ENERGETICKÝ AUDIT. budovy Okresný úrad Košice Komenského 52. Odbor školstva Zádielska 1 Košice

Transcript

1 ENERGETICKÝ AUDIT budovy Okresný úrad Košice Komenského 52 Odbor školstva Zádielska 1 Košice

2 ENERGETICKÝ AUDIT BUDOVY Okresný úrad Košice Komenského 52 Odbor školstva Zádielska 1 Košice Spracovateľ: Slovenská inovačná a energetická agentúra Energetický audítor: Spolupracovali: Ing. Karol Keher Ing. Juraj Nistor Dátum: Apríl

3 OBSAH 1. ÚVOD IDENTIFIKAČNÉ ÚDAJE Žiadateľ Spracovateľ energetického auditu POPIS SÚČASNÉHO STAVU Základné údaje o predmete energetického auditu Identifikácia predmetu energetického auditu Charakteristika budovy Systém vykurovania a prípravy TV Osvetlenie Základné údaje o energetických vstupoch a výstupoch TEPELNOTECHNICKÉ POSÚDENIE STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ Normy, smernice a vyhlášky Miestne a normalizované klimatické podmienky Zhodnotenie obalových konštrukcií objektu Pevné stavebné konštrukcie Otvorové konštrukcie Celkové hodnotenie obalových konštrukcií objektu Potreba tepla na vykurovanie Hodnotenie budovy z hľadiska potreby tepla na vykurovanie NÁVRH OPATRENÍ NA ZNÍŽENIE SPOTREBY ENERGIE Zateplenie obvodových stien Zateplenie strechy Výmena otvorových konštrukcií Inštalácia fotovoltaického systému na výrobu elektriny Výmena svetelných zdrojov a svietidiel Porovnanie výsledkov navrhovaných opatrení Inštalácia termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy PROJEKT ZNÍŽENIA ENERGETICKEJ NÁROČNOSTI OBJEKTU Návrh projektu Hodnotenie navrhovaného stavu z hľadiska potreby tepla na vykurovanie ENVIRONMENTÁLNE HODNOTENIE ZÁVER REKAPITULAČNÝ LIST ENEREGETICKÉHO AUDITU PRÍLOHY Príloha 1 Výpočet súčiniteľov prechodu tepla Príloha 2 Výpočet solárnych ziskov Príloha 4 Fotodokumentácia objektu Príloha 5 Termovízne posúdenie objektu

4 ZOZNAM TABULIEK Tabuľka 1: Lokalizácia predmetu energetického auditu... 7 Tabuľka 2: Technické a geometrické parametre budovy... 8 Tabuľka 3: Prevádzkový režim budovy... 9 Tabuľka 4: Svietidlá... 9 Tabuľka 5: Merný náklad na energiu Tabuľka 6: Počty vykurovacích dní a priemerná vonkajšia teplota Tabuľka 7: Vykurovacia teplota využitia vnútorného priestoru Tabuľka 8: Klimatické podmienky Tabuľka 9: Zoznam pevných stavebných konštrukcií Tabuľka 10: Zoznam typov otvorových konštrukcií Tabuľka 11: Hodnotenie priemerného súčiniteľa prechodu tepla podľa STN Tabuľka 12: Výpočet potreby tepla na vykurovanie Tabuľka 13: Hodnotenie budovy podľa STN Tabuľka 14: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie obvodových stien pre splnenie podmienok STN Tabuľka 15: Navrhovaná tepelná izolácia obvodových stien Tabuľka 16: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie obvodových stien Tabuľka 17: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie obvodových stien Tabuľka 18: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie strechy pre splnenie podmienok STN Tabuľka 19: Navrhovaná tepelná izolácia strechy Tabuľka 20: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie strechy Tabuľka 21: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie strechy Tabuľka 22: Zoznam typov navrhovaných otvorových konštrukcií Tabuľka 23: Výpočet potreby tepla na vykurovanie výmena otvorových konštrukcií Tabuľka 24: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena otvorových konštrukcií Tabuľka 25: Ekonomické hodnotenie opatrenia inštalácia fotovoltaického systému Tabuľka 26: Návrh výmeny svetelných zdrojov a svietidiel Tabuľka 27: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena svetelných zdrojov a svietidiel Tabuľka 28: Investičné náklady na realizáciu inštalácie termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy Tabuľka 29: Súhrn navrhovaných opatrení Tabuľka 30: Výpočet potreby tepla na vykurovanie projekt zníženia energetickej náročnosti Tabuľka 31: Ekonomické hodnotenie projektu - zníženie energetickej náročnosti objektu Tabuľka 32: Hodnotenie budovy podľa STN Tabuľka 33: Hodnotenie redukcie CO ZOZNAM GRAFOV A OBRÁZKOV Obrázok 1: Situačná mapa budovy... 7 Obrázok 2: Náčrt budovy... 8 Graf 3: Priebeh dennostupňov a porovnanie s priemerom Graf 4: Podiel konštrukcií a tepelných mostov na celkovej mernej tepelnej strate Graf 5: Porovnanie vypočítanej mernej potreby so skutočnou spotrebou tepla na UK Graf 6: Porovnanie vnútorných teplôt v objekte počas vykurovacieho obdobia Graf 7: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie obvodovej steny v závislosti od jednoduchej návratnosti investície Graf 8: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie strechy v závislosti od jednoduchej návratnosti investície Graf 9: Porovnanie ročných úspor energie pri jednotlivých opatreniach Graf 10: Porovnanie návratností investícií pri jednotlivých opatreniach Graf 11: Redukcia CO 2 vplyvom realizácie jednotlivých opatrení Obrázok 12 Pohľad juhovýchodný Obrázok 13 Pohľad južný Obrázok 14 Pohľad juhovýchodný detail na vysunuté konzoly Obrázok 15 Pohľad severný Obrázok 16 Vykurovacie telesá Obrázok 17 Svietidlá

5 1. ÚVOD Slovenská inovačná a energetická agentúra vypracovala tento energetický audit v rámci projektu financovaného zo štrukturálnych fondov. Cieľom projektu je poskytnúť podporný nástroj na zavádzanie a optimalizáciu opatrení v oblasti energetickej efektívnosti vo verejných budovách a tým napomôcť splniť záväzky Slovenskej republiky voči Európskej únii v oblasti energetickej efektívnosti. Projektom sa vytvoria predpoklady pre zvyšovanie účinnosti využitia energetických zdrojov a čiastočne aj zvýšenia podielu využívania obnoviteľných zdrojov energie pri prevádzke verejných budov. Návrhom opatrení na úsporu energie, najmä modernizáciou technických zariadení budov, sa identifikujú možnosti využívania energetických služieb pri prevádzke verejných budov, čo v nasledujúcom období môže prispieť k rozvoju trhu s energetickými službami. Vypracovaný energetický audit napomáha zvýšiť predpoklady pre plánovanú realizáciu opatrení na úsporu energie na strane spotreby pre verejné subjekty na štátnej, regionálnej a miestnej úrovni poskytnutím energetických auditov pre administratívne budovy, školské budovy a budovy, v ktorých sa poskytuje zdravotná starostlivosť za účelom optimálneho využívania finančných prostriedkov Európskych štrukturálnych a investičných fondov (EŠIF) programového obdobia Energetický audit je duševným vlastníctvom spracovateľa - Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry. 5

