Chování nízkoenergetické (pasivní) stavby z přírodních materiálů

Ing. Martina Bouberlová

Bachelor's thesis

Abstract:

Abstrakt Cílem práce je zhodnocení navrhované nízkoenergetické (pasivní) stavby z přírodních materiálů, návrh pozorování chování objektu v době provozu. Jedná se o rodinný domek z přírodních materiálů vhodný pro čtyřčlennou rodinu, je navržen bezbariérově. Požadavek na nízké provozní náklady vedl k volbě nízkoenergetického domu. Domek je jednoduchého obdélníkového půdorysu se sedlovou střechou s mírným sklonem. Má kompaktní obálku s minimálními tepelnými ztrátami. Z požadavku na přízemní bezbariérové řešení ale vyplývá nevýhodný tvar z hlediska poměru plochy obálky k obestavěnému objemu. Střecha má větší přesah navržený tak, aby z jižní strany v létě poskytoval stín a v zimě umožňoval prostup slunečního záření okny do interiéru. Stavební materiály jsou voleny přednostně ekologické a zdravotně nezávadné. Byly voleny s ohledem nejen na jejich příjemné pocitové vnímání budoucími obyvateli, ale i na jejich minimální hodnoty svázané energie a emisí, obnovitelnost zdrojů a recyklovatelnost. Rodinný dům jsem hodnotila podle TNI 73 0329. Provedené hodnocení je sepsáno podle doporučení kapitoly 9 TNI 73 0329. K hodnocení jsem použila výpočetní programy Teplo 2010, Simulace 2010 a Energie 2013 Svoboda software. Byly zhodnoceny povinné a doporučené požadavky pro nízkoenergetický a pasivní rodinný dům. Je zajištěn přívod čerstvého vzduchu do všech pobytových místností. Byl proveden výpočet letní stability domu v programu Simulace 2010 Svoboda software. Pohoda prostředí v letním období je zajištěna díky maximální teplotě vnitřního vzduchu 22,4oC. Součinitelé prostupu tepla jednotlivých konstrukcí obálky domu splnily požadavky na doporučené hodnoty podle ČSN 730540-2. Ve všech konstrukcích nedochází ke kondenzaci vody v konstrukci. Výpočet součinitele prostupu tepla byl proveden ručně i spolu s kontrolou kondenzace v programu Teplo 2010 Svoboda software. Byla vypočtena střední hodnota součinitele prostupu tepla ručně a zároveň v programu Energie 2013 Svoboda software. Střední hodnota součinitele prostupu tepla je 0,15 W/m2K. Tím budova splňuje požadavek nejen na nízkoenergetický, ale i pasivní dům. Budova splňuje požadavek na velmi úsporné budovy označované v energetickém štítku obálky budovy A. Navržená rekuperace tepla s účinností uváděnou výrobcem 95% je účinnější než požadovaných minimálních 75%. Jsou učiněny předpoklady pro splnění celkové intenzity výměny vzduchu n50=0,6h-1. Výpočet potřeby primární energie z neobnovitelných zdrojů na vytápění, přípravu teplé vody a technické systémy a měrná potřebu tepla na vytápění budov byl proveden v programu Energie 2013 Svoboda software. Vypočtená hodnota měrné neobnovitelné primární energie je 37 kWh/(m2.a). Splňuje požadavek pro pasivní domy. Měrná potřeba tepla na vytápění je 26 kWh(m2a). Podle požadavků má být nejvýše 20kWh(m2a) pro pasivní a 50kWh(m2a) pro nízkoenergetický dům. Toto je jediný z hodnocených bodů, kde hodnocená stavba dosahuje pouze nízkoenergetické úrovně. Hodnocený rodinný dům celkově splňuje podmínky pro označení nízkoenergetický. Většinu požadavků splňuje jako energeticky pasivní rodinný dům, ale nesplňuje hodnotu měrné potřeby tepla na vytápění. Budova je zatříděna do třídy označené 30. Výsledné označení NERD30. Pro porovnání bylo provedeno v programu Energie 2013 hodnocení stejné budovy v situaci, kdy by nebyla použita rekuperace. Tato budova by byla označena NERD45. Další zlepšení vlastností obálky hodnocené budovy tak, aby splňovala požadavky kladené na pasivní budovu by nebylo ekonomické. Obálka budovy splňuje požadavky na pasivní stavby při spodních hranicích doporučených hodnot. Další izolace by tyto parametry zlepši

Abstract:

la jen minimálně, ale zvětšila by tloušťky konstrukcí. Použitá rekuperační jednotka má výbornou účinnost. Pro zmenšení tepelných ztrát by bylo vhodné případně použít zařízení pro zpětné získávání tepla z odpadní vody. Zlepšení energetické bilance by se dosáhlo instalováním fotovoltaické elektrárny na střechu. Lepších výsledných hodnot by se pravděpodobně dosáhlo při přesnějším výpočtu stínění oken a přesném hodnocení detailů. Pomocí pečlivého výpočtu provedení detailů by bylo možné vliv tepelných vazeb zadat přesně místo přibližného hodnocení přirážkou. Bylo navrženo pozorování chování objektu v době provozu. Sledování spotřeby energie na vytápění, tj. sledování spotřeby pelet v kotli, sledování spotřeby tepla vyprodukovaného solárními kolektory a použitého na ohřev vody, spotřeby elektrické energie celkem a z toho na ohřev vody. Pozorování skutečné účinnosti rekuperace tepla. Měření vnitřní teploty a vlhkosti vzduchu v závislosti na vnější teplotě a vlhkosti vzduchu. Měření teploty vnitřního povrchu obalové konstrukce v kuchyni vedle okna v jihovýchodním rohu a v koupelně v severovýchodním rohu. Měření teploty a vlhkosti vzduchu pod podlahou ve vzduchové mezeře.

Abstract:

Abstract The aim is to evaluate the proposed low-energy (passive) buildings made of natural materials, design behavioral observations during hours of operation. This is a family house from natural materials suitable for a family of four, is designed wheelchair. The requirement for low cost has led to the choice of low energy houses. The house is a simple rectangular plan with a gable roof with a slight slope. It has a compact envelope with minimal heat loss. The requirement for ground floor wheel-shaped but clear disadvantage in terms of the ratio of the volume envelope to obestavěnému. The roof has a greater overlap designed to the south side to provide shade in summer and in winter to allow penetration of sunlight into the interior windows. Building materials are selected preferably organic and wholesome. They were chosen with regard not only to their pleasant feeling future residents, but also to their minimum values embodied energy and emissions, resource renewability and recyclability. House've evaluated by TNI 73 0329th The evaluation is drafted according to the recommendations of Chapter 9 TNI 73 0329th K rating I used computer programs Heat 2010 2010 Simulation and Energy Freedom 2013 software. Were evaluated mandatory and recommended requirements for low-energy and passive house. It ensured a supply of fresh air to all habitable rooms. A calculation stability summer house in the 2010 Freedom Simulation software. Indoor environment in summer is ensured with maximum internal temperature of 22.4 oC. Thermal transmittance of the building envelope of each structure to meet the requirements of the recommended values according to IEC 730540-2. In all structures, there is no condensation of water in the structure. Calculation of thermal transmittance was performed manually and, together with the control of condensation in the heat Freedom 2010 software. It was calculated the mean heat transfer coefficient hand while in the 2013 Energy Freedom software. Central heat transfer coefficient is 0.15 W/m2K. This building not only meets the requirement for low energy, but passive house. The building meets the requirement of highly efficient buildings referred to in the building envelope energy label A. The proposed heat recovery efficiency of 95% reported by the manufacturer is more efficient than the required minimum of 75%. Assumptions are made to meet the overall air exchange n50 = 0.6 h-1. Calculation of primary energy from non-renewable sources for heating, hot water and technical systems and the specific heat for heating buildings was carried out in the 2013 Energy Freedom software. The calculated value of the specific non-renewable primary energy is 37 kWh / (m2.a). Meets the requirement for passive houses. Specific heat demand for heating is 26 kWh (M2A). According to the requirements should be not more than 20kWh (M2A) for passive and 50kWh (M2A) for low-energy house. This is one of the evaluated points, where evaluation is only building low energy levels. Ranked house generally fulfills the requirements of low energy. Meets most of the requirements as passive energy house, but does not meet the value of the specific heat for heating. The building is classified into class marked the 30th The designation NERD30. The comparison was carried out in the 2013 Energy rating the same building in a situation where recovery was not used. This building has been reported NERD45. Further improvements to the building envelope properties rated to meet the requirements for passive buildings would not be economical. The envelope of the building meets the requirements for passive buildings at the lower limit of the recommended values. Further isolation of these parameters only marginally improved, but the increased thickness of the structure. Second unit has excellent efficiency. To reduce heat losses would be suitable or use the device for recovering heat from waste water. Improving the energy balance would be achieved by installing a phot

Abstract:

ovoltaic plant on the roof. Better resulting values would likely be achieved in a more accurate calculation of shielding windows and accurate evaluation details. With careful calculation detailing could be the effect of thermal bonds specify the exact location of the approximate evaluation surcharge. It has been suggested behavioral observations during hours of operation. Monitoring energy consumption for heating, ie monitoring of pellet consumption in the boiler monitoring of heat produced by solar collectors used for water heating, electricity consumption and the total water heating. Observing the actual efficiency of heat recovery. Measurement of the internal temperature and humidity depending on the external temperature and humidity. Measuring the temperature of the inner surface of packaging design in the kitchen next to the window in the southeast corner and the bathroom in the northeast corner. Temperature and humidity under the floor in the air gap.

Keywords

Nízkoenergetická stavba, pasivní stavba, stavba z přírodních materiálů, součinitel prostupu tepla, potřeba primární energie z neobnovitelných zdrojů, měrná potřeba tepla na vytápění.Low-energy buildings, passive construction, construction of natural materials, heat transfer coefficient, the need for primary energy from non-renewable resources, specific heat demand for heating.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 7. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 3. 9. 2014
• Supervisor: Ing. Pavlína Charvátová
• Reader: Ing. Tomáš Vrbka

Institute of Technology and Business in České Budějovice

Bachelor programme / field:
Civil Engineering / Construction of Buildings