Energetické hodnotenie bytového domu

energeticke hodnotenie bytoveho domu

Energetická certifikácia budov sa od roku 2008 stala súčasťou slovenskej legislatívy súvisiacej s uvedením nových budov a existujúcich budov po vykonaní významnej obnovy do užívania. Energetický certifikát budovy treba predložiť stavebnému úradu ku kolaudácii budovy. Energetický štítok budovy by mal byť umiestnený na zreteľne viditeľnom mieste prístupnom ľuďom pri návšteve budovy, ak ide o veľkú budovu, v ktorej sídli orgán verejnej moci alebo právnická osoba, ktorá v budove poskytuje služby veľkému počtu ľudí.

Táto povinnosť vyplýva zo zákona č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov, ale v niektorých budovách sa možno stretnúť s umiestnením energetických štítkov na viditeľnom mieste aj dobrovoľne.

Energetický certifikát a štítok informujú o kvalite budovy z hľadiska energetickej náročnosti, zaradení budovy do energetickej triedy, potrebe energie v kWh/m² a o úpravách, ktoré sa odporúčajú na zlepšenie energetickej hospodárnosti budovy na racionálne využívanie energetických zdrojov a zníženie vplyvu spotreby energie v budovách na životné prostredie.

Jedným z cieľov je tiež ovplyvniť trh s nehnuteľnosťami tak, aby budovy s lepšou energetickou hospodárnosťou, a teda menším vplyvom na životné prostredie, mali výhodu v porovnaní s budovami, v prípade ktorých sa s energetickými zdrojmi nakladá nehospodárne. Energetický certifikát má byť dôležitý orientačný nástroj v tomto procese. Úsporu nákladov na energiu užívateľa bytu v zateplenom bytovom dome, ktorý po významnej obnove dosiahne energetickú triedu B v porovnaní s rovnakým neobnoveným bytovým domom, zaradeným napríklad v energetickej triede D, je v súčasnej hodnote možné vyčísliť na približne 2 500 až 4 000 € na byt, čo by sa malo odraziť na rôznej trhovej hodnote bytu v zateplenom a nezateplenom bytovom dome.

Vlastník budovy je preto povinný pri predaji budovy odovzdať platný energetický certifikát novému vlastníkovi a pri prenájme budovy odovzdať osvedčenú kópiu platného energetického certifikátu jej nájomcovi. Implementácia prepracovaného znenia smernice Európskeho parlamentu a Rady 2010/31/EU z 19. mája 2010 o energetickej hospodárnosti budov (prepracované znenie) prenesie ešte viac povinností na vlastníkov existujúcich budov, ktoré nie sú nové ani po významnej obnove, pretože touto smernicou sa požaduje, aby v prípade, ak je vyhotovený energetický certifikát, zaradenie do energetickej triedy bolo uvedené v každom inzeráte na predaj alebo prenájom budovy, alebo jej časti.

Zákonom č. 555/2005 Z. z. sa stanovuje pôsobnosť orgánov verejnej správy a postupy a opatrenia na zlepšenie energetickej hospodárnosti budov. Energetická hospodárnosť budovy je v ňom definovaná ako množstvo energie potrebnej na splnenie všetkých energetických potrieb súvisiacich s normalizovaným užívaním budovy, ktorými sú v budovách na bývanie len potreba energie na vykurovanie a prípravu teplej vody a pre nebytové budovy aj energia na chladenie a osvetlenie.

Vo vyhláške MVRR SR č. 311/2009 Z. z., ktorou sa vykonáva zákon č. 555/2005 Z. z., sa stanovujú podrobnosti o výpočte energetickej hospodárnosti budovy, definujú energetické triedy, určuje obsah a vzor energetického certifikátu a štítku. Vyhláška neobsahuje presný postup výpočtu, ale odkazuje pri výpočtových metódach na slovenské, európske a medzinárodné technické normy.

Na vyhotovenie energetického certifikátu a energetického štítku budovy sa dá použiť výpočtové hodnotenie alebo hodnotenie z nameranej spotreby energie.