6 3. POPIS SÚČASNÉHO STAVU 3.1 Základné údaje o predmete energetického auditu Na zistenie súčasného stavu predmetu energetického auditu boli použité: údaje o spotrebe a nákladoch na teplo pre vykurovanie za obdobie 2011, 2012, 2013, dostupná projektová dokumentácia, osobné konzultácie s prevádzkovateľom objektu, fotodokumentácia objektu a technických zariadení budov, obhliadka na mieste, kontrolné merania, termovízne snímkovanie objektu Identifikácia predmetu energetického auditu Predmetom energetického auditu je budova Okresného úradu Košice Komenského 52, Odbor školstva, Zádielska 1, Košice Tabuľka 1: Lokalizácia predmetu energetického auditu Ulica, číslo: Zádielska 1 Obec: Okres: Košice II Košice II Cieľom EA je zhodnotenie súčasných tepelno-technických vlastností budovy, zistenie potenciálu úspor energie a návrh opatrení technického riešenia pre zníženie energetickej náročnosti budovy. Obrázok 1: Situačná mapa budovy 7

7 3.1.2 Charakteristika budovy Budova bola skolaudovaná začiatkom sedemdesiatich rokoch min. storočia. Denne ju v súčasnosti využíva priemerne 50 osôb. Povodne bola vybudovaná pre Krajský psychologický ústav Košice so špecifickým určením jednotlivých miestnosti (učebne, laboratória, akustické komory). V súčasnosti v nej sídli Odbor školstva, Okresného úradu Košice. Tvorí ju hlavný objekt, ktorý je štvorpodlažný s troma nadzemnými a jedným podzemným podlažím v ktorom sú umiestnené pracoviská a nízky jednopodlažný objekt v ktorom je veľká zasadačka, telocvičňa a byt domovníka. Hlavný objekt je na južnej strane riešený plastický s vysunutými konzolami, ktoré splňujú zároveň funkciu tienenia slnečného žiarenia. Nosný systém objektu tvoria monolitické železobetónové stĺpy. Obvodové murivo z južnej strany je z tehál CDM a čiastočne aj z pórobetónových tvarníc. Murivo v suteréne je z betónu s izolačnou primurovkou z tehál. Obvodový plášť zo severnej strany je vytvorený z ľahkých obvodových panelov. Nosné vodorovné trámy, prievlaky a nosníky sú zo železobetónu. Stropné panely sú prefabrikované. Vonkajšia omietka na štítových múroch a medziokenných pilieroch je brizolitová škrabaná. Soklové murivo je obložené AUTKAMI. Steny pri hlavných vstupných dverách sú obložené kamienkovým pieskovcovým obkladom. Podlahy v hlavných miestnostiach sú z PVC. Na chodbách je teracová dlažba. Vo vstupnej časti objektu, na chodbe prízemia a v zasadačke je benátska dlažba. Budova už bola čiastočne sanovaná. Na severnej strane hlavného objektu aj na jednopodlažnom nízkom objekte pôvodné okenné konštrukcie boli vymenené za plastové okna z izolačným dvojsklom. Taktiež za plastové boli vymenené všetky vstupné vonkajšie dvere Budova je zastrešená plochou dvojplášťovou strešnou konštrukciou z izoláciou v dvojplášti zo sklenenej čadičovej vlny. Obrázok 2: Náčrt budovy REZ A - A 9,9 A B ,6 3,3 REZ B - B 4, A B ,0-3,30 0,0 Tabuľka 2: Technické a geometrické parametre budovy Celková zastavaná plocha [m 2 ] A 941 Obvod zastavanej plochy [m] P 173 Obstavaný vykurovaný objem [m 3 ] V b Merná plocha [m 2 ] A b Ochladzovaná obalová konštrukcia [m 2 ] A i Faktor tvaru budovy [m -1 ] A i/v b 0,36 Počet nadzemných podlaží 3 Priemerná konštrukčná výška podlažia [m] h k,pr 3,44 8

8 Tabuľka 3: Prevádzkový režim budovy Počet pracovných dní v roku D 245 Počet pracovných dní v týždni d 5 Počet smien za deň d 1 1 Dĺžka pracovnej doby [h] t 1 8,0 Využitie objektu verejná budova Systém vykurovania a prípravy TV Dodávka tepla na vykurovanie je realizovaná z centrálnej odovzdávacej stanice tepla OST č.1223 pracujúcej v systéme CZT Mesta Košice (horúca voda / teplá voda) umiestnenej v blízkosti budovy v samostatnom objekte. Vlastníkom OST a dodávateľom tepla je spoločnosť TEHO s.r.o. Košice. Dodávka tepla pre objekt je meraná fakturačným meradlom umiestneným priamo v OST. Dodávka TÚV nie je zabezpečovaná. Technický sa ani nedá centrálne zabezpečovať kvôli chýbajúcim rozvodom teplej vody v budove. Prevádzkový režim vykurovania je riadený z centrálneho dispečingu dodávateľa tepla. Ležatý tepelný rozvod tepla na vykurovanie je po vstupe do budovy z OST členený na južnú a severnú vetvu. V jednopodlažnom objekte je vedený v teplovodnom kanály v podlahe objektu a v hlavnej budove pod stropom suterénu. Z hlavného horizontálneho rozvodu sú vedené odbočky k jednotlivým stúpačkám a vykurovacím telesám Vykurovacia sústava je dvojrúrová z oceľových bezšvových rúr s menovitým teplotným spádom 92,5/67,5 C. Vykurovacie telesá sú liatinové, článkové s dvojregulačnými uzatváracími ventilmi Osvetlenie Osvetlenie objektu je zabezpečené svietidlami, uvedenými v tabuľke 4. Nakoľko spotreba elektriny na osvetlenie nie je samostatne meraná, bola vypočítaná na základe odhadnutého ročného počtu prevádzkových hodín zdrojov osvetlenia (1274 hodín), ktoré boli stanovené z rozdielu priemernej spotreby elektriny za predchádzajúce kalendárne roky a odhadnutej spotreby elektriny ostatnými elektrospotrebičmi. Náklady na elektrinu sú vyčíslené v cenách roku Tabuľka 4: Svietidlá Druh svetelného zdroja v svietidle Príkon svietidla [W] Počet svietidiel [ks] Celkový príkon [W] Spotreba elektriny [kwh] Náklad na elektrinu [EUR] obyčajná žiarovka obyčajná žiarovka lineárna žiarivka T8 + klasický predradník lineárna žiarivka T8 + klasický predradník lineárna žiarivka T8 + klasický predradník Spolu:

9 3.2 Základné údaje o energetických vstupoch a výstupoch Prehľad o energetických vstupoch a nákladoch na energie v posledných troch kalendárnych rokoch uvádza nasledujúca tabuľka. Táto je spracovaná na základe údajov o vyfakturovaných množstvách jednotlivých druhov energií od dodávateľov: - teplo: TEHO s.r.o. Košice - elektrina: Východoslovenská distribučná a.s., Košice Všetky ceny energií a investičné náklady uvedené v audite sú bez DPH. Energetické vstupy sú podrobnejšie členené podľa účelu spotreby na: - vykurovanie (UK), - osvetlenie Tabuľka 5: Energetické vstupy a náklady na energie Kalendárny rok Priemer elektrina teplo nakúpené Množstvo [kwh] Náklad [EUR] osvetlenie [kwh] ostatné [kwh] Množstvo [kwh] Náklad [EUR] z toho: UK [kwh] TV [kwh] Merný náklad energie v členení podľa účelu spotreby je odvodený z celkových nákladov posledného kalendárneho roka tabuľky 5. Tabuľka 5: Merný náklad na energiu Merný náklad na UK [EUR/kWh] 0,098 Merný náklad na osvetlenie [EUR/kWh] 0,205 10

10 4. TEPELNOTECHNICKÉ POSÚDENIE STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ 4.1 Normy, smernice a vyhlášky Pri posudzovaní energetickej náročnosti a kvantifikáciu možných úspor tepla boli požité platné tepelno-technických normy: STN EN ISO : 2008 energetická hospodárnosť budov, výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie, STN EN ISO : 2008 tepelnotechnické vlastnosti budov, merný tepelný tok prechodom tepla a vetraním, STN EN ISO : 2008 tepelnotechnické vlastnosti budov, šírenie tepla zeminou, STN EN ISO : 2007 tepelnotechnické vlastnosti okien, dverí a okeníc, výpočet súčiniteľa prechodu tepla STN EN ISO 6946 : 2008 stavebné konštrukcie, tepelný odpor a súčiniteľ prechodu tepla, STN : 2013 tepelná ochrana budov, tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, časť 2 funkčné požiadavky STN : 2013 tepelná ochrana budov, tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, časť 3 Vlastnosti prostredia a stavebných výrobkov 4.2 Miestne a normalizované klimatické podmienky Pre výpočet potreby tepla na krytie strát prechodom a vetraním bola použitá dennostupňová metóda. Dennostupne sú vypočítané aritmetickým priemerom skutočných hodnôt vonkajších klimatických podmienok v meste Košice za posledných desať kalendárnych rokov. Tabuľka 6: Počty vykurovacích dní a priemerná vonkajšia teplota Kalendárny rok Počet vykurovacích dní Priem. vonkajšia teplota [ o C] 3,90 3,20 3,30 4,70 5,20 2,90 4,00 3,00 3,50 3,70 Počet dennostupňov 3 563, , , , , , , , , ,2 Graf 3: Priebeh dennostupňov a porovnanie s priemerom 3 900,0 Dennostupne 3 600, , , , , , ,6 3314, , , , , , , , priemer Kalendárny rok Vykurovací režim budovy je premietnutý v počte dennostupňov, nakoľko vnútorná výpočtová teplota bola určená váženým priemerom na základe vykurovacej teploty využitia jednotlivých 11

11 vnútorných priestorov, so zohľadnením vykurovacích útlmov, pričom váhou bola plocha príslušných priestorov. Tabuľka 7: Vykurovacia teplota využitia vnútorného priestoru Využitie vnútorného priestoru Podlahová plocha (m 2 ) Priemerná vykur. teplota ( o C) administratívne budovy - kancelária, čakárne, zasadačky, jedálne ,4 školy - telocvične, chodby, schodiská, záchody ,5 Stanovené dennostupne boli použité na určenie optimálnej potreby energie na vykurovanie upraveným hodnotením. Pre výpočet potreby tepla na vykurovanie normalizovaným hodnotením boli použité normalizované vstupné údaje o vonkajších klimatických podmienkach a vnútornom prostredí budovy. Normalizované hodnotenie bolo použité len pri porovnaní merných potrieb tepla objektu podľa STN Tabuľka 8: Klimatické podmienky Normalizované hodnotenie Upravené hodnotenie Vonkajšia výpočtová teplota [ o C] q e Veterná oblasť, rýchlosť vetra [ms -1 ] v - od 2 do 5 Vnútorná výpočtová teplota [ o C] q i 18,5 19,6 Priemerná vonkajšia teplota vykurovacieho obdobia [ o C] q ae 3,86 3,7 Priemerný počet vykurovacích dní: d ,0 Priemerný počet dennostupňov: D ,7 4.3 Zhodnotenie obalových konštrukcií objektu Pre zhodnotenie obalových konštrukcií bola použitá čiastočne dostupná výkresová a technická dokumentácia, fotodokumentácia a vlastná obhliadka objektu. V nasledujúcich kapitolách sú popísané tepelno-technické vlastnosti jednotlivých stavebných konštrukcií. Podrobná skladba jednotlivých stavebných konštrukcií, výpočtová hodnota tepelného odporu a výpočet súčiniteľov prechodu tepla jednotlivých stavebných konštrukcií je uvedený v prílohe 1. Pri výpočte plôch obalových konštrukcií sú započítané len teplo výmenné plochy bez vystupujúcich konštrukcií Pevné stavebné konštrukcie Súčet plôch všetkých pevných stavebných konštrukcií predstavuje m 2. Súčiniteľ prechodu tepla týchto stavebných konštrukcií je od 0,27 W.m -2.K -1 do 1,71 W.m -2.K -1. Jednotlivé typy stavebných konštrukcií sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Merná tepelná strata prechodom všetkých pevných stavebných konštrukcií je 1 580,61 W.K -1, čo predstavuje 52,6 % z celkovej mernej tepelnej straty prechodom. 12

12 Tabuľka 9: Zoznam pevných stavebných konštrukcií Stavebná konštrukcia Plocha [m 2 ] Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Maximálna hodnota U podľa STN [Wm -2 K -1 ] Normalizovaná hodnota U podľa STN [W.m -2.K -1 ] Odporúčaná hodnota U podľa STN [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN Zvislé steny nad terénom hlavný objekt, obvodový plášť - monolitické železobetónové stĺpy - južná strana hlavný objekt, obvodový plášť - južná strana hlavný objekt, obvodový plášť, časť podzemného podlažia - južná strana a podzemne podlažie, severná strana hlavný objekt, obvodový plášť - severná strana - ľahké obvodové panely hlavný objekt, obvodový plášť - štítové steny, obvodové steny jednopodlažny objekt - z pórobetónových tvárnic Strecha plochá dvojplášťová plocha strešná konštrukcia z prevetrávanou vzduchovou medzerou s atikovým murivom po obvode A U U max U N U r1 44,1 1,41 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje 151,6 1,58 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje 81,6 1,71 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje 138,6 0,39 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje 423,7 0,75 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje 940,6 0,60 0,30 0,20 0,10 nevyhovuje Stavebná konštrukcia Plocha [m 2 ] Hodnota tepelného odporu (m 2 KW -1 ) Minimálna hodnota R podľa STN (m 2 KW -1 ) Normalizovaná hodnota R podľa STN (m 2 KW -1 ) Odporúčaná hodnota R podľa STN (m 2 KW -1 ) Hodnotenie podľa STN A R R min R N R r1 Zvislé steny pod terénom s vykurovaným suterénom hlavný objekt, časť podzemného podlažia - južná a západná strana a podzemne podlažie, severná strana, betón z izolačnými primurovkami 135,0 0,58 1 1,5 2,0 nevyhovuje Podlaha na teréne neizolovaná, alebo izolovaná po celej ploche podlaha na teréne 752,5 1,20 1,5 2,3 2,5 nevyhovuje Otvorové konštrukcie Súčet plôch všetkých typov otvorových konštrukcií predstavuje 509 m 2. Súčiniteľ prechodu tepla týchto stavebných konštrukcií je od 1,20 W.m -2.K -1 do 2,78 W.m -2.K -1. Jednotlivé typy otvorových konštrukcií sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Merná tepelná strata prechodom otvorových konštrukcií je 941,08 W.K -1, čo predstavuje 33,1 % z celkovej mernej tepelnej straty prechodom. Otvorové konštrukcie už boli čiastočne vymenene. Na severnej strane hlavného objektu aj na jednopodlažnom nízkom objekte pôvodné okenné konštrukcie boli vymenené za plastové okna z izolačným dvojsklom. Taktiež za plastové boli vymenené všetky vstupné vonkajšie dvere. Pôvodné drevené zdvojené okna sú na hlavnom objekte z južnej strany a na štítových stenách. 13

