Az épületek energetikai tanúsítása Tervezési példák – családi ház Szalay Zsuzsa Dr. Csoknyai Tamás BME Épületenergetika Tanszék

Az épületek energetikai tanúsítása2 Földszintes családi ház egyszerűsített módszerrel Könnyűszerkezetes családi ház, talajon fekvő padlóval és fűtetlen padlással

Az épületek energetikai tanúsítása3 1. Geometriai adatok Nettó fűtött szintterület:A N = 150 m 2 Belmagasság:bm = 3,0 m Külső homlokzat területe: A homl = 192 m 2 Ebből tömör:A fal = 136,27 m 2 Ebből ajtó:A ajtó = 2,4 m 2 Ebből ablak: A ablak = 53,33 m 2 Az üvegezés felülete:A ü = 40 m 2 Padlásfödém:A padlás = 150 m 2 Talajon fekvő padló: A padló = 150 m 2 A padló kerülete:l padló = 64 m A padlószint és a talajszint közötti magasság 0,5 m. Minden geometriai adatot a belméretek szerint kell értelmezni! Az üvegezés területe a tiszta üvegfelület!

Az épületek energetikai tanúsítása4 2. A/V arány meghatározása A burkolófelület összesen: A =A homl +A padlás +A padló = 192 m m m 2 = 492 m 2 Fűtött térfogat: V = A N * bm = 150 m 2 * 3,0 m = 450 m 3 A burkolófelület és a fűtött térfogat aránya: A/V = 492 / 450 = 1,093 m 2 /m 3

Az épületek energetikai tanúsítása5 3. A fajlagos hőveszteségtényező határértéke A/V = 1,093 q m = 0, ,38 * 1,093 = 0,501 W/m 3 K A megengedett fajlagos hőveszteségtényező: q m = 0,501 W/m 3 K Seg. 65.o. TNM II.1 képlet vagy ábra

Az épületek energetikai tanúsítása6 4. A fajlagos hőveszteségtényező tervezett értéke Mivel az adott épületben gázüzemű fűtés és használati melegvízellátás van, feltételezzük, hogy a fajlagos hőveszteségtényező tervezett értéke megegyezhet a határértékkel. Ez a határértéknél semmiképpen sem lehet magasabb, de magas primer energiatartalmú energiahordozók alkalmazása esetén (például villamos energia használati melegvíztermelésre) a határértéknél alacsonyabbnak kell lennie annak érdekében, hogy az összesített energetikai mutatóra előírt követelmény is teljesíthető legyen. A tervezett fajlagos hőveszteségtényező: q terv = 0,501 W/m 3 K

Az épületek energetikai tanúsítása7 5. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője Vq = 450 * 0,501 = 225,66 W/K Legyen U ablak = 1,3 W/m 2 K, g = 0,65, U ajtó = 1,8 W/m 2 K AU = 53,33 * 1,3 + 2,4 * 1,8 = 73,65 W/K l padló  padló = 64 * 1,0 = 64 W/K (54.o táblázat) A falra és padlásfödémre marad: 225,66 – 73,65 – 64 = 88,01 W/K A fal és a padlásfödém átlagos hőátbocsátási tényezője: U = 88,01 /(136,27 + 0,9 * 150) = 0,32 W/m 2 K Ha a sugárzási nyereséget elhanyagoljuk (a biztonság javára):

Az épületek energetikai tanúsítása8 4.3.

Az épületek energetikai tanúsítása9 5. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője Vq = 450 * 0,501 = 225,66 W/K Legyen U ablak = 1,3 W/m 2 K, g = 0,65, U ajtó = 1,8 W/m 2 K AU = 53,33 * 1,3 + 2,4 * 1,8 = 73,65 W/K l padló  padló = 64 * 1,0 = 64 W/K (54.o táblázat) A falra és padlásfödémre marad: 225,66 – 73,65 – 64 = 88,01 W/K A fal és a padlásfödém átlagos hőátbocsátási tényezője: U = 88,01 /(136,27 + 0,9 * 150) = 0,32 W/m 2 K Ha a sugárzási nyereséget elhanyagoljuk (a biztonság javára):

