Energiahatékonyság vizsgálata egy fóti családi ház példáján

Átírás

1 Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar, 2012 Energiahatékonyság vizsgálata egy fóti családi ház példáján Készítette: Kump Edina Környezettudomány szakos hallgató Témavezető: Dr. Munkácsy Béla Egyetemi adjunktus, ELTE TTK Külső konzulens: Mócsi Gábor Okleveles építészmérnök, Nyolckert Építész Stúdió 1

2 Vázlat - Bevezetés - Háztartások energiafogyasztása - Családi házak épületenergetikai adottságai - A vizsgált családi ház - Hőmérséklet mérése - Hőképek - Az épület energetikai tanúsítása - Energetikai problémák - Javaslatok a helyzet javítására 2

3 Bevezetés - MO által felhasznált energiaforrások 82%-a fosszilis eredetű magas CO 2 -kibocsátás + környezetszennyezés - Kiotói egyezmény: ÜHG gázok kibocsátásának csökkentése - EU irányelv: energiahatékonyság 20%-al való növelése 2020-ig 3

4 Háztartások energiafogyasztása A szén-dioxid-kibocsátás osztályozása a magyarországi energiavégfelhasználók szerint 2004-ben. Forrás: ODYSEE (2007) alapján (Novikova, A., Urge-Vorsatz D. 2007) 4

5 5 Háztartások energiafogyasztása Magyar háztartások átlagos primer energiafogyasztása (Dióssy L. 2008)

6 Háztartások energiafogyasztása - NegaJoule (2011) tanulmány: lakóépületeink energiafogyasztása 42%-al csökkenthető lenne között - Energiahatékonysági korszerűsítések által - 77%-a gazdaságosan kinyerhető: megtakarított energia költsége > beruházás össz. költsége - IPCC IV. értékelő jelentése: legnagyobb CO 2 - kibocsátás-csökkentési potenciál 6

7 Családi házak épületenergetikai adottságai - Magyar háztartások 66%-a (~ 7 millió ember) - Primerenergia-felhasználás 33%-ért a lakóépületek felelősek családi házak részaránya 81% - Dr. Csoknyai Tamás (2011): A jövőben nagyobb figyelmet érdemelnek a családi házak, mert ebben a szektorban van az igazi megtakarítási potenciál. 7

8 A vizsgált családi ház 226 m 2 -> 114 m 2 8

9 Hőmérséklet mérése (7h, 17h, 22h). 9

10 10 Hőmérséklet mérése Átl. 20,8 C

11 T [ C] T [ C] Hőmérséklet mérése (7h, 17h, 22h) 2011 nov 19 - dec 4 hőmérséklet adatok Dátum [nap] Külső T (7h) Külső T (17h) Külső T (22h) Belső T (7h) Belső T (17h) Belső T (22h) (7h, 17h, 22h) 2011 december 5-20 hőmérséklet adatok Dátum [nap] Külső T (7h) Külső T (17h) Külső T (22h) Belső T (7h) Belső T (17h) Belső T (22h) 11

12 T [C ] T [C ] Hőmérséklet mérése - Folyamatos mérések két lakószobában szoba 3. szoba Dátum [nap] Dátum [nap] 12

13 T [C ] T [ C] Hőmérséklet mérése - Folyamatos mérések két lakószobában Egyéni hőérzet: fal hősugárzása, napsütéses órák száma, fal színe. 1. szoba 4. szoba Dátum [nap] Dátum [nap] + 3,3 C 13

14 Hőképek :30-22:00-21:30 - T Belső = 21,7 C - 22:00 - T Belső = 22,3 C - 22:00 - T Külső = 10,2 C 14

15 15 Az épület energetikai tanúsítása /91/EK Épületenergetikai direktíva: - energiatanúsítványi címke használatát előírja. - Energiatanúsítványi címke: adott épület külön jogszabály szerinti számítási módszerrel meghatározott energetikai teljesítőképességét tartalmazza.

16 Az épület energetikai tanúsítása - 176/2008. (VI.30.) Kormányrendelet: tanúsítani szükséges az alábbi esetekben - új épület építése; - eladás, vagy egy évnél hosszabb bérbeadás; - >1000 m 2 közhasználatú épület januárjától tanúsítás nélkül hirdetni sem lehet az eladásra szánt ingatlant. 16

17 Az épület energetikai tanúsítása - Számításokat a 7/2006. (V.24.) TNM rendelet előírásainak megfelelően kizárólag szakember végezheti. - az előadás során nem részletezem 17

18 18 Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) - A transzmissziós hőáramok és a fűtési idény átlagos feltételei mellett kialakuló (passzív) sugárzási hőnyereség hasznosított hányadának algebrai összege egységnyi belső-külső hőmérsékletkülönbségre és egységnyi fűtött térfogatra vetítve. - Számításához szükség van a határoló épületszerkezetek hőátbocsátási tényezőire (U).

