dom w standardzie nf40 - wymagania i dobór systemu grzewczego
TRANSCRIPT
Dom w standardzie NF40
– wymagania i dobór systemu grzewczego
NF40 – definicja standardu energooszczędności budynku
Porównanie kosztów ogrzewania domu w standardzie NF40 z innymi
Przykład systemu grzewczego dla budynku w standardzie NF40
Wydanie 1/2015
30.04.2015
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
2
Ciepło w bilansie zużycia energii
w budynku mieszkalnym
Największy udział w zużywanej rocznie energii w gospodarstwach domowych,
stanowi ciepło potrzebne dla ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody
użytkowej. Według GUS ciepło stanowi blisko 84% rocznych potrzeb energii.
Ogrzewanie budynku
Woda użytkowa
Przygotowanie posiłków
Sprzęt elektryczny
Światło
Źródło: Na podstawie badania dla 4576 gospodarstw domowych w ramach raportu „Zużycie energii
w gospodarstwach domowych w 2012 r.”, Główny Urząd Statystyczny 2014
3
Lokalizacja strat ciepła w budynku
W budynkach jednorodzinnych największe straty ciepła następują przez:
o okna zewnętrzne: 23,1÷36,3%
o wentylacja: 25,5÷31,6%
o ściany zewnętrzne: 13,3÷19,6%
o dach: 6,0÷13,3%
o podłoga na gruncie: 4,9÷10,3%
o strop pod nieogrzewanym poddaszem: 0÷9,4%
o drzwi zewnętrzne: 1,8÷4,2%
o strop zewnętrzny: 0÷2,3%
Źródło: „Określenie podstawowych wymogów, niezbędnych do osiągnięcia oczekiwanych standardów energetycznych dla
budynków mieszkaniowych oraz sposobu weryfikacji projektów i sprawdzenia wykonanych domów energooszczędnych.”
Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A., 2012
Dla nowych budynków określa się już na etapie
ich projektowania, wymagania standardu izolacji
cieplnej przegród zewnętrznych. Jest to konieczne
do przyjęcia dla szczegółowych obliczeń
projektowych, w celu uzyskania odpowiedniego
standardu energetycznego
4
Standardy energetyczne budynków
W kolejnych latach wprowadzano coraz bardziej rygorystyczne wymagania dla
budynków, pod względem izolacyjności przegród i maksymalnego zużycia energii
użytkowej (EU). Nowe wymagania wprowadzane w ostatnim czasie określają
dodatkowo maksymalną wysokość zużywanej energii pierwotnej (EP), czyli energii
wytwarzanej „w źródle” – w elektrowni, elektrociepłowni lub źródle ciepła
zabudowanym bezpośrednio w budynku (np. kocioł grzewczy).
Rok budowy lub rodzaj domu Wskaźnik kWh/m2rok
do 1967 r. 240÷350
lata 1967–1985 r. 240÷290
lata 1985–1992 r. 160÷200
lata 1993–1997 r. 120÷160
od 1998 r. 90÷120
Domy energooszczędne < 70
Domy niskoenergetyczne < 45
Domy pasywne < 15
Domy zeroenergetyczne 0
5
Strefy klimatyczne Polski, a projektowa
temperatura zewnętrzna
W zależności od strefy klimatycznej
Polski, zgodnie z normą PN-EN 12831
przyjmowana jest projektowa temperatura
zewnętrzna jako najniższa przyjęta
w sezonie grzewczym w danej lokalizacji.
Strefy klimatyczne w Polsce na podstawie PN-EN 12831:2006. Instalacje
ogrzewcze w budynkach - Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego.
Temperatura zewnętrzna obliczeniowa dla strefy:
I II III IV V
-16oC -18oC -20oC -22oC -24oC
Projektowa temperatura zewnętrzna
odgrywa wpływ na obliczenia strat ciepła
budynku oraz dobór wielkości źródła ciepła.
Dla poszczególnych stref klimatycznych
określa się także odrębne wymagania
standardu izolacji cieplnej przegród
budynku.
6
Standard budynku NF15 i NF40
W terminologii budownictwa energooszczędnego
funkcjonują w Polsce obecnie 2 standardy budynków:
NF15 oraz NF40.
Standard NF15 oznacza, że budynek ma cechy
domu pasywnego, czyli zapotrzebowanie energii
użytkowej dla ogrzewania i wentylacji nie przekracza
15 kWh/m2rok.