Az épületek energetikai tanúsítása10 5. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője Ez kielégíthető például: - padlásra legyen U padlás = 0,2 W/m 2 K AU R, padl á s = 150 * 0,9 * 1,1 * 0,2 = 29,7 W/K - falra marad: 88,01 – 29,7 = 58,31 W/K U R,fal = 58,31 / 136,27 = 0,43 W/m 2 K A hőhidak hossza: = 149 fm + nyílászárók kerülete  biztosan több, mint 192 fm  erősen hőhidas Külső oldali hőszigetelést feltételezve: U fal = 0,43 / 1,3 = 0,33 W/m 2 K

Az épületek energetikai tanúsítása11

Az épületek energetikai tanúsítása12 5. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője Ez kielégíthető például: - padlásra legyen U padlás = 0,2 W/m 2 K AU R, padl á s = 150 * 0,9 * 1,1 * 0,2 = 29,7 W/K - falra marad: 88,01 – 29,7 = 58,31 W/K U R,fal = 58,31 / 136,27 = 0,43 W/m 2 K A hőhidak hossza: = 149 fm + nyílászárók kerülete  biztosan több, mint 192 fm  erősen hőhidas Külső oldali hőszigetelést feltételezve: U fal = 0,43 / 1,3 = 0,33 W/m 2 K

Az épületek energetikai tanúsítása13

Az épületek energetikai tanúsítása14

Az épületek energetikai tanúsítása15 5. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője Ez kielégíthető például: - padlásra legyen U padlás = 0,2 W/m 2 K AU R, padl á s = 150 * 0,9 * 1,1 * 0,2 = 29,7 W/K - falra marad: 88,01 – 29,7 = 58,31 W/K U R,fal = 58,31 / 136,27 = 0,43 W/m 2 K A hőhidak hossza: = 149 fm + nyílászárók kerülete  biztosan több, mint 192 fm  erősen hőhidas Külső oldali hőszigetelést feltételezve: U fal = 0,43 / 1,3 = 0,33 W/m 2 K < 0,3 W/m 2 K < 0,25 W/m 2 K < 0,45 W/m 2 K < 0,35 W/m 2 K

Az épületek energetikai tanúsítása16 6. A nyári túlmelegedés kockázata = 2 * 85 * 0, * 150 * 0,65 * 0,75 = 2889,25 W K > 2 K

4.6.

Az épületek energetikai tanúsítása18 6. A nyári túlmelegedés kockázata = 2 * 85 * 0, * 150 * 0,65 * 0,75 = 2889,25 W A túlmelegedés kockázata nem fogadható el! Alkalmazzunk hatékony külső árnyékoló szerkezetet: pl. 0,4 naptényezőjű árnyékoló szerkezettel Q sdnyár = 1592,5 W és  t bnyár = 2 K. K > 2 K

Az épületek energetikai tanúsítása19 Családi ház a részletes számítási eljárás egyes lépéseivel Könnyűszerkezetes családi ház, talajon fekvő padlóval és fűtetlen padlással

Az épületek energetikai tanúsítása20 1. Geometriai adatok Mint előbb + Üvegezett szerkezetek: É-i tájolású: A ü,É = 2 m 2 D-i tájolású:A ü,D = 14 m 2 K-Ny - i tájolású:A ü,K-Ny = 24 m 2 Az eresz kinyúlása 0,50 m, a déli oldalon az ábra szerint 1,2 m.

