Energetický pas aneb celková energetická účinnost budov

Energetický pas aneb celková energetická účinnost budov

z německého originálu de, 15-17/2005 upravil Ing. Josef Košťál, redakce ELEKTRO

Nejpozději do 4. ledna 2006 by měla být v německém právu zakotvena Směrnice Evropské unie o celkové energetické účinnosti budov (dále jen Směrnice), která bude pro řemeslné živnosti, průmysl a projektanty novou výzvou. Směrnice vytváří konjunkturní podněty a dává šance všem zainteresovaným stranám na rozvoj nových možností působení v oblasti elektrotechnického vybavení budov.

Těžiště nové Směrnice

Cílem nové Směrnice je poskytnout podněty k trvalé udržitelnosti rozvoje vylepšením energetické účinnosti. V konečném důsledku by měli občané ušetřit náklady za energii a společnost i politici udělat další důležitý krok vpřed v plnění úmluvy o ochraně klimatu. Vedle normativů energické potřeby pro vytápění, přípravu teplé užitkové vody a větrání, které jsou obsaženy již ve staré vyhlášce o úsporách energie, stanovuje Vyhláška o úsporách energie 2006 poprvé minimální zákonné požadavky na potřebu elektrické energie pro osvětlení a klimatizaci v novostavbách a – při odpovídajícím rozsahu sanace – také v domovním fondu. Dále je ověřována možnost použití obnovitelných energií a kogenerační výroby elektřiny a tepla např. v blokových tepelných elektrárnách. Předepsáno je hodnocení celkové energetické účinnosti budov napříč všemi zainteresovanými obory.

Obr. 1. Jedna z možných podob energetického pasu

Směrnice vyžaduje průkazy energetické spotřeby (energetické pasy – viz obr. 1), jejichž účelem je dosažení transparentnosti energetické kvality budov pro kupce a nájemce na trhu s nemovitostmi. V domovním fondu se s energetickými pasy počítá u neobytných budov nad 1 000 m² a se střídáním nájemců a rovněž při prodeji obytných budov. Energetický pas může být jako nástroj účinný pouze tehdy, bude-li popisovat energetickou kvalitu, a ne chování uživatele. Skutečnou spotřebu elektřiny je možné snadno zjistit na elektroměru, nicméně vzhledem k různým ovlivňujícím veličinám aktuálního využívání budovy nemá tento údaj velkou vypovídací schopnost (obr. 2).

Výhradně na základě analýzy budovy a zařízení a výpočtu hodnot energetické potřeby za standardních podmínek je možné vypracovat návrhy modernizace domovního fondu, které Směrnice vyžaduje. Tyto návrhy mohou uvést do pohybu rozsáhlý a do budoucna orientovaný proces modernizace budov a přispět tak k pokroku společnosti i celého hospodářství v oblasti ekologie a ekonomie.

Ve všech veřejně přístupných budovách musí být podle Směrnice viditelně vyvěšeny energetické pasy; to má přispět k větší energetické transparentnosti budov. Budovy opatřené pasem by tak měly plnit funkci jakéhosi vzoru energetické účinnosti a podněcovat citlivost veřejnosti k tomuto tématu. Energetické pasy mají zprůhlednit úsilí elektrotechnického odvětví o energetické úspory, vytvořit podnětnou platformu pro další rozvoj efektivních technologií a umožnit vznik dodatečných konjunkturních pobídek.

Obr. 2. Diagram ovlivňujících veličin v budovách

Metody výpočtu a hodnocení aplikované na energetický pas spolu s bilancováním energetické potřeby osvětlovacích a klimatizačních zařízení, vytápění, přípravy teplé užitkové vody a větrání v rámci celkové energetické potřeby budov tak napříště budou patřit k činnostem vyškolených odborníků v oblasti elektrotechnického vybavení budov.

Metody výpočtu potřeby elektrické energie pro osvětlení a klimatizaci byly vypracovány teprve v souvislosti s novou německou normou DIN V 18599 Energetické oceňování budov, která má být v dohledné době uveřejněna. Jako závazně aplikovatelná metoda bude odkazován příslušný referentský návrh k národní verzi Směrnice.

Metoda výpočtu energetické potřeby pro osvětlení, která je definována v nové normě DIN V 18599 část 4 Výpočet konečné energie pro osvětlení, zahrnuje:

• požadované členění budovy do zón z hlediska osvětlovací techniky,

• zjišťování měrné potřeby výkonu systémů osvětlení podle využití a kvality v duchu platných norem pro osvětlení DIN 5035 Osvětlení vnitřních prostor, Požadavky a EN DIN 12464 Světlo a osvětlení – Osvětlení pracovních prostorů,

• zohlednění využití denního světla,

• zohlednění vlivu ohlašovacích systémů přítomnosti.

Alternativně se při tom zjišťuje měrná elektrická potřeba výkonu těmito postupy:

1. rychle a snadno aplikovatelná tabulková (jednoduchá) metoda,
2. modifikovaná metoda účinnosti,
3. metoda odborně technického plánování osvětlovacího zařízení.

Pro stanovení potřeby elektrické energie pro osvětlení je rozhodující stupeň využití denního světla v prostorách používaných během dne. V hodnocení je respektován potenciál úspor energie využitím denního světla ve vnitřních prostorách na základě třístupňové metody. V prvním stupni je zohledněn podíl z okenních a podlahových ploch. Ve druhém stupni se klasifikuje prostorová geometrie a geometrie fasád a bere se v úvahu světelnětechnický vliv stavebních komponent fasády, popř. systémů denního světla. V dalších krocích se zohledňují systémy denního světla s využitím nových a dále se vyvíjejících výpočetních modelů. Potřebné údaje výrobců, které představují charakteristické hodnoty pro systémy denního světla, však stále ještě nejsou celoplošně k dispozici. Pro aplikování účinných a inovačních systémů denního světla je však nezbytné, aby průmysl v budoucnu umožnil všeobecně volný přístup k těmto charakteristickým hodnotám. Pro energetickou potřebu platí tato závislost: energetická potřeba = instalovaný výkon × doba využití budovy / úspora denním světlem, resp. řízením přítomnosti

Stav vývoje energické účinnosti ve světelné technice

Inovačním vývojem byly podstatně vylepšeny měrný výkon světelných zdrojů a účinnost svítidel. Nová norma pro osvětlení DIN EN 12464 připouští osvětlovací zařízení bodová, pro pracovní oblasti nebo prostorová, která jsou uživately velmi kladně přijímána a umožňují individuální konfiguraci světla. Podle druhu a využití kancelářských a správních budov činí podíl osvětlení na celkové spotřebě elektrické energie asi 20 až 40 %. Roční energetickou spotřebu je možné značně snížit optimalizovaným využíváním denního světla při vylepšené kvalitě pobytu. Přitom je třeba dbát na to, aby nekontrolovaně vysoká položka denního světla nevedla k přehřívání a velkému chladicímu zatížení. Toho lze dosáhnout použitím inovačních systémů denního světla v kombinaci s inteligentními elektronickými řídicími systémy.

Obr. 3. Komfort v novém pojetí s dynamickým světlem a nižší energetickou potřebou

Optimalizované využívání denního světla je nejryzejší forma exploatace sluneční energie. Vyžaduje řešení napříč všemi zainteresovanými obory s aplikováním techniky směrování světla, ochrany proti slunečnímu záření, ochrany proti oslnění, elektrotechniky a automatizace budov. Existující systémy pro směrování denního světla umožňující dodávku jak přímého, tak i rozptýleného slunečního světla. Návod pro výběr systému a plánování dává směrnice VDI 6011 Optimalizace využívání denního světla. Potenciál úspor pro snížení energetické potřeby denním světlem může být zcela vyčerpán teprve vhodným řízením a regulací umělého osvětlení. Řešením problému hospodárného provozu a energetických úspor (a to i v případě sanací domovního fondu) je osvětlovací elektronika. Při časově různém obsazení prostor lze použitím hlásičů přítomnosti vyčerpat značný potenciál úspor. Systémy řízení světla umožňují požadovaný provoz osvětlovacích zařízení při proměnném využívání prostor (obr. 3) a poskytují tak novou kvalitu komfortu s dynamickým světlem. Proto je i přes vyšší kvalitu světelného komfortu možné snížení provozních nákladů při modernizacích až o 80 % v porovnání se starými zařízeními.

Automatizace budov pomáhá uspořit asi 15 až 25 % celkové spotřeby energie. Úspory energie a nákladů přitom narůstají s velikostí budovy a rozmanitostí jednotlivých zainteresovaných oborů. Právě vysoce technizované kancelářské a provozní budovy mají v tomto ohledu mnoho skrytých rezerv. Přestavba na systém řízení hospodaření s energiemi umožní odhalit další dodatečný potenciál pro snižování nákladů.

Automatizace budov jako nástroj ke zvyšování celkové energetické účinnosti

Na trhu jsou již dlouhou dobu běžně k dostání energeticky efektivní dílčí komponenty technického vybavení budov s velkou funkční rozmanitostí. Pro praxi je nicméně charakteristické pouze jejich oborově specifické zapracování do celého systému, a to ještě většinou na bázi doplňkového plánování. Často chybí nezbytné celkové hledisko energetických souvislostí. A právě zde se otevírají rozsáhlé možnosti pro uplatnění elektrotechnických řemesel! Je na nich, aby skloubila, integrovala a koncepčně spojila různorodé komponenty a jednotlivá zařízení do jednolitého celku.

Dopad na elektroinstalaci v budovách a zařízeních

Uvedení Směrnice do praxe vyvolá v krátké době potřebu kontroly požadovaných a skutečných hodnot. Poroste zájem provozovatelů o porovnávání prognózované energetické potřeby podle energetického pasu a skutečné spotřeby energie jednotlivých energetických služeb, jakož i o analýzu chování uživatelů.

Podle evropské směrnice Evropského parlamentu a Rady k tématu konečné energetické účinnosti a energetických služeb z 10. prosince 2003 se mají poskytovatelé energetických služeb podílet na řízení budov. Řemeslným živnostem, technickým poradcům a střednímu průmyslu se tím nabízí šance společnou strategií získat nový trh a zvítězit tak v konkurenčním boji s dodavateli energií. Budou-li při plánování včas zohledněny požadavky interního a externího řízení zařízení, mohou být v novostavbách a při modernizacích domovního fondu vytvořeny podmínky pro značné úspory energie a provozních nákladů pro celkovou dobu života budov a zařízení.

V této souvislosti jsou také požadovány lepší a průkaznější zúčtovací možnosti pro různé druhy spotřeb a energetické služby. Nové koncepce měření a elektroměrů jsou pro elektroinstalaci budov zcela nezbytné, protože v současné době zahrnuje standardní elektroinstalace sotva oddělené zjišťování spotřeby (většinou je známa jen celková spotřeba elektrické energie). Směrnice VDI 2166 Dimenzování elektrozařízení v budovách, která se v současné době zpracovává, musí proto nejen definovat do budoucna orientované standardy pro neobytné budovy s ohledem na vybavení elektroměry a aplikování nových koncepcí měření, ale současně také naznačit vhodná řešení vycházející z automatizace budov. Jen tak bude možné je prosadit na trhu s nemovitostmi.

Závěr

Při hodnocení celkové energetické účinnosti je třeba z důvodu vysokého činitele primární energie 3 pro elektrický proud přiřadit větší význam osvětlení, optimalizovanému využití denního světla a klimatizaci. Každá kilowatthodina obnovitelné energie nahradí adekvátní dovoz ropy a zemního plynu a sníží tak ekonomickou závislost. Z národohospodářského hlediska je ještě působivější vylepšení účinnosti cestou energetických úspor a modernizace domovního fondu. Tvorba přidané hodnoty je realizována v tuzemsku, a vytváří tudíž dobré předpoklady pro regionální ekonomiky a zdravé hospodářství středního stavu.

Automatizace budov je velmi slibným trhem budoucnosti. Kdo jiný by měl lépe znát souvislosti a ovládat funkce v budově než odborníci z oblasti elektrotechniky a informační techniky? Přesto si ostatní řemesla ukrajují stále větší díl z koláče lukrativních prací v oblasti elektrotechnického vybavení budov. Elektrotechnická řemesla spolu s plánovači a průmyslem by si neměla nechat tento trh budoucnosti „ukrást„ jinými obory. Kromě toho by se všichni hospodářští partneři zabývající se elektrotechnickým vybavením budov měli ofenzivně zapojit do oborové soutěže o systémové vedení v otázce celkové energetické účinnosti.

Šance, které nabízejí nová Směrnice a energetický pas, je třeba využít k výraznému posunutí současných efektivních technologií v elektrotechnickém vybavení budov do středu společenského zájmu. Řemesla, průmysl a techničtí poradci musí spolupůsobit, aby probudili zájem veřejnosti o inovační elektrotechniku a „fascinaci„ z vylepšování účinnosti. K tomu je třeba objasnit užitek pro konečného spotřebitele a příspěvek k trvalé ekologické udržitelnosti pro obecný zájem a toto doložit kvalitou plánování a realizace.

Jen intenzivní spoluprací všech hospodářských partnerů je možné inovační vývoj z oblasti elektrotechnického vybavení budov rozhodně přenést do praxe a plošně rozšířit na trhu. K tomu je také třeba, aby řemesla a plánovači využili své zkušenosti z praxe v této oblasti k podpoře dalšího technického vývoje a výzkumu v průmyslu a vysokém školství ve smyslu trvalého zvyšování účinnosti. Vize dobrých rámcových ekonomických podmínek se může stát skutečností pouze tehdy, podaří-li se přesvědčivě uložit do podvědomí veřejnosti implikaci: účinnost Ţ fascinace Ţ image. Směrnice vytváří pro tento cíl platformu – vyžaduje poměrně malé investice do účelových opatření v oblasti dalšího vzdělávání, otevřenost novým formám společenské spolupráce a odpovídající nabídky služeb přesahující rámec oboru. V těsném spojení řemesel, průmyslu, plánovačů a institucí si požadavky na vylepšení pobídkových systémů investic do energetické modernizace budov orientované na budoucnost najdou cestu také k politikům. Tím bude vytvořen nezbytně nutný třetí pilíř posílení pokroku hospodářství a společnosti rovněž z konjunkturního a ekologického hlediska.