Výpočet optimální tloušťky
tepelné izolace obalových konstrukcí dle investičních a provozních nákladů.

   - TI STŘEŠNÍHO PLÁŠTĚ

Rekonstrukce bytového domu

(energetická sanace)

Telečská 28, číslo parcely 3532
Jihlava



Vypracoval :

Vedoucí DP :

Studijní obor :

Modul (zaměření) :

Datum zakončení :

Část DP - číslo přílohy :

LUKÁŠ STANĚK

ING. V.ŽĎÁRA, CSc.

C – POZEMNÍ STAVBY A KONSTRUKCE

STAVEBNÍ FYZIKA

12/2003

S-03
Úvod
Jedním z hlavních kritérií pro úspěšnou budoucí ekologickou a ekonomickou situaci světa je, za určitých pravidel (zásady teorie udržitelného rozvoje a rozumného investování), snižovat celkovou potřebu a spotřebu energií, které jsou vydávány. Za účelem snížit potřebu energie na vytápění objektu byla provedena studie optimální tloušťky tepelné izolace zateplení střechy v závislosti na investičních a provozních nákladech.
Obecně
Na tepelně technické vlastnosti obalových konstrukcí jsou v první řadě kladeny požadavky příslušné normy [ ČSN 73 0540-2:2002 ],
   Požadované a doporučené hodnoty součinitele prostupu tepla UN
   pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou qim = 20°C
Popis konstrukce Typ
konstrukce
Požadované
hodnoty UN
(W/m2.K)
Doporučené
hodnoty UN
(W/m2.K)
Součinitel
typu
konstrukce e2 (-)
Činitel
teplotní
redukce b1 (-)
Střecha plochá a šikmá se sklonem do 45° včetně lehká 0,24 0,16 0,80 1,25
Podlaha nad venkovním prostorem
Strop pod nevyt. půdou se střechou bez tep. izolace těžká 0,30 0,20 0,80 1,00
Podlaha a stěna s vytápěním
Stěna venkovní

Střecha strmá se sklonem nad 45°
lehká 0,30 0,20 1,00 1,25
těžká 0,38 0,25 1,00 1,00
Podlaha a stěna přilehlá k zemině (s vyj. dle pozn.2) 0,60 0,40 0,80 0,49
Strop a stěna vnitřní z vyt. k nevytápěnému prostoru
Strop a stěna vnitřní z vyt. k částečně vyt. prostoru 0,75 0,50 0,80 0,40
Stěna mezi sousedními budovami 1,05 0,70 0,80 0,29
Strop mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně
Stěna mezi prostory s rozdílem teplot do 10 °C včetně 1,30 0,90 1,00 0,29
Strop vnitřní mezi prost. s rozdílem teplot do 5 °C vč. 2,20 1,45 0,80 0,14
Stěna vnitřní mezi prost. s rozdílem teplot do 5 °C vč. 2,70 1,80 1,00 0,14
Okno a jiná výplň otvoru podle 4.6 z vyt. prostoru
(včetně rámu, který má nejvýše 2,0 W/m2.K)
nová 1,80 1,20 5,50 1,15
upravená 2,00 1,35 6,00 1,15
Dveře, vrata a jiná výplň otvoru podle 4.6, z částečně vytápěného nebo nevytápěného prostoru vytápěné budovy (včetně rámu) 3,50 2,30 6,00 0,66

které musí být splněny a které jsou jedním z limitujících faktorů (omezení dolní).
Jako další kritérium může být zmíněna technická a technologická proveditelnost opatření za rozumných nákladů (omezení horní).

Mezi těmito limity se snažíme najít optimum pomocí ekonomických nástrojů zahrnujících v sobě nejen aktuální cenu materiálů a energií, ale i jejich možnou cenu v budoucnu a v neposlední řadě cenu investice, kterou by bylo možné využít jiným způsobem.

Vstupní informace

Materiály a skladby:

Cílem je najít optimální tloušťku tepelné izolace ve skladbě střechy pro nově budované podkroví. Předmětem této části optimalizační studie je pouze vrstva tepelné izolace a systém upevnění na nosnou část krovu (nadkrokevní držáky, kotevní hřeby), tak jak systém nabízí firma ROCKWOOL.

