Energetická účinnost budov

Prezentace na téma: "Energetická účinnost budov"— Transkript prezentace:

1 Energetická účinnost budov
Tepelná technika Energetická účinnost budov

2 Koncepce a typologie budov
Budova je vytvořená konstrukce, která je plně uzavřena vnější obálkou a která vytváří vlastní mikroklima. Typologie budov: * obytné budovy – trvalé a přechodné bydlení, různý charakter * vzdělávací a kulturní budovy * komerční stavby – banky, hotely, nákupní centra, … * správní budovy – radnice, soudy, policejní stanice, … * průmyslové budovy – továrny, průmyslová zóna * zdravotnická zařízení * zemědělské budovy * sportovní objekty * …

3 Struktura budov Budova jako dýchací krabice
Na čem závisí vnitřní pohodlí ? * vnitřní teplota * vlhkost Povrch budovy – výměník tepla * čerpání tepla ze slunečního záření * uvolňování tepla do okolí (větrání, ztráty) Nezanedbatelný úkol obálky ? * dýchání budovy * zabránit zvyšování vlhkosti

4 Tepelné ztráty budovy Jak lze určit tepelné ztráty dané budovy ?
Tepelné ztráty lze určit termovizní kamerou, která ukazuje teplotní podmínky budovy úniky tepla nekvalitními okny tepelný most – napojení stropů na stěnu

5 Přenos tepla Q Jaká základní definice platí pro přenos tepla ?
Teplo se šíří vždy z místa s vyšší teplotou do místa s nižší teplotou (2. termodynamický zákon). Q Udržení tepelné pohody (v zimě topení, v létě chlazení) znamená v průměru 70% spotřeby elektrické energie domácnosti.

6 Obálka budovy Co patří do obálky budovy ?
Zdi, podlaha, střecha, okna, dveře Jaké části obálky se podílí na ztrátách a jakým způsobem ? Má barva budovy vliv na tepelné bilanci budovy ? Ano, tmavé sluneční svit (tím i teplo) pohlcují, světlé barvy odrážejí

7 Izolace a stavební materiály
Jaké jsou hlavní požadavky na izolační materiály ? * malá tepelná vodivost * časová stálost (stárnutí) * „biologická odolnost“ Jak lze rozdělit izolační materiály podle původu ? * rostlinné (korek, sláma, …) * minerální (skleněné vlákno, minerální vlna, pěnové sklo, …) * syntetické (pěnový polystyrén, …) Významy izolačních látek ? * snižují přenos tepla vedením (v létě i v zimě) * menší změny účinné teploty („studené zdi“) * snižuje riziko kondenzace * zlepšuje akustiku budovy

8 Izolace a stavební materiály
Srovnání stavebních materiálů a izolačních látek Duté cihly mají velmi dobré tepelně izolační vlastnosti, zlepšují akustiku

9 Okna, prosklené plochy, dveře
Tyto části obálky se způsobují ⅓ tepelných ztrát budovy ! Čím jsou tyto ztráty způsobeny ? * větráním * těsnění * prostupem tepla (vedení tepla) * tepelnými mosty (uchycení, armatury) Orientace oken * velká, dobře tepelně izolovaná okna by měla být orientována na jižní stranu  v zimních měsících se kladně podílí na tepelné bilanci. V letních měsících je třeba chránit vnitřní prostory před sluncem  použití žaluzií, rolet, … * na severní stranu jsou zpravidla orientována malá okna Čím je dána „tepelná kvalita okna“ ? * materiál rámu (hliníková, dřevěný, plastový) * jednoduché nebo dvojité sklo, skleněné fólie, výplň mezi skly

10 Klasifikace oken Tepelné vlastnosti okna jsou dány koeficientem prostupu tepla U (W*m-2*K-1), dvojitá okna mají U  2, nejnižší hodnoty U  1 jednoduchá okna mají koeficient prostupu tepla přibližně dvojnásobný

11 Bioklimatická budova Co je bioklimatická budova ?
Je to budova s maximální mírou využití solární energie a zároveň s minimálními ztrátami. Může uspořit až ⅓ energie Jaké systémy lze využít ? 1. Aktivní systémy - solární kolektory - fotovoltaické panely 2. Pasivní systémy a) Přímé solární zisky – termální hmota je přímo ve vytápěném prostoru (prosklený povrch na jižní straně, teplo je akumulováno ve stěnách) b) Nepřímé solární zisky – podobný princip jako u přímého solárního zisku, ale termální hmota je mezi sluncem a prostorem, který chceme vyhřát c) Zimní zahrady

