvedena energetická náročnost srovnatelných typů otopných těles OT (rozteč 500 mm):<br />
Počet<br />
OT [ks]<br />
Velikost<br />
OT<br />
[čl.]<br />
LITINA OCEL HLINÍK<br />
Počet<br />
článků<br />
[ks]<br />
Výkon<br />
celkem<br />
[W]<br />
Vodní<br />
objem<br />
[dm 3 ]<br />
Typ<br />
desky<br />
Výkon<br />
celkem<br />
[W]<br />
Vodní<br />
objem<br />
[dm 3 ]<br />
Velikost<br />
OT<br />
[čl.]<br />
Počet<br />
článků<br />
[ks]<br />
Výkon<br />
celkem<br />
[W]<br />
Vodní<br />
objem<br />
[dm 3 ]<br />
35 16 560 32 379 448 21‐5100‐R 33 810 192,5 8 280 32 480 112<br />
210 12 2 520 145 708 2 016 21‐5070‐R 145 530 808,5 6 1 260 146 160 504<br />
1 8 8 463 6,6 20‐5060‐R 400 3,48 4 4 464 1,6<br />
1 4 4 231 3,4 20‐5040‐R 293 1,55 2 2 232 0,8<br />
247 3 092 178 781 2 474 180 033 1 006 1 546 179 336 619<br />
Tabulka 5: Srovnání energetické náročnosti dle materiálů OT<br />
Srovnáním energetické náročnosti na ohřev objemu vody používané v OT, lze dospět k závěru, že<br />
pro ohřátí množství vody 2,5 m 3 v litinových radiátorech je spotřebováno daleko více energie než pro<br />
ohřátí 0,62 m 3 v hliníkových radiátorech, jež obsahují nejmenší objem vody.<br />
Pro zjištění nejúspornějšího ohřevu bude dále počítána energie pro nejefektivnější variantu. Tedy<br />
pro co nejmenší množství vody 0,62 m 3 dosahované použitím hliníkových radiátorů.<br />
Pro přesný výpočet by bylo nutné zahrnout průběh chladnutí a vnitřní povrchovou teplotu, dále čas<br />
ohřátí na vnitřní teplotu místností 20 ° C, který je odlišný pro různé stavby (lehká stavba, střední stavba,<br />
těžká stavba).<br />
V následující tabulce je shrnuta energetická náročnost varianty BD3 pro nejmenší ohřev vody:<br />
Typ objektu<br />
zateplený<br />
Celková tepelná ztráta [kW] 155<br />
Výkon zdroje [kW] 179 3<br />
Teplotní spád<br />
70/55 o C<br />
Počet otopných těles [ks] 247<br />
Vodní objem OT [dm 3 ] 619<br />
Tabulka 6: BD3 – souhrn hliník 70/55°C<br />
Výpočet roční potřeby tepla na vytápění za otopné období, vychází z tepelné ztráty objektu,<br />
zohledňující klimatické podmínky, provoz vytápění, druh otopné soustavy a její vybavení kotlovou<br />
regulací.<br />
Roční potřeba tepla na vytápění za otopné období - pro tepelnou ztrátu 155 kW je<br />
E vyt. = 0,0864.155.(0,85.0,95.1,07 . 0,95 ).104 = 1 140 GJ/r<br />
Potřeba tepla při použití hliníkových radiátorů a tepelné ztrátě 155 kW je E vyt. = 1 140 GJ/ rok,<br />
se spotřebou paliva B vyt = 36 790 m 3 ZP<br />
3 zemní plyn<br />
Hana Londinová 8
Energetická rozvaha<br />
4 Shrnutí<br />
Na závěr jsou vyhodnoceny provedené výpočty pro jednotlivé typy OT a seřazeny do přehledů.<br />
4.1 Technické srovnání<br />
V následující tabulce je porovnán původní stav BD1 se stavem BD3 pro jednotlivé typy OT:<br />
Parametr srovnání<br />
BD1<br />
BD3<br />
litina litina ocel hliník<br />
Tabulka 7: Technické srovnání<br />
Vyhodnocení<br />
žádaných<br />
vlastností<br />
1 Obsah vody [l] 2 474 2 474 1006 619 hliník<br />
2 Obsah vody ve vztahu k BD1[%] 100 % 100 % 41 % 25 % hliník<br />
3 Provozní tlak [bar] 7 7 10 16 hliník<br />
4 Potřeba tepla za rok [GJ] 2 081 1 345 1 180 1 140 hliník<br />
5 Potřeba paliva ‐ ZP za rok [m 3 ] 70 220 46 472 40 770 36 795 hliník<br />
Technicky se jeví nejvhodnější hliníková otopná tělesa z těchto důvodů:<br />
• obsahují nejméně vody<br />
• mají nejvyšší účinnost<br />
• lze je použít i ve vysokotlakových otopných soustavách<br />
• dosahují nejnižší spotřeby tepla<br />
4.2 Ekonomické srovnání<br />
V následující tabulce je provedeno ekonomické srovnání varianty BD3 pro jednotlivé typy OT:<br />
Vyhodnocení<br />
Parametr srovnání Litina Ocel Hliník zadaných<br />
vlastností<br />
1 Pořizovací investiční náklady [Kč] 769 598 521 700 690 680 ocel<br />
2 Pořizovací investiční náklady [%] 100 % 67,7 % 89,7 % ocel<br />
3 Původní náklady na energii ZP* [Kč] 777 335 ‐ ‐ ‐<br />
4 Náklady na spotřebu energie ZP* [Kč] 514 445 451 323 407 320 hliník<br />
5 úspora energie ZP * [Kč] 262 890 326 012 370 015 hliník<br />
6 návratnost investice** [roky] 3 1,6 1,85 ocel<br />
7 Životnost OT [roky] >40 40 litina/hliník<br />
8 Životnost OT ve vztahu k BD1 [v %] 100 % 50 % 150 % hliník<br />
9 Záruka [roky] 10 10 12 hliník<br />
Tabulka 8: Ekonomické srovnání<br />
Hana Londinová<br />
9
Energetická rozvaha<br />
* náklady na energii ZP – zemní plyn – kalkulovány pro cenu 11,07 Kč/m3 ; ** celkové investiční náklady/úspoře energie<br />
V tabulce je provedeno ekonomické shrnutí vzhledem ke spotřebě zemního plynu:<br />
materiál<br />
OT<br />
Cena investice<br />
celkem [Kč]<br />
Náklady na spotřebu<br />
ZP [Kč]<br />
Úspora<br />
[Kč]<br />
Objem vody [dm 3 ]<br />
BD1: LITINA původní 777 335 ‐ 2 474<br />
BD3:<br />
LITINA 769 598,‐ 514 445,‐ 262 890,‐ 2 474<br />
OCEL 521 700,‐ 451 323,‐ 326 012,‐ 1 006<br />
HLINÍK 690 680,‐ 407 320,‐ 370 015,‐ 619<br />
Tabulka 9: Ekonomické shrnutí ‐ spotřeba<br />
Při srovnání otopných těles ocel – hliník je úspora za rok …..<br />
44 000,- Kč/ročně<br />
Při srovnání otopných těles litina – hliník je úspora za rok ..... 107 125,- Kč/ročně<br />
Ekonomicky se jeví nejvhodnější hliníková otopná tělesa z těchto důvodů:<br />
• dosahují největších provozních úspor energie<br />
4.3 Investiční srovnání<br />
Při investičním posuzování je třeba přihlédnout ke skutečnosti, že kvalitní, efektivní a dlouhodobě<br />
trvalé výrobky jsou ekonomicky nejvýhodnější. Budoucí výměny technologií budou investičně<br />
náročnější z důvodu růstu cen materiálů a služeb.<br />
Hlediskem budiž odklon investorů od nejlevnějších výrobků a přechod k výrobkům s vyššími užitnými<br />
vlastnostmi, které z dlouhodobého hlediska vykážou nejúspornější provozní náklady bez nutnosti<br />
brzké obměny.<br />
Z hlediska investic se jeví nejvhodnější hliníková otopná tělesa z těchto důvodů:<br />
• nejdelší životnost - z dlouhodobého hlediska nevyžadují hliníkové radiátory novou investici na<br />
obnovu OT - životnost převyšuje čtyřicet let<br />
• krátká investiční návratnost<br />
Hana Londinová 10
Energetická rozvaha<br />
4.4 Přehled a porovnání výsledků jednotlivých variant<br />
Materiál otopných těles Litina Litina Ocel Hliník<br />
Typ objektu<br />
Okna<br />
Celková tepelná ztráta<br />
[kW]<br />
BD 1 nezateplený<br />
dřevěná‐zdvojená<br />
BD 3<br />
zateplený<br />
plastová U w =1,2<br />
W/m 2 K<br />
BD 3<br />
zateplený<br />
plastová U w =1,2<br />
W/m 2 K<br />
BD 3<br />
zateplený<br />
plastová U w =1,2<br />
W/m 2 K<br />
234 155 155 155<br />
Výkon zdroje [kW] 242 179 180 179<br />
Teplotní spád 90/70 o C 70/55 o C 70/55 o C 70/55 o C<br />
Počet otopných těles [ks] 247 247 247 247<br />
Vodní objem OT [dm 3 ] 2 474 2 474 1006 619<br />
Potřeba tepla [GJ/rok] 2 033 1 345 1 180 1 140<br />
Spotřeba paliva [m 3 ZP] 70 220 46 472 40 780 36 791<br />
Úspora energie [%] žádná 34 % 42 % 48 %<br />
Tabulka 10: Závěrečná srovnání<br />
4.5 Závěr<br />
Se závěrečného přehledu tohoto Rozboru vyplývá, že základním a nezbytným úsporným opatřením je<br />
provedení tepelně-izolačních stavebních úprav se současným snížením výkonu tepelného zdroje.<br />
Další významné úspory přináší optimalizace a zvýšení účinnosti tepelného zdroje. Za nejdůležitější lze<br />
považovat ohřev menšího objemu vody a efektivnější přenos tepla.<br />
Získané energetické úspory budou v budoucnosti významnou položkou ekonomického zhodnocení<br />
bytových domů a jejich hospodárného provozu.<br />
Hana Londinová 11
Energetická rozvaha<br />
5 Doporučení<br />
Pro konkrétní objekt je vhodné zpracovat vlastní Energetickou studii nebo Energetický <strong>audit</strong>, který<br />
pomáhá investorovi v rozhodování nejefektivnější investice.<br />
V Energetických studiích a <strong>audit</strong>ech jsou podobně a podrobnějším způsobem dle <strong>audit</strong>orské metodiky<br />
předloženy investorovi varianty vedoucí k okamžitým i dlouhodobým budoucím úsporám.<br />
Energetické studie nebo <strong>audit</strong>y se vyžadují vždy při žádostech o dotační podporu vyhlašovanou<br />
státem nebo Evropskou unií.<br />
6 Použitá literatura<br />
Výpočet roční spotřeby tepla byl proveden dle následujících zdrojů:<br />
Metodiky ČEA Podklady pro hodnocení projektů - klimatologické údaje – 1999<br />
Ptáková D.<br />
ČSN 060210<br />
ČSN 73 0540<br />
Metodika pro výpočet roční spotřeby paliv a energie pro vytápění objektů<br />
bytové výstavby a vybrané občanské výstavby, STŘ 1522- 1986<br />
Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění<br />
Tepelná ochrana budov<br />
Tisk 5 /2010<br />
Hana Londinová 12
Change language