Energetický Nosič a Výpočet Energetickej Hospodárnosti Budovy

Úvod

V kontexte súčasných snáh o znižovanie spotreby energie a prechod na nízkouhlíkové hospodárstvo sa budovy stávajú kľúčovým prvkom. Už sa na ne nepozerá len ako na spotrebiče energie, ale aj ako na potenciálne zdroje. Tento článok sa zameriava na definíciu energetického nosiča a na to, ako sa do výpočtu energetickej hospodárnosti budovy započítava vplyv obnoviteľných zdrojov energie, s prihliadnutím na legislatívne a technické normy.

Vývoj Prístupu k Energetickej Hospodárnosti Budov

Od polovice 70. rokov minulého storočia, teda od prvej ropnej krízy, prešiel vývoj navrhovania budov viacerými etapami, v ktorých sa presadzovala snaha o šetrenie energiou. Až do tohto obdobia sa problematika tepelno-technických vlastností stavebných konštrukcií zameriavala len na dimenzovanie a riešenie limitných hodnôt zabezpečujúcich hygienické požiadavky užívaných budov. Zásadná zmena nastala po roku 1973, kedy sa začala prvá energetická kríza.

Dnes má tento trend navrhovania budov so zníženou potrebou energie víziu v „budove s takmer nulovou spotrebou energie“. Táto koncepcia je definovaná v prepracovanom znení smernice 2010/31/EÚ o energetickej hospodárnosti budov (EPBD recast), ktorá hovorí o budove s veľmi vysokou energetickou hospodárnosťou. Požadované takmer nulové alebo veľmi malé množstvo potrebnej energie by sa malo vo významnej miere pokryť energiou z obnoviteľných zdrojov, vrátane energie vyrobenej priamo na mieste alebo v blízkosti budovy.

Metodika Výpočtu Energetickej Hospodárnosti Budovy

Výpočet a prezentácia údajov o energetickej hospodárnosti budovy sú založené na metodike systému európskych noriem. Výpočtový postup vychádza z potreby tepla (na vykurovanie, chladenie, prípravu teplej vody atď.), na základe ktorej sa určuje potreba energie (na vykurovanie, chladenie, prípravu teplej vody atď.) a v treťom kroku sa určuje primárna energia a emisie oxidu uhličitého.

Symbolicky to znamená, že výpočet postupuje od potreby k zdroju, teda od potreby tepla až k primárnej energii. S elektrickými systémami (osvetlenie, vetranie a vlastná spotreba energie) a tepelnými systémami (vykurovanie, chladenie a príprava teplej vody) sa uvažuje oddelene vnútri systémovej hranice budovy.

Prečítajte si tiež: Zdravotné riziká diéty a energetických nápojov

Odporúčaný postup výpočtu:

Výpočet potreby energie: Vypočíta sa potreba energie na každé koncové použitie (vykurovanie, chladenie, prípravu teplej vody, vetranie a osvetlenie), ktorá sa určuje zároveň pre každý energetický nosič (elektrika a iné nosiče).
Výpočet dodanej energie: Pre každý energetický nosič sa vypočíta dodaná energia ako súčet potrieb energie (bez obnoviteľných zdrojov).
Výpočet primárnej energie odvádzanej do siete: Vypočíta sa čistá primárna energia ako rozdiel množstiev uvedených v bodoch 6 a 7.

Pri výpočte sa použijú európske normy uvedené v tabuľke.

Príklad Výpočtu

Uvažujme budovu s nasledujúcimi parametrami:

Potreba energie na vykurovanie: 20 kWh/(m2 . rok)
Potreba energie na prípravu teplej vody: 5 kWh/(m2 . rok)
Potreba energie na chladenie: 35 kWh/(m2 . rok)
Elektrická energia na vetranie: 7 kWh/(m2 . rok)
Elektrická energia na osvetlenie: 10 kWh/(m2 . rok)

Budova má plynový kotol na vykurovanie a prípravu teplej vody s celkovou sezónnou účinnosťou 80 %. V letnom období má mechanické chladiace zariadenie celkovú sezónnu účinnosť 175 %. Inštalované solárne kolektory vyrobia do systému na prípravu teplej vody 3 kWh/(m2 . rok) a fotovoltický systém budovy vyrobí 15 kWh/(m2 . rok). Z toho sa 6 kWh/(m2 . rok) spotrebuje na mieste a 9 kWh/(m2 . rok) sa odvedie do elektrickej siete. Počíta sa s faktorom primárnej energie pre elektriku 2,5.

Výpočet:

Potreba energie na vykurovanie (plynom): 20 : 0,8 = 25 kWh/(m2 . rok)
Potreba elektrickej energie na chladenie: 35 : 1,75 = 20 kWh/(m2 . rok)
Dodaná energia v plyne: 25 + 2,5 = 27,5 kWh/(m2 . rok)
Dodaná elektrická energia: 7 + 10 + 20 - 6 = 31 kWh/(m2 . rok)
Primárna energia (dodávaná): 27,5 . 1,1 + 31 . 2,5 = 30,25 + 77,5 = 107,75 kWh/(m2 . rok)
Primárna energia odvádzaná do siete: 9 . 2,5 = 22,5 kWh/(m2 . rok)
Čistá primárna energia: 107,75 - 22,5 = 85,25 kWh/(m2 . rok)

Termín čistá primárna energia označuje dodanú a odvádzanú energiu pre každý energetický nosič podľa vzťahu (1).

