ENERGETICKÝ AUDIT budovy Okresný úrad Košice - okolie Hroncová 13
ENERGETICKÝ AUDIT BUDOVY Okresný úrad Košice - okolie Hroncová 13 Spracovateľ: Slovenská inovačná a energetická agentúra Energetický audítor: Spolupracovali: Ing. Karol Keher Ing. Juraj Nistor Dátum: Máj 2014 2
OBSAH 1. ÚVOD...5 2. IDENTIFIKAČNÉ ÚDAJE...6 2.1 Žiadateľ...6 2.2 Spracovateľ energetického auditu...6 3. POPIS SÚČASNÉHO STAVU...7 3.1 Základné údaje o predmete energetického auditu...7 3.1.1 Identifikácia predmetu energetického auditu...7 3.1.2 Charakteristika budovy...8 3.1.3 Systém vykurovania a prípravy TV...9 3.1.4 Osvetlenie...10 3.2 Základné údaje o energetických vstupoch a výstupoch...10 4. TEPELNOTECHNICKÉ POSÚDENIE STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ...12 4.1 Normy, smernice a vyhlášky...12 4.2 Miestne a normalizované klimatické podmienky...12 4.3 Zhodnotenie obalových konštrukcií objektu...13 4.3.1 Pevné stavebné konštrukcie...13 4.3.2 Otvorové konštrukcie...14 4.3.3 Celkové hodnotenie obalových konštrukcií objektu...15 4.4 Potreba tepla na vykurovanie...16 4.5 Hodnotenie budovy z hľadiska potreby tepla na vykurovanie...18 5. NÁVRH OPATRENÍ NA ZNÍŽENIE SPOTREBY ENERGIE...19 5.1 Zateplenie obvodových stien...19 5.2 Zateplenie strechy...21 5.3 Zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom...22 5.4 Výmena otvorových konštrukcií...24 5.5 Inštalácia fotovoltaického systému na výrobu elektriny...26 5.6 Výmena svetelných zdrojov a svietidiel...26 5.7 Inštalácia termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy...27 5.8 Porovnanie výsledkov navrhovaných opatrení...28 6. PROJEKT ZNÍŽENIA ENERGETICKEJ NÁROČNOSTI OBJEKTU...30 6.1 Návrh projektu...30 6.2 Hodnotenie navrhovaného stavu z hľadiska potreby tepla na vykurovanie...31 7. ENVIRONMENTÁLNE HODNOTENIE...32 8. ZÁVER...33 9. REKAPITULAČNÝ LIST ENERGETICKÉHO AUDITU...34 10. PRÍLOHY...36 10.1 Príloha 1 Výpočet súčiniteľov prechodu tepla...36 10.2 Príloha 2 Výpočet solárnych ziskov...36 10.3 Príloha 4 Fotodokumentácia objektu...38 10.4 Príloha 5 Termovízne posúdenie objektu...41 3
10.5 Príloha 6 Základne údaje o budove...53 ZOZNAM TABULIEK Tabuľka 1: Lokalizácia predmetu energetického auditu... 7 Tabuľka 2: Technické a geometrické parametre budovy... 9 Tabuľka 3: Prevádzkový režim budovy... 9 Tabuľka 4: Svietidlá 10 Tabuľka 5: Merný náklad na energiu... 11 Tabuľka 6: Počty vykurovacích dní a priemerná vonkajšia teplota... 12 Tabuľka 7: Vykurovacia teplota využitia vnútorného priestoru... 13 Tabuľka 8: Klimatické podmienky... 13 Tabuľka 9: Zoznam pevných stavebných konštrukcií... 14 Tabuľka 10: Zoznam typov otvorových konštrukcií... 15 Tabuľka 11: Hodnotenie priemerného súčiniteľa prechodu tepla podľa STN 73 0540-2... 16 Tabuľka 12: Výpočet potreby tepla na vykurovanie... 16 Tabuľka 13: Hodnotenie budovy podľa STN 73 0540-2... 18 Tabuľka 14: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie obvodových stien pre splnenie podmienok STN 730540-2. 19 Tabuľka 15: Navrhovaná tepelná izolácia obvodových stien... 19 Tabuľka 16: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie obvodových stien... 20 Tabuľka 17: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie obvodových stien... 20 Tabuľka 18: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie strechy pre splnenie podmienok STN 730540-2... 21 Tabuľka 19: Navrhovaná tepelná izolácia strechy... 21 Tabuľka 20: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie strechy... 22 Tabuľka 21: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie strechy... 22 Tabuľka 22: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie podlahy pre splnenie podmienok STN 730540-2... 23 Tabuľka 23: Navrhovaná tepelná izolácia podlahy nad nevykurovaným priestorom... 23 Tabuľka 24: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom.. 23 Tabuľka 25: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom... 24 Tabuľka 26: Zoznam typov navrhovaných otvorových konštrukcií... 24 Tabuľka 27: Výpočet potreby tepla na vykurovanie výmena otvorových konštrukcií... 25 Tabuľka 28: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena otvorových konštrukcií... 25 Tabuľka 29: Ekonomické hodnotenie opatrenia inštalácia fotovoltaického systému... 26 Tabuľka 30: Návrh výmeny svetelných zdrojov a svietidiel... 27 Tabuľka 31: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena svetelných zdrojov a svietidiel... 27 Tabuľka 32: Investičné náklady na realizáciu inštalácie termoregulačných ventilov na vykurovacích telesách a hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy budovy... 28 Tabuľka 33: Súhrn navrhovaných opatrení... 30 Tabuľka 34: Výpočet potreby tepla na vykurovanie projekt zníženia energetickej náročnosti... 30 Tabuľka 35: Ekonomické hodnotenie projektu - zníženie energetickej náročnosti objektu... 31 Tabuľka 36: Hodnotenie budovy podľa STN 73 0540-2... 31 Tabuľka 37: Hodnotenie redukcie CO 2... 32 ZOZNAM GRAFOV A OBRÁZKOV Obrázok 1: Situačná mapa budovy... 7 Obrázok 2: Náčrt budovy... 8 Graf 3: Priebeh dennostupňov a porovnanie s priemerom... 12 Graf 4: Podiel konštrukcií a tepelných mostov na celkovej mernej tepelnej strate... 16 Graf 5: Porovnanie vypočítanej mernej potreby so skutočnou spotrebou tepla na UK... 17 Graf 6: Porovnanie vnútorných teplôt v objekte počas vykurovacieho obdobia... 17 Graf 7: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie obvodovej steny v závislosti od jednoduchej návrat. Invest.. 20 Graf 8: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie strechy v závislosti od jednoduchej návratnosti investície... 21 Graf 9: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie podlahy v závislosti od jednoduchej návratnosti investície... 23 Graf 10: Porovnanie ročných úspor energie pri jednotlivých opatreniach... 28 Graf 11: Porovnanie návratností investícií pri jednotlivých opatreniach... 28 Graf 12: Redukcia CO 2 vplyvom realizácie jednotlivých opatrení... 32 Obrázok 13 Pohľad juhovýchodný... 38 Obrázok 14 Pohľad severný... 38 Obrázok 15 Pohľad juhozápadný... 39 Obrázok 16 Pohľad na strechu. budova časť A... 39 Obrázok 17 Vykurovacie telesá... 40 Obrázok 18 Svietidla... 40 4
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 2014-2020. Energetický audit je duševným vlastníctvom spracovateľa - Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry. 5
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. 3.1.1 Identifikácia predmetu energetického auditu Predmetom energetického auditu je budova Okresného úradu Košice okolie, Hroncova 13 Tabuľka 1: Lokalizácia predmetu energetického auditu Ulica, číslo: Hroncova 13 Obec: Košice I Okres: Košice I 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