Systém je nabízen se základní vrstvou izolace 120mm a vrstvou izolace přídavné v rozsahu 80-120mm. Rozhodl jsem se pro materiál z kamenné vlny, který je pro izolace střech tradiční, vyzkoušený a má několik nesporných výhod (především požární odolnost a životnost)

Skladba zateplené stěny

  • Ukázka zateplení střešního pláště
Ceny materiálů

Dle aktuálního ceníku společnosti ROCKWOOL jsem přebral ceny tepelné izolace pro tento systém rockwool AIRROCK SL podle jednotlivých tloušťek, cenu nadkrokevního držáku a kotevních hřebů. Cenu dřevěné pomocné krokve, která se mění podle síly přídavné izolace jsem odhadl. Počet držáků a hřebů na 1m2 jsem stanovil dle montážních pokynů. Takto byla stanovena cena systému na 1m2.
Cenu dopravy a montáže jsem stanovil odhadem 50% z nákladů na systém.
Celkovou DPH na systém včetně montáže jsem připočítal 5%.

Stanovení ceny energie:
viz. příloha S-01
Postup výpočtu:

Vzhledem k požadavku normy jsem vzal první vrstvu tepelné izolace ROCKWOOL Airrock (120mm) jako konstantu a předmětem optimalizace byla až vrstva druhá, která je firmou doporučována v rozmezí od 80mm do 120mm, to představuje celkovou tloušťku od 200mm do 240mm. Součinitel tepelné vodivosti izolantu byl uvažován l=0,04 (W/m.K).

Pro tyto tloušťky byl spočítán součinitel prostupu bez vlivů pomocných krokví a nadrokevních držáků. Tento vliv byl zahrnut do výpočtu procentuálním zhoršení celkového součinitele prostupu tepla (provedení výpočtu v prog. TEPLO 2002).

Množství prošlé energie 1m2 bylo spočítáno zjednodušeným vzorcem:

Prošlá energie

Pomocí rozdílu teplot požadované teploty interiéru a průměrné teploty v exteriéru za otopné období, vypočteného součinitele prostupu a počtu dní v otopném období.

Ve výpočtu předpokládám meziroční nárůst ceny energie o 2% každoročně po celou dobu životnosti. Předpokládaná životnost systému je 30 let .

Provozní náklady na vytápění v jednotlivých letech vyjadřují cenu energie v příslušném roce, která projde posuzovanou plochou při daném opatření na snížení spotřeby.

Jako hodnotící (nákladové) kritérium byla uvažována čistá současná hodnota celé investice (NVP) jako součet NPV investičních a provozních nákladů. Její minimum reprezentuje pro dané podmínky nejvýhodnější variantu s nejnižšími náklady za dobu životnosti.

NVP přepočítává hodnotu investice provedené v budoucnosti na současný stav pomocí tzv. odúročitele:

odúročitel : (1+r)-T

  kde : T je časový úsek, od současnosti k době, ve které je provedena daná investice
  kde : r je tzv. diskont, který může představovat např. výnos jinak investovaných peněz
(uvažuji r=4%, což může reprezentovat např. zhodnocení dlouhodobé investice podílovým fondem apod.)

Pro investiční náklady to znamená daný přepočet například pro náklady na údržbu a obnovu, která může být buď pravidelná nebo nárazová dle stavu předmětu investice. Pro provozní náklady přepočet ceny energie vynaložené každým rokem na provoz předmětu investice.
Výpočet
Viz. samostatná příloha výpočtu
Výsledek a závěr
Pro danou cenu materiálu a cenu energie vyšla dle NVP jako nejvýhodnější varianta stejně s 100mm a 120mm přídavné izolace. Pro 100mm vychází přibližně součinitel prostupu tepla u=0,19 (W/m.K) a pro 120mm u=0,17 (W/m.K).

Z hlediska tepelně technického je tedy výhodnější varianta se 120mm přídavné tepelné izolace tj. celkem 240mm izolace.

4.11. 2003, Lukáš Staněk


POUŽITÁ LITERATURA:
norma : ČSN 73 0540-2:2002
příloha č.7 k vyhlášce č.213/2001 Sb.
firemní prospekty ROCKWOOL a.s.

POZNÁMKA :
Úloha byla provedena v rámci školní práce v předmětu diplomová práce.






© 2004-2007 www.stanek-lukas.cz, Všechna práva vyhrazena. Chcete-li použít zde prezentované materiály napište mi mail.
Kontakty:
   

laky.stanek@email.cz
 
Úvodní stránka