ZÁKLADNÉ INFORMÁCIE O STN EN 15459 „ENERGETICKÁ HOSPODÁRNOSŤ BUDOV – EKONOMICKÉ HODNOTENIE ENERGETICKÝCH SYSTÉMOV“

Účelom príspevku je konkrétna informácia o technickej norme STN EN 15459 „Energetická hospodárnosť budov. Ekonomické hodnotenie energetických systémov“ a jej možnostiach využitia v rámci ekonomického hodnotenia energetických systémov. Norma popisuje metódu na ekonomické výpočty vykurovacích systémov, založených na údajoch z ostatných systémov, ktoré môžu ovplyvniť potrebu energie vykurovacieho systému. Popisujú sa tu možnosti posúdenia ekonomických možností energetických opatrení v budovách, porovnanie rôznych riešení energetických opatrení v budove (napr. typy zariadení, palivá), hodnotenie ekonomickej hospodárnosti celkového návrhu budovy (napr. kompromis medzi energetickou potrebou a energetickou účinnosťou vykurovacích systémov), určenie vplyvu možných ener-geticky úsporných opatrení na existujúcom vykurovacom systéme, ekonomickými výpočtami nákladov na spotrebu energie s a bez energetických úsporných opatrení.

 

Neuvádzajú sa tu dynamické ekonomické výpočty a hodnotenie predpokladá znalosť metód na výpočet energetickej potreby vykurovania. Táto norma poskytuje výpočtovú metódu pre ekonomické výstupy výkurovacích systémov a ostatných systémov, ktoré prispievajú k energetickej potrebe a spotrebe budovy, je aplikovateľná pre všetky typy budov.

 

Medzi hlavné oblasti v obsahu sú definície a štruktúra typov nákladov, ktoré sa musia vziať do úvahy pre výpočty ekonomickej účinnosti úsporných opatrení v budovách, údaje potrebné pre definovanie nákladov súvisiacich s posudzovaným systémom a vyjadrenie výsledkov ekonomických výpočtov.

 

Informatívne prílohy obsahujú predvolené hodnoty napr. životnosti, nákladov na opravu, nákladov na údržbu, za účelom uvedenia predvolených hodnôt pre výpočty.

 

1. Výpočtová metóda

Výpočtová metóda vychádza z celkových nákladov. Avšak v závislosti na cieli investora, sa môže výpočtová metóda použiť pri uvažovaní vybraných špecifických nákladových položiek. Napríklad, výpočty týkajúce sa alternatívnych riešení vykurovacích systémov môžu byť vykonané s uvažovaním iba nákladov na systém prípravy teplej vody a na vykurovací systém.

 

Náklady sú delené na investičné náklady (vrátane periodického nahradzovania komponentov) a bežné náklady. Organizácia rôznych typov nákladov je uvedená na Obr. 1.

hosp_budov-1.jpg

 

Obr. 1 Organizácia rôznych typov nákladov

 

2. Základné výpočty

Medzi základné výpočty patria výpočty úrokovej miery, diskontenj miery, faktor súčasnej hodnoty a faktor anuity.

 

Reálna úroková miera závisí na trhovej miere R a na miere inflácie Ri (ktoré obe môžu závisieť na roku i, ďalej je uvedená predpokladaná konštanta):

hosp_budov-vz1.jpg

 Diskontná miera závisí na reálnej úrokovej miere RR a na roku p uvažovaných nákladov:                                                                    

hosp_budov-vz2.jpg

Faktor súčasnej hodnoty závisí na reálnej úrokovej miere RR a na počtu rokov n uvažovaných pre ročné náklady:

hosp_budov-vz3.jpg

Faktor anuity je obrátená hodnota faktora súčasnej hodnoty:

hosp_budov-vz4.jpg

 

3. Výpočet celkových nákladov

Výpočty celkových nákladov sa môžu vykonať vzhľadom na počiatočné investičné náklady Ci a – pre každý komponent alebo systém j – ročné náklady pre každý rok i (uvedené pre prvý rok) a konečná hodnota. Celkové náklady sú priamo spojené s trvaním výpočtovej doby t.

hosp_budov-vz5.jpg

kde:

CG (t)       sú celkové náklady (uvedené pre prvý rok τ0);

Ci             počiatočné investičné náklady;

Ca,i (j)       ročné náklady roku i pre komponent j (vrátane bežných nákladov a periodických alebo náhradných nákladov);

Rd (i)        diskontná miera pre rok i;

Vf, τ (j)        konečná hodnota komponentu j na konci výpočtovej doby (uvedená pre prvý rok τ0).

