Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Příklad minimalizace energetické náročnosti

29.09.2008  |  zdroj: STAVITEL  |  131× přečteno      vytisknout článek

Šetření energií musí začít již ve fázi projektování.

Přinášíme ukázku energeticky úsporné restaurace s využitím fotovoltaického systému. Zajímavé je i zpracování celkového energetického konceptu objektu.

Restaurace pro zhruba 100 hostů je definovatelná jako jednoduchý kvádr se skloněnou skleněnou jižní fasádou typu Hueck Hartmann. Objekt má půdorys jednoduchého obdélníku: 30,3/12/8,4 (d/š/v). Principiálně má blízko ke skleníkům (oranžériím), které se vyznačují vizuálním spojením vnitřního a vnějšího prostředí.

Dispozice budovy obsahuje restaurační plochu, zázemí pro zaměstnance, kuchyň, bar a zázemí pro hosty. 1. NP je pomyslně rozděleno do tří bloků, kde každý má specifickou funkci, 2. NP slouží pouze jako restaurační plocha.

Pozornost byla věnována tepelně technickým parametrům a důslednému snížení tepelných ztrát. Při návrhu budovy byl kladen důraz na snížení potřeby energie při provozu, na energetický zisk z fotovoltaického systému, ale také na konstrukční řešení.

NA PRINCIPU NÍZKOENERGETICKÉHO DOMU

Koncepce objektu vychází z principů nízkoenergetických domů. Pro oranžérii s restaurací je charakteristická velká prosklená plocha orientovaná na jižní stranu a minimální prosklení na stranu odvrácenou od slunce, tj. severní. Prosklená část funguje jako "tepelný nárazník" s možností solárního zisku. Tím je možno budovu zařadit do skupiny tzv. pasivních solárních objektů, využívajících přímé sluneční záření. Energie, která do interiéru dopadá v zimním slunečném dni, většinou převyšuje okamžité tepelné ztráty a musí být proto akumulovaná do akumulační konstrukce zde umístěné.

Celkový koncept je rovněž ovlivněn použitým systémem vytápění, který řídí vnitřní prostředí objektu, zajišťuje jeho vytápění, rekuperaci, vlhkost vzduchu i teplotu. Minimalizace energetické náročnosti vychází hlavně z tepelně technických parametrů pláště budovy. V tomto ohledu všechny konstrukce plní doporučené hodnoty stanovené normou a obecně nabývají pouze 80 - 85 % doporučených hodnot (např. u součinitele prostupu tepla - U). Rozhraní skleníku a ostatních částí objektu tvoří středně tepelně akumulační zeď z plných cihel.

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

Objekt oranžérie je dvoupodlažní a nepodsklepený. Konstrukční výška v 1. NP je 3,45 m, v 2. NP je 4,35 m. Zdivo celého objektu je uloženo na základových pásech tloušťky 400 mm, které jsou navrženy z prostého betonu. Základové konstrukce jsou obloženy ze strany od exteriéru extrudovaným polystyrenem XPS tl. 100 mm do hloubky 1,2 m.

Hrubá stavba využívá dostupné výrobky ze sortimentu Porotherm a je chráněna proti účinkům zemní vlhkosti hydroizolačními pásy DEKBIT. Svislé konstrukce tvoří keramický systém Porotherm 24 P D, vhodně doplněný kontaktním zateplovacím systémem Baumit KlebeAnker. Pomocí tohoto řešení jsou výrazně eliminovány bodové tepelné mosty.

Vnitřní konstrukce jsou navrženy ze systému Porotherm a plných cihel německého formátu. Část obvodových konstrukcí tvoří prosklená fasáda Hueck Hartmann. Je zasklená izolačním sklem s meziskelní tepelnou fólií HEAT MIRROR a doplněná fotovoltaickými články. Tato kombinace systémů byla zvolena k dosažení velmi dobrých tepelně technických parametrů. Sklon prosklené fasády 45 stupňů je odvozen od ideální orientace fotovoltaického systému s ohledem na jeho maximální účinnost. Skleník je konstruovaný přes dvě podlaží. Proti letnímu přehřívání působí plocha solárních článků, zasklení HEAT MIRROR a vnitřní stínicí systémy. Součinitel prostupu tepla celé prosklené konstrukce je U = 0,8 W/m2K.

