ÉPÜLETENERGETIKA Építmények energiamérlege, fajlagos hőveszteségtényező, direkt energiagyűjtő szerkezetek, nettó- és primer energiaigények, összesített energetikai jellemző, energetikai tanúsítás Szikra Csaba BME Építészmérnöki Kar Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék szikra@egt.bme.hu 2018.
7/2006 TNM RENDELET, SZABÁLYOZÁS SZINTJEI 1. Az összesített energetikai jellemző szabályozása [kwh/(m 2 a) ]: Az épület összesített energetikai jellemzője az épület rendeltetésszerű használatának feltételeit biztosító épületgépészeti rendszerek egységnyi fűtött alapterületre vonatkozó, primer energiában kifejezett, éves fogyasztása. 2. Fajlagos hőveszteség tényező szabályozása [W/m 3 K]:Csak az épülettől függő tényező, melyben a transzmissziós negatív és pozitív áramokat számítjuk. Célja, hogy az épület önmagában is garantáljon egy elfogadható energetikai minőséget. Összesített energetikai jellemző nem létezik minden épülettípusra 3.Hőátbocsátási tényezők szabályozása [W/m 2 K], határoló- és nyílászáró szerkezetekre Szikra Csaba: Épületenergetika 2
KÖVETELMÉNYSZINTEK Közel nulla, költségoptimum Forrás: dr. Csoknyai Tamás Szikra Csaba: Épületenergetika 3
KÖVETELMÉNYSZINTEK KÖLTSÉGOPTIMUM az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról szóló kormányrendelet szerinti költségoptimalizált szinten megvalósult vagy annál energiahatékonyabb épület, amelyben a primerenergiában kifejezett éves energiaigény legalább 25%-át olyan megújuló energiaforrásból biztosítják, amely az épületben keletkezik, az ingatlanról származik vagy a közelben előállított; Szikra Csaba: Épületenergetika 4
KÖVETELMÉNYSZINTEK KÖZEL NULLA Közel nulla energiaigényű épület : igen magas energiahatékonysággal rendelkező épület. A felhasznált közel nulla vagy nagyon alacsony mennyiségű energiának igen jelentős részben megújuló forrásokból kell származnia, beleértve a helyszínen vagy a közelben előállított megújuló forrásokból származó energiát is. Szikra Csaba: Épületenergetika 5
RÉTEGTERVI HŐÁTBOCSÁTÁSI TÉNYEZŐ ÉRTELMEZÉSE A rétegtervi hőátbocsátási tényező (U) a szerkezet általános helyen vett metszetére számított vagy a termék egészére, a minősítési iratban megadott [W/(m 2 K) mértékegységű] jellemző, amely tartalmazza nem homogén szerkezetek esetén a szerkezeten belüli pontszerű és vonalszerű (integrált) hőhidak hatását is. A nyílászáró szerkezetek esetében a keretszerkezet, üvegezés, üvegezés távtartó stb. hatását is tartalmazó hőátbocsátási tényezőt kell figyelembe venni. A határoló szerkezetek felületét a belméretek alapján, a nyílászárók felületét a névleges méretek alapján kell meghatározni. Szikra Csaba: Épületenergetika 6
RÉTEGTERVI HŐÁTBOCSÁTÁSI TÉNYEZŐ SZÁMÍTÁSA 1 U 1 d 1 i e λ= 0,2 W/m 2 K λ= 0,8 W/m 2 K a szerkezet rétegtervi hőátbocsátási tényezője, a szerkezetekkel érintkező levegő hőmérsékleteinek egységnyi különbsége mellett egységnyi idő alatt az egységnyi homlokfelületen áthaladó hőáram. Mértékegysége: W/m 2 K. A hőátbocsátási tényező a szerkezet hőtechnikai minőségének fontos, de nem egyetlen és nem meghatározó jellemzője. λ= 0,04 W/m 2 K λ= 0,8 W/m 2 K Szikra Csaba: Épületenergetika 7
