Энергетическая оценка жилых зданий

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 1

Энергетическая оценка жилых зданий

Упрощенный способ составления баланса

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 2

• Метод расчета

• Потребление тепла на отопление

• Потребление конечной энергии

• Экономия энергии и топлива

• Примеры

• Обобщение

Содержание

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 3

Метод расчета

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 4

Представленная здесь простая квантификация предназначена для быстрого определения потенциала энергосбережения при санации зданий.

Метод является

• Примыкает к методу баланса отопительного периода, который со времени вступления в силу EnEV 2009 для свидетельства-EnEV и энергетического паспорта не является больше допустимым

• Хорошо подходит для первых ориентировочных расчетов.

Основы метода расчета

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 5

Потребление тепла на отопление

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 6

Потребление

Общий: QH,Bauteil = FGt · ABauteil · U · Fx

Имеющийся:QH,Bauteil = FGt · ABauteil · UIST · Fx

Санированный: QH,Bauteil = FGt · ABauteil · UNEU · Fx

Экономия: DQH,Bauteil = FGt · ABauteil · (UIST - UNEU) · Fx

DQH,Bauteil = FGt · ABauteil · DU · Fx

Потребление тепла на отопление / Экономия потребления тепла на отопление

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 7

Параметры для расчета потребления тепла на отопление

Обозначение

Значение / Единицы

Значение

FGt = 66 kKч/a= 75 kKч/a= 82 kKч/a

Индекс количества градусо-дней при учете коэффициента частичного отопления

с tHp = 185 Дней (Новые здание)

с tHp = 220 Дней (Частично санированное старое здание)

с tHp = 275 Дней (Не санированное старое здание)

tHp = Длина отопительного периода

Fx = 1= 0,8= 0,5= 0,6

= 0,7= 0,6= 0,5

Коэффициент коррекции температуры для Внешних строительных элементов (соприкасающихся с внешним воздухом) Перекрытия верхних этажей, Внешние стеныПерекрытия не отапливаемых стен против в отапливаемых помещенияхПерекрытия не отапливаемых стен в не отапливаемых подвалах и на уровне земли, фундамент на уровне землиСтроительные элементы для зимних садов с

- Простым остекление- Изолированным остеклением- Теплоизоляционным остеклением

ABauteil [m²] Площадь рассматриваемого строительного элемента

SF= 0,95 Вт/(m²K)= 1,65 Вт/(m²K)= 2,40 Вт/(m²K)

Коэффициент поглощения излучения дляСеверного фасадаВсоточного/западного фасада и окон на крышеЮжного фасада

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 8

Uw, eq = Uw - g┴ · SF

Где

g┴ = Коэффициент пропускания общей энергии

остекления

SF = Коэффициент поглощения излучения

Север: SF = 0,95 Вт/(m²K)

Восток/Запад: SF = 1,65 Вт/(m²K)

Юг: SF = 2,40 Вт/(m²K)

Коэффициент теплопередачи для окон U-Wert

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 9

Потребление конечной энергии

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 10

QE = QH · eE

Где:

eE = Значение затрат для отопления

Потребление конечной энергии Тепло

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 11

Затраты конечной энергии отопительных приборов

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 12

Общее:

DQE = QE,IST – QE,NEU

При строительных мероприятиях:

DQE = (QH,Bauteil,IST – QH,Bauteil,NEU) · e

= ΔQH,Bauteil · e

= FGt · ABauteil · DU · Fx · e

При замене оборудования:

DQE = QH,Vergleichsgebäude · (eIST - eNEU)

Экономия отопительной энергии

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 13

При строительных и технических мероприятиях:

DQE = QH,Vergleichsgebäude · eIST -

(QH,Vergleichsgebäude - QH,Bauteil) · eNEU

Экономия отопительной энергии

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 14

Alte

Bundesländer

Fach-werk

Massivbau Gesamt 1)

vor 1918

vor 1918

1918 -

1948

1949 -

1957

1958 -

1968

1969 -

1978

1979 -

1983

1984 -

1990

Gebäudetyp Mittlerer Heizwärmebedarf in kWh/(m2 a)

Freistehende Ein- u. Zwei-familienhäu-ser

238 185 204 253 146 141 119 120 171

Reihenhäuser - 203 166 163 171 162 121 94 160

Mehrfamilien-häuser bis 4 1/2 Geschos-se

190 163 179 184 173 127 98 76 155

Mehrfamilien-häuser5 bis 8 Geschosse

- 161 164 151 153 123 - - 143

Hochhäuser über 8 Ge-schosse

- - - - 105 120 - - 113

Gesamt 1) 223 177 187 207 158 139 113 102 162

Типология зданий

Потребление тепла на отопление в жилом фонде 1990 по типам зданий

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 15

Alte

Bundesländer

Fach-werk

Massivbau Gesamt 1)

vor 1918

vor 1918

1918 -

1948

1949 -

1957

1958 -

1968

1969 -

1978

1979 -

1983

1984 -

1990

Gebäudetyp Mittlerer Heizwärmebedarf in kWh/(m2 a)

Freistehende Ein- u. Zwei-familienhäu-ser

238 185 204 253 146 141 119 120 171

Reihenhäuser - 203 166 163 171 162 121 94 160

Mehrfamilien-häuser bis 4 1/2 Geschos-se

190 163 179 184 173 127 98 76 155

Mehrfamilien-häuser5 bis 8 Geschosse

- 161 164 151 153 123 - - 143

Hochhäuser über 8 Ge-schosse

- - - - 105 120 - - 113

Gesamt 1) 223 177 187 207 158 139 113 102 162

Типология зданий

Потребление тепла на отопление в жилом фонде 1990 по типам зданий

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 16

Экономия энергии и топлива

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 17

Когда энергоноситель сохраняется

B = (QE,IST – QE,NEU ) / b

При смене энергоносителя

B = QE,IST / bIST – QE,NEU / bNEU

b = Энергетическая ценность [kВтч/единица]

(Единицы в m³, l, kg, ...)

Экономия топлива DB

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 18

Экономия топлива DB

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 19

Когда специфические виды топлива остаются

K = (QE,IST - QE,NEU)· k

При изменении специфических видов топлива

K = QE,IST · kIST - QE,NEU · kNEU

k = Стоимость топлива [€/kВтч]

Экономия затрат на энергию DK

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 20

Экономия затрат на энергию DK

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 21

Примеры

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 22

Потребление тепла на отопление:

Коэффициент теплопередачи старой стены составляет около 1,4 Вт/(m2K). Коэффициент теплопередачи новой стены составляет около 0,27 Вт/(m2K).

где: QH,Bauteil = FGt · ABauteil · U · Fx

Получается потребление тепла на отопление для 1 m2 поверхности стены

QH,WAND,IST = 75 · 1 · 1,4 · 1 = 105 kВтч/a

или

QH,WAND,NEU = 75 · 1 · 0,27 · 1 = 20 kВтч/a

Пример: теплоизоляция внешней стены I

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 23

Экономия потребления энергии на отопление:

В случае работающего на газу конденсационного отопления (после 1995 года выпуска) с затратами e = 1,16 получается:

DQE = (QH,WAND,IST - QH,WAND,NEU ) · e

= (105 - 20) · 1,16

= 99 kВтч/a (на каждый m2 поверхности внешней стены)

Пример: теплоизоляция внешней стены II

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 24

Отопительная энергия / топливо / стоимость топлива - экономия:

Для среднестатистического одноквартирного дома с поверхностью внешних стен около 120 m2 ежегодная экономия составит:

• Отопительной энергии DQE в размере около 12.000 kВтч

• Топлива DB в размере около 1.200 m3 газа• Затрат на энергию DK в размере 720 €

(если: k = 0,6 €/m³)

Пример: теплоизоляция внешней стены III

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 25

Затраты на инвестиции:

Стоимость данных мероприятий составит около 7.800 Euro.

Если же мероприятия будут проводиться в рамках полного обновления фасада, то стоимость снижается до

примерно 3.900 Euro.

Пример: теплоизоляция внешней стены IV

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 26

Описание:

Имеющийся старый котел на жидком топливе с затратами 1,58 заменяется на современный конденсационный котел на газу с затратами 1,16.

Так как потребление тепла на отопление здания не известно, то берется здание-образец из типологии зданий(например. из GRE-Broschüre Энергосбережение в жилом фонде). Для свободностоящего одноквартирного дома в старых федеральных землях для класса строений 1949-57 получается ориентировочное строение 253 kWh/(m2a).

Пример: обновление котла I

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 27

Alte

Bundesländer

Fach-werk

Massivbau Gesamt 1)

vor 1918

vor 1918

1918 -

1948

1949 -

1957

1958 -

1968

1969 -

1978

1979 -

1983

1984 -

1990

Gebäudetyp Mittlerer Heizwärmebedarf in kWh/(m2 a)

Freistehende Ein- u. Zwei-familienhäu-ser

238 185 204 253 146 141 119 120 171

Reihenhäuser - 203 166 163 171 162 121 94 160

Mehrfamilien-häuser bis 4 1/2 Geschos-se

190 163 179 184 173 127 98 76 155

Mehrfamilien-häuser5 bis 8 Geschosse

- 161 164 151 153 123 - - 143

Hochhäuser über 8 Ge-schosse

- - - - 105 120 - - 113

Gesamt 1) 223 177 187 207 158 139 113 102 162

Пример: обновление котла II

Потребление энергии на отопление здания-образца из типологии зданий

Потребление энергии в жилом фонде 1990 по типам зданий

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 28

Потребление тепла на отопление здания-образца:

Для оценки устройств с комбинированным нагревом воды для потребления тепла на нагрев воды дополнительно используется 12,5 kВтч/(m2a).

Полезная площадь здания составляет 130 m2.

QH,Vergleichsgebäude,IST = QH,Vergleichsgebäude,NEU

QH,Vergleichsgebäude = (253 + 12,5) kВтч/(m²a) · 130m²

= 34.515 kВтч/a

Пример: обновление котла III

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 29

Потребление тепла на отопление:

Потребление энергии здания составляет, таким образом, включая энергию на нагрев воды:

QE = QH, Vergleichsgebäude · e

QE,IST = 34.515 · 1,58 = 54.534 kWh/a

QE, NEU = 34.515 · 1,16 = 40.037 kWh/a

Пример: обновление котла IV

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 30

Отопительная энергия / топливо / стоимость топлива - экономия:

Для данного здания это означает ежегодную экономию:

• Энергии на отопление DQE в размере около 14.500 kВтч

• Топлива DB в размере 1.450 литров жидкого топлива или 1.450 m3 газа

• Затраты на энергию в размере DK 870 € (если: равные равная стоимость энергии k = 0,6 €/(л или m³)

Пример: обновление котла V

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 31

Затраты на инвестиции:

Стоимость данных мероприятий включая монтаж составляет от 6.000 до 7.000 Euro.

Пример: обновление котла VI

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 32

Обобщение важнейших формул

Выводы

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 33

Экономия потребления тепла на отопление

– DQH = FGt · ABauteil · DU · Fx

Экономия энергии на отопление

– Строительные мероприятияDQE = DQH · e

– Обновление оборудованияDQE = QH,Vergleichsgebäude · (eIST - eNEU)

– Строительные мероприятия и замена оборудования

DQE = QH,Vergl · eIST – (QH,Vergl – DQH,Bauteil) · eNeu

Обобщение I

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. 34

Экономия топлива

– При одних и тех же энергоносителяхDB = DQE / b

– При изменении энергоносителяDB = QE,IST / bIST - QE,Neu / bNeu

Экономия затрат на энергию

– При одной и той же стоимости специфических видов топливаDK = DQE · k

– При изменении стоимости специфических видо топливаDK = QE,IST · kIST - QE,Neu · kNeu

Обобщение II