Na výpočtové normalizované energetické hodnotenie budov je potreba energie stanovená podrobným výpočtom na základe konkrétnej geometrie budovy, podielov a vlastností jednotlivých stavebných konštrukcií, vlastností technických systémov a ďalších parametrov. Je preto pomerne časovo náročné a od neho sa odvíja aj cena energetického certifikátu. Potreba energie sa vypočíta podľa technických noriem pre normalizované klimatické podmienky, ktoré sú uvedené v STN 73 0540-3: 2012 (Tepelná ochrana budov.
Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, Časť 3: Vlastnosti prostredia a stavebných výrobkov) a sú pre celé Slovensko definované priemernou teplotou vonkajšieho vzduchu vykurovacej sezóny 3,86 °C a dĺžkou vykurovacej sezóny 212 dní. Pre budovy na bývanie pri neprerušovanom vykurovaní pri teplote vnútorného vzduchu 20 °C je potom normalizovaný počet dennostupňov 3 422 K . deň.

Pre špecifický okruh existujúcich budov na predaj a prenájom, v prípade ktorých často nie je k dispozícii pôvodná projektová dokumentácia, sa hľadajú zjednodušené metódy na stanovenie energetickej hospodárnosti. Na účel predaja a prenájmu budov, pri ktorých v predchádzajúcich niekoľkých rokoch nenastala zmena tepelnotechnických vlastností stavebných konštrukcií a zabudovaných systémov, je jednou z možností zrýchlenia určenie potreby energie a zaradenie budovy do energetickej triedy použitím nameranej spotreby energie. Ide o prevádzkové energetické hodnotenie.

Prevádzkové energetické hodnotenie z nameranej spotreby energie sa môže použiť pre ktorékoľvek miesto spotreby, teda na vykurovanie, prípravu teplej vody, klimatizáciu a osvetlenie, ak je určený postup na úpravu nameranej spotreby na normalizované podmienky.

Pre potrebu energie na vykurovanie je postup na prevádzkové hodnotenie uvedený v národnej prílohe STN EN 15603/NA: 2012 (Energetická hospodárnosť budov. Celková potreba energie a definície energetického hodnotenia. Národná príloha), platnej od 1. 7. 2012.

Ak pre ostatné miesta spotreby, teda prípravu teplej vody, klimatizáciu a osvetlenie, nie je určený spôsob použitia nameranej spotreby energie v technickej norme alebo nie sú dostupné vhodné údaje o nameranej spotrebe energie, určí sa potreba energie na účely energetickej certifikácie týchto miest spotreby výpočtom.
Škála na zaradenie budovy do energetických tried je rovnaká, založená na normalizovanom spôsobe užívania a štandardných klimatických podmienkach na obidve hodnotenia, teda na výpočtové normalizované aj na prevádzkové energetické hodnotenie.

Skutočné klimatické podmienky v jednotlivých rokoch merania spotreby energie sú však rôzne, preto sa nameraná spotreba energie na vykurovanie v konkrétnom roku bez úpravy nedá použiť na posúdenie energetickej hospodárnosti budovy. Použitie nameranej spotreby energie teda neznamená, že netreba použiť výpočtové postupy, len by mali byť jednoduchšie, rýchlejšie a menej finančne náročné.

V súčasnosti sa používajú rôzne spôsoby úpravy nameranej spotreby energie na zohľadnenie ročných rozdielov vonkajších klimatických podmienok, z ktorých najčastejšie používanými sú priemerná spotreba energie za niekoľko rokov alebo úprava nameranej spotreby energie vynásobením pomerom normalizovaných a skutočných dennostupňov.

Výpočet priemernej nameranej spotreby energie budovy za niekoľko rokov nie je vhodný na energetickú certifikáciu budov, pretože síce eliminuje ročné rozdiely klimatických podmienok, ale priemerná spotreba energie na vykurovanie je určená pre klimatické podmienky konkrétnej lokality umiestnenia budovy. Ignorovanie odlišných klimatických podmienok umiestnenia budovy od normalizovaných by pri energetickej certifikácii spôsobilo znevýhodnenie budov umiestnených v severných oblastiach, a naopak, zvýhodnilo by budovy postavené v južných a teda teplejších oblastiach Slovenska.

