A közel nulla energiaigényű épületek és a megújuló részarány számítása Előadó: Dr. Szalay Zsuzsa adjunktus BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék
Közel nulla energiaigényű épületek EPBD definíció: 1. Energetikai minősége magas - U-értékek korlátozása - Fajlagos hőveszteségtényező 2. Az energiaigény közel nulla vagy nagyon alacsony - Alacsony nettó és bruttó fűtési igény - HMV energiaigénye nem lehet közel nulla! 3. Az energiaigényt nagyon jelentős mértékben megújuló energiából kell fedezni - Megújuló energiát hasznosító rendszer lehet helyben, közelben, távolban - Éves mérlegben az export és import különbsége Pontos követelményt a tagállamoknak kell kidolgozni! 2. /
Közel nulla - Hőátbocsátási tényező Nincsenek új elemi követelmények a költségoptimalizált szintnek kell megfelelni! Meglévő épület önkéntes közel nulla energiaigényűvé minősítéséhez szükséges átalakítása során csak a felújítással érintett szerkezetre vonatkozik a követelmény. 3. /
Közel nulla - A fajlagos hőveszteségtényező követelményértéke Ha A/V 0,3 qm = 0,12 W/m 3 K Ha 0,3 A/V 1,0 qm = 0,05143 + 0,2296 ( A/V) W/m 3 K Ha A/V 1,3 qm = 0,28 W/m 3 K Abban az esetben, ha az épület a fajlagos hőtároló tömege szerint nehéznek minősül, elegendő a költségoptimalizált követelmény teljesítése! 4. /
Közel nulla - összesített energetikai jellemző követelményértéke Összesített energetikai jellemző E P (kwh/m 2 a) Lakó és szállásjellegű épületek (nem tartalmazza a világítási energiaigényt) Iroda és legfeljebb 1000 m2 hasznos alapterületű helyiséget magukba foglaló kereskedelmi épületek (világítási energiaigényt is beleértve)* Oktatási épületek és előadótermet, kiállítótermet jellemzően magukba foglaló épületek (világítási energiaigényt is beleértve) 100 90 85 * A hűtéssel ellátott hasznos alapterület hányadában további 10 kwh/m 2 a-vel való megnövelése megengedett + 25 % megújuló 5. /
Közel nulla követelmény felhasznált minimális megújuló energia részaránya (MER) Az épület energiaigényét az összesített energetikai jellemző méretezett értékéhez viszonyítva legalább 25%-os mennyiségben olyan megújuló energiaforrásból kell biztosítani, amely az épületben keletkezik, az ingatlanról származik vagy a közelben előállított. Minimális megújuló energiaigény: E sus min = 0,25 E P méretezett ahol E sus min : a minimálisan alkalmazandó megújuló energiaigény, E P méretezett : az épület számított összesített energetikai jellemzője. Egyéb rendeltetésű épületeknél minimálisan alkalmazandó megújuló részaránynak nem kell meghaladnia a 25 kwh/m 2 -évet. 6. /
Mi a közelben előállított energia? - ha azt az energia előállító létesítményt az energiát felhasználó vizsgált épület ellátására és azzal együtt hozták létre, engedélyezték és az épület használatbavételéhez üzembe helyezték, - ha azt olyan távfűtésből vagy távhűtésből fedezték, ami az energiatovábbítására felhasznált elektromos áramon kívül kizárólag megújuló energiát hasznosít, és ezen kívül más energiahordozó felhasználására a távhűtési vagy távfűtési rendszerben nincsen lehetőség. 7. /
