1. UVOD
U toku dugog perioda obilja jeftinog goriva
građeni su objekti koji nisu imali mnogo veze sa podnebljem u kome su nastali,
što je kao rezultat dovelo do energetski neefikasnih objekata i do rasipanja
energije. Bioklimatski koncept podrazumeva sveobuhvatnu filozofiju
projektovanja. Dve važne oblasti zelenog pokreta koje građevinarstvo posebno
zanimaju jesu energetika (obnovljivi izvori energije, održivi razvoj,
energetska efikasnost) i građenjevinska fizika (materijali, sistemi,
tehnologije, itd.). Različite analize pokazuju da građevinski objekti, kako
stambeni tako i poslovni, u procesu KGH potroše skoro polovinu proizvedene
energije. Stupanjem na snagu novog zakona o energetskoj efikasnosti, kao
obaveza biće uvedena sertifikacija građevinskih objekata, koja će svakom
objektu dodeliti energetski pasoš i utvrditi energetsku efikasnost objekta.
U
tom smislu relevantna problematika vezana je za utvrđivanje uzročnoposledičnih
dejstava mnogobrojnih faktora koji utiču na energetski bilans građevinskih
objekata.
Kada se govori o energetski efikasnom
grejanju prostora, uvek se misli na niskotemperaturne grejne sisteme. To su
sistemi čiji grejni medij nema temperaturu veću od 40oC, a najčešće
se temperatura grejnog medija kreće od 28 – 38oC.
Da bi ovi
niskotemperaturni grejni sistemi mogli da se koriste, odnosno da bi mogli biti
energetski efikasni, prvi i glavni uslov je dobra termička izolovanost
prostora, koja omogućava njihovo korišćenje. To znači da svaki prostor, kuća,
zgrada, stan (spoljni zidovi), moraju biti dobro termički izolovani sa Koeficijentom
prolaza toplote od minimum U=0,3 W/m2K, a treba težiti da
bude U=0,15 W/m2K.
U ove niskotemperaturne
grejne sisteme spadaju: podno grejanje, zidno grejanje, grejne lajsne, a nekada
se koristi i plafonsko grejanje (kod posebnih situacija). Svi ovi grejni
sistemi detaljnije se razmatraju u daljem tekstu.
Potrebno je još naglasiti
i ovo, da svi ovi grejni sistemi su prvenstveno predviđeni da koriste sve vrste
Obnovljivih izvora energije i da su oni (OIE) skoro uvek dovoljni kao osnovni
izvor toplote, odnosno, kao osnovni energent.
Štednja energije odavno je izašla
iz područja naučne teorije i sve brže postaje deo svakodnevnog življenja. Od
boljeg iskorišćenja i manje potrošnji gasa, nafte i struje, sve direktnije
zavisi ekonomičnost industrije i stanovanje, pa i standard stanovništva.
I dok je štedljivo
korišćenje energije u nekim zemljama već postalo standardni element razvoja
pojedinih komunalnih delatnosti i ugrađuje se u normative kvalitetnog
stanovanja, kod nas je to i dalje teorijska kategorija.
Dobro izolovana kuća ne
nudi samo direktnu uštedu u novcu, već zajedno sa zaštitom od vlage, određuje
ukupnu vrednost kuće, udobnost i kvalitetno stanovanje.
Ma kako na prvi pogled
izgledalo, mnoge naše kuće nisu mnogo bolje od skloništa u nekom izbegličkom
naselju, a tu se prvenstveno misli na toplotnu i hidro izolaciju zgrade,
postavljenu prilikom izgradnje. Skupa ograda, mermerno stepenište i satelitska
antena stvaraju dobar utisak, ali taj vizuelni efekat samo prikriva nedostatke
bednog zidanja.
Dobra toplotna zaštita
mora postići nekoliko bitnih ciljeva:
- smanjenje potrošnje fosilnih goriva,
- manje novca utrošenog na skupu uvoznu naftu,
- trajnu zaštitu konstrukcije (podruma, temelja i zidova),
- štedljivo stanovanje sa minimalnim troškovima,
- udoban i zdrav ambijent.
Toplota se širi kroz
svaki materijal brže ili sporije, prodire u strukturu, beži i nestaje. Toplota
se (poput vode koja uvek teče nizbrdo) trajno kreće od toplijeg prema
hladnijem, u svakom materijalu drugačije. Ako je protok toplote brz, materijal
je dobar provodnik toplote. Materijali kroz koje toplota sporo prolazi nazivaju
se toplotnim izolatorima.
Kuću gradimo u okruženju
koje toplotno određuju dva osnovna modela pogodna za širenje toplote –
zemljište i vazduh. Ako su oni hladniji od unutrašnjosti kuće, toplota će
odlaziti iz stambenog prostora sve dok se ne izjednači spoljna i unutrašnje
temperatura. To je neizostavljiv proces, pa će i najbolje izolovana kuća
vremenom izgubiti svoju zalihu toplote i temperaturom se izjednačiti sa
okolinom.
Koliko će to trajati
zavisi od karakteristika materijala kojim je kuća sagrađena.
U ovom radu posebnu
pažnju posvećujem trima vrstama niskotemperaturnih sistema grejanja stambenog
prostora, a to su:
·
podno grejanje,
·
zidno grejanje, i
·
grejne lajsne.
Ova tri sistema su i
najviše zastupljena u svetu, u zavisnosti od oblika prostorija koja treba da se
zagreju. Pokazala su se kao vrlo ekonomična i uspešna, sa malim brojem
negativnih osobina.
U radu sam sa velikim
brojem fotografija pokazao i princip njihovog postavljanja, kao i modele,
odnosno vrste samog sistema.
2. DIREKTIVA EVROPSKOG PARLAMENTA I SAVETA O ENERGETSKOJ
EFIKASNOSTI ZGRADA
Energetska efikasnost zgrada treba da se
izračunava na bazi metodologije, koja se može razlikovati na regionalnom nivou,
koja uključuje, pored toplotne izolacije i druge faktore koji igraju sve
značajniju ulogu, kao što su instalacije za grejanje i klimatizaciju, primenu
obnovljivih izvora energije i projektovanje zgrada. Zgrade će imati uticaj na
dugoročnu potrošnju energije i nove zgrade stoga treba da zadovolje minimalne
zahteve u pogledu energetske efikasnosti prilagođenih lokalnom podneblju. Pošto
primena alternativnih sistema za snabdevanje energijom generalno nije istražena
do svog punog potencijala, treba razmotriti tehničku, ekološku i ekonomsku
opravdanost alternativnih sistema za snabdevanje energijom. Pre nego što počne
izgradnja, mogu se zahtevati specifične studije, ako se mera ili mere, smatraju
opravdanim.