Úpravu nameranej spotreby energie vynásobením pomerom počtu normalizovaných alebo dohodnutých a skutočných dennostupňov v roku merania spotreby energie je postup možno postačujúci na budovy s horšími tepelnotechnickými vlastnosťami, ale takáto úprava nie je vhodná na zateplené a novšie budovy. Čím sú tepelnotechnické vlastnosti budovy lepšie a klimatické podmienky chladnejšie, tým je väčšia nepresnosť takejto úpravy, pretože len časť energetickej bilancie závisí od vonkajších klimatických podmienok a v budovách s lepšími tepelnotechnickými vlastnosťami podstatnú časť energetickej bilancie tvoria tepelné zisky. Kým pre staršie bytové domy v pôvodnom stave dosahuje takto upravená spotreba energie odchýlku od hodnoty pre normalizované podmienky 15 až 19 %, pri zateplených alebo novších bytových domoch je to 20 až 30 %.

Prevádzkové energetické hodnotenie podľa STN EN 15603/NA
V STN EN 15603/NA sú určené princípy, vzťahy a presné postupy stanovenia energetickej hospodárnosti miesta spotreby energie na vykurovanie existujúcich budov prevádzkovým energetickým hodnotením na základe nameranej spotreby energie.

Princíp sa podobá všeobecnému postupu uvedenému v STN EN 15603: 2008 (Energetická hospodárnosť budov. Celková potreba energie a definície energetického hodnotenia), ale aj v staršej, stále platnej STN 73 0550: 1996 (Meranie spotreby energie na vykurovanie v prevádzkových podmienkach), kde sa určuje potreba energie z nameranej spotreby v prevádzkových podmienkach na krátky časový úsek. V STN EN 15603/NA je postup prispôsobený energetickej certifikácii budov, umožňuje použitie bežne meranej ročnej spotreby energie a použitie meteorologických klimatických údajov bez merania teploty vnútorného vzduchu. Stanovuje postupy na korekciu odlišnej vnútornej teploty a postup sa rozšíril o kontrolu nameraných vstupných údajov pre tri kategórie budov, ktorými sú bytové domy, administratívne budovy a budovy škôl.

Podmienkou použitia prevádzkového energetického hodnotenia je, aby sa budova užívala viac ako tri roky po ukončení výstavby alebo po uskutočnení významnej obnovy, pričom pri novostavbách sa odporúča prvý rok po ukončení výstavby nebrať do úvahy, keďže až v ďalšom roku sa predpokladá vysušenie všetkých konštrukcií a správne nastavenie a fungovanie regulácie. Dôležité je, aby v meranom období nedošlo jednorazovo alebo postupne k zmene tepelnotechnických vlastností stavebných konštrukcií a technických systémov, napríklad zateplením alebo postupnou výmenou otvorových konštrukcií. V takom prípade sa nezistí dostatočná závislosť spotreby energie od vonkajších klimatických podmienok a údaje o nameranej spotrebe energie nie sú vhodné na prevádzkové hodnotenie.

Prvým krokom v postupe prevádzkového energetického hodnotenia je zber a úprava vstupných údajov o nameranej spotrebe energie. Vstupné údaje o spotrebe energie spolu s kumulovaným teplotným rozdielom (počet dennostupňov alebo rozdiel teploty vnútorného vzduchu a vonkajšieho vzduchu) v určenom časovom úseku odčítania možno získať z vyúčtovania za spotrebovanú energiu, alebo z meracích zariadení v budove, ak sú k dispozícii. Ak sa vychádza len z údajov z vyúčtovania a z počtu meteorologických dennostupňov, treba nameranú spotrebu energie upraviť na normalizovanú teplotu vnútorného vzduchu 20 °C. V prípade budov vo výrazne veterných oblastiach a vysokých budov treba zohľadniť vplyv vetra korekčným koeficientom.