Megújuló primer energia átalakítási tényezők a megújuló részarány számításához Energia e sus az országos hálózatból vett elektromos áram 0,1 megújuló: tűzifa, biomassza, biomasszából közvetve vagy közvetlenül előállított energia, a biogázok energiája, fapellet, agripellet megújuló: nap-, szél-, vízenergia, geotermális, geotermikus, hidrotermikus, légtermikus energia 1,0 1,0 8. /
Megújuló részarány - Az épület fűtésére felhasznált megújuló hőmennyiség a fűtés üzemideje alatt, de legfeljebb október 15-e és április 15-e között vehető figyelembe. - A gépészeti és elektromos berendezésekkel átalakított napenergián kívül számításba vehető még a bevilágító felületeken és más passzív hő nyerő felületeken (pl. Trombe fal, tömegfal, transzparens hőszigetelés) belső téren fűtést kiváltó szoláris hőnyereség a hőtároló tömeg figyelembevételével vett hatásos hányada. - A jellemzően hőszivattyúzás útján vagy más módon a környezetből felvett hő (geotermikus, hidrotermikus, légtermikus energia) akkor vehető figyelembe, ha az természetes forrásból származik. Épületből távozó vagy az épületben keletkező hő nem vehető figyelembe, kivéve a más épületekből a közcsatornákba engedett víz hőjét. - Az épület hűtésére felhasznált hő a hűtés üzemideje alatt, de legfeljebb április 15-e és október 15-e között vehető figyelembe. 9. /
A megújuló részarány számítása (MER) A rendelet nem, csak egy segédlet tartalmazza a számítás alapelveit: Miniszterelnökség Építészeti és Építésügyi Helyettes Államtitkárság: Tájékoztató az épületek által hasznosított megújuló részarány számításáról és további, 2016. január 1-től hatályba lépő épületenergetikai méretezési változásokról http://www.e-epites.hu/energetikai-tanusitas/tajekoztatok-es-utmutatok A rendeletben megadott követelmények a számításnál figyelembe vett legszükségesebb alapszabályokat fogalmazzák meg, amik további erőfeszítéssel, és a teljes vonatkozó szabályrendszer szerves feltérképezésével érthetőek meg. 10. /
A méretezett összesített energetikai jellemző E sus min = 0,25 E P méretezett E p-méretezett = E F + E HMV + E LT + E hű + E vil - E nyer [kwh/m 2 a] Ennek számításában nincs változás, csak az elnevezés új. A primer energia átalakítási tényezőket kell használni. Példa az energetikai rendszerekből származó nyereségáramokra Egy épületen 10 kwh/m 2 a napelem: E nyer = 10 * 2,5 = 25 kwh/m 2 a Olyan nyereséget nem szabad figyelembe venni, amit már máshol elszámoltunk 11. /
A méretezett összesített energetikai jellemző E sus min = 0,25 E P méretezett E p-méretezett = E F + E HMV + E LT + E hű + E vil - E nyer [kwh/m 2 a] A követelmény ilyen megadása erősen vitatható! Segédlet magyarázata: Az Ep-méretezett nem egyenlő a teljes épület energiafogyasztásával, hiszen abban a technológiai és használatból fakadó más berendezések is szerepelnek. Ennek megfelelően nem meglepő, ha a MER értéke meghaladja a 100%-ot. Tehát a MER az Ep-méretezett-hez képesti megújuló energiamennyiség viszonyát és nem pedig az épület tejes energiafelhasználásához képesti viszonyt fejezi ki. A teljes energiafogyasztásához való viszonyítás nem lehetséges, hiszen az energetikai rendeltnek nem tárgya az épület technológiai rendszereinek, vagy például háztartási berendezéseinek energiafogyasztása. 12. /
