POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY POMOCNICZE DO ZAJĘĆ AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA - ćwiczenia - Autorzy opracowania: Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa Piotr Kowalski Krzysztof Piechurski WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 AUDYT ENERGETYCZNY Celem ćwiczeń jest wykonanie audytu energetycznego dla budynku mieszkalnego wielorodzinnego zlokalizowanego we Wrocławiu. Budynek jest w całości podpiwniczony i ma cztery powtarzalne kondygnacje mieszkalne. Budynek podzielony został dla potrzeb obliczeń na dwie strefy: mieszkania (strefa I) oraz klatka schodowa (strefa II). 1. Dane ogólne o budynku Kubatura wentylowana części mieszkalnej 2808,5 m3 Kubatura wentylowana klatki schodowej Powierzchnia ogrzewana mieszkań Powierzchnia klatki schodowej Ilość osób korzystających z c.w.u. 365,1 1040,2 135,2 60 m3 m2 m2 osoby Zużycie c.w.u. za ostatni rok Obliczeniowa temperatura zewnętrzna Obliczeniowa temperatura strefy I Obliczeniowa temperatura strefy II Wysokość kondygnacji w świetle Wysokość kondygnacji w osiach 985,5 -18,0 20,4 8,0 2,7 3,0 U A 1,01 786 m3 °C °C °C m m W/(m2K) m2 U A U A U A U A U A U A 1,01 49 0,17 245 0,25 245 1,6 114 3,00 14 5,1 9,0 W/(m2K) m2 W/(m2K) m2 W/(m2K) m2 W/(m2K) m2 W/(m2K) m2 W/(m2K) m2 Ściany zewnętrzne strefa I Ściany zewnętrzne strefa II Strop pod poddaszem Strop nad piwnicą Okna w mieszkaniach Okna na klatce schodowej Drzwi zewnętrzne (drewniane, oszklone) 2 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 2. Instalacje wewnętrzne przewody stalowe, w piwnicy słabo zaizolowane, piony prowadzone przez mieszkania, nieizolowane, szczegółowe dane zestawiono w tabeli i na rysunku przewody stalowe, w piwnicy słabo zaizolowane, piony prowadzone przez mieszkania, nieizolowane, szczegółowe dane zestawiono w poniższej tabeli i na rysunku węzeł ciepłowniczy, zmodernizowany, parametry: 90/70, regulowane automatyka pogodowa, przy grzejnikach zamontowane zawory termostatyczne Ogrzewanie Ciepła woda użytkowa Źródło ciepła dla c.o. i c.w.u. Regulacja Lp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Rodzaj przewodu Instalacja c.o. / poziomy Instalacja c.o. / poziomy Instalacja c.o. / poziomy Instalacja c.o. / piony Instalacja c.w.u. / poziomy Instalacja c.w.u. / poziomy Instalacja c.w.u. / piony Instalacja cyrkulacji/poziomy Instalacja cyrkulacji/piony DN DN 40 DN 32 DN 25 DN 25 DN 50 DN 40 DN 40 DN 25 DN 20 Lokalizacja piwnica piwnica piwnica mieszkania piwnica piwnica mieszkania piwnica mieszkania Długość 40 mb 20 mb 110 mb 180 mb 20 mb 10 mb 60 mb 20 mb 60 mb 3. Taryfa za energię Wyszczególnienie Jednostka Opłata stała za moc zamówioną zł/MW×m-c Opłata zmienna za zużycie zł/GJ Opłata stała za usługi przesyłowe zł/MW×m-c Opłata zmienna za usługi przesyłowe zł/GJ Opłata abonamentowa zł/m-c Netto Brutto „Opłata za moc”, O0m = O1m = „Opłata za zużycie”, O0u = O1u = Abonament, Ab0 = Ab1 = 3 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 4. Wyznaczenie liczby stopniodni dla Wrocławia m-c I II III IV V IX X XI XII te(m) oC -0,4 -0,7 2,8 7,3 12,7 13,4 8,9 3,8 -1,1 Ld(m) dni 31 28 31 30 10 5 31 30 31 Σ Sd Sd dla two=20,4oC Sd dla two=8oC 5. Bilans cieplny w „stanie istniejącym” Zapotrzebowanie budynku na moc cieplną dla celów grzewczych w stanie istniejącym, obliczone według PN-EN 12831 wynosi: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. Zapotrzebowania na energię użytkową do ogrzewania w stanie istniejącym, obliczone