Rétegtervi hőátbocsátási tényező követelményértékei Épülethatároló szerkezet minimum költségopt. közel nulla Homlokzati fal 0,45 0,24 Lapostető 0,25 0,17 Fűtött tetőteret határoló szerkezetek 0,25 0,17 Padlás és búvótér alatti födém 0,30 0,17 Árkád és áthajtó feletti födém 0,25 0,17 Alsó zárófödém fűtetlen terek felett 0,50 0,26 Fűtött és fűtetlen terek közötti fal 0,5 0,26 Szomszédos fűtött épületek és épületrészek közötti fal 1,5 1,5 Lábazati fal, talajjal érintkező fal a terepszinttől 1 m mélységig (a terepszint alatti rész csak új épületeknél) 0,45 0,3 Talajon fekvő padló (új épületeknél) 0,5 0,3 Hagyományos energiagyűjtő falak (pl. tömegfal, Trombe fal) - 1 Szikra Csaba: Épületenergetika 8
Rétegtervi hőátbocsátási tényező követelményértékei Épülethatároló szerkezet Minimum költségopt. közel nulla Üvegezés Különleges üvegezés* - 1-1,2 Fa vagy PVC keretszerkezetű homlokzati üvegezett nyílászáró (>0,5m 2 ) 1,6 1,15 Fém keretszerkezetű homlokzati üvegezett nyílászáró 2,0 1,4 Homlokzati üvegezett nyílászáró, ha névleges felülete kisebb, mint 0,5 m 2 2,5 - Homlokzati üvegfal, függönyfal 1,5 1,4 Üvegtető - 1,45 Tetőfelülvilágító, füstelvezető kupola 2,5 1,7 Tetősík ablak 1,7 1,25 Ipari és tűzgátló ajtó és kapu (fűtött tér határolására) - 2 Homlokzati, vagy fűtött és fűtetlen terek közötti ajtó 1,8 1,45 Homlokzati, vagy fűtött és fűtetlen terek közötti kapu 3,0 1,8 Szikra Csaba: Épületenergetika 9
ÉPÍTMÉNYEK ENERGIAMÉRLEGE, EGYENSÚLYI HŐMÉRSÉKLET, EGYENSÚLYI HŐMÉRSÉKLETKÜLÖNBSÉG Légkezelő berendezés hővisszanyerő QTBL t b = t ib -t e te QTRL QLG QST QVENT ሶ Q G = ሶ Q L QSG ti tib QTRL QVG Fűtetlen helyiség QFIL QH QOG QGRL talaj ellenőrző felület Q SG +(Q LG +Q OG +Q VG ) +Q H = (Q TRL +Q GRL +Q TBL )+ Q FL +Q VENT ± Q ST Szerkezeti veszteségek számítása: ሶ Q = σ A U + σ l Ψ + 0.35n fl V t i t e W Egyensúlyi hőmérsékletkülönbség: t ib t e = t b = ሶ Q G σ A U+σ l Ψ+0.35n fl V Szikra Csaba: Épületenergetika 10
FAJLAGOS HŐVESZTESÉGTÉNYEZŐ ÉRTELMEZÉSE A fajlagos hőveszteségtényező 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. Olyan alapkövetelmény amelyben minden, az épülettől függő, de csak az épülettől függő tétel szerepel, ezzel garantálva a termikus burok egy elfogadható hőtechnikai minőségét (légtömörség figyelembevétele nélkül), bármilyen is legyen az épület használati módja, bármilyen módosítás történjen a különböző gépészeti rendszerek területén. Független az épület rendeltetésétől, így minden épülettípusra egységes előírás. Felülettel arányos veszteségek: Homlokzati falak Tető Pincefödém Nyílászárók Integrált belüli hőhidak figyelembevételéve! Vonallal arányos veszteségek Csatlakozási élek + Talajjal érintkező szerkezetek Direkt energiagyűjtő szerkezetek hasznosult szoláris nyeresége: Üvegezett nyílászárók, fűtött átrium Indirekt energiagyűjtő szerkezetek (szoláris) nyereségek: Üvegház, télikert fűtettlen átrium passzív szolár (Trombe fal ) Szikra Csaba: Épületenergetika 11
FAJLAGOS HŐVESZTESÉGTÉNYEZŐ EGYSZERŰSÍTÉSEI a fűtetlen tér egyensúlyi hőmérsékletének számítása helyett U értékének megadott korrekciós tényezővel való szorzása: Ha az épület egyes határolásai nem a külső környezettel, hanem attól eltérő t x hőmérsékletű fűtetlen vagy fűtött terekkel érintkeznek (raktár, pince, szomszédos épület), akkor ezen felületek U hőátbocsátási tényezőit módosítani kell. Az egyenletben t x és t e a fűtési idényre vonatkozó átlagértékek. Egyszerűsített eljárás keretében ez az arányszám pincefödémek esetében 0,5 padlásfödémek esetében 0,9 értékkel vehető figyelembe. a hőhidak hatása az U korrekciós szorzójával is kifejezhető U R =U(1+χ) a benapozás ellenőrzésének elhagyásával körben észak sugárzási nyereség számítható a sugárzási nyereséget kifejező tag elhagyható t t i i t t x e Szikra Csaba: Épületenergetika 12
