UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE WYDZIAL NAUK TECHNICZNYCH KATEDRA ELEKTROTECHNIKI I ENERGETYKI STUDIA PODYPLOMOWE w zakresie AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW I INSTALACJI DLA OSÓB UBIEGAJĄCYCH SIĘ O UPRAWNIENIA DO SPORZĄDZANIA ŚWIADECTW CHARAKTERYSTYK ENERGETYCZNYCH BUDYNKÓW I LOKALI MIESZKALNYCH Krzysztof Fryżewski Praca dyplomowa CERTYFIKAT ENERGETYCZNY BUDYNKU MIESZKALNEGO Praca wykonana pod kierunkiem dr inż. Jerzego Jaworskiego BYDGOSZCZ 2009
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UNIWERSYTET WARMI ŃSKO-MAZURSKI
W OLSZTYNIE
WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH KATEDRA ELEKTROTECHNIKI I
ENERGETYKI
STUDIA PODYPLOMOWE w zakresie
AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW I INSTALACJI
DLA OSÓB UBIEGAJĄCYCH SIĘ O UPRAWNIENIA DO SPORZĄDZANIA ŚWIADECTW CHARAKTERYSTYK ENERGETYCZNYCH BUDYNKÓW I
LOKALI MIESZKALNYCH
Krzysztof Fry żewski Praca dyplomowa
CERTYFIKAT ENERGETYCZNY BUDYNKU MIESZKALNEGO
Praca wykonana pod kierunkiem dr inż. Jerzego Jaworskiego
BYDGOSZCZ 2009
S P I S T R E Ś C I
1. Wprowadzenie ............................................................................................................. 5
2. Przegląd literatury ...................................................................................................... 8
3. Cel pracy .................................................................................................................... 11
4. Przedmiot pracy ........................................................................................................ 12
4.1 Opis budynku ........................................................................................................ 12
4.2 Plany budynku ...................................................................................................... 12
4.3 Dane budynku mieszkalnego ................................................................................ 14
4.4 Dane materiałowe ................................................................................................. 14
5.9 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pomocniczą .......................... 41
5.10 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną przez system
grzewczy i wentylacyjny do ogrzewania budynku ........................................ 42
5.11 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną na podgrzewanie
ciepłej wody ........................................................................................................ 43
5.12 Obliczenie rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną ........................ 44
5.12.1 Obliczenie wskaźnika EP ............................................................................ 44
5.12.2. Obliczenie wskaźnika EK .......................................................................... 44
5.12.3. Obliczenie współczynnika kształtu A/Ve i ∆ E Pw ................................... 45
5.12.4 Obliczenie maksymalnego wskaźnika E Pmax ............................................ 46
6. Świadectwo energetyczne budynku ......................................................................... 47
7. Podsumowanie i wnioski .......................................................................................... 51
8. Przegląd literatury .................................................................................................... 53
Spis symboli i jednostek
Symbol Nazwa Jednostka A Powierzchnia m² C Współczynnik udziału powierzchni oszklonych - Cw Ciepło właściwe wody kJ/(kg ·K) d Grubość m E ilość energii kWh/a g Współczynnik przepuszczalności energii
promieniowania słonecznego przez oszklenie -
H Współczynnik straty ciepła, współczynnik przepływu ciepła
W/K
I Ilość energii promieniowania słonecznego k Współczynnik korekcyjny - L Liczba osób korzystających z c.w.u. -
n50 Krotność wymiany powietrza przy różnicy ciśnienia między wnętrzem i otoczeniem budynku równej 50 Pa
h-1
P Obwód płyty stropowej m Q Ilość ciepła kWh/w-c q Obciążenie cieplne W/m² R Opór przejmowania ciepła m²·K/W t czas S U Współczynnik przenikania ciepła W/(m²·K) V Kubatura m³ V Strumień objętości powietrza m³/s w Współczynnik nakładu - Z Współczynnik zacienienia - λ Współczynnik przewodzenia ciepła W/(m·K) β Parametr charakterystyczny M η Sprawność - ρ w Gęstość wody kg/m³ ө Temperatura ºC
5
1. Wprowadzenie
Polska jako pełnoprawny członek Unii Europejsiej została zobligowana
do wprowadzenia postanowień Dyrektywy 2002/91/WE Parlamentu
Europejskiego i Rady Eropy z dnia 16 grudnia 2002 roku w sprawie
charakterystyki energetycznej budynków. Postanowienia wynikające z tej
Dyrektywy zaczęły obowiązywać w naszym kraju od 1 stycznia bieżącego roku.