MER- példák a segédletben 1. példa: Ep-méretezett = 126 kwh/m 2 a, Esus = 40 kwh/m 2 a megújuló energia: MER = 40/126 = 0,317 = 31,7% > 25%, tehát igen megfelel a MER követelménynek. Ep-méretezett = 126 > Ep követelmény = 100 kwh/m 2 a, tehát nem KNE az épület. 2. példa: Ep-méretezett = 95 kwh/m 2 a, Esus = 40 kwh/m 2 a. MER = 40/95 = 0,421 = 42,1% > 25%, tehát igen megfelel a MER követelménynek. Ep-méretezett = 95 < 100 kwh/m 2 a, tehát igen, KNE az épület. 13. /
MER- példák a segédletben 3. példa: Ep-méretezett = 95 kwh/m 2 a, de csak E sus = 20 kwh/m 2 a áll rendelkezésre. Mekkora mértékben kell további energiamegtakarítási intézkedésekkel csökkentenünk az Ep-méretezett értéket, hogy megfeleljen az épület MER követelményének? Ep-méretezett (visszaszámítás) = E sus min (rendelkezésre álló) / 0,25 = 20 / 0,25 = 80 kwh/m 2 a A szükséges csökkentés mértéke = Ep-méretezett - Ep-méretezett (visszaszámítás) = 95 80 = 15 kwh/m 2 a 14. /
Megújuló energia mennyisége (MEM) E sus = E passzív + E F sus + E HMV sus + E LT sus + E hű sus + E vil sus + E nyer sus (kwh/m 2 a) Ahol E sus az épület Energetikai rendelet hatálya alá tartozó rendszereiben hasznosított MEM E passzív az Energetikai rendelet 6. melléklet IV. rész 4.2. pontja szerinti napaenergia fűtést kiváltó hatásos hányada E F sus a fűtési rendszerben hasznosított MEM E HMV sus a használati melegvíz-rendszerben hasznosított MEM E LT sus a légtechnikai rendszerben hasznosított MEM E hű sus a helyiség hűtésnél hasznosított MEM E vil sus a beépített világítás által hasznosított MEM E nyer sus a nyereség áramok által hasznosított MEM 15. /
Megújuló primer energia átalakítási tényezők a megújuló részarány számításához Energia e sus az országos hálózatból vett elektromos áram 0,1 megújuló: tűzifa, biomassza, biomasszából közvetve vagy közvetlenül előállított energia, a biogázok energiája, fapellet, agripellet megújuló: nap-, szél-, vízenergia, geotermális, geotermikus, hidrotermikus, légtermikus energia 1,0 1,0 Segédlet szerint: az országos hálózatból vett elektromos áram megújuló energia tartalma tájékoztató adat, de nem vehető figyelembe a MEM számítás során, mivel nem számít közelben termeltnek 16. /
Passzív napenergia E passzív = (Q sd + Q sid ) / A N [kwh/m 2 a] ahol Q sd direkt sugárzási nyereség a fűtési idényre vonatkoztatva [kwh/a] Q sid indirekt sugárzási nyereség [kwh/a] A N hasznos alapterület A N : az országos településrendezési és építési követelményekről szóló 253/1997. (XII. 20.) Korm. rendelet 2. melléklet 46. és 88. pontjai szerint: valamennyi épületszint hűtött-fűtött olyan helyisége vagy épületszerkezettel részben vagy egészben közrefogott terének vízszintes vetületben számított területének azon része, aminek a belmagassága nagyobb, mint 1,90 m 17. /
Fűtési rendszerben hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) E q q q q C e ( EFSZ EFT qk, v ev, sus F, sus f f, h f, v f, t k k f, sus ) [kwh/m 2 a] Ahol e f sus e v sus a fűtési rendszer hőtermelője által felhasznált energiahordozó megújuló energia tartalma a 6. melléklet IV.1. táblázat szerint a fűtési rendszer villamos segédenergia igényéhez felhasznált elektromos áram megújuló energia tartalma, ha van ilyen (a jellemző napenergia esetén: 1,0) Megj. Az április 15-e és október 15-e közötti időszakban fűtésre felhasznált MEM nem számolható el (ha nagy parancsolt hőmérséklet vagy más okok miatt fűtésre van szükség) 18. /
