Nové požadavky na hodnocení energetické náročnosti budov od 1. dubna 2013
V souvislosti s implementací revidované evropské směrnice 2010/31/EU o energetické náročnosti budov se v současné době mění některé legislativní předpisy, např. vyhláška č. 148/2007 Sb., nahrazená vyhláškou č. 78/2013 Sb. Článek je zaměřen na změny související s energetickou certifikací budov, dále jen „ENB“, z pohledu změn v hodnocení ENB.
Úvod
Zavádění směrnice 2010/31/EC o energetické náročnosti budov v České republice se dostalo do své závěrečné fáze. Od 1. 1. 2013 je účinná změna zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií ve smyslu změnového znění pod č. 318/2012 Sb., která výrazně změnila a upřesnila stávající pohled na problematiku hospodaření s energií. Zákon řeší především následující oblasti a stanovuje některá opatření pro zvyšování hospodárnosti užití energie a povinnosti fyzických a právnických osob při nakládání s energií, pravidla pro tvorbu Státní energetické koncepce, Územní energetické koncepce a Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných a druhotných zdrojů energie; požadavky na ekodesign výrobků spojených se spotřebou energie, požadavky na uvádění spotřeby energie a jiných hlavních zdrojů na energetických štítcích výrobků spojených se spotřebou energie, požadavky na informování a vzdělávání v oblasti úspor energie a využití obnovitelných a druhotných zdrojů.
K zákonu se vydává soubor prováděcích vyhlášek, které rozpracovávají jednotlivé oblasti zákona a upřesňují způsob jejich provádění. Jedná se o následující vyhlášky:
- Vyhláška č. 78/2013 Sb., o energetické náročnosti budov (nahradila vyhlášku č. 148/2007 Sb.), účinná od 1. 4. 2013
- Novela vyhlášky o kontrole kotlů a rozvodů tepelné energie (nahradí vyhlášku č. 276/2007 Sb.)
- Novela vyhlášky o kontrole klimatizačních systémů (nahradí vyhlášku č. 277/2007 Sb.)
- Vyhláška č. 480/2012 Sb., o energetickém auditu a posudku (částka 182, 31. 12. 2012, nahradila vyhlášku č. 213/2001 Sb.)
- Nová vyhláška o energetických specialistech a osobě oprávněné provádět instalaci zařízení vyrábějící energii z OZE (nahradí zkušební řád, části vyhl. 148/2007, 213/2001, 276/2007 a 277/2007 Sb.)
- Novela vyhlášky o vydávání stanovisek k SŘ, ÚŘ,ÚPD, ÚP, RP (novelizuje vyhlášku č.195/2007 Sb.)
- Nová vyhláška č. 441/2012 Sb., o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie (nahradila vyhlášku č. 349/2010 Sb.)
Změnové znění zákona č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů vyšlo ve sbírce zákonů na podzim roku 2012 pod označením 318/2012 Sb. Vyhláška č. 148/2007 Sb. byla nahrazena koncem března 2013 vyhláškou č. 78/2013 Sb. Vyhláška č. 78/2013 Sb. je prováděcí vyhláškou k §7 a §7a zákona 406/200 Sb., ve znění pozdějších předpisů, jejíž účinnost nabývá 1. dubnem 2013. Vyhláška č. 78/2013 Sb. stanovuje:
- nákladově optimální úroveň požadavků na energetickou náročnost budovy pro nové budovy, větší změny dokončených budov, jiné než větší změny dokončených budov a pro budovy s téměř nulovou spotřebou energie,
- metodu výpočtu energetické náročnosti budovy,
- vzor posouzení technické, ekonomické a ekologické proveditelnosti alternativních systémů dodávek energie,
- vzor stanovení doporučených opatření pro snížení energetické náročnosti budovy,
- vzor a obsah průkazu a způsob jeho zpracování, a
- umístění průkazu v budově.
Hodnocení energetické náročnosti budov
Zpracování průkazu energetické náročnosti budov a hodnocení energetické náročnosti budov je určeno pro případy, které definuje zákon 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů. Princip zpracování hodnocení energetické náročnosti podle vyhlášky 78/2013 Sb. je odlišný, než tomu bylo podle dosavadní právní úpravy. Pro stanovení referenční hodnoty minimálního požadavku na energetickou náročnost je navržen postup ve smyslu ČSN EN 15 217 Energetická náročnost budov – Metody pro vyjádření energetické náročnosti a pro energetickou certifikaci budov a jí odkazovaných platných norem a předpisů. V porovnání se starým postupem daným již zrušenou vyhláškou 148/2007 Sb., kdy referenční hodnoty jsou dány tabulkou v příloze 1 pro jednotlivé druhy, se pro revizi vyhlášky navrhuje nový postup, a to metodou „referenční budovy“ ve smyslu odrážky 2 odst. b) článku 6.3.1 normy ČSN EN 15 217. Podle této normy „Referenční hodnota energetické náročnosti je hodnota energetické náročnosti vypočtená pro budovu, která má stejné umístění, funkci, velikost apod., ale s vlastnostmi jako je izolační úroveň, účinnost topné soustavy, rozvrhy činností, vnitřní tepelné zisky apod. nahrazenými referenčními hodnotami.“
Referenční budova je složena z několika málo robustních referenčních parametrů, které eliminují nevýhody hodnocení ENB na základě vyhlášky 148/2007 Sb. podle pevně stanovených měrných spotřeb energie a zároveň tyto robustní parametry nebudou paralelně kopírovat výpočet ENB s ohledem na fakt, že zadávané parametry systémů budovy musí být vždy lepší, než parametry referenční. Referenční parametr musí identifikovat systémové řešení, které vede k nižší spotřebě. Pokud se k takovémuto řešení nesměřuje pomocí referenčního parametru, může být v porovnání s referenční budovou lepší i budova s chybně navrženým systémovým řešením a hodnocení ENB toto nekontroluje.
Referenční budova představuje výpočtově definovanou budovu téhož druhu, stejného geometrického tvaru a velikosti včetně prosklených ploch a částí, stejné orientace ke světovým stranám, stínění okolní zástavbou a přírodními překážkami, stejného vnitřního uspořádání a se stejným typickým užíváním a stejnými uvažovanými klimatickými údaji jako hodnocená budova, avšak s referenčními hodnotami vlastností budovy, jejích konstrukcí a technických systémů budovy (vyhláška 78/2013 Sb.). Hodnocení budovy je pak prakticky prováděno pomocí dvou paralelně porovnávaných budov, výpočet probíhá ve dvou částech. První část představuje zadání, výpočet a výstupy pro řešenou budovu – budova hodnocená, druhou část představuje zadání, výpočet a výstupy pro referenční budovu s požadovanými hodnotami referenčních parametrů.
Obr.1 – Princip hodnocení ENB, porovnání ukazatelů energetické náročnosti
Hodnocení energetické náročnosti závisí na splnění některých ukazatelů energetické náročnosti, dále jen „EN“. Podle [2] jsou ukazatele energetické náročnosti budovy:
a) celková primární energie za rok;
b) neobnovitelná primární energie za rok;
c) celková dodaná energie za rok;
d) dílčí dodané energie pro technické systémy vytápění, chlazení, větrání, úpravu vlhkosti vzduchu, přípravu teplé vody a osvětlení za rok;
e) průměrný součinitel prostupu tepla;
f) součinitele prostupu tepla jednotlivých konstrukcí na systémové hranici;
g) účinnost technických systémů.
Nové budovy musí splnit současně tři ukazatele EN. Jedná se o splnění ukazatele neobnovitelné primární energie za rok b), celkové dodané energie za rok c) a průměrného součinitele prostupu tepla obálkou budovy e).
Pro budovy rekonstruované, resp. při větší změně dokončené budovy a při jiné než větší změně dokončené budovy, je možný výběr kombinace ukazatelů, které je nutné splnit. Při větší změně dokončené budovy je nutné splnit současně požadavek na neobnovitelnou primární energii za rok b) a součinitel prostupu tepla obálkou budovy e), nebo celkovou dodanou energii za rok c) a součinitel prostupu tepla obálkou budovy e). Případně lze pro měněné prvky obálky budovy nebo technické systémy splnit pouze požadavky týkající se měněných prvků f) a g).
Ostatní výše uvedené ukazatele EN jsou informativní a požadavek na jejich splnění není určen.
Tab.1 – Požadavky na splnění ukazatele energetické náročnosti pro nové a rekonstruované budovy
Hodnocená budova musí splnit výše uvedené požadavky a současně jsou pro uvedené požadavky stanoveny klasifikační třídy A – G. Současně jsou také klasifikační třídy stanoveny pouze pro dílčí dodané energie příslušných technických systémů – vytápění, příprava TV, chlazení, úpravu vlhkosti, osvětlení. Dílčí dodané energie nemají požadavek na splnění a jedná se pouze o zatřídění do klasifikační třídy pro daný technický systém. Zatřídění ukazatelů EN se provede podle tab. 1, kdy se ukazatele celkové dodané, dílčí a primární energie – a), b), c), d) zařazují odlišně do klasifikačních tříd EN od průměrného součinitele prostup tepla obálkou budov e).
Pokud je pro stávající budovu zpracováván PENB pouze z titulu nutnosti disponovat PENB podle požadavků zákona 406/2000 Sb., potom budova plnit výše uvedené nemusí. PENB je pouze informací o energetické náročnosti stávající budovy.
Nákladově optimální úroveň požadavků na ENB
Parametry a hodnoty požadavků na ENB jsou s výjimkou budovy s téměř nulovou spotřebou energie stanovené vyhláškou tak, aby zajistily nákladově optimální úroveň energetické náročnosti budov a prvků budov vypočtenou pro jejich předpokládaný ekonomický životní cyklus v souladu se srovnávacím metodickým rámcem EU.
Ve vyhlášce č. 148/2007 Sb. jsou požadavky vyjádřeny splněním klasifikační třídy C v celkové dodané energii do budovy v kWh/m2. Nově jsou vyjádřeny souborem ukazatelů individuálně pro každou budovu definicí tzv. referenční budovy, která je výpočtově definovaná budova téhož druhu, stejného geometrického tvaru a velikosti včetně prosklených ploch a částí, stejné orientace ke světovým stranám, stínění okolní zástavbou a přírodními překážkami stejného vnitřního uspořádání se stejným typem typického užívání a klimatických údajů jako hodnocená budova, avšak s referenčními hodnotami vlastností budovy, jejích konstrukcí a technických systémů budovy. Referenční budova má vyhláškou definované referenční hodnoty parametrů popisujících obálku budovy (průměrný součinitel prostupu tepla, přirážka na vliv tepelných vazeb, celková propustnost slunečního záření, činitel clonění aktivními prvky pro chlazení), vnitřní tepelnou kapacitu budovy, účinnost vytápění, chlazení, větrání, úpravy vlhkosti vzduchu, přípravy teplé vody a osvětlení. U referenční budovy se počítá s nulovou vlastní produkcí elektrické energie a nulovým využitím obnovitelných zdrojů energie.
Podrobnosti výpočtu dodané energie do budovy
Výpočet ukazatelů energetické náročnosti probíhá v několika krocích. Obecně lze říci, že výpočet energetické bilance na úrovni systémů je principálně založen na způsobu a účinnosti jednotlivých procesů dodávky energie, která slouží ke krytí potřeby v příslušné zóně. V případě systému vytápění tento stav reprezentuje stanovení účinnosti sdílení, distribuce a výroby energie systémem vytápění. Pomocí této účinnosti je následně stanovena celková dodaná energie do budovy na vytápění, včetně pomocné energie, kterou spotřebují oběhová čerpadla a další části systému vytápění (např. ventilátory konvektorů, systém měření a regulace). Energetická bilance na úrovni stavebního řešení budovy představuje stanovení potřeby energie Qnd. Zdroj (tepla, chladu, přípravy TV, atd.) pokrývající tuto potřebu energie musí dodat do systému množství energie, která zahrnuje ztráty systému, případě účinnost. Toto množství energie se nazývá vypočtená spotřeba energie Qgen. Pomocná energie představuje energii, kterou spotřebují pomocné prvky technického systému, např. na čerpací práci oběhových čerpadel, apod. Pomocná energie se obecně značí jako Qaux. Součet pomocné energie a vypočtené spotřeby energie pro příslušnou činnost (vytápění, chlazení, apod.) se nazývá dílčí dodaná energie. Součet všech dílčích dodaných energií pro dané typy spotřeby se nazývá celková dodaná energie do budovy.
Změny ve výpočtu dodané energie do budovy
Určitá změna oproti výpočtům prováděným pro potřeby již zrušené vyhlášky 148/2007 Sb. nastala ve výpočtu dílčí dodané energie pro přípravu teplé vody. V tomto případě se již napracuje s dílčími účinnostmi technického systému (výroba, distribuce), ale pracuje se zde s jednotlivými ztrátami tepla dílčího procesu, podobně jako je uvedeno v ČSN EN 15 316-3. Proto se jako parametr popisující dílčí proces distribuce použije ztráta tepla distribucí QW,dis, ztráta tepla akumulací QW,st, pouze pro zdroje tepla se použije dílčí účinnost zdroje tepla ηW, viz obr. 2. Současně mají tyto parametry svoje referenční hodnoty, která jsou uvedeny v příloze vyhlášky 78/2013 Sb., viz tab.4.
Obr.2 – Princip stanovení dílčí dodané energie pro systém přípravy TV
Další změnou je započítávání do celkové dodané energie dílčí energii, které byla do budovy dodána z okolního prostředí (nízkopotencionální teplo pro TČ, energie slunce, energie větru). Energie okolního prostředí, která se pomocí technického systému využívá v budově, se započítává pouze pro hodnocenou budovu. Referenční budova má tuto energii rovnou nule. Princip výpočtu řeší obr. 3, obdobně je výpočet řešen např. pro termické nebo fotovoltaické solární systémy.
Obr.3 – Princip výpočtu dílčí dodané energie pro tepelné čerpadlo
V případě systémů, které energii produkují a mohou tuto energii exportovat do sítě – jsou napojeny na rozvodnou síť (např. fotovoltaický systém, nebo systém produkující teplo a elektřinu – kogenerace, apod.) upravuje vyhláška míru započitatelnosti exportované energie do celkové energetické bilance budovy. Při splnění výše uvedené podmínky se započte do bilance primární energie celá jejich využitá výroba energie v každém měsíci, nejvýše však na úrovni dvojnásobku celkové dodané energie hodnocené budovy, která je stanovena výpočtem. V případě, že systémy nejsou napojeny na rozvodnou síť, a tedy nemají možnost exportu, potom se do celkové bilance primární energie započte pouze jejich využitá výroba energie v každém měsíci, nejvýše však do výše příslušných dílčích dodaných energií hodnocené budovy, které se stanoví výpočtem.
Podrobnosti výpočtu celkové primární energie
Jedním z nových ukazatelů energetické náročnosti budov je celková primární energie. Primární energie je energie, která neprošla žádným procesem přeměny a celková primární energie je součtem obnovitelné a neobnovitelné primární energie. Neobnovitelná primární energie je ukazatelem EN, který je hodnocen a požaduje se jeho splnění. Neobnovitelná primární energie je energie pocházející z neobnovitelných zdrojů energie. Za neobnovitelný zdroj je obvykle považován takový zdroj energie, jehož vyčerpání je očekáváno v horizontu maximálně stovek let, ale jeho případné obnovení by trvalo mnohonásobně déle. Typickými příklady neobnovitelných zdrojů energie především fosilní paliva jsou uhlí, ropa, zemní plyn a rašelina. Dále sem patří jaderná energie, protože přirozené přírodní zásoby štěpných materiálů jsou také vyčerpatelné.
Celková primární energie a neobnovitelná primární energie se stanoví jako součet součinů dodané energie, v rozdělení po jednotlivých energonositelích a příslušných faktorů primární energie uvedených v příloze č. 3 vyhlášky 78/2013 Sb., ukázka viz tab. 2.