12 Aktivní a pasivní solární prvky

13 Bioklimatická budova Co je bioklimatická budova ?
Je to budova s maximální mírou využití solární energie a zároveň s minimálními ztrátami. Jaké systémy lze využít ? 1. Aktivní systémy - solární kolektory - fotovoltaické panely 2. Pasivní systémy - přímé solární zisky (prosklený povrch na jižní straně) - nepřímé solární zisky (podobný princip jako u přímého zisku, teplo je ale akumulováno například ve stěně) - zimní zahrady

14 Pasivní solární prvky Trombeho stěna Zimní zahrada
Podle obrázku vysvětlete princip fungování Zimní zahrada Podle obrázku vysvětlete princip fungování

15 Vytápění Opakování - co je tepelná pohoda ?
Jsou to podmínky, kdy je zachována rovnováha mezi člověkem a okolím Opakování – jaká jsou základní kritéria pro tepelnou pohodu ? * vnitřní teplota vzduchu * účinná teplota okolních stěn * vlhkost * proudění vzduch Jaká je vliv tepelné pohody na pracovní výkon ? * pro fyzicky lehčí práce je optimální teplota 220C * při 270C klesá výkonnost na 75 %, při 300C na 50 % * s tepelnou pohodou se úzce spjata vlhkost – při vytápění může klesnout vlhkost až na 20%, což má nepříznivý vliv na sliznice člověka

16 Tepelná pohoda Co je lokální tepelná nepohoda ?
Lokální působení „rušivých vlivů“ v prostředí, kde je tepelná pohoda * průvan * radiace * velké vertikální teplotní rozdíly * příliš nízká nebo vysoká teplota podlahy

17 Systémy vytápění Podle umístění zdroje ? Podle teplonosné látky ?
* lokální vytápění * ústřední topení * dálkové vytápění Podle teplonosné látky ? * horká voda – optimální pro pevná fosilní paliva, systémy s radiátory * teplá voda – nízkoteplotní zdroje pro plošné vytápění * horký vzduch – využíván zejména v obchodních centrech, průmyslových a sportovních halách * teplý vzduch – moderní systémy spojené s rekuperací tepla

18 Otopné prvky Jaký je význam otopných prvků ?
Dodávat do vnitřního prostoru dostatek tepla a vytvořit tepelnou pohodu. Kde by měly být umístěny otopné prvky ? Nejlépe v nechladnější části místnosti, pod okny. Sníží se tak konvekční proudění vzduchu, které vzniká při velkém rozdílu teplot. Druhy otopných prvků ? * radiátory - článkové (litina) – vysoká hmotnost, malá dynamika - deskové (plech) – zhruba 1/3 vody, velká dynamika * konvektory - přenos tepla prouděním, většinou ventilátor * podlahové vytápění – nižší požadavky na teplotu vody (TČ) * stěnové vytápění

19 Zdroje pro vytápění Fosilní paliva Elektrická energie
* pevná – černé a hnědé uhlí, koks (hlavní zdroj znečištění vzduchu – CO2, popílek, NOX, SO2) * kapalná – nafta (zejména v zemích s vlastními zdroji) * plynná – zemní plyn (minimální škodliviny, dobrá regulace) Elektrická energie

20 Zdroje pro vytápění Obnovitelné zdroje – biomasa Co je to biomasa ?
Biomasa je hmota organického původu Příklady biomasy ? * dřevní (dřevní odpad, cíleně pěstovaná) * rostlinná (sláma, zemědělské přebytky, cíleně pěstovaná) * výroba bioplynu (bioplyn vzniká rozkladem organických látek bez přítomnosti kyslíku) Spalování biomasy ? Pro spalování biomasy platí jiné podmínky než pro spalování fosilních paliv. Proto je nutné používat speciální kotle s dvoustupňovým spalováním (při spalování biomasy vznikají spalitelné plyny, jejich hoření probíhá ve 2. stupně při přívodu sekundárního vzduchu).

21 Příklady biomasy pro vytápění
Dřevo Sláma

22 Tepelné čerpadlo - samostatná prezentace

23 Zdroj: IUSES Energetická účinnost budov www.iuses.eu
Materiál je určen pouze pro studijní účely