według PN-EN 13790 wynosi: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 6. Propozycje usprawnień termomodernizacyjnych 4 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 7. Określenie optymalnego ulepszenia dotyczącego modernizacji ścian zewnętrznych części mieszkalnej Powierzchnia ściany zewnętrznej m2 Powierzchnia ściany do obliczania kosztów (ze względu na wyceny rynkowe, dolicza się powierzchnię okien) m2 Współczynnik U ściany zewnętrznej W/(m2K) Materiał izolacyjny: styropian, współczynnik przewodzenia ciepła W/(mK) Koszt izolacji w zależności od jej grubości Minimalna grubość izolacji: 5 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 Lp. Opis Jednostka Stan istniejący 1 1 2 diz 3 cm 4 - 2 ∆R (m2K)/W - 3 R (m2K)/W 4 Q0u, Q1u GJ/a 5 q0u, q1u MW 6 ∆OrU zł/a - 7 Nj zł/m2 - 8 NU zł - 9 SPBT lata 10 U0, U1 W/(m2K) Warianty termomodernizacji I II III IV 5 6 7 8 Optymalne usprawnienie dla ścian zewnętrznych części mieszkalnej: 6 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 8. Określenie optymalnego ulepszenia dotyczącego modernizacji ścian zewnętrznych klatki schodowej Powierzchnia ściany zewnętrznej m2 Powierzchnia ściany do obliczania kosztów m2 Współczynnik U ściany zewnętrznej W/(m2K) Materiał izolacyjny: styropian, współczynnik przewodzenia ciepła W/(mK) Koszt izolacji Minimalna grubość izolacji: Lp. Opis Jednostka 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 diz ∆R R Q0u, Q1u q0u, q1u ∆Or Nj NU SPBT U0 , U 1 3 cm (m2K)/W Stan istniejący 4 - I 5 Warianty termomodernizacji II III 6 7 IV 8 (m2K)/W GJ/a MW zł/a zł/m2 zł lata W/(m2K) - Optymalne usprawnienie dla ścian zewnętrznych klatki schodowej: 7 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 9. Określenie optymalnego usprawnienia dotyczącego wymiany okien na klatce schodowej m2 Powierzchnia okien Naturalna, doprowadzenie powietrza wentylacyjnego odbywa się przez nawiewniki W/(m2K) System wentylacji Współczynnik U okien w stanie istniejącym Strumień powietrza wentylującego Vnom Cena jednostkowa okien uzależniona od współczynnika przenikania ciepłą Lp Opis / wyszczególnienie Jedn. Stan istniejący 1 2 3 4 2 Współczynnik przenikania 3 Współczynniki korekcyjne 10-5 Warianty I II III 5 6 7 W/(m2K) Cr - Cm - Cw - 4 8,64 · 5 2,94 · 10-5 · cr · cw · Vnom · Sd · Sd · Aok · U GJ/a 6 Q0u,Q1u = poz.4 + poz.5 GJ/a 7 10-6 MW 8 3,4 · 10-7 · cm · Vnom · (two-tzo) MW 9 q0,q1 = poz.7 + poz.8 MW 10 ∆Or zł/rok - 11 Cena jednostkowa wym. okien zł/m2 - 12 Koszt wymiany okien Nok zł - 13 SPBT - - · Aok · (two-tzo) · U GJ/a Optymalne usprawnienie dla wymiany okien na klatce schodowej: 8 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 10. Określenie optymalnego usprawnienia w zakresie modernizacji systemu c.w.u. Roczne zużycie c.w.u. (wg danych dostarczonych np. przez zarządcę budynku) m3 Koszt wymiany izolacji termicznej przewodów zł/m Zapotrzebowanie na energię użytkową dla c.w.u.: Zapotrzebowanie na moc dla c.w.u.: Lokalizacja DN Rodzaj przewodu L, m qj, W/m Czas, h QSTRAT, kWh Całkowite straty ciepła przed modernizacją Lokalizacja DN Rodzaj przewodu L, m qj, W/m Czas, h QSTRAT, kWh Całkowite straty ciepła po modernizacji Sprawność przesyłu: 9 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 Sprawności składowe systemu Lp. Rodzaje usprawnień termomodernizacyjnych 1 2 przed modernizacją po modernizacji 3 4 Opis Przed modernizacją Po modernizacji 2 3 4 1 Sprawność wytwarzania, ηW,g 2 Sprawność akumulacji, ηW,s 3 Sprawność przesyłu, ηW,d 4 Sprawność całkowita systemu, η=ηg · ηs · ηd Lp. 1 1 Zapotrzebowanie na energię użytkową, GJ/rok 2 Zapotrzebowanie na moc cieplną q, MW 3 Opłata zmienna Oz, zł/GJ 4 Opłata za zamówiona moc cieplną Om, zł/MWm-c 5 miesięczna opłata abonamentowa Ab0, Ab1 zł/m-c 6 Roczne oszczędności kosztów energii ΔOrcwu, zł 7 Koszty przedsięwzięcia Ncwu, zł 8 SPBT = Ncwu/ ΔQrcwu , lat 10 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 11. Określenie optymalnego usprawnienia w zakresie modernizacji systemu c.o. Zapotrzebowanie na energię użytkową na cele centralnego ogrzewania kWh/rok GJ/rok Zapotrzebowanie na moc na cele c.o. kW Parametry instalacji c.o. °C Lokalizacja DN Rodzaj przewodu L, m qj, W/mb Czas, h QSTRAT, kWh Całkowite straty ciepła przed modernizacją Lokalizacja DN Rodzaj przewodu L, m qj, W/mb Czas, h QSTRAT, kWh Całkowite straty ciepła po modernizacji Sprawność przesyłu: 11 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 Sprawności składowe systemu Lp. Rodzaje usprawnień termomodernizacyjnych 1 1 2 Sprawność wytwarzania ηH,g 2 Sprawność akumulacji ηH,s 3 Sprawność przesyłu ηH,d 4 Sprawność regulacji i wykorzystania ηH,e 5 Uwzględnienie przerw w ciągu tygodnia wt, 6 Uwzględnienie przerw w ciągu doby wd 7 Sprawność całkowita systemu Lp. Opis przed po termomodernizacją termomodernizacji 3 Jedn. 1 1 2 Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło 3 GJ/rok 2 Zapotrzebowanie na moc cieplną q MW 3 Opłata zmienna Oz zł/GJ 4 Opłata za zamówiona moc cieplną Om 5 Miesięczna opłata abonamentowa Ab0, Ab1 zł/m-c 6 Roczne oszczędności kosztów energii ΔOrc.o. zł 7 Koszty przedsięwzięcia Nc.o zł 8 SPBT = Nc.o/ ΔOrc.o. lat 4 Przed Po termomodernizacją termomodernizacji 4 5 zł/MWm-c 12 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 12. Analiza wariantów termomodernizacji Wybrane i zoptymalizowane usprawnienie termomodernizacyjne zmierzające do zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło w wyniku zmniejszenia strat ciepła przez przenikanie przez przegrody budowlane oraz warianty przedsięwzięć termomodernizacyjnych dotyczących modernizacji systemu wentylacji i systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej, uszeregowane według rosnącej wartości SPBT: Opis Oznaczenie Nakłady łączne SPBT - - zł lat 13. Zestawienie mocy i zużycia energii Wariant qco qcwu QH,nd QW,nd QK kW kW GJ GJ GJ 13 WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA MATERIAŁY DO ZAJĘĆ DYDAKTYCZNYCH AUDITING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA SEMESTR ZIMOWY 2021/2022 Obliczenia do wypełnienia tabeli obligatoryjnej Dla wariantu: Koszty całkowite: Roczna oszczędność kosztów energii: Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię: Dla wariantu: Koszty całkowite: Roczna oszczędność kosztów energii: Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię: Dla wariantu: Koszty całkowite: Roczna oszczędność kosztów energii: Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię: Dla wariantu: Koszty całkowite: Roczna oszczędność kosztów energii: Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię: 14 Planowane koszty całkowite Roczna oszczędność kosztów energii Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię Minimalna kwota kredytu Premia termomodernizacyjna Lp. Wariant przedsięwzięcia termo-modernizacyjnego WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA PODYPLOMOWE CERTYFIKACJA I AUDYT ENERGETYCZNY BUDYNKÓW EDYCJA 10 2020/2021 14. Tabela obligatoryjna zł zł/rok % [zł / %] [zł] 1 2 3 4 15