Střecha je plochá s extenzivní zelení. Její odvodnění zajišťují dvě vpustě s vnitřním svodem. Ve skladbě střechy tvoří hlavní hydroizolační vrstvu hydroizolační fólie FATRAFOL na bázi PVC-C (určená pro vegetační střechy). Tepelně technické požadavky na střechu jsou zajištěny pomocí pěnového polystyrenu EPS 100 o tloušťce 250 mm.

Vertikální komunikaci v objektu zajišťuje přímé dvouramenné prefabrikované schodiště s podestou. Sklon obou schodišťových ramen je 30 stupňů, tloušťka podesty a ramen 150 mm. Stupnice i podstupnice jsou obloženy tmavou keramickou dlažbou s protiskluzovou úpravou, světlou a tmavou keramickou dlažbu mají nášlapné vrstvy podlah, jejichž skladby jsou různé dle podlaží. Je u nich použit EPS tlouštěk 100, 50 a 20 mm a vede jimi kanál 200 x 50 mm pro teplovzdušné vytápění s rekuperací.

TECHNICKÉ INSTALACE

Systém teplovzdušného vytápění s rekuperací (typu Atrea Duplex) je vhodný pro energeticky úsporný objekt. Rozvody vzduchu jsou v rámci objektu zajištěny pomocí plochého plechového potrubí 200 x 50 mm, instalovaného v izolační vrstvě podlahy. Vzduchovody jsou ukončeny pomocí podlahových vyústek 200 x 100 mm pod nejchladnějšími částmi obvodového pláště, tj. okny a skleněnou fasádou.

Ohřev vzduchu vstupujícího do jednotky ze severní strany je upravován na požadovanou hodnotu pomocí elektrických ohřevných zařízení, a to z důvodu přísunu elektrické energie vyprodukované samotným objektem pomocí fotovoltaických panelů. Větrání je řízeno rekuperační jednotkou, na základě digitálního regulačního modulu ve spojení s programovatelným termostatem.

Kanalizace objektu je řešena jako společná, tj. splaškové a dešťové kanalizační vody jsou odváděny jedním potrubím přes kanalizační přípojku do veřejné kanalizační sítě. Jelikož jde o restaurační objekt, je nutné do objektu osadit lapák tuků (odlučovače, lapoly), který slouží k odstraňování volných rostlinných a živočišných tuků z odpadních vod. Lapák je osazen před zaústění odpadních vod do kanalizace a použit pro předčištění odpadních vod z restaurační kuchyně. Plynovodní přípojka je provedena z oceli a pomocí navrtávacího T-kusu je napojena na stávající STL veřejný řad.

FOTOVOLTAICKÝ SYSTÉM

V projektu je použit fotovoltaický systém, což je progresivní a moderní řešení stále více začleňované do architektury nebo dokonce integrované do stavebních prvků. Je zřejmé, že využití fotovoltaiky přináší nejen energetický profit, ale také nový architektonický styl. Sluneční energie je vzhledem k nepříznivému rozložení výkonu v jednotlivých měsících vhodnější na výrobu elektrické energie než na vytápění.

Solární systémy se nejčastěji umisťují tak, aby byly orientovány na jih, se sklonem 30° - 60°, čímž dosáhnou nejvyšší účinnosti. Základní podmínkou pro jejich instalaci je celodenní sluneční svit bez stínicích překážek a orientace plochy směrem na jih, s vychýlením na západ 8° až 15°, což bylo v projektu dodrženo. Zešikmením prosklené konstrukce je ušetřena část nákladů na konstrukci potřebnou k polohování panelu do 45°.

Pro ideální oslunění budovy s fotovoltaickými články je vhodné ji umístit v tzv. solárním okně, orientovaném na jih. Solární okno je vymezeno pomocí letního (21. červen) a zimního (21. prosinec) slunovratu, ale také ideálním osluněním v době od 9 do 15 hodin.

Jednou z cest využití fotovoltaických systémů ve stavitelství je možnost aktivního získávání energie z fasády, která daný prostor vytváří, chrání a zabraňuje úniku energie. Zmíněná oranžérie je rovněž schopna energii produkovat, čehož je dosaženo zaintegrováním fotovoltaického systému do fasády objektu, jenž se tak stává nejen spotřebitelem, ale také výrobcem energie.

Moderní fotovoltaické systémy jsou obecně schopny přetvořit až 20 % energie dopadajícího slunečního záření na energii elektrickou, jež slouží pro dodávky energie do vnitřních sítí, posléze i do sítí veřejných. Fotovoltaické články integrované přímo do skleněné fasády jsou energeticky a ekologicky výhodné a rovněž tvoří výrazný architektonický prvek stavby.

Pokud jsou fotovoltaické systémy jednoznačnou součástí obvodové konstrukce, bývají označovány jako integrované systémy (building integrated photovoltaic systems, BIPV-systems). Integrované fotovoltaické články ovlivňují osvětlenost vnitřních prostor, zajišťují jejich stínění a chrání před přílišným osluněním. Vzhledem k návrhu větších prosklených ploch u daného objektu byly použity fotovoltaické články integrované do zasklení a zvolen systém kombinující izolační sklo HEAT MIRROR se solárními články na výrobu elektrické energie.

Toto řešení umožnilo optimální využití k jihu orientované fasády. Použitím tohoto systému zasklení na budovu s velkou prosklenou plochou (25 %) je jednou z možností, jak zlepšit celkové hodnocení energetické náročnosti budovy. Rozměry fotovoltaického systému umožňují přebytkem čisté solární energie zásobovat veřejnou síť.

Obecně se udává, že při velikosti solárního článku 100 x 100 mm (1 dm2) a plném slunečním svitu může dávat výkon až 1,25 W, a to při napětí 0,5 V a proudu 2,5 A. Přibližný výpočet energetického zisku použitého fotovoltaického systému zaintegrovaného do fasády umožňuje určit přínosy tohoto pojetí. Na fasádě jsou osazeny články v ploše 200 m2 a počtu 8800 kusů, což znamená, že energetický zisk použitých článků je 11 000 W. Mají rozměry 100 x 100 mm a jsou osazeny vedle sebe ve vzdálenosti 50 mm. V praxi se udává, že z 1 m2 lze za ideálních podmínek získat zhruba 50 W/m2 při plném svitu (celý rok), což pro plochu 200 m2 znamená energetický zisk až 10 000 W.

HODNOCENÍ ENERGETICKÝCH PŘÍNOSŮ

Hodnocení bylo provedeno pomocí programu TEPLO 2007, ZTRÁTY 2007 a ENERGIE 2007. Pro posouzení objektu byla použita tzv. obálková metoda, pro stanovení energetické náročnosti se vychází z výsledků měrné spotřeby tepla na vytápění dle výstupu z programu ENERGIE 2007, protože do propočtů zahrnuje vliv solárních zisků.

Obvyklým kritériem pro budovu s nízkou energetickou náročností bez ohledu na její tvar je plošná měrná potřeba tepla na vytápění, vztažená na m2 podlahové plochy vytápěné části a rok. Objekty, které mají roční plošnou měrnou spotřebu tepla na vytápění pod 50 kWh.m-2.a-1 jsou označovány jako nízkoenergetické.

V našem případě je specifická spotřeba energie na vytápění m2 měrné plochy podlaží 50,31 kWh/(m2a), což staví budovu téměř na hranici nízkoenergetických objektů. V jejím celkovém posouzení se projevily vlivy tepelných mostů - bez jejich započítání jde o zatřídění do klasifikační třídy B (tj. úsporná) a při započítání do klasifikační třídy C1 (tj. vyhovující).

Celková tepelná ztráta objektu byla vypočtena na 20,592 kW, kde 15,240 kW je ztráta prostupem a 5,352 kW ztráta větráním. Největší tepelná ztráta prostupem (až 50 % = 10 282 W) je přes velké prosklené konstrukce o ploše 316,6 m2 (U = 0,8 W/(m2K).

Projekt získal ocenění ve Studentské vědecké odborné činnosti (SVOČ) a byl obhájen při státní závěrečné bakalářské zkoušce.

AUTOR: Bc. Jiří Labudek
AUTOR: Ing. Pavel Oravec
Fakulta stavební, VŠB - Technická univerzita Ostrava


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist