Tellija andmed: Tellija: Riigi Kinnisvara AS Aadress: Lasnamäe tn 2, Tallinn HOONE ENERGIAAUDIIT 4-KORRUSELINE KOOLIHOONE Pae tn 5, Tallinn, Harjumaa Auditeerimise aeg: 06.10.2011-13.09.2012 Aruanne esitatud: 23 Jaanuar 2013 Auditeerija andmed: Teostas: Olga Petrova E-post: olga.epf@gmail.com Juhendaja: Mikk Maivel Tallinn
Eessõna Käesolevas energiaauditi aruandes on esitatud Tallinnas aadressiga Pae 5 asuv 4-korruselise koolihoone kütte, ventilatsiooni süsteemide hetkeolukord ning võimalused energiatarbe vähendamiseks. Säästuettepanekutes on ära toodud nende realiseerimise üldine mõju, saavutatav sääst ja investeeringute tagasimaksuajad. Auditeerimise mahu ja mudeli aluseks on võetud Majandus- ja Kommunikatsiooniministeeriumi ning Tallinna Tehnikaülikooli poolt väljatöötatud energeetilise auditeerimise juhendmaterjal. Hoone auditeerimisel analüüsiti 2009, 2010 ja 2011 aasta soojuse kulu, tarbevee kulu ja elektri kulu. Meetmete tasuvuse hindamisel võeti arvesse kütuste- ja energiahindade prognoose. Aruanne sisaldab hoone piirdetarindite ning tehnosüsteemide tehnilis-majanduslikku analüüsi, energia tarbimise alandamise potentsiaali lähtuvalt võimalikest energiasäästumeetmetest. Energiasäästu potentsiaal on esitatud vajalike investeeringute, saavutatava energeetilise säästu ning lihttasuvusaja kujul. Hoones on mõõdetud summaarset soojustarbimist, tarbevee tarbimist ja kogu elektri tarbimist kuude kaupa. Õhuvahetusest tingitud soojuskadusid hinnati kaudselt õhuvahetuse kordarvu alusel. Optimaalne renoveerimis/rekonstrueerimispakett valitakse välja tellija poolt vastavalt finantseerimise võimalustele. Osa säästumeetmeid on selliseid, mille rakendamine annab reaalset säästu ainult rakendatuna koos teiste meetmetega, seetõttu esitatakse säästumeetmed pakettidena. Auditeerimise käigus välja toodud energiasäästumeetmete pakettide rakendamisel hoone sisekliima paraneb. Tuleb tähele panna, et erinevate meetmete rakendamisel saadavad säästud ei ole otseselt liidetavad. Väljapakutud energiasäästu ettepanekute realiseerimine võib nõuda vastavate tööde jaoks vastava projekti koostamist (erijuhul ka ehitusluba), mida tuleks arvestada ehitusfirmadelt tööde hinnapakkumiste küsimisel. Samuti tulevad teostada vastavad tehnosüsteemide seadistustööd. Objekti ülevaatusel abistas audiitorit hoone haldaja esindaja, ruumide sisekliimast ülevaate saamiseks on läbi viidud kooli töötajate küsitlus. Säästupotentsiaal, energiahinnad ja kõik kulutused auditis on arvestatud käibemaksuga 20%. Hoone energeetilise auditeerimise viis läbi Olga Petrova. Juhendaja Mikk Maivel. 2
Sisukord 1. Auditi tulemuste kokkuvõte ja ülevaade säästuettepanekutest... 4 1.1. Sisekliima parandamise ja energiasäästu meetmete paketid... 5 2. Hoone energiakasutuse hetkeseis... 8 2.1. Hoone asukoht ja paiknemine... 8 2.2. Hoone üldandmed... 9 2.3. Varem läbiviidud rekonstrueerimis/renoveerimistööd... 9 2.4. Hoone konstruktsioonid... 9 2.5. Energia- ja veevarustuse üldiseloomustus... 13 2.6. Kütte- ja sooja tarbevee ettevalmistamise süsteemid... 13 2.7. Vee- ja kanalisatsioonisüsteemid... 15 2.8. Ventilatsioonisüsteem... 15 2.9. Elektrienergiakulu... 18 2.10. Soojusenergia kulu... 22 2.11. Vee kulu... 23 2.12. Hoone soojusbilanss... 25 3. Hinnang hoone energiakasutuse kohta... 27 3.1. Hoone piirdetarindid... 27 4. Lisad... 28 4.1. Kasutatud mõõteseadmed... 28 4.2. Sisekliima mõõtmistulemused... 29 4.3. Välistemperatuur ja suhteline niiskus... 32 4.6. Tasakaalutemperatuuride leidmine... 33 4.7. Veetarbimine erinevates koolides... 37 4.8. Illustreerivad fotod... 38 3
1. Auditi tulemustee kokkuvõte ja ülevaade säästuettepanekutest Käesolevas peatükis on esitatud kokkuvõte Pae tn 5 koolihoone energiaauditi läbiviimise tulemustest. Soojusenergia keskmine kogukulu aastatel 2009-2011 oli mõõdetud 470 MWh aastas. Aasta kraadpäevadega korrigeeritud kulu küttele ja sooja tarbevee tootmiseks on 494 MWh/a. Käesoleva aruande punktis 1..1 on ära toodud kolm põhilist sisekliima parandamise ja energiakokkuhoiu meetmete paketti. Peamiseks eesmärgiks pakettide koostamisel on inimeste parema heaolu saavutamine ning see järel soojus- ja elektrienergia kulu majanduslik alandamine. 1. Esimese paketi raames parandatakse hoone ventilatsioon suurendades õhuvooluhulka ning alandatakse klassiruumide öise ja nädalavahetustel siseõhutemperatuuri 5⁰C võrra. Toodud paketis olevad meetmed ei nõua mingeid investeeringuid, tuleb vaid välja häälestada küttesüsteemi regulaator ning seadistada ventilatsiooniagregaat. Meetmed toovad kaasa sisekliima paranemist ja elektrikulu suurenemist. 2. Teise paketi raames parandatakse hoone ventilatsioon, asendatakse SV-1, SV-3 ja SV-4 olemasolevad soojusvahetid efektiivsemate vastu (temperatuuri suhtarvuga η=0,80), alandatakse klassiruumide öise ja nädalavahetustel siseõhutemperatuuri 5⁰C võrra. Investeering on ca 13 500 eur ning aastane sääst 250 MWh/a. Tasuvusaeg intresse arvestamata on ligikaudu ca üks aasta. 3. Kolmanda paketi raames parandatakse hoone ventilatsioon, asendatakse olemasolevad soojusvahetid efektiivsemate vastu, alandatakse klassiruumide öise ja nädalavahetustel siseõhutemperatuuri 5⁰C võrra ning vahetatakse olemasolevad pakettaknad, madalama soojajuhtivusega pakettakende vastu. Investeering on ca 143050 eur ning aastane sääst 314 MWh/a. Tasuvusaeg intresse arvestamata on ligikaudu ca 6 aastat. 600 500 Säästupotentsiaal 494 494 494 MWh/a 400 300 200 313 244 180 100 0 Soojus Pakett I Soojus Pakett II Soojus Pakett III Praegused kulud Meetmete rakendamisel Joonis 1. Soojuse säästupotentsiaal meetmete pakettide rakendamisel 4