Tab.2 – Hodnoty faktoru celkové primární a neobnovitelné primární energie pro některé energonositele
Princip výpočtu energetické náročnosti popisuje obr. 4., přičemž výpočet probíhá paralelně dvakrát – pro budovu hodnocenou a pro budovu referenční.
Obr.4 – Princip výpočtu energetické náročnosti budov
POZNÁMKA: OZE – energonositele obnovitelných zdrojů energie (např. sluneční záření, energie okolí, biomasa apod.); nOZE – energonositele neobnovitelných zdrojů energie (např. uhlí, zemní plyn, lehký topný olej, propan); teplo/chlad – tepelná energie obsažená v teplonosné látce (např. otopná voda, pára, chladicí voda)
Popis referenční budovy
Referenční budova je z pohledu stanovení celkové dodané energie do budovy identická jako hodnocená budova, liší pouze v parametrech obálky budovy a hodnotách parametrů technických systémů. Ty jsou pevně stanoveny vyhláškou [2], kde je uveden jejich pevný výčet. Referenční parametry technických systémů pro potřeby definice referenční budovy představují skupiny energetických systémů zahrnující systémy vytápění, chlazení, nuceného větrání, přípravy teplé vody, osvětlení. Solární systémy (fotovoltaické systémy, termické solární systémy) nejsou součástí referenční budovy. Z tohoto důvodu není k těmto systémů vytvořena reference. Např. referenční hodnoty systému vytápění jsou definovány pro procesy:
- transformace tepelné energie z primárního media,
- distribuce tepelné energie do koncové spotřeby (akumulace tepelné energie a distribuci tepelné energie),
- způsobu sdílení tepelné energie.
1) v případě výroby z paliv vztažená k výhřevnosti paliva,
Tab. 3 – Příklad parametrů technického systému vytápění referenční budovy
Tab. 4 – Příklad parametrů technického systému přípravy teplé vody
Budovy s téměř nulovou spotřebou energie
V souvislosti s implementací požadavků směrnice 2010/31/EU je nutné, aby nové budovy k datu 2020 splňovaly požadavek na budovu s téměř nulovou spotřebou energie. Časové ukotvení požadavků stanovuje zákon 406/2000 Sb. Budovou s téměř nulovou spotřebou energie se potom rozumí „budova s velmi nízkou energetickou náročností, jejíž spotřeba energie je ve značném rozsahu pokryta z obnovitelných zdrojů“.
Praktickou stránku a provedení tohoto požadavku řeší vyhláška 78/2013 Sb., kdy bude postupně během následujících let hodnota požadavku ukazatele energetické náročnosti – neobnovitelné primární energie – u referenční budovy ponížena o Δep,R, viz tab. 4. Hodnocená budova potom musí tento zpřísněný požadavek dosáhnout zvýšením podílu systému využívající OZE nebo zlepšením obálky budovy. Budova s téměř nulovou spotřebou energie potom musí splnit požadavek snížené hodnoty neobnovitelné primární energie pro rodinné domy o 25 %, pro bytové domy o 20 % a ostatní budovy o 10 %. Současně je také k příslušnému datu pro budovu s téměř nulovou spotřebou energie zpřísněn požadavek na průměrný součinitel prostupu tepla obálkou budovy prostřednictvím požadavku referenční budovy. Platí, že požadavek je nastaven na úroveň 0,7*Uem,R.
Tab. 4 – Snížení hodnoty neobnovitelné primární energie stanovené pro referenční budovu
- místní systém dodávky energie využívající energii z obnovitelných zdrojů,
- kombinovaná výroba elektřiny a tepla,
- soustava zásobování tepelnou energií,
- tepelné čerpadlo.
Podpora pro zpracování PENB – TNI 730331
Zpracování PENB se provádí v softwarech k tomu určených, které v sobě obsahují výpočetní postup podle příslušných evropských norem. Do těchto SW zadává uživatel hodnoty parametrů popisující hodnocenou budovu. Referenční budova má k těmto některým parametrům hodnoty nastavené pevně podle vyhlášky 78/2013 Sb.
