dnes je 8.2.2023

Input:

Energetická náročnost budov

13.8.2012, Zdroj: Verlag Dashöfer

11.2.7
Energetická náročnost budov

Revidovaná ČSN 73 0540-2 z října 2011 přinesla do hodnocení energetické náročnosti budov další změnu. I nadále se sice základní vliv stavebního řešení budovy na spotřebu tepla na její vytápění hodnotí prostřednictvím průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy, zásadní změna však nastala ve vyhodnocení výpočtu, kde vyčíslená hodnota průměrného součinitele prostupu tepla se porovnává s normovou hodnotou tohoto součinitele, získanou metodou referenční budovy.

NORMOVÉ POŽADAVKY

Podle ČSN 73 0540-2 /2011 se energetické vlastnosti budovy, spojené s prostupem tepla obálkou budovy hodnotí prostřednictvím průměrného součinitele prostupu tepla Uem, který se stanoví ze vztahu

Průměrný součinitel prostupu tepla

   
HT
Uem _________
A

kde

HT je měrná ztráta prostupem tepla (W/K), stanovená ze součinitelů prostupu tepla všech teplosměnných konstrukcí, tvořících obálku budovy na její systémové hranici
A je teplosměnná plocha obálky budovy (m2).

Průměrný součinitel prostupu tepla Uem musí splňovat podmínku

UemUem,N

kde

Uem,N je normou požadovaná hodnota průměrného součinitele prostupu tepla, která se stanoví:
  1. pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou θ im v intervalu mezi 18 °C a 22 °C včetně a pro všechny návrhové venkovní teploty podle tabulky T 7.1.

Poznámka: Za budovy s převažující návrhovou teplotou θ im v intervalu mezi 18 °C a 22 °C včetně se považují všechny budovy obytné (nevýrobní bytové), občanské (nevýrobní nebytové) s převážně dlouhodobým pobytem lidí (například školské, administrativní, ubytovací, veřejně správní, stravovací, většina zdravotnických) a jiné, pokud převažující vnitřní návrhová teplota je v uvedením intervalu.

  1. b) pro budovy s odlišnou převažující návrhovou vnitřní teplotou ze vztahu:

Uem = Uem,N,20. e1

 
kde Uem,N,20 je průměrný součinitel prostupu tepla, určený z tabulky T 7.1
e1 je součinitel typu budovy.

Doporučená hodnota průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy Uem,rec se stanoví pomocí vztahu

Uem,rec = 0,75 Uem,N

 
Požadované hodnoty průměrného součinitele
prostupu tepla
Uem,N,20 (W/m2 K)
Nové obytné budovy Podle výsledku výpočtu, nejvýše však 0,50
Ostatní budovy Podle výsledku výpočtu, nejvýše však hodnota:
Pro objemový faktor tvaru:
A/V ≤ 0,2 Uem,N,20 = 1,05
A/V > 1,0 Uem,N,20 = 0,45
Pro ostatní hodnoty A/V:
Uem,N,20 = 0,30 + 0,15 (A/V)

Tabulka T 7.1: Požadované hodnoty průměrného součinitele prostupu tepla obálky budovy

Výpočet normou požadované hodnoty součinitele prostupu tepla obálky budovy Uem,N,20 se provádí metodou referenční budovy pro každý posuzovaný případ samostatně. Referenční budova je virtuální budova stejných rozměrů a stejného prostorového uspořádání, jako má hodnocená budova, všechny její obalové konstrukce však vykazují součinitele prostupu tepla, odpovídající příslušné normou požadované hodnotě.

Hodnota Uem,N,20 referenční budovy se pak stanoví jako vážený průměr normových požadovaných hodnot součinitelů prostupu tepla všech teplosměnných ploch.

Další požadavky

Směrnice 2002/91/ES, energetický zákon 406/2000 Sb.

V návaznosti na směrnici Evropského parlamentu a Rady č. 2002/91/ES z prosince 2002 o energetické náročnosti budov byl v roce 2006 novelizován zákon o hospodaření s energií č. 406/2000 Sb. Následně v roce 2007 byla k tomuto zákonu MPO ČR vydána prováděcí vyhláška č. 148/2007 Sb. , o energetické náročnosti budov.

Vyhláška 148/2007 Sb.

Tato vyhláška přináší řadu významných změn, týkající se stavebně energetických vlastností budov. Realizační ustanovení, související se směrnicí 2002/91/ES, nabývají účinnosti od 1. ledna 2009.