MWh/a 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Elektrikulu muutus 111,1 110,7 103,6 103,6 103,6 110,7 Elekter Paket I Elekter Paket II Elekter Paket III Praegused kulud Meetmete rakendamisel Joonis 2. Elektrikulu muutus pakettide rakendamisel 1.1. Sisekliima parandamise ja energiasäästu meetmete paketid Hoone osad Parandusmeetme kirjeldus Meetme maksumus, EUR Energiasääst MWh/a Säästuväärtus, EUR/a Lihttasuvusaeg, a Meetme eluiga, a Sisekliima parandamise ja energiasäästu meetmete pakett I: Ventileeritava õhuvooluhulka Ventilatsioon suurendamine vastavalt normatiivile (kuni 2l/s m 2 ) Küttesüsteem Klassiruumide öise ja nädalavahetustel siseõhutemperatuuri alandamine 5⁰C võrra 0 181 25 Kokku: 0 181 14 491 0 Märkused: Tasuvusarvutuse soojusenergia hinnaks on võetud 80 EUR/MWh. Energiahindade kasvades säästumeetmete tasuvusaeg lüheneb. Ehituse ja soojuse hinnad on arvestatud käibemaksuga ( 20%). Säästumeetmete pakett I: Tasakaalutemperatuur t B = +9,1 C Esimese meetmete paketi rakendamisel on aastane soojusenergia kulu küttele 313 MWh/aastas, mis on 37% väiksem võrreldes viimaste aastate energiakulutusega (kolme aasta keskmine normaalaasta kraadpäevade arvu alusel taandatud küttele kuluv soojusenergia MWh/a). Hinnanguline energiaerikasutus (ET-arv) on 108 kwh/ (m 2 a) ja klass B. 5
Hoone osad Parandusmeetme kirjeldus Meetme maksumus, EUR Energiasääst MWh/a Säästuväärtus, EUR/a Lihttasuvusaeg, a Meetme eluiga, a Sisekliima parandamise ja energiasäästu meetmete pakett II: Ventilatsioon Ventilatsioon Küttesüsteem Ventileeritava õhuvooluhulka suurendamine vastavalt normatiivile (kuni 2l/s m 2 ) SV-1, SV-3, SV-4 soojusvahetite asendamine efektiivsematega (η=0,80) Klassiruumide öise ja nädalavahetustel siseõhutemperatuuri alandamine 5⁰C võrra 13500 10 250 0 25 Kokku: 13 500 250 19 976 0,7 Märkused: Tasuvusarvutuse soojusenergia hinnaks on võetud 80 EUR/MWh. Energiahindade kasvades säästumeetmete tasuvusaeg lüheneb. Ehituse ja soojuse hinnad on arvestatud käibemaksuga ( 20%). Säästumeetmete pakett II: Tasakaalutemperatuur t B = +8 C Teise säästumeetmete paketi rakendamisel on aastane soojusenergia kulu küttele 244 MWh/aastas, mis on 51% väiksem võrreldes viimaste aastate energiakulutusega (kolme aasta keskmine normaalaasta kraadpäevade arvu alusel taandatud küttele kuluv soojusenergia MWh/a). Hinnanguline energiaerikasutus (ET-arv) on 95 kwh/ (m 2 a) ja klass B. 6
Hoone osad Parandusmeetme kirjeldus Meetme maksumus, EUR Energiasääst MWh/a Säästuväärtus, EUR/a Lihttasuvusaeg, a Meetme eluiga, a Sisekliima parandamise ja energiasäästu meetmete pakett III: Ventilatsioon Ventileeritava õhuvooluhulka suurendamine vastavalt normatiivile (kuni 2l/s m 2 ) Ventilatsioon SV-1, SV-3, SV-4 soojusvahetite asendamine efektiivsematega (η=0,80) 13 500 10 Aknad Küttesüsteem Akende väljavahetamine madalama soojusjuhtivusega akende vastu Klassiruumide öise ja nädalavahetustel siseõhutemperatuuri alandamine 5⁰C võrra 129550 314 40 0 25 Kokku: 143 050 314 25 129 5,7 Märkused: Tasuvusarvutuse soojusenergia hinnaks on võetud 80 EUR/MWh. Energiahindade kasvades säästumeetmete tasuvusaeg lüheneb. Ehituse ja soojuse hinnad on arvestatud käibemaksuga ( 20%). Säästumeetmete pakett III: Tasakaalutemperatuur t B = +6,3 C Kolmanda säästumeetmete paketi rakendamisel on aastane soojusenergia kulu küttele 180 MWh/aastas, mis on 64% väiksem võrreldes viimaste aastate energiakulutusega (kolme aasta keskmine normaalaasta kraadpäevade arvu alusel taandatud küttele kuluv soojusenergia MWh/a). Hinnanguline energiaerikasutus (ET-arv) on 82,2 kwh/ (m 2 a) ja klass B. Kokkuvõte energiasäästu pakettidest: Energiakulu säästupaketiga Tänane energiakulu Energiasääst Energiasäästupakett I II III Ühikud 313 244 180 MWh 494 494 494 MWh 181 250 314 MWh 37 51 64 % 7
2. Hoone energiakasutuse hetkeseis 2.1. Hoone asukoht ja paiknemine Tallinna linnas Lasnamäe linnaosas asuv hoone Pae 5 on projekteeritud 1955.a. RPI-s Eesti Projekt 880 kohalise tüüpprojektse koolina. Hoone sai valmis 1950-ndate teisel poolel. 1964.a. aastal projekteeris RPI Kommunaalprojekt koolile juurdeehituse, kuhu paigutati sööklablokk ja osa klassiruume. Juurdeehitus sai valmis 1960-ndate teisel poolel. Hoones on kogu olemasolu vältel tegutsenud kool. Hoone haldaja on Riigi Kinnisvara AS. Joonis 3. Hoone asukoht Maa-ameti kaardiserverilt Joonis 4. Hoone mudel IDA ICE programmis 8
2.2. Hoone üldandmed Hoone aadress: EHR kood: 101032030 Pae tn 5, Tallinn, Harjumaa Ehitusaasta: 1957 Hoone kasutamise otstarve: Põhikooli või gümnaasiumi õppehoone Minimaalne korruste arv: 4 Maksimaalne korruste arv: 4 Suletud netopind: 4662 m 2 Köetav pind: 4662 m 2 Eluruumide pind: - m 2 Hoone maht: 22692 m 3 Köetavate ruumide sisekubatuur: 22692 m 3 Klassiruumide arv: 33 Õpilsate arv: 715 Kelderi olemasolu: Keldrikorrusel asuvaid ruumid on arvestatud köetava pinna sisse. jah Tallinna Pae Gümnaasiumis on 33 klassiruumi, võimla, aula, söökla ning muud tavapärased kooli toimimiseks vajalikud ruumid. Soklikorrusel asub garderoob, söökla, köök, poiste käsitööklasside kompleks, tantsuklass ja eraldi sissepääsuga tehnilises rumis on soojasõlm. Esimesel korrusel on administratiivne osa, raamatukogu, õpetajatetuba, klassiruumid ja WC-d. Teisel ja kolmandal korrusel on klassiruumid ja WC-d. Neljandal korrusel on aula, võimla, riietusruumid, pesuruumid, kehalise kasvatuse õppejõudude ruum ja 2 klassiruumi. Hoovi lääneossa on rajatud pallimängu plats. 2.3. Varem läbiviidud rekonstrueerimis/renoveerimistööd Tööde teostamise aasta Tööde nimetus a maht 2004-2005 Hoone täielik renoveerimine 2.4. Hoone konstruktsioonid 2.4.1. Välisseinad ja sokkel Hoone vana ja uus osa on ehitatud silikaattellistest (500, 600mm paksusega). Renoveerimise käigus välisseinad soojustati 150mm jäiga mineraalvillaga ning krohvitati polümeerkrohviga. Termografeerimise käigus selgitati, et soojustus on pandud ühtlaselt, suuri soojuslekke pole. 9