FAJLAGOS HŐVESZTESÉGTÉNYEZŐ EGYSZERŰSÍTETT ALGORITMUS 1 Q sd q = (U R + l - ) W/m 3 K, ahol: V 72 A - felület (m 2 ) U R - U (1 + ) a csatlakozási élek hőhid-hatásával korrigált rétegtervi hőátbocsátási tényező (W/m 2 K) - lábazatok, talajjal érintkező padlók, pincefalak vonalmenti hőátbocsátási tényezője (W/mK) l - lábazatok, talajjal érintkező padlók, pincefalak hossza (m) Q sd - direkt sugárzási hőnyereség (W) V - fűtött épülettérfogat (m 3 ) Szikra Csaba: Épületenergetika 13
DIREKT ENERGIAGYŰJTŐ SZERKEZETEK Szikra Csaba: Épületenergetika 14
SZOLÁRIS ENERGIAHOZAM VÍZSZINTES FELÜLETEN 6 Napi globális és szórt besugárzás havi átlaga vízszintes felületen (kwh/m², nap) Magyarország az északi mérsékelt övben, az északi szélesség 45,8 és 48,6 között található. 5 4 3 2 1 Szórt Globál A napsütéses órák száma megközelítőleg évi 2100 óra, a vízszintes felületre érkező napsugárzás hőmennyisége ~1300 kwh/m 2 év. Magyarországon a szórt sugárzás részaránya jelentős, meghaladja az 50%-ot. 0 Forrás: http://eosweb.larc.nasa.gov 22 éves átlagértékek alapján, keletei félteke 19 hosszúság (longitude), északi félgömb 47 szélesség (latitude) területe (ország közepe) Szikra Csaba: Épületenergetika A napsugárzás csúcsértéke nyáron, a déli órákban, derült, tiszta égbolt esetén eléri, esetenként meghaladja az 1000 W/m 2 értéket. 15
SZOLÁRIS ENERGIAHOZAM FÜGGŐLEGES FELÜLETEN A függőleges felületekre jutó globális sugárzás átlagos havi és évi értékei Budapesten (kwh/m2). Hónap Észak Dél Kelet Ny Január 12 40 19 19 Február 16 59 32 31 Március 27 86 54 51 Április 38 92 76 69 Május 57 101 103 94 Június 60 89 107 98 Július 59 95 112 99 Augusztus 47 106 101 89 Szeptember 33 102 72 65 Október 22 88 47 45 November 14 55 25 23 December 10 38 17 16 ÉV 395 951 765 699 Forrás:Othmar Humm Alacsony energiájú épületek Q sd értékeinek származtatása: A függőleges felületekre jutó globális sugárzás átlagos havi értékei fűtési idényben, Budapesten (kwh/m2). Hónap Észak Dél Kelet Ny Január 12,0 40,0 19,0 19,0 Február 16,0 59,0 32,0 31,0 Március 27,0 86,0 54,0 51,0 Április 2/3 25,3 61,3 50,7 46,0 Május Június Július Augusztus Szeptember Október 2/3 14,7 58,7 31,3 30,0 November 14,0 55,0 25,0 23,0 December 10,0 38,0 17,0 16,0 Fűtés 119,0 398,0 229,0 216,0 Szikra Csaba: Épületenergetika 16
DIREKT SZOLÁRIS NYERESÉG EGYSZERŰSÍTETT SZÁMÍTÁSA g g (-) sugárzás átbocsátóképesség: az árnyékolatlan nyílászáró szerkezeten átjutó, valamint az arra ráeső teljes szoláris energia időben átlagolt hányada. Q sd hasznosult direkt sugárzási nyereség fűtési idényben (kwh) ε - hasznosulás mértéke A ü Az üvegezés felülete (m 2 ) Q sd = ε σ A ü g Q TOT kwh Árnyékolás nélküli üvegek Sugárzás átbocsátóképesség g (-) Egyszeres üvegezések: Normál üveg (3mm) 0,87 Táblaüveg (6mm) 0,82 Abszorbens üvegek: a=40-48% 0,70 a=48-56% 0,64 a=56-70% 0,54 Kettős üvegezések: Normál üveg (3mm) 0,78 Táblaüveg (6mm) 0,70 Abszorbens üvegek: Kívül a=48-56%, belül normál üveg 0,45 Kívül a=48-56%, belül tábla üveg (6mm) 0,44 Hőszigetelő üvegezések: U= 0,72 U= 0,67 U= 0,65 Fényvédő üvegezések: r= 0,48 r= 0,37 r= 0,25 Hármas üvegezések: Normál üveg (3mm) 0,72 Táblaüveg (6mm) 0,60 Hőszigetelő üvegezés 0,50 Szikra Csaba: Épületenergetika 17
AZ ÉPÜLETTÖMEG ENERGETIKAI VISELKEDÉSE (HASZNOSULÁS MÉRTÉKE) Q sd A Ü g Q TOT 0,5 0,75 (400kg / 2 m ) Szikra Csaba: Épületenergetika 18
A FAJLAGOS HŐVESZTESÉGTÉNYEZŐ KÖVETELMÉNYÉRTÉKE Olyan alapkövetelmény amelyben minden, az épülettől függő, de csak az épülettől függő tétel szerepel, ezzel garantálva egy elfogadható hőtechnikai minőséget, bármilyen is legyen az épület használati módja, bármilyen módosítás a különböző fogyasztók területén A fajlagos hőveszteségtényező független az épület rendeltetésétől, minden épülettípusra kötelező érvényű előírás A/V 0,3 q m = 0,2 W/m 3 K 0,3 A/V 1,3 q m = 0,086 + 0,38 (ΣA/V) W/m 3 K A/V 1,3 q m = 0,58 W/m 3 K ahol ΣA = a fűtött épülettérfogatot határoló szerkezetek összfelülete V = fűtött épülettérfogat (fűtött légtérfogat) A/V 0,3 qm = 0,12 0,3 A/V 1,0 qm = 0,05143+0,2296 (A/V) A/V 1,0 qm = 0,28 Költségoptimum Közel nulla A fűtött épülettérfogatot határoló összfelületbe beszámítandók a külső levegővel, a talajjal, szomszédos fűtetlen terekkel és fűtött épületekkel érintkező valamennyi határolás. Szikra Csaba: Épületenergetika 20
INDIREKT ENERGIAGYŰJTŐ SZERKEZETEK SZOLÁRIS NYERESÉGE A fajlagos hőveszteségtényező 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. Olyan alapkövetelmény amelyben minden, az épülettől függő, de csak az épülettől függő tétel szerepel, ezzel garantálva a termikus burok egy elfogadható hőtechnikai minőségét (légtömörség figyelembevétele nélkül), bármilyen is legyen az épület használati módja, bármilyen módosítás történjen a különböző gépészeti rendszerek területén. Független az épület rendeltetésétől, így minden épülettípusra egységes előírás. Felülettel arányos veszteségek: Homlokzati falak Tető Pincefödém Nyílászárók Integrált belüli hőhidak figyelembevételéve! Vonallal arányos veszteségek Csatlakozási élek + Talajjal érintkező szerkezetek Direkt energiagyűjtő szerkezetek hasznosult szoláris nyeresége: Üvegezett nyílászárók, fűtött átrium Indirekt energiagyűjtő szerkezetek (szoláris) nyereségek: Üvegház, télikert fűtettlen átrium passzív szolár (Trombe fal ) Szikra Csaba: Épületenergetika 21
INDIREKT ENERGIAGYŰJTŐ SZERKEZETEK tömegfal Trombe féle tömegfal üvegházzal takart homlokzat Barra - Constantini Szikra Csaba: Épületenergetika 22
INDIREKT ENERGIAGYŰJTŐ SZERKEZETEK ENERGETIKAI MODELLJE Nyereség egyenlete (Q sid ): A helyiségbe jutó indirekt szoláris nyereség fordítottan arányos az elnyelő felülettől kifelé és befelé mutató ellenállások arányától. A befelé mutató ellenállást a konvekcióval a helyiségbe jutó levegő csökkenti: Q sid A g a N Aü A R ki Rki Q R ( 1 ) be TOT Veszteség egyenlete (Q tr ): A veszteségáram arányos az vizsgált időszak hőfokhídjával, illetve a szerkezet teljes ellenállával: Konvekcióval a helyiségbe jutó energiahányad σ = 0.0 0.5 Q tr H AU 1000 A R be 1 R ki H 1000 R ki R lr 1 1 U w i R be d j j 1 i Szoláris energiaátbocsátóképesség: g g a N R ki Rki R ( 1 ) be Q sid = A A ü A g Q TOT kwh Szikra Csaba: Épületenergetika 23
PRIMER ENERGIA FOGALMA az a megújuló és nem megújuló energiaforrásból származó energia, amely nem esett át semminemű átalakításon vagy feldolgozási eljáráson; Bizonyos energiafajták előállításának 2-3x annyi hőenergia igénye van, mint az egyszerű eltüzelésnek (pl.: elektromos energia/földgáztüzelés); Az adott energiának vannak szállítás és/vagy elosztás veszteségei (villamos energia, távhőellátás, fakitermelés stb.); Környezeti hatások figyelembevétele pl.: CO 2 emisszió (+fatüzelés, - villamos energia előállítás); A primer energiatartalom megállapítása egy-egy év statisztikai adatai alapján műszaki kérdés, hosszabb időszakban energiapolitikai-stratégia (vezérelt áram, mélyvölgyi áram hőszivattyús felhasználása stb.) A viszonyítás alapja a földgázzal előállított energia, A primer energiaátalakítási tényező értékei 5 évente újragondolandók! gáz 44,3% olaj 24,2% atom 12,7% egyéb 4,2% feketeszén 5,7% barnaszén 6,5% víz, szél 0,1% import villany 2,3% Szikra Csaba: Épületenergetika 24
DIREKTÍVA CÉLJA csökkenteni az épületek energiafogyasztását hiszen ha kevesebb energiára van szükség a felhasználónál, akkor bármiféle energiahordozóból kevesebbre van szükség, a fennmaradó energiaigény lehető legnagyobb hányadát megújuló energiával fedezni ennek primer energiatartalma nulla (de a rendszer esetleges villamosenergia-fogyasztását például szivattyúk hajtására figyelembe kell venni), előnyben részesíteni a kizárólag hőenergiát előállító rendszerekkel szemben a kapcsolt (villamos és hő) energiatermelésből származó hőenergiát, a lehetőségek határáig mérsékelni a legértékesebb energia, a villamos energia fogyasztását. gáz 44,3% olaj 24,2% atom 12,7% egyéb 4,2% feketeszén 5,7% barnaszén 6,5% víz, szél 0,1% import villany 2,3% Szikra Csaba: Épületenergetika 25
PRIMER ENERGIAÁTALAKÍTÁSI TÉNYEZŐK Szikra Csaba: Épületenergetika 26
ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐ ÉRTELMEZÉSE 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; E P E F E HMV E LT E hű E vil E át Fűtés primer energiafelhasználása HMV primer energiafelhasználása Légtechnika primer energia-felhasználása Hűtés primer energiafelhasználása Épületben fel nem használ, másnak átadott primer energia Világítás primer energiafelhasználása Szikra Csaba: Épületenergetika 27
HŐTERMELŐBERENDEZÉSEK FÖLDGÁZ ENERGIAHORDOZÓVAL Típus: Neve: Égési levegő: Égéstermék: Példa: A B C Nyílt égőjű gázkészülék Kéménybe kötött gázkészülék Zárt égésterű gázkészülék Helyiségből Helyiségből Szabadból, zárt rendszerrel Helyiségbe Szabadba, kéményen keresztül Szabadba, zárt rendszerrel Tűzhely, Kisvízmelegítő, Gáz infrasugárzó. Fali vízmelegítő, Fali fűtő készülék, Kazán. Fali konvektor, Fali vízmelegítő, Fali fűtő készülék, Kazán. Fontosabb tervezési feltételek: A belső levegő szennyező anyag koncentrációja a méretezés alapja: Szükséges levegő egyidejű terhelésnél 12[m 3 /h/kw] (közelítő számítás) Kémény huzat a légutánpótlás biztosítója Helyiség min. 8m 3 Az égési levegő számítandó! Kettősfalú kéménykürtő ha ez nem megoldható, külső falra helyezett parapet kémény, az elhelyezésére külön előírások a GMBSZ-ben Szikra Csaba: Épületenergetika 28
ÁTFOLYÓ RENDSZERŰ VÍZMELEGÍTŐK, KISVÍZMELEGÍTŐK Hőmaximum korlátozás Égésbiztosító Égési levegő Gázhiánybiztosító A termelés és az elvétel egy időben történik Huzatmegszakító Legfontosabb jellemzői a szükséges teljesítmény, illetve a termelt víz mennyiség (l/pec) Alkalmazási terület: konyhák, kisebb fogyasztóhelyek egyetlen Égő vízvételi hely ellátása. (~10kW, 5lperc) Gyújtóláng Fürdőszobák, lakások több vízvételi hely (de nem egyidejű) ellátására (~25kW, 12l/pec) Biztonsági szelep Áramlás biztosító Hidegvíz Melegvíz Energia bevitel: - Elektromos fűtőpatron (P[W]) - Gáz Biztonsági szelep Pmax < 8bar M H M H Visszacsapószelep Szikra Csaba: Épületenergetika 29
FALI HŐTERMELŐ BERENDEZÉSEK KÉMÉNYBE KÖTÖTT, ALACSONY HŐMÉRSÉKLETŰ, KONDENZÁCIÓS η = 0,75 0,85 η = 0,85 0,95 η = 1,00 1,10 Open Closed Condensing type Combustion system Szikra Csaba: Épületenergetika 30
TÁROLÓS RENDSZERŰ VÍZMELEGÍTŐK ÖNÁLLÓ HŐFORRÁSSAL, KÖZVETETT FŰTÉSSEL Szikra Csaba: Épületenergetika 31
TÁROLÓS RENDSZERŰ VÍZMELEGÍTŐK KÖZPONTI HMV ELLÁTÁS Radiátor Kazán Nyomáskorlátozó szelep Váltószelep Termosztát Termosztát Melegvíztároló Szikra Csaba: Épületenergetika 32
HŐTERMELÉS VILLAMOS ENERGIÁVAL: ÁTFOLYÓ RENDSZERŰ-, TÁROLÓS KÉSZÜLÉKEK Termosztát Energia bevitel Elektromos fűtőpatron (P[W]) Visszacsapószelep Meleg Hideg Biztonsági szelep 3-6 kw teljesítmény Akár tároló tartály nélkül 2-3 liter / perc Zárt rendszerű Termosztát Energia bevitel: - Elektromos fűtőpatron (P[W]) - Vizes hőcserélő Nyomáscsökkentő Pmax < 6bar M H M H Visszacsapószelep Biztonsági szelep Pmax < 8bar Szikra Csaba: Épületenergetika 34
SZÁMÍTÁSI MÓDSZER - HMV TERMELÉS PRIMER ENERGIAGÉNYE Közvetett fűtésű HMV termelés q HMV a melegvíz termelés nettó energia igénye [kwh/m 2,év] q HMV,v az elosztás (és cirkuláció) energiaigénye (vesztesége) [%] q HMV,t a tárolás energiaigénye (vesztesége) [%] C k a hő-termelő teljesítmény tényezője (hatásfok reciproka) [-] a k a hőtermelő által lefedett energia arány (többféle forrásból táplált rendszer esetén σ α k = 1) e HMV a melegvíz készítésre használt energia hordozó primer energia igénye E c a villamos üzemű HMV keringető szivattyú fajlagos energia igénye [kwh/m 2,év] E K egyéb villamos üzemű berendezések segéd energia igénye [kwh/m 2,év] e v a villamos energia primer energia átalakítási tényezője Szikra Csaba: Épületenergetika 35
SZÁMÍTÁSI MÓDSZER NETTÓ ENERGIAIGÉNYEK Szikra Csaba: Épületenergetika 36
SZÁMÍTÁSI MÓDSZER TÁBLÁZATOK Alapterület A N [m 2 ] Az elosztás hővesztesége a nettó melegvíz készítési hőigény százalékában - q hmv,v (%) Cirkulációval Elosztás a fűtött téren kívül Elosztás a fűtött téren belül 100 28 24 150 22 19 200 19 17 300 17 15 500 14 13 750 13 12 >1000 13 12 Cirkuláció nélkül Elosztás a fűtött téren kívül Elosztás a fűtött téren belül 13 10 Alapterü- A tárolás hővesztesége a nettó melegvízkészítési hőigény százalékában A tároló a fűtött légtéren belül let A N [m 2 ] Indirekt fűtésű tároló % Csúcson kívüli árammal működő elektromos bojler % Nappali árammalműködő elektromos bojler % Gázüzemű bojler % 100 24 20 13 78 150 17 16 10 66 200 14 14 8 58 300 10 12 7 51 500 7 8 6 43 Alapterü- A tárolás hővesztesége a nettó melegvízkészítési hőigény százalékában A tároló a fűtött légtéren kívül let A N [m 2 ] Indirekt fűtésű tároló % Csúcson kívüli árammal működő elektromos bojler % Nappali árammal működő elektromos bojler % Gázüzemű bojler % 100 28 24 16 97 150 21 20 12 80 200 16 16 10 69 300 12 14 8 61 500 9 10 6 53 750 6 8 5 49 1000 5 8 4 46 1500 4 7 4 40 2500 4 6 3 32 5000 3 5 2 26 10000 2 4 2 22 Szikra Csaba: Épületenergetika 37
SZÁMÍTÁSI MÓDSZER TÁBLÁZATOK Alapterület A N [m 2 ] Állandó hőm. kazán (olaj és gáz) Alacsony hőm. kazán Teljesítménytényező Kondenzációs kazán Kombikazán ÁF/KT * Kondenzációs kombikazán ÁF/KT * Segédenergia Kombikazán Más kazánok C K [-] [kwh/m 2 a] 100 1,82 1,21 1,17 1,27/1,41 1,23/1,36 0,20 0,30 150 1,71 1,19 1,15 1,22/1,32 1,19/1,28 0,19 0,24 200 1,64 1,18 1,14 1,20/1,27 1,16/1,24 0,18 0,21 300 1,56 1,17 1,13 1,17/1,22 1,14/1,19 0,17 0,17 500 1,46 1,15 1,12 1,15/1,18 1,11/1,15 0,17 0,13 750 1,40 1,14 1,11 0,11 1000 1,36 1,14 1,10 0,10 1500 1,31 1,13 1,10 0,084 2500 1,26 1,12 1,09 0,069 5000 1,21 1,11 1,08 0,054 10000 1,17 1,10 1,08 0,044 A N [m 2 ] Fajlagos segédenergia igény [kwh/m 2 a] 100 1,14 150 0,82 200 0,66 300 0,49 500 0,34 750 0,27 1000 0,22 1500 0,18 2500 0,14 5000 0,11 Szikra Csaba: Épületenergetika 38
HMV TERMELÉS PRIMER ENERGIAGÉNYÉNEK SZÁMÍTÁSA (PÉLDA) Egy családi házban atmoszférikus, állandó hőmérsékletű, gázüzemű kazánnal, közvetett fűtésű melegvíztároló segítségével állítjuk elő a használati meleg vizet. A családi ház alapterülete 250m 2. Az elosztóvezeték és a cirkulációs vezeték az épületen belül, fűtetlen térben halad. A kazánház és a melegvíztároló fűtött térben található. Szikra Csaba: Épületenergetika 39
NYÁRI TÚLMELEGEDÉS KOCKÁZATA SZÁMÍTÁSI MÓDSZER, KÖVETELMÉNYÉRTÉK t bnyár Qsdnyár AN qb AU l 0,35n nyár V < 2 K könnyűszerkezetű épületek esetén < 3 K nehéz szerkezetű épületek esetén Javasolt: - Árnyékvető vagy külső árnyékoló alkalmazása - Minden esetben jó hatású az intenzív természetes szellőztetés, különösen az éjszakai-hajnali órákban. Szikra Csaba: Épületenergetika 41
NYÁRI TÚLMELEGEDÉS KOCKÁZATA NYÁRI SUGÁRZÁSI HŐTERHELÉS SZÁMÍTÁSA Q t sdnyár bnyár AU A Ü g Q sdnyár A N q l 0,35n nyár I b nyár V Nettó üvegfelület A nyári sugárzás hőterhelés Össz-sugárzás áteresztési tényező nyáron g nyár z z árnyékolási tényező g A számítás célja É, ÉK, ÉNY Tájolás D K - N Q TOT kwh/m 2 a 100 400 200 I W/m 2 - november 27 96 50 I W/m 2 - nyár 85 150 150 Szikra Csaba: Épületenergetika 42
ÁRNYÉKVETŐK HATÉKONYSÁGA Szikra Csaba: Épületenergetika 43
NYÁRI TÚLMELEGEDÉS KOCKÁZATA SZÁMÍTÁSI MÓDSZER, KÖVETELMÉNYÉRTÉK Szikra Csaba: Épületenergetika 44
t NYÁRI TÚLMELEGEDÉS KOCKÁZATA BELSŐ HŐNYERESÉG bnyár AU Q sdnyár A N q l 0,35n b nyár V Funkció n 1/h 1) 2) 3) q HMV kwh/m 2 a q vil kwh/m 2 a q b W/m 2 Lakóépületek 0,5 30 (8) - 0,9 5 Irodaépületek 2 0,3 0,8 9 22 0,7 0,8 7 Oktatási épületek 2,5 0,3 0,9 7 12 0,6 0,8 9 Szikra Csaba: Épületenergetika 45
t NYÁRI TÚLMELEGEDÉS KOCKÁZATA LÉGCSERESZÁM, NYÁRI IDÉNYBEN bnyár AU Q sdnyár A N q l 0,35n b nyár V A légcsereszám tervezési értékei nyáron, természetes szellőztetéssel egy homlokzaton Nyitható nyílások több homlokzaton Éjszakai szellőztetés nem lehetséges 3 6 lehetséges 5 9 Szikra Csaba: Épületenergetika 46
HŐFOKHÍD, FŰTÉSI IDÉNY HOSSZA, SZTENDERD HŐFOKHÍD ÉS FŰTÉSI IDŐSZAK A veszteségáramok idő szerinti összegzésével kapjuk az energiaveszteséget: Q = Qሶ 1h 1000 (kwh) A kwh-ban kifejezett energiaveszteség egyenlet alapján definiálható az órafok (OF): OF = t i t e,h 1h hk A hőfokhíd az órafokok fűtési órák szerinti összege: H ti = OF j hk, khk, Szikra Csaba: Épületenergetika 47 Z j=1 H st = 72000hK H st = 4400h tb = 8K Adott időszak Energiavesztesége: Q = AU + lψ + 0.35n fl V H 1000 kwh
FŰTÉS PRIMER ENERGIAIGÉNYE E F q f q f, h q f, v q f, t Ck k e f ( EFSz EFT qk, v ) ev A termelés és veszteségei (1): q f q f,h q f,v q f,t (2): a fűtés fajlagos nettó hőenergia igénye [kwh/m 2,év] (Qf/A) a teljesítmény és az igény pontatlan illesztéséből származó (tehát a tökéletlen szabályozás miatti) veszteség; [kwh/m 2,év] az elosztóhálózatok hővesztesége [kwh/m 2,év] az esetleges tároló hővesztesége[kwh/m 2,év] C k a hő-termelő teljesítmény tényezője (hatásfok reciproka) [-] a k e f a hőtermelő által lefedett energia arány (többféle forrásból táplált rendszer) a fűtési hő előállítására használt energia hordozó primer energia igénye Villamos segédenergia igények (3): E FSZ E FT q k,v e v a keringtetés fajlagos energiaigénye [kwh/m 2,év] a tárolás segédenergia igénye [kwh/m 2,év] hőtermelő és szabályozásának segédenergia igénye a villamos energia primer energia átalakítási tényezője Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 50
A BEÉPÍTETT VILÁGÍTÁS PRIMER ENERGIAIGÉNYE E vil Evil, n e vil Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 51
SZELLŐZÉSI RENDSZEREK PRIMER ENERGIAIGÉNYE E LT Q LT, n ( 1 f LT, sz ) QLT, v CkeLT ( EVENT ELT, s Első tagja: a rendszer hőigénye Második tag: villamos energiaigény ) e v 1 A N Q 0,35Vn (1 ) Z ( t LT, h LT r LT bef 4) V p LT LT E VENT Za, LT 3600 vent Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 52
STANDARD FŰTÉSI RENDSZER A fűtési rendszer hőtermelőjének helye (fűtött téren belül, vagy kívül) adottságként veendő fel. Az összehasonlítás alapjául szolgáló energiahordozó függetlenül a rendelkezésre álló minden esetben földgáz. A hőtermelő: alacsony hőmérsékletű kazán A teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága miatti veszteség szempontjából az összehasonlítás alapja: termosztatikus szelep 2K arányossági sávval Az összevetésnél tároló nélküli rendszert kell feltételezni. Adottság a vezetékek nyomvonala (az elosztó vezeték fűtött téren belül, vagy kívül való vezetése). A vezetékek hőveszteségének számításakor a rendelet mellékletében a 70/55 C hőfoklépcsőhöz tartozó vezeték veszteségét kell alapul venni. Szivattyú: fordulatszám szabályozású Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 53
STANDARD HMV RENDSZER Az összehasonlítás alapjául szolgáló energiahordozó függetlenül a rendelkezésre álló minden esetben földgáz. A hőtermelő: alacsony hőmérsékletű kazán. Adottság a vezetékek nyomvonala (az elosztó vezeték fűtött téren belül, vagy kívül való vezetése). A vezetékek fajlagos veszteségének és segédenergia igényének számításakor cirkulációs rendszer meglétét kell feltételezni. A tároló helye adottság (fűtött téren belül, vagy kívül). A veszteséget indirekt fűtésű tároló feltételezésével kell számítani. Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 54
STANDARD LÉGTECHNIKAI RENDSZER Lakóépületben az összehasonlítás alapja az épület természetes szellőzéssel való szellőztetése légcsereszám értéke 0,5 1/h. MSZ CR 1751 alapján C kategóriához tartozó légcseréket kell alapul venni a számításoknál. A befújt levegő hőmérsékletét a helyiséghőmérséklettel egyezőre kell felvenni. A légcsatorna szigetelését 20 mm vastagságúra kell felvenni a veszteségek számításához Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 55
ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐ ÉRTELMEZÉSE Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 56
ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐ ÉRTELMEZÉSE Előnytelen energiahordozók vagy az előnytelen épületgépészet alkalmazása esetén az integrált mutatóra vonatkozó követelményérték csak az épület jobb hőtechnikai minősége mellett teljesíthető! Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 57
AZ ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐ KÖVETELMÉNYÉRTÉKEI Lakó- és szállásjellegű épületek összesített energetikai jellemzőjének követelményértéke (nem tartalmaz világítási energia igényt) Irodaépületek összesített energetikai jellemzőjének követelményértéke (világítási energia igényt is beleértve) Oktatási épületek összesített energetikai jellemzőjének követelményértéke (világítási energia igényt is beleértve) Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 58
AZ ÖSSZESÍTETT ENERGETIKAI JELLEMZŐ KÖVETELMÉNYÉRTÉKEI Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 59
TANÚSÍTÁS ALAPELVEI 176/2008 (VI.30.) KORM. RENDELET ÉPÜLETENERGETIKAI MINŐSÉG SZERINTI BESOROLÁS Régi besorolás Új besorolás A+ <55 A 56 75 B 76 95 C 96 100 D 101 120 E 121 150 F 151 190 G 191 250 H 251 340 I 341< AA++ <40 AA+ 40-60 AA 61-80 BB 81-100 CC 101-130 DD 131-160 EE 161-200 FF 201-250 GG 251-310 HH 311-400 II 401-500 JJ >500 Szikra Csaba: Épületek energetikai tanúsítása 60