Az épületek energetikai tanúsítása21 2. A/V arány meghatározása A burkolófelület összesen: A =A homl +A padlás +A padló = 192 m m m 2 = 492 m 2 Fűtött térfogat: V = A N * bm = 150 m 2 * 3,0 m = 450 m 3 A burkolófelület és a fűtött térfogat aránya: A/V = 492 / 450 = 1,093 m 2 /m 3

Az épületek energetikai tanúsítása22 3. A fajlagos hőveszteségtényező határértéke A/V = 1,093 q m = 0, ,38 * 1,093 = 0,501 W/m 3 K A megengedett fajlagos hőveszteségtényező: q m = 0,501 W/m 3 K Seg. 65.o. TNM II.1 képlet és ábra

Az épületek energetikai tanúsítása23 4. A fajlagos hőveszteségtényező tervezett értéke Mivel az adott épületben gázüzemű fűtés és használati melegvízellátás van, feltételezzük, hogy a fajlagos hőveszteségtényező tervezett értéke megegyezhet a határértékkel. Ez a határértéknél semmiképpen sem lehet magasabb, de magas primer energiatartalmú energiahordozók alkalmazása esetén (például villamos energia használati melegvíztermelésre) a határértéknél alacsonyabbnak kell lennie annak érdekében, hogy az összesített energetikai mutatóra előírt követelmény is teljesíthető legyen. A tervezett fajlagos hőveszteségtényező: q terv = 0,501 W/m 3 K

Az épületek energetikai tanúsítása24 5. A benapozás ellenőrzése Az üvegezések a téli időszakban benapozottak D1D2

Az épületek energetikai tanúsítása25 6. Az épület fajlagos hőtároló tömege Az épület falai és padlásfödéme hőszigetelt faváz szerkezetű. Egy ilyen épület fajlagos hőtároló tömege jellemzően kevesebb mint 400 kg/m 2, az épület könnyűszerkezetesnek minősül. Miután a könnyűszerkezetes épületek télen a sugárzási nyereséget kevésbé jól hasznosítják, nyáron pedig ezekben a túlmelegedés kockázata nagyobb, a tételes számítás nélküli besorolás a könnyűszerkezetes kategóriába minden további nélkül elfogadható (amennyiben ez a besorolás téves lenne, a biztonság javára tévedtünk).

Az épületek energetikai tanúsítása26 7. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője = 0,5*(2 *0,65* *0,65* *0,65*200)=3445 kWh/a A sugárzási nyereségáram: 3445 / 72 = 47,85 W/K Az egységnyi fűtött térfogatra jutó érték: 47,85 / 450 = 0,106 W/m 3 K A fajlagos hőveszteségtényezőnek a transzmissziós veszteségeket kifejező tagja így: 0, ,106 = 0,608 W/m 3 K Az egész épület transzmissziós vesztesége: 450 * 0,608 = 273,51 W/K lehet. Egyszerűsített: 225,66 W/K

Az épületek energetikai tanúsítása27 7. A határolószerkezetek hőátbocsátási tényezője Minden elemre a szerkezetre vonatkozó megengedett legnagyobb (ajánlott) rétegtervi hőátbocsátási tényezővel: Ablakokra: AU ablak = 53,33 * 1,6 = 85,33 W/K Ajtóra: AU ajtó = 2,4 m 2 * 1,8 = 4,32 W/K Talajon fekvő padlóra: l padló  padló = 64 * 1,0 = 64 W/K Padlásfödémre: AU R,padlás =150 * 0,9 * 1,1 * 0,25 = 37,13 W/K Külső falra: AU R,fal = 136,27 * 1,3 * 0,35 = 62,0 W/K Összesen: AU = 252,78 W/K<273,51 W/K q = 252,78 / 450 – 0,106 = 0,455 W/m 3 K < q m = 0,501 W/m 3 K A bizonyított benapozás esetén a nyereségek miatt a részletes számítás eredményei kedvezőbb energetikai minőséget igazolnak! AU = 277,92 W/K

Az épületek energetikai tanúsítása28 8. A nyári túlmelegedés kockázata = (2 +11,4)* 85*0, ,6*150* 0,65* 0,75 = 2528 W A túlmelegedés kockázata nem fogadható el! Alkalmazzunk hatékony külső árnyékoló szerkezetet: pl. 0,4 naptényezőjű árnyékoló szerkezettel Q sdnyár = 1399,84 W és  t bnyár = 1,79 K > 2 K

Az épületek energetikai tanúsítása29 9. Az egyensúlyi hőmérsékletkülönbség = 0,5*( 2*0,65*27+ 14* 0,65* 96+24* 0,65*50)= 844,35 W Az egyensúlyi hőmérsékletkülönbség kisebb, mint 8 K. A fűtési idény hossza 4400 h/a, a fűtési hőfokhíd hK/a.