Pilt 1. Termopilt hoone uue osa fassaadist Pilt 2. Samast kohast digipilt Silikaatkivist sokliseinad ning hoone vundament on soojustatud 100mm Styrafoam 200 plaatidega ning kaetud tsementkuidplaatidega. Sokliseina ja välisseina liitumiskohas tekib külmasild, vt. Pilt 3. Pilt 3. Termopilt hoone sokli ja välisseina liitekohast Pilt 2. Samast kohast digipilt Välisseinte (sh. sokliseinad) soojusjuhtivus suurusjärku U=0,21 W/m 2 K. Siia lisandub külmasildadest tingitud parandus (akna/ukse välisseinaga liitekoht ja sokli ja välisseina liitekoht), seega U red =0,25 W/m 2 K. 10
2.4.2. Katus ja pööning Hoone vana osal on plekk-kattega viilkatus. Vt joonis 2. Joonis 5. Vana osa katuse lõige Hoone uuel osal on lamekatus, mis koosneb raudbetoonpaneelidest, milledele on paigaldatud aurutõkkematerjal, 150+100+30=280mm mineraalvill ja 2xSBS katusekattematerjal. Joonis 6. Uue osa katuse lõige Lähtuvalt arvutustest jääb hoone vana osa katuse soojusjuhtivus suurusjärku U=0,14 W/m 2 K ja uue osa katuslae U=0,15 W/m 2 K. Hoone vihmaveesüsteem on heas korras. Vihmaveetorudesse on paigaldatud kütteelemendid. 11
2.4.3. Põrand pinnasel Vana ja uue hoone osade alumise korruse põrandate konstruktsioonid on identsed. Vt Joonis 4. Joonis 7. Põranda lõige Vastavalt standardile EVS-EN ISO: 13370 leitud uue osa põranda pinnase soojajuhtivus on U=0,23 W/m 2 K (puudub kelder) ja vana osa keldri korruse efektiivne soojajuhtivus, mis iseloomustab kogu maapinnaga kokkupuutuvat keldrit on U=0,50 W/m 2 K. 2.4.4. Aknad ja välisuksed Kõik aknad on plastraamiga kahekordsed pakettaknad, sisemine klaas on selektiivklaas. Akende soojusjuhtivus on minimaalselt U=1,7 W/m 2 K, mis on suhteliselt halb näitaja. Hoone välisuksed on peamiselt klaasitud puidust reljeefsed uksed. Välisuste soojusjuhtivus on minimaalselt U=1,5 W/m 2 K. 12
2.5. Energia- ja veevarustuse üldiseloomustus Soojusenergia tarnija: Põhiline kütteviis: Teised kasutusel olevad kütteviisid: - Kasutatav kütus: Teised kasutusel olevad kütused: - Kas küttesüsteem on varustatud üldise soojuskulu mõõturiga: Tarbevee tarnija: Veevarustuse liik: Olmekanalisatsioon: Sooja tarbevee ettevalmistamine: Sooja tarbevee arvestus: Tallinna Küte AS Kaugküte gaas jah Tallinna Vesi AS Tsentraalne linnavõrgust Tsentraalne, juhitakse linnavõrku Tsentraalne, hoone soojussõlmes Sissetuleva külma vee veearvesti Ventilatsiooni liik: Mehaaniline väljatõmbe sisepuhke soojustagastusega ventilatsioonisüsteem Elektrienergia tarnija: OÜ Elektrilevi Elektrivõrgu pinge: 400/230V Liftid/eskalaatorid: - Jahutussüsteem: - Hoone tsentraalne automaatikasüsteem: - 2.6. Kütte- ja sooja tarbevee ettevalmistamise süsteemid Hoone kaugküttega varustamise tagab Tallinna Küte AS. Hoone keldris asub kaasaegne automatiseeritud soojussõlm. Nii küttesüsteem kui ka ventilatsiooniseadmete küttekalorifeerid on ühendatud soojusvõrguga soojusvahetite vahendusel. Sooja tarbevee valmistamine toimub läbi soojusvaheti. Hoone küttesüsteem Süsteem Ventilatsioonikalorifeeride küttesüsteem Tarbevee valmistamise süsteem Soojusvahetite võimsused Küttesüsteemi primaarpoole temperatuurigraafik on + 80⁰C/ + 55⁰C Soojusvahetite projektijärgsed soojusvõimsused 230 kw 150 kw 220 kw 13
Vee temperatuurid süsteemide sekundaarpoolel: Süsteem Tarbevee valmistamise süsteem Ventilatsioonikalorifeeride küttesüsteem Hoone radiaatorküte Sekundaarpoole arvutuslikud temperatuurid + 55⁰C/ + 5⁰C + 70⁰C/ + 40⁰C + 70⁰C/ + 50⁰C Küttesüsteem on sõltumatu alumise jaotusega kahetoruline süsteem. Küttesüsteemi jaotusmagistraaltorustikud asuvad soklikorrusel lae all. Kõikidele püstikutele on paigaldatud liiniseadeventiilid. Püstikute paigaldamise viis on lahtine. Küttekehadeks on firma Rettig (Purmo) radiaatorid. Radiaatoritel on paigaldatud termostaadid. Osa nimetus Soojussõlme seadmed Kirjeldus Ettepanekud ja parendusmeetmed Soojussõlm Sõltumatu ühendus soojusvahetiga - Soojussõlm paigaldatud 2005 a. - Kütte automaatika - Kütte ajamiga reguleerimisventiilid SIEMENS - Küttesüsteemi soojusvaheti - Küttesüsteemi ringluspump GRUNDFOS UPS50-180 - Küttesüsteemi paisupaak TAIFU Soojuse arvestid Kamstrup MULTICAL - Sooja tarbevee valmistamine Soojussõlmes läbi soojusvaheti - Soojavee soojusvaheti - Soojavee regulaatorid SIEMENS PN25 - Soojavee ringluspump WILO Z25/6-3 P - Ventilatsiooni küttekalorifeeride süsteemi soojusvaheti Ventilatsiooni küttekalorifeeride süsteemi ringluspump Ventilatsiooni küttekalorifeeride süsteemi ajamiga reguleerventiil Ventilatsiooni küttekalorifeeride süsteemi paisupaak GRUNDFOS UPS30-120 SIEMENS PN18 TAIFU 14