Celem wspomnianej dyrektywy jest promowanie poprawy charakterystyki
energetycznej budynków (obniżenie zużycia energii związanej z użytkowaniem
budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej) z uwzględnieniem warunków
klimatycznych, a także opłacalności przedsięwzięć przyczyniających się do
poprawy charakterystki energetycznej budynków. Celem Dyrektywy jest więc,
przede wszystkim budowanie świadomości społecznej w zakresie możliwości
poprawiania własnych warunków mieszkaniowych oraz ograniczenia kosztów
związanych z eksploatacją budynków. Intencją UE jest aby Dyrektywa ta
stanowiła ważny filar polityki energetycznej krajów członkowskich.
Artykuł 1 Dyrektywy wprowadza wymagania w zakresie:
• ram ogólnych dla metodologii obliczania zintegrowanej charakterystyki
energetycznej budynków;
• zastosowania minimalnych wymagań dotyczących charakterystyki
energetycznej nowych budynków;
• czasostosowania minimalnych wymagań dotyczących charakterystyki
energetycznej dużych budynków istniejących, podlegających ważniejszej
renowacji;
• certyfikacji energetycznej budynków;
• regularnej kontroli kotłów i systemów klimatyzacji w budynkach oraz
dodatkowo oceny instalacji grzewczych, w których kotły mają więcej niż
15 lat.
Zasadnicze i praktyczne znaczenie ma wprowadzenie systemu ocen
energetycznych i świadectw ocen energetycznych dla budynków oraz lokali
mieszkalnych. Zgodnie z artykułem 3 Dyrektywy państwa członkowskie mogą
samodzielnie na podstawie ogólnych ram i procedur przedstawionych w
6. Świadectwo energetyczne budynku ŚWIADECTWO CHARAKTERYSYKI ENERGETYCZNEJ
dla budynku mieszkalnego nr 12
Ważne do: 19.08.2019
Budynek oceniany: Rodzaj budynku Budynek jednorodzinny, wolnostojący
Adres budynku Nakło n/Not., ul. Plac Zamkowy 12
Całość/Część budynku Całość budynku
Rok zakończnie budowy/oddania do użytkowania
1979
Rok budowy instalacji 2006
Liczba lokali mieszkalnych 1
Powierzchnia użytkowa (Af, m2) 94,65
Cel wykonania świadectwa
budynek nowy x budynek istniejący najem/sprzedaż przebudowa/rozbudowa
Obliczeniowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną1)
EP – budynek oceniany 286,49 kWh/m2rok 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 >500 Wg wymagań WT20082) Wg wymagań WT20082)
budynek nowy budynek przebudowany Stwierdzenie dotrzymania wymagań wg WT20082) Zapotrzebowanie na energię pierwotną (EP) Zapotrzebowanie na energię końcową (EK) Budynek oceniany 286,49 kWh/m2rok Budynek oceniany 256,81 kWh/m2rok Budynek wg WT2008 176,35 kWh/m2rok 1) Charakterystyka energetyczna budynku określana jest na podstawie porównania jednostkowej ilości nieodnawialnej energii pierwotnej EP niezbędnej do zaspokojenia potrzeb energetycznych budynku w zakresie ogrzewania, chłodzenia, wentylacji i ciepłej wody użytkowej (efektywność całkowita) z odpowiednią wartością referencyjną. 2) Rozporządzenie ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690, ze zm.), spełnienie warunków jest wymagane tylko dla budynku nowego lub przebudowanego. UWAGA: charakterystyka energetyczna określana jest dla warunków klimatycznych odniesienia – stacja Bydgoszcz oraz dla normalnych warunków eksploatacji budynku podanych na str 2. Sporządzający świadectwo: Krzysztof Fryżewski 89-100 Nakło, ul. Reymona 1 Nr uprawnień ……………………. Data wystawienia 19.08.2009
Data Pieczątka i podpis
48
Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego nr 12 2 Charakterystyka techniczno-użytkowa budynku Przeznaczenie budynku: budynek zamieszkania jednorodzinnego Liczba kondygnacji: 1 Powierzchnia użytkowa budynku 94,65 m2 Powierzchnia użytkowa budynku o regulowanej temperaturze (Af) = 94,65 m2 Normalne temperatury eksploatacyjne: zima, lato = 200C Kubatura budynku: 283,96 m3 Wskaźnik zwartości budynku A/Ve: 1,39 Rodzaj konstrukcji budynku: tradycyjna Liczba użytkowników/mieszkańców: 6 Osłona budynku: budynek w strefie miejskiej, średni osłonięty Instalacja ogrzewania: tak/nie, opis: piec gazowy z zamkniętą komorą spalania do 50 kW, grzejniki płytowe, instalacja zaizolowana ułożona w bruzdach, sterowanie centralne parametry: 55/450C Instalacja wentylacji: tak/nie, opis: naturalna wentylacja grawitacyjna, parametry: Vve,k,Mn = V0 = 120,00 m3/h Instalacja chłodzenia: tak/nie, opis, parametry Instalacja przygotowania ciepłej wody użytkowej: tak/nie, opis: kocioł gazowy z zamkniętą komorą spalania, instalacja zaizolowana ułożona w bruzdach , parametry: θθθθCW=450C, θθθθ0=100C,
Obliczeniowe zapotrzebowanie energii Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię końcową [kWh/m2rok]
Nośnik energii Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Gaz ziemny GZ-50 94,26 36,31 130,57 Energia
elektryczna 126,24 126,24 1) łącznie z chłodzeniem pomieszczeń
Podział zapotrzebowania na energię Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię użytkową [kWh/m2rok]
Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Wartość [kWh/m2rok] 112,78 38,00 150,78 Udział [%] 75,00 25,00 100,00 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię końcową [kWh/m2rok]
Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Wartość [kWh/m2rok] 187,96 68,85 256,81 Udział [%] 73,00 27,00 100,00 Roczne jednostkowe zapotrzebowanie na energię pierwotną [kWh/m2rok]
Ogrzewanie i wentylacja
Ciepła woda Urządzenia pomocnicze1)
Suma
Wartość [kWh/m2rok] 209,73 76,76 286,49 Udział [%] 73,00 27,00 100,00 Sumaryczne roczne jednostkowe zapotrzebowanie na nieodnawialną energię:
• pierwotną 286,49 kWh/m2rok
1) łącznie z chłodzeniem pomieszczeń
49
Uwagi w zakresie możliwości zmniejszenia zapotrzebowania na energię końcową 1) Możliwe zmiany w zakresie osłony zewnętrznej budynku: Montaż rolet zewnętrznych na oknach zewnętrznych.
2) Możliwe zmiany w zakresie techniki instalacyjnej i źródła energii: Montaż zaworów regulacji miejscowej. Wymiana kotła gazowego na kocioł kondensacyjny.
3) Możliwe zmiany ograniczające zapotrzebowanie na energię końcową w czasie eksploatacji budynku: Dobudowanie wiatrołapu, lub podział istniejącego korytarza i przeznaczenie części na wiatrołap.
4) Możliwe zmiany ograniczające zapotrzebowanie na energię końcową związane z korzystaniem z ciepłej wody użytkowej: Montaż instalacji solarnej do przygotowania ciepłej wody użytkowej. 5) Inne uwagi osoby sporządzającej świadectwo charakterystyki energetycznej: Brak.
Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego nr 12 3
50
Objaśnienia Zapotrzebowanie energii Zapotrzebowanie na energię w świadectwie charakterystyki energetycznej jest wyrażane poprzez roczne zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną i poprzez zapotrzebowanie na energię końcową. Wartości te są wyznaczone obliczeniowo na podstawie jednolitej metodologii. Dane do obliczeń określa się na podstawie dokumentacji budowlanej lub obmiaru budynku istniejącego i przyjmuje się standardowe warunki brzegowe (np. standardowe warunki klimatyczne, zdefiniowany sposób eksploatacji, standardową temperaturę wewnętrzną i wewnętrzne zyski ciepła itp.) Z uwagi na standardowe warunki brzegowe, uzyskane wartości zużycia energii nie pozwalają wnioskować o rzeczywistym zużyciu energii budynku. Zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną Zapotrzebowanie na nieodnawialną energię pierwotną określa efektywność całkowitą budynku. Uwzględnia ona obok energii końcowej, dodatkowe nakłady nieodnawialnej energii pierwotnej na dostarczanie do granicy budynku każdego wykorzystanego nośnika energii (np. oleju opałowego, gazu, energii elektrycznej, energii odnawialnych itp.) Uzyskane małe wartości wskazują na nieznaczne zapotrzebowanie i tym samym wysoką efektywność i użytkowanie energii chroniące zasoby i środowisko. Jednocześnie ze zużyciem energii można podawać odpowiednią emisję CO2 budynku Zapotrzebowanie energii końcowej Zapotrzebowanie na energię końcową określa roczną ilość energii dla ogrzewania (ewentualnie chłodzenia), wentylacji i przygotowanie ciepłej wody użytkowej. Jest ona obliczana dla standardowych warunków klimatycznych i standardowych warunków użytkowania i jest miarą efektywności energetycznej budynku i jego techniki instalacyjnej. Zapotrzebowanie energii końcowej jest to ilość energii bilansowania na granicy budynku, która powinna być dostarczone do budynku przy standardowych warunkach z uwzględnieniem wszystkich strat, aby zapewnić utrzymanie obliczeniowej temperatury wewnętrznej, niezbędnej wentylacji i dostarczenie ciepłej wody użytkowej. Małe wartości sygnalizują niskie zapotrzebowanie i tym samym wysoką efektywność. Budynek mieszkalny z lokalami usługowymi Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego, w którym znajdują się lokale o funkcji niemieszkalnej może być wystawione dla całego budynku lub oddzielnie dla części mieszkalnej i każdej pozostałej części budynku stanowiącej całość techniczno-użytkową o odmiennej funkcji użytkowej. Fakt ten należy zaznaczyć na stronie tytułowej w rubryce (całość/część budynku).
Informacje dodatkowe
1) Niniejsze świadectwo charakterystyki energetycznej lokalu zostało wydane na podstawie dokonanej oceny energetycznej budynku zgodnie z przepisami ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane oraz Rozporządzenia ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. - w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz.U nr 156, poz. 1118 z późn. zm.)
2) Świadectwo charakterystyki energetycznej traci ważność po upływie terminu podanego na str. 1 oraz w przypadku, o którym mowa w art. 63 ust. 3 pkt 2 ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane
3) Obliczona w świadectwie charakterystyki energetycznej wartość „EP” wyrażona w [kWh/m2a] jest wartością obliczeniową określającą szacunkowe zużycie nieodnawialnej energii pierwotnej dla przyjętego sposobu użytkowania i standardowych warunków klimatycznych i jako taka nie może być podstawą do naliczania opłat za rzeczywiste zużycie energii w budynku.
4) Ustalona w niniejszym świadectwie skala do oceny właściwości energetycznych budynku wyraża porównanie jego oceny energetycznej z oceną energetycznego spełniającego wymagania warunków technicznych
5) Wyższą efektywność energetyczną budynku można uzyskać przez poprawienie jego cech technicznych wykonując modernizację w zakresie obudowy budynku, techniki instalacyjnej, sposobu zasilania w energię lub zmieniając parametry eksploatacyjne
Świadectwo charakterystyki energetycznej budynku mieszkalnego nr 12 4
51
7. Podsumowanie i wnioski
W niniejszej pracy:
- zebrano informację odnośnie wbudowanego materiału konstrukcji przegród
budowlanych,
- obliczono współczynnik przenikania ciepła przez przegrody U,
- obliczono współczynniki strat ciepła przez przenikanie Htr i wentylację Hve,
- obliczono miesięczne straty ciepła przez przenikanie i wentylację QH,ht,
- obliczono zyski ciepła od nasłonecznienia Qsol oraz wewnętrzne zyski ciepła
Qins,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na ciepło użytkowe do ogrzewania i
wentylacji Qh,nd,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię końcową do ogrzewania i
wentylacji Qk,h,
- obliczono zapotrzebowanie energii użytkowej QW,nd oraz końcowej Qk,w na
przygotowanie ciepłej wody użytkowej,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pomocniczą Eel,pom,
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla ogrzewania i
wentylacji Qp,H
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną dla przygotowania
ciepłej wody użytkoweji Qp,W
- obliczono roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną Qp,
- obliczono wskaźniki EP oraz EK,
- obliczono wskaźnik Ep dla budynku referencyjnego
Wszystkie przegrody zewnętrzne budynku posiadają współczynniki
przenikania ciepła U mniejsze od normatywnych współczynników granicznych
określonych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6.11.2008 r.
zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych jakim
powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
W celu obniżenia zapotrzebowania na energię cieplną zaleca się
zastosowanie rolet zewnętrznych na okna, zainstalowanie kolektorów
słonecznych na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wymianę
52
kotła gazowego na gazowy kocioł kondensacyjny charakteryzujący się większą
sprawnością działania. Zaleca się również dobudowanie wiatrołapu, lub podział
istniejącego korytarza i wydzielenie jego części na wiatrołap.
53
8. Przegląd literatury
[ 1 ] Dyrektywa 2002/01/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z
dnia 16 grudnia 2002r w sprawie charakterystyki energetycznej budynków
opublikowana w dz. Urz. UE L 1 z 04.01.2003 str. 65; Dz. Urz. UE Polskie