Energeticko-ekonomická optimalizace projektu novostavby rodinného domu v Klecanech
Předmětem optimalizace byl projekt novostavby dvoupodlažního nepodsklepeného rodinného domu s garáží. Dům byl podle projektu navržen bez zateplení obvodových zdí, pouze s tepelnou izolací podlahy a střešního pláště. Z hlediska tepelné náročnosti tento dům mírně překračoval požadavky současných norem. Jako zdroj vytápění byl navržen klasický turbokotel na zemní plyn.
V rámci optimalizace byly EkoWATTem navrženy další dvě varianty konstrukce domu se zateplením a čtyři další způsoby vytápění. Všechny uvažované varianty byly srovnávány z hlediska spotřeby energií, investičních a provozních nákladů.
Tepelné izolace
Kromě původní obalové konstrukce domu (varianta č. 1) byla navržena varianta (č. 2) se zateplením obvodových stěn pěnovým polystyrenem tloušťky 100 mm a silnější tepelnou izolací podlahy a střechy. Tepelné vlastnosti této varianty odpovídají doporučnému součiniteli tepelného prostupu tepla dle normy ČSN 730540-2:2005.
Další varianta č. 3 byla navržena s ještě masivnější zateplením stěn (izolace 140 mm polystyrenu), podlahy a střechy. Takto zaizolovaný dům by dosahoval klasifikaci velmi úsporná budova (kategorie B energetického štítku budovy).
Na základě energetické bilance vypočtené pro všechny tři varianty je zřejmé, že realizací varianty č. 2 by se roční potřeba energie na vytápění snížila o 32 % a u varianty č. 3 až o 48 %.
Varianta konstrukce |
1 |
2 |
3 |
| Stupeň tepelné náročnosti budovy (STN) [ % ] |
103 |
73 |
57 |
Klasifikace budovy dle energetického štítku |
E |
C |
B |
| nevyhovující |
úsporná |
velmi úsporná |
|
Extrémní tepelná ztráta (Te = -15°C) [kW] |
10,1 |
7,8 |
6,7 |
Potřeba tepla na vytápění [kWh/rok] |
16 906 |
11 525 |
8 868 |
Měrná potřeba tepla na vytápění [kWh/m 2 .rok] |
110,1 |
75 |
57,7 |
Úspora energie na vytápění vůči var. 1 [ % ] |
0 |
32 |
48 |
Volba vytápění
Vedle původně navrženého plynového turbokotle (varianta A) byly pro vytápění a ohřev vody navrženy další čtyři varianty – kondenzační kotel na zemní plyn v kombinaci se solárním systémem (B), tepelné čerpadlo typu vzduch – voda (C), tepelné čerpadlo typu země – voda (D) a elektroakumulační kotelna (E).
Kombinací tří uvedených řešení konstrukce domu a pěti způsobů vytápění (TZB) vzniklo celkem 15 variant, které byly následně porovnány z hlediska celkové roční potřeby energie (vytápění, TUV a domácí spotřebiče), investičních a provozních nákladů.
Rozdíl investičních nákladů – konstrukce |
Rozdíl investiční nákladů – TZB |
Rozdíl celkových investičních nákladů |
Celková potřeba energie |
Celk. potřeba energie v palivu |
Provozní náklady celkem |
|
Var. |
(Kč) |
(Kč) |
(Kč) |
(kWh/rok) |
(kWh/rok) |
(Kč/rok) |
1A |
0 |
0 |
0 |
28 081 |
30 412 |
48 450 |
1B |
0 |
200 000 |
200 000 |
22 836 |
22 477 |
39 247 |
1C |
0 |
215 000 |
215 000 |
28 081 |
12 613 |
23 942 |
1D |
0 |
265 000 |
265 000 |
28 081 |
12 613 |
23 942 |
1E |
0 |
155 000 |
155 000 |
22 836 |
24 429 |
40 354 |
2A |
42 300 |
0 |
42 300 |
22 700 |
24 499 |
41 769 |
2B |
42 300 |
200 000 |
242 300 |
17 455 |
17 201 |
33 247 |
2C |
42 300 |
215 000 |
257 300 |
22 700 |
10 764 |
20 997 |
2D |
42 300 |
265 000 |
307 300 |
22 700 |
10 764 |
20 997 |
2E |
42 300 |
155 000 |
197 300 |
17 455 |
18 580 |
37 772 |
3A |
126 400 |
0 |
126 400 |
20 043 |
17 741 |
38 287 |
3B |
126 400 |
200 000 |
326 400 |
14 798 |
17 741 |
30 462 |
3C |
126 400 |
215 000 |
341 400 |
20 043 |
19 543 |
19 543 |
3D |
126 400 |
265 000 |
391 400 |
20 043 |
19 543 |
19 543 |
3E |
126 400 |
155 000 |
281 400 |
14 798 |
35 512 |
35 512 |
Pro jednotlivé varianty byly dále zhodnoceny výhody, nevýhody řešení a případná rizika (např. citlivost na růst cen energií, změnu přírodních podmínek apod.) a připraveno porovnání investičních a kumulovaných provozních nákladů po 5ti, 15ti a 30ti letech. Do výpočtu kumulovaných provozních nákladů je přitom zahrnut předpokládaný meziroční růst cen energií, inflace a dodatečné investice do topného zařízení nutné po dožití jeho částí. Toto srovnání je potom podkladem pro výběr optimální varianty řešení.
V tomto případě z hlediska dlouhodobých úspor nákladů nejlépe vyšla varianta 2C s konstrukčním řešením, které odpovídá úsporné budově (kategorie C) a s vytápěním tepelným čerpadlem vzduch – voda . Tato varianta má nízkou citlivost na růst cen energií a oproti původně navrženému řešení majiteli domu ušetří téměř 50 tisíc Kč po 15 letech provozu a více než 315 tisíc Kč za 30 let provozu . Z hlediska tepelných úspor a zároveň úspor financí vychází zajímavě varianta 3C s masivním zateplením (velmi úsporná budova kategorie B) a tepelným čerpadlem vzduch – voda . Tato varianta oproti původnímu řešení ušetří ročně 48 % spotřeby energie na vytápění (tj. zhruba 8 000 kWh) a po 30 letech provozu také více než 260 tisíc Kč .
