Privātmājas jaunbūves energofektivitāte
Kā rīkoties līdz šīs datorprogrammas izstrādei? Mūsdienās eksistē vairākas datorprogrammas, kas aprēķina siltuma zudumus ar tā dēvēto statisko vai dinamisko metodi (http://apps1.eere.energy/buildings/tools.directory/). Visas šīs programmas izstrādātas saskaņā ar standarta EN ISO 13790:2008 prasībām. Šī standarta prasības ievērotas, veidojot arī Ministru kabineta apstiprināto "Ēku energoefektivitātes aprēķina metodi". Tāpēc mūsu ieteikums projektētājiem ir izmantot kādu no šīm datorprogrammām, jo tās sniedz pietiekami precīzu gala rezultātu. Tālāk parādīsim privātmājas jaunbūves siltuma zudumu aprēķina rezultātus gan pēc būvnormatīvā LBN 002-01 lietotās metodes, gan ar datorprogrammu "DOF-Energia 2.0", ko izmanto vairākās valstīs. Saskaņā ar "Ēku energoefektivitātes likumu" energoefektivitāti nosaka, ņemot vērā attiecīgās ēkas: 1)norobežojošo konstrukciju siltumvadītspēju; 2)apkures sistēmu; 3)karstā ūdens apgādi; 4)gaisa kondicionēšanas sistēmas; 5)ventilāciju; 6)iebūvētās apgaismes sistēmas; 7)novietojumu. Norobežojošo konstrukciju siltuma zudumi saskaņā ar būvnormatīva LBN 002-01 metodi Būvnormatīvā LBN 002-01 "Ēku norobežojošo konstrukciju siltumtehnika" ir noteiktas norobežojošo konstrukciju siltuma caurlaidības koeficientu URN (W/m²K) normatīvās vērtības, piemēram, sienām ar masu 100 kg/m² un vairāk URN=0,3 x k, (W/m²K), kur k – temperatūras faktors k=19/( Ө i – Ө e); Ө i – iekštelpu temperatūra, Ө e – vidējā gaisa temperatūra. Ēkai, kas tiek būvēta Rīgas reģionā, vidējā gaisa temperatūra ir 0ºC (sk. LBN 003-01 "Būvklimatoloģija"). Ja iekštelpu temperatūra ir +18ºC, tad k=19/(18–0)=1,056. Ja iekštelpu temperatūra ir +19ºC, tad k=19/(19–0)=1,0. Ja iekštelpu temperatūra ir +20ºC, tad k=19/(20–0)=0,95. Turpmākajos aprēķinos pieņemsim, ka iekštelpu temperatūra ir +19ºC, kas atbilst būvnormatīvam LBN 211-98 "Daudzstāvu daudzdzīvokļu nami". Tādējādi visām norobežojošām konstrukcijām mūsu piemērā temperatūras faktors k=1,0. Būvnormatīvs LBN 002-01 nosaka prasības ne tikai ēkas atsevišķu norobežojošo konstrukciju siltumcaurlaidībai, bet arī visas ēkas siltuma zudumiem, izmantojot ēkas siltuma zudumu koeficientu HT (W/K). Visas ēkas aprēķina siltuma zudumi nedrīkst pārsniegt normatīvo siltuma zudumu koeficienta vērtību HTR HT≤HTR, HTR=hA x A, kur hA – ēkas normatīvais īpatnējo siltuma zudumu koeficients W/(m² x K), ko nosaka saskaņā ar būvnormatīva LBN 002-01 "Ēku norobežojošo konstrukciju siltumtehnika" 12. punktu. Divstāvu ēkām hA=0,8(W/m²K). A – dzīvojamās mājas apkurināmo grīdas laukumu summa visos stāvos. HTR aprēķinā netika ņemta vērā termisko tiltu ietekme, jo konkrētajā projektā paredzētas ārsienas no jaunās paaudzes gāzbetona, kam nav termisko tiltu. Mūsu piemērā kopējais apkurināmās grīdas laukums abos stāvos