Fűtési rendszerben hasznosított megújuló energia mennyisége - példa Egy új iskola méretezett összesített energetikai jellemzője E P-méretezett = 54,3 kwh/m 2 év. A nettó fűtési energiaigénye 31,96 kwh/m 2 év, a hőelosztás veszteségei 4,1 kwh/m 2 év, a szabályozás veszteségei 1,1 kwh/m 2 év, a tárolás vesztesége 0,6 kwh/m 2 év. A fűtést faelgázosító kazán látja el: C k =1,2. KNE fogyasztásúnak minősül-e az épület? E P-méretezett = 54,3 < 85 kwh/m 2 év; KNE igen vizsgálandó még a MER E P sus min = 54,3 * 0,25 = 13,57 kwh/m 2 év E F sus = (31,96+4,1 +1,1 + 0,6) * 1,2 * 1 (mivel e sus =1 a tűzifa megújuló primer energia tartalma) E F sus = 45,3 > 13,57 kwh/m 2 év; KNE igen E q q q q C e ( EFSZ EFT qk, v ev, sus F, sus f f, h f, v f, t k k f, sus ) 19. /
Fűtési rendszerben hasznosított megújuló energia mennyisége - példa Egy új iskola méretezett összesített energetikai jellemzője E p méretezett = 48,19 kwh/m 2 év. A nettó fűtési energiaigénye 31,96 kwh/m 2 év, a hőelosztás veszteségei 2,1 kwh/m 2 év, a szabályozás veszteségei 1,1 kwh/m 2 év, tárolás vesztesége nincs. A fűtést talajszondás elektromos hőszivattyú látja el: C k =0,23. KNE fogyasztásúnak minősül-e az épület? E P méretezett = 48,19 < 85 kwh/m 2 év; KNE igen, de vizsgálandó még a MER E P sus min = 48,19 * 0,25 = 12,05 kwh/m 2 év A felhasznált környezeti hőenergia (levegőben, vízben és talajban lévő hőenergia) mennyisége a talajszondás elektromos hőszivattyú esetén: C k sus = 1-1/SPF = 1 - C k = 1-0,23 = 0,77 E F sus1 = (31,96+2,1+1,1) * 0,77 * 1=27,07 > 12,05 kwh/m 2 év; KNE igen E q q q q C e ( EFSZ EFT qk, v ev, sus F, sus f f, h f, v f, t k k f, sus ) 20. /
HMV rendszerben hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) E HMV sus ( qhmv qhmv v qhmv, t, ) ( C e ) ( E k k HMV sus C E K ) e v sus [kwh/m 2 a] Ahol e HMV sus a HMV hőtermelője által felhasznált energiahordozó megújuló energia tartalma 6. melléklet IV.1. táblázat szerint e v sus a HMV rendszer villamos segédenergia igényéhez felhasznált elektromos áram megújuló energia tartalma 21. /
HMV rendszerben hasznosított megújuló energia mennyisége - példa Egy 520 m 2 -es új lakóépület méretezett összesített energetikai jellemzője E p méretezett = 85 kwh/m 2 év. A HMV 60%-át napkollektor 40%-át kondenzációs kazán biztosítja, a rendszerben nincs cirkulációs vezeték, az elosztás fűtött térben van. A HMV rendszerben alkalmazott napkollektor elégséges-e a KNE MER követelmény kielégítéséhez? E P sus min = 85 * 0,25 = 21,25 kwh/m 2 év E HMV sus = 30 * (1 + 43/100 + 10/100) * 60/100 * 1 = 27,54 > 21,25 kwh/m 2 év; KNE igen (mivel e HMVsus =1 a napenergia megújuló primer energia tartalma, és nincs megújuló elektromos energiahasznosítás, ezért e v sus =0,0 ez a tag elhagyható) E HMV sus ( qhmv qhmv, v qhmv, t ) ( Ck kehmv ) ( E sus C E K ) e v sus 22. /
A légtechnikai rendszerben hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) E LT sus Q [kwh/m 2 a] LT, n( 1 f LT, sz ) QLT, v CkeLT ( EVENT ELT, s sus ) e v sus 1 A N e LT sus e v sus a légtechnikai rendszert ellátó fűtés hőtermelője által felhasznált energiahordozó megújuló energia tartalma 6. melléklet IV.1. táblázat szerint a légtechnikai rendszer villamos segédenergia igényéhez felhasznált elektromos áram megújuló energia tartalma 23. /
A helyiség hűtésnél hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) E hű sus Q hű C h( sus) h A N e hű sus [kwh/m 2 a] e hű sus C h sus a helyiség hűtést ellátó berendezés által felhasznált energiahordozó megújuló energia tartalma 6. melléklet IV.1. táblázat szerint a gépi hűtést végző berendezés környezeti hőt hasznosító teljesítmény tényezője a hőszivattyúzás elvén működő berendezéseknél jellemzően: C h sus = 1 Megj. Az okt. 15-e és ápr. 15-e közötti időszakban hűtésre felhasznált MEM nem számolható el (ha nagy a belső hőnyereség vagy más okok miatt hűtésre van szükség) 24. /
A helyiség hűtésnél hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) - példa Irodaépületben talajhő/víz elektromos hőszivattyúval történik a helyiség hűtés. A hűtés nettó energiaigényének fajlagos értéke 19 kwh/m 2 a. Mekkora a MEM? A felvett környezeti hideg energia kifejezése: E hű sus = 19 * 1 * 1 = 19 kwh/m 2 a E hű sus Q hű C h( sus) h A N e hű sus 25. /
A beépített világítás által hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) E vil E sus vil, n e vil sus [kwh/m 2 a] e vil sus a világításhoz felhasznált elektromos áram megújuló energia tartalma 6. melléklet IV.1. táblázat szerint 26. /
A beépített világítás által hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) - példa Irodaépületben mennyi a beépített világítás hasznosított MEM-e, ha van jelenlét-érzékelő és az elektromos energiaigény 30%-át napelem fedezi, 70%-át az országos elektromos hálózat? E vil sus = 11 * 0,7 * (1 * 0,3 + 0 * 0,7) = 2,31 kwh/m 2 a (1 napenergia primer energia tartalma, és 0 mivel az országos elektromos hálózat nem vehető figyelembe) E vil E sus vil, n e vil sus 27. /
A nyereség áramok által hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) E nyer sus [kwh/m 2 a] Az épület saját energetikai rendszereiből származó, az épületben fel nem használt és más fogyasztóknak átadott (fotovillamos vagy mechanikus áramfejlesztésből származó elektromos, vagy aktív szoláris rendszerből származó hő-) energia az épületben felhasznált MEM tartalomba beszámolható. 28. /
A nyereség áramok által hasznosított megújuló energia mennyisége (MEM) - példa Egy Ep-méretezett=100 kwh/m 2 a, E sus = 0 kwh/m 2 a épületre további 20 kwh/m 2 a nettó energiatermelésű napelemet telepítenek. Mekkora lesz az épület összesített energetikai jellemzője, mekkora lesz a megújuló részarány? E nyer = 20 * 2,5 = 50 kwh/m 2 a; ennyivel csökkenthető az Epméretezett (az Ep-méretezetthez a 3. melléklet V. 1. táblázat szerint kell figyelembe venni: e v =2,5 mivel ezt váltja ki a napelem) Ep-méretezett = 100-50 = 50 kwh/m 2 a E nyer sus = 20 * 1 = 20 kwh/m 2 a; ennyi számolható el a megújuló részarányban (E sus számításához a 6. melléklet IV. 1. e sus =1 amit a napelem megújuló energiával megtermel) MER = 20 / 50 * 100 = 40 % 29. /
Köszönöm a figyelmet! Dr. Szalay Zsuzsa szalay.zsuzsa@epito.bme.hu 30. /