 

Výpočty vychádzajú z detailných údajov o nákladoch na ročnom základe alebo zo všeobecných údajov na ekonomické výpočty pre každú časť.

 

Konečná hodnota Vf,t (j) komponentu je stanovená priamym odpisom počiatočných nákladov do konca výpočtovej doby a uvedená k počiatku výpočtovej doby. Ak výpočtová doba t prekročí strednú dĺžku životnosti tn (j) uvažovaného komponentu j, posledné náklady na nahradenie sa uvažujú pre priamy odpis:

 hosp_budov-vz6.jpg

kde:

hosp_budov-vz6_1.jpg predstavuje posledné náklady na nahradenie (v čase nahradenia), kedy sa berie do úvahy miera vývoja ceny produktu (Rp);

nτ (j) - predstavuje celkový počet nahradení komponentu j počas doby výpočtu;

 hosp_budov-vz6_3.jpg  predstavuje priamy odpis posledných nákladov na nahradenie (napr. ostávajúca životnosť posledného nahradenia komponentu j na konci výpočtovej doby vydelená strednou dĺžkou životnosti komponentu j;

hosp_budov-vz6_4.jpg predstavuje diskontnú mieru na konci výpočtovej doby.

 

Celkové náklady pre nahradenie komponentu j počas výpočtovej doby (vrátane počiatočných investícií), sú sumou:

  • počiatočných investícií V0;
  • nákladov na nahradenie (A’0, A’’0, atď.): kedykoľvek stredná dĺžka životnosti komponentu sa dosiahne, komponent musí byť nahradený, náklady, ktoré sa musia vziať do úvahy, miera vývoja ceny produktov a diskontná miera.

 

Výpočet anuity

Metóda výpočtu anuity prevádza jednotlivé náklady na priemerné ročné náklady. Zatiaľ čo metóda celkových nákadov poskytuje hodnotu celkových nákladov počas uvažovanej výpočtovej doby t, metóda výpočtu anuity prevádza, použitím faktora anuity a(n), všetky náklady na ročné náklady. Výpočty sú oddelené do 3 častí pre uvažovanú výpočtovú dobu t:

  1. uvažované investičné náklady súvisiace s časťou konštrukcie budovy a jednotlivých komponentov a systémov so strednou dĺžkou životnosti väčšou alebo rovnou návrhovej dobe návratnosti budovy, sú rozložené rovnomerne na návrhovú dobu návratnosti budovy;
  2. periodické náklady alebo náklady na obnovu sú rozložené rovnomerne na niekoľko rokov medzi vznikom nákladov;
  3. bežné náklady dané na ročnom základe sú dané určením ročných nákladov.

 

Zjednodušená verzia výpočtov pre ročné náklady sa môže použiť keď diskontná miera a ročné náklady sú konštantné počas výpočtovej doby:

hosp_budov-vz7.jpg 

kde:  

Cr - sú celkové bežné náklady

hosp_budov-vz7_2.jpg - predstavujú celkové ročné náklady súvisiace s obnovou komponentov alebo systémov j, pre ktoré stredná dĺžka životnosti je nižšia ako návrhová doba návratnosti budovy;

hosp_budov-vz7_3.jpg - predstavuje celkové ročné náklady pre kom-ponenty alebo systémy j, ktoré ostávajú nezmenené počas životnosti budovy.

 

Výpočet anuity pre nezmenené komponenty počas návrhovej doby návratnosti budovy. Všetky počiatočné náklady na komponenty alebo časti systémov, ktoré ostávajú nezmenené počas návrhovej doby návratnosti budovy sú násobené príslušným faktorom anuity a(t_budova).

hosp_budov-vz.jpg

 

Výpočet anuity pre obnovené komponenty – počiatočné náklady sa musia násobiť príslušným faktorom anuity závislom na Rp (miera vývoja ceny produktov) a strednej dĺžky životnosti uvažovaného komponentu.

 

Výpočet anuity pre bežné náklady – bežné náklady pokrývajú ročné náklady na energiu, prevádzkové náklady, náklady na údržbu a prídavné náklady na inštaláciu a budovu:

hosp_budov-vz8.jpg

kde

Cr              sú bežné náklady;

Cx            jednotlivé bežné náklady (napr. index e: energia, o: prevádzka, m: údržba, ad: prídavné).

 

Pre dynamické výpočty je zavedený dynamický cenový faktor bx a bežné náklady sa určia:

 hosp_budov-vz9.jpg

kde

Cr             sú bežné náklady počas výpočtovej doby;

Cx            jednotlivé bežné náklady;

bx            jednotlivé dynamické cenové faktory (index x: = e: náklady na energiu, = o: prevádzkové náklady, = m: náklady na údržbu, = ad: prídavné náklady).

 

Ak sa uvažuje zmena ročných nákladov počas výpočtovej doby, tieto náklady sa musia vynásobiť dynamickým cenovým faktorom bx za účelom stanovenia súčasnej hodnoty ročných nákladov počas výpočtovej doby. Dynamický cenový faktor je funkciou miery inflácie Ri, trhovej úrokovej miery R a uvažovanej miery vývoja cien Rx:

hosp_budov-vz10.jpg 

 

 

Lineárny postup metódy výpočtu

Obr. 2 zobrazuje jednotlivé kroky lineárnej metódy. Niektoré z údajov sú uvedené pre informáciu (prostredie projektu), ale musia sa zdokumentovať za účelom poskytnutia možnosti porovnania medzi budovami alebo použitia bežných nákladov konštrukcie budovy (napr. náklady na podlahovú jednotku). Parametre sa musia vybrať na základe tých, ktoré boli uvažované pre energetickú certifikáciu budovy.

 

KROK 1 – Finančné údaje

Dĺžka výpočtov môže byť pevná podľa cieľov výpočtov (alebo daná vlastníkom budovy). Predvolená hodnota môže byť očakávaná životnosť budovy. Taktiež môže byť zaujímavé vykonať výpočty pre kratšiu výpočtovú dobu, napr. pre hodnotenie nákladov počas hypotekárnej doby.

 

Trvanie výpočtov je uvažované s počtom rokov stanovených pre výpočtovú metódu celkových nákladov. Pre výpočtovú metódu anuity je podstatná iba návrhová doba návratnosti budovy.

Miera inflácie je získaná alebo stanovená z dostupných údajov ako priemerná hodnota za výpočtovú dobu.

 

Náklady na ľudskú činnosť závisia od nákladov na prevádzkový personál (zvyčajne miera vývoja nákladov na ľudskú činnosť je vyššia ako miera inflácie). Je potrebné použiť priemernú očakávanú hodnotu za výpočtovú dobu.

 

Ceny energie – ako základ, je miera vývoja cien energie uvažovaná za rovnú miere inflácie. Dostupné informácie môžu byť získané z energetických spotrieb alebo z ekonomických analýz.

 

Poznámka – Dodatočné informácie o nákladoch na zásobovanie budovy vodou môžu byť pridané k ročným nákladom.

 

KROK 2 – Údaje o projekte

V tomto kroku sú identifikované systémy uvažované v ekonomických výpočtoch a poskytnuté údaje o projekte potrebné pre vykonanie výpočtov. Informácie sú získané z projektovej dokumentácie a od zhotoviteľov. Patria tu aj meteorologické údaje (nepovinné), oficiálne energetické požiadavky na stavebné materiály a systémy (tieto údaje sú potrebné za účelom identifikácie obmedzení/možností na systémy techniky prostredia súvisiace s energiou):

  • zakázané palivá;
  • orientácia budovy;
  • spaliny (prijateľné alebo neprijateľné);
  • ústredné vykurovanie (existujúce alebo neexistujúce);
  • ťažkosti so vstupom energie pre dodávku paliva;
  • možnosti pre obnoviteľné zdroje energie (napr. solárne panely, palivové nádrže, prirodzené vetranie, tepelné čerpadlá).

 

 hosp_budov-2.jpg

Obr. 2 Diagram jednotlivých stupňov metódy

 

 

 

KROK 3 – Náklady týkajúce sa komponentov a systémov (investície, obnova), zber údajov

Zozbierané sú údaje týkajúce sa komponentov a systémov a informácie o strednej dĺžke životnosti, údržbe a prevádzke.