Torustikud soojussõlmes Kirjeldus Ettepanekud Küttetorustikud Soojavee torustikud Soojustatud ja isoleeritud alumiiniumfooliumiga Soojustatud ja isoleeritud alumiiniumfooliumiga - - Klassiruumides kütteperioodil mõõdetud temperatuurid erinevad üle 10 C. Madalaim registreeritud siseõhutemperatuur on 16,6 C ja kõrgeim on 28,5 C. Keskmine bilansi arvutamiseks on võetud 23ºC, mis on ka kaalutud keskmine. Vaadates ruumides mõõdetud sisetemperatuuri on see kogu kütteperioodil enamus ajast 21..23⁰C ja püsib ka öösel ja nädalavahetustel samal tasemel, mis tähendab seda, et ei toimu temperatuuri alandamist töövälisel ajal ja toimub märgatav ülekütmine. Soojussõlme automaatikaga tutvudes selgus, et seda ei olegi programmeeritud. Nädalavahetustel ja öösiti võiks ruumi temperatuur jääda 16..18⁰C juurde, mis annaks olulist säästu. 2.7. Vee- ja kanalisatsioonisüsteemid Külm tarbevesi saadakse linnavõrgust. Tarnija on Tallinna Vesi OÜ. Sooja tarbevee valmistamine toimub läbi soojusvaheti. Olmekanalisatsioon juhitakse linnavõrku. 2.8. Ventilatsioonisüsteem Koolihoonesse on ehitatud sund sissepuhke-väljatõmbe ventilatsioonisüsteem koos 5 soojustagastusega sissepuhke-väljatõmbe ventilatsiooniseadmega. Kohalik väljatõmme on ette nähtud köögis (pliidide kohal), nõudepesuruumis ja väljastusel (marmiiti kohal). Köögiventilaator asub katusel. Keemia kabinetis on ette nähtud väljatõmmekapp. Keemiliste aurude eemaldamiseks on ette nähtud ventilaator. Tualettruumide väljatõmme toimub omaette ventilatsioonisüsteemidega. Ventilatsiooniseadmed on varustatud programmkelladega. Seadmed töötavad argipäevadel 06:00-14:00, seadmete töötunde koguneb 1560 tundi aastas (suvel seadmed seisavad). Ventilatsiooniseadmete loetelu ning nende karakteristikud on esitatud allpool tabelis. 15
Vent. süst. tähis SV-1 SV-2 Seadme nimetus Sissepuhe Seadme asukoht Katusel Köök, söögisaal, puhvet Ventilatsiooniseadmete tabel Teeninduspiirkond Õhuhulk Rõhukadu Soojusvaheti tüüp Kütte kalorifeer Q Temp. (t sis /t välja ) Elektrimootor m 3 /s Pa (kw) C (kw; A) 2,01 400 Rootor soojusvaheti η=0,45 68-0,5/+20 3,6kW; 7,9A Väljatõmme 0,95 elekter 1,3kW; 3,2A 16,2 Sissepuhe 0,87 Rootor +4,6/+20 1,7kW; 4,4A Pööningu (60/40) Aula, võimla 300 soojusvaheti ventkamber Väljatõmme 0,87 η=0,72 vesi 1,7kW; 4,4A Märkused/tüüp SFP=2,4kW/(m 3 /s); 3 faasi/ iv Produkt Flexomix-190 SFP=3,9kW/(m3/s); 3 faasi/ iv Produkt Flexomix-130 SV-3 Sissepuhe Keemia klass Keemia klassi abiruumis 0,39 250 Plaat soojusvaheti η=0,54 8 - Väljatõmme 0,34 elekter 1,12kW SFP=2,9kW/(m3/s); 3 faasi/ Salda RIS 1500V SV-4* SV-5* 50,9 Sissepuhe 2,67 +13,7/+14 3,8kW; 7,9A Rootor (60/40) Pööningu soojusvaheti Klassid 400 ventkamber η=0,55 Väljatõmme 2,67 (projektis 0,75) vesi 4,6kW; 8,9A 41,5 Sissepuhe 1,44 +20,9/+25 3,0kW; 7,9A Rootor (60/40) Klassid, jõusaal, Pööningu 400 soojusvaheti riietusruumid ventkamber Väljatõmme 1,44 η=0,75 vesi 3,2kW; 7,9A Seade töötab 1/2-koormusel; 3-tee ventiil kinni; SFP=1,6kW/(m3/s); 3 faasi/ iv Produkt Flexomix-360 Seade töötab 1/2-koormusel; SFP=2,2kW/(m3/s); 3 faasi/ iv Produkt Flexomix-300
V-6 Väljatõmme WC-d Katusel 0,29 250 - - 0,16kW V-7 Väljatõmme Köök Katusel 1,25 500 - - 3kW V-8 Väljatõmme Tüdrukute tööõpetus Katusel 0,38 300 - - 0,46kW V-9 Väljatõmme Õpikute hoidla Ruumi seinal 0,04 - - 0,025kW V-10 Väljatõmme WC-d Katusel 0,30 250 - - 0,16kW 1 faas/salda VSH 400C 3 faasi/ Systemair KBR 355 DZ 3 faasi/ Salda VSV 400 L3 1 faas/ Manrose XF 150S 1 faas/salda VSH 400C V-11 Väljatõmme Kehalise kasvatuse õpetajate ruum Katusel 0,30 200 - - 0,16kW 1 faas/salda VSH 400C V-12 Väljatõmme I korruse õpetajate ruum Seinas 0,03 50 - - 0,03kW V-13 Väljatõmme WC-d Seinas 0,02 50 - - 0,03kW 1 faas/ Vortice M150/6'' 1 faas/ Vortice M150/6'' V-14 Väljatõmme V-15 Väljatõmme V-16 Väljatõmme Keemia klassi tõmbekapp Soklikorruse tehnilised ruumid Soklikorruse koristusvahendite ruumid Katusel 0,19 200 - - 0,3kW Soojussõlmes 0,05 100 - - 0,108kW Ruumi seinal 0,01 20 - - 0,2kW 17 3 faasi/ Östberg RFTX 140C 1 faas/ Systemair K160M 1 faas/ Manrose XF 100S * Ventilatsioonisüsteemide SV-4 ja SV-5 andmed on saadud õhukanalite õhuvooluhulkade ning sissepuhke-, väljatõmbeõhu enne ja pärast soojustagastit temperatuuride mõõtmisel saadud tulemustele tuginedes. Ülejäänud andmed saadud Ventilatsiooni tööprojektist.
Märkus: SV-4 ja SV-5 seadmed on pandud tööle poolel võimsusel, seega erinevad projekteeritud ja tegelikud õhuvooluhulgad ca 2 korda. Õpetajate sõnul vent.agregaadi täiskoormusega tööl tekib ruumis ebameeldiv tõmbus, läheb väga külmaks ning esineb ka müraprobleem. Vaadates õhuhulkasid pinna kohta, selgub, et SV-4 agregaadiga teenindavates ruumides sissepuhke õhuhulk on 1,95 l/s m² kohta, mis praktiliselt kattub normatiiviga 2 l/ /s m² ja SV-5 agregaadiga teenindavates ruumides sissepuhke õhuhulk on 1,56 l/s m² kohta, mis on madal näitaja ja mida oleks mõistlik sisekliima parandamise huvides suurendada. Ventilatsiooniseadmete energiatarve Ventilatsiooni- agregaat Soojusenergia kwh/aastas Elektrienergia kwh/aastass SV-1 0 13 659 SV-2 10 594 5 293 SV-3 0 2 331 SV-4 13 395 8 921 SV-5 11 944 4 372 V-6 16 0 4459 Kokku: 35 933 39 036 33% 30% 37% SV-2 (aula, võimla) SV-4 (klassid) SV-5 (klassid) Joonis 8. Ventilatsiooniseadmete soojusenergia jagunemine 2.9. Elektrienergiakulu Hoone on ühendatud OÜ Elektrilevi elektrivõrguga. Vastavalt võrguühendusee fikseerimise kokkuleppele on garanteeritud nimipinge liitumispunktis 0,38 KV. Hoonel on kaks liitumispunkti, ühe läbilaskevõime on 300 A ja teisel 160 A.
Hoone sisemine elektrivarustus on projekteeritud pingele 400/230 v ja töötab sagedusel 50 Hz. Hoone elektrivarustus on jaotatud kaheks sektsiooniks, millest esimese installeeritud võimus on 286 kw ja teise sektsiooni installeeritud võimsus on 263 kw. Hoone aastane elektrienergiatarbimine on ca 100 MWh aastas (Vt Joonis 9). Elektrienergia tarbimine 140 127,2 120 100 89,8 95,4 103,9 99,3 105,8 103,6 MWh/a 80 60 40 20 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 keskmine Joonis 9. Elektrienergia tarbimine Viimase 6 aasta elektrienergia tarbimisandmed näitavad, et aastased tarbimised on üsna konstantsed olnud (erinevus ± 10%). Elektritarbimise väikese kasvu põhjuseks võib nimetada arvutite arvu suurenemist, projektorite ja teiste kaasaegsete elektriseadmete kasutusele võtmist ning õpilaste arvu suurenemist. Elektrienergia tarbimine ning rahaline kulu aastatel 2009...2011. Elektrienergia tarbimine Elektrienergia Elektrienergia maksumus Kulutused elektrile Eritarbimine köetava pinna kohta Märkused: Hinnad on arvestatud käibemaksuga. 2009 99280 0,07 6950 21,3 2010 105760 0,08 8461 22,7 2011 Ühik 127232 kwh/a 0,08 eur/kwh 10179 eur/a 27,3 kwh/(m 2 a) 19
Keskmine aastane elektrienergiakulu on Pae Gümnaasiumi 103,6 MWh, mis teeb 22,2 kwh/m 2 köetava/suletud netopindala kohta aastas. Vastavalt Majandus- ja Kommunikatsiooniministeeriumi määrusele nr. 258,,Energiatõhususe miinimumnõuded on koolimaja elektrienergiatarbimine hoone standardkasutusel 32,5 kwh/m 2 köetava pinna kohta (valgustus + seadmed). Siia lisandub veel ventilatsioon, seega võib väita, et hoone elektrienergiatarbimine on pigem väike. Hoone elektrienergiatarbimise paremaks mõistmiseks analüüsiti detailsemad andmed - kuupõhised tarbimisandmed (vt. joonis 7). 16 Kogu elektri tarbimine 14 12 Elekter, MWh 10 8 6 4 2 0 2009 2010 2011 Joonis 10. Elektrienergiatarbimine 2009...2011 aastatel kuude lõikes Pae Gümnaasiumis Suvine elektrienergiatarbimine on minimaalne tänu hoone sesoonsele kasutamisele. Kuid aastased kõikumised langevad enamvähem kokku, mis näitab, et hoone on töötanud aastaselt üsna ühel kasutusrežiimil. Hoone elektribilanss Aastane summaarne elektrienergiatarbimine on 103,6 MWh. Elektrienergia suurimad tarbijad on: ventilatsioon; valgustus; söökla; klassiruumid. Hoonel analüüsiti nädalase mõõteperioodi jooksul ühe klassiruumi elektrienergiakulu (v.a. valgustus). Elektrikoormuste mõõtmised teostati vooluanalüsaatoriga. Mõõtmised sooritati matemaatika klassis ajavahemikul 05.11-07.11.2012. Uuringu käigus selgitati, et üks õpetaja kasutab tunnil elektriseadmeid summaarse võimsusega ca 225W, ning kui arvestada 6 tundi päevas, 5 päeva nädalas ning 36 nädalat aastas teeb see summaarseks energiahulgaks kalendriaastas on 243 kwh. Stand-by summaarne energiahulk õppevälisel ajal kalendriaastas on 108 kwh. Vastavalt uuringu kujunes klassiruumi summaarseks aastaseks elektrienergiatarbeks (v.a valgustus) 243 + 108 (stand-by tarbimine) = 351 kwh. 20
Koolimajas on 33 klassiruumi, seega eelduslik klassiruumide elektrienergiatarbimine on 33*351 = 11,58 MWh. Koolimaja rekonstrueerimisprojekti põhjal on koolimajja installeeritud valgustite võimsus 37 636 W (siia lisanduvad veel aula prožektorid). Koolimaja valgustuse elektrienergiatarbimine on kokku vastavalt Energiatõhususe miinimumnõuetes toodud standardkasutuse profiilile 36,6 MWh aastas. Ventilatsiooniagregaatide lähteandmete tulemusel saadi ventilaatorite aastaseks elektrienergiatarbeks 30,65 MWh. Viiest ventilatsiooniagregaadist kaks omavad elektrikalorifeeri (SV-1, SV-3), nende summaarne maksimumvõimsus on 76 kw. Tänu agregaatide limiteeritud kasutusajale ja soojustagasti kasutusele on elektrikalorifeeri aastane elektritarbimine 13,9 MWh (arvutatud IDA ICE programmiga). Lisaks eelpool toodule tarbivad hoones elektrit söökla köök, aula tehnika, garderoobide ja muude üldruumide seinakontaktid mis arvutustulemuste kohaselt on ca 16,4 MWh aastas. Hoone elektribilanss on toodud allpool. Pae Gümnaasiumi elektribilanss MWh kwh/m Ventilatsioon 25,2 5,4 SV-1 ja SV-3 elektri kalorifeer Valgustus 13,9 36,6 3,0 7,8 Klassiruumide energiatarve Muu (köögi tehnika jne.) 11,6 16,4 2,5 3,5 KOKKU 103,6 22,2 Klassiruumide energiatarve 11% Koolimaja elektribilanss Muu (köögi tehnika jne.) 16% Valgustus 35% Ventilatsioon 24% SV-1 ja SV-3 elektri kalorifeer 14% Joonis 11. Pae Gümnaasiumi elektribilanss 21
Tulemused näitavad, et ventilatsioonisüsteemidel. kõige suurem osakaal on valgustussüsteemidel ning see järel Vaadates elektrienergiasäästu siis kindlasti väga kõrget elektrienergiatarbimist peegeldab klassiruumi stand-by tarbimine. 2.10. Soojusenergia kulu Alljärgnevas tabelis on toodud mõõdetud soojuse. Tasakaalutemperatuur 14,1⁰C on leitud hoone simulatsiooniga. Soojusenergia tarbimine Mõõdetud soojustarbimine Soojuskulu tarbevee soojendamiseks Soojustarbimine kütte ja ventilatsiooniks Tegeliku aasta kraadpäevadee arv Normaalaasta kraadpäevadee arv Kraadpäevadega korrigeeritud soojustarbimine Soojuse tariif/hind Kulutused soojusele Eritarbimine köetava pinna kohta Märkused: Hinnad on arvestatud käibemaksuga. 2009 409 22 387 2641 3298 505 66,2 33441 104 2010 514 23 491 3111 3298 544 65,3 35494 112 2011 488 24 464 3736 3298 434 67,6 29308 88 Ühik MWh/a MWh/a MWh/a C d C d MWh/a eur/mwh eur/a kwh/(m 2 a) Hoone keskmine kütte erikulu normaalaastal on 101 kwh/m²a. Küttekulusid 2009...2011 aastal, nii mõõdetud kui taandatuna normaalaastale, kujutab alljärgnev graafik. Soojusenergia tarbimine 600 500 409 505 544 514 488 434 MWh/a 400 300 200 100 0 2009 2010 20111 Mõõdetud soojustarbimine Kraadpäevadega korrigeeritud soojustarbimine 22
