Zníženie energetickej náročnosti budovy školy: Ako ho dosiahnuť?

Článok ukazuje komplexný prístup k zníženiu energetickej náročnosti školskej budovy prostredníctvom moderných riešení najmä z oblasti MaR.

Poznáte výhody Klubu ASB? Stačí bezplatná registrácia a získate sektorové analýzy slovenského stavebníctva s rebríčkami firiem ⟶

Cieľom bolo navrhnúť riešenia, ktorými sa dosiahnu výrazné energetické úspory a zlepší sa kvalita vnútorného prostredia. Ukázalo sa, že k tomu vedie správna implementácia regulačných systémov s ďalšími opatreniami, ktoré sa v tomto prípade týkali výmeny osvetlenia.

Pôvodný stav

Budova pochádza z konca 60. rokov 20. storočia. V roku 2009 prešla komplexnou rekonštrukciou, v rámci ktorej sa kompletne zateplil obvodový plášť budovy, vymenila sa hydroizolácia strechy a vymenili sa aj všetky okná a zasklené steny.

Zdrojom tepla pre objekt je výmenníková stanica TENEKOS-3V s primárnou teplotou 100/55 °C a so sekundárnou teplotou 66/51 °C. Vo výmenníkovej stanici sa rieši centrálna príprava teplej vody prietokovým spôsobom s teplotným spádom 70/55 °C na primárnej a 10/55 °C na sekundárnej strane. Hlavným obehovým čerpadlom v systéme vykurovania je čerpadlo Grundfos Magna 65-120.

V objekte sa počas rekonštrukcie vymenili pôvodné liatinové radiátory za panelové radiátory Korado s termostatickými ventilmi. Radiátory sú však bez termostatických hlavíc. Objekt je bez regulácie teploty v priestore a vyznačuje sa značným prekurovaním počas vykurovacej sezóny. Nehospodárnosť systému vykurovania spôsobuje zastaraná technológia a nevhodné zapojenie zdroja k prevádzkovým požiadavkám objektu bez vhodnej regulácie.

Osvetlenie v komunikačných priestoroch a halách zabezpečujú LED svietidlá. Vo všetkých učebniach sú pôvodné trubicové svietidlá T8 s výkonom 74 W na jedno svietidlo. Celkovo je v učebniach 569 svietidiel. Sú však zastarané, niektoré nie sú ani funkčné. Pri kontrolných meraniach sa navyše zistila nedostatočná intenzita osvetlenia vo väčšom počte učební.

Spotreba a náklady

Pri analýze nákladov sa vychádzalo z trojročných údajov, pričom sa cielene vynechali roky 2019 až 2021 z dôvodu domáceho vyučovania počas covidových opatrení.

Tab. 1 Ročná spotreba

Tab. 2 Ročné náklady

Návrh opatrení

Na základe zhodnotenia aktuálneho technického stavu objektu boli na zníženie energetickej náročnosti a zlepšenie vnútorného prostredia objektu navrhnuté nasledujúce opatrenia.

Výmena svietidiel

Výmenou pôvodných trubicových svietidiel s vysokou spotrebou za nové úsporné LED svietidlá sa výrazne zníži spotreba elektrickej energie. LED svietidlá majú dlhšiu životnosť a výrazne nižšiu spotrebu energie. Výmena svietidiel prinesie okrem značnej finančnej úspory aj zlepšenie svetelných podmienok v interiéri, ktoré je s pôvodnými trubicovými svietidlami nevyhovujúce.

Vyregulovanie a samostatné ovládanie vetiev UK

Cieľom návrhu vyregulovania vykurovacích vetiev za rozdeľovačmi a doplnenia nezávislého ovládania vykurovacích vetiev cez samostatné čerpadlá, zmiešavacie uzly a vlastnú reguláciu je dosiahnuť maximálnu energetickú úsporu v systéme vykurovania.

Tento návrh by umožnil individuálne ovládanie každej vykurovacej vetvy prostredníctvom samostatných čerpadiel a zmiešavacích uzlov. To znamená, že každá vetva by mohla byť regulovaná nezávisle od ostatných, čo by umožnilo optimálnu reguláciu teploty v závislosti od konkrétnej spotreby na danej vykurovacej vetve.

Vďaka vlastnej regulácii a optimalizácii procesov by sa tak dosiahla výrazná úspora energie. Časť objektu školy sa v poobedných a večerných hodinách využíva na kurzy. V pôvodnom riešení sa z dôvodu chýbajúcej regulácie musí vykurovať celá škola. Po doplnení samostatnej regulácie jednotlivých vetiev by bolo možné vykurovať iba tie vetvy objektu, kde by prebiehalo vyučovanie. Ostatné vetvy by mohli byť v útlmovom režime.

Doplnenie termostatických hlavíc

V rámci poslednej rekonštrukcie objektu sa vymenili aj radiátory a údajne doplnili termostatické ventily s hlavicami, ktoré však pri obhliadke chýbali. Termostatické hlavice sú pritom účinným spôsobom, ako obmedziť prekurovanie v jednotlivých učebniach. Hlavice by eliminovali nehospodárne prekurovanie v učebniach tým, že by regulovali prietok vykurovacej vody podľa nastavenej teploty. Zamedzilo by sa prehrievaniu učební počas vykurovacej sezóny a súčasne by sa dosiahla úspora energie vo vykurovaní.

Vyregulovanie a zaizolovanie rozvodov TV

Cieľom navrhovaných úprav je zabezpečiť efektívnejšiu distribúciu teplej vody v objekte a minimalizovať energetické straty v rozvodoch. Doplnením regulačných prvkov na trase sa zabezpečí rovnomerné pokrytie teplej vody v každom odbernom mieste. Dôležitou súčasťou navrhovaného opatrenia je aj doizolovanie rozvodov teplej vody s cieľom minimalizovať straty tepla. Táto úprava zníži energetické náklady spojené s prípravou teplej vody.

Predpokladané úspory, návratnosť

V tab. 3 je prehľad všetkých navrhovaných opatrení s uvedením investície, ročnej úspory a návratnosti.

Na základe týchto údajov dosahuje najvyššiu hodnotu úspory výmena svietidiel, a to v sume 16 000 € ročne. Doplnenie termostatických hlavíc predstavuje opatrenie s najrýchlejšou návratnosťou 2,3 roka. Najmenej efektívnym je opatrenie, ktoré sa týka vyregulovania a zaizolovania rozvodov TV.

Tab. 3 Ročné náklady

Záver

Zníženie energetickej náročnosti budovy školy možno dosiahnuť pomocou vhodných opatrení, ktoré nielenže prispievajú k úspore energie, ale zároveň zlepšujú kvalitu vnútorného prostredia. Návratnosť nákladov na opatrenia sa pohybuje od 2 do 6 rokov v závislosti od typu opatrenia. Daný objekt školy môže byť príkladom pre podobné objekty, kde by sa nevyhovujúce podmienky tiež dali riešiť takýmto spôsobom.

Príspevok bol publikovaný na konferencii Energetický manažment 2024. Organizátorom podujatia a zároveň vydavateľom zborníka je Slovenská spoločnosť pre techniku prostredia.

TEXT: Ing. Tomáš Lahučký, Klimak, s. r. o.
FOTO: Klimak, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise TZB 5/2024