KROK 3.1 – Investičné náklady pre systémy súvisiace s energiou

Tento krok je použiteľný pre systémy identifikované v kroku 2, ktoré súvisia s energiou a úsporou energie.

KROK 3.2 – Periodické náklady, pre obnovy

V tomto kroku sa zhromaždí plánovanie a náklady na obnovu systémov a komponentov.

 

Niektoré údaje o životnosti komponentov sú prezentované v Prílohe A.

 

KROK 3.3 – Bežné náklady, prevádzkové náklady (bez energie), údržba a opravy, prídavné náklady, poistenie, dane

 

KROK 4 – Náklady na energiu rozdelené na dve časti:

  • prvá časť priamo súvisí s energetickou spotrebou podľa meračov alebo spotrebou paliva;
  • druhá časť je stanovená v podľa množstva vydanej energie pre energetické systémy.

 

KROK 4.1 – Výpočty spotreby energie – podľa normalizovanej metódy (EN 15203 umožňuje výpočet spotreby energie pre budovu ako celok). Ak ekonomická analyza uvažuje iba s niektorými energetickými systémami, potom výpočet spotreby energie musí obdobne brať do úvahy len tieto systémy.

KROK 4.2 – Energetické náklady predstavujúce spotrebu energie spojenú s tarifami za uvažovanú energiu.

 

KROK 5 – Výpočet celkových nákladov

KROK 5.1 – Výpočet nákladov na obnovu počas výpočtovej doby sa vypočítajú na základe plánovania a nákladov na obnovu systémov a komponentov, ako sú zozbierané v kroku 3.2.

KROK 5.2 – Výpočet konečnej hodnoty na konci výpočtovej doby sa stanoví zrhnutím konečnej hodnoty všetkých systémov a komponentov. Konečná hodnota určitého systému alebo komponentu sa vypočíta zo zvyšnej životnosti (na konci výpočtovej doby) poslednej náhrady systému alebo komponentu, s predpokladom priameho odpisu cez strednú dĺžku životnosti. Konečná hodnota sa stanoví ako zostávajúca životnosť delená strednou dĺžkou životnosti a násobená s nákladmi poslednej náhrady a vztiahnutím na prvý rok vhodnou diskontnou mierou.

KROK 5.3 – Výpočet celkových nákladov

Jednotlivé typy nákladov (počiatočné investičné náklady, periodické náklady a náklady na obnovu, bežné náklady) ako i konečná hodnota sú prevedené na celkové náklady (napr. vztiahnuté na prvý rok) použitím vhodného faktora súčasnej hodnoty (alebo diskontnej miery). Faktor súčasnej hodnoty (alebo diskontná miera) môže byť rozdielny pre jednotlivé typy nákladov, v dôsledku rozdielných mier vývoja cien energie, ľudskej činnosti, produktov, údržby a prídavných nákladov. Celkové globálne náklady sa stanovia zhrnutím globálnych nákladov počiatočných investičných nákladov, periodických nákladov a nákladov na obnovu, ročných nákladov a nákladov na energiu a odčítaním globálnej ceny konečnej hodnoty.

 

KROK 6 – Výpočet nákladov anuity

sa vykoná pre každý komponent alebo systém. Pre výpočet nákladov anuity je výpočtová doba fixná a korešponduje s návrhovou dobou návratnosti budovy. Celkové ročné náklady sa stanovia zhrnutím ročných nákladov systémov a komponentov (investície a obnova), ročných nákladov (prevádzkové náklady, náklady na údržbu, prídavné náklady) a nákladov na energiu.

 

Pre systémy a komponenty so strednou dĺžkou životnosti nižšou ako je výpočtová doba sa ročné náklady stanovia z nákladov na obnovu a faktora anuity príslušného strednej dĺžke životnosti.

 

Vybrané prvky z Prílohy A

Ekonomické údaje pre energetické systémy

Tabuľka A prezentuje niektoré údaje o strednej dĺžke životnosti, ročných nákladov na údržbu a likvidácia nákladov pre komponenty a produkty. Stĺpec 3 uvádza globálnu hodnotu.