13 Tabuľka 10: Zoznam typov otvorových konštrukcií Otvorová konštrukcia Celková plocha [m 2 ] Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Merná tepelná strata konštrukcie [W.K -1 ] Normalizovaná hodnota U podľa STN [W.m -2.K -1 ] Odporúčané hodnoty U o podľa STN [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN A U A.U U W,N U W,r1 okno drevené, zdvojené, typ ,52 2,78 433,09 1,40 1,00 nevyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 2 15,79 1,40 22,03 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 3 16,07 1,20 19,28 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 4 12,45 1,23 15,25 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 5 1,59 1,23 1,95 1,40 1,00 vyhovuje dvere so zádverím plastové, izolačné dvojsklo, typ. 6 7,10 1,44 10,19 4,00 3,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 7 1,29 1,20 1,55 1,40 1,00 vyhovuje okno drevené, zdvojené, typ. 8 18,00 2,78 50,01 1,40 1,00 nevyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ ,52 1,39 203,81 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ ,088 1,33 22,71 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ ,652 1,40 58,17 1,40 1,00 vyhovuje dvere bez zádveria plastové, izolačné dvojsklo, typ. 12 4,77 1,35 6,42 3,00 2,50 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 13 1,92 1,46 2,81 1,40 1,00 nevyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ ,76 1,34 68,21 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 15 8,225 1,33 10,96 1,40 1,00 vyhovuje dvere bez zádveria plastové, izolačné dvojsklo, typ. 16 2,53 1,58 3,99 3,00 2,50 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 17 2,89 1,48 4,29 1,40 1,00 nevyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 18 1,92 1,38 2,65 1,40 1,00 vyhovuje okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 19 0,72 1,43 1,03 1,40 1,00 nevyhovuje dvere bez zádveria plastové, izolačné 1,8 1,49 2,68 3,00 2,50 vyhovuje dvojsklo, typ. 20 Na základe hodnotenia tepelnotechnických vlastnosti otvorových konštrukcií bolo zistené, že aj niektoré nové plastové okna nevyhovujú normalizovaným hodnotám. Jedná sa o rozmerové malé okná s malým podielom zasklenia na celkových rozmeroch okna (veľký podiel plochy rámu okna). Tieto okná nebudú v navrhovaných opatreniach predmetom výmeny Celkové hodnotenie obalových konštrukcií objektu Merná tepelná strata obalových konštrukcií vrátane mernej tepelnej straty vplyvom tepelných mostov je 2 839,34 W.K -1. Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov bola určená približne, a to na základe zvýšenia súčiniteľa prechodu tepla vyjadreného vo Wm -2 K -1. Hodnota tohto súčiniteľa je 0,05 Wm -2 K -1 v prípade spojitej tepelnoizolačnej vrstvy na vonkajšom povrchu konštrukcií a v ostatných prípadoch je 0,1 Wm -2 K -1. Splnenie minimálnej požiadavky priemerného súčiniteľa prechodu tepla všetkých obalových konštrukcií budovy podľa STN je uvedené v tabuľke 12. Podiel jednotlivých konštrukcií a tepelných mostov na celkovej mernej tepelnej strate prechodom je uvedený v nasledujúcom grafe.. 14

14 Tabuľka 11: Hodnotenie priemerného súčiniteľa prechodu tepla podľa STN Faktor tvaru budovy Priemerný súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Normalizovaná hodnota [W.m -2.K -1 ] Odporúčaná hodnota [W.m -2.K -1 ] Cieľová odporúčaná hodnota [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN ,36 0,89 0,53 0,35 0,24 nevyhovuje Graf 4: Podiel konštrukcií a tepelných mostov na celkovej mernej tepelnej strate Vply v tepelných mostov 11,2% Obv odov é steny nad terénom 28,7% Otv orov é konštrukcie 33,1% Podlaha na teréne 7,0% Strecha plochá 19,9% 4.4 Potreba tepla na vykurovanie Výpočet potreby tepla na vykurovanie bol vykonaný na základe výpočtu tepelných strát prechodom tepla konštrukciami a tepelných strát vetraním, ktoré boli znížené o tepelné zisky. Celková potreba energie pre krytie tepelných strát prechodom a vetraním predstavuje kwh. Na celkovej potrebe sa pokrytie tepelnej straty prechodom obalovými konštrukciami podieľa 70,9 %, podiel vetrania je 29,1 %. Celková spotreba energie je redukovaná tepelnými ziskami budovy vo výške kwh s mierou ich využitia na úrovni 95 %. Výsledná potreba tepla na vykurovanie budovy so započítaním tepelných ziskov je kwh. Tabuľka 12: Výpočet potreby tepla na vykurovanie Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 317,64 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 2 521,70 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 2 839,34 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,15 Priemerná intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n=max(n min, n inf) 0,50 Objemový tok vzduchu mechanického vetracieho systému [m 3 h -1 ] V f 0,00 Objemový tok vzduchu [m 3 h -1 ] V V 4 423,28 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 167,75 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 4 007,08 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 7 114,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S ,57 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S ,57 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T ,79 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V ,57 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h ,41 15

15 Potreba tepla na vykurovanie na vstupe do hodnoteného objektu prepočítaná cez účinnosť výroby tepla 100,0 % je kwh, čo predstavuje 1008,1 GJ. Porovnanie vypočítanej mernej potreby tepla na dennostupeň so skutočnými mernými spotrebami tepla na vykurovanie za posledné 3 kalendárne roky je v nasledujúcom grafe. Graf 5: Porovnanie vypočítanej mernej potreby so skutočnou spotrebou tepla na UK (kwh / dennostupeň) 91,0 81,0 71,0 61,0 51,0 41,0 31,0 21,0 11,0 1,0 89,0 85,2 87,0 84, Vy počet V nasledujúcom grafe sú nasimulované priemerné vnútorné teploty počas vykurovacieho obdobia za predchádzajúce 3 kalendárne roky. Tieto boli určené na základe skutočných spotrieb tepla na UK, klimatických podmienok pre príslušný kalendárny rok uvedených v kapitole 4.2 a vypočítanej potreby tepla na vykurovanie. Porovnanie uvedených teplôt s priemernou vnútornou výpočtovou teplotou 20,1 C poukazuje na to že skutočný prevádzkový režim vykurovania je takmer identický s výpočtovou hodnotou. Graf 6: Porovnanie vnútorných teplôt v objekte počas vykurovacieho obdobia 21,00 20,35 20,12 vnútorná teplota ( o C) 18,00 19,69 19,6 15, Vy počet 4.5 Hodnotenie budovy z hľadiska potreby tepla na vykurovanie Pre hodnotenie budovy z hľadiska splnenia minimálnej požiadavky na energetickú hospodárnosť budovy podľa STN boli použité klimatické údaje referenčnej vykurovacej sezóny a zohľadnený prevádzkový čas vykurovania so stanoveným vplyvom na pokles vnútornej teploty v kategórii budov - administratívna budova. Pre splnenie energetického kritéria, merná potreba tepla na vykurovanie má byť nižšia ako normalizovaná hodnota. Hodnotená budova nespĺňa energetické kritérium. Tabuľka 13: Hodnotenie budovy podľa STN Faktor tvaru budovy [m -1 ] A/V b 0,36 Potreba tepla na UK v referenčnej vykurovacej sezóne [kwh] Q h ,56 Merná potreba tepla na vykurovanie [kwhm -2 ] Q EP 100,97 Normalizovaná hodnota [kwhm -2 ] Q N,EP 53,50 Odporúčaná hodnota [kwhm -3 ] Q r1,ep 26,80 Cieľová odporúčaná hodnota [kwhm -2 ] Q r2,ep 13,40 Posúdenie budovy podľa STN Q EP Q N,EP nevyhovuje 16

16 5. NÁVRH OPATRENÍ NA ZNÍŽENIE SPOTREBY ENERGIE Na zníženie energetickej náročnosti objektov, zníženie nákladov na vykurovanie a osvetlenie, zlepšenie kvality obalových konštrukcií a vnútornej tepelnej pohody boli navrhnuté nižšie uvedené opatrenia. Každé opatrenie je ekonomicky vyhodnotené v cenách energií kalendárneho roku 2013 (teplo na UK: 0,098 EUR/kWh, elektrina: 0,21 EUR/kWh), ktoré boli upravené mierou priemerného ročného nárastu cien energií (0,2%). Reálna diskontná miera, so zohľadnením ročnej miery inflácie (1,5%), bola stanovená vo výške 2,0%. Výška investičných nákladov vychádza z obvyklých cien stavebných materiálov, strojov, zariadení, bez zohľadnenia vedľajších vynútených nákladov. Hrúbka navrhovaných tepelných izolácií v rámci návrhu opatrení bola stanovená s ohľadom na splnenie požadovaných súčiniteľov prechodu tepla konštrukcie so zohľadnením technickej realizovateľnosti a ekonomickej návratnosti. 5.1 Zateplenie obvodových stien Z hľadiska technického zabezpečenia je problematické zateplenie ľahkého obvodového plášťa na severnej strane budovy z boletických panelov. Na jeho zateplenie je možné použiť kontaktný alebo nekontaktný zatepľovací systém. Pred začiatkom akéhokoľvek zámeru je ale potrebný dôkladný prieskum nosných prvkov a celkového stavu tohto obvodového plášťa, posúdenie únosnosti, návrh potrebných úprav, posúdenie dostatočnej spôsobilosti novo navrhovaného obvodového plášťa vo väzbe na architektúru, zlepšenie parametrov užívateľských funkcií, požiarnu bezpečnosť, statiku vo väzbe na nosnú konštrukciu a nevyhnutné konštrukčné nadväznosti na súvisiace konštrukcie. Opravu resp. náhradu opláštenia budov z boletických panelov možno rozdeliť do troch variant: a) oprava doplnením sklenených a sadrokartonových (drevovláknitých) výplní, Ak by dodávateľ stavby zabezpečil dostatočný počet aj sortiment sklenených výplní (výroba boletických panelov bola zastavená v 80. rokoch), jednalo by sa o minimalizáciu zásahu do existujúcej konštrukcie. Zásadnou nevýhodou tohto riešenia je zakonzervovanie súčasného nevyhovujúceho stavu tepelnoizolačných vlastností stavebnej konštrukcie a preto ho neodporúčame. b) demontáž výplní aj otvorových prvkov s následným vymurovaním pórobetónovými tvárnicami a znovu osadenie otvorových prvkov (nové plastové okna), Pri demontáži s ohľadom na zakotvenie výmurovky z pórobetónových tvárnic do modulov medzi jednotlivými rámami bude nutné demontovať aj interiérové dosky ktoré už boli čiastočne vymenené pri výmene okien. Pri murovaní bude aj narušená prevádzka celej budovy s jej vysťahovaním. Nutné sú búracie práce, potom vymurovanie nových konštrukcií vrátane omietnutia mokrým procesom. Pre takomto spôsobe rekonštrukcie by nastal zásadný negatívny dopad do interiéru s prerušením prevádzky budovy po celú dobu rekonštrukcie. c) demontáž sklenených dosiek a hliníkových krycích a príchytných prvkov a aplikácie systémového opláštenia s tepelno-izolačným systémom spĺňajúcim súčasné tepelnotechnické požiadavky. Jedná sa o systémové riešenie vonkajšieho opláštenia na existujúcich nosných rámoch s vlastným lištovým nosným systémom. Prevádzka v interiéri budovy sa nenaruší a navyše sa odľahčia rámy (demontážou sklenených výplní a súvisiacich úchylných prvkov). Pri ponechaní existujúceho zateplenia a doplnení ďalším zatepľovacím opláštením sa dosiahne kontinuita obvodového plášťa s elimináciou tepelných mostov a splnenie súčasných tepelnotechnických požiadaviek. Pri vhodne zvolenej technológii opravy je možné dosiahnuť zvýšenie úžitkovej hodnoty objektu s novým, architektonicky zaujímavejším výrazom, a to pri výraznej úspore 17

17 nákladov. V audite sa uvažovalo s týmto variantom obnovy obvodového plášťa na severnej strane budovy. S ohľadom na splnenie podmienok tepelnej pohody a splnenie energetických požiadaviek budovy, navrhujeme obvodové steny zatepliť extrudovaným polystyrénom. Minimálna hrúbka tejto tepelnej izolácie, zabezpečujúca splnenie energetických požiadaviek a návrh skladby a hrúbky zateplenia jednotlivých stavebných konštrukcií je uvedený v nasledovných tabuľkách. V grafe 5 je pre porovnanie zobrazená optimálna hrúbka tepelnej izolácie vzhľadom na ekonomickú návratnosť investície do zateplenia obvodových stien. Tabuľka 14: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie obvodových stien pre splnenie podmienok STN Stavebná konštrukcia hlavný objekt, obvodový plášť - monolitické železobetónové stĺpy - južná strana hlavný objekt, obvodový plášť - južná strana hlavný objekt, obvodový plášť, časť podzemného podlažia - južná strana a podzemne podlažie, severná strana hlavný objekt, obvodový plášť - severná strana - ľahké obvodové panely Súčasný súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Splnenie normalizovanej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla Minimálna hrúbka tepelnej izolácie [mm] Dosiahnutý súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Splnenie odporúčanej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla Minimálna hrúbka tepelnej izolácie [mm] Dosiahnutý súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] 1, , ,21 1, , ,21 1, , ,21 0, , ,21 Tabuľka 15: Navrhovaná tepelná izolácia obvodových stien Stavebná konštrukcia hlavný objekt, obvodový plášť - monolitické železobetónové stĺpy - južná strana hlavný objekt, obvodový plášť - južná strana hlavný objekt, obvodový plášť, časť podzemného podlažia - južná strana a podzemne podlažie, severná strana hlavný objekt, obvodový plášť - severná strana - ľahké obvodové panely hlavný objekt, obvodový plášť - štítové steny, obvodové steny jednopodlažny objekt - z pórobetónových tvárnic Skladba zateplenia polystyrén extrudovaný (XPS) v hrúbke 140 mm (R= 4,000 m2.k.w- 1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w-1), polystyrén extrudovaný (XPS) v hrúbke 140 mm (R= 4,000 m2.k.w- 1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w-1), polystyrén extrudovaný (XPS) v hrúbke 140 mm (R= 4,000 m2.k.w- 1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w-1), polystyrén extrudovaný (XPS) v hrúbke 140 mm (R= 4,000 m2.k.w- 1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w-1), polystyrén extrudovaný (XPS) v hrúbke 140 mm (R= 4,000 m2.k.w- 1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w-1), Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] 0,21 0,21 0,21 0,20 0,18 18