Soojuse tarbimisandmed kuude lõikes 2009...2011 Soojusenergia tarbimine 120,0 100,0 80,0 MWh 60,0 40,0 20,0 0,0 2009 2010 2011 2.11. Vee kulu Alljärgnevas tabelis on toodud mõõdetud külma vee kulu. Sooja tarbevee kulu on hinnanguline. Soojusenergia tarbimine 2009 2010 2011 Ühik Tarbevesi 1 105 1 137 1 193 m 3 /a Tarbevee eritarbimine köetava pinna kohta 0,24 0,24 0,26 m 3 /(m 2 a) Külm tarbevesi 774 796 835 m 3 /a Soe tarbevesi 332 341 358 m 3 /a Soojusekulu vee soojendamiseks 22 23 24 MWh/a Soojuse tariif/hind 66,2 65,3 67,6 eur/mwh Kulutused sooja tarbevee soojendamiseks 21 945 22 274 24 194 eur/a Sooja tarbevee erikulu köetava pinna kohta 0,07 0,07 0,08 m 3 /(m 2 a) Märkused: Soojusenergia kulu sooja vee valmistamiseks on saadud eeldusel, et 1 m³ vee soojendamiseks 50⁰ võrra kulub 58 kwh soojusenergiat. Soojavee kadu on võetud 15%. Sooja vee tarbitud koguse andmete puudumisel on võetud sooja vee kogusena 30% kogu vee kulust, mis on ka 9 Tallinna koolide keskmine. Vt Lisa 4.7. Hinnad on arvestatud käibemaksuga. Kolme aasta keskmine soojuse tarve vee soojendamiseks on 22,9 MWh/a. 23
Keskmine tarbevee erikulu kulu köetava pinna kohta on 74 l/m²a ehk 4,3 kwh/m²a, mis on madam kui energiatõhususe miinimumnõuetes kajastatud. ( Energiatõhususe arvutamise metoodika Määrus nr. 63 järgi: 180 l/m²a ehk 10 kwh/m²a). Vee tarbimine m 3 /a 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 796 835 774 332 341 2009 2010 2011 358 Külm tarbevesi Soe tarbevesi Veetarbe kasvu põhjustas ilmselt õpilaste arvu suurenemine. Vee tarbimisandmed kuude lõikes 2009...2011 m 3 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Külma vee kulu 2009 2010 2011 24
2.12. Hoone soojusbilanss Energiaauditi käigus koostati hoone energiabilanss, kus määratleti, kuidas on reaalselt mingi perioodi jooksul hoonesse antud soojusenergia kasutust leidnud. Ehk kui palju on sellest kulunud kadudeks läbi erinevate välispiirete (seinad, katus, põrand, uksed, aknad), kui palju välja ventileeritud. Bilanss on koostatud arvestades normaalaasta kraadpäevasid ja hoone tasakaalutemperatuuri. Normaalaasta kraadpäevadee arv hoone asukoha piirkonna keskmine kraadpäevade arv aastas ajavahemikus 1975-2004. Soojusbilanss Soojuskadu läbi piirdetarindite MWh/a Energiakulu õhuvahetuseks ja infiltratsiooniks Sooja vee valmistamine Arvutatud kogukulu MWh/a MWh/a MWh/a 307 164 23 494 Mõõdetud kogukulu MWh/a 494 Mõõdetud 2009-2011 aasta soojustarbe kogukulud on korrigeeritud kraadpäevadega. Arvutatud kogukulu 494 MWh/a Mõõdetud kogukulu 494 MWh/a t B B= 14,1 ºC Soojuskadu läbi piirdetarindite 307 Osakaal bilansis: MWh/a 62 % Energiakulu õhuvahetuseks ja infiltratsiooniks 164 MWh/a 33 % Sooja vee valmistamine 23 MWh/a 5 % Tasakaalutemperatuur (t B ) on 14,1 o C, mis arvutati arvutusliku meetodiga (vt Lisa 4.6). Piirde tarindite soojuskaod on leitud arvutuslikul meetodil. Soojustarve sooja tarbevee valmistamiseks 23 MWh on saadud sooja tarbevee hinnangulise koguse põhjal. 25
Hoone välispiirete soojuskadu Uue osa põrand pinnasel 2% Katus 4% Maa-alused piirdetarindid 15% Välisseinad 21% Avatäided 58% Kõige suurem piirdetarinditee soojuskadu on läbi akende. Olukorra parandamiseks on tarvis vahetada olemasolevad aknad soojapidavamete vastu. Vastavalt Energiatõhususe miinimumnõuetele (Määrus nr.68): Hoone välispiirded peavad olema pikaajaliselt õhkupidavad ja piisavalt soojustatud ja Mitteelamute välispiirete valikul võib esmase lähenemisena lähtuda järgmistest väärtustest: 3) akende ja uste soojusläbivus 0,6 1,1 W/(m2 K). 26
3. Hinnang hoone energiakasutuse kohta 3.1. Hoone piirdetarindid Enne renoveerimist : Säästupakett I : Säästupakett II : Säästupakett III : t B = 14,1 ºC t Bi = 9,1 ºC t Bii = 8,0 ºC t Biii = 6,3 ºC Piirdetarindid või selle osa Materjal/ tüüp Olukorra kirjeldus ja/või tuvastatud puudused Pindala, m 2 Hinnanguline U-väärtus, W/m 2 K Hinnangulised soojuskaod, MWh/a Parendusmeetmed, soovitused energiasäästuks Arvutuslik U- väärtus pärast meetme rakendamist, W/m 2 K Hinnangulised soojuskaod pärast meetme rakendamist, MWh/a Energiasääst, MWh/a Arvutuslik U- väärtus pärast meetme rakendamist, W/m 2 K Hinnangulised soojuskaod pärast meetme rakendamist, MWh/a Energiasääst, MWh/a Arvutuslik U- väärtus pärast meetme rakendamist, W/m 2 K Hinnangulised soojuskaod pärast meetme rakendamist, MWh/a Energiasääst, MWh/a Vana osa katus Viilkatus, plekk kate Soojustatud 300mm min.villaga 796 0,14 8,8 Ei soovitata 5,4 3,4 4,8 4,1 3,8 5,0 Uue osa katus Lamekatus, r/b-paneelid ja SBS-kate. Soojustatud 280mm min.villaga 329 0,15 3,9 Ei soovitata 2,4 1,5 2,1 1,8 1,7 2,2 Välissein Silikaatkivi müüritis Soojustatud 150mm min.villaga 3260 0,25 63,4 Ei soovitata 38,9 24,5 34,2 29,2 27,6 35,8 Maa-alune keldrivälissein Silikaatkivi müüritis Soojustuseks 50mm Styrofoam 379 0,50 15,0 Ei soovitata 9,2 5,8 8,1 6,9 6,5 8,5 Aknad PVC klaaspaketiga aknad Korras 1296 1,70 174,3 Vahetada aknad soojapidavamate vastu 106,9 67,45 94,1 80,2 1,1 49,2 125,2 Välisuksed Klaasitud puituksed Korras 24 1,50 2,9 Ei soovitata 1,8 1,12 1,6 1,3 1,3 1,6 Vana osa keldripõrand Betoonpõrand Soojustatud 100mm 820 0,50 32,5 Ei soovitata 19,9 12,56 17,5 14,9 14,1 18,3 Uue osa põrand pinnasel Betoonpõrand Soojustatud 100mm 331 0,23 6,0 Ei soovitata 3,7 2,3 3,3 2,8 2,6 3,4
4. Lisad 4.1. Kasutatud mõõteseadmed Mõõteseade Tüüp Mõõtepiirkond Mõõtetäpsus Temp. ja RH loger Hobo U12-006/011/013 0-2,5 V DC (0-4000 ppm) CO2 loger TelAire 7001 0-10 000 ppm RH ± 0,1 %, temp. ± 0,2ºC ± 5% lugemist või 50 ppm (0-5000ppm) Joonis 12. HOBO loger temperatuuri ja suhtelise niiskuse mõõtmiseks Ruumi siseõhu temperatuuri ja suhtelise niiskuse mõõtmised teostati ajaperioodil: 06.10.2011 kuni 13.09.2012. Hobo logerid kasutati kolmes klassiruumis: 1. korruse põhjapoolses korpuses, 3. korruse hoone keskel (lõuna pool), 2. korruse uues korpuses (lääne pool). Salvestamisintervalliks oli valitud 10 minutit. Joonis 13. TelAire 7001 CO2 kontesentratsiooni mõõtmisandur CO2 loger kasutati 90% klassiruumidest vähemalt kolme ööpäeva jooksul õhu CO2 sisalduse mõõtmiseks. Salvestamisintervalliks oli valitud 1 minut.
4.2. Sisekliima mõõtmistulemused Sisekliima standard EVS-EN 15251:2007 sätestab, et klassiruumi soovituslik siseõhu temperatuur peab jääma vahemikku 20-24 C (II klassi hoone puhul) ning vastavalt standardile EVS 839:2007 suhteline niiskus peab jääma vahemikku 25 45 %. CO2 tase piirväärtus on 850 ppm vastavalt sisekliima standardile - II klassi hoone (arvestades et välisõhu CO2 kontsentratsioon on 350 ppm). Sisetemperatuur Maksimaalne kütteperioodil fikseeritud sisetemperatuur oli ruumis nr. 228: +28,5ºC ja minimaalne samas ruumis 228: +16,6ºC. Keskmine kaalutud on 23ºC, mis on arvestades energiatõhusust küllalt kõrge. Allpool graafikul on kujutatud kolmes klassiruumides mõõdetud kumulatiivset jaotust kütteperioodi jooksul. 29 27 Siseõhu temperatuur, ⁰C 25 23 21 19 17 15 Suhteline aeg, % Ruum 105 Ruum 228 Ruum 310 min Temperatuur, C max Temperatuur, C Joonis 14. Kütteperioodil mõõdetud sisetemperatuuride kumulatiivne jaotus Suhteline niiskus Klassiruumides kütteperioodil mõõdetud suhteline niiskus kõikus aasta lõikes küllalt suurtes piirides. Maksimaalne suhteline niiskus on 77% ja minimaalne 5%. Kaalutud keskmine on 41%. Käesoleva graafikul on kujutatud mõõdetud suhtelise niiskuse kumulatiivset jaotust kütteperioodi jooksul. 29
Siseõhu suhteline niiskus, % 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Suhteline aeg, % Ruum 105 Ruum 228 Ruum 310 min RH, % max RH, % Joonis 15. Kütteperioodil mõõdetud suhtelise niiskuse kumulatiivne jaotus 23,5 50 Siseõhu temperatuur, ⁰C 23 22,5 22 21,5 21 20,5 45 40 35 30 25 Siseõhu suhteline niiskus, % 20 20 Temperatuur Suhteline niiskus Joonis 16. Ruumi 310 temperatuuri ja suhtelise niiskuse muutus ööpäeva jooksul (10.01.2012) Graafiku järgi on näha et suhtelise niiskusega suurt probleemi ei ole, kuid aeg ajalt liigub RH-tase üsna lähedale normi maksiimimpiirile. Temperatuuritõus on märgatav inimeste arvu suurenemisega. Kell 8:00 algavad ja kell 15:00 lõpevad õppetunnid, vahtundides inimesed lahkuvad ruumi ja kuna tegemist on kunstitunni klassiruumiga ja kella 17:00-st toimub kunstiring ning temperatuur ruumis taas kasvab, mis tähendab et ventilatsioon on nõrk. 30
CO 2 Ruumi CO2 kontsentratsiooni mõõtmised teostati ajaperioodil: 22.11.2011 kuni 20.03.2012. Koolis mõõdetud kogu perioodi keskmine CO2 tase on 860 ppm, mis on suhteliselt hea näitaja, kui aga vaadata detailsemalt olukorda siis selgub see, et hea keskmine näitaja on saadud tänu madala kontsentratsiooni õppetunni välisel ajal (ja neid tunde on rohkem), tundide jooksul aga CO2 tõuseb mõnedes ruumides isegi kuni 3600 ppm, mis räägib sellest et ventilatsioon ei täita korralikult oma funktsiooni. Käesoleva graafikul on kujutatud mõõdetud CO2 kumulatiivset jaotust ühe õppepäeva jooksul (kella 8:00-16:00). Siseõhu CO2 kontsentratsion, ppm 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Suhteline aeg, % I Klass II Klass III Klass Üks klassiruum Keskmine Joonis 17. Ühe õppepäeva CO2 kontsentratsiooni muutus üheksas erinevas klassiruumis 31
3500 3000 Kontsentratsioon, ppm 2500 2000 1500 1000 500 0 CO2 Joonis 18. 10.jaanuaril CO2 kontsentratsiooni muutus Ruumis 310 4.3. Välistemperatuur ja suhteline niiskus Siseõhu temperatuuri ja suhtelise niiskuse mõõtmise ajal olid välisõhu tingimused järgmised: aasta keskmine välistemperatuur +6,1⁰C; aasta keskmine suhteline niiskus 82 %; kütteperioodi keskmine välisõhu temperatuur +2,3⁰C; kütteperioodi keskmine suhteline niiskus 83 %. 30,0 20,0 10,0 ⁰C 0,0 2011-10-01-10,0 2011-10-21 2011-11-10 2011-11-30 2011-12-20 2012-01-09 2012-01-29 2012-02-18 2012-03-10 2012-0 3-30 2012-0 4-21 2012-0 5-11 -20,0-30,0 Joonis 19. Välistepmeratuuri muutus perioodil: oktoober 2011... mai 2012 32
4.6. Tasakaalutemperatuuride leidmine Tasakaalutemperatuur on temperatuur, milleni tõstetakse temperatuur küttesoojuse arvelt. Edasine temperatuuri tõus toimub vabasoojuse (päike, inimesed, seadmed) abil. Tasakaalutemperatuur langeb peale hoone renoveerimist, millega saavutatakse lisa säästu. Teooria: Piirdetarindite erisoojuskadu: Õhuvahetuse erisoojuskadu: Hoone erisoojuskadu kokku: H piirded = (U i A i ) [kw/ o C] H vent = L ρ c [kw/ o C] H = H piirded + H vent = (U i A i )+ L ρ c [kw/ o C] Kogu vabasoojus hoones 1 m 2 kohta on q vs kogu = 106,7 kwh/(m 2 a) Köetav pind 4662 m 2 Inimeste arv 715 in Inimese soojuseraldus 110 W Kohaloleku profiil 0,6 (0,1 koolivaheajal) Kasutusaeg 8 h tööpäevas Päikese eritootlikkus Päikese soojus Inimeste soojus Valgustuse soojus Seadmete soojus Vabasoojus kokku kwh/m 2 MWh MWh MWh MWh MWh 61,1 285,1 156,1 36,6 19,6 497,3 Vabasoojus köetava pinna kohta, kwh/m 2 106,7 Märkus: Vabasoojus arvutatud programmida IDA ICE 4.42, arvestades tegeliku inimeste arvuga, valgustuse elektriprojektiga ning mõõdetud seadmete energiatarbega. Utilisatsioonitegur η: Soojussõlm hoones ja termostaadid radiaatoritel η ~ 0,7 Arvestuslik vabasoojus 1 m 2 kohta: q vs = q vs kogu η, kwh/(m 2 a) Kogu hoone arvestuslik vabasoojus aastas Q vs = q vs A köetav pind [kwh/a] Keskmine vabasoojuskoormus: Φ vs = Q vs / KP [kw], kus KP kütteperioodi tundide arv [h] Temperatuuri tõus vaba soojuse arvelt: Δt vs = Φ vs / H [ o C] Tasakaalutemperatuur hoones enne renoveerimist: t B = t s - Δt vs [ o C], kus t s - hoone eluruumide ruumide kaalutud keskmine sisetemperatuur. 33
Hoone köetav pind: 4 662 m 2 Hoone köetav maht: 22 692 m 3 Eksisteeriv olukord Piirdetarindite erisoojuskadu U i xa i : 3,88 kw/ºc Õhuvahetuse osa hoone erisoojuskadudest L ρ c: 2,08 kw/ºc Hoone erisoojuskaod kokku H: 5,95 kw/ºc Hoone arvutuslik vabasoojus 1m 2 kohta aastas: 106,7 kwh/(m 2 a) Utilisatsioonitegur: 0,7 Keskmine vabasoojuskoormus 1 m 2 kohta q vs : 74,7 kwh/(m 2 a) Kogu hoone arvestuslik vabasoojus aastas Qvs: 348 131 kwh/a Keskmine vabasoojuskoormus Φvs: 53,1 kw Temperatuuri tõus vabasoojuse arvelt t vs : 8,9 ºC Hoone keskmine temperatuur t s : 23,0 ºC Tasakaalutemperatuur ennem renoveerimist t B : 14,1 ºC KULU KÜTTELE: Küte: 306,8 MWh Ventilatsioon: 164,4 MWh Kokku: 471,2 MWh Soe vesi: 22,9 MWh Elekter: 103,6 MWh ET-arv : 139,8 kwh/m 2 Klass: C 34
Säästupakett I Piirdetarindite erisoojuskadu U i xa i : 3,88 kw/ºc Õhuvahetuse osa hoone erisoojuskadudest L ρ c: 2,10 kw/ºc Hoone erisoojuskaod kokku H: 5,98 kw/ºc Hoone arvutuslik vabasoojus 1m 2 kohta aastas: 106,7 kwh/(m 2 a) Utilisatsioonitegur: 0,7 Keskmine vabasoojuskoormus 1 m 2 kohta q vs : 74,7 kwh/(m 2 a) Kogu hoone arvestuslik vabasoojus aastas Qvs: 348 131 kwh/a Keskmine vabasoojuskoormus Φvs: 53,1 kw Temperatuuri tõus vabasoojuse arvelt t vs : 8,9 ºC Hoone keskmine temperatuur t s : 18,0 ºC Tasakaalutemperatuur ennem renoveerimist t B : 9,1 ºC Säästupakett II KULU KÜTTELE: Küte: 188,1 MWh Ventilatsioon: 101,9 MWh Kokku: 290,0 MWh Vähenemine: 37 % Soe vesi: Elekter: 22,9 MWh 111,1 MWh ET-arv : 108,1 kwh/m 2 Klass: B Piirdetarindite erisoojuskadu U i xa i : 3,88 kw/ºc Õhuvahetuse osa hoone erisoojuskadudest L ρ c: 1,45 kw/ºc Hoone erisoojuskaod kokku H: 5,33 kw/ºc Hoone arvutuslik vabasoojus 1m 2 kohta aastas: 106,7 kwh/(m 2 a) Utilisatsioonitegur: 0,7 Keskmine vabasoojuskoormus 1 m 2 kohta q vs : 74,7 kwh/(m 2 a) Kogu hoone arvestuslik vabasoojus aastas Qvs: 348 131 kwh/a Keskmine vabasoojuskoormus Φvs: 53,1 kw Temperatuuri tõus vabasoojuse arvelt t vs : 10,0 ºC Hoone keskmine temperatuur t s : 18,0 ºC 35
Tasakaalutemperatuur ennem renoveerimist t B : 8,0 ºC KULU KÜTTELE: Küte: 165,6 MWh Ventilatsioon: 55,9 MWh Kokku: 221,5 MWh Vähenemine: 51 % Soe vesi: Elekter: 22,9 MWh 110,7 MWh ET-arv : 94,7 kwh/m 2 Klass: B Säästupakett III Piirdetarindite erisoojuskadu U i xa i : 3,10 kw/ºc Õhuvahetuse osa hoone erisoojuskadudest L ρ c: 1,45 kw/ºc Hoone erisoojuskaod kokku H: 4,55 kw/ºc Hoone arvutuslik vabasoojus 1m 2 kohta aastas: 106,7 kwh/(m 2 a) Utilisatsioonitegur: 0,7 Keskmine vabasoojuskoormus 1 m 2 kohta q vs : 74,7 kwh/(m 2 a) Kogu hoone arvestuslik vabasoojus aastas Qvs: 348 131 kwh/a Keskmine vabasoojuskoormus Φvs: 53,1 kw Temperatuuri tõus vabasoojuse arvelt t vs : 11,7 ºC Hoone keskmine temperatuur t s : 18,0 ºC Tasakaalutemperatuur ennem renoveerimist t B : 6,3 ºC KULU KÜTTELE: Küte: 106,9 MWh Ventilatsioon: 50,2 MWh Kokku: 157,1 MWh Vähenemine: 64 % Soe vesi: Elekter: 36 22,9 MWh 110,7 MWh ET-arv : 82,2 kwh/m 2
4.7. Veetarbimine erinevates koolides Klass: B Kool Õpilaste arv Kogu tarbitud vee hulk, m3 Soojatarbevee vooluhulk, m3 Soojatarbevee sakaal, % 1 Tallinna Majanduskool 620 41,3 10,2 24,7 2 Tallinna Kristiine Gümnaasium 700 53,9 12,7 23,6 3 Lasnamäe Üldgümnaasium 600 51,7 15,3 29,6 4 Tallinna Mustjõe Gümnaasium 650 63,4 15,4 24,3 5 Tallinna Liivalaia Gümnaasium 400 59,5 12,6 21,2 6 Kadrioru Saksa Gümnaasium 750 50 13,4 26,8 7 Tallinna Pelgulinna Gümnaasium 600 259,4 90,8 35,0 8 Westholmi gümnaasium 500 44,1 18,7 42,4 9 Tallinna Sõle Põhikool 190 22 7,4 33,6 Keskmine: 29,0% 37
Õppehoone energiaaudit Pae tn 5, Tallinn 4.8. Illustreerivad fotod Foto 1. Välisfassaad Foto 2. Välisfassaad Foto 3. Juurdeehituse välisfassaad Foto 4. Tagafassaad Foto 5. Juurdeehituse küljefassaad Foto 6. Juurdeehituse fassaad 38
Õppehoone energiaaudit Pae tn 5, Tallinn Foto 7. Soojussõlm Foto 8. Elektrikilp Foto 9. Ventilatsiooni kamber pööningul Foto 10. SV-4 vent.agregaat Foto 11. SV-4 Rootor soojustagasti Foto 12. SV-5 vent.agregaat 39
Õppehoone energiaaudit Pae tn 5, Tallinn Foto 13. SV-3 vent.agregaat Foto 14. Segamissõlm Foto 15. SV-3 vent.agregaat keemia klassis Foto 16. SV-1 vent.agregaat juurdeehituse katusel 40