3.1.2 Charakteristika budovy Budova bola skolaudovaná koncom šesťdesiatych rokov minulého storočia. Architektonicky je členená do dvoch časti, časť A je desaťpodlažná a časť B dvojpodlažná. Obidve časti sú prepojené spojovacím krčkom. Budova A má jedno čiastočne podzemné podlažie (severná strana). V podzemnom podlaží sa zo severnej strany nachádzajú skladové priestory a z južnej strany 6 garáží a dielňa údržby. Na ostaných podlažiach sú kancelárske priestory. Typické podlažie tejto budovy je situačne riešene pozdĺžnou chodbou v strede budovy z ktorej je vstup do jednotlivých kancelárii. Vertikálna komunikácia v budove je zabezpečená schodiskom a dvoma osobnými výťahmi. Modulová osnova nosných stien je 3 600 mm. Zvislé nosné steny sú zo železobetónových dielcov s hrúbkou 150 mm. V štítoch sú osadené pórobetónové panely s hrúbkou 210 mm a železobetónová stena ma hrúbku 150 mm Obvodová stena suterénu je betónová s keramickým obkladom. Obvodový plášť I. NP až 10 NP je z pórobetónových panelov s hrúbkou 300 mm. Stropne konštrukcie sú z PZD panelov. Strecha je plochá zo železobetónových dielcov. Konštrukčná výška jednotlivých podlaží budovy A je 2,8 m. Otvorové konštrukcie budovy sú z veľkej časti vymenené za plastové s izolačným dvojsklom, zvyšné okná (okna suterénu) sú riešené zdvojenými oknami s dreveným rámom alebo kovovým bez prerušenia tepelného mosta (zasklená stena schodiska). Obrázok 2: Náčrt budovy Pohľad východný Pohľad severný Hlavný vstup Časť budovy B Pôdorys budovy Časť budovy A 8
Nosnú konštrukciu budovy A tvorí železobetónový skelet. Obvodové steny sú murované z pórobetónových tvárnic. Aj v tejto časti budovy boli vymenené otvorové konštrukcie za plastové z izolačným dvojsklom. Strecha je plochá zo železobetónových stropných panelov. Konštrukčná výška tejto časti budovy je 3,5 m. V prízemí budovy je vstupný vestibul, priestory malej zasadačky a skladové priestory. Na I. poschodí priestory veľkej zasadačky a kancelárie. Budova je využívaná hlavne v pracovných dňoch, priemerne sa v nej zdržuje cca 200 osôb. Tabuľka 2: Technické a geometrické parametre budovy Celková zastavaná plocha [m 2 ] A 823 Obvod zastavanej plochy [m] P 165 Obstavaný vykurovaný objem [m 3 ] V b 14 674 Merná plocha [m 2 ] A b 4 118 Ochladzovaná obalová konštrukcia [m 2 ] A i 4 941 Faktor tvaru budovy [m -1 ] A i/v b 0,34 Počet nadzemných podlaží 9 Priemerná konštrukčná výška podlažia [m] h k,pr 2,99 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 3.1.3 Systém vykurovania a prípravy TV Dodávka tepla na vykurovanie je realizovaná zo sústavy centralizovaného zásobovania teplom Mesta Košice z centrálnej odovzdávacej stanice tepla OST 1101. Vlastníkom OST a dodávateľom tepla je Tepelné hospodárstvo s.r.o. Košice. Dodávka tepla pre objekt je meraná fakturačným meradlom umiestneným v suteréne budovy časť A : Dodávka TÚV nie je zabezpečovaná. Technický sa ani nedá centrálne zabezpečovať kvôli chýbajúcim rozvodom teplej vody v budove. Ohrev TÚV v budove je riešený iba v priestoroch WC prietokovými elektrickými ohrievačmi (9 ks á 1,5kW) a jedným zásobníkovým elektrickým ohrevom (100l, 1,8 kw) v miestnosti vodičov. 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. Nainštalovaná zónová regulácie južnej vetvy je nefunkčná. Z horizontálnych rozvodov vykurovacích zón 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. 9
3.1.4 Osvetlenie Osvetľovacia sústava budovy je pôvodná okrem svietidiel na piatom poschodí v časti budovy A, kde boli vymenené všetky svietidla (vynútená rekonštrukcia po požiari na tomto poschodí). 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 (1165 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 2013.. Tabuľka 4: Svietidlá Druh svetelného zdroja v svietidle lineárna žiarivka T8 + klasický predradník lineárna žiarivka T8 + klasický predradník lineárna žiarivka T5 + elektronický predradník + nové svietidlo lineárna žiarivka T5 + elektronický predradník + nové svietidlo Príkon svietidla [W] Počet svietidiel [ks] Celkový príkon [W] Spotreba elektriny [kwh] Náklad na elektrinu [EUR] 80 171 13 680 14 392 2 778 72 54 3 888 4 090 790 36 18 648 682 132 54 12 648 682 132 obyčajná žiarovka 40 171 6 840 7 196 1 389 Spolu: - 426 25 704 27 042 5 220 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: Tepelná hospodárstvo 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 2011 2012 2013 Priemer Množstvo [kwh] 59 966 60 431 59 882 60 093 elektrina Náklad [EUR] 10 658 10 820 11 560 11 013 osvetlenie [kwh] 26 985 27 194 26 947 27 042 ostatné [kwh] 32 981 33 237 32 935 33 051 Množstvo [kwh] 510 111 540 028 515 083 521 741 Náklad [EUR] 37 549 40 592 41 922 40 021 teplo nakúpené UK [kwh] 510 111 540 028 515 083 521 741 z toho: TV [kwh] - - - - 10
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] 0,081 Merný náklad na TV [EUR/kWh] - Merný náklad na osvetlenie [EUR/kWh] 0,193 11
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 13790 : 2008 energetická hospodárnosť budov, výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie, STN EN ISO 13789 : 2008 tepelnotechnické vlastnosti budov, merný tepelný tok prechodom tepla a vetraním, STN EN ISO 13370 : 2008 tepelnotechnické vlastnosti budov, šírenie tepla zeminou, STN EN ISO 10077-1 : 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 73 0540-2 : 2013 tepelná ochrana budov, tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, časť 2 funkčné požiadavky STN 73 0540-3 : 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 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Počet vykurovacích dní 227 214 209 204 216 181 230 202 209 198 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 3 541,2 3 488,2 3 385,8 3 019,2 3 088,8 3 004,6 3 565,0 3 333,0 3 344,0 3 128,4 Graf 3: Priebeh dennostupňov a porovnanie s priemerom 3 900,0 Dennostupne 3 600,0 3 300,0 3 000,0 2 700,0 3 541,2 3 565,0 3 488,2 3 385,8 3 333,0 3 344,0 3293,8 3 019,2 3 088,8 3 128,4 3 004,6 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 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 12
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 2522 20,6 administratívne budovy - chodby, foyer, hlavné schodisko, záchody, 1221 18,5 administratívne budovy - vedľajšie schodiská vykurované, prevádkové miestnosti, archív, sklady 376 15 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 73 0540-2. Tabuľka 8: Klimatické podmienky Normalizované hodnotenie Upravené hodnotenie Vonkajšia výpočtová teplota [ o C] q e -15-13 Veterná oblasť, rýchlosť vetra [ms -1 ] v - od 2 do 5 Vnútorná výpočtová teplota [ o C] q i 18,5 19,5 Priemerná vonkajšia teplota vykurovacieho obdobia [ o C] q ae 3,86 3,7 Priemerný počet vykurovacích dní: d 212 209,0 Priemerný počet dennostupňov: D 3104 3293,8 4.3 Zhodnotenie obalových konštrukcií objektu Pre zhodnotenie obalových konštrukcií bola použitá čiastočne dostupná výkresová a technická dokumentácia, fotodokumentácia a vlastná obhliadka objektu. Tepelnotechnícke vlastnosti obvodových konštrukcií objektu ďaleko zaostávajú za požiadavkami noriem. Pri uložení pórobetónových panelov na obvodových stužovadlách v mieste stykoch sú výrazné tepelné mosty. Hydroizolačná vrstva na streche budovy časť A je na mnohých miestach v mieste uloženia na atike popraskaná a dochádza k zatekaniu vody pod izoláciu. 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. 4.3.1 Pevné stavebné konštrukcie Súčet plôch všetkých pevných stavebných konštrukcií predstavuje 3695 m 2. Súčiniteľ prechodu tepla týchto stavebných konštrukcií je od 0,38 W.m -2.K -1 do 2,32 W.m -2.K -1. Jednotlivé typy stavebných konštrukcií sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Merná tepelná strata prechodom 13