Az épületek energetikai tanúsítása30 Családi ház tervezése - egyszerűsített módszer 1. Geometriai adatok 2. A/V arány 3. A fajlagos hőveszteségtényező határértéke q m = 0,501 W/m 3 K 4. A fajlagos hőveszteségtényező tervezett értéke q terv = 0,501 W/m 3 K 5. A hőátbocsátási tényezők meghatározása 6. A nyári túlmelegedés kockázatának ellenőrzése 7- Gépészet

Az épületek energetikai tanúsítása31 Családi ház tervezése - részletes módszer 1. Geometriai adatok 2. A/V arány 3. A fajlagos hőveszteségtényező határértéke q m = 0,501 W/m 3 K 4. A fajlagos hőveszteségtényező tervezett értéke q terv = 0,501 W/m 3 K 5. Benapozás ellenőrzése 6. Az épület fajlagos hőtároló tömege 7. A hőátbocsátási tényezők meghatározása  q = 0,455 W/m 3 K 8. A nyári túlmelegedés kockázatának ellenőrzése 9. Az egyensúlyi hőmérsékletkülönbség 10 - Gépészet

Az épületek energetikai tanúsítása32 Gépészet Bemenő adatok: Egyszerűsített módszerrel: q = 0,501 W/m 3 K Részletes módszerrel:q = 0,455 W/m 3 K H = 72 hK/1000a Z F = 4,4 h/1000a

Az épületek energetikai tanúsítása33 Családi ház - Épületgépészet A fűtés éves nettó hőenergia igénye Az 5.1. táblázat szerint lakóépület esetén a légcsereszám n = 0,5 h -1, a belső hőnyereség átlagos értéke q b = 5 W/m 2, a szakaszos fűtés hatását kifejező korrekciós szorzó  = 0,9.

Az épületek energetikai tanúsítása34 Az éves nettó fűtési energiaigény: Q F = 72 * 450 * (0, ,35 * 0,5) * 0,9 – - 4,4 * 150 * 5 = 16425,77 kWh/a Egységnyi alapterületre vetítve: q f = 109,51 kWh/m 2 a.

Az épületek energetikai tanúsítása35 éves nettó fűtési energiaigény teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága miatti veszteségek hőelosztás fajlagos vesztesége fütési hőtárolás veszteségei teljesítménytényező lefedési tényező hőelosztás segéd villamos energia igénye fütési hőtárolás segédenergia igénye hőtermelés villamos seg.energia igénye fütés primer energia átalakítási tényezője a villamos segédenergia átalakítási tényezője A fűtés fajlagos primer energiaigénye:

Az épületek energetikai tanúsítása36 A teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága miatti veszteségek: kétcsöves radiátoros fűtés, termosztatikus szelepek 2 K arányossági sávval: q f,h = 3,3 kWh/m 2 a (79.o táblázat); A hőelosztás fajlagos vesztesége: 70/55 o C fűtővíz hőmérséklet vízszintes elosztóvezetékek a fűtött téren belül q f,v = 2,5 kWh/m 2 a (78.o táblázat);

Az épületek energetikai tanúsítása37 Fütési hőtárolás veszteségei: Fütési hőtároló nincs q f,t = 0, E FT = 0 (80.o táblázat); Teljesítménytényező és a kazán segédenergia igénye fűtött téren belül elhelyezett, állandó hőmérsékletű kazán C k = 1,24, q k,v = 0,66 kWh/m 2 a (76.o. 5.5.táblázat); Lefedési tényező: A kazán az egyedüli hőforrás:  k =1;