Druhým krokom je korekcia nameranej spotreby energie na normalizované klimatické podmienky metódou lineárnej regresie, stanovenie rovnice regresnej priamky zo závislosti nameranej spotreby energie od teplotného rozdielu medzi vonkajším a vnútorným prostredím a extrapolácia na normalizovaný počet dennostupňov.

Tretím krokom v prevádzkovom hodnotení je posúdenie spoľahlivosti nameraných údajov o spotrebe energie, a teda posúdenie, či sa výsledok prevádzkového energetického hodnotenia môže použiť pri ďalších záveroch. Len ak namerané údaje vyhovujú stanoveným podmienkam, pripočíta sa prídavná elektrická energia na technické zariadenia a stanoví sa potreba energie na vykurovanie, podľa ktorej možno zaradiť budovu do energetickej triedy pre miesto spotreby energie na vykurovanie.

Vstupné údaje
Všetky vstupné veličiny sa musia merať alebo inak určiť počas rovnakého časového úseku, pričom na prevádzkové energetické hodnotenie podľa vyhlášky MVRR SR č. 311/2009 Z. z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o výpočte energetickej hospodárnosti budov a obsah energetického certifikátu, sa dá použiť len časový úsek jeden rok. Vplyv premenlivých účinkov vetra a solárnych tepelných ziskov je tak obmedzený dlhším obdobím merania. Správanie jednotlivých užívateľov budovy by sa malo eliminovať dodržaním odporúčania na použitie prevádzkového hodnotenia len pre veľké budovy s väčším počtom užívateľov, v prípade ktorých neštandardné správanie jedného užívateľa nemá veľký vplyv na celkovú spotrebu energie.

Najvhodnejšie je meranie dodaného tepla na vstupe do budovy. Spotreba energie sa dá však stanoviť aj z množstva spotrebovaného paliva, napríklad zemného plynu, elektrickej energie a podobne a prepočítaním na spotrebovanú energiu jeho výhrevnosťou. Merať sa má len množstvo spotrebovanej energie alebo paliva na vykurovanie bez vplyvu spotreby na iné účely, napríklad na varenie pri meraní spotreby plynu alebo na rôzne domáce elektrické spotrebiče pri meraní spotreby elektrickej energie.

Pre príslušný interval odčítania spotrebovanej energie musí byť známa, meraná alebo inak zistená vonkajšia a vnútorná teplota alebo kumulovaný teplotný rozdiel medzi priemernou vnútornou a vonkajšou teplotou, teda počet dennostupňov. V praxi sa zvyčajne teplota vnútorného vzduchu nemeria spolu so spotrebou energie. V STN EN 15603/NA je však stanovený postup na úpravu nameranej spotreby energie na normalizovanú vnútornú teplotu aj v prípade použitia bežne dostupných údajov o meteorologickom počte dennostupňov pre vnútornú teplotu 20 °C. Pri úprave sa zohľadňuje pomer využiteľných tepelných ziskov a strát pre štyri úrovne tepelnotechnických vlastností budov od úrovne staršej existujúcej výstavby približne z roku 1964 až po úroveň tepelnotechnických vlastností, ktoré sa v súčasnosti požadujú pri nových budovách.

Posúdenie nameraných údajov
Výsledná hodnota potreby energie na vykurovanie pri normalizovaných klimatických podmienkach stanovená lineárnou regresiou sa môže použiť na prevádzkové energetické hodnotenie, len ak sa preukáže spoľahlivosť použitých vstupných údajov, najmä ak sa nameraná spotreba energie určila z vyúčtovania dodaného tepla do budovy z predchádzajúcich rokov, kde sa mohlo zahrnúť veľa rôznych vplyvov a neistôt.
Na posúdenie nameraných údajov treba testovať splnenie troch kritérií. Prvou podmienkou použitia nameraných údajov je súbor meraní ročnej spotreby energie na vykurovanie aspoň počas troch rokov bez zmeny tepelnotechnických vlastností budovy. Ďalšími podmienkami je dosiahnutie dostatočnej závislosti medzi klimatickými podmienkami a nameranou spotrebou energie vyjadrenej korelačným koeficientom a potvrdenie, že merná tepelná strata budovy vypočítaná zo smernice regresnej priamky je v určenom intervale v závislosti od obdobia výstavby alebo od tepelnotechnických vlastností posudzovanej budovy.

