Konfigurátor

Návrh periferií energeticky soběstačného domu

Plně soběstačný, na technické infrastruktuře absolutně nezávislý dům pokrývající potřeby elektřiny, tepla a vody výhradně z vlastních zdrojů lze navrhnout za těchto podmínek:
  1. Technologie budou produkovat dostatečné množství energie pro provoz domu, jeho vytápění, přípravu pitné vody a likvidaci odpadní vody. V ideálním případě bude kombinace technologií bezodpadní a ohleduplná k životnímu prostředí.
  2. Vybavení domu bude minimalizovat spotřebu energií a vody, nikoli omezovat uživatele. Pak lze i ve středoevropských klimatických podmínkách poskytnout současně vysoký uživatelský komfort a plnou soběstačnost. S nižšími náklady, než tradiční řešení.
  3. Dimenze jednotlivých periferií připojených k energetickému jádru - fotovoltaika, větrná turbína, zásobní jímka dešťové vody, krbová vložka - budou optimalizované pro danou lokalitu, dům a způsob jeho užívání. Optimálním řešením nebude často první navržené řešení.
Rozhodující informace o vazbách mezi jednotlivými vstupy a periferiemi soběstačného domu a jejich kapacitách poskytuje Konfigurátor, ke stažení zde. Konfigurátor využívající řešení NyrdenCore poskytujeme projektantům i stavebníkům pro komfortní ověření parametrů navrhovaného domu, odhalení jeho slabých stránek a usnadnění práce při hledání a řešení jejich příčin.

Aktuální verze 1.0 obsahuje rozsáhlá základní data a po zadání individuálních vstupních údajů poskytuje přehledné výstupy opírající se o náročné výpočty. Konfigurátor spouštějte v MS Excel. Nelze k tomu využít jiné jednodušší programy ani webovou verzi MS Excel.