A=132m² un HTR=0,8x132=105,6 (W/K). Pieņemsim, ka projektētājs ēkas projektā ir paredzējis tādus ārējo norobežojošo konstrukciju un stikloto virsmu risinājumus, kam aprēķina U vērtība saskan ar normatīvām URN vērtībām. Pārbaudīsim, vai šajā gadījumā privātmājas jaunbūvei, kam jumta laukums ir 66 m² U=0,2W/m²K ārsienu laukums ir 170 m² U=0,3W/m²K grīdas laukums ir 66 m² U=0,25W/m²K stikloto virsmu laukums ir 40 m² U=1,8W/m²K, aprēķina hA vērtība nepārsniedz būvnormatīvā LBN 002-01 uzrādīto pieļaujamo vērtību jeb hA≤0,8 W/m²K. jumts 66 x 0,2=13,2 W/K ārsienas 170 x 0,3=51 W/K grīda 66 x 0,25=16,5 W/K logi 40 x 1,8=72 W/K 152,7 W/K hA=152,7:66=0,45W/m²K. Piezīme: hA aprēķinā par grīdas laukumu tiek ņemts vērā tikai pirmā stāva grīdas laukums. Ēkas aprēķina siltuma zudumu koeficients HT=0,45x132=59,4W/K nepārsniedz normatīvo HTR=105,6 (W/K) vērtību. Līdz ar to šis LBN 002-01 punkts ir izpildīts un var pievērsties kopējam siltuma zuduma aprēķinam caur ēkas norobežojošām konstrukcijām. "Ēku energoefektivitātes likuma" 11. pants nosaka, ka energoefektivitātes rādītājus jaunbūvēm norāda būvprojektā būvniecības normatīvajos aktos noteiktajā kārtībā. Vienīgais būvniecības normatīvais dokuments, kur šī aprēķina metode norobežojošām konstrukcijām ietverta, ir LBN 002-01, kurā 2006. gada 26. septembrī saskaņā ar Ministru kabineta noteikumiem Nr. 791 tika veikti grozījumi. Atbilstoši šiem grozījumiem būvprojektos obligāti jānorāda kopējie siltumenerģijas zudumi EΣG kilovatstundās un īpatnējo siltuma zudumu koeficients eG kilovatstundās uz kvadrātmetru normatīvajā gada laikā. EΣG=HT x Tgd x 24 x 10-3 kWh, kur HT – ēkas aprēķina siltuma zudumu koeficients vatos uz grādu (W/K), Tgd – normatīvais grāddienu skaits būvvietā viena gada apkures periodā, ko nosaka saskaņā ar formulu Tgd=ΣD(Өi- Өe), kur ΣD – apkures dienu skaits būvvietā, ko nosaka saskaņā ar LBN 003-01 "Būvklimatoloģija", Ө i – iekštelpu temperatūra, ºC, Ө e – vidējā gaisa temperatūra, ºC apkures periodā. Saskaņā ar LBN 003-01 Rīgā ΣD=203 dienas un Qe=0ºC. Ja Qi=19ºC, tad EΣG=59,4 x 203 x 19 x 24 x 10-3=5498kWh kur eG – ēkas īpatnējo siltuma zudumu koeficients, L – kopējā ēkas apkurināmā platība abos stāvos. Izmantojot šo vienkāršoto metodi, jāņem vērā, ka: Pirmkārt, šī metode nesniedz iespēju novērtēt visus ēkas siltuma zudumus, bet tikai siltuma zudumus caur ēkas norobežojošām konstrukcijām. Otrkārt, kā savā rakstā norādījuši Andris Krēsliņš un Anatolijs Borodiņecs vienkāršotā metode "nav 100% precīza un tās izmantošana var noteikt stingrākas prasības ēkas norobežojošo konstrukciju siltumtehniskajām īpašībām, sevišķi mazstāvu apbūvei. Vienkāršotās metodes izmantošana var novest pie tā, ka ēkas būs jābūvē no norobežojošām konstrukcijām ar zemākiem siltumcaurlaidības koeficientiem, kas savukārt palielinās ēkas celtniecības izmaksas." i Tāpēc, lai aprēķinātu visus ēkas siltuma zudumus, tai skaitā pārbaudītu vienkāršotās metodes precizitāti, par pamatu jāņem vai nu "Ēkas energoefektivitātes aprēķina metode" (MK noteikumi Nr. 39) vai arī datorprogramma, kuras ievaddatos iekļauti visi raksturlielumi, kas jāņem vērā saskaņā ar šo aprēķina metodi. Visērtākais variants, protams, ir datorprogramma, jo tā ļauj ātri un vispusīgi analizēt visus iespējamos variantus siltuma zudumu samazināšanai, kā arī vajadzīgā mikroklimata nodrošināšanai dzīvojamās telpās. Ar "Ēku energoefektivitātes likuma" pieņemšanu projektētājiem pilnīgi jāmaina pieeja ēku projektēšanā. Ja pirms šī likuma pieņemšanas, lai saņemtu būvatļauju, pietika ar ēkas plāna, griezumu un fasādes risinājumiem, paskaidrojuma rakstā atsaucoties tikai uz siltumcaurlaidības koeficienta URN normatīvo vērtību nodrošināšanu, tad tagad projektam jāpievieno energosertifikāts. Tāpēc, lai samazinātu apkures izdevumus, projektētājam jāatceras, ka ēkai jābūt pēc iespējas minimālai ārējās virsmas un apkurināmā būvtilpuma attiecībai, optimālai logu virsmas attiecībai pret grīdas laukumu, jāņem vērā ventilācijas sistēmas, apkures sistēmas, ēkas orientācija, kā arī norobežojošo konstrukciju materiāla izvēle un pārējo faktoru ietekme. Tam visam jānodrošina ne tikai minimāli ēkas apkures izdevumi, bet arī veselīgs mikroklimats dzīvojamās telpās. Higiēnas speciālistu pētījumi ir apstiprinājuši, ka lielākā daļa hronisko slimību cilvēkiem rodas slikta telpu mikroklimata dēļ. Lai analizētu šos faktorus un noteiktu kopējos ēkas siltuma zudumus, tika izmantotas datorprogrammas "DOF-Energia 2.0" Somijā lietotā versija, kas apstrādāja visus vajadzīgos ievaddatus. Ēku energoefektivitātes aprēķinu metodē visi nepieciešamie ievaddati nav iekļauti. Dažos gadījumos ir norādīta atsauksme uz citiem normatīviem aktiem, taču arī tos iespējams dažādi interpretēt, it sevišķi, ja atsaucas uz Eironormatīviem EN, kas nesniedz rekomendācijas konkrētai valstij. "DOF-Energia 2.0" izmantoja šādus ievaddatus: Norobežojošās konstrukcijas Privātmājas norobežojošo konstrukciju laukumi un aprēķina U(W/m²K) vērtības skatīt iepriekš. Apkures sistēma Apkures sistēmas energonesējs – dabas gāze. Karstā ūdens apgāde Karstā ūdens patēriņš 1 cilvēkam tika pieņemts 50 l/dienā. 4 cilvēku ģimenei gadā siltā ūdens patēriņš ir 73 m³. Gaisa kondicionēšanas sistēmas Privātmājai paredzētas ārsienas no jaunās paaudzes gāzbetona, kura siltuminerces rādītāji nepieprasa gaisa kondicionēšanu karstās vasaras dienās. Ventilācija Aprēķinos pieņemts, ka privātmājas telpās pilnīga gaisa apmaiņa notiek 2 stundu laikā. Elektroenerģijas patēriņš Aprēķinos pieņemti šādi elektroenerģijas patēriņi: apgaismei 7 kWh/m² gadā ventilācijas iekārtām ar gaisa sasildīšanu 7 kWh/m² gadā pārējām iekārtam 36 kWh/m² gadā. Kopā 50 kWh/m² gadā. Ja ēkai ir dabīgā ventilācija, tad kopējais elektroenerģijas patēriņš ir 43 kWh/m². Infiltrācija Infiltrācijas jeb norobežojošo konstrukciju gaisa caurlaidības (ēkas caurpūšamība vēja ietekmē) siltuma zudumu aprēķini tika pieņemti atbilstoši mērījumiem, kas veikti jaunās paaudzes gāzbetona ēkām (n50=1 jeb 1m³/m² stundā, ja spiediena starpība ir 50 Pa). Vēl "DOF-Energia 2.0" ņem vērā apkures sistēmas siltuma zudumus, kā arī siltumenerģijas ieguvumus. Siltumenerģijas ieguvumi ir ieguvumi no saules enerģijas, siltuma, ko izdala telpā esošie cilvēki un sadzīves iekārtas. Veidojot kopējo ēkas enerģijas patēriņa bilanci, no kopējiem siltuma zudumiem tiek atskaitīti siltuma enerģijas ieguvumi. Kopējo ēkas siltuma zudumu aprēķina rezultāti parādīti 1. attēlā. 1. attēlā redzamie gada rezultāti ļauj izdarīt šādus secinājumus: 1)plaši izplatītais uzskats, ka privātmājas siltuma zudumu samazināšanā galvenais ir ārsienu nosiltināšana, nav precīzs. Lielākie siltuma zudumi ēkā notiek caur logiem un dabīgās ventilācijas sistēmu; 2)būvnormatīva LBN 002-01 vienkāršotā metode siltuma zudumu aprēķinam caur norobežojošām konstrukcijām salīdzinājumā ar "DOF-Energia 2.0" sniedz ļoti atšķirīgus rezultātus – tā uzrāda 2 reizes mazākus siltuma zudumus, tāpēc metodes lietošana siltuma zudumu aprēķināšanā privātmājām ir apšaubāma. Kādi šajā situācijā ir ieteikumi kopējo siltuma zudumu samazināšanai? 1)Konkrētajā projektā logu virsma ir 30% grīdas laukuma. LBN 002-01 par optimālu uzskata 20% grīdas laukuma. Ja logu izmērus atstāj nemainītus, tad U (W/m²K) vērtību logiem var samazināt no 1,8 līdz 1,4 W/m²K, jo šādus logus Latvijā ražo, piemēram, "Holz plus sistēmas logi". Dabīgās ventilācijas vietā var plānot piespiedu mehānisko ventilāciju ar gaisa sasildīšanu. Šie pasākumi ļauj kopējos siltuma zudumus samazināt līdz 176 kW/m²; Siltuma zudumus vēl vairāk iespējams samazināt ar zemes siltumsūkņiem un saules enerģiju karstā ūdens sagatavošanai – zudumi tiks samazināti līdz 80 kWh/m². Vidējais rādītājs Zviedrijā ir 150 kWh/m², normatīvais rādītājs Igaunijā, sākot ar šo gadu, 180 kWh/m². 2)Ārsienu U (W/m²K) vērtības samazināšana no 0,3W/m²K līdz 0,2W/m²K jeb viendabīgas sienas papildu siltināšana ļauj kopējos siltuma zudumus samazināt tikai par 2%, taču ārsienu sadārdzinājums ir ievērojami lielāks; 3)Ļoti liela nozīme siltuma zudumu samazināšanā ir ēkas gaisa caurlaidībai. Šajā ziņā neapšaubāmas priekšrocības ir viendabīgām sienām, piemēram, no gāzbetona vai keramiskiem blokiem; Ja projektā jaunās paudzes gāzbetona sienas aizvietotu ar siltinātām koka karkasa sienām (U=0,25 kWh/m²), kam ir ievērojami lielāka gaisa caurlaidība (n50=6), tad kopējie ēkas siltuma zudumi infiltrācijas ietekmē sasniegtu 237 kWh/m². Autors JĀZEPS PAPLAVSKIS DR.SC.ING.
