Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/ Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ BUDOVA A ENERGIA. Stavebná fakulta.

Transcription

1 Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/ Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ BUDOVA A ENERGIA Stavebná fakulta Sedláková Anna

2 Táto publikácia vznikla za finančnej podpory z Európskeho sociálneho fondu v rámci Operačného programu VZDELÁVANIE. Prioritná os 1 Reforma vzdelávania a odbornej prípravy Opatrenie 1.2 Vysoké školy a výskum a vývoj ako motory rozvoja vedomostnej spoločnosti. Názov projektu: Balík doplnkov pre ďalšiu reformu vzdelávania na TUKE ITMS Názov : Autor: Vydavateľ: Rok: Vydanie: Počet výtlačkov: Rozsah: Budova a energia Sedláková Anna Technická univerzita v Košiciach 2015 Prvé 50 ks 97strán Rukopis neprešiel jazykovou úpravou. Za odbornú a obsahovú stránku zodpovedajú autori.

3 Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/ Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ BUDOVA A ENERGIA Stavebná fakulta Sedláková Anna

4 Názov: Autori: Druh publikácie: Vydala: Rok: Vydanie: Náklad: Rozsah: Tlač: ISBN: Budova a energia Sedláková Anna Skriptá Technická univerzita v Košiciach 2015 prvé 50 ks 97 strán Univerzitná knižnica TUKE ISBN

5 Obsah BUDOVA A ENERGIA Tepelná ochrana budov I, II, III, Poslanie, ciele, úvod Tepelná ochrana budov I Tepelno-technické požiadavky podľa STN Tepelná ochrana budov II Energetický koncept budovy Tepelná ochrana budov III Stavebné konštrukcie a materiál pre obalovú konštrukciu budovy Samohodnotiace otázky Záver Použitá a odporučená literatúra

6 6

7 Tepelná ochrana budov I, II, III, Poslanie Poslaním týchto kapitol je uviesť študenta do problematiky navrhovania Energetický efektívnych budov v súlade s požiadavkami: Európskej smernice 2010/31/EÚ o energetickej hospodárnosti budov, ktorou sa nahrádza smernica 2002/91/ES o energetickej hospodárnosti budov. Európska únia v tejto smernici známej ako smernica prijala tri hlavné záväzky na splnenie kritérií do roku Prvým z nich je zníženie emisie skleníkových plynov aspoň o 20% oproti roku 1990, druhým je redukcia spotreby energie v krajinách EU taktiež o 20% a tretím záväzkom je dosiahnutie 20% podielu energie z obnoviteľných zdrojov na celkovej spotrebe energie. Stavebný sektor predstavuje 40% celkovej spotreby energie v krajinách EU, preto sú možnosti energetickej úspory v budovách dôležitým cieľom znižovania emisií skleníkových plynov. Ciele Cieľom je získať komplexný prehľad z oblasti tepelnej ochrany budov a tvorby obalových konštrukcií pri navrhovaní energetický efektívnych domov: - vyššie nároky z hľadiska projekčnej prípravy, návrh energetický efektívnych domov prakticky od prvej škice až po realizáciu, návrh konštrukčných detailov s vylúčením tepelných mostov a netesností, odborná realizácia bez akýchkoľvek odchýlok od projektovej dokumentácie, preto je potrebné, aby projektant svoje dielo sprevádzal od prvej skice až po kolaudáciu. 7

8 Úvod Stupňujúce sa nároky na výstavbu budov v súlade s kritériami trvalo udržateľnej výstavby sa premietajú do znižovania energetickej náročnosti a ekologických súvislosti prejavujúce sa dôrazom na zdravé vnútorné prostredie a čo najmenšie negatívne dopady výstavby na životné prostredie. Z hľadiska dlhodobého strategického cieľa znižovania spotreby energie v budovách (s tým súvisiace znižovanie emisií skleníkových plynov) sa preferujú budovy s nízkou energetickou náročnosťou. Známymi pojmami z tejto oblasti sú nízkoenergetické, pasívne, nulové, plusové a iné domy. V princípe každý definovaný dom má za cieľ úsporu energie, čomu napomáhajú neustále sa vyvíjajúce materiálové a konštrukčne riešenia v kombinácií s inovatívnou technikou prostredia, ktorá zabezpečuje optimálne vnútorné prostredie a potreby užívateľov. Suma energetickej bilancie všetkých častí vstupujúcich do energetického modelu má tendenciu sa približovať nule. Navrhovať perfektné technické zariadenie do zle navrhnutého domu má za následok vyššiu spotrebu energie než sa od objektu očakávalo. Tu možno uviesť napríklad zvýšenie pasívnych solárnych ziskov (prospešné v zimných mesiacoch), čo má za následok zníženie tepelného komfortu v letných mesiacoch a naopak. Znižovanie energetickej náročnosti je v súčasnosti aktuálna téma. V čoraz väčšej miere sa začínajú uplatňovať koncepty, ktoré zabezpečia vysoký užívateľský štandard pri nízkych prevádzkových nákladoch. Je teda nutné pri návrhu budov rešpektovať súbor technických požiadaviek pre zabezpečenie tepelnej ochrany a energetických úspor v budovách. Preferuje sa výstavba nízkoenergetických budov a ďalší vývoj smeruje k pasívnym domom. Princípy, ktorými možno takéto riešenie docieliť sú dobre známe a popísané v nasledujúcich kapitolách. 8

9 1.Tepelná ochrana budov I 1.1 Tepelno-technické požiadavky podľa STN 9

10 10

11 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 2.Tepelná ochrana budov II 2.1.Energetický koncept budovy 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 48

49 49

50 50

51 51

52 52

53 3.Tepelná ochrana budov III 3.1 Stavebné konštrukcie a materiál pre obalovú konštrukciu budovy 53

54 54

55 55

56 56

57 57

58 58

59 59

60 60

61 61

62 62

63 63

64 64

65 65

66 66

67 67

68 68

69 69

70 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75 75

76 76

77 77

78 78

79 79

80 80

81 81

82 82

83 83

84 84

85 85

86 86

87 87

88 88

89 89

90 90

91 Samohodnotiace otázky Aké sú požadované tepelno-technické vlastnosti stavebných konštrukcií? Čo je energetický koncept budovy? Definujte energeticky efektívne budovy? Ako funguje Blower door test budov? Čo je mechanická ventilácia s rekuperačným systémom? Definujte požiadavky na obalové konštrukcie (stenové, strešné, spodnú stavbu, transparentné)? Aké sú výhody a nevýhody murovaných a montovaných stavieb? Ako vypočítame súčiniteľ prechodu tepla okna Uw? Ako rozdelíme strešnú konštrukciu podľa sklonu? Aké typy zakladania poznáme pre energeticky efektívne budovy? 91

92 Záver Požiadavky na výstavbu a požiadavky na stavby vyplývajú zo Stavebného zákona č.50/1976 Zb. v znení neskorších predpisov [24]. Splnenie základnej požiadavky na stavby podľa smernice č. 89/106/EHS, čiže požiadavky na energetickú úspornosť a ochranu tepla, si vyžaduje 43 zákona (v znení zákona č. 237/200 Z.z.). Spodrobnenie tejto požiadavky a zavedenie pojmu energetickej hospodárnosti budov je v 21 vyhlášky MŽP SR č. 532/2002 Z.z [22] všeobecné technické požiadavky na výstavbu, ktorá platí od 1.decembra [11] Pri navrhovaní a zhotovovaní stavieb sa má postupovať tak, aby boli splnené požiadavky na energetickú úspornosť a ochranu tepla: [22] Budova musí byť navrhnutá a postavená tak, aby bola počas užívania energeticky hospodárna vzhľadom na klimatické podmienky a predpokladaný účel užívania. Vykurovanie, chladenie, vetranie, zásobovanie vodou a jej odvádzanie, úprava, ohrev a rozvod teplej vody, osvetlenie a preprava osôb alebo predmetov sa navrhujú a zhotovujú so zreteľom na nízku potrebu energie pri splnení požiadaviek na predpokladaný účel užívania budovy. Budova s požadovaným stavom vnútorného prostredia sa navrhuje tak, aby boli zaručené ustanovené požiadavky na tepelnotechnické vlastnosti stavebnej konštrukcie, hygienické podmienky a výmena vzduchu v miestnosti. Stavebná konštrukcia a priestor s požadovaným stavom vnútorného prostredia budov musia byť navrhnuté tak, aby pri zohľadnení tvaru budovy, jej orientácie, tepelných ziskov zo slnečného žiarenia a vnútorných zdrojov bola zaručená nízka spotreba tepla na vykurovanie. 92

93 Použitá a odporučená literatúra [1] BIELEK, M., ROJÍK, V.: Konštrukcie pozemných stavieb IV, Teória konštrukčnej tvorby. Bratislava: ALFA, s. il. MDT 624,04 (075,8). [2] BIELEK, M., Konštrukcie pozemných stavieb: energetická efektívnosť budov. STU Bratislava [3] CLARKE, J., A. : Energy simulation in building design. 2nd edition. ISBN. [4] MALKAWI, A., AUGENBROE, G.: Advanced Building Simulation, ISBN < [5] DLESEK, V.: Energetická náročnost pozemních staveb, Ediční středisko ČVUT Praha 1991, ISBN [6] HORNIAKOVÁ, L.: Energetická náročnosť budov, Edičné stredisko SVŠT Bratislava [7] MARKUS, T.A., MORRIS, E.N.: Zdanija, klimat i energija, Gidrometeoizdat Leningrad, [8] PETRÁŠ, D, DAHLSVEEN, T.: Energetický audit a certifikácia budov. JAGA 2008, 1.vydanie, 184 s. ISBN: Kn. [9] ŘEHÁNEK, J., JANOUŠ, A., KUČERA, P., ŠAFRÁNEK, J.: Tepelně-technické a energetické vlastnosti budov. GRADA Publishing, Praha 2002, ISBN [10] ŘEHÁNEK, J., JANOUŠ, A.: Tepelné ztráty budov a možnosti jejich zmenšováni. SNTL Nakladatelství technické literatury, n.p. Praha 1986, L17-B2-II-84/ [11] STERNOVÁ, Z. a kol.: Energetická hospodárnosť a energetická certifikácia budov. JAGA Group, s.r.o., Bratislava ISBN [12] TYWONIAK, J. et al. Nízkoenergetické domy 2. Princípy a príklady. GRADA Publishing, 2008, ISBN , 204strán. [13] TYWONIAK, J. : Nízkoenergetické domy. Princípy a přiklady. GRADA Publishing, Praha ISBN X. [14] HUMM, O.: Nízkoenergetické domy Vydavateľstvo GRADA ISBN [15] CHMÚRNY, I.: Tepelná ochrana budov, vydavateľstvo Jaga group, Bratislava 2003, ISBN [16] STEEMERS, K., STEANE, M.,A.: Environmental diversity and architecture. Published by Spon Press, USA ISBN [17] Solar architecture in Europe. Published by Prism Press, Netherlands ISBN [18] BUDIAKOVÁ, M.: Energeticky úsporné budovy. Vydavateľ A-Projekt, spol. s.r.o. Bratislava ISBN [19] PLAMÍNKOVÁ, J.: Slabikář ekologického bydlení. Vydavatelství PROFES J&K, 93

94 s.r.o. Praha [20] VAVERKA, J a kol.: Stavební tepelná technika a energetika budov, Vysoké učení technické v Brně, nakladatelství Vutium 2006, ISBN [21] SEDLÁKOVÁ, A., RUDIŠIN, R.: Teoretická a experimentálna analýza spodnej stavby veľkopriestorových budov. Stavebná fakulta TU v Košiciach, Košice 2009, ISBN [22] GHIAUS, C., ALLARD, F.: Statistical interpretation of the results of building simulation and its use in design decisious. Eight International IBSPA Conference, Eindhoven, Netherlands, August P < [23] MELICHÁREK, K.: Tvary nízkoenergetických a EPD staveb. Pasívni domy [24] ANTONÍN, J., KOPECKÝ, P.: Tepelná bilance pasívnych a nízkoenergetických rodinných domu: parametrická stúdie. Pasívni domy [25] HYGH, J.S., DeCAROLIS, J.F., HILL, D.B., RANJITHAN, S.R.: Multivariate regression as an energy assessment tool in early building design. Building and Environment 57. Str [26] OURGHI, R., AL-ANZI, A., KRARTI, M.: A simplified analysis method to predict the impact of shape on annual energy use for Office buildings. Energy Conversion and Management 48. Str [27] Smernica Európského Parlamentu a Rady 2010/31/EU o energetickej náročnosti budov. (Máj 2010). [28] BURMEISTER, H., KELLER, B.: Climate surfaces: a quantitative building specific representation of climates. Energy and Buildings Vol.28.Issue2. p ISSN [29] CLARKE, J., A.: Energy Simulation in Building Design, Butterwort-Heinemann Oxford, druhé vydanie, [30] GELETKA, V.: Výskum určujúcich parametrov architektonicko-konštrukčného návrhu budov. Písomná časť dizertačnej práce. TU Košice [31] STULZ, R. : Climate responsive building Appropriate building in tropical and subtropical regions. SKAT, 1993, 324 pages. Dostupné na internete: < [32] CATALINA, T., VIRGONE, J., BLANCO, E.: Development and validation of regression models to predict monthly heating demand for residential buildings. Energy and Buildings 40, p [33] FEIST, K.: Nízkoenergetický dúm: Úspory energie v bytové výstavbě budoucnosti. České vydáni. Nakladatelství HEL. Ostrava strán. [34] Manuál energeticky úsporné architektúry. Vydavatel: Státní fond životního prostředí ve spolupráci s Českou komorou architektů. ISBN: [35] Europe s buildings under the microscope. A country by country review of the 94

95 energy performance of buildings. Buildings Performance Institute Europe (BIPE). October ISBN: < Súvisiace zákony, vyhlášky a STN [1] Directive 2010/31/EU Of the european parlament and of the council of 19 may 2010 on the energy performance of buildings. Publisher: Official Journal ot the European Union L153/13. Dostupné na internete: [2] EN : Vstupné údaje o vnútornom prostredí budov pre návrh a hodnotenie energetickej náročnosti budov kvality vzduchu, tepelné prostredie, osvetlenie a akustika. [3] STN : Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Tepelná ochrana. Terminológia, [4] STN : Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Tepelná ochrana. Funkčné požiadavky, [5] STN : Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Tepelná ochrana. Vlastnosti prostredia a stavebných výrobkov, [6] STN : Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Tepelná ochrana. Výpočtové metódy, [7] STN : 2012 Tepelná ochrana. Tepelnotechnicke vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 1 až 3. (júl 2012). [8] STN : Budovy na bývanie (Jún 2005). [9] STN EN 13790: Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie, [10] STN EN /NP: Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby energie na vykurovanie a chladenie. Národná príloha. [11] STN EN ISO ( ): Tepelnotechnické vlastnosti okien, dverí a okeníc. Výpočet súčiniteľa prechodu tepla. Časť 1: Všeobecne, [12] STN EN ISO ( ): Tepelnotechnické vlastnosti okien, dverí a okeníc. Výpočet súčiniteľa prechodu tepla. Časť2: Výpočtová metóda pre rámy, [13] STN EN ISO ( ): Tepelné mosty v budovách pozemných stavieb. Tepelné toky a povrchové teploty. Podrobné výpočty (ISO : 2007), [14] STN EN ISO ( ): Stavebné materiály a výrobky. Metódy stanovenia deklarovaných a návrhových hodnôt tepelnotechnických veličín (ISO : 2007), [15] STN EN ISO ( ): Tepelnotechnické vlastnosti budov. Šírenie tepla zeminou. Výpočtové metódy (ISO : 2007), [16] STN EN ISO ( ): Energetická hospodárnosť budov. Výpočet potreby 95

96 energie na vykurovanie a chladenie (ISO : 2008), 2008, [17] STN EN ISO ( ): Tepelné mosty v stavebných konštrukciách. Lineárny stratový súčiniteľ. Zjednodušené metódy a orientačné hodnoty (ISO : 2007), [18] STN EN ISO 6949 ( ): Stavebné konštrukcie. Tepelný odpor a súčiniteľ prechodu tepla. Výpočtová metóda (ISO 6949:2007), [19] STN EN 12831: Vykurovacie systémy v budovách, Metóda výpočtu projektovaného tepelného príkonu (November 2003). [20] ANSI/ASHRAE Standard : Thermal Environmental Conditions for Human Occupany. [21] STN EN 15251: Vstupné údaje o vnútornom prostredí budov na na navrhovanie a hodnotenie energetickej hospodárnosti budov kvalita vzduchu, tepelný stav prostredia, osvetlenie a akustika. [22] Vyhlášla MŽP SR č. 532/2002: O všeobecných požiadavkách na výstavbu. [23] Zákon č. 264/1999 Z.z. O technických požiadavkách na výrobky, o posudzovaní zhody. [24] Zákon č. 50/1976 Z.z.: O územnom plánovaní a stavebnom poriadku stavebný zákon. [25] Zákon č. 555/2005 Z.z.: O energetickej hospodárnosti budov. Internetové zdroje [26] [27] IEA: International Energy Agency, Information paper: Energy Efficiency Requirements in Building Codes, Energy Efficiency Polices for New Buildings. (March 2008). < [28] ASHRAE < [29] Hlina spol s.r.o. < [30] Teplotné snímače Dallas < DS1820 [31] Climate Change 2007: Synthesis Report. An assesment of the intergovemmental panel on climate change. < > [32] LOXONE: Automatizované < ovládanie [33] LabVIEW < 96 domácnosti.

97 ISBN