Návod k použití Konfigurátoru

Vstupy

  1. Mapa. Abyste mohli využít mapové podklady, zapněte v MS Excel podokno výběru a viditelnosti. Na záložce Domů otevřete Najít a vybrat, ikona dalekohled, a zde zvolte Podokno výběru… Na pravé straně obrazovky se zobrazí přehled všech objektů, které se v listu nacházejí, přičemž vedle názvu objektu je ikona, která ukazuje, zda je objekt viditelný (oko) či nikoliv (prázdné pole). Na začátku výpočtu musí být všechny objekty viditelné. Pokud tomu tak není, lze status změnit buďto kliknutím na příslušnou ikonu nebo pomocí tlačítka Zobrazit vše v dolní části podokna.
  2. Lokalita.Do buněk [D3] a [E3] zadáte souřadnice lokality v pořadí severní šířka, východní délka. Jsou ve formátu stupeň-minuta-vteřina a zapisují se jako řetězec šesti cifer (příklad: hodnota severní šířky je 50°11´4", zápis do buňky bude mít podobu 501104). Kontrolou správného zadání jsou úsečky, které se na mapě správních oblastí musí protnout v zadaném bodě. Souřadnice naleznete na všech internetových mapách.
  3. Větrné pásmo. Nejprve v podokně výběru a zobrazení kliknutím na ikonu oka vedle položky města zavřete mapu správních oblastí. Zobrazí se mapa větrných pásem, na které je zadávaná lokalita vyznačena průsečíkem úseček. Každé větrné pásmo má svoji barvu a v mapové legendě je kromě označení pásma (kód W1 až W10) rovněž informace o průměrné rychlosti větru ve výšce 10 metrů nad terénem. Vyhledaný kód zapíšete do buňky větrné pásmo [E4]. K dispozici jsou nyní 3 pásma (W4 až W6). V pásmech W1 až W3 vycházejí shodné výsledky jako ve W4, proto zadejte i v tomto případě W4. Zatímco v pásmech W5 a W6 lze uvažovat o účelném využití větrné energie, ve W4 a nižších nejsou pro tento zdroj vhodné podmínky a proto se při jejich volbě větrná turbína ve výsledném grafu č. 2 vůbec neobjevuje.
  4. Průměrná venkovní teplota. Postupujte identicky s předchozím bodem. V podokně výběru a zobrazení skryjete mapu rychlost větru, na mapě s pomocí legendy a úseček odečtete teplotu odpovídající posuzované lokalitě a výsledek zapíšete do buňky průměrná venkovní teplota [E5]. Kódem je hodnota teploty (3 až 10). Na výběr jsou zatím tři pásma, s rozšířením o data z dalších pásem počítáme.
  5. Dešťové pásmo. Postupujte shodně jako u teploty. Skryjete mapu průměrná teplota, vyberete dešťové pásmo (450 až 1200) a tento kód zapíšete do buňky průměrný srážkový úhrn [E6].
  6. Solární pásmo. Jako v předchozím skryjete mapu dešťové srážky, vyberete solární pásmo (S1 až S7) a kód zapíšete do buňky solární pásmo [E7]. Ze sedmi variant jsou nyní k dispozici tři, ale vzhledem k tomu, že vliv rozdílů mezi jednotlivými pásmy je malý, dospějete i tak k dostatečně přesnému výsledku.
  7. Dokončili jste vstup z mapových podkladů. Pomocí tlačítka Zobrazit opětovně zviditelníte všechny dříve skryté mapy a kliknutím na křížek v pravém horním rohu podokna podokno zavřete.
  8. Cena stavebního pozemku. S lokalitou souvisí pozemek a jeho cena. Pokud je vedlejším efektem nezávislosti na sítích jejich nepřítomnost a tím i nižší než obvyklá cena pozemku, je úspora v kupní ceně relevantním parametrem pro posuzování ekonomických ukazatelů. Uspořenou částka zapíšete do buňky úspora pozemek [E8].
  9. Parametry domu. Pokračujete definováním parametrů navrhovaného objektu. Užitnou podlahovou plochu vyplníte do buňky obytná plocha [E9], počet vytápěných místností do [E10], objem vnitřního prostoru do [E11], a plocha střech a teras, ze kterých se bude jímat dešťová voda, do [E12].
  10. Teplota. Další vstupy charakterizují tepelně technické vlastnosti objektu. Kromě již zadané venkovní teploty zadejte i vnitřní teplotu [E13] a průměrný tepelný tok pláštěm objektu [E14]. Protože kombinace těchto tří vstupů generuje velké množství variantních výsledků, je v této verzi omezený počet vstupů a tím i volby hodnot vnitřní teploty a tepelného toku. Rozsah nabídky se přitom automaticky mění v závislosti na dříve zadaných hodnotách. Pokud se proto vedle buněk průměrná vnitřní teplota nebo tepelný tok pláštěm objeví červený vykřičník, je to signál, abyste hodnotu v dané buňce upravili, jinak se výpočet neprovede.
  11. Vytápění a větrání. Vstupními hodnotami ovlivňujícími tepelné ztráty domu a výši jeho provozních nákladů jsou rovněž délka otopného období [J3] a intenzita větrání [J4]. Délku otopného období naleznete pro všechna větší česká města na internetu. Minimální intenzita větrání je 0,3 h-1 (energetické hledisko), nicméně hygienici doporučují hodnotu 0,5 h-1 (zdravotní hledisko). Ta se volí pouze pro alternativní zdroje, v případě NyrdenCore řešení je již definována objemem vnitřního prostoru. Všechny varianty počítají se zpětným získáváním tepla z odpadního vzduchu.
  12. Užívání domu. Následující vstupy popisují způsob užívání stavby. Patří sem počet stálých uživatelů domu [J5], spotřeba elektřiny v domácnosti, která je pro výpočet objektu s NyrdenCore definována energetickým pásmem E5 nebo E6 (2500, resp. 3000 kWh elektřiny za rok), které se zadává do buňky energetické pásmo [J6], zatímco u ostatních variant zdrojů se libovolně zvolená hodnota spotřeby vloží do buňky spotřeba elektřiny domácnost [J7]. V případě, že se na vaření nepoužívá elektřina ale plyn, zadáte jeho spotřebu do buňky spotřeba vaření [J8]. Dále vyplníte průměrnou spotřebu studené vody [J9], spotřebu teplé vody [J10] a teplotu teplé vody [J11].
  13. Fotovoltaika. Plochu fasádních fotovoltaických panelů zadáváte v kusech do buňky počet panelů [J12]. Protože ve výpočtu má každý panel plochu 1 m2, vidíte okamžitě, jestli navrhovaná fotovoltaická plocha koresponduje s možnostmi fasády. Předpokládáme, že fasádu navrhnete s jižní orientací, nebude zastíněna a výkon jednoho panelu je 140 Wp.
  14. Srovnání. Pro porovnání řešení NyrdenCore s dalšími rozšířenými a doporučovanými energetickými variantami zadejte hodnotu sezónního topného faktoru porovnávaného tepelného čerpadla SCOP [J13]. Parametry účinnosti zdrojů na zemní plyn a peletky jsme již nastavili.
  15. Dotace. Parametrem ovlivňujícím návratnosti investice je možnost získat dotaci. Volba Ano/Ne se zadává do buňky finanční dotace [J14].
Výstupy
  1. Nádrž dešťové vody. Prvním výstupem je minimální objem nádrže dešťové vody [E17] k zajištění absolutní nezávislosti na dodávkách vody z veřejné sítě nebo podzemních zdrojů. Velikost vypočítíváme podle lokálních podmínek, velikosti jímací plochy a spotřeby vody v domácnosti, dané počtem trvale bydlících osob. Výsledek je relevantní pouze pro řešení NyrdenCore; u ostatních variant je vodní soběstačnost založená na dešťových srážkách nereálná z důvodu vysoké, neoptimalizované potřeby vody. Z grafu č. 1 navíc díky zvýraznění vstupu a výstupu ryskami (jímací plocha zelená, objem jímky modrá) zjistíte pro danou konfiguraci vliv jímací plochy na výsledek.
  2. Náklady na palivo. Druhým výstupem jsou roční náklady na palivo [J17]. Jejich výše závisí na mixu využívaných zdrojů, způsobu užívání, klimatické oblasti a počtu solárních panelů, jak uvádíme na grafu č. 2; svislá ryska značí zvolený počet panelů. Do výpočtu zahrnujeme pořizovací náklady na technologie, případné dotace na jejich pořízení, provozní náklady za období 25 let od uvedení do provozu a vliv úspory ceny při pořízení nezasíťovaného pozemku. Cenový vývoj vstupů odráží dlouhodobé prognózy odborníků v oblasti energetiky a vodohospodářství (Pačesova komise, apod.) a očekávaný vliv politických závazků, jako jsou snižování emisí CO2, rekonstrukce stávající veřejné infrastruktury, požadovaná kvalita pitné vody a kvalita vypouštěných odpadních vod, boj se suchem, atp., jejichž dopad pozorujeme v jiných státech, jako například vývoj cen elektřiny v Německu po odstavování jaderných elektráren.
  3. Návratnost. Třetím výstupem je návratnost investice [J18] a představuje dobu, za jakou se objekt s technologií NyrdenCore stane provozně výhodnějším, než pokud by stejný objekt byl vybaven nákladově nejpříznivější jinou technologií. Výsledek je i graficky znázorněn svislou ryskou. Ceny vstupů můžete upravovat v tabulce napravo od mapy. Výchozí hodnoty jsou převzaty z kalkulátoru TZB-info.
Kombinacei nákladů na palivo a dobu návratnosti investice využijete pro optimální návrh plochy fotovoltaických panelů. S přibývající plochou a výkonem klesají provozní náklady, ale rostou pořizovací náklady. Výslednou konfiguraci můžete optimalizovat podle zvolených preferencí.