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
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
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
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 Háztartások energiafogyasztása Magyar háztartások átlagos primer energiafogyasztása (Dióssy L. 2008)
Háztartások energiafogyasztása - NegaJoule (2011) tanulmány: lakóépületeink energiafogyasztása 42%-al csökkenthető lenne 2010-2020 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
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
A vizsgált családi ház 226 m 2 -> 114 m 2 8
Hőmérséklet mérése - 2010.10.20. 2011.04.30. (7h, 17h, 22h). 9
10 Hőmérséklet mérése Átl. 20,8 C
T [ C] T [ C] Hőmérséklet mérése - 2011.11.19. 2011.12.04. (7h, 17h, 22h) 2011 nov 19 - dec 4 hőmérséklet adatok 25 20 15 10 5 0-5 -10 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 Dátum [nap] Külső T (7h) Külső T (17h) Külső T (22h) Belső T (7h) Belső T (17h) Belső T (22h) - 2011.12.05. 2011.12.20. (7h, 17h, 22h) 2011 december 5-20 hőmérséklet adatok 25 20 15 10 5 0-5 -10 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Dátum [nap] Külső T (7h) Külső T (17h) Külső T (22h) Belső T (7h) Belső T (17h) Belső T (22h) 11
19.11.2011 20.11.2011 20.11.2011 21.11.2011 22.11.2011 22.11.2011 23.11.2011 24.11.2011 25.11.2011 25.11.2011 26.11.2011 27.11.2011 27.11.2011 28.11.2011 29.11.2011 29.11.2011 30.11.2011 01.12.2011 02.12.2011 02.12.2011 03.12.2011 04.12.2011 04.12.2011 19.11.2011 20.11.2011 20.11.2011 21.11.2011 22.11.2011 22.11.2011 23.11.2011 24.11.2011 25.11.2011 25.11.2011 26.11.2011 27.11.2011 27.11.2011 28.11.2011 29.11.2011 29.11.2011 30.11.2011 01.12.2011 01.12.2011 02.12.2011 03.12.2011 04.12.2011 04.12.2011 T [C ] T [C ] Hőmérséklet mérése - Folyamatos mérések két lakószobában 2011.11.19 2011.12.04. 2. szoba 3. szoba 27 26 25 24 23 22 21 20 19 27 26 25 24 23 22 21 20 19 Dátum [nap] Dátum [nap] 12
05.12.2011. 06.12.2011. 06.12.2011. 07.12.2011. 08.12.2011. 08.12.2011. 09.12.2011. 10.12.2011. 10.12.2011. 11.12.2011. 12.12.2011. 12.12.2011. 13.12.2011. 13.12.2011. 14.12.2011. 15.12.2011. 15.12.2011. 16.12.2011. 17.12.2011. 17.12.2011. 18.12.2011. 18.12.2011. 19.12.2011. 20.12.2011. 05.12.2011. 06.12.2011. 06.12.2011. 07.12.2011. 08.12.2011. 08.12.2011. 09.12.2011. 10.12.2011. 10.12.2011. 11.12.2011. 12.12.2011. 12.12.2011. 13.12.2011. 13.12.2011. 14.12.2011. 15.12.2011. 15.12.2011. 16.12.2011. 17.12.2011. 17.12.2011. 18.12.2011. 18.12.2011. 19.12.2011. 20.12.2011. T [C ] T [ C] Hőmérséklet mérése - Folyamatos mérések két lakószobában 2011.12.05. 2011.12.20. - Egyéni hőérzet: fal hősugárzása, napsütéses órák száma, fal színe. 1. szoba 4. szoba 27 26 25 24 23 22 21 20 19 27 26 25 24 23 22 21 20 19 Dátum [nap] Dátum [nap] + 3,3 C 13
Hőképek - 2012. 04. 20. 21:30-22:00-21:30 - T Belső = 21,7 C - 22:00 - T Belső = 22,3 C - 22:00 - T Külső = 10,2 C 14
15 Az épület energetikai tanúsítása - 2002/91/EK Épületenergetikai direktíva: - energiatanúsítványi címke használatát előírja. - Energiatanúsítványi címke: adott épület külön jogszabály szerinti számítási módszerrel meghatározott energetikai teljesítőképességét tartalmazza.
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. - 2013 januárjától tanúsítás nélkül hirdetni sem lehet az eladásra szánt ingatlant. 16
Az épület energetikai tanúsítása - Számításokat a 7/2006. (V.24.) TNM rendelet előírásainak megfelelően kizárólag szakember végezheti. - az előadás során nem részletezem 17
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).
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
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
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
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 Az épület energetikai tanúsítása A melegvíz-ellátás primerenergia-igénye (E HMV ) E HMV = 86,32 kwh/m 2 a
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
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 = 126,46 + 86,32 + 0 + 0 + 0 = 212,78 kwh/m 2 a E Pmax = 142,32 kwh/m 2 a 25
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 56-75 Energiatakarékos B 76-95 Követelménynél jobb C 96-100 Követelménynek megfelelő D 101-120 Követelményt megközelítő E 121-150 Átlagosnál jobb F 151-190 Átlagos G 191-250 Átlagost megközelítő H 251-340 Gyenge I 341< Rossz 26
Energetikai problémák - Földszinti lakótér falszerkezete - Emeleti lakótér falszerkezete, padlás- és pincefödém szerkezete javítható - Ablak-fal érintkezésénél hőhíd - Bejárati ajtó - Előnytelen tájolás és ablakméretek 27
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
Javaslatok a helyzet javítására - Fűtési rendszer korszerűsítése (kondenzációs kazán) - NegaJoule (2011) alapján: külső hőszigetelés megvalósulása után további 4-5% - hatásfok + 10-11%, magasabb fűtőérték - füstgázban lévő vízgőz hőenergiáját is kihasználja - Napkollektor HMV előállítására rásegít - Napelem villamos energiát termel 29
Köszönöm a figyelmet! 30
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].
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
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 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.
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
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 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.