Prečítajte si tiež: Nosič bicyklov Thule ProRide 591

Obnoviteľné Zdroje Energie a Energetická Bilancia Budovy

V EN 15 603: 2008 sa dodaná energia definovala ako energia vyjadrená podľa energetického nosiča, ktorou sa cez systémovú hranicu budovy zásobuje technické zariadenie budovy, aby sa zabezpečili uvažované účely použitia (vykurovanie, chladenie, vetranie, príprava teplej vody, osvetlenie alebo výroba elektriny). Pri aktívnych slnečných a veterných energetických systémoch nie sú slnečné žiarenie dopadajúce na solárne kolektory alebo kinetická energia vetra súčasťou energetickej bilancie budovy.

Na národnej úrovni sa má rozhodnúť, či sa obnoviteľná energia vyrábaná na mieste započíta alebo nezapočíta ako časť dodanej energie. Podstatou tohto výpočtového postupu je, že s obnoviteľnou energiou produkovanou v mieste budovy (vnútri systémovej hranice budovy) sa neuvažuje ako s časťou dodanej energie. Táto metodika sa uplatňuje a modifikuje STN EN 15603: 2008.

Vychádza z EPBD recast a jej prílohy I, podľa ktorej sa má pozitívny vplyv aktívnych solárnych systémov a ďalších obnoviteľných zdrojov zahrnúť do hodnotenia. Energia použitá v budove jej systémami techniky prostredia pozostáva z dodanej energie od trhových dodávateľov a z energie obnoviteľných zdrojov vyrobených v mieste budovy. Produkcia obnoviteľnej energie v mieste budovy umožňuje zásobovanie systémov techniky prostredia, a tým redukuje množstvo dodanej energie do budovy od trhových dodávateľov. Energia z tepelných zdrojov, ako sú tepelné čerpadlá (vzduch, zem, voda) sa tiež považuje za obnoviteľnú energiu.

Podstatným pre energetické hodnotenie budov je však znenie prílohy I v EPBD recast, ktoré za kritérium hodnotenia považuje primárnu energiu. Energetická hospodárnosť budovy sa vyjadruje transparentným spôsobom a zahŕňa ukazovateľ energetickej hospodárnosti a číselné ukazovatele potreby primárnej energie založenej na faktoroch primárnej energie jednotlivých nosičov energie. Tie sa môžu zakladať na národných alebo regionálnych vážených priemeroch alebo na špecifickej hodnote pre produkciu na mieste.

Legislatívny Rámec a Ciele

Európska komisia navrhla v januári 2007 komplexný balík opatrení v oblasti klímy a energetiky, ktorý zahŕňa ciele znížiť spotrebu energie o 20 %, znížiť emisie skleníkových plynov o 20 % a dosiahnuť 20-percentný podiel energie z obnoviteľných zdrojov do roku 2020. Európska rada na svojom jarnom zasadnutí v roku 2007 toto smerovanie potvrdila.

Prečítajte si tiež: Obrábanie pôdy s nosičom náradia

Stanovené ciele sa prijali vzhľadom na pribúdajúce vedecké dôkazy súvisiace so zmenou klímy, vysoké ceny energie a čoraz väčšiu závislosť od dovozu energie a z toho vyplývajúcich možných geopolitických dôsledkov. Zníženie spotreby energie môže k ich dosiahnutiu jednoznačne prispieť, a to vo významnej miere.

Cieľom prepracovaného znenia smernice 2010/31/EÚ Európskeho parlamentu a Rady o energetickej hospodárnosti budov 2002/91/ES zo 16. decembra 2002 je objasniť a zjednodušiť určité ustanovenia, rozšíriť rozsah pôsobnosti smernice a zároveň posilniť niektoré jej ustanovenia a zabezpečiť vedúcu úlohu verejného sektora. V tomto procese sa má uľahčiť transpozícia a implementácia smernice o EHB a využiť aj značná časť zvyšného potenciálu z hľadiska nákladovej efektívnosti v sektore stavebníctva.

Prepracované znenie smernice o energetickej hospodárnosti (EPBD recast) prináša niekoľko nových momentov do energetického hodnotenia budov. V tomto príspevku sa zaoberáme vyjadrením vplyvu obnoviteľných zdrojov energie v mieste budovy do výpočtu energetickej hospodárnosti budovy. Navrhovaný výpočet primárnej energie je v prepracovanom znení EPBD recast kritériom hodnotenia energetickej hospodárnosti budov. Korektné a štandardizované započítavanie obnoviteľných zdrojov energie produkovaných v mieste budovy je predpokladom na prezentáciu energetickej hospodárnosti budov s rozličnou kvalitou.

Energetický Nosič - Definícia

Energetický nosič je látka alebo forma energie, ktorá sa používa na prenos energie z jedného miesta na druhé, alebo na premenu energie z jednej formy na inú. Medzi bežné energetické nosiče patria:

Fosílne palivá: Uhlie, ropa, zemný plyn.
Elektrická energia: Prenáša sa prostredníctvom elektrických sietí.
Teplo: Prenáša sa prostredníctvom horúcej vody, pary alebo vzduchu.
Vodík: Potenciálny energetický nosič budúcnosti.
Biomasa: Drevo, pelety, bioplyn.

Vplyv Obnoviteľných Zdrojov Energie na Energetickú Hospodárnosť Budovy

V kontexte energetickej hospodárnosti budov zohrávajú obnoviteľné zdroje energie kľúčovú úlohu pri znižovaní spotreby primárnej energie a emisií skleníkových plynov. Medzi najčastejšie využívané obnoviteľné zdroje energie v budovách patria:

Solárna energia: Fotovoltické panely vyrábajú elektrickú energiu, solárne kolektory ohrievajú vodu.
Tepelné čerpadlá: Využívajú teplo zo vzduchu, zeme alebo vody na vykurovanie a chladenie budov.
Biomasa: Kotly na biomasu spaľujú drevo, pelety alebo iné formy biomasy na výrobu tepla.
Veterná energia: Malé veterné turbíny môžu vyrábať elektrickú energiu pre budovy.

Implementácia Vyhlášky č. 364/2012 Z.z.

Vyhláška Ministerstva dopravy, výstavby a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky č. 364/2012 Z.z., ktorou sa vykonáva zákon č. 555/2005 Z.z. o energetickej hospodárnosti budov, stanovuje postupy a požiadavky na výpočet energetickej hospodárnosti budov. Táto vyhláška definuje, ako sa má hodnotiť potreba energie pre rôzne miesta spotreby energie v budove a pre každý energetický nosič.

Kľúčové ustanovenia vyhlášky:

Výpočet potreby energie: Stanovuje sa postup na určenie množstva energie potrebnej na splnenie všetkých energetických potrieb súvisiacich s normalizovaným užívaním budovy.
Energetické hodnotenie: Výpočet je založený na energetickom hodnotení so zohľadnením charakteristík budovy a vplyvov na jej energetickú hospodárnosť.
Globálny ukazovateľ: Primárna energia je globálnym ukazovateľom minimálnej energetickej hospodárnosti budovy.
Energetický certifikát: Obsahuje energetické hodnotenie pre jednotlivé kategórie budov a účel potreby energie určenej číselným rozpätím energetických tried.
Referenčné hodnoty: Používajú sa na zatrieďovanie budov do energetických tried pre každú kategóriu budov a pre každé miesto spotreby energie v budove.

Vyhláška tiež definuje požiadavky na opatrenia, ktoré sa navrhujú v energetickom certifikáte, aby boli nákladovo efektívnym zlepšením energetickej hospodárnosti budovy.

Príklady z Príloh Vyhlášky

Prílohy k vyhláške č. 364/2012 Z.z. obsahujú dôležité tabuľky a vzory, ktoré sa používajú pri výpočte energetickej hospodárnosti budov.

Príloha č. 1:

Tabuľka č. 1a: Definuje ročnú potrebu elektriny na plochu priestoru s tepelne upravovanými vnútornými podmienkami.
Tabuľka č. 1b: Definuje ročnú potrebu tepla na prípravu teplej vody na plochu priestoru s tepelne upravovanými vnútornými podmienkami.

Príloha č. 2:

Tabuľky A, B, C, D: Obsahujú hodnoty činiteľov využitia denného svetla, obsadenosti a riadenia na konštantnú osvetlenosť pre rôzne kategórie budov.

Príloha č. 3:

Tabuľky A, B: Definuje ročný čas prevádzky s denným svetlom a bez denného svetla pre rôzne kategórie budov.

Príloha č. 4:

Opis postupu merania osvetlenosti v budovách.

Tieto prílohy poskytujú konkrétne údaje a postupy, ktoré sú nevyhnutné na správne vykonanie výpočtu energetickej hospodárnosti budovy.

Trend Odklonu od Uhlia v Nemecku

V Nemecku uhlie čoraz viac stráca význam ako energetický nosič. To vyplýva zo správy spolkového inštitútu pre geovedy a prírodné zdroje BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe). „V Nemecku vidíme pri hnedom rovnako ako čiernom uhlí výrazný pokles ťažby aj spotreby vo výške okolo 20 % v porovnaní s predchádzajúcim rokom,“ uviedol expert BGR Sandro Schmidt. Okrem zatvorenia poslednej nemeckej čiernouhoľnej bane koncom roka 2018 sa tiež znížil dovoz čierneho uhlia o 10 %. Navyše, z dôvodu výstavby veterných a solárnych elektrární rovnako ako zvýšeného využívania zemného plynu klesá aj používanie čierneho a hnedého uhlia pri výrobe elektriny. Podľa BGR podiel obnoviteľných energií na celkovej spotrebe energie v Nemecku mierne stúpol na 15 %. Väčšina stále pripadá na fosílne energetické nosiče, ako sú uhlie, ropa a plyn.

tags: #energeticky #nosic #preklad