všetkých pevných stavebných konštrukcií je 3763,61 W.K -1, čo predstavuje 59,3 % z celkovej mernej tepelnej straty prechodom. Tabuľka 9: Zoznam pevných stavebných konštrukcií Stavebná konštrukcia Plocha [m 2 ] Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] Maximálna hodnota U podľa STN 730540-2 [Wm -2 K -1 ] Normalizovaná hodnota U podľa STN 730540-2 [W.m -2.K -1 ] Odporúčaná hodnota U podľa STN 730540-2 [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN 73 0540-2 Zvislé steny nad terénom A U U max U N U r1 štítové steny budovy časť A 646,7 1,20 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje obvodové steny budovy časť A, I.NP - 9.NP 1151,1 1,06 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje obvodové steny budovy časť B, prízemie 127,2 1,07 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje obvodové steny budovy časť B, I NP 82,7 1,06 0,46 0,32 0,22 nevyhovuje Podlaha nad nevykurovaným priestorom východná strana, časť budovy B 53,4 2,32 1,60 0,95 0,75 nevyhovuje Strecha plochá Strecha plochá nad strojovňou výťahu 30,8 0,82 0,30 0,20 0,10 nevyhovuje Strecha plochá nad kanálom vzduchotechniky 47,0 0,61 0,30 0,20 0,10 nevyhovuje Strecha plochá - zvyšok 731,5 0,59 0,30 0,20 0,10 nevyhovuje Strecha sedlová, podkrovie vykurované plocha strešná konštrukcia vrátane 822,7 1,38 0,30 0,20 0,10 nevyhovuje strechy strojovne výťahov Stavebná konštrukcia Plocha [m 2 ] Hodnota tepelného odporu (m 2 KW -1 ) Minimálna hodnota R podľa STN 730540-2 (m 2 KW -1 ) Normalizovaná hodnota R podľa STN 730540-2 (m 2 KW -1 ) Odporúčaná hodnota R podľa STN 730540-2 (m 2 KW -1 ) Hodnotenie podľa STN 73 0540-2 A R R min R N R r1 Zvislé steny pod terénom s vykurovaným suterénom steny vykurovaného suterénu, časť 70,4 0,58 1 1,5 2,0 nevyhovuje budovy A Podlaha na teréne neizolovaná, alebo izolovaná po celej ploche podlaha na teréne 740,4 0,53 1,5 2,3 2,5 nevyhovuje 4.3.2 Otvorové konštrukcie Súčet plôch všetkých typov otvorových konštrukcií predstavuje 1247 m 2. Súčiniteľ prechodu tepla týchto stavebných konštrukcií je od 1,05 W.m -2.K -1 do 5,94 W.m -2.K -1. Jednotlivé typy otvorových konštrukcií sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Merná tepelná strata prechodom otvorových konštrukcií je 2087,57 W.K -1, čo predstavuje 32,9 % z celkovej mernej tepelnej straty prechodom. Pôvodné otvorové konštrukcie takmer na celej budove už boli vymenene za plastové z izolačným sklom koncom deväťdesiatich rokoch minulého storočia. Pôvodné sú okna a garážové dvere suterénu. Pri výmene okien sa nevymenili parapetné dosky, čo má za následok zatekanie vody po obvodových konštrukciách, čím dochádza k narušovaniu ich homogenity. Problematická je zasklená stena s kovovým rámom bez prerušeného tepelného mosta schodiska v budove časti A, ktorá pri sanácií otvorových konštrukcií nebola vymenená. 14
. 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 730540-2 [W.m -2.K -1 ] Odporúčané hodnoty U o podľa STN 730540-2 [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN 73 0540-2 okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "A" - kancelárie okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "A" - štítové steny okno drevené, zdvojené, typ. časť budovy "A" - suterén okno drevené, zdvojené, typ. časť budovy "A" - WC,obvodové steny dvere bez zádveria kovové bez preruš. tep. mosta, sklo jednoduché, typ. časť budovy "A" - garáže okno kovové bez preruš. tep. mosta, zdvojené, typ. časť budovy "A" - presklenie schodiska dvere so zádverím plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - hlavné vstupne vonkajšie dvere dvere bez zádveria plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - vedľajšie vstupne vonkajšie dvere, východná strana dvere bez zádveria drevené, zdvojené, typ. časť budovy "B" - vedľajšie vstupne vonkajšie dvere, južná strana okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna vestibulu okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na prízemi okno drevené, zdvojené, typ. časť budovy "B" - okna na prízemi okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na I.NP okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na I.NP okno drevené, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na I.NP A U A.U U W,N U W,r1 845,64 1,16 982,53 1,40 1,00 vyhovuje 69,30 1,18 82,08 1,40 1,00 vyhovuje 9,08 2,75 24,98 1,40 1,00 nevyhovuje 8,17 2,75 22,48 1,40 1,00 nevyhovuje 75,00 5,94 445,87 3,00 2,50 nevyhovuje 115,20 3,28 378,24 1,40 1,00 nevyhovuje 10,36 1,18 12,21 4,00 3,00 vyhovuje 3,34 1,25 4,17 3,00 2,50 vyhovuje 3,34 2,78 9,26 3,00 2,50 vyhovuje 8,14 1,05 8,55 1,40 1,00 vyhovuje 13,72 1,22 16,77 1,40 1,00 vyhovuje 0,9075 2,75 2,50 1,40 1,00 nevyhovuje 75,6 1,14 86,31 1,40 1,00 vyhovuje 7,84 1,22 9,58 1,40 1,00 vyhovuje 0,9075 2,28 2,07 1,40 1,00 nevyhovuje 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. 4.3.3 Celkové hodnotenie obalových konštrukcií objektu Merná tepelná strata obalových konštrukcií vrátane mernej tepelnej straty vplyvom tepelných mostov je 6 345,29 W.K -1. Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov bola určená približne, a to na základe zvýšenia súčiniteľa prechodu tepla vyjadreného vo Wm-2K-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 73 0540-2 je uvedené v tabuľke 11. Podiel jednotlivých konštrukcií a tepelných mostov na celkovej mernej tepelnej strate prechodom je uvedený v nasledujúcom grafe. 15
Tabuľka 11: Hodnotenie priemerného súčiniteľa prechodu tepla podľa STN 73 0540-2 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 73 0540-2 0,34 1,28 0,53 0,35 0,24 nevyhovuje Graf 4: Podiel konštrukcií a tepelných mostov na celkovej mernej tepelnej strate Otv orov é konštrukcie 32,9% Vply v tepelných mostov 7,8% Obv odov é steny nad terénom 35,1% Obv odov é steny pod terénom 1,0% Strecha plochá 17,8% Podlaha nad nev y kurov aným priestorom 1,0% Podlaha na teréne 4,4% 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 654 733 kwh. Na celkovej potrebe sa pokrytie tepelnej straty prechodom obalovými konštrukciami podieľa 76,6 %, podiel vetrania je 23,4 %. Celková spotreba energie je redukovaná tepelnými ziskami budovy vo výške 121 671 kwh s mierou ich využitia na úrovni 95 %. Výsledná potreba tepla na vykurovanie budovy so započítaním tepelných ziskov je 539 145 kwh. Tabuľka 12: Výpočet potreby tepla na vykurovanie Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 494,11 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 5 851,18 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 6 345,29 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,11 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 7 337,12 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 937,00 16
Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 8 282,29 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 17 347,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S 104 323,89 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S 121 670,89 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T 501 608,64 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V 153 123,93 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h 539 145,22 Potreba tepla na vykurovanie na vstupe do hodnoteného objektu prepočítaná cez účinnosť výroby tepla 100,0 % je 539 145 kwh, čo predstavuje 1940,9 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) 180,0 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 153,0 161,5 164,6 163,7 2011 2012 2013 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. Porovnaním uvedených teplôt s vnútornou výpočtovou teplotou 19,5 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 vnútorná teplota ( o C) 22,00 19,00 16,00 13,00 18,58 19,28 19,72 19,5 10,00 2011 2012 2013 Vy počet 17
4.5 Hodnotenie budovy z hľadiska potreby tepla na vykurovanie Pre hodnotenie budovy z hľadiska splnenia minimálnej požiadavky na energetickú hospodárnosť budovy podľa STN 73 0540-2 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 73 0540-2 Faktor tvaru budovy [m -1 ] A/V b 0,34 Potreba tepla na UK v referenčnej vykurovacej sezóne [kwh] Q h 501 409,80 Merná potreba tepla na vykurovanie [kwhm -2 ] Q EP 121,75 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 73 0540-2 Q EP Q N,EP nevyhovuje 18
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: 0,08 EUR/kWh, elektrina: 0,19 EUR/kWh), ktoré boli upravené mierou priemerného ročného nárastu cien energií (0,2%). Reálna diskontná miera, so zohľadnením ročnej miery inflácie (1,4%), bola stanovená vo výške 2,1%. 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 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 730540-2 Stavebná konštrukcia 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 ] štítové steny budovy časť A 1,20 90 0,30 150 0,21 obvodové steny budovy časť A, I.NP - 9.NP 1,06 90 0,29 140 0,21 obvodové steny budovy časť B, prízemie 1,07 90 0,29 140 0,21 obvodové steny budovy časť B, I NP 1,06 90 0,29 140 0,21 Tabuľka 15: Navrhovaná tepelná izolácia obvodových stien Stavebná konštrukcia štítové steny budovy časť A obvodové steny budovy časť A, I.NP - 9.NP obvodové steny budovy časť B, prízemie obvodové steny budovy časť B, I NP Skladba zateplenia polystyrén expandovaný (EPS) v hrúbke 140 mm (R= 3,684 m2.k.w-1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w- 1), polystyrén expandovaný (EPS) v hrúbke 140 mm (R= 3,684 m2.k.w-1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w- 1), polystyrén expandovaný (EPS) v hrúbke 140 mm (R= 3,684 m2.k.w-1), omietka silikátová v hrúbke 20 mm (R= 0,100 m2.k.w- 1), polystyrén expandovaný (EPS) v hrúbke 140 mm (R= 3,684 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 ] 0,22 0,21 0,21 0,21 19
Graf 7: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie obvodovej steny v závislosti od jednoduchej návrat. Invest. 15,0 14,0 jednoduchá návratnosť (roky) 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 12,94 10,84 9,74 9,06 8,62 8,31 8,09 7,93 7,81 7,72 7,65 7,60 7,56 7,54 7,53 7,52 7,52 7,53 7,54 6,0 5,0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 hrúbka tepelnej izolácie (mm) Tabuľka 16: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie obvodových stien Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 247,054 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 4 051,901 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 4 298,954 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,11 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 7 337,12 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 936,999 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 6 235,953 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 17 347,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S 104 323,89 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S 121 670,89 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T 339 841,62 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V 153 123,93 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h 377 378,19 Tabuľka 17: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie obvodových stien Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 99 200 Ročná úspora energie [kwh] 161 767 Miera úspory energie [%] 30,0% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 13 166 Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 7,5 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 8,2 Čistá súčasná hodnota [EUR] 161 899 Vnútorná miera výnosnosti [%] 12,8% 20
5.2 Zateplenie strechy S ohľadom na splnenie podmienok tepelnej pohody a splnenie energetických požiadaviek budovy, navrhujeme existujúcu plochu strešnú konštrukciu vrátane striech strojovní výťahov 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 730540-2 Stavebná konštrukcia plocha strešná konštrukcia vrátane strechy strojovne výťahov 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 ] 1,38 150 0,20 330 0,10 Tabuľka 19: Navrhovaná tepelná izolácia strechy Stavebná konštrukcia plocha strešná konštrukcia vrátane strechy strojovne výťahov 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 ] 0,17 Graf 8: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie strechy v závislosti od jednoduchej návratnosti investície 10,0 jednoduchá návratnosť (roky) 8,0 6,0 4,0 7,69 6,52 6,01 5,76 5,64 5,60 5,60 5,64 5,69 5,77 5,85 5,95 6,05 6,16 6,27 6,38 6,50 6,62 6,75 2,0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 hrúbka tepelnej izolácie (mm) 21
Tabuľka 20: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie strechy Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 494,107 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 4 858,291 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 5 352,398 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,11 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 7 337,12 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 936,999 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 7 289,396 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 17 347,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S 104 323,89 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S 121 670,89 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T 423 118,61 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V 153 123,93 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h 460 655,19 Tabuľka 21: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie strechy Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 41 500 Ročná úspora energie [kwh] 78 490 Miera úspory energie [%] 14,6% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 6 388 Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 6,05 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 7,0 Čistá súčasná hodnota [EUR] 85 186 Vnútorná miera výnosnosti [%] 15,1% 5.3 Zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom S ohľadom na splnenie podmienok tepelnej pohody a splnenie energetických požiadaviek budovy, navrhujeme podlahu nad nevykurovaným priestorom zatepliť expandovaným polystyrénom. Z technického hľadiska by sa tepelná izolácia umiestnila na strop nevykurovaného priestoru. Minimálna hrúbka tepelnej izolácie na splnenie energetických požiadaviek a návrh skladby a hrúbky zateplenia jednotlivých stavebných konštrukcií je uvedený v nasledovných tabuľkách. V grafe 8 je pre porovnanie zobrazená optimálna hrúbka tepelnej izolácie vzhľadom na ekonomickú návratnosť investície do zateplenia tejto stavebnej konštrukcie. 22
Tabuľka 22: Minimálna hrúbka tepelnej izolácie podlahy pre splnenie podmienok STN 730540-2 Stavebná konštrukcia 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 ] východná strana, časť budovy B 2,32 30 0,82 40 0,67 Tabuľka 23: Navrhovaná tepelná izolácia podlahy nad nevykurovaným priestorom Stavebná konštrukcia východná strana, časť budovy B Skladba zateplenia polystyrén expandovaný (EPS) v hrúbke 120 mm (R= 3,158 m2.k.w- 1), omietka silikátová v hrúbke 0 mm (R= 0,000 m2.k.w-1), Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] 0,28 Graf 9: Optimalizácia hrúbky tepelnej izolácie podlahy v závislosti od jednoduchej návratnosti investície 6,0 5,5 5,51 jednoduchá návratnosť (roky) 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 4,77 4,43 4,25 4,14 4,09 4,06 4,05 4,05 4,06 4,08 4,11 4,14 4,17 4,21 4,25 4,29 4,33 4,38 2,5 2,0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 hrúbka tepelnej izolácie (mm) Tabuľka 24: Výpočet potreby tepla na vykurovanie zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 494,107 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 5 796,739 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 6 290,846 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,11 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 7 337,12 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 936,999 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 8 227,844 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 17 347,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S 104 323,89 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S 121 670,89 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T 497 304,94 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V 153 123,93 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h 534 841,52 23
Tabuľka 25: Ekonomické hodnotenie opatrenia zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 1 500 Ročná úspora energie [kwh] 4 304 Miera úspory energie [%] 0,8% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 350 Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 4,1 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 4,3 Čistá súčasná hodnota [EUR] 5 446 Vnútorná miera výnosnosti [%] 23,5% 5.4 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 32,9% na potrebe tepla na krytie tepelných strát prechodom. Navrhujeme vymeniť 15% plochy otvorových konštrukcií z toho hlavne zasklenú stenu schodiska v budove časť A za otvorovú konštrukciu s kovovým rámom s preruš. tep. mostom zo súčiniteľom prechodu tepla rámu Uf = 2 W.m -2.K -1, so zasklením izolačným dvojsklom zo súčiniteľom prechodu tepla Ug = 1 W.m -2.K -1. Podrobný zoznam navrhovaných otvorových konštrukcií je uvedený v nasledujúcej tabuľke. Tabuľka 26: 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 730540-2 [W.m -2.K -1 ] Odporúčané hodnoty U o podľa STN 730540-2 [W.m -2.K -1 ] Hodnotenie podľa STN 73 0540-2 okno plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "A" - kancelárie (pôvodná otvorová výplň) okno plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "A" - štítové steny (pôvodná otvorová výplň) okno plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "A" - suterén okno plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "A" - WC, obvodové steny dvere bez zádveria kovové s preruš. tep. mostom, izolačné dvojsklo, časť budovy "A" - garáže okno kovové s preruš. tep. mostom, izolačné dvojsklo, časť budovy "A" - presklenie schodiska dvere so zádverím plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "B" - hlavné vstupne vonkajšie dvere (pôvodná otvorová výplň) dvere bez zádveria plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "B" - vedľajšie vstupné vonkajšie dvere, východná strana (pôvodná otvorová výplň) dvere bez zádveria drevené, zdvojené, časť budovy "B" - vedľajšie vstupne vonkajšie dvere, južná strana (pôvodná otvorová výplň) A U A.U U n U o 845,6 1,16 982,53 1,40 1,00 vyhovuje 69,3 1,18 82,08 1,40 1,00 vyhovuje 9,1 1,34 12,16 1,40 1,00 vyhovuje 8,2 1,34 10,94 1,40 1,00 vyhovuje 75,0 2,10 157,77 3,00 2,50 vyhovuje 115,2 1,20 138,53 1,40 1,00 vyhovuje 10,4 1,18 12,21 4,00 3,00 vyhovuje 3,3 1,25 4,17 3,00 2,50 vyhovuje 3,3 2,78 9,26 3,00 2,50 vyhovuje 24
okno plastové, izolačné dvojsklo, časť budovy "B" - okna vestibulu (pôvodná otvorová výplň) okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na prízemi (pôvodná otvorová výplň) okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na prízemi okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na I.NP (pôvodná otvorová výplň) okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na I.NP (pôvodná otvorová výplň) okno plastové, izolačné dvojsklo, typ. časť budovy "B" - okna na I.NP 8,1 1,05 8,55 1,40 1,00 vyhovuje 13,7 1,22 16,77 1,40 1,00 vyhovuje 0,9 1,34 1,22 1,40 1,00 vyhovuje 75,6 1,14 86,31 1,40 1,00 vyhovuje 7,8 1,22 9,58 1,40 1,00 vyhovuje 0,9 1,34 1,22 1,40 1,00 vyhovuje Tabuľka 27: Výpočet potreby tepla na vykurovanie výmena otvorových konštrukcií Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 494,107 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 5 296,896 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 5 791,003 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,02 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 7 337,12 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 570,143 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 7 361,146 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 17 347,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S 104 323,89 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S 121 670,89 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T 457 791,29 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V 124 123,18 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h 466 327,13 Tabuľka 28: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena otvorových konštrukcií Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 41 100 Ročná úspora energie [kwh] 72 818 Miera úspory energie [%] 13,5% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 5 927 Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 6,9 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 7,5 Čistá súčasná hodnota [EUR] 76 432 Vnútorná miera výnosnosti [%] 14,1% 25