Standard NF40 oznacza, że budynek ma cechy
domu niskoenergetycznego z zapotrzebowaniu
energii użytkowej maksymalnie 40 kWh/m2rok.
Obydwa rodzaje budynków mogą być objęte
programem dofinansowania inwestycji w ramach
programu NFOŚiGW (informacja aktualna w 04.2015).
Dla budynków określone są szczegółowe
wymagania izolacyjności przegród oraz sprawności
urządzeń grzewczych i wentylacyjnych.
7
Wymagania dla izolacyjności cieplnej
ścian zewnętrznych w budynku NF40
ŚCIANA ZEWNĘTRZNA:
Umax = 0,15 W/m2K (I-III strefa)
Umax = 0,12 W/m2K (IV-V strefa)
Ściany zewnętrzne budynku NF40 muszą się
cechować określonym maksymalnym współczynnikiem
przenikania ciepła U. Jest to to dodatkowo zależne
od strefy klimatycznej lokalizacji budynku:
Ściana zewnętrzna U = 0,15 W/m2K
może być zbudowana np. z warstw:
o pustak ceramiczny: gr. = 25 cm
o izolacja cieplna: gr. = 20 cm (λ = 0,032 W/mK)
Ściana zewnętrzna U = 0,12 W/m2K
może być zbudowana np. z warstw:
o pustak ceramiczny: gr. = 25 cm
o izolacja cieplna: gr. = 25 cm (λ = 0,032 W/mK) 25
cm
25
cm
20
cm
25
cm
25
cm
8 c
m
Dla budynku w standardzie
WT 2008 współczynnik U
dla ściany zewnętrznej
wynosił 0,30 W/m2K, np.:
Pu
sta
k
ce
ram
iczny
Izo
lacja
cie
pln
a
8
Wymagania dla izolacyjności cieplnej
stropodachu w budynku NF40
STROPODACH:
Umax = 0,12 W/m2K (I-III strefa)
Umax = 0,10 W/m2K (IV-V strefa)
Stropodach budynku NF40 musi się cechować
określonym maksymalnym współczynnikiem
przenikania ciepła U. Jest to to dodatkowo zależne
od strefy klimatycznej lokalizacji budynku:
Stropodach U = 0,12 W/m2K
powinien posiadać izolację cieplną :
o gr. = 30 cm (λ = 0,031 W/mK)
Stropodach U = 0,10 W/m2K
powinien posiadać izolację cieplną :
o gr. = 35 cm (λ = 0,031 W/mK)
Dla standardu budynku
WT 2008 współczynnik U
dla stropodachu wynosił
0,25 W/m2K, np.:
9
Wymagania dla izolacyjności cieplnej
podłogi na gruncie w budynku NF40
PODŁOGA NA GRUNCIE:
Umax = 0,20 W/m2K (I-III strefa)
Umax = 0,15 W/m2K (IV-V strefa)
Podłoga na gruncie w budynku NF40 musi się
cechować określonym maksymalnym współczynnikiem
przenikania ciepła U. Jest to to dodatkowo zależne
od strefy klimatycznej lokalizacji budynku:
Podłoga na gruncie U = 0,20 W/m2K
powinna posiadać izolację cieplną:
o gr. = 15 cm (λ = 0,036 W/mK)
Podłoga na gruncie U = 0,15 W/m2K
powinna posiadać izolację cieplną:
o gr. = 20 cm (λ = 0,036 W/mK)
Dla standardu budynku
WT 2008 współczynnik U
dla podłogi na gruncie
wynosił 0,25 W/m2K, np.:
20 cm
15 cm
12 cm
10
Wymagania dla izolacyjności cieplnej
stolarki okiennej w budynku NF40
OKNA, OKNA DACHOWE, DRZWI BALKONOWE,
INNE PRZESZKLENIA:
Umax = 1,00 W/m2K (I-III strefa)
Umax = 0,80 W/m2K (IV-V strefa)
Wymagania odpowiedniego standardu izolacyjności
dotyczą również każdego rodzaju przeszklenia w domu
o standardzie NF40. Zależnie od strefy klimatycznej,
współczynnik przenikania ciepła wynosi:
Dla standardu budynku WT 2008
współczynnik U dla stolarki okiennej
wynosił 1,80 W/m2K dla stref I-III oraz
1,90 W/m2K dla stref IV-V.