Az épületek energetikai tanúsítása38 A hőelosztás segéd villamos energia igénye fordulatszám szabályozású szivattyút, radiátorokat (szabad fűtőfelület) feltételezve: E FSz = 1,24 kWh/m 2 a (78.o táblázat); Földgáz esetén a primer energia átalakítási tényezője e f = 1,0, a villamos segédenergia átalakítási tényezője e v = 2,5 (TNM rendelet oldal 1. táblázat*). * 7/2006 (V/24) TNM rendelet

Az épületek energetikai tanúsítása39 A fajlagos primer energiaigény: E F = (109,51 + 3,3 + 2,5 + 0) * (1,24 * 1 *1) + (1, ,66) * 2,5 = 147,73 kWh/m 2 a

Az épületek energetikai tanúsítása40 A melegvízellátás primer energiaigénye HMV nettó hőenergia igénye A melegvíz elosztás veszteségei Tárolási veszteségek teljesítménytényező lefedési tényező a melegvíz elosztás segédenergia igénye kazán segédenergia igénye HMV primer energia átalakítási tényezője a villamos segédenergia átalakítási tényezője

Az épületek energetikai tanúsítása41 A használati melegvíz nettó hőenergia igénye: q HMV = 30 kWh/m 2 a (69.o táblázat); A melegvíz elosztás veszteségei és villamos segédenergia igénye (83.o és 84.o táblázatok): cirkuláció nélkül, elosztás a fűtött téren belül q HMV,v = 0,1 * 30 = 3 kWh/m 2 a E C = 0; Tárolási veszteségek: tároló nincsen q HMV,t = 0;

Az épületek energetikai tanúsítása42 Teljesítménytényező és a kazán segédenergia igénye (82.o táblázat): Állandó hőmérsékletű átfolyós kombikazán C k =1,22, E K =0,19 kWh/m 2 a Lefedési arány: kazán az egyedüli hőtermelő  k =1,0 HMV termelés primer energia átalakítási tényezője (TNM rendelet 5170.oldal 1. táblázat ): Földgáz e HMV = 1,0; A villamos segédenergia átalakítási tényezője (TNM rendelet 5170.oldal 1. táblázat ): Nappali áram e v = 2,5.

Az épületek energetikai tanúsítása43 A fajlagos primer energiaigény: E HMV = ( ) * (1,22 * 1 * 1) + (0 + 0,19) * 2,5 = 40,74 kWh/m 2 a

Az épületek energetikai tanúsítása44 Az épületben légtechnikai rendszer nincsen. Az épületben gépi hűtés nem szükséges. Lakóépület esetén a világítás primer energiaigényét nem kell az összevont energetikai jellemzőben szerepeltetni. Saját energetikai rendszerből származó, az épületben fel nem használt más fogyasztóknak átadott energia nincsen.

Az épületek energetikai tanúsítása45 Az összesített energetikai jellemző számítása Az összesített energetikai jellemző: E P = 147, , = 188,47 kWh/m 2 a

Az épületek energetikai tanúsítása46 Az összesített energetikai jellemző megengedett legnagyobb értéke A/V = 1,093 E P,max =205,2 kWh/m 2 a > E P =188,47 kWh/m 2 a

Az épületek energetikai tanúsítása47 Az épület a harmadik követelményszintet teljesíti! ☺ ☺ ☺

Az épületek energetikai tanúsítása48 Mi lenne ha…? A használati melegvízellátásra magas primer energiatartalmú energiahordozót alkalmaznánk. Ha csúcson kívüli árammal működő elektromos bojlert használnánk, akkor annak fajlagos primer energiafogyasztása : E HMV = (30+3+4,8) * (1* 1*1,8) + (0+0)*2,5 =68,04 kWh/m 2 a E HMV = ( )*(1,22*1*1)+(0+0,19)*2,5 = 40,74 kWh/m 2 a

Az épületek energetikai tanúsítása49 Az összesített energetikai jellemző így 215,8 kWh/m 2 a lenne, azaz a határértéknél ( E P,max =205,2 kWh/m 2 a ) magasabb.