Iné oblasti využitia postupu prevádzkového hodnotenia
Postup uvedený v STN EN 15603/NA sa môže použiť aj pre kratší interval merania (dni, týždeň, mesiac) na rôzne iné účely ako energetická certifikácia budov, napríklad na priebežné monitorovanie a vyhodnocovanie spotreby energie v budove, na zrýchlené vyhodnotenie úspor energie po zlepšení tepelnotechnických vlastností konštrukcií napríklad zateplením a na vyhodnotenie úspor pre zmluvné vzťahy založené na úsporách energie. V takom prípade je potrebný väčší počet meraní, pretože namerané údaje v kratších intervaloch sú citlivejšie na zmeny v tepelných ziskoch, výmenu vzduchu a správanie užívateľov. Časový úsek merania by však nemal byť veľmi krátky, pretože vplyvom dobrých tepelnotechnických vlastností a vysokej tepelnej zotrvačnosti stavebných konštrukcií sa nemusí zaznamenať dostatočne silná závislosť medzi vonkajšími klimatickými podmienkami a spotrebovanou energiou. V prípade kratšieho intervalu merania ako vykurovacie obdobie by sa do merania nemali zahrnúť teplejšie okrajové mesiace vykurovacieho obdobia.

Prevádzkové energetické hodnotenie bytového domu
Bytový dom na obr. 1 je v pôvodnom stave postavený v stavebnej sústave P1.14 v roku 1986 a je zásobovaný teplom z diaľkového vykurovania. Má šesť bytových podlaží a celková podlahová plocha bytového domu je 3 770 m².

Na prevádzkové hodnotenie sú k dispozícii údaje o nameranej spotrebe tepla na päte bytového domu za štyri roky a klimatické podmienky v rokoch merania vyjadrené počtom meteorologických dennostupňov pri vnútornej teplote 20 °C, ktoré sa pohybovali v rozpätí od 2 954 K . deň po 3 735 K . deň (obr. 2). Na prevádzkové hodnotenie sa použila tabuľka, ktorej vzor je uvedený v STN EN 15603/NA.


Obr. 2 Závislosť nameranej spotreby energie bytového domu od počtu dennostupňov [1]

Kritériá na vstupné údaje o nameranej spo­trebe energie sú splnené, pretože korelačný koeficient vyjadrujúci silu štatistickej závislosti medzi teplotným rozdielom (počet dennostupňov) a spotrebou tepla je 0,96, čo je významná závislosť, a merná tepelná strata vypočítaná zo smernice regresnej priamky sa nachádza v požadovanom intervale.

Potreba energie pri normalizovanom počte dennostupňov určená z lineárnej regresie je En,3422 = 102,2 ± 3,1 kWh/(m² . a).

Na porovnanie, potreba energie na vyku­rovanie tohto bytového domu určená výpočtom normalizovaným hodnotením je 103,3 kWh/(m² . a) (obr. 3).


Obr. 3 Príklad výstupu z hodnotenia energetickej hospodárnosti bytového domu prevádzkovým energetickým hodnotením z nameranej spotreby energie s posúdením vhodnosti nameraných dát [2]

Záver
Hodnotenie energetickej hospodárnosti budov z nameranej spotreby energie má nesporné výhody, z ktorých najdôležitejšie sú, že je menej náročné na čas a lacnejšie ako výpočtové hodnotenie, je ľahšie pochopiteľné užívateľom a často upozorní na nesprávnu prevádzku budovy.

