Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov
estav.tvnový videoportál

Metody výpočtu energetické náročnosti budov ve vazbě na směrnici EP a RADY 2010/31/EU

Článek uvádí příklad hodnocení energetické náročnosti rodinného domu dle výpočtového postupu podle současné metodiky hodnocení energetické náročnosti budovy. Z příkladu vyplývá nereálnost dosažení pasivního standardu dalším zateplováním. Jako možnost přichází v úvahu pokrytí energetických požadavků na vytápění budov netradičními formami energií např. pomocí tepelných čerpadel spolu s fotovoltaickými systémy apod.

Podle oficiálních údajů se v zemích EU spotřebuje v budovách 40 % z celkové vyrobené energie. Touto spotřebou se budovy podílejí významnou měrou na produkci skleníkových plynů. Proto se podpora navrhování a realizování energeticky úsporných staveb stala součástí politiky EU. V rámci „Akčního programu Evropské komise“ byla nejprve vydána a přijata Směrnice EP a Rady 2002/91/ES o energetické náročnosti budov a v minulém roce Směrnice EP a RADY 2010/31/EU.

Požadavky Směrnice EP a RADY 2010/31/ES

Nová „směrnice“ uvádí řadu nových požadavků. Jedněmi z nejdůležitějších jsou termíny na realizaci budov s téměř nulovou potřebou energie.

  • veřejné budovy od 1. 1. 2019
  • ostatní budovy od 1. 1. 2021

Směrnice uvádí následující úkoly pro ČR - přijetí předpisů do národní legislativy:

  • zakotvit do právních dokumentů (zákony, vyhlášky, normy) ustanovení „Směrnice“ – termín 9. 7. 2012
  • dokončení revize zák. 406/2000 Sb. – termín 9. 1. 2012
  • dokončení revize vyhlášky 148/2007 Sb. – termín 9. 4. 2012
  • konečný termín schválení zák. 406/2000 Sb. ve znění pozdějších úprav do února 2012,
  • konečný termín schválení vyhlášky 148/2007 Sb. do května 2012 a termín účinnosti vyhlášky od 1. ledna 2013.

Kriteria potřeby energie u pasivních (PD) a nízkoenergetických rodinných domů (NED)

Potřeba energie budov „nulových“ budov není dosud v legislativních dokumentech stanovena. Pro informaci uvádím kriteria potřeby energie na vytápění pro pasivní a nízkoenergetické rodinné domy požadovaná programem Zelená úsporám a TNI 73 0329.

PDNED
MŽP ČR (program Zelená úsporám)
rodinné domy≤ 20 kWh/m2‧a40 – 70 kWh/m2‧a
bytové domy≤ 15 kWh/m2‧a30 – 50 kWh/m2‧a
TNI 730329(30)≤ 20 kWh/m2‧a≤ 50 kWh/m2‧a

Revidovaná ČSN 73 0540:11 – část 2 uvádí pro konstrukce obálky budovy u pasivních domů následující doporučené hodnoty součinitelů prostupu tepla:

  • stěny vnější Upas,20 = 0,18–0,12 W/m2K
  • střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° Upas,20 = 0,15–0,10 W/m2K

Požadovaná kriteria pro pasivní rodinné domy v SRN (prof. Feist, Darmstadt)

  • součinitel prostupu tepla konstrukcí ≤ 0,15 W/m2K
  • konstrukce bez tepelných mostů
  • spotřeba energie na vytápění ≤ 15 kWh/m2‧a
  • spotřeba celkové energie ≤ 42 kWh/m2‧a
  • reálná spotřeba energie ≤ 50 kWh/m2‧a
  • spotřeba primární energie ≤ 120 kWh/m2‧a
  • velmi těsný plášť budovy (měřeno BlowerDoor testem) ≤ 2 h−1

Rozbor dosažení požadavků na „dům s téměř nulovou spotřebou energie“

RD

Pro hodnocení energetické náročnosti budovy byl zvolen rodinný dům standardního provedení. Obvodové stěnové konstrukce jsou provedeny z keramických tvarovek Porotherm SI v tl. 440 mm, šikmá střešní konstrukce je tepelně izolována deskami minerální plsti v tl. 240 mm. Podlahová konstrukce na terénu je tepelně izolována deskami EPS v tl. 100 mm. Okna mají součinitel Uw = 1,20 W/m2K. Stavební provedení budovy je zřejmé z obr. 1 a 2.

Pro posouzení dopadu návrhu obvodových konstrukcí tvořící obálku budovy byly zvoleny hodnoty součinitelů prostupu tepla uvedené v tabulce č. 1. Výsledky hodnocení energetické náročnosti byly stanoveny podle ustanovení vyhl. 148/2007 Sb. metodikou podle ČSN EN ISO 13790 a 13789. Výpočty byly provedeny pomocí sofwaru ENERGIE 2010 Doc. Ing. Z. Svobody PhD. Výsledky hodnocení jsou uvedeny v tabulce č. 2.

Vnější výpočtové teploty vnějšího vzduchu byly zvoleny pro oblast s 300 m n.v.

Přízemí
Přízemí
Podkroví
Podkroví
Tabulka č. 1 – Součinitele prostupu tepla obálky hodnocené budovy a vstupní hodnoty energetického hodnocení
Hodnocené kriteriumJednotkaDoporučené hodnoty U rekuperace bez soláru na přípravu TVDoporučené hodnoty U rekuperace se solárem na přípravu TV½ doporučené hodnoty U rekuperace se solárem na přípravu TV¼ doporučené hodnoty U rekuperace se solárem na přípravu TV
Součinitel prostupu tepla – stěnyW/m2K0,250,1250,0620,031
Součinitel prostupu tepla – strop půdaW/m2K0,200,100,050,025
Součinitel prostupu tepla – podlaha na terénuW/m2K0,400,200,100,05
Součinitel prostupu tepla – oknaW/m2K1,200,900,600,60
Počet bydlících osob4444
Násobnost výměny vzduchuh−10,50,50,50,5
Přirážka na tepelné vazbyW/m2K0,050,020,000,00
Obestavěný objem budovym3723,28723,28723,28723,28
Podlahová plocham2172,4172,4172,4172,4

Tabulka č. 2 – Energetické hodnocení rodinného domu
Energetické hodnocení podle ustanovení ČSN EN ISO 13790 a 13789 – sofware ENERGIE 2010 Doc. Dr. Ing. Z. Svoboda, PhDr. Hodnocené kriteriumJednotkaDoporučené hodnoty U rekuperace bez soláru na přípravu TVDoporučené hodnoty U rekuperace se solárem na přípravu TV½ doporučené hodnoty U rekuperace se solárem na přípravu TV¼ doporučené hodnoty U rekuperace se solárem na přípravu TV
Měrná potřeba tepla na vytápěníkWh/m2‧a62623827
Energetická náročnost vytápění (účinnost zdroje 80%)kWh/m2‧a73694532
Energetická náročnost výměny vzduchukWh/m2‧a7777
Energetická náročnost přípravy TVkWh/m2‧a21333
Energetická náročnost osvětleníkWh/m2‧a16161616
Celková roční dodaná energiekWh/m2‧a117947058
Celková spotřeba energieMWh/a20,216,312,1510,0
Třída energetické náročnostiCBBB
Třídy energetické náročnosti:   A...< 51 kWh/m2‧a,    B...51–97 kWh/m2‧a,    C...98–142 kWh/m2‧a

Splnění hodnot součinitelů prostupu tepla uvedených v tabulce č. 1 vede k následujícím tloušťkám tepelněizolačních vrstev.

Tabulka č. 3 – Tloušťky tepelně izolačních vrstev – stěnová konstrukce
Obvodová stěna Porotherm 440 mm SiTloušťka TI [mm]
U požadované-
U doporučené-
U ½ doporučené180
U ¼ doporučené400
Tabulka č. 4 – Tloušťky tepelně izolačních vrstev – střešní konstrukce
Šikmá střešní konstrukceTloušťka TI [mm]
U požadované30
U doporučené120
U ½ doporučené360
U ¼ doporučené850

Závěr

Z provedeného hodnocení objektu rodinného domu vyplývá, že při dodržení výpočtového postupu podle současné metodiky hodnocení energetické náročnosti budovy je dosažení pasivního standardu a téměř „nulového“ standardu technicky těžko dosažitelné. Je to dáno jednak vysokou energetickou náročností vytápění, přípravy TV a osvětlení a vnějšími okrajovými podmínkami. Protože další zvyšování tloušťek tepelně izolačních vrstev je z hlediska požadavku na snižování tepelných ztrát nereálné, nabízí se jediné řešení, a to je pokrytí energetických požadavků na vytápění budov netradičními formami energií např. pomocí tepelných čerpadel spolu s fotovoltaickými systémy apod.

Uvedené závěry vychází z hodnocení pouze některých dílčích kriterií. Připravované znění revize vyhlášky MPO ČR č. 148/2007 Sb. bude požadovat splnění dalších kriterií jako průměrný součinitel prostupu tepla obálky budovy či potřebu primární energie, což rovněž výrazně ovlivní celkové energetické hodnocení úsporných budov.

Použité podklady

  • [1] Jirásek P. – Aktuální informace o zapracování Směrnice EP a RADY 2010/31/EU o energetické náročnosti budov do české národní legislativy, MPO ČR 2011
  • [2] Brotánek a kol. – Pasivní domy, Publikace ČKAIT 2010
  • [3] Návrh revize zákona č. 406/2000 Sb. ve znění pozdějších úprav
  • [4] Návrh revize vyhlášky MPO ČR č. 148/2007 Sb.

Upraveno dle doporučení recenzenta

English Synopsis
Methods for calculating the energy performance of buildings in relation to the EP and Council Directive 2010/31/EU

Paper presents an example of energy performance calculation according to the current methodology of evaluation of the energy performance of buildings. The example shows how it is unreal to achieve the passive standard by another insulation. It is possible to meet the energy requirements for heating buildings by non-traditional forms of energy such as using heat pumps with photovoltaic systems, etc.

 
 
Reklama