 

Tabuľka A – Údaje o strednej dĺžke životnosti a nákladov na údržbu

Komponent

Stredná dĺžka životnosti

Min – Max (roky)

Ročná preventívna údržba zahŕňajúca prevádzkové náklady, náklady na opravu a služby v % počiatočných investícií

Likvidácia nákladov v
% počiatočných investícií

Klimatizačné jednotky

15

4

 

Chladiče vzduchu

15 - 20

2

 

Ohrievače vzduchu, elektrické

15 – 20

2

 

Ohrievače vzduchu, parné

15 – 20

2

 

Ohrievače vzduchu, vodné

15 – 20

2 - 4

 

Kotol – kondenzačný

20

1 - 2

 

Kotol – priame vetranie

20

1 - 2

 

Kotol – nepriame vetranie

20

1 - 2

 

Horáky, olej a plyn

10

4 – 6

 

Komíny

15 – 20

 

 

Kondenzátory

20

2

 

Ovládacie zariadenia

15 –20

2 -  4

 

Riadiaci systém – Centrálny

15-25

4

 

Riadiaci systém – individuálny

15 -25

4

 

Regulačný ventil, automatický

15

6

 

Regulačný ventil, manuálny

30

4

 

Konvektory

20

1

 

Chladiace kompresory

15

4

 

Chladiace panely a stropy

30

2

 

Tlmiče

20

1

 

Difúzery

20

4

 

Potrubné systémy pre filtrovaný vzduch

30

2

 

Potrubné systémy pre nefiltrovaný vzduch

30

6

 

Elektrické dosky

30

0,5 - 1

 

Elektrické ohrievače – tepelný zásobníkový ohrievač

20 – 25

1

1

Elektrický ohrievač – konvektor

20 – 25

1

 

Elektrické vedenie

25 – 50

0,5 - 1

 

Podlahové vykurovanie – voda

50

2

20

Výparníky

15 – 20

2

 

Expanzné nádoby – membrána

15

0,5

 

Expanzné nádoby, nerezové

30

1

 

Expanzné nádoby, oceľové

15

2

 

Jednotky fan coil

15

4

 

Ventilátory

15 – 20

4

 

Ventilátory s variabilným prietokom

15

6

 

Filtračné rámy

15

2

 

Materiál filtrov - výmenný

1

0

 

Materiál filtrov - čistený

10

10

 

Požiarná klapka, ľahko prístupná

15

8

 

Požiarná klapka, skrytá

15

15

 

Palivová nádrž

30

0,5

5 – 10

Nádrž na plyn

30

0,5

5

Mriežky všeobecne

30

4

 

Tepelné čerpadlá

15 – 20

2 -  4

 

Jednotky spätného získavania tepla, cyklické

15

4

 

Jednotky spätného získavania tepla, statické

20

4

 

Zvlhčovače, para

4 – 10

4

 

Zvlhčovače, voda

10

6

 

Merače

10

1

 

Ventily

10

1

 

Motory, dieselové

10

4

 

Motory, elektrické

20

1

 

Rúry, Cu

30

1

 

Rúry, kompozitné alebo (pozri na podlahové vykurovania, voda)

50

1

 

Rúry, nerezové

30

1

 

Rúry, oceľ v zatvorenom systéme

30

1

 

Rúry, oceľ v otvorenom systéme

15

1

 

Potrubný systém

30

0,5

 

Čerpadlá – cirkulačné

10 -20

2

 

Čerpadlá  – regulačné

10 – 15

1,5 -   2

 

Nátery radiátorov

20 – 30

0

 

Radiátory, voda

30 – 40

1- 2

 

Uzavieracie ventily, automatické

15

4

 

Uzavieracie ventily, manuálne

30

2

 

Solárne kolektory (Vákuový kolektor alebo doskový kolektor

15 – 25

0,5

 

Zásobníková nádrž pre teplú vodu

20

1

 

Zásobníková nádrž s vnútorným výmenníkom tepla pre teplú vodu 

20

1

 

Termostat pre radiátory

15

4

 

Ventil s pomocným výkonom

10

1

5

Ventil – termostatický

20

1,5

5

Jednotky s variabilnym prietokom

15

6

 

V-remeňový pohon

10

6

 

Vedenie

30

1

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Poďakovanie
Príspevok vznikol v rámci projektu VEGA 1/07/48/11 „Teoretická a experimentálna analýza sústav techniky prostredia v súvislosti s ich znečistením pri efektívnom využití obnoviteľných zdrojov’’.

 

doc. Ing. Danica Košičanová, PhD., Ing. Miroslav Košičan
Stavebná fakulta TU KE Košice, Vysokoškolská 4, Košice