Dla okien dachowych współczynnik U
wynosił 1,80 W/m2K dla wszystkich
stref klimatycznych
Wymagania dla przeszkleń
w praktyce wymuszają
stosowanie 3-szybowych
okien o odpowiednim
standardzie izolacyjności
cieplnej ram okiennych.
11
Wymagania dla izolacyjności cieplnej
drzwi i bram w budynku NF40
DRZWI ZEWNĘTRZNE, BRAMA GARAŻOWA:
Umax = 1,30 W/m2K (I-V strefa)
Wymagania odpowiedniego standardu izolacyjności
dotyczą również drzwi zewnętrznych oraz bram
garażowych. Współczynnik przenikania ciepła wynosi
niezależnie od strefy klimatycznej:
Nowe bramy garażowe np.
o budowie segmentowej
cechują się niskimi
współczynnikami przenikania
ciepła nawet na poziomie
1,07 W/m2K
Nowe drzwi zewnętrzne
mogą się cechować
współczynnikiem
przenikania ciepła na
poziomie 1,10 W/m2K
12
Podstawowe wymagania dla wentylacji
budynku o standardzie NF40
Budynki niskoenergetyczne w praktyce
wymagają zastosowania wentylacji
mechanicznej z odzyskiem ciepła (rekuperator)
Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła
musi cechować się sprawnością temperaturową
odzysku ciepła min. 85%.
Maksymalny współczynnik poboru mocy
elektrycznej dla rekuperatora wynosi 0,40 Wh
na m3/h natężenia przepływu powietrza
wentylacyjnego.
Minimalna grubość izolacji cieplnej przewodów
wentylacyjnych: 10 cm
13
Podstawowe wymagania dla systemu
grzewczego w budynku o standardzie NF40
Minimalna średnioroczna sprawność
wytwarzania ciepła:
Minimalna sprawność przesyłu, akumulacji
i dystrybucji ciepła w systemie grzewczym: 90%
Konieczne jest stosowanie regulatorów
pogodowych dla płynnej regulacji temperatury
zasilania instalacji grzewczej.
o kocioł na gaz ziemny, gaz płynny
lub olej opałowy: 102%
o kocioł węglowy z paleniskiem retortowym
i regulacją mocy 30-100%: 85%
o kocioł na biomasę: 82%
o pompa ciepła: COP 3,5
14
Porównanie kosztów ogrzewania domów
jednorodzinnych (2015)
Dla porównani przyjęto budynki o powierzchni użytkowej 160 m2 i zużyciem
ciepłej wody użytkowej na poziomie 240 litrów/dzień (4 osoby).
W zależności od standardu energetycznego domu i efektywności kotła
gazowego, koszty całkowite ciepła dla ogrzewania domu i podgrzewania wody
użytkowej mogą dla domu NF40 wynosić 2581 zł brutto, co stanowi ok. 38%
kosztów dla domu o wskaźniku 120 kWh/m2rok i 25% kosztów dla domu
o wskaźniku 160 kWh/m2rok.
Dom NF40 (40 kWh/m2rok)
Sprawność kotła CO/CWU: 108/90%
Dom 2000 r. (120 kWh/m2rok)
Sprawność kotła CO/CWU: 85/78%
Dom 1993 r. (160 kWh/m2rok)
Sprawność kotła CO/CWU: 70/60%
Koszy roczne brutto (zł/rok)
CO CWU
CO CWU
CO CWU
15
Przykład systemu grzewczo-wentylacyjnego
dla budynku niskoenergetycznego
Budynek niskoenergetyczny
Powierzchnia 184 m2
Gazowy kocioł kondensacyjny Vaillant ecoTEC
Podgrzewacz solarny 300 litrów
2 Kolektory płaskie
System ogrzewania podłogowego
Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła
16
Możliwość uzyskania dotacji wspierającej
budowę domu w standardzie NF40
Aktualnie (04.2015) Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki
Wodnej (NFOŚiGW) udziela wsparcia dla budowy budynków energooszczędnych
(standard NF40) i pasywnych (NF15). Wsparcie dotyczy także wyposażenia ich
w nowoczesne systemy grzewcze (nfosigw.gov.pl).
Wysokość dopłat brutto do budowy domu w standardzie NF40 wynosi 30.000 zł.
Chłodzenie
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji