A szinte nulla energiafogyasztású épület fogalmának bevezetése érdeklődést, ellenállást és elvárásokat váltott ki. Mi a következő? Az épületek energiaintenzitásának csökkentése az 1980-as évek óta megfigyelhető tendencia az építkezés fejlődésében. Különböző időpontokban, főleg az energiaárak változásával kapcsolatban, kiemelik és utólag elnyomják, de általában hosszú távú és többé-kevésbé folyamatos folyamat.

szinte

Ezredév elején mélyreható elemzéseket végeztek az épületek energiafelhasználásáról, amelynek eredményeként Európában az épületek teljes energiafogyasztásának 40% -át fejezték ki [3]. Ez az érték meghaladja a közlekedésben vagy az iparban felhasznált energia arányát is (1. ábra).

ÁBRA. 1 Az energiafelhasználás alakulása az IEA-országokban Európában 1972 és 2008 között [5]

Energia és épületek

Az épületek mesterséges beltéri környezetet hoznak létre, és megvédik a felhasználókat a külső környezettől. Ezt az elsődleges funkciót - a beltéri környezet megteremtését - az épület burkolata és a műszaki berendezések biztosítják, amelyek a felhasználói igényeknek megfelelően igazítják a beltéri környezet paramétereit. A beltéri környezet paramétereinek megváltoztatásához azonban különféle energiaformákra, leggyakrabban hőenergiára van szükség. Éghajlati viszonyainkban ezek elsősorban fűtési, hűtési vagy szellőztetési rendszerek, páratartalom-kezelés és levegőszűrés vagy mesterséges megvilágítás. Az energiafogyasztás egyes komponenseinek részaránya a beltéri környezet kialakításában változó mind az épület rendeltetésétől (pl. Úszómedence vs. családi ház), mind az idő múlásával, mivel az épület burkolatának minőségére vonatkozó követelmények - például példa ötszörösére nőtt az elmúlt 20 évben. Az épületek másik jelentős energiafogyasztása a meleg víz előállításához kapcsolódik az emberi higiéniai igények kielégítésére. Ez az érték hosszú távon nem mutat jelentős változásokat, de kissé növekszik a kényelmi követelmények növekedésével összefüggésben.

Az épületek energiateljesítménye

Az irányelv [3] meghatározza az épületek és alkatrészeik energiateljesítményének kiszámítására szolgáló közös általános keret követelményeit. A [3] szerint az épület energiateljesítménye "a tipikus épülethasználathoz kapcsolódó energiaigény kielégítéséhez szükséges számított vagy mért energiamennyiség, amely magában foglalja többek között a fűtéshez, hűtéshez, szellőzéshez, fűtéshez felhasznált energiát. víz és világítás. "A meghatározás nem határozza meg külön a légkondicionáló berendezések páratartalmának beállításához szükséges energiát. Ezt a tételt - a légkondicionált épületekben nem elhanyagolhatónak kell tekinteni - a számításokban. Az "energiamennyiség" kifejezés egyéves időszakra vonatkozik, és több szinten is kifejezhető (2. ábra).

ÁBRA. 2 Az épületek energiateljesítménye (megújuló energiaforrások - megújuló energiaforrások, megújuló energiaforrások - nem megújuló energiaforrások, melegvíz/hőenergia - központosított hő/hideg ellátás)

Szinte nulla energiafogyasztású épületek

Számú épületek energiateljesítményéről szóló irányelv egyik követelménye. A 2010/31/EU [3] szerint 2020. december 31-ig minden új épületnek "majdnem nulla energiaigényű épületnek" kell lennie - új épületnek, amelyet 2018. december 31. után a hatóságok használnak és tulajdonában vannak. közel nulla energiaigényű épület: olyan épület, amelynek az ezen irányelvben meghatározott módszer szerint meghatározott energiateljesítménye nagyon alacsony. A szükséges energia majdnem nulla vagy alacsony fogyasztását nagymértékben megújuló forrásokból kell fedezni, ideértve a helyszínen vagy annak környékén termelt megújuló energiát is. Ezt a nagyon ambiciózus célt az egyes tagállamok nemzeti tervei alapján érik el, amelyek meghatározzák, hogyan fogják ezt megvalósítani, és mely épületek mentesülnek e követelmény alól.

A hangsúly ismét az ezen épületek megvalósításához vezető intézkedések költséghatékonyságán van. Technikai szempontból nagy a bizonytalanság vagy a szándék a szöveg készítőinek részéről, amely a meghatározásban olyan "puha" kifejezéseket használ, mint "nagyon alacsony", "jelentős tartomány" vagy "vagy a hely körül ". Kellemetlen megállapítás lesz a végfelhasználó számára, hogy a "szinte nulla energiaigényű épület" termus technicus nem a tényleges energiafogyasztást tükrözi, hanem csak azt a tényt, hogy az épület alacsonyabb fogyasztással rendelkezik, mint a kategóriájába tartozó másoké, és annak nagy része megújuló energiaforrásokból kell fedezni. Ezen túlmenően az energiafogyasztás kifejezés primer energiára utal, amely olyan primer források energiája, amelyek nem estek át semmilyen átalakítási folyamaton (pl. Szén, gáz, atom, fa, napenergia).

ÁBRA. 4 Elektrokromatikus ablak (Fotó: szerző)

Szinte nulla energiafogyasztású épületekre irányuló technikai intézkedések

Az épületek új anyagainak és technológiáinak technológiai fejlődése az épületek üzemi energiafogyasztásának csökkenéséhez vezet. Meg kell mondani, hogy e technológiák és anyagok fejlesztésének ösztönzése a társadalmi nyomás. Természetesen az energiahatékonyság mérlegelésekor olyan kérdések is felmerülnek, mint: „Mennyi energiára van szükségem egy adott energiatakarékos anyag vagy rendszer előállításához?” Ezekkel a kérdésekkel nem foglalkozik az épületek energiateljesítményéről szóló jelenlegi irányelv. a törvény szintje, de olyan módszerek és eljárások kidolgozása folyamatban van, mint ezek. figyelembe veszik a tényeket. Tipikus példa a fotovoltaikus cellák általános tárgyalása, amelyben ellenfeleik rámutatnak az objektíven megalapozatlan elképzelésre, miszerint a fotovoltaikus cellák előállítása több energiát emészt fel, mint amennyit a sejt élete során termel. Meg kell bizonyítani, hogy az építőanyagok és az épületek technikai berendezésrendszereinek előállítása valamennyi technológiai folyamatának jelenlegi feltérképezése nem teszi lehetővé ezen értékelések objektív feldolgozását, ezért az átfogó értékelés ezen módszerei fejlesztés alatt állnak,.

Városi kilátás

A megújuló energiaforrások használatára irányuló társadalmi nyomás, amely nem mindig szolgáltat energiát, amikor arra szükség van, óhatatlanul ötleteket vet fel arra vonatkozóan, hogyan lehetne kezelni az egyenetlen energiaellátást és -fogyasztást a hálózatban. Példaként említhetjük a média által ismert problémákat a szélerőművekből származó villamos energia túltermelésével vagy a napenergia-rendszerek nyáron felesleges hőenergiájával. A villamos energia területén ezt a problémát az elosztórendszerek szintjén oldják meg azáltal, hogy az energiát olyan hálózatokba továbbítják, ahol felhasználhatók. A hőenergia területén a tárolótartályokban történő hő helyi felhalmozódásával és a felesleges energia ártalmatlanításával oldják meg. A jelenleg alkalmazott hőenergia-tároló rendszerek a legtöbb esetben a tárolótartályokban lévő vízben történő energiatárolás elvén alapulnak. A hőtároló hatékonyságának mérései és számításai azt mutatják, hogy ezen tárolók hővesztesége több tíz százalékos nagyságrendű, ezért nagy megtakarítási lehetőség rejlik. Fejlődő ötlet az energiaforrások hálózatokon keresztüli összekapcsolása (termikus és elektromos), amely lehetővé teszi a felesleges energia felhasználását a hálózat másik részében.

Épület boríték

ÁBRA. 5 Egy biogázüzem kapcsolt energiatermelő egysége (Fotó: szerző)

Épületek fűtése

Az alacsony energiafogyasztású épületek fűtési rendszerének műszaki megoldásának megválasztásakor és tervezésénél azonban gyakran előfordul olyan helyzet, hogy a jól szabályozott fűtési rendszer megvalósítása gazdaságilag visszafordíthatatlan a rendszer alacsony teljesítménye miatt. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a nem megfelelően szabályozott fűtési rendszer miatt a fűtéshez szükséges hőfogyasztás meghaladja az igényt, és a minőségi burkolatba történő beruházás meghiúsulhat. Ugyanakkor a fűtőberendezés nyilvánvalóan befolyásolja az épületek beltéri környezetének minőségét, amelyet nem szabad megfeledkezni a hőérzet követelményének való megfelelésről. A hőforrások terén jelentős nyomás nehezedik a megújuló energiaforrások felhasználására, körülményeinkben elsősorban napenergia, környezeti energia és biomassza. A technikai megoldások kifejlesztésére a napkollektorok hatékonyságának, a hőszivattyúk fűtési tényezőjének növelésében és a biomassza felhasználására szolgáló új források kiépítésében lehet számítani. A források centralizációjának vagy decentralizációjának, valamint a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelésnek a témája is lesz és lesz.

Épületek hűtése

ÁBRA. 6 Példa egy modern irodaház fűtési és hűtési kapacitásának éves lefutására; a képen a szükséges hűtőkapacitás túlsúlya látható a fűtés felett (Forrás: szerző)

A hűtés energiafogyasztásának csökkentésének másik módja az adaptív termikus kényelmi modell alkalmazása, amely lehetővé teszi a belső hőmérséklet növekedését a kritikus napokon, és ezáltal csökkenti a szükséges hűtőkapacitást. Ennek a termikus kényelmi modellnek a használata természetesen a felhasználó beleegyezésétől függ, akinek tisztában kell lennie azzal, hogy extrém kültéri körülmények között a helyiség hőmérséklete magasabb lesz. Az éjszakai előhűtés történelmileg ismert módja a szakaszos üzemű épületek belső hőmérsékletének csökkentése szakaszos működéssel, ahol a hőmérsékletváltozás nem károsítja a belső berendezéseket. Ez a módszer azon az elven alapul, hogy a külső levegő hőmérséklete éjszaka csökken, és ha a hidegebb éjszakai levegőt az épület intenzív szellőzéséhez és masszív szerkezetek hűtéséhez használjuk, akkor a következő nap folyamán ilyen előre lehűtött szerkezeteket használhatunk egy lassabb hőmérséklet-emelkedés az épületben.

Az éjszakai előhűtést olyan épületekben alkalmazzák, ahol a hőmérséklet ingadozása nappal megengedett. Az intézkedéseknek az épület burkolatára történő alkalmazása és a belső hőterhelési források optimalizálása után egyes épületekben még mindig meg kell szüntetni a hőterhelést, más szóval: az épületet lehűteni. Ehhez hagyományos aktív rendszerek, amelyek légkezelő egységeket használnak, vagy integrált rendszerek hűtő mennyezetek vagy gerendák formájában. Mindezeknek a rendszereknek szükségük van egy hidegforrásra, amely lehet hagyományos kompresszoros hűtő, vagy magas hőmérsékletű hűtés esetén (18–20 ° C körüli hőmérsékleten működik) és megújuló hideg források esetén kútvíz vagy energiamotor. Abszorpciós hűtési alkalmazások jelennek meg a hulladékhő vagy a megújuló forrásokból származó hő felhasználásával kapcsolatban.

Szellőzés

ÁBRA. 7 A ház levegőellátása családi ház kényszerített szellőztetése alatt (Fotó: szerző)

Forró víz előkészítése

A melegvíz-kezelés területén a szükséglet csökkentése a növekvő higiéniai követelmények miatt nagy problémát jelent, ezért a fejlesztés a működési veszteségek csökkentésére és a megújuló forrásokat, elsősorban a napenergiát használó energiaforrások optimalizálására összpontosít. A melegvíz-előállítás lehetséges energiamegtakarításának másik területe a szennyvízből származó hővisszanyerés alkalmazása.

Következtetés

Az épületek energiaintenzitásának csökkentésének tendenciája olyan folyamat, amely hosszú ideig működik a körülményeink között és természetesen az épületek beruházási és üzemeltetési költségeinek optimalizálására irányuló erőfeszítések eredményeként. Jelenleg az olyan szakterületeket, mint az alacsony energiafelhasználású és a passzív ház, gyakran használják a szakmai nyilvánosságban, és ezeket az épületeket megvalósítják. A szinte nulla energiafogyasztású épület koncepciójának bevezetése felkeltette a szakemberek és a lakosság érdeklődését, ellenállását és elvárásait. Sajnos ennek a kifejezésnek a nyelvi jelentése felveti a végfelhasználók elvárásait, amelyek a jelenlegi definíció fenntartása mellett a legtöbb esetben nem teljesülnek.

A jelenlegi fejlődési tendencia fenntartása mellett várható, hogy egy szinte nulla energiafogyasztású épület jobb hőszigetelt burkolattal, kifinomult ablakárnyékoló rendszerrel, jól szabályozható fűtéssel, szabályozott szellőzéssel és világítással rendelkezik, és legalább részben megújuló energiaforrásokkal lesz ellátva. mint a mai hagyományos épület. A szinte nulla energiafogyasztású épületek koncepcionális tervezését az integrált tervezés módszerével kell megoldani, amely összehangolja az egyes alrendszerek tervezését, és keresi az elemek vagy rendszerek többfunkciós használatának lehetőségét.

Irodalom
1. törvény. Számú módosító törvény 318/2012. 406/2000 Sb. az energiagazdálkodásról, módosítva.
2. sz. 78/2013 Sb. az épületek energiateljesítményéről.
3. EP és tanácsi irányelv. Az épületek energiateljesítményéről (átdolgozás) szóló, 2010. május 19-i 2010/31/EU.
4. Elérhető az interneten: http://nkn.fsv.cvut.cz/.
5. Elérhető az interneten: http://www.iea.org.
6. Kabele, K.: A szinte nulla energiafelhasználású HVAC épületek fogalma. A Fűtés 2013 konferencia anyagai, Környezetmérnöki Társaság, 2013.

Szöveg: prof. Ing. Karel Kabele, CSc. - a szerző a prágai SvF ČVUT HVAC osztályának vezetője.
Felülvizsgálta: prof. Ing. Dusan Petras, PhD.

A cikk egy magazinban jelent meg TZB HAUSTECHNIK.