18 Graf 7: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie obvodovej steny v závislosti od jednoduchej návratnosti investície 17,0 16,0 jednoduchá návratnosť (roky) 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 15,22 14,01 13,39 13,05 12,85 12,74 12,68 12,67 12,69 12,72 12,78 12,84 12,92 13,00 13,09 13,19 13,29 13,40 13,51 10, hrúbka tepelnej izolácie (mm) Tabuľka 16: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie obvodových stien Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 158,820 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 1 864,795 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 2 023,615 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,15 Priemerná intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n=max(n min, n inf) 0,50 Objemový tok vzduchu mechanického vetracieho systému [m 3 h -1 ] V f 0,00 Objemový tok vzduchu [m 3 h -1 ] V V 4 423,28 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 167,746 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 3 191,361 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 7 114,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S ,57 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S ,57 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T ,17 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V ,57 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h ,79 Tabuľka 17: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie obvodových stien Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] Ročná úspora energie [kwh] Miera úspory energie [%] 23,2% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 12,9 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 15,0 Čistá súčasná hodnota [EUR] Vnútorná miera výnosnosti [%] 6,1% 19

19 5.2 Zateplenie strechy S ohľadom na splnenie podmienok tepelnej pohody a splnenie energetických požiadaviek budovy, navrhujeme existujúcu plochu dvojplášťovú strešnú konštrukciu zatepliť extrudovaným polystyrénom. Minimálna hrúbka tepelnej izolácie na splnenie energetických požiadaviek a návrh skladby a hrúbky zateplenia jednotlivých stavebných konštrukcií je uvedený v nasledovných tabuľkách. V grafe 6 je pre porovnanie zobrazená optimálna hrúbka tepelnej izolácie vzhľadom na ekonomickú návratnosť investície do zateplenia strechy. Tabuľka 18: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie strechy pre splnenie podmienok STN Stavebná konštrukcia dvojplášťová plocha strešná konštrukcia z prevetrávanou vzduchovou medzerou s atikovým murivom po obvode Súčasný súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Splnenie normalizovanej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla Minimálna hrúbka tepelnej izolácie [mm] Dosiahnutý súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Splnenie odporúčanej hodnoty súčiniteľa prechodu tepla Minimálna hrúbka tepelnej izolácie [mm] Dosiahnutý súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] 0, , ,10 Tabuľka 19: Navrhovaná tepelná izolácia strechy Stavebná konštrukcia dvojplášťová plocha strešná konštrukcia z prevetrávanou vzduchovou medzerou s atikovým murivom po obvode Skladba zateplenia polystyrén extrudovaný (XPS) v hrúbke 180 mm (R= 5,143 m2.k.w-1), hydroizolačná PVC fólia v hrúbke 8 mm (R= 0,040 m2.k.w-1), Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] 0,15 Graf 8: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie strechy v závislosti od jednoduchej návratnosti investície 26,0 24,0 24,87 jednoduchá návratnosť (roky) 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 19,50 16,95 15,53 14,67 14,14 13,81 13,61 13,51 13,47 13,49 13,54 13,63 13,74 13,87 14,02 14,18 14,35 14,53 12,0 10, hrúbka tepelnej izolácie (mm) 20

20 Tabuľka 20: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie strechy Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 317,639 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 2 092,776 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 2 410,415 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,15 Priemerná intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n=max(n min, n inf) 0,50 Objemový tok vzduchu mechanického vetracieho systému [m 3 h -1 ] V f 0,00 Objemový tok vzduchu [m 3 h -1 ] V V 4 423,28 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 167,746 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 3 578,161 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 7 114,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S ,57 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S ,57 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T ,60 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V ,57 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h ,23 Tabuľka 21: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie strechy Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] Ročná úspora energie [kwh] Miera úspory energie [%] 12,2% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 14,2 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 16,6 Čistá súčasná hodnota [EUR] Vnútorná miera výnosnosti [%] 5,2% 5.3 Výmena otvorových konštrukcií Návrh tohto opatrenia vyplynul z analýzy súčasného stavu tepelnoizolačných vlastností vonkajších otvorových konštrukcií budovy, na základe ktorej sa okná a dvere podieľajú až 33,1% na potrebe tepla na krytie tepelných strát prechodom. Navrhujeme vymeniť 34% plochy otvorových konštrukcií za plastové zo súčiniteľom prechodu tepla rámu Uf = 1,6 W.m -2.K -1, so zasklením izolačným dvojsklom zo súčiniteľom prechodu tepla Ug = 1,1 W.m -2.K -1. Jedná sa o výmenu pôvodných drevených okien na južnej strane hlavnej budovy a na štítových stenách Podrobný zoznam navrhovaných otvorových konštrukcií je uvedený v nasledujúcej tabuľke. 21

21 Tabuľka 22: Zoznam typov navrhovaných otvorových konštrukcií Otvorová konštrukcia Celková plocha [m 2 ] Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Merná tepelná strata konštrukcie [W.K -1 ] Normalizovaná hodnota U podľa STN [W.m -2.K -1 ] Odporúčané hodnoty U o podľa STN [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 1 okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. 8 A U A.U U n U o 155,5 1,35 210,46 1,40 1,00 vyhovuje 18,0 1,34 24,10 1,40 1,00 vyhovuje Tabuľka 23: Výpočet potreby tepla na vykurovanie výmena otvorových konštrukcií Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 317,639 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 1 815,164 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 2 132,804 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,00 Priemerná intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n=max(n min, n inf) 0,50 Objemový tok vzduchu mechanického vetracieho systému [m 3 h -1 ] V f 0,00 Objemový tok vzduchu [m 3 h -1 ] V V 4 423,28 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 167,746 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 3 300,549 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 7 114,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S ,79 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S ,79 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T ,55 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V ,57 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h ,12 Tabuľka 24: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena otvorových konštrukcií Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] Ročná úspora energie [kwh] Miera úspory energie [%] 20,0% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 4,7 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 5,0 Čistá súčasná hodnota [EUR] Vnútorná miera výnosnosti [%] 21,2% 22

22 5.4 Inštalácia fotovoltaického systému na výrobu elektriny Plocha strecha hlavnej aj vedľajšej budovy vytvára dobré možnosti pre návrh opatrenia na inštaláciu fotovoltaického systému na výrobu elektriny Cieľom tohto opatrenia je výroba elektriny pre vlastnú spotrebu. Východiskovým kritériom pre návrh inštalovaného výkonu fotovotaických panelov je ročná spotreba elektriny pre iné účely ako osvetlenie (17924 kwh). Dôvodom výluky spotreby na osvetlenie je prevažne nízka intenzita slnečného svitu v čase využitia vnútorného osvetlenia. Ďalším dôležitým kritériom pri stanovení výkonu zariadenia je ročný počet hodín využitia ostatných elektrospotrebičov v budove počas trvania slnečného svitu (1960 hodín). Tieto boli vypočítané z údajov o prevádzkovom režime budovy (tabuľka 3). Na základe týchto kritérií je navrhovaný celkový inštalovaný výkon 9,1 kwp, čo zodpovedá ploche fotovoltaických panelov 63,7 m2. Ročná výroba elektriny na takomto zariadení v našich zemepisných šírkach predstavuje 9100 kwh, pričom pre vlastnú spotrebu elektriny pripadne približne 55 %, t.j kwh.. Tabuľka 25: Ekonomické hodnotenie opatrenia inštalácia fotovoltaického systému Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] Ročná úspora energie [kwh] Miera úspory energie [%] 27,9% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 1028 Dĺžka morálnej životnosti opatrenia [roky] 25,0 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 13,9 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 16 Čistá súčasná hodnota [EUR] Vnútorná miera výnosnosti [%] 5,34% 5.5 Výmena svetelných zdrojov a svietidiel Pri tomto opatrení navrhujeme nahradiť svietidlá, v ktorých sú svetelné zdroje s nižšou účinnosťou za hospodárnejšie. Účinnosť svetelného zdroja je vyjadrená merným svetelným tokom lm/w. Celkový inštalovaný príkon v pôvodných svietidlách je W, čím sa dosahuje svetelný tok lm. Pre dosiahnutie tejto hodnoty svetelného toku v objekte navrhnutými svetelnými zdrojmi bude postačovať celkový príkon W, čím dôjde k zníženiu inštalovaného príkonu o 32,7%. Priemerná dĺžka technickej životnosti je 14 rokov, pričom táto bola vypočítaná ako priemer životností navrhovaných typov svetelných zdrojov (LED žiarovka hodín, lineárna žiarivka T hodín) pri priemernom počte hodín ročného svietenia. V rámci ekonomického hodnotenia tohto opatrenia bolo uvažované s morálnou životnosťou 14 rokov. Návrh výmeny svetelných zdrojov a svietidiel je uvedený v nasledujúcej tabuľke.. 23

23 Tabuľka 26: Návrh výmeny svetelných zdrojov a svietidiel Druh svetelného zdroja v svietidle Merný svetelný tok [lmw-1] Celkový príkon [W] Spotreba elektriny [kwh] Náklad na elektrinu [EUR] Úspora elektriny [kwh] Úspora nákladov na el. [EUR] LED žiarovka LED žiarovka + nové svietidlo lineárna žiarivka T8 + elektronický predradník ,8 1338,2 1207,8 248,0 Spolu: Tabuľka 27: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena svetelných zdrojov a svietidiel Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] Ročná úspora energie [kwh] Miera úspory energie [%] 32,7% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 699 Dĺžka morálnej životnosti opatrenia [roky] 14 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 11,6 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 13,2 Čistá súčasná hodnota [EUR] 444,2 Vnútorná miera výnosnosti [%] 2,8% 5.6 Inštalácia termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy Pre zabezpečenie správnej funkcie vykurovacej sústavy v budove v rôznych prevádzkových stavoch počas vykurovacieho obdobia je nevyhnutné, aby vykurovacia sústava bola hydraulicky stabilná a energeticky efektívna. Realizáciou navrhovaných opatrení v energetickom audite dôjde k zásadnému zásahu do tepelnej ochrany budovy. Vlastník budovy je povinný podľa 8 zákona č.300/2012 Z.z. po vykonanej obnove budovy zabezpečiť hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy. Nevyhnutnou podmienkou pre zabezpečenie tejto povinnosti je vybavenie sústavy tepelných zariadení slúžiacich na vykurovanie automatickou reguláciou parametrov teplonosnej látky na každom tepelnom spotrebiči v závislosti od teploty vzduchu vo vykurovaných miestnostiach s trvalým pobytom osôb a ďalších regulačných prvkov inštalovaných na vykurovacej sústave budovy (napr. regulátory diferenčného tlaku, regulačné armatúry). Zabezpečenie splnenia tohto opatrenia (povinnosti) si vyžaduje spracovanie samostatného projektu hydraulického vyváženia, ktorý zohľadní zmenené parametre teplonosnej látky zariadenia na výrobu tepla resp. dodávky tepla, režim vykurovania a tepelné straty budovy vyvolané obnovou budovy. V energetickom audite nekvantifikujeme energetické úspory, ktoré sa dosiahnu realizáciou tohto opatrenia lebo sú závislé od potreby tepla, ktorá sa dosiahne po realizácií rozsahu nahrnutých opatrení na obnovu budovy. Investičné náklady na realizáciu tohto opatrenia boli stanovené na základe merných cien odvodených od reálnych investičných nákladov realizovaných projektov hydraulického vyváženia. Tabuľka 28: Investičné náklady na realizáciu inštalácie termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy Investičný náklad na inštaláciu termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy (EUR)

24 5.7 Porovnanie výsledkov navrhovaných opatrení Realizáciou jednotlivých opatrení je možné dosiahnuť rozdielnu úsporu energie a tiež rozdielnu návratnosť vložených finančných prostriedkov. Z uvedených opatrení najvyššie úspory energie vykazuje zateplenie obvodového plášťa ( kwh) a najkratšiu návratnosť investície výmena otvorových konštrukcií. Porovnanie týchto hodnôt je uvedené v nasledujúcich grafoch. Graf 9: Porovnanie ročných úspor energie pri jednotlivých opatreniach (kwh) zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaického systému výmena svetelných zdrojov Graf 10: Porovnanie návratností investícií pri jednotlivých opatreniach ,0 16,6 16,3 13,2 12 (roky) , zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaického systému výmena svetelných zdrojov 25

25 6. PROJEKT ZNÍŽENIA ENERGETICKEJ NÁROČNOSTI OBJEKTU 6.1 Návrh projektu Z jednotlivých navrhnutých opatrení bol zostavený projekt zníženia energetickej náročnosti objektu, ktorý obsahuje výpočet energetických a ekonomických úspor. Opatrenia, ktoré sú súčasťou tohto projektu, boli vybrané na základe posúdenia ekonomických, environmentálnych, technických, prevádzkových, úžitkových a legislatívnych kritérií. Súhrn navrhovaných opatrení vrátane ich investičných nákladov, úspor energie a nákladov na energie sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Tabuľka 29: Súhrn navrhovaných opatrení Opatrenie Úspora energie [kwh] Úspora nákladov na energie [EUR] Náklady na realizáciu [EUR] zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy, alebo podlahy na nevykurovanej povale výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaiky na prevádzku elektrospotrebičov výmena svetelných zdrojov iinštalácia termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy (EUR) Spolu: Tabuľka 30: Výpočet potreby tepla na vykurovanie projekt zníženia energetickej náročnosti Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 158,820 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 729,344 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 888,163 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,00 Priemerná intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n=max(n min, n inf) 0,50 Objemový tok vzduchu mechanického vetracieho systému [m 3 h -1 ] V f 0,00 Objemový tok vzduchu [m 3 h -1 ] V V 4 423,28 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 167,746 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 2 055,909 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 7 114,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S ,79 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S ,79 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T ,74 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V ,57 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h ,31 26

26 Tabuľka 31: Ekonomické hodnotenie projektu - zníženie energetickej náročnosti objektu Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] Ročná úspora energie [kwh] Miera úspory energie [%] 53,0% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 10,5 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 11,8 Čistá súčasná hodnota [EUR] ,0 Vnútorná miera výnosnosti [%] 8,4% 6.2 Hodnotenie navrhovaného stavu z hľadiska potreby tepla na vykurovanie Pre hodnotenie budovy z hľadiska splnenia minimálnej požiadavky na energetickú hospodárnosť budovy podľa STN boli použité klimatické údaje referenčnej vykurovacej sezóny a zohľadnený prevádzkový čas vykurovania so stanoveným vplyvom na pokles vnútornej teploty v kategórii budov - administratívna budova. Pre splnenie energetického kritéria, merná potreba tepla na vykurovanie má byť nižšia ako normalizovaná hodnota, čím sa takáto budova z pohľadu potreby energie na vykurovanie zaradí do energetickej triedy B. Hodnotená budova spĺňa energetické kritérium. Tabuľka 32: Hodnotenie budovy podľa STN Faktor tvaru budovy [m -1 ] A/V b 0,36 Potreba tepla na UK v referenčnej vykurovacej sezóne [kwh] Q h ,02 Merná potreba tepla na vykurovanie [kwhm -2 ] Q EP 44,59 Normalizovaná hodnota [kwhm -2 ] Q N,EP 53,50 Odporúčaná hodnota [kwhm -3 ] Q r1,ep 26,80 Cieľová odporúčaná hodnota [kwhm -2 ] Q r2,ep 13,40 Posúdenie budovy podľa STN Q EP Q N,EP vyhovuje 27

27 7. ENVIRONMENTÁLNE HODNOTENIE Realizáciou navrhovaných opatrení stavebných úprav objektu dôjde k zníženiu spotreby prvotného paliva z čoho vyplýva zníženie zaťaženia životného prostredia znečisťujúcimi látkami (SO 2, NO x, CO, tuhé znečisťujúce látky). Nakoľko sa jedná o spaľovanie fosílneho paliva najväčšie množstvo pripadá na skleníkový plyn CO 2, ktorého možná redukcia je uvedená v nasledujúcej tabuľke. Tabuľka 33: Hodnotenie redukcie CO 2 Ročná produkcia CO 2 pred realizáciou projektu [ton] 103,52 Ročná produkcia CO 2 po realizácii projektu [ton] 47,18 Ročná redukcia emisií CO 2 [ton] 56,33 Ročná miera redukcie emisií CO 2 [%] 54,42% Graf 11: Redukcia CO 2 vplyvom realizácie jednotlivých opatrení 20,00 21,06 18,93 15,00 13,80 (ton) 10,00 5,00 0,00 1,85 0,69 zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaiky na prevádzku elektrospotrebičov výmena svetelných zdrojov 28

28 8. ZÁVER Energetický audit preukázal, že v hodnotenej budove sú značné možnosti úspor predovšetkým v spotrebe tepla, a to hlavne v znižovaní tepelných strát budovy. Vysoká miera úspor energie je zárukou prijateľnej ekonomickej návratnosti investície a tiež pozitívneho dopadu na životné prostredie pri redukcii emisií produkovaných pri výrobe tepla. Vyčíslenie potenciálu možných úspor energie uľahčuje strategické rozhodovanie o zdrojoch financovania obnovy budovy, alebo možnosti využitia energetických služieb. Všetky výpočty, závery a odporučenia tohto energetického auditu vychádzajú z posúdenia spotreby energie v roku 2011 až Výška investičných nákladov a ekonomické hodnotenie vychádza z obvyklých cien stavebných materiálov, strojov, zariadení a z cien energie a jednotlivých médií v dobe spracovania tohto energetického auditu. V rámci projektovej prípravy odporúčame vypracovať statické posúdenie vplyvu navrhovaných opatrení na stavebné konštrukcie a tepelnotechnický posudok a prípadné zistené technické rozdiely oproti návrhu v EA zohľadniť v ďalšom stupni prípravy projektu. Realizáciou navrhovaných opatrení v energetickom audite dojte k zásadnému zásahu do tepelnej ochrany budovy. Vlastník budovy je povinný podľa 8 zákona č.300/2012 Z.z. po vykonanej obnove budovy zabezpečiť hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy. 29

29 9. REKAPITULAČNÝ LIST ENERGETICKÉHO AUDITU Predmet EA Stručná charakteristika objektu: Okresný úrad Košice Komenského 52, Košice, Odbor školstva, Zádielska 1, Košice Budova bola skolaudovaná začiatkom sedemdesiatich rokoch min. storočia. Tvorí ju hlavný objekt, ktorý je štvorpodlažný s troma nadzemnými a jedným podzemným podlažím a nízky jednopodlažný objekt. Hlavný objekt je na južnej strane riešený plastický s vysunutými konzolami, ktoré splňujú zároveň funkciu tienenia slnečného žiarenia. Nosný systém objektu tvoria monolitické železobetónové stĺpy. Obvodové murivo z južnej strany je z tehál CDM a čiastočne aj z pórobetónových tvarníc. Murivo v suteréne je z betónu s izolačnou primurovkou z tehál. Obvodový plášť zo severnej strany je vytvorený z ľahkých obvodových panelov. Nosné vodorovné trámy, prievlaky a nosníky sú zo železobetónu. Stropné panely sú prefabrikované. Vonkajšia omietka na štítových múroch a medziokenných pilieroch je brizolitová škrabaná. Soklové murivo je obložené AUTKAMI. Steny pri hlavných vstupných dverách sú obložené kamienkovým pieskovcovým obkladom. Podlahy v hlavných miestnostiach sú z PVC. Na chodbách je teracová dlažba. Vo vstupnej časti objektu, na chodbe prízemia a v zasadačke je benátska dlažba. Budova už bola čiastočne sanovaná. Na severnej strane hlavného objektu aj na jednopodlažnom nízkom objekte pôvodné okenné konštrukcie boli vymenené za plastové okna z izolačným dvojsklom. Taktiež za plastové boli vymenené všetky vstupné vonkajšie dvere. Celkom bolo vymenených cca 65% otvorových konštrukcií. Budova je zastrešená plochou dvojplášťovou strešnou konštrukciou z izoláciou v dvojplášti zo sklenenej čadičovej vlny. Dodávka tepla na vykurovanie pre budovu je zabezpečované zo systému CZT mesta Košice. Navrhované opatrenia Návrh opatrení Úspora energie [kwh] Investičný náklad [EUR] zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaiky na prevádzku elektrospotrebičov výmena svetelných zdrojov Inštalácia termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy Spolu: Energetické hodnotenie projektu Počiatočný stav Navrhovaný stav Redukcia Miera redukcie Merná tepelná strata prechodom cez: (WK -1 ) 2 839,3 888, ,2 68,7% Merná tepelná strata vetraním (WK -1 ) 1 167, ,7 0,0 0,0% Celkový tepelný zisk budovy (kwh) , ,8 336,8 0,8% Potreba tepla na UK (kwh) , , ,1 55,3% Potreba primárnej energie na UK (kwh) , , ,1 55,3% Potreba energie na osvetlenie (kwh) , , ,4 32,7% Potreba energie na UK a osvetlenie (kwh) , , ,5 54,5% Environmentálne hodnotenie projektu Počiatočný stav Navrhovaný stav Redukcia Miera redukcie Ročná produkcia emisií CO 2 [ton] 103,5 47,2 56,3 54,4% Ekonomické hodnotenie projektu Investičný náklad na realizáciu opatrení Ročná úspora nákladov na energie Čistá súčasná hodnota Doba hodnotenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 10,5 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 11,8 Vnútorná miera výnosnosti [%] 8,4% 30