Zásadní změnou proti všem předchozím metodikám hodnocení energetické náročnosti budov je skutečnost, že se uvažuje s veškerou energií, dodanou na systémovou hranici budovy. Hodnocení se tedy týká nejen energie využívané k vytápění budovy, ale uvažuje se i s energií použitou k větrání, chlazení, klimatizaci, přípravě teplé vody a osvětlení budovy, vnitřními zdroji tepla, ale i takzvanou pomocnou energií, kterou využívají ke svému provozu jednotlivé technické systémy (jako je např. energie pro pohon oběhových čerpadel vytápěcího systému, pohon ventilátorů VZT a podobně). Měrná spotřeba energie se stanoví v kWh/m2 za rok.

Další změnou je průkaz energetické náročnosti budovy ve formě protokolu, prokazujícího energetickou náročnost budovy, který se požaduje při výstavbě nových budov, při prodeji nebo nájmu budov a i při větších změnách dokončených budov s celkovou podlahovou plochou nad 1000 m2, které ovlivňují energetickou náročnost. Součástí tohoto průkazu je i grafické vyjádření energetické náročnosti budovy. Průkaz mohou zpracovávat pouze specialisté, certifikovaní MPO ČR.

Třída energetické náročnosti

V rámci tohoto průkazu se vypočtená hodnota měrné spotřeby energie (kWh/m2.rok) porovnává s referenční hodnotou, danou jako třída energetické náročnosti C v tabulce T7.2.

Druh budovy Třída energetické náročnosti
A B C D E F G
Rodinný dům < 51 51–97 98–142 143–191 192–240 241–286 > 286
Bytový dům < 43 43–82 83–120 121–162 163–205 206–245 > 245
Hotel a restaurace < 102 102–200 201–294 295–389 390–488 489–590 > 590
Administrativní < 62 62–123 124–179 180–236 237–293 294–345 > 345
Nemocnice < 109 109–210 211–310 311–415 416–520 521–625 > 625
Vzdělávací zařízení < 47 47–89 90–130 131–174 175–220 221–265 > 265
Sportovní zařízení < 53 53–102 103–145 146–194 195–245 246–297 > 297
Obchodní < 67 67–121 122–183 184–241 242–300 301–362 > 362

Tabulka T7.2: Třídy energetické náročnosti

Slovní vyjádření tříd energetické náročnosti budovy je patrné z tabulky T7.3.

Třída energetické
náročnosti budovy
Slovní vyjádření energetické náročnosti budovy
A Mimořádně úsporná
B Úsporná
C Vyhovující
D Nevyhovující
E Nehospodárná
F Velmi nehospodárná
G Mimořádně nehospodárná

Tabulka T7.3: Slovní vyjádření tříd energetické náročnosti

U vybraných typů budov (včetně budov veřejné správy) o celkové podlahové ploše vyšší než 1000 m2 jsou provozovatelé budov povinni umístit průkaz energetické náročnosti budovy na veřejně přístupné místě v budově nejpozději do 1. 1. 2009.

Z výše uvedených dokumentů vyplývá mimo jiné povinnost prokázat splnění požadavků na energetickou náročnost stavby a splnění srovnávacích ukazatelů nejen u novostaveb, ale i při větších změnách již dokončených budov, kdy zákonné požadavky musí být splněny pro celou budovu. Z dikce zákona vyplývá, že větší změnou dokončené budovy je i taková změna, která se týká více než 25 % celkové plochy obvodového pláště budovy.

Praktický dopad tohoto zákonného opatření je takový, že např. při zateplení obvodového pláště, týkajícím se jen o něco více než 25 % celkové plochy obvodového pláště, musí celý objekt splňovat nová normová energetická kritéria, platná pro novostavbu. Je zřejmé, že splnění tohoto požadavku při tak malém podílu zateplované plochy bude technicky velmi málo reálné, a proto nebude možno provádět takováto dílčí zateplovací opatření a bude nezbytné navrhnout a realizovat buď komplexní zateplení objektu nebo zateplení alespoň větší části objektu. Toto opatření jednoznačně podporuje trend snižování energetické náročnosti budov, je však otázkou, zda pro řadu drobných investorů je opravdu motivující.