5.5 Inštalácia fotovoltaického systému na výrobu elektriny Cieľom tohto opatrenia je výroba elektriny pre vlastnú spotrebu. Východiskovým kritériom pre návrh inštalovaného výkonu fotovoltaických panelov je ročná spotreba elektriny pre iné účely ako osvetlenie (33051 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 16,9 kwp, čo zodpovedá ploche fotovoltaických panelov 118,3 m 2. Ročná výroba elektriny na takomto zariadení v našich zemepisných šírkach predstavuje 16900 kwh, pričom pre vlastnú spotrebu elektriny pripadne približne 55 %, t.j. 9295 kwh.. Tabuľka 29: Ekonomické hodnotenie opatrenia inštalácia fotovoltaického systému Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 25 200 Ročná úspora energie [kwh] 9 295 Miera úspory energie [%] 28,1% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 1794 Dĺžka morálnej životnosti opatrenia [roky] 25,0 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 14,0 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 16 Čistá súčasná hodnota [EUR] 10 384 Vnútorná miera výnosnosti [%] 5,25% 5.6 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 25 704 W, čím sa dosahuje svetelný tok 1 266 120 lm. Pre dosiahnutie tejto hodnoty svetelného toku v objekte navrhnutými svetelnými zdrojmi bude postačovať celkový príkon 17 217 W, čím dôjde k zníženiu inštalovaného príkonu o 33,0%. Priemerná dĺžka technickej životnosti je 17 rokov, pričom táto bola vypočítaná ako priemer životností navrhovaných typov svetelných zdrojov (lineárna žiarivka T8-15 000 hodín,, LED žiarovka - 50 000 hodín, ) pri priemernom počte 1 052 hodín ročného svietenia. V rámci ekonomického hodnotenia tohto opatrenia bolo uvažované s morálnou životnosťou 17 rokov. Návrh výmeny svetelných zdrojov a svietidiel je uvedený v nasledujúcej tabuľke. Pri výmene svietidiel pri príprave projektovej dokumentácie je potrebné prehodnotiť aj technický stav elektroinštalácie a jej prípadnú rekonštrukciu. Návrh výmeny svetelných zdrojov a svietidiel je uvedený v nasledujúcej tabuľke. 26
Tabuľka 30: 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] lineárna žiarivka T8 + elektronický predradník + nové svietidlo lineárna žiarivka T8 + elektronický predradník + nové svietidlo lineárna žiarivka T5 + elektronický predradník + nové svietidlo (zostáva pôvodné) lineárna žiarivka T5 + elektronický predradník + nové svietidlo (zostáva pôvodné) 80 10 944 11 514 2 223 2 878 556 80 3 456 3 636 702 454 88 95 972 1 023 197 0 0 95 648 682 132 0 0 LED žiarovka 75 1 197 1 259 243 5 937 1 146 Spolu: - 17 217 18 113 3 497 8 929 1 724 Tabuľka 31: Ekonomické hodnotenie opatrenia výmena svetelných zdrojov a svietidiel Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 13 600 Ročná úspora energie [kwh] 8 929 Miera úspory energie [%] 33,0% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 1 724 Dĺžka morálnej životnosti opatrenia [roky] 17 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 7,9 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 8,6 Čistá súčasná hodnota [EUR] 11 309,8 Vnútorná miera výnosnosti [%] 10,5% 5.7 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. 27
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 32: 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) 8 250 5.8 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 (161 767 kwh) a najkratšiu návratnosť investície zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom. Porovnanie týchto hodnôt je uvedené v nasledujúcich grafoch. Graf 10: Porovnanie ročných úspor energie pri jednotlivých opatreniach 180 000 160 000 161 767 140 000 120 000 (kwh) 100 000 80 000 78 490 72 818 60 000 40 000 20 000 4 304 9 295 8 929 0 zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaického systému výmena svetelných zdrojov Graf 11: Porovnanie návratností investícií pri jednotlivých opatreniach 28
18 16,4 16 14 12 (roky) 10 8 8,2 7,0 7,5 8,6 6 4,5 4 2 0 zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom výmena otvorových konštrukcií inštalácia fotovoltaického systému výmena svetelných zdrojov 29
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, vrátane ich investičných nákladov, úspor energie a nákladov na energie sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Tabuľka 33: Súhrn navrhovaných opatrení Opatrenie Úspora energie [kwh] Úspora nákladov na energie [EUR] Náklady na realizáciu [EUR] zateplenie obvodového plášťa 161 767 13 166 99 200 zateplenie strechy, alebo podlahy na nevykurovanej povale 78 490 6 388 41 500 zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom 4 304 350 1 500 výmena otvorových konštrukcií 72 818 5 927 41 100 inštalácia fotovoltaiky na prevádzku elektrospotrebičov 9 295 1 794 25 200 výmena svetelných zdrojov 8 929 1 724 13 600 inštaláciu TRV na vykurovacích telesách a HV vykurovacej sústavy budovy 0 0 8 250 Spolu: 335 603 29 349 230 350 Tabuľka 34: Výpočet potreby tepla na vykurovanie projekt zníženia energetickej náročnosti Merná tepelná strata vplyvom tepelných mostov [WK -1 ] H TM 247,054 Merná tep. strata medzi vyk. priestorom a exteriérom bez tep. mostov [WK -1 ] H U 2 450,286 Merná tepelná strata prechodom [WK -1 ] H T =H U+ H TM 2 697,340 Minimálna intenzita výmeny vzduchu [h -1 ] n min 0,50 Intenzita výmeny vzduchu vplyvom infiltrácie [h -1 ] n inf 0,02 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 7 337,12 Merná tepelná strata vetraním [WK -1 ] H V = 0,264. V V 1 936,999 Merná tepelná strata [WK -1 ] H = H T+H V 4 634,339 Vnútorný tepelný zisk [kwh] Q i 17 347,00 Pasívny solárny zisk [kwh] Q S 64 359,72 Celkový tepelný zisk budovy [kwh] Q g = Q i+q S 81 706,72 Faktor využitia tepelných ziskov η 0,95 Potreba tepla na krytie tepelných strát prechodom [kwh] Q T 213 230,55 Potreba tepla na krytie tepelných strát vetraním [kwh] Q V 153 123,93 Potreba tepla na vykurovanie [kwh] Q h 288 733,09 30
Tabuľka 35: Ekonomické hodnotenie projektu - zníženie energetickej náročnosti objektu Investičný náklad na realizáciu opatrenia [EUR] 230 350 Ročná úspora energie [kwh] 268 636 Miera úspory energie [%] 44,8% Ročná úspora nákladov na energie [EUR] 23 899 Dĺžka technickej životnosti opatrenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 9,6 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 10,7 Čistá súčasná hodnota [EUR] 243 592,8 Vnútorná miera výnosnosti [%] 9,5% 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 73 0540-2 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 36: Hodnotenie budovy podľa STN 73 0540-2 Faktor tvaru budovy [m -1 ] A/V b 0,34 Potreba tepla na UK v referenčnej vykurovacej sezóne [kwh] Q h 267 618,30 Merná potreba tepla na vykurovanie [kwhm -2 ] Q EP 52,90 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 73 0540-2 Q EP Q N,EP vyhovuje 31
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 37: Hodnotenie redukcie CO 2 Ročná produkcia CO 2 pred realizáciou projektu [ton] 17,61 Ročná produkcia CO 2 po realizácii projektu [ton] 10,04 Ročná redukcia emisií CO 2 [ton] 7,57 Ročná miera redukcie emisií CO 2 [%] 42,98% Graf 12: Redukcia CO 2 vplyvom realizácie jednotlivých opatrení 40,00 36,21 35,00 30,00 25,00 22,09 21,13 (ton) 20,00 15,00 10,00 5,00 9,51 2,47 1,30 0,00 zateplenie obvodového plášťa zateplenie strechy zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom výmena otvorových konštrukcií inštalácia slnečných kolektorov na prípravu TV inštalácia fotovoltaiky na prevádzku elektrospotrebičov 32