19 Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) Határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezői (U): - Földszinti lakótér falszerkezete U földszint = 0,485 W/m 2 K U max = 0,45 W/m 2 K NEM FELEL MEG - Emeleti lakótér falszerkezete U emelet = 0,410 W/m 2 K U max = 0,45 W/m 2 K MEGFELEL 19

20 Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) Határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezői (U): - Padlásfödém szerkezete U padlás = 0,215 W/m 2 K U max = 0,30 W/m 2 K - Pincefödém szerkezete U pince = 0,461 W/m 2 K U max = 0,50 W/m 2 K MEGFELEL MEGFELEL - U nyílászárók = 1,6 W/m 2 K 20

21 Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) - AU = 158,1. - l = 0 (nincs talajjal érintkező fűtött szerkezet) - Q sid = 0 (nincsenek passzív szoláris nyereségek) - Q sd = 1081,28 kwh/a (dús növényzet miatt mindenhol északi benapozást figyelembe véve) q = 0,514 W/m 2 K q max = 0,2992 W/m 2 K NEM FELEL MEG 21

22 Az épület energetikai tanúsítása A fűtés fajlagos primerenergia-igénye (E F ) - Számításához szükséges az éves nettó fűtési energiaigény ismerete (Q F ), Q F = 9904,41 kwh/a - és a fűtés fajlagos nettó hőenergia igénye (q f ). q f = 86,27 kwh/m 2 a E F = 126,46 kwh/m 2 a 22

23 23 Az épület energetikai tanúsítása A melegvíz-ellátás primerenergia-igénye (E HMV ) E HMV = 86,32 kwh/m 2 a

24 Az épület energetikai tanúsítása Az összesített energetikai jellemző (E P ) Az épület energiafelhasználásának hatékonyságát jellemző számszerű mutató, amelynek kiszámítása során figyelembe veszik az épület telepítését, a homlokzatok benapozottságát, a szomszédos épületek hatását, valamint más klimatikus tényezőket; az épület hőszigetelő képességét, épületszerkezeti és más műszaki tulajdonságait; az épületgépészeti berendezések és rendszerek jellemzőit, a felhasznált energia fajtáját, az előírt beltéri légállapot követelményeiből származó energiaigényt, továbbá a sajátenergia-előállítást. Min. 9 tényező 24

25 Az épület energetikai tanúsítása Az összesített energetikai jellemző (E P ) E P = E j - Az épületben légtechnikai rendszer, illetve gépi hűtés nincsen. - Lakóépület esetén a világítás primer energiaigényét nem kell az összevont energetikai jellemzőben szerepeltetni. - Saját energetikai rendszerből származó, az épületben fel nem használt, más fogyasztóknak átadott energia nincsen. E P = 126, , = 212,78 kwh/m 2 a E Pmax = 142,32 kwh/m 2 a 25

26 Az épület energetikai tanúsítása Az épület minősítése Az energetikai minőséget az épület összesített energetikai mutatójának %-ban kifejezett arányával jellemezzük. E P /E Pmax *100 = 149,6 A+ <55 Fokozottan energiatakarékos A Energiatakarékos B Követelménynél jobb C Követelménynek megfelelő D Követelményt megközelítő E Átlagosnál jobb F Átlagos G Átlagost megközelítő H Gyenge I 341< Rossz 26

27 Energetikai problémák - Földszinti lakótér falszerkezete - Emeleti lakótér falszerkezete, padlás- és pincefödém szerkezete javítható - Ablak-fal érintkezésénél hőhíd - Bejárati ajtó - Előnytelen tájolás és ablakméretek 27

28 Javaslatok a helyzet javítására - Fűtés csökkentése - Lakószobák hőfoka átl. 3,2 C-al magasabb, mint lakótér átl. belső hőmérséklete - MEEPH-Monitoring projekt becslése alapján: -3 C = ~ 15% fűtési energia megtakarítás - Külső hőszigetelés - NegaJoule (2011) tanulmány alapján 30%-os energia-megtakarítás 28

29 Javaslatok a helyzet javítására - Fűtési rendszer korszerűsítése (kondenzációs kazán) - NegaJoule (2011) alapján: külső hőszigetelés megvalósulása után további 4-5% - hatásfok %, magasabb fűtőérték - füstgázban lévő vízgőz hőenergiáját is kihasználja - Napkollektor HMV előállítására rásegít - Napelem villamos energiát termel 29

30 Köszönöm a figyelmet! 30

31 31 Az épület energetikai tanúsítása Fajlagos hőveszteségtényező (q) 1 ( Q sd Qsid q AU l ) V 72 Ahol: AU a határoló és nyílászáró-szerkezetek felületének és hőátbocsátási tényezőjének szorzatösszege; l - a csatlakozási élek és szerkezeti csomópontok mentén kialakuló hőhidak miatti hőveszteség; Q sd az üvegezett szerkezeteken az épületbe bejutó direkt sugárzási nyereség [W]; Q sid az esetleges passzív szoláris (csatlakozó üvegházakból, energiagyűjtő falakból stb. származó) nyereségek [W].

32 Az épület energetikai tanúsítása Határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezője (U) Ahol: U a hőátbocsátási tényező [W/m 2 K]; α - a hőátadási tényező a külső és belső falon [W/m 2 K]; L i - az i-edik réteg vastagsága [m]; i - a rétegek száma; λ i - az i-edik réteg hővezetési tényezője [W/mK]. 32

33 Az épület energetikai tanúsítása Üvegezett szerkezeteken az épületbe bejutó direkt sugárzási nyereség (Q sd ) Ahol: Q sd TOT ε a hasznosítási tényező, amelynek értéke 0,50; A ü az üvegezés felülete, az üvegezés mérete alapján számolva; g az üvegezés összesített sugárzásátbocsátó képessége; Q TOT a hagyományos fűtési idényre vonatkozó sugárzási energiahozam [W/m 2 ]. A Ü gq 33

34 34 Az épület energetikai tanúsítása Éves nettó fűtési energiaigény (Q F ) Q F = HV(q +0,35n) σ Z F A N q b [kwh/a] Ahol: Q F az éves nettó fűtési energiaigény [kwh/a]; H az éves fűtési hőfokhíd ezredrésze [hk/a]; V a fűtött térfogat, belméretek szerint számolva [m 3 ]; q a fajlagos hőveszteségtényező [W/m 3 K]; n légcsereszám (átlagos) [l/h]; σ a szakaszos üzemvitel hatását kifejező korrekciós tényező, Z F a fűtési idény hosszának ezredrésze [h/1000a]; A N a nettó fűtött szintterület [m 2 ]; q b a belső hőterhelés fajlagos értéke.

35 Az épület energetikai tanúsítása Fűtés fajlagos nettó hőenergia igénye (q f ) Ahol: Q F - éves nettó fűtési energiaigény [kwh/a]; A N - a nettó fűtött szintterület [m 2 ]. q f Q A F N 35

36 E F Az épület energetikai tanúsítása A fűtés fajlagos primerenergia-igénye (E F ) q f q f, h q f, v q f, t Ck k e f ( EFSz EFT qk, v ) ev Ahol: E HMV a melegvíz-ellátás fajlagos primerenergia-igénye [kwh/m 2 a]; q HMV a melegvíz-készítés nettó energiaigénye [kwh/m 2 a]; q HMV,v a melegvíz-elosztás fajlagos vesztesége [kwh/m 2 a]; q HMV,t a melegvíz-tárolás fajlagos vesztesége [kwh/m 2 a]; C k a hőtermelő teljesítménytényezője; α k a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrásból táplált rendszer esetén); e HMV a melegvíz-készítésre használt energiahordozó primer energia átalakítási tényezője; E C a cirkulációs szivattyú fajlagos energiaigénye [kwh/m 2 a]; E K a melegvíz-termelés segédenergia igénye [kwh/m 2 a]; e v a villamos energia primer átalakítási tényezője. 36

37 37 Az épület energetikai tanúsítása A melegvíz-ellátás primerenergia-igénye (E HMV ) E HMV ( qhmv qhmv, v qhmv, t ) ( Ck kehmv ) ( EC E K ) e v Ahol: E HMV a melegvíz-ellátás fajlagos primerenergia-igénye [kwh/m 2 a]; q HMV a melegvíz-készítés nettó energiaigénye [kwh/m 2 a]; q HMV,v a melegvíz-elosztás fajlagos vesztesége [kwh/m 2 a]; q HMV,t a melegvíz-tárolás fajlagos vesztesége [kwh/m 2 a]; C k a hőtermelő teljesítménytényezője; α k a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrásból táplált rendszer esetén); e HMV a melegvíz-készítésre használt energiahordozó primer energia átalakítási tényezője; E C a cirkulációs szivattyú fajlagos energiaigénye [kwh/m 2 a]; E K a melegvíz-termelés segédenergia igénye [kwh/m 2 a]; e v a villamos energia primer átalakítási tényezője.