Z důvodu nedostupnosti souhrnného materiálu parametrů technických systémů budov, typického užívání a klimatických dat pro hodnocení ENB, byla vytvořena TNI 730331 – Energetická náročnost budov – Typické hodnoty pro výpočet [4], vydána v dubnu 2013. Obsahem technické normalizační informace, dále jen „TNI“ je zpracování podkladů pro hodnocení energetické náročnosti budov pro potřeby související legislativy platné od 1. ledna 2013. TNI 730331 je nezávazná pomůcka ve formě obsahující jednotnou metodou zpracované a souměřitelné hodnoty typických parametrů používaných ve výpočtu energetické náročnosti budov. Tato TNI shromažďuje a koncentruje parametry potřebné pro vytvoření modelu budovy ve specializovaném SW přehledně do jednoho zdroje a je v podstatě kuchařkou pro zpracovatele PENB. Současně je třeba dodat, že parametry uvedené v této TNI nejsou určeny pro návrh a dimenzování technických systémů, těmto účelů slouží příslušné technické normy. Tyto na druhou stranu nejsou v některých případech vhodné za účelem výpočtu roční dodané energie do budovy, např. ČSN 060320.
Podpora pro orientaci v legislativních předpisech
Ministerstvo průmyslu a obchodu na svých webových stránkách zveřejňuje nejčastější dotazy k problematice energetické certifikace budov a k nim zpracované odpovědi.- Dotazy a odpovědi a kladené přímo k zákonu 406/2000 Sb.
- Problematika k průkazu energetické náročnosti budov
Závěr
Nová vyhláška o energetické náročnosti budov řeší problematiku hodnocení energetické náročnosti budov metodou referenční budovy. Oproti stávajícímu způsobu hodnocení ENB jednou hodnotou, kterou byla dodaná energie, se zavádí 7 kritérií zohledňující kvalitu obálky budovy, účinnost technických systémů, dodanou energii a primární energii v členění
na obnovitelnou a neobnovitelnou. Metodika výpočtu zůstává v principu stejná, k vyhlášce je vydána TNI 73 0331, která obsahuje typické hodnoty používané ve výpočtu. Trend snižování energetické náročnosti budov je proces, který v našich podmínkách funguje dlouhodobě přirozeně jako výsledek snahy o optimalizaci investičních a provozních nákladů budov. V současnosti se v odborné veřejnosti běžně používají pojmy jako nízkoenergetický a pasivní dům a tyto budovy se realizují.
Zavedení pojmu budova s téměř nulovou spotřebou energie vzbudilo zájem, odpor i očekávání odborníků i široké veřejnosti. Jazykový význam tohoto pojmu bohužel vyvolává očekávání koncových uživatelů, která nebudou při zachování současné definice naplněna.
Při zachování stávajícího vývojového trendu lze očekávat, že budova s téměř nulovou spotřebou energie bude mít oproti dnešní běžné budově kvalitnější obálku budovy, dobře regulovatelné vytápění, větrání a osvětlení a bude zásobována částečně z obnovitelných zdrojů energie.
Koncepční návrh budov s téměř nulovou spotřebou energie musí být řešen metodou integrovaného návrhu, který koordinuje návrh jednotlivých subsystémů a hledá možnosti násobného využití prvků či sestav pro více funkcí.
Literatura
[1] Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů[2] Vyhláška č. 78/2013 Sb., o energetické náročnosti budov, (pozn. účinná k 1. 4. 2013)
[3] Vyhláška č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov, (pozn. zrušena k 1. 4. 2013)
[4] TNI 730331 Energetická náročnost budov – Typické hodnoty pro výpočet, UNMZ, 4/2013
Poděkování
Tento článek vznikl za podpory Evropské unie, projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/03.0091 – Univerzitní centrum energeticky efektivních budov.
In connection with the implementation of the revised European Directive 2010/31/EU on the energy performance of buildings, certain legislative provisions such as Decree No. 148/2007, Coll. Replaced by Decree No. 78/2013, Coll. are currently amending. This article is focused on the changes associated with the energy certification of buildings, the "ENB", from the perspective of changes in the evaluation ENB.