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 2013. 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. 33
9. REKAPITULAČNÝ LIST ENERGETICKÉHO AUDITU Predmet EA Stručná charakteristika objektu: Okresný úrad Košice okolie, Hroncová 13, Košice, Budova bola skolaudovaná koncom šesťdesiatych rokov minulého storočia. Architektonicky je členená do dvoch časti, časť A je desaťpodlažná a časť B dvojpodlažná. Obidve časti sú prepojené spojovacím krčkom. Budova A má jedno čiastočne podzemné podlažie (severná strana). V podzemnom podlaží sa zo severnej strany nachádzajú skladové priestory a z južnej strany 6 garáží a dielňa údržby. Na ostaných podlažiach sú kancelárske priestory. Typické podlažie tejto budovy je situačne riešene pozdĺžnou chodbou v strede budovy z ktorej je vstup do jednotlivých kancelárii. Vertikálna komunikácia v budove je zabezpečená schodiskom a dvoma osobnými výťahmi. Modulová osnova nosných stien je 3 600 mm. Zvislé nosné steny sú zo železobetónových dielcov s hrúbkou 150 mm. V štítoch sú osadené pórobetónové panely s hrúbkou 210 mm a železobetónová stena ma hrúbku 150 mm Obvodová stena suterénu je betónová s keramickým obkladom. Obvodový plášť I. NP až 10 NP je z pórobetónových panelov s hrúbkou 300 mm. Stropne konštrukcie sú z PZD panelov. Strecha je plochá zo železobetónových dielcov. Konštrukčná výška jednotlivých podlaží budovy A je 2,8 m. Pri uložení pórobetónových panelov na obvodových stužovadlách v mieste stykoch sú výrazné tepelné mosty. Hydroizolačná vrstva na streche budovy časť A je na mnohých miestach v mieste uloženia na atike popraskaná a dochádza k zatekaniu vody pod izoláciu. Otvorové konštrukcie budovy sú z veľkej časti vymenené za plastové s izolačným dvojsklom, zvyšné okná (okna suterénu) sú riešené zdvojenými oknami s dreveným rámom alebo kovovým bez prerušenia tepelného mosta (zasklená stena schodiska). Dodávka tepla na vykurovanie pre budovu je zabezpečované zo systému CZT mesta Košice. Dodávka TÚV nie je zabezpečovaná. Technický sa ani nedá centrálne zabezpečovať kvôli chýbajúcim rozvodom teplej vody v budove. Nainštalovaná zónová regulácie južnej vetvy je nefunkčná. Navrhované opatrenia Návrh opatrení Úspora energie [kwh] Investičný náklad [EUR] zateplenie obvodového plášťa 161 767 99 200 zateplenie strechy, alebo podlahy na nevykurovanej povale 78 490 41 500 zateplenie podlahy nad nevykurovaným priestorom 4 304 1 500 výmena otvorových konštrukcií 72 818 41 100 inštaláciu TRV na vykurovacích telesách a HV vykurovacej sústavy budovy 0 8 250 inštalácia fotovoltaiky na prevádzku elektrospotrebičov 9 295 25 200 výmena svetelných zdrojov 8 929 13 600 Spolu: 268 636 230 350 Energetické hodnotenie projektu Počiatočný stav Navrhovaný stav Redukcia Miera redukcie Merná tepelná strata prechodom cez: (WK -1 ) 6 345,3 2 697,3 3 647,9 57,5% Merná tepelná strata vetraním (WK -1 ) 1 937,0 1 937,0 0,0 0,0% Celkový tepelný zisk budovy (kwh) 121 670,9 81 706,7 39 964,2 32,8% Potreba tepla na UK (kwh) 539 145,2 288 733,1 250 412,1 46,4% Potreba primárnej energie na UK (kwh) 539 145,2 288 733,1 250 412,1 46,4% Potreba energie na osvetlenie (kwh) 27 041,9 18 113,1 8 928,7 33,0% Potreba energie na UK a osvetlenie (kwh) 566 187,1 306 846,2 259 340,9 45,8% 34
Environmentálne hodnotenie projektu Počiatočný stav Navrhovaný stav Redukcia Miera redukcie Ročná produkcia emisií CO 2 [ton] 200,9 108,2 92,7 46,1% Ekonomické hodnotenie projektu Investičný náklad na realizáciu opatrení 230 350 Ročná úspora nákladov na energie 23 899 Čistá súčasná hodnota 243 593 Doba hodnotenia [roky] 25 Jednoduchá doba návratnosti investície [roky] 9,6 Diskontovaná doba návratnosti investície [roky] 10,7 Vnútorná miera výnosnosti [%] 9,5% 35
10. PRÍLOHY 10.1 Príloha 1 Výpočet súčiniteľov prechodu tepla Stručný popis konštrukcie Homogénna vrstva Hrúbka [m] Súčiniteľ tepelnej vodivosti materiálu [W.m -1.K -1 ] Výpočtová hodnota tepelného odporu [m 2.K.W -1 ] Súčiniteľ prechodu tepla [W.m -2.K -1 ] d λ R U štítové steny budovy časť A obvodové steny budovy časť A, I.NP - 9.NP obvodové steny budovy časť B, prízemie obvodové steny budovy časť B, I NP steny vykurovaného suterénu, časť budovy A podlaha na teréne podlaha nad nevykurovaný m priestorom - východná strana, časť budovy B omietka vápennocementová 0,02 0,9 0,0222 pórobetónové veľkorozmerové panely 0,21 0,42 0,5000 betón - železobetón 0,15 1,43 0,1049 omietka vápennocementová 0,03 0,9 0,0333 omietka vápennocementová 0,02 0,9 0,0222 pórobetónové veľkorozmerové panely 0,3 0,42 0,7143 omietka vápennocementová 0,03 0,9 0,0333 omietka vápennocementová 0,02 0,9 0,0222 murivo z pórobetónových tvárnic 0,3 0,42 0,7143 omietka vápennocementová 0,02 0,9 0,0222 obklad keramický 0,006 0,97 0,0062 omietka vápennocementová 0,02 0,9 0,0222 murivo z pórobetónových tvárnic 0,3 0,42 0,7143 omietka vápennocementová 0,03 0,9 0,0333 omietka vápennocementová 0,02 0,9 0,0222 murivo z CDM 0,125 0,72 0,1736 betón - železobetón 0,3 1,43 0,2098 obklad keramický 0,006 0,97 0,0062 dlažba keramická 0,1 1,01 0,0990 cementový poter 0,05 1 0,0500 fibrex 0,045 0,83 0,0542 betón obyčajný hutný 0,15 1,3 0,1154 cementový poter 0,04 1 0,04 stropné panely PZD 0,2 1,35 0,2 omietka vápennocementová 0,03 0,9 0,03 1,20 1,06 1,07 1,06 0,88 0,38 2,32 10.2 Príloha 2 Výpočet solárnych ziskov 36
Výpočet pasívnych solárnych ziskov - pôvodný stav Orientácia otvorovej konštrukcie H J V S Z Spolu Celková energia globálneho žiarenia [kwhm -2 ] I S 340 320 200 100 200 Plocha otvoru kolekčnej plochy [m 2 ] A 0,0 480,4 224,7 443,2 98,3 Čiastkový faktor tienenia horizontu F h 1,0 1,0 0,9 1,0 1,0 Čiastkový faktor tienenia presahmi zhora F 0 1,0 0,5 1,0 1,0 1,0 Čiastkový faktor tienenia bočnými presahmi F f 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Faktor tienenia F S 1,0 0,5 0,9 1,0 1,0 Zmenšujúci faktor protislnečných clôn F C 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Faktor rámov F F 0,0 0,9 0,9 0,9 0,5 Celková priepustnosť slnečnej energie g 0,0 0,7 0,7 0,7 0,7 Účinná kolekčná plocha [m 2 ] A S 0,0 143,2 120,9 272,0 35,5 Solárny tepelný zisk [kwh] Q S 0 45 834 24 182 27 202 7 106 104 324 Výpočet pasívnych solárnych ziskov - navrhovaný stav Orientácia otvorovej konštrukcie H J V S Z Spolu Celková energia globálneho žiarenia [kwhm -2 ] I S 340 320 200 100 200 Plocha otvoru kolekčnej plochy [m 2 ] A 0,0 480,4 224,7 443,2 98,3 Čiastkový faktor tienenia horizontu F h 1,0 1,0 0,9 1,0 1,0 Čiastkový faktor tienenia presahmi zhora F 0 1,0 0,5 1,0 1,0 1,0 Čiastkový faktor tienenia bočnými presahmi F f 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Faktor tienenia F S 1,0 0,5 0,9 1,0 1,0 Zmenšujúci faktor protislnečných clôn F C 1,0 0,5 0,5 1,0 1,0 Faktor rámov F F 0,0 0,9 0,8 0,9 0,5 Celková priepustnosť slnečnej energie g 0,0 0,7 0,7 0,7 0,7 Účinná kolekčná plocha [m 2 ] A S 0,0 64,4 54,1 258,4 35,5 Solárny tepelný zisk [kwh] Q S 0 20 606 10 826 25 838 7 090 64 360 37
10.3 Príloha 4 Fotodokumentácia objektu Obrázok 13 Pohľad juhovýchodný Obrázok 14 Pohľad severný 38
Obrázok 15 Pohľad juhozápadný Obrázok 16 Pohľad na strechu. budova časť A 39
SLOVENSKÁ INOVAČNÁ A ENERGETICKÁ AGENTÚRA Obrázok 17 Vykurovacie telesá Obrázok 18 Svietidla 40
10.4 Príloha 5 Termovízne posúdenie objektu Termovízne merania objektov nám pomáhajú pri zisťovaní tepelnoizolačných chýb, ako aj pri zisťovaní rozloženia povrchového tepla na obvodových plášťoch objektov. Toto meranie neslúži na presné určenie množstva vyžarovanej energie, ale na vytypovanie najkritickejších miest na obvodovom plášti. Termovízna kamera zaregistruje a zosníma energetické toky vyžarované povrchom stavebnej konštrukcie vo forme infračerveného žiarenia. Výsledkom merania sú termogramy - grafické záznamy povrchu snímaného objektu. Snímaný objekt je zobrazený v škále farieb, pričom každej farbe zodpovedá určitý rozsah teplôt. Na pravej strane termogramu je zobrazená farebná škála s teplotnou stupnicou, ktorá informuje o teplotnom rozsahu zaznamenanom na termograme. Účelom nášho merania je identifikovať tepelnotechnické závady obvodového plášťa, t.j. miesta so zníženou tepelnoizolačnou schopnosťou. Úroveň homogenity teplotných polí je charakterizovaná výskytom a rozsahom plôch s rozdielnymi povrchovými teplotami. V prípade merania fasády v chladnom období, kedy je tepelný tok z interiéru do exteriéru, je za dobrý stav považovaná teplota fasády blížiaca sa teplote okolitého vzduchu (tmavšie odtiene na termograme). V mieste tepelných mostov je vonkajšia povrchová teplota vyššia (svetlejšie odtiene na termograme). Z termogramov nie je možné hodnotiť kvalitu zasklenia okien a dverí, pretože sklo má veľmi nízku a pomerne zložito merateľnú emisivitu. Pri meraní bola použitá termovízna kamera s nasledovnými parametrami: Termovízna kamera: Testo 882 Typ Objektívu: Štandardný 32 Výrobné číslo: 2710102 Poveternostné podmienky počas termovízneho merania: Teplota vonkajšieho vzduchu: min. max. 24 hod. pred meraním 0 C 6 C Počas merania 5 C 6 C Slnečné žiarenie: 12 hod. pred meraním nie Počas merania nie Zrážky Rýchlosť vetra Smer vetra nie do 2m/s J-S Teplota vnútorného vzduchu 17-22 C Rozdiel tlaku na záveternej a náveternej strane Ďalšie faktory nie zamračené 41
Východná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 1.bmt 3. 3. 2014 7:53:19 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 12,1 0,93 1,0 Prestup tepla cez netesnosti rámov Bod merania 2 11,6 0,93 1,0 Prestup tepla cez netesnosti rámov Bod merania 3 8,0 0,93 1,0 Teplota sklenenej výplne okna Bod merania 4-1,7 0,93 1,0 Teplota oblohy Histogram: Línie profilu: Poznámky: Reflektujúca teplota okolia bola zistená meraním 1 C. Teplota okolia počas merania bola 5... 6 C. Počas merania bolo zamračené. Na termograme v reze č. 1 vidíme, že rámy okien sú miestom lokálnych tepelných mostov a vykazujú teplotu až do 12 C. 42
Východná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 2.bmt 3. 3. 2014 7:52:30 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 14,5 0,93 1,0 Otvorené okno - vetranie Bod merania 2 11,7 0,93 1,0 Prestup tepla cez netesnosti rámov Bod merania 3 8,1 0,93 1,0 Teplota sklenenej výplne okna Línie profilu: Poznámky: Na termograme jasne vidieť úniky tepla cez netesnosti rámov a výrazné vykreslenie murovaného materiálu. 43
Východná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 3.bmt 3. 3. 2014 7:54:42 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 11,2 0,93 1,0 Prestup tepla cez netesnosti rámov Bod merania 2 6,0 0,93 1,0 Tepelný most v paneloch Bod merania 3 4,6 0,93 1,0 Teplota steny Histogram: Poznámky: Na termograme vidíme tepelné mosty v obvodovej stene. 44
Severná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 4.bmt 3. 3. 2014 7:56:04 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 15,8 0,93 1,0 Otvorené okno - vetranie Bod merania 2 7,6 0,93 1,0 Teplota sklenenej výplne okna Bod merania 3 11,1 0,93 1,0 Prestupy tepla cez netesnosti rámov Histogram: Línie profilu: Poznámky: Na termograme jasne vidieť úniky tepla cez netesnosti rámov. Samozrejme z pohľadu celkových tepelných strát sú z dôvodu veľkosti plochy dôležitejšie samotné zasklenia. 45
Severná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 5.bmt 3. 3. 2014 7:58:58 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 10,7 0,93 1,0 Tepelný most v mieste sokla Bod merania 2 7,3 0,93 1,0 Teplota steny Línie profilu: Poznámky: Na termograme vidíme tepelný most v mieste sokla, ktorý je ešte zvýraznený zničeným obkladovým materiálom. 46
Severná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 6.bmt 3. 3. 2014 7:59:48 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 11,2 0,93 1,0 Prestupy tepla cez netesnosti rámov Bod merania 2 9,1 0,93 1,0 Teplota sklenenej výplne okna Bod merania 3 8,7 0,93 1,0 Vykreslené vykurovacie teleso Bod merania 4 6,9 0,93 1,0 Teplota steny Histogram: Poznámky: Na termograme jasne vidieť vykreslenie vykurovacieho telesa za obvodovou stenou. 47
Severná a západná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 7.bmt 3. 3. 2014 8:00:47 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 10,4 0,93 1,0 Výrazný tepelný most v mieste sokla Bod merania 2 10,5 0,93 1,0 Výrazný tepelný most v mieste sokla Bod merania 3 8,0 0,93 1,0 Vykreslené vykurovacie teleso Histogram: Línie profilu: 48
Južná a západná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 8.bmt 3. 3. 2014 8:02:54 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 16,9 0,93 1,0 Otvorené okno - vetranie Bod merania 2 9,9 0,93 1,0 Prestupy tepla cez netesnosti rámov Bod merania 3 7,9 0,93 1,0 Teplota sklenenej výplne okna Histogram: Poznámky: Niektoré okná sa javia na termograme chladnejšie a iné teplejšie, je to z dôvodu, lebo sa v nich reflektuje zamračená obloha podľa sklonu okien voči kamere. 49
Južná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 9.bmt 3. 3. 2014 8:05:58 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 13,5 0,93 1,0 Prestupy tepla cez netesnosti rámov Bod merania 2 10,0 0,93 1,0 Teplota brány Bod merania 3 8,1 0,93 1,0 Teplota steny Línie profilu: Poznámky: Na termograme jasne vidieť, že garážová brána je výrazným tepelným mostom. 50
Západná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 10.bmt 3. 3. 2014 8:06:54 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 10,8 0,93 1,0 Tepelný most v murive Bod merania 2 11,2 0,93 1,0 Prestupy tepla cez netesnosti rámov Bod merania 3 9,0 0,93 1,0 Tepelný most v mieste stužujúceho venca Histogram: Poznámky: Na termograme vidíme tepelné mosty v stužujúcom venci a v murive ktoré je jasne vykreslené. 51
Južná strana budovy Dátum: Čas: Termogram 11.bmt 3. 3. 2014 8:08:30 Parametre obrázku: Stupeň emisivity: 0,93 Odraž. teplota [ C]: 1,0 Značenie obrázku: Meraný objekt Teplota [ C] Emisivita Odráž. tepl. [ C] Poznámky Bod merania 1 7,4 0,93 1,0 Tepelný most v mieste stužujúceho venca Bod merania 2 9,5 0,93 1,0 Teplota sklenenej výplne dverí Histogram: Línie profilu: 52