ZÁSADY PRO NAVRHOVÁNÍ BUDOV Z HLEDISKA ENERGETICKÉHO

Při architektonickém a konstrukčním návrhu budovy je třeba – s ohledem na minimalizaci tepelných ztrát pro vytápění budov – věnovat pozornost především těmto oblastem:

  • - umístění stavby,
  • - geometrickému řešení objektu,
  • - dispozičnímu řešení objektu,
  • - návrhu obalových konstrukcí,
  • - řešení tepelných mostů.

Spotřebu energie na vytápění z hlediska umístění stavby ovlivňují zejména teplota vnějšího vzduchu a rychlost větru.

Teplota vnějšího vzduchu závisí jednak na konfiguraci terénu, jednak na hustotě a charakteru okolní zástavby. Doporučuje se proto nestavět budovy v uzavřených údolích, kde dochází ke koncentraci studeného vzduchu a na severních svazích. Stejně tak je z energetického hlediska nevýhodné solitérní umístění budovy, protože v souvislé zástavbě je zimní teplota vyšší než v otevřeném terénu.

Rychlost větru má nepříznivý vliv především na tepelnou ztrátu infiltrací. Z tohoto pohledu je třeba označit za nevhodná místa vrcholy kopců a otevřenou krajinu s intenzivními větry, případně i protáhlá údolí.

Geometrické řešení objektu ovlivňuje v první řadě tepelnou ztrátu prostupem tepla – s rostoucí plochou obalových konstrukcí dochází k nárůstu této tepelné ztráty. Optimalizace tvaru objektu je v podstatě hledáním minimální hodnoty faktoru tvaru budovy, to znamená podílu plochy obalových konstrukcí objektu a jeho objemu. Příznivě se z tohoto pohledu projevuje také vzájemné propojení budov ve větší celek.

Dispoziční řešení budovy ovlivňuje jednak orientaci budovy ke světovým stranám, jednak vzájemné vztahy mezi vytápěnými a nevytápěnými místnostmi.

Solární zisky jsou významným prvkem v energetické bilanci budovy, především s ohledem na plochu a orientaci transparentních konstrukcí. Je proto výhodné orientovat převládající průsvitné plochy na jih a přilehlé světové strany, naopak ve směru severní orientace, kde u transparentních konstrukcí v celoroční energetické bilanci převažují tepelné ztráty nad solárními tepelnými zisky, plochu průsvitných konstrukcí minimalizovat.

Z pohledu dispozičního řešení budovy se jeví jako optimální seskupovat vytápěné a nevytápěné místnosti do jednotlivých souvislých zón, místnosti s vyšší teplotou situovat pokud možno uvnitř dispozice objektu, nevytápěné prostory, případně prostory vytápěné na nižší teplotu umísťovat prioritně k vnějšímu plášti. Samozřejmou podmínkou úspěšnosti tohoto řešení je oddělení prostorů vytápěných na různou teplotu dveřmi, které budou v průběhu otopné sezony systematicky zavírány. Zóny s vytápěnými prostory mají být situovány především k jihu, nevytápěné zóny k severu.

Výpočet

Podrobný postup výpočtu průměrného součinitele prostupu tepla a a měrné potřeby energie stanoví ČSN 73 0540 a vyhláška č. 148/2007 Sb..

V praxi jsou obvykle hodnoty obou těchto veličin součástí výstupu počítačových programů, používaných pro hodnocení energetických vlastností budovy – jako je např. program ENERGIE nebo Národní kalkulační nástroj (NKN).

Příklad výpočtu

K výpočtovému hodnocení energetických vlastností budov byl použit program ENERGIE 2011, užití starších verzí programu není možné vzhledem ke změnám v metodice hodnocení.

Vstupní údaje

Následující tabulky obsahují všechny nezbytné vstupní údaje.

VÝPOČET ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV A PRŮMĚRNÉHO SOUČINITELE PROSTUPU TEPLA

podle vyhlášky č. 148/2007 Sb. a ČSN 730540

a podle ČSN EN ISO 13790 a ČSN EN 832

Energie 2011

Název úlohy: DAS 7
Zpracovatel: FK
Zakázka: DAS
Datum: 03/2012

KONTROLNÍ TISK VSTUPNÍCH DAT :

Počet zón v objektu: 1

Typ výpočtu potřeby energie: měsíční (pro jednotlivé měsíce v roce)

Okrajové podmínky výpočtu:

Název
období
Počet
dnů
Teplota
exteriéru
Celková energie globálního slunečního záření [MJ/m2]
Sever Jih Východ Západ Horizont
1. měsíc 31 -2,4 C 47,0 104,0 58,0 58,0 76,0
2. měsíc 28 -0,9 C 72,0 162,0 97,0 97,0 133,0
3. měsíc 31 3,0 C 115,0 234,0 162,0 162,0 259,0
4. měsíc 30 7,7 C 158,0 292,0 238,0 238,0 410,0
5. měsíc 31 12,7 C 209,0 313,0 299,0 299,0 536,0
6. měsíc 30 15,9 C 216,0 284,0 292,0 292,0 526,0
7. měsíc 31 17,5 C 212,0 292,0 288,0 288,0 518,0
8. měsíc 31 17,0 C 184,0 320,0 277,0 277,0 490,0
9. měsíc 30 13,3 C 126,0 256,0 187,0 187,0 313,0
10. měsíc 31 8,3 C 86,0 220,0 126,0 126,0 205,0
11. měsíc 30 2,9 C 47,0 112,0 61,0 61,0 90,0
12. měsíc 31 -0,6 C 32,0 72,0 40,0 40,0 54,0


Název
období
Počet
dnů
Teplota
exteriéru
Celková energie globálního slunečního záření [MJ/m2]
SV SZ JV JZ
1. měsíc 31 -2,4 C 47,0 47,0 86,0 86,0
2. měsíc 28 -0,9 C 76,0 76,0 137,0 137,0
3. měsíc 31 3,0 C 122,0 122,0 209,0 209,0
4. měsíc 30 7,7 C 184,0 184,0 277,0 277,0
5. měsíc 31 12,7 C 245,0 245,0 320,0 320,0
6. měsíc 30 15,9 C 248,0 248,0 299,0 299,0
7. měsíc 31 17,5 C 245,0 245,0 302,0 302,0
8. měsíc 31 17,0 C 216,0 216,0 313,0 313,0
9. měsíc 30 13,3 C 140,0 140,0 234,0 234,0
10. měsíc 31 8,3 C 90,0 90,0 184,0 184,0
11. měsíc 30 2,9 C 47,0 47,0 94,0 94,0
12. měsíc 31 -0,6 C 32,0 32,0 61,0 61,0

HODNOCENÍ JEDNOTLIVÝCH ZÓN V OBJEKTU :

HODNOCENÍ ZÓNY Č. 1:

Základní popis zóny

Název zóny: Rodinný dům z EN 832 s upravenými konstrukcemi

Geometrie (objem/podlah. plocha):
Účinná vnitřní tepelná kapacita:
Vnitřní teplota (zima/léto):
Zóna je vytápěna/chlazena:
318,75 m3 / 94,0 m2
165,0 kJ/(K.m2)
20,0 °C / 20,0 °C
ano / ne
Regulace otopné soustavy: ano

Průměrné vnitřní zisky: 467 W

           
odvozeny pro • produkci tepla: 3,0+3,0 W/m2 (osoby+spotřebiče)
• časový podíl produkce: 100+20 % (osoby+spotřebiče)
• zohlednění spotřebičů: jen zisky
• příkon osvětlení: 250,0 W (využito 5000,0 h/rok)
• prům. účinnost osvětlení: 10 %
• spotřebu nouzového osvětlení: 0,0 kWh/(m2.a)
• další tepelné zisky: 0,0 W


Teplo na přípravu TV: 4389,0 MJ/rok


 
odvozeno pro • roční potřebu teplé vody: 30,0 m3
• teplotní rozdíl pro ohřev: (45,0 – 10,0) °C


Zpětně získané teplo mimo VZT: 0,0 MJ/rok

Zdroje tepla na vytápění v zóně

Vytápění je zajištěno VZT:
Účinnost sdílení/distribuce:
ne
98,0 % / 98,0 %
Název zdroje tepla:
Typ zdroje tepla:
Účinnost výroby/regulace:
Kotel na plyn (podíl 100,0 %)
obecný zdroj tepla (např. kotel)
90,0 % / 97,0 %
Příkon čerpadel vytápění:
Příkon regulace/emise tepla:
30,0 W
10,0 / 0,0 W

Zdroje tepla na přípravu TV v zóně

Název zdroje tepla:
Typ zdroje přípravy TV:
Účinnost zdroje přípravy TV:
Kotel na plyn (podíl 100,0 %)
obecný zdroj tepla (např. kotel)
95,0 %
Příkon čerpadel distribuce TV:
Příkon regulace:
Účinnost distribuce teplé vody:
0,0 W
0,0 W
90,0 %

Solární systémy v zóně

Typ prvku Plocha [m2] Účinnost [%] Orientace/sklon Činitel stínění
kolektor 3,0 50,0 Jih / 45,0 1,0

Měrný tepelný tok větráním zóny č. 1 :

Objem vzduchu v zóně: 255,0 m3
Podíl vzduchu z objemu zóny: 80,0 %
Typ větrání zóny: přirozené
Minimální násobnost výměny: 0,5 1/h
Návrhová násobnost výměny: 0,5 1/h
Měrný tepelný tok větráním Hv: 43,350 W/K

Měrný tepelný tok prostupem mezi zónou č. 1 a exteriérem :

Název konstrukce Plocha [m2] U [W/m2 K] b [-] U,N [W/m2 K]
Stěny 91,0 0,250 1,00 0,300
Okna 9,0 (2,5x1,8 x 2) 1,400 1,00 1,500
Okna 3,0 (1,0x1,5 x 2) 1,500 1,00 1,500
Okna 3,0 (1,0x1,5 x 2) 1,500 1,00 1,500
Okna 4,0 (2,0x2,0 x 1) 1,400 1,00 1,500

Vliv tepelných vazeb bude ve výpočtu zahrnut přibližně součinem (A . Δ U,tbm).

Průměrný vliv tepelných vazeb Δ U,tbm : 0,05 W/m2 K
Měrný tok prostupem do exteriéru Hd: 49,950 W/K

Měrný tok zeminou u zóny č. 1 :

 
1. konstrukce ve styku se zeminou
Název konstrukce:
Tepelná vodivost zeminy:
Plocha podlahy:
Exponovaný obvod podlahy:
Součinitel vlivu spodní vody Gw:
Typ podlahové konstrukce:
Tloušťka obvodové stěny:
Tepelný odpor podlahy:
Přídavná okrajová izolace:
Tloušťka okrajové izolace:
Tepelná vodivost okrajové izolace:
Hloubka okrajové izolace:
Vypočtený přídavný lin. činitel prostupu:
Souč.prostupu mezi interiérem a exteriérem U:
Ustálený měrný tok zeminou Hg:
Kolísání ekv. měsíčních měrných toků Hg,m:
stanoveno pro periodické toky Hpi/Hpe:

2,0 W/mK
99,0 m2
36,8 m
1,0
podlaha na terénu
0,1 m
3,0 m2 K/W
svislá
0,05 m
0,034 W/mK
0,8 m
-0,04 W/mK
0,208 W/m2 K
20,589 W/K
od 15,569 do 62,79 W/K
23,981 / 9,637 W/K
Celkový ustálený měrný tok zeminou Hg: 20,589 W/K
Kolísání celk. ekv. měsíčních měrných toků Hg,m: od 15,569 do 62,79 W/K

Měrný tok prostupem nevytápěnými prostory u zóny č. 1 :


Název nevytápěného prostoru:
Objem vzduchu v prostoru:
Násobnost výměny do interiéru:
Násobnost výměny do exteriéru:
1. nevytápěný prostor
Zimní zahrada
24,6 m3
1,0 1/h
1,0 1/h


Název konstrukce Plocha [m2] U [W/m2 K] Umístění
Stěna 8,0 0,250 do interiéru
Okna a dveře 8,0 1,400 do interiéru
Podlaha 10,0 0,870 do exteriéru
Obálka zahrady 31,0 2,000 do exteriéru


Název liniového tep. mostu Délka [m] Psi [W/mK] Umístění
Styk podlahy a vnitřní stěny 5,0 0,280 do interiéru


Tepelná propustnost Hiu: 14,6 W/K
Tepelná propustnost Hue: 70,7 W/K
Měrný tok Hiu: 22,964 W/K
Měrný tok Hue: 79,064 W/K
Parametr b dle EN ISO 13789: 0,775


 
2. nevytápěný prostor
Název nevytápěného prostoru: Půda
Objem vzduchu v prostoru: 86,0 m3
Násobnost výměny do interiéru: 0,0 1/h
Násobnost výměny do exteriéru: 5,0 1/h


Název konstrukce Plocha [m2] U [W/m2 K] Umístění
Strop 99,0 0,180 do interiéru
Střecha 113,0 5,000 do exteriéru


Tepelná propustnost Hiu: 17,82 W/K
Nahrávám...
Nahrávám...