Az épületek energetikai tanúsítása50 A többletet (215, ,2 = 10,6 kWh/m 2 a) az épület kisebb hőveszteség-tényezőjével kell ellentételezni. A fűtés maximális fajlagos primer energiaigénye: E F,max = 137,16 kWh/m 2 a (eddig: E F = 147,73 kWh/m 2 a)

Az épületek energetikai tanúsítása51 HMV elektromos árammal - egyszerűsített módszer E F,max = 137,16 kWh/m 2 a q f,max = 100,98 kWh/m 2 a A maximális fajlagos hőveszteségtényező és a hőveszteségtényező: q max = 0,446 W/m 3 K Vq max = 450 * 0,446 = 200,84 W/K A talajon fekvő padló és az ablakok, ajtók maradjanak változatlanok. A falra és padlásfödémre marad: 200,84 – 64 – 73,65 = 63,19 W/K Ez kielégíthető például: Padlásfödémre: AU R,padlás =150 * 0,9 * 1,1 * 0,16 = 23,76 W/K Külső falra: AU R,fal = 136,27 * 1,3 * 0,222 = 39,43 W/K

Az épületek energetikai tanúsítása52 HMV elektromos árammal - egyszerűsített módszer Figyelemreméltó, hogy az energiahordozó – jelen esetben a használati melegvíztermelés energiahordozójának – megválasztása milyen drasztikus hatással van az összesített energetikai jellemzőre és az előnytelen választást a hőszigetelés milyen jelentős mértékű javításával kell ellentételezni! HMV gázzal: Padlásfödém:U padlás = 0,2 W/m 2 K Külső fal:U fal = 0,33 W/m 2 K HMV elektromos árammal: Padlásfödém:U padlás = 0,16 W/m 2 K Külső fal:U fal = 0,222 W/m 2 K

Az épületek energetikai tanúsítása Az éves nettó fűtési energiaigény számítása: Az éves fűtési hőfokhíd ezredrésze H = 72 hK/1000a, a fűtési idény hosszának ezredrésze Z F = 4,4 h/1000a. A szakaszos fűtés hatását kifejező korrekciós szorzó  = 0,9. Gépészet a részletes módszer adataival

Az épületek energetikai tanúsítása Az éves nettó fűtési energiaigény: Q F = 72 * 450 * (0, ,35 * 0,5) * 0,9 – 4,4 * 150 * 5 = 15082,62 kWh/a Egységnyi alapterületre vetítve: q f = 100,55 kWh/m 2 a, az egyszerűsített módszerrel meghatározott értékhez képest 8 %-kal kevesebb.

Az épületek energetikai tanúsítása A gépészeti rendszerek primer energiaigényét az egyszerűsített módszer szerint számítjuk. Az előzőekhez képest csak a fűtési rendszer energiaigénye változik az éves nettó fűtési energiaigény csökkenése miatt: E F = (100,55 + 3,3 + 2,5 +0) * (1,24 * 1 *1) + (1, ,66) * 2,5 = 136,63 kWh/m 2 a

Az épületek energetikai tanúsítása Az összesített energetikai jellemző számítása: E P = 136, , = 177,37 kWh/m 2 a Az összesített energetikai jellemző megengedett legnagyobb értéke: E P = 205,2 kWh/m2a> 177,37 kWh/m 2 a Az épület a harmadik követelményszintet teljesíti! ☺ ☺ ☺

Az épületek energetikai tanúsítása Ha ugyanebben az épületben a használati melegvízellátásra csúcson kívüli árammal működő elektromos bojlert használnak, akkor annak fajlagos primer energiafogyasztása 68,04 kWh/m 2 a. Ezzel az összesített energetikai jellemző 204,67 kWh/m 2 a értékűre nő, az épület így is teljesíti a harmadik követelményszintet.

Az épületek energetikai tanúsítása A részletes számítással igazolható, hogy az épület a kedvező sugárzási nyereség miatt még kedvezőtlenebb gépészeti rendszer esetén is az előírt U határértékeknek megfelelő szerkezetekkel kielégíti az összesített energetikai jellemzőre vonatkozó követelményt.

Az épületek energetikai tanúsítása Köszönjük a türelmet és a figyelmet!