Pri použití tohto spôsobu určenia energetickej hospodárnosti budov si však treba uvedomiť aj nevýhody a riziká, ktoré metóda prináša. Nevýhodou je potreba merania spotreby energie len na vykurovanie bez vplyvu spotreby energie na iné účely a potrebná úprava nameranej spotreby energie na normalizované podmienky, pričom je väčšie riziko nesprávnych záverov vplyvom nepresnosti merania a rôznych ďalších okolností, ktoré súvisia s bežným užívaním budovy a správaním aktuálnych užívateľov.

Prevádzkové energetické hodnotenie nie je preto vhodné pre všetky budovy a odporúča sa len pre budovy, v ktorých sa množstvo energie spotrebovanej na vykurovanie meria osobitne, majú hydraulicky vyregulovanú vykurovaciu sústavu a na vykurovacích telesách osadené termoregulačné ventily. Metóda nie je veľmi vhodná pre budovy s veľkými zasklenými plochami, kde výkyvy v solárnych tepelných ziskoch majú veľký vplyv na celkovú spotrebu energie, a nie je tiež vhodná pre malé budovy s malým počtom užívateľov, ako sú napríklad rodinné domy a malé bytové domy.

V STN EN 15603/NA sa odporúča použiť prevádzkové energetické hodnotenie na veľké bytové domy, administratívne budovy a školy. Najvhodnejšie je však na hodnotenie bytových domov s diaľkovým vykurovaním, pretože:

  • v bytových domoch zásobovaných diaľkovým vykurovaním sa meria presné množstvo dodaného tepla na hranici budovy, pričom meranie sa uskutočňuje povinne kalibrovanými meračmi na vyúčtovanie tepla dodaného do budovy;
  • tepelné straty systému vykurovania pri distribúcii tepla sú pomerne malé vzhľadom na umiestnenie väčšiny rozvodov v bytoch, teda vo vykurovaných priestoroch, kde sú využiteľné a znižujú spotrebu tepla na vykurovanie;
  • v bytových domoch je veľký počet užívateľov s rôznym správaním, a preto neštandardné správanie jednotlivého užívateľa nemá veľký vplyv na celkovú spotrebu energie budovy. Najvýznamnejším vplyvom užívateľov na spotrebu energie je rôzna teplota vnútorného vzduchu, na ktorú sú vykurované miestnosti bytov, a rôzny spôsob vetrania, ktorý môže byť od takmer nulového po celodenne otvorené okná počas vykurovacej sezóny.

V budovách, ktoré inak majú predpoklad na použite prevádzkového energetického hodnotenia na vyhotovenie energetického certifikátu, môžu byť dôvodom nevhodnosti nameraných údajov aj iné okolnosti, napríklad zmena kvality budovy počas merania zateplením alebo postupnou individuálnou výmenou otvorových konštrukcií, ale aj poruchy systému regulácie alebo meracieho zariadenia.

Aj v prípade, ak namerané údaje o spotrebe energie nie sú vhodné na prevádzkové energetické hodnotenie a záver z hodnotenia je, že na vydanie energetického certifikátu budovy treba výpočtové hodnotenie, je táto informácia pre vlastníka budovy dôležitá, pretože môže upozorniť na chybu v prevádzke, nefungujúce meranie alebo nesprávnu reguláciu. Ich náprava môže prispieť k úsporám energie a ochrane životného prostredia, a teda k dosiahnutiu cieľov, na ktoré sa energetická certifikácia zaviedla.

TEXT: Ing. Jana Bendžalová, PhD.
OBRÁZKY A FOTO: archív TSÚS, n. o., pracovisko VVÚPS-NOVA

Ing. Jana Bendžalová, PhD., pôsobí na Technickom a skúšobnom ústave stavebnom (TSÚS, n. o.) pracovisku VVÚPS-NOVA.

Literatúra
1.    STN EN 15603/NA:2012, Energetická hospodárnosť budov. Celková potreba energie, a definície energetického hodnotenia. Národná príloha.
2.    Bendžalová, J.: Predikcia potreby a spotreby energie v závislosti od vlastností stavebných konštrukcií a budov. Dizertačná práca. Bratislava: SvF STU, 2010.

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov.