Як розрахувати тепловтрати і зробити проект енергозберігаючого будинку класу енергія плюс відповідно до критеріїв пасивного будинку.

 

До нас звернувся чоловік з яким сподобався наш проект енергозберігаючого будинку під назвою проект енергоефективного будинку Регіна 2 але у нього було бажання зробити свій будинок максимально енергоефективним. 

Ми взялися розрахувати тепловтрати і знайти оптимальні рішення для їх мінімізації.

Спочатку робимо енергоаудит проекту.

Мета розрахунку енерговитрат:

1. Визначення витрати енергії на опалення та охолодження

2.         Визначення витрати на гаряче водопостачання та електропостачання

3.         Підбір і порівняння різних систем енергопостачання

4.         Розрахунок оптимальної потужності теплового насоса

5.         Визначення щомісячного балансу енергоспоживання

6.         Оцінка генерації електроенергії за допомогою фотоелектричної системи на південному схилі покрівлі.

Вихідні дані в базовому варіанті проекту:

• Будинок двоповерховий з плямою забудови 132,5 м2 і загальною площею 199 м2

• Кількість постійних жителів - 5 осіб

• Розміщення входу в будинку на захід. Найбільш засклений фасад орієнтований на південний схід.

• Стіни газобетонний блок з утепленням 200 мм

• Фундаменти стрічкові монолітні з утепленням 200 мм

• Металопластикові Rehau Synego MD 82, склопакет 4zero-19ar-4-19ar-4en2 з теплою дистанцією.

• Перекриття другого поверху залізобетонні з утепленням 350 мм пінополістиролу

• Система вентиляції приточно-витяжна з рекуперацією тепла ефективністю 83% /

• Можливі системи для опалення і гарячого водопостачання - електрокотел, газовий котел, тепловий насос.

• Можлива установка геліосистеми.

Розрахункові відношення тепловтрати і теплонадходження:

Розподіл витрат на експлуатацію будинку з електроопаленням. Клас енергоефективності будинку B+

Щомісячний баланс витрат на експлуатацію будинку. Необхідна потужність системи опалення - 8 кВт. Системи охолодження 6 кВт

Порівняння витрат на нагрівання та охолодження при використанні різних систем:

Розподіл експлуатаційних витрат при опаленні, охолодженні і ГВП від грунтового теплового насоса.

Аналіз освітленості кімнат будинку природним світлом (daylight factor, оптимальне значення - 3%)

Оцінка за критеріями Active House

За цим графіком ми бачимо що можна поліпшити освітленість, зменшити енергоспоживання, додати генерацію енергії. Критерії екологічності будинку визначаються конструктивними особливостями проекту та поліпшення не піддаються.

Далі знайдемо більш ефективні рішення по теплоізоляції будинку

1) Поліпшення герметичності будинку згідно рекомендацій passive house до 0.6 1 / год з перевіркою через blowerdoor tests

Залежно від якості виконання будівельних робіт витрати на поліпшення ізольованості будинку від 0 до 40000 грн. Це залежить від необхідності додаткової герметизації монтажних швів і примикань.

Захід однозначно рекомендується.

2) Перевіряємо раціональність збільшення розміру південних вікон (до висоти 2400 мм)

а) Без активного сонцезахисту збільшення розміру вікон збільшує витрати на кондиціонування

б) Із застосуванням активного сонцезахисту економія складе 1480 грн/рік при збільшенні вкладень на 60000 грн, але застосування активного сонцезахисту робить можливість мінімізувати необхідність кондиціонування. А при використанні грунтового теплового насоса з модулем пасивного охлаженія (використання для охолодження грунтового контуру) зовсім відмовитися від активного охолодження.

3) Термічне розділення фундаментів будинку і ганку

Орієнтовна інвестиція 2160 грн. Економія 128 грн / рік і відсутність містка холоду. рекомендується

4) Організація терморазрива між внутрішніми стінами і фундаментом (утеплення внутрішніх стін фундаментів)

Орієнтовна інвестиція 28000 грн. Економія незначна. Не рекомендується.

5) Збільшення товщини утеплення EPS, Neopor 18 - 250, 300 або 350, мм Замість 200 мм

а) Еко пінополістирол з графітом Neopor 18 - 250 мм (1900 грн / м3)

Додаткові інвестиції орієнтовно - 26 030 грн

Річна економія від підвищення енергоефективності - від 483 грн / рік (Окупність - 53 роки)

б) Neopor 18 (1900 грн / м3) - 300 мм

Додаткові інвестиції орієнтовно - 54 060 грн

Річна економія від підвищення енергоефективності - від тисячі сто сорок три грн / рік (Окупність - 64 рік)

в) ПСБ-С 35 - 350 мм,

Додаткові інвестиції орієнтовно - 1370 грн

Річна економія від підвищення енергоефективності - від 753 грн / рік (Окупність - 2 роки) Рекомендується

6) Перевірка збільшення товщини утеплення покрівлі від 350 до 550мм

а) Утеплення 450 мм

Додаткові інвестиції орієнтовно - 25 080 грн Річна економія від підвищення енергоефективності - від 1021 грн / рік (Окупність - 24 роки) Рекомендується

в) Утеплення 550 мм

Додаткові інвестиції орієнтовно - 50 160 грн

Річна економія від підвищення енергоефективності - від 1190 грн / рік (Окупність - 42 роки) Не рекомендується.

7) Перевірка збільшення товщини утеплення підлоги від 200 до 250

а) Утеплення 250 мм

Додаткові інвестиції орієнтовно - 15840 грн

Річна економія від підвищення енергоефективності - від 227 грн / рік (Окупність - 69 років)

Не рекомендується

8) Використання вікон Rehau Geneo PHZ

Додаткові інвестиції - 50 000 грн Річна економія від підвищення енергоефективності - від 557 грн / рік (Окупність - 89 років)

9) Установка вікон в шар утеплювача (виносної монтаж)

Інвестиції - 70 036 грн Річна економія - від 875 грн Термін окупності інвестицій - 79 років

10) Використання інтелектуальних термостатів Nest, Tado, Netatmo або аналогічних

11) Для зниження перегріву рекомендується застосування активного зовнішнього затінення

 

Орієнтовні додаткові інвестиції - 67000 грн

Економія на охолодженні - 500 грн / рік

Можливе застосування пасивного охолодження тільки за допомогою теплих підлог

Орієнтовне зниження вартості систем Охолодження від 60000 грн

 

 

 

 

 

 

 

12) Застосування теплового насоса і сонячної електостанції

При установці сонячної фотоелектричної станції на південний схил покрівлі, збільшення розміру південних вікон і застосуванні геотермального теплового насоса ми отримаємо рівень виробництва енергії який значно перекриє енергоспоживання.

Згідно річного енергетичного балансу ми отримуємо будинок енергія плюс який виробляє більше енергії ніж споживає.

При підключенні зеленого тарифу прибуток від продажу електроенергії в мережу (на 2020 рік) доходить до 1844 євро.

Орієнтовні додаткові інвестиції - 572000 грн Економія на охолоджень - 500 грн / рік Можливе застосування пасивного охолодження тільки за допомогою теплих підлог і системи вентиляції Орієнтовний зниження вартості систем охолодження від 60000 грн Окупність інвестицій 21 рік.

Баланс енерговитрат при виконанні рекомендацій.

Баланс тепловтрат і теплонадходжень

Баланс енерговитрат і генерації електроенергії від сонячної електростанції

Необхідна теплова потужність системи опалення (продуктивність теплового насоса) - 4 кВт, необхідна потужність системи охолодження - 2 кВт.

Оцінка за критеріями активного будинку

Для поліпшення параметра споживання питної води потрібні рішення по збору дощової води та очищення сірих вод на потреби садка, туалету і так далі. Для поліпшення екологічних параметрів слід застосовувати сертифіковані матеріали і матеріали вторинної переробки а також переходити на інші конструктивні рішення для зменшення логістичної складової в вуглецевий слід.

При достатньому утепленні цей будинок можна зробити пасивним для отримання лейбла Passive House.

Витяг з пакета планування пасивного будинку PHPP

Ще як розрахувати тепловтрати і зробити проект енергозберігаючого будинку та будинок енергія плюс дивись тут

Все про розрахунок втрат тепла і енергоефективність будинків читай тут.