Zahtevi koji se odnose na renoviranje
postojećih zgrada ne smeju da budu nekompatibilni sa nameravanom funkcijom ili
kvalitetom zgrade. Treba da bude moguće da se dodatni troškovi koji su potrebni
za takvo renoviranje povrate u razumnom vremenskom periodu u odnosu na
očekivani tehnički životni vek investicije na osnovu kumulativnih ušteda
energije.
Poslednjih godina došlo je do povećanja
broja sistema za klimatizaciju u zemljama južne Evrope. Ovo stvara znatne
probleme u periodima vršnog opterećenja, dovodi do povećanja troškova za
električnu energiju i remeti energetski bilans u tim zemljama.
Prioritet treba dati strategijama koje
poboljšavaju toplotne karakteristike zgrada i za vreme letnjeg perioda. U tom
cilju, treba dalje razvijati pasivne tehnike hlađenja, prevashodno one koje
poboljšavaju unutrašnje uslove i mikroklimu zgrada.
Termin "energetska efikasnost
zgrade" je stvarno potrošena ili ocenjena količina energije koja
zadovoljava različite potrebe koje su u vezi sa standardizovanim korišćenjem
zgrade, što može da uključi, između ostalog, grejanje, pripremu toplevode,
hlađenje, ventilaciju i osvetljenje. Ova količina će se iskazati kroz jedan ili
više numeričkih činilaca koji su izračunati, uzimajući u obzir izolaciju,
tehničke i ugradbene karakteristike, projektovanje i pozicioniranje prema
klimatskim aspektima, izloženosti suncu i uticaju susednih objekata, sopstvenu
proizvodnju energije i druge faktore, uključujući unutrašnju klimu, koji utiču
na energetske potrebe.
2.1 Postavljanje zahteva za
energetsku efikasnost
Države članice će
preduzeti sve potrebne mere da se utvrede minimalni zahtevi u pogledu
energetske efikasnosti zgrada, gde može da se prave razlike između novih i
postojećih zgrada. Države članice će preduzeti sve potrebne mere kojima se
obezbeđuje da nove zgrade ispunjavaju minimalne zahteve u pogledu energetske
efikasnosti.
Za nove zgrade sa
ukupnom korisnom podnom površinom preko 1000 m2, države članice će
zahtevati da se, pre nego što počne njihova izgradnja, razmotri i uzme u obzir
tehnička, ekološka i ekonomska opravdanost alternativnih sistema kao što su:
decentralizovani sistemi za snabdevanje energijom na bazi obnovljivih izvora
energije, spregnuta proizvodnja toplote i električne energije (SPETE,
kogeneracija), daljinsko ili centralizovano grejanje ili hlađenje, ako je
raspoloživo, toplotne pumpe, pod određenim uslovima.
Za postojeće zgrade
preduzeće sve potrebne mere kojima se obezbeđuje da se pri većem renoviranju
postojećih zgrada sa ukupnom korisnom podnom površinom preko 1000 m2,
poboljša njihova energetska efikasnost kako bi se zadovoljili minimalni zahtevi
ukoliko je to tehnički, funkcionalno i ekonomski opravdano.
Jednostavne mere
povećanja energetske efikasnosti, bez dodatnih troškova, uz trenutne uštede:
Ugasiti
grejanje ili hlađenje noću i kada nema nikoga kod kuće;
- Noću
spustiti roletne i navući zavese;
- Izbegavati
zaklanjanje i pokrivanje grejnih tela zavesama, maskama i sl.;
- Vremenski
optimizirati grejanje i pripremu tople vode;
- U
sezoni grejanja smanjiti sobnu temperaturu za 1°C;
- U
sezoni hlađenja podesiti hlađenje na min 26°C;
- Koristiti
prirodno osvetljenje u što većoj mjeri;
- Isključiti
rasvetu u prostoriji kad nije potrebna;
- Mašine za veš i posuđe uključivati samo kad su pune,
najbolje noću.
Mere za povećanje energetske
efikasnosti uz male troškove i brzi povratak investicije (do 3 godine):
Zadihtovati
prozore i spoljna vrata;
- Proveriti i popraviti okov na prozorima i vratima;
- Izolovati niše za radijatore i kutije za rolete;
- Toplotno izolovati postojeći kosi krov ili tavanicu prema
negrejanom tavanu;
- Redukovati toplotne gubitke kroz prozore ugradnjom roletni,
postavljanjem zavesa i sl.
- Ugraditi termostatske ventile na radijatore;
- Redovno servisirati i podešavati sistem grejanja i
hlađenja;
- Ugraditi automatsku kontrolu i nadzor energetike kuće;
- Ugraditi štedljive sijalice u rasvetu;
- Zameniti potrošače energetski efikasnijima -energetske
klase A.
Mere za povećanje
energetske efikasnosti uz nešto veće troškove i duži period povraćaja
investicije (više od 3 godine). Ove mere najbolje je izvoditi istovremeno s
nužnim merama rekonstrukcije.
- Zameniti prozore i spoljna vrata toplotno
kvalitetnijim prozorima (preporuka U(k)prozora 1,1-1,8 [W/m2K]);
- Toplotno izolovati ceo spoljni omotač kuće, dakle
zidove, podove, krovne površine prema negrejanim prostorima;
- Izgraditi vetrobran na ulazu u kuću;
- Sanirati i obnoviti dimnjak;
- Izolovati cevi za toplu vodu i kotao;
- Analizirati sistem grejanja i hlađenja u kući i
po potrebi ga zameniti energetski efikasnijim sistemom, te ga kombinovati
s obnovljivim izvorima energije.
2.2 Energetska sertifikacija
objekata
Novi Zakon o
planiranju i izgradnji uvažava značaj energetske efikasnosti objekata. Obaveza
unapređenja energetske efikasnosti objekata definisana je u fazi projektovanja,
izvođenja, korišćenja i održavanja (član 4), tako da se propisana energetska
svojstva utvrđuju izdavanjem sertifikata o energetskim svojstvima objekata. U
Zakonu su precizno definisani najvažniji pojmovi unapređenja energetske
efikasnosti i energetska svojstva objekata. Prvi pojam se definiše kao
smanjenje potrošnje svih vrsta energije, ušteda energije i obezbeđenje održive
gradnje primenom tehničkih mera, standarda i uslova projektovanja, planiranja,
izgradnje i upotrebe objekata. Drugi, pojam primarne energije (pe), kao stvarno
potrošenu ili ocenjenu količinu energije koja zadovoljava različite potrebe
koje su u vezi sa standardizovanim korišćenjem objekta (što uključuje grejanje,
pripremu tople vode, hlađenje, ventilaciju i osvetljenje).
Sertifikat o
energetskim svojstvima objekta izdaje ovlašćena organizacija koja ispunjava
propisane uslove za izdavanje sertifikata o energetskim svojstvima objekata,
koji će obavljati licencirana lica iz odgovarajuće struke.
Ovaj sertifikat čini
sastavni deo tehničke dokumentacije koja se prilaže uz zahtev za izdavanje
upotrebne dozvole. Pri tehničkom pregledu, biće obavezan i energetski tehnički
pregled.
3.
Energetski tehnički pregled
3.1 Značaj energetskog
pregleda
Savremeno upravljanje
energijom u zgradama uključuje široku analizu svih energetskih sistema zgrade.
Energetski pregled
zgrade podrazumeva analizu toplotnih
karakteristika i energetskih sistema zgrade s ciljem utvrđivanja efikasnosti
i/ili neefikasnosti potrošnje energije te donošenja zaključaka i preporuka za
povećanje energetske efikasnosti.
Energetski pregled
predstavlja analizu (detaljnost
zavisi o tipu energetskog pregleda) kako se u domaćinstvu, komercijalnoj ili
javnoj ustanovi (npr. tržni centari, bolnice, poslovne ili stambene zgrade)
koristi energija i voda, te koliki su računi za potrošnju istih i šta treba
uraditi da bi se smanjila potrošnja uz očuvanje istog nivoa komfora.
Sastavni deo izveštaja
o obavljenom energetskom pregledu su:
– Preporuke za promene u
radu i/ili ponašanju
– Preporuke za zahvate i
investicije kojima se mogu postići uštede u potrošnji energenata, bez
narušavanja uslova rada ili boravka u prostoru.
Ekonomska analiza
predloženih mera sastavni je deo izveštaja o obavljenom energetskom pregledu.
U stručnoj praksi
razlikuju se dve vrste energetskih pregleda:
– Preliminarni ili tzv.
walk-through energetski pregled
– Detaljni energetski pregled
koji podrazumeva i izradu Studije o investicijama
Uvođenjem energetske
sertifikacije zgrada, energetski pregled zgrade postaje veoma značajan i
osnovna podloga za izradu energetskog pasoša.
3.2 Preliminarni energetski
pregled
Preliminarni
energetski pregled je prvi korak koji treba da se sprovede na putu kontrole
troškova i smanjenja potrošnje energenata. Analizirati potrošnju energije i
vode minimalno u poslednje tri godine, gde se kao ulazni podaci pojavljuju
računi koji odredjujui osnovnu potrošnju. Prilikom pristupanja vršenju
preliminarnog energetskog pregleda neke zgrade ili objekta obavezno se priprema
odgovarajući upitnik za dobijanje osnovnih informacija o energetskoj situaciji
u zgradi. Osnovni upitnik pomaže vršiocu pregleda auditoru da uspostavi
kontakat s odgovornom osobom zaduženom za problematiku energetike u zgradi – soft
questions.
Nakon analize prvog
upitnika klijentu se dostavlja i tzv. detaljni upitnik za sagledavanje
kompletne energetske situacije u objektu. Nakon analize detaljnog upitnika vrši
se tzv. preliminarni energetski pregled zgrade. Preliminarni energetski pregled
mora biti dobro pripremljen i zbog toga mora da se ispuni uslov o dobroj
komunikaciji s odgovornom osobom koja je zadužena za problematiku o energetici
u zgradi.
Poseta zgradi tokom
trajanja preliminarnog energetskog pregleda traje 1 dan i auditoru daje kratki
uvid u stanje energetike zgrade. Tokom trajanja preliminarnog energetskog
pregleda mogu da se sprovedu i kraća merenja na osnovu kojih će izvođač
pregleda dobiti kvalitetniju sliku o tome kako se u analiziranoj zgradi troši
energija. Kroz razgovor s odgovornom osobom za pitanja energetike u
analiziranoj zgradi auditor raščišćava sve eventualne nejasnoće iz detaljnog upitnika.
Rezultati
preliminarnog energetskog pregleda predaju se korisniku u formi izvještaja koji
sadrži:
– Energetski i troškovni
bilans
– Pregled svih analiziranih
tehničkih mera poboljšanja energetske efikasnosti u zgradi koji sadrži
proračun/procenu ušteda, procenu potrebne investicije, jednostavni period
povratka ulaganja, kao i proračun ušteda u emisijama štetnih gasova.
3.3 Detaljni energetski
pregled
Ukoliko se kroz
preliminarni energetski pregled pokaže da postoji značajan potencijal za
uštede, pristupa se detaljnom energetskom pregledu koji se završava studijom o
investicijama.
Trajanje detaljnog
energetskog pregleda može dosta da varira (od nekoliko nedelja do nekoliko
meseci) a sve zavisi o složenosti samog objekta koji se analizira. Specifičnost
detaljnog energetskog pregleda leži u činjenici da su neophodna različita
merenja pri čemu se merna
oprema za snimanje potrošnje energije u pojedinim segmentima, ali i objekta u
celini, ostavlja na lokaciji u trajanju od dve do četiri nedelje.
Bez provere merenjem korisniku se ne može
ponuditi kvalitetno rešenje jer bilans potrošnje energije ne mora da odgovara
stvarnom stanju (pretpostavke na osnovu kojih je napravljen bilans tokom
preliminarnog energetskog pregleda ne moraju u potpunosti biti tačne).
Korisniku se mora sasvim jasno objasniti da
bez sistematskog pristupa i sprovođenja preliminarnog i detaljnog energetskog
pregleda nema ni zagarantovano ostvarivanje ušteda. Ulazak u investiciju bez
kvalitetnog snimka prethodnog stanja i analize budućeg objekta gotovo sigurno
vodi u promašaj.
Merenja se sprovode kako bi se proverile
pretpostavke koje su postavljene tokom preliminarnog pregleda i napravila što
je moguće tačnija ocena trenutnog ali i procena budućeg stanja.
U zgradarstvu je značajna primena IC
termovizije. Prednost IC termovizije je beskontaktno merenje temperature, koje
omogućava merenje na daljinu, merenje nedostupnih objekata i merenje bez
razaranja. Mana je još uvijek relativno visoka cena.
Termovizijskim snimanjem zgrada, moguće je
locirati toplotne nedostatke konstrukcije i usmeriti zahvate na sanaciji prema
optimalnom poboljšanju energetske efikasnosti sistema zgrade. Termovizija je
izuzetno korisna metoda u istraživanju i unapređivanju energetske efikasnosti u
građevinarstvu. Sve više se uvodi kao obavezna metoda kod kontrole pri
primopredaji objekata, kao i pri redovnom nadzoru i održavanju zgrada.
Na osnovu porasta kvaliteta prikupljanja
ulaznih podataka za izradu bilansa tokom preliminarnog energetskog pregleda
rezultati su sve bliži stvarnom stanju, ali još uvek ih treba potvrditi
merenjem. Samo merenjem potvrđen bilans ima značaj za procenu budućeg stanja,
pri čemu procena na osnovu neproverenih podataka vodi u promašaj. Samo kad se
zna gde se troši energija može se delovati u cilju njene racionalizacije.
Merenja se sprovode i u cilju potvrđivanja
ušteda. Samo izvršenim merenjima može se potvrditi ili opovrgnuti uspeh svakog
pojedinog projekta energetske efikasnosti. Bez sistematskog pristupa i
sprovođenja preliminarnog i detaljnog energetskog pregleda nema ni zagarantnog
ostvarivanja ušteda. Sve uštede u energiji i vodi moguće je potvrditi samo
merenjem.
Potrošnja energije u zgradama izražava se u kWhpe⁄m² godišnje.
Energetski efikasne
zgrade imaju malu potrošnju energije za obezbeđivanje grejanja, hlađenja,
sanitarne tople vode, ventilaciju i osvetljenje.
Kategorija A
predstavlja niskoenergetski efikasne objekte. Ovde razlikujemo nekoliko
pojmova:
- nultoenergetsi objekti (0
[kWh⁄m²] pe godišnje),
- pasivni objekti (do 15
[kWh⁄m²] pe godišnje),
- niskoenergetski objekti
(do 40 [kWh⁄m²] pe godišnje).
Prosečni stanovi u
Srbiji spadaju u kategoriju F i G, što nam govori da se kod nas malo obraća
pažnja na ovu problematiku, što će nadajmo se uskoro biti promenjeno uvođenjem
energetskih tehničkih pregleda i izdavanjem sertfikata tj. energetskih pasoša
zgradama. Ovaj sertifikat će biti od velike važnosti, jer će on u najvećoj meri
diktirati vrednost objekata i samim tim doprineti boljoj energetskoj
efikasnosti u građevinarstvu.
3.4 Energetski pasoš
Kuće i stanovi
napravljeni u Srbiji pre 1970. godine nemaju skoro nikakvu toplotnu izolaciju,
dok je i kod zgrada napravljenih pre 1980. godine termoizolacija vrlo skromna.
Preko 75% zgrada u Srbiji napravljeno je pre 1980. godine. Na ovim objektima
moguće je postići najveće uštede energije grejanja, čak i do 80%.
Poređenje
potrošnje energije
Niskoenergetske i
pasivne kuće sa značajnom termoizolacijom vrše značajnu uštedu energije
grejanja i do 10 puta, a takođe i višestruko smanjuju emisiju CO u životni
prostor.
Energijom koja se
potroši za zagrevanje jedne prosečno izolovane kuće u Srbiji, mogu se zagrejati
3-4 niskoenergetske kuće ili 7-8 pasivnih kuća.
Koncept
niskoenergetskih i pasivnih kuća veoma je popularan u EU i finansijski podržan
od strane vlada, a i u našoj zemlji se prvi pilot projekti.
4. GRAĐEVINSKI MATERIJALI I SKLOPOVI
Termički omotač objekta
|
Elementi i
sistemi
u kontaktu
sa spoljnim
vazduhom
|
Netransparentne
pozicije
|
Spoljni zid
|
Dilatacioni zid
|
Ravan krov iznad
grejanog prostora
|
Kos krov iznad grejanog
prostora
|
Međuspratna
konstrukcija iznad spoljnog prostora
|
Transparentne
pozicije
|
Prozori i balkonska
vrata
|
Ulazna vrata
|
Stakleni krovovi,
svetlosne kupole, izlozi, zimske bašte,
|
Unutrašnje
pregradne konstrukcije
|
Zidovi između
grejanih prostorija različitih korisnika
|
Zidovi prema
negrejanim prostorima
|
Međuspratna k.
između grejanih prostorija različitih korisnika
|
Međuspratna
konstrukcija ispod negrejanog prostora
|
Međuspratna
konstrukcija iznad negrejanog prostora
|
Konstrukcije
u tlu
|
Zid u tlu
|
Pod na tlu
|
Ukopana krovna
konstrukcija
|
|
|
|
|
KROZ
TRANSPARENTNE POZICIJE SE GUBI NAJVEĆI
PROCENAT
TOPLOTNE ENERGIJE
- OKO 40 % U SLUČAJU
STANDARDNIH PROZORSKIH OTVORA
- OKO 70 – 80% U SLUČAJU ZID
ZAVESA
NEOPHODNO
JE POSVETITI POSEBNU PAŽNJU
TRANSPARENTNIM
POZICIJAMA
- REZULTATI MERENJA
(SERTIFIKATI)
- PRECIZNA
RAČUNICA U SKLADU SA EN ISO
Spoljni zid– slojeviti
Slojeviti zid (puna opeka u malteru, 25cm)
|
Stari propisi
|
Novi propisi
(Postojeće grade)
|
Novi propisi
(Nove zgrade)
|
|
Kmax =0.9 W/m2K
|
Umax =0.4 W/m2K
|
Umax =0.3 W/m2K
|
Min.debljina termoizolacije
(λ=0.04 W/mK)
|
3 cm
(uobičajeno 5 cm)
|
10 cm
(preporuka ≥12 cm)
|
12 cm
(preporuka ≥15 cm)
|
(λ=0.03 W/mK)
|
2 cm
|
7 cm
(preporuka ≥8 cm)
|
10 cm
(preporuka ≥12 cm)
|
5.
ZADRŽAVANJE TOPLOTE
Tanak zid sagrađen od
materijala koji dobro provodi toplotu, brzo će u zimskom periodu ohladiti kuću,
odnosto prostor u kući. Leti se dešava obrnut proces, odnosno, vrlo brzo će
spoljna temperatura prodreti u unutrašnjost kuće.
Da bi održali toplotu u
unutrašnjosti kuće u zimskom periodu trošimo ogromne količine energenata pri
grejanju prostora. Isto se dešava sa rashlađivanjem prostora u letnjem periodu.
Potrošnja električne energije za rad klima uređaja je enormna.
Da bi smanjili potrošnju
energenata kuća se mora toplotno izolovati, odnosno moraju se postaviti
materijali koji spadaju u tzv. toplotno izolacione materijale.
Zbog jednostavnosti i
razumljivosti danas se najčešće služimo takozvanim U – faktorom (koeficijentom prolaza toplote) koji je na EU tržištu
najpopularniji podatak za nužnu procenu toplotnih svojstava i pojavljuje se u
većini propisa i normi. Sasvim je dovoljno zapamtiti – zid sa U=0,2W/m2K
ima bitno bolje toplotne osobine od, recimo, zida od U=0,8W/m2K, što
znači da zid koji ima manji U – faktor
je bolji izolator, odnosno, teže propušta toplotu.
U građevinskoj fizici toplotna provodljivost (λ) izražava se
u vatima-po-metru-i-stepenu, (na primer λ=0,87W/mK). toplotna provodljivost
određuje se prema količini toplote koja u 1 sekundi prostruji kroz površinu od
1 kubnog metra materijala (1m3) pri temperaturnoj razlici između dve
spoljne površine od 1K (1oC).
ΔT=T1 – T2=1oC
Što je vrednost λ manja,
slabija je i toplotna provodljivost, a materijal nudi povoljniju toplotnu
zaštitu.
R – vrednost ili toplotni
otpor je svojstvo o kojem zavisi delotvornost izolacionog materijala
određene debljine. Jer, tu je uz toplotnu provodljivost materijala uključena i
debljina ugrađenog materijala.
Koeficijent prelaza toplote (α) određuje brzinu prelaska
toplote sa jednog materijala na drugi. Ovaj podatak se određuje u
labaratorijskim uslovima. Otpor prelaza
toplote zapravo je obrnuta vrednost koeficijenta prelaza toplote i
obeležava se sa (1/α).
Poboljšanje toplotne
zaštite kuće ili gradnja po najnovijim i najstrožijim zahtevima energetske efikasnosti,
danas je apsolutno najbolja investicija u koju se možete upustiti, naročito ako
se zna da će cena energenata stalno rasti.
U dobro izolovanoj kući
ugodnije i zdravije se živi, podjednako ste zaštićeni od zimskih prodora
hladnoće i leti od tropskih vrućina. u dobro izolovanim kućama nema gljivica i
buđi, a uštede u grejanju i hlađenju oslobađaju novac za neka druga ulaganja.
5.1 ISPLATIVOST JEFTINIJEG GREJANJA
Iako se mnogi opravdavaju
zadovoljajavajućom debljinom zida od „toliko-i-toliko“ centimetara, time samo
otkrivaju svoje neznanje i neinformisanost. Toplotnu zaštitu ne osiguravaju
centimetri već sposobnost zida da uspori prolaz toplote. Na primer, debeli
armirano-betonski zid toplotno prava je mizerija u poređenju sa nekoliko cm
kamene vune, stiropora ili poliuretana....
Kako toplotu ništa ne
može zaustaviti, već samo usporiti i najdeblji zid se može poboljšati dodatnim
slojem delotvornog izolatora.
Zato nije teško nabrojati
barem pet nerazdvojnih razloga zbog kojih kuću treba izolovati:
·
bitno manji troškovi grejanja i hlađenja,
·
viša temperatura unutrašnjih površina i udobnije
stanovanje,
·
smanjena mogućnost građevinskih šteta, pojave kondenzata
i gljivica na hladnom zidu,
·
povećanje ukupne vrednosti zgrade, ekonomičnije
stanovanje,
·
manja potrošnja ogreva, manja emisija CO2.
Bez obzira kojim redom se
nabrajaju, oni ostaju međusobno povezani jer u svakom se ogleda delovanje
ostalih. Stoga je i ulaganje u kvalitetnu toplotnu zaštitu kuće isplativ potez
i dobra investicija.
Kako sad stvari stoje u
poslovnom svetu je sigurno samo jedno – cena energije će rasti, rasti i
rasti.... Zato svaki zahvat kojim unapred smanjujemo energetske gubitke znači
garantovano veće uštede u budućnosti.
Ali dodatna toplotna
zaštita kojom će te s’polja obložiti kuću nudi i ostale pogodnosti:
- sprečava pregrejavanje stana leti,
- zimi se hladni zidovi ne orošavaju,
- izolovani zidovi akumuliraju više toplote,
- nema toplotnih mostova ni oštećenja zgrade,
- dodatni izolator prekriva pukotine pa je nova fasada trajnija.
U stručnim raspravama sve
više se počinju upotrebljavati stručni, naizgled čudni, termini: dvolitarska ili trolitarska kuća. Odavno
znamo za jednolitarske, dvolitarske ili trolitarske motore u automobilima gde
se zapremina cilindra u kojima eksplodira mešavina goriva i vazduha meri u
litrima.
Ali kuće...I šta to
uopšte znači: dvolitarska ili trolitarska kuća... Podela kuća po litrama
utrošenog ogreva rezultat je nauke, tehničkih poboljšanja, tehnoloških
prilagođenja, itd.
Promocijom tzv. malolitražne kuće oblikovana je i
popularna klasifikacija kojom se opisuju kućne energetske potrebe, a time i
potrošnja. U čarobnu formulu moderne gradnje danas se nabolje uklapa i tzv. trolitarska kuća koja godišnje ne sme
potrošiti više od 3 litra lož-ulja po kvadratnom metru stambene površine (3
lit/m2), dok najavljivana pasivna
kuća koja će vladati graditeljstvom u bliskoj budućnosti, treba da troši
upola manje (1,5 lit/m2).
Ako znamo da u ukupnoj
energetskoj potrošnji prosečne porodične kuće na rasvetu i elektrouređaje
otpada oko 13%, na pripremu tople vode oko 12%, a na grejanje stambenog
prostora lavovskih 75%, očigledno je da svako smanjenje ove poslednje stavke
donosi osetnu uštedu.
Zašto godinama plaćati
sve skuplju energiju kada se primenom modernih građevinskih materijala i znanja
ovaj trend može bitno usporiti ili čak zauvek izbeći.
Pasivna kuća može se
sagraditi gotovo uz iste troškove – kao i kada se gradi klasična kuća iste
površine (dimenzija). U svetu se iz godine u godinu povećava nroj
novoizgrađenih pasivnih kuća.
Pasivna kuća mora
zadovoljavati tačno određene kriterijume.
- grejanje – najviše 10 kW/m2,
- ukupne energetske potrebe (svi potrošači, struja, topla voda) najviše
42 kW/m2,
- ukupne potrebe za primarnom energijom (za sve) najviše 120 kW/m2
Ovde će se posebna pažnja
posvetiti na tri vrste grejanja, a to su: podno grejanje, zidno grejanje i
grejanje pomoću grejnih lajsni. Sve tri vrste su po tehničkim i eksploatacionim
karakteristikama vrlo slični, koriste skoro istu temperaturu grejnog medijuma,
za stvaranje toplote mogu koristiti skoro sve vrste obnovljivih izvora
energije. Vrlo su ekonomični, prave velike uštede u potrošnji energenata, ne
škodljivi su po zdravlje čoveka i prirodnu sredinu itd.
6. Osnove energetskog bilansiranja zgrade
6.1 Uvodna razmatranja – potrošnja
energije u zgradama
Kada je u
pitanju korišćenje energetskih resursa, danas su u primeni brojna tehnička
rešenja koja doprinose efikasnom sagorevanju fosilnih goriva, uz smanjenje
gubitaka i povećanje stepena korisnosti. Međutim, na početku trećeg milenijuma,
uz velike tehničke i tehnološke prodore u mnogim oblastima, čovečanstvo se
suočava sa sve većim problemima iscrpljenja resursa energije i sirovih
materijala, posebno minerala, oštećenjem i zagađenjem životne sredine –
vazduha, vode, zemlje i sve bržim smanjivanjem šumskih i obradivih
poljoprivrednih površina. Interes za iskorišćavanjem prirodnih resursa u
uslovima intenzivnog tehničkog i ekonomskog razvoja je u porastu, a cilj je
dostići održivost, odnosno, zadovoljiti potrebe danas, ne dovodeći u opasnost
mogućnost budućih generacija da zadovolje svoje potrebe za energijom. Pored
racionalizacije potrošnje energije unapređenjem energetske efikasnosti u svim
oblastima, danas se teži razvijanju što nezavisnijeg, vitalnijeg i elastičnijeg
sistema energetike u kome primena obnovljivih izvora energije može da ima važnu
ulogu u zadovoljavanju energetskih potreba. U tom smislu, intenzivirano je
korišćenje alternativnih i obnovljivih izvora energije, kao što su: solarna
energija (aktivini i pasivni sistemi), energija vetra, energija biomase,
geotermalna energija, hidroenergija, kao i korišćenje “otpadne” toplote.
Analize i
studije energetike Beograda i drugih gradova u Srbiji su pokazale da se samo na
toplotne svrhe (grejanje, klimatizacija, priprema tople sanitarne vode) kod nas
odnosi čak 38% ukupnih potreba za energijom, obuhvatajući sve objekte, kako
stambene, tako javne i industrijske. Pri tome se najveći deo energije koristi
za grejanje.
Potrošnju
energije u zgradama potrebno je minimizirati na način tako da ne dođe do
narušavanja uslova komfora, što znači da je neophodno, tokom cele godine,
održavati termičke parametre unutrašnje sredine, kvalitet vazduha, potreban
nivo osvetljenosti, dovoljnu količinu tople sanitarne vode. Tehnički sistemi u
zgradi, koji obezbeđuju uslove komfora jesu porošači energije. Primenom
različitih mera moguće je poboljšati energetsku efikasnost, pri čemu treba
voditi računa o finansijskim efektima primenjenih mera.
Problemi
koji se javljaju prilikom neracionalne potrošnje energije mogu se
okarakterisati kroz sledeća zapažanja:
- Postoji trend porasta
potrošnje ukupne energije u svim sektorima (za Republiku Srbiju se
predviđa porast sa sadašnjih 8,412 Mtoe na 9,376 Mtoe do 2018. godine);
- Mnoga domaćinstva
neefikasno koriste električnu energiju za grejanje i hlađenje prostora;
- Rasipanju energije u
domaćinstvima doprinosi neefikasno zagrevanje sanitarne vode i neefikasni
uređaji za grejanje i osvetljenje prostora;
- Neracionalno
gazdovanje energijom za grejanje kroz neadekvatni tarifni sistem naplate
troškova;
- Problem redovnog
investicionog održavanja zgrada i tehničkih sistema;
- Problem nedostatka
podsticajnih mera za sprovođenje projekata unapređenja energetske
efikasnosti u zgradama;
- Problem nedovoljne
informisanosti finalnih korisnika;
- Problem nedostatka obrazovanog kadra za
upravljanje energetskim tokovima u javnom sektoru u lokalnim samoupravama.
Mere koje
se primenjuju za poboljšanje energetske efikasnosti u zgradama mogu se podeliti
u tri osnovne grupe:
1. Mere
poboljšanja karakteristika same zgrade kroz smanjenje potreba za
grejanjem u zimskom i hlaĐenja u letnjem periodu (termička izolovanosti i
zaptivenost, zaštita od Sunčevog zračenja leti);
2. Mere
unapređenja termotehničkih instalacija kroz primenu opreme i ureĐaja sa
visokim stepenom korisnosti, korišćenje otpadne toplote i obnovljivih izvora
energije (bolje iskorišćenje primarne energije);
3. Mere
optimizacije eksploatacije tehničkih sistema kroz uvoĐenje automatskog
upravljanja rada instalacija grejanja, hlaĐenja, ventilacije i veštačkog
osvetljenja (termički parametri sredine se održavaju na željenom nivou samo u
periodu korišćenja prostorija u zgradi).
Od ukupne
potrošnje energije u zgradama 70% se troši u domaćinsvima i stambenim zgradama,
18% u komercijalnim, dok se u zgradama javne namene potroši oko 12% energije.
Prilikom
analize primene mera unapređenja energetskih performansi važno je problemu
pristupiti određenim redosledom, počevši sa grupom mera poboljšanja
karakteristika same zgrade, preko mera smanjenja gubitaka toplote pri
proizvodnji i distribuciji toplote, do grupe mera koje podrazumevaju zamenu
uređaja i opreme sistema za grejanje, klimatizaciju i pripremu sanitarne tople
vode ili sistema osvetljenja, uz uvođenje regulacije rada sistema.
Primena
svake pojedinačne mere zavisi od namene zgrade, kao i od trenutnog ukupnog
stanja u kome se zgrada nalazi. Ako je zgrada građena u periodu kada nije bilo
propisa o termičkoj zaštiti, čest je slučaj da su spoljni zidovi, krov, kao i
konstrukcije ka negrejanim prostorima izvedeni bez termičke izolacije. Takođe
je važno razmatrati efekte svake primenjene mere pojedinačno, a zatim zbirni
efekat nekoliko primenjenih mera, u težnji da se postigne zadovoljavajući
period otplate investicije.
Redosled
analize mera za unapređenje energetske efikasnosti zgrade:
- I grupa: poboljašanje
termičke izolovanosti i zaptivenosti zgrade uz primenu pasivnih mera
zaštite od Sunčevog zračenja (rezultat: smanjenje potrebnog kapaciteta
izvora toplote, instalisane snage grejnih tela i ukupnih toplotnih potreba
zgrade; smanjenje potreba za hlađenjem i poboljšanje termičkog komfora)
- II grupa: izolacija
toplovoda i dela cevne i kanalske mreže (rezultat: smanjenje gubitaka u
distribuciji toplote i potrebne primarne energije)
- III grupa: zamena
izvora / energenta (rezultat: povećanje ukupnog stepena korisnosti
postrojenja)
- IV grupa: centralna
regulacija sistema grejanja – kvalitativna regulacija prema spoljnoj
temperaturi (rezultat: smanjenje pregrevanja prostorija – 1oC
viša temperatura unutrašnjeg vazduha dovodi do povećanja potrošnje toplote
za cca. 6%)
- V grupa: lokalna
regulacija – termostatski ventili i cirkulacione pumpe sa promenljivim
brojem obrtaja (kod zgrada sa više zona i različitog režima korišćenja)
- VI grupa: uvođenje
CSNU sistema (kod zgrada sa složenim termotehničkim sistemima: grejanje,
ventilacija, STV, klimatizacija; mogućnost povezivanja ostalih servisa:
osvetljenje, protivprovalni...)
- VII grupa: primena OIE
(npr. PSE za pripremu STV – rezultat: smanjenje potrebne primarne energije
i emisije CO2; toplotna pumpa u kombinaciji sa
niskotemperaturskim sistemom grejanja – rezultat: visok stepen korisnosti;
mogućnost sniženja unutrašnje projektne temperature; mogućnost korišćenja
za potrebe hlađenja)
- ......Korišćenje otpadne toplote i tehnike noćne
ventilacije.....
6.2 Uticajni parametri na potrošnju
energije u zgradama
Najvažniji
uticajni parametri na potrošnju energije termotehničkih sistema u zgradi
(sistema grejanja, ventilacije i klimatizacije) mogu se podeliti u pet grupa:
1.
Klimatski faktori, koji su određeni lokacijom na kojoj se zgrada nalazi;
2.
Termički omotač i geometrija zgrade,
3.
Karakteristike KGH sistema, izvora energije i nivoa automatske regulacije,
4. Režim
korišćenja i održavanja zgrade i tehničkih sistema i
5.
Eksploatacioni troškovi, odnosno cene energenata i energije.
Klimatski
faktori, kao što je godišnje kretanje temperature vazduha i relativne
vlažnosti, insolacija i dozračeni intenzitet sunčevog zračenja, vetrovitost, i
drugo, odlika su lokacije na kojoj se zgrada nalazi. Prema tome, prilikom
projektovanja zgrade i tehničkih sistema u njoj, neophodno je poznavati
klimatske karakteristike podneblja, koje se, na određen način, uzimaju kao
ulazni podaci za proračune. Kada su u pitanju KGH (Klimatizacija, Grejanje,
Hlađenje) sistemi, neophodni ulazni podaci su: podaci o termičkom
omotaču (koeficijenti prolaza toplote građevinskih elemenata, zaptivenost
prozora i vrata), spoljna projektna temperatura za zimu i leto, dužina perioda
grejanja i hlađenja, vetrovitost predela, položaj i orjentacija zgrade, itd.
Zgrade iste namene, a koje se nalaze u bitno različitim klimatskim podnebljima,
veoma se razlikuju, kako po arhitekturi i primenjenim materijalima, tako i po
tehničkim rešenjima instalacija u njima.
Termički
omotač, geomerija zgrade, njen položaj u odnosu na izloženost Suncu i vetrovima
direktno utiču na energetske potrebe zgrade. Što je bolja termička izolacija i
zaptivenost prozora i vrata, a manji faktor oblika, potrebna instalisana snaga
sistema za grejanje će biti manja. Dobra zaptivenost prozora može značajno
umanjiti ventilacione gubitke toplote. Podatak o specifičnom potrebnom
instalisanom kapacitetu grejnih tela q (W/m2) govori o tome koja
vrsta sistema za grejanje se može primeniti u zgradi. Način postavljanja
termičke izolacije i korišćenje toplotne inercije zgrade takođe je važan
podatak. Veličina prozora i korišćenje dnevnog svetla utiče na veštačko
osvetljenje, potrošnju električne energije i dobitke toplote od unutrašnjih
izvora. Načini zaštite od Sunčevog zračenja tokom leta u velikoj meri mogu
sniziti toplotno opterećenje zgrade, kao i instalisani kapacitet rashladnog
postrojenja. Raspored prostorija unutar zgrade, atrijumski prostori i galerije
mogu imati značajan uticaj prilikom korišćenja prirodnog provetravanja zgrade.
Pažljivim
i stručnim izborom KGH sistema, izvora snabdevanja energijom i nivoa automatske
regulacije moguće je ostvariti značajne uštede energije koju ovi sistemi troše
tokom godine. Dve zgrade „bliznakinje“, koje su identične po nameni, geometriji
i energetskim potrebama, mogu imati značajno različitu potrošnju energije u
zavisnosti od vrste izvedenih tehničkih sistema u njima. Samo prilikom
formiranja konceptualnog rešenja neophodno je uzeti veliki broj ulaznih
podataka u razmatranje. Namena, režim korišćenja, geomerija, termička zaštita
zgrade, kao i klimatski podaci samo su deo ulaznih parametara. Potrebno je
razmotriti prostor za smešataj ureĐaja i opreme, načine vođenja instalacija
kroz zgradu i uklapanje u enterijer, raspoložive načine snabdevanja energijom,
primenu obnovljivih izvora energije, integraciju rada različitih sistema, kao i
potreban nivo nadzora i upravljanja sistemima u zgradi. Kod složenih i velikih
zgrada, velikih investicionih vrednosti, često se razmatraju varijantna
rešenja, na kojima rade multidisciplinarni timovi – arhitekte, mašinski i
inženjeri elektrotehnike.
Kako bi
zgrada, tokom svog životnog veka, imala zadovoljavajuće energetske performanse,
potrebno je redovno i pravilno održavanje zgrade i sistema u njoj. Ukoliko
izostane redovno održavanje a ne naruši se u potpunosti funkcionalnost sistema,
gotovo redovno se javlja slučaj neracionalne potrošnje energije. Osnovni
primeri su: oštećenje ili potpuno uklanjanje termičke izolacije uređaja,
cevovoda i kanala za vazduh, što za posledicu ima povećane gubitke toplote
sistema, kondenzaciju vlage iz vazduha i oštećenja uređaja i enterijera;
zaprljanje distributivne mreže i elemenata opreme, što rezultuje povećanim
naporima pumpi i ventilatora a dovodi do veće potrošnje električne energije za
njihov pogon; uklanjanje zaprljanih filtera za vazduh umesto njihove zamene
dovodi do lošeg kvaliteta vazduha; prestanak funkcije regulacione armature ili
opreme, osim pogoršanja termičkih parametara sredine (pregrevanja zimi ili
pothlađivanja leti) neminovno utiče na povećanu potrošnju energije, dok u
ekstremnim slučajevima može izazvati havarijska oštećenja sistema i veliku
štetu, a ponekad ugroziti i ljudske živote. Koliko je važno dobro projektovati i
izvesti sisteme u zgradi, od jednake je važnosti njihovo održavanje i pravilno
gazdovanje, kako bi oni mogli da pruže svoj maksimum.
Prilikom
projektovanja novih sistema, a češće prilikom izvođenja projekata rekonstukcije
postojećih, sastavni deo procedura je sprovođenje tehno-ekonomske analize,
odnosno sagledavanja investicionih i eksploatacionih troškova kroz životni vek
projekta. Međutim, ne može se uvek sa dovoljnom preciznošću predvideti na duži
rok kretanje cena energije i energenata. Ukoliko postoji disparitet cena na
tržištu, doći će do pojave neracionalne potrošnje energije. Osnovna motivacija
korisnika jeste cena koju plaćaju za grejanje, odnosno klimatizaciju. Ekstremni
primer je paušalna naplata troškova grejanja zgrada koje se toplotom snabdevaju
iz sistema daljinskog grejanja. Fiksni mesečni trošak za grejanje nije
uslovljen potrošenom energijom, pa samim tim ne postoji motiv korisnika da se
racionalno odnosi prema potrošnji energije. Isto važi za ponašanje korisnika
poslovnih zgrada u kojima sam korisnik ne plaća račune, već to čini vlasnik.
Niska cena pojedinog energenta usloviće neracionalnu potrošnju jer je ona
jeftinija nego sprovođenje mera koje bi doprinele uštedama.
6.3 Toplotni bilans
zgrade u zimskim uslovima
Prilikom
postavljanja toplotnog bilansa zgrade granicu sistema čini termički omotač,
koji grejani prostor deli od spoljašnje okoline (vazduha i tla) i negrejanih
prostorija u zgradi (tavanski i/ili podrumski prostor). Za zimski režim
korišćenja zgrade potrebno je imati u vidu sledeće:
- Prozori i zastakljene
površine - termički najosetljiviji deo omotača, utiču na ventilacione i
transmisione gubitke;
- Uzimaju se u obzir
korisni dobici toplote od Sunca i unutrašnjih izvora;
- Sistem za grejanje
treba da nadoknadi samo trenutne gubitke toplote tokom cele grejne sezone,
kroz pravilnu regulaciju toplotnog učinka;
- Izvor snabdevanja toplotom treba da bude
efikasan.
Na slici 16
prikazani su ukupni gubici toplote kroz termički omotač zgrade (transmisioni i
ventilacioni) sa okvirnim procentualnim udelom gubitaka kroz pojedine
građevinske elemente.
Toplota koju je
potrebno isporučiti zgradi radi finalne potrošnje uvećava se zbog tehničkih
gubitaka (u proizvodnji, transformaciji i distribuciji), dok se, sa druge
strane, umanjuje usled korisnih dobitaka toplote od unutrašnjih izvora,
dobitaka toplote od Sunčevog zračenja koje prodire u grejane prostorije i
eventualnog korišćenja otpadne toplote (povraćaj toplote nazad u grejani prostor),
što je prikazano na slici 17.
Prilikom
projektovanja zgrade vrši se toplotno zoniranje, odnosno grupisanje grejanih
prostorija prema unutrašnjoj projektnoj temperaturi. Grejane prostorije na istu
unutrašnju projektnu temperaturu (do 4K razlike) odvojene su termičkim omotačem
od:
–
spoljašnjeg prostora i
– negrejanog
prostora / druge toplotne zone.
Unutrašnja
projektna temperatura određuje se prema nameni prostorija, a u skladu sa
uslovima za postizanje termičkog komfora prema standardima SRPS EN
15251:2007 i SRPS EN 7730:1994.
7. POTREBNA ENERGIJA ZA OBEZBEĐENJE TOPLOTNOG KOMFORA
Projektovana
(normirana) unutrašnja temperatura vazduha (tu) određuje se na
osnovu sanitarno-higijenskih potreba koje treba da zadovolji mikroklima u
prostoriji i zavisi od namene prostorije. Na osnovu iskustva i činjenice da
organizam lakše podnosi niže temperature u svojoj okolini došlo se do saznanja
da, u najvećem broju slučajeva, za projektovanje postrojenja grejanja, kao
unutrašnju temperaturu, treba odabrati neku vrednot iz intervala 16°C do 22°C. Koja će se temperatura odabrati zavisi od vrste
aktivnosti koja se u prostoriji obavlja. Za stambene prostorije i kancelarije
uobičajena je temperatura od 20-22°C
mada se iz razloga štednje
energije, u novije vrijeme preporučuju za stepen ili dva stepena niže
temperature. Za prostorije u kojima se ljudi ne zadržavaju dugo (stepeništa, WC-i
i garaže), projektne temperature unutrašnjeg vazduha su niže i iznose od 10-18°C.
Pri određivanju
potrebne snage za obezbeđenje optimalnog toplotnog komfora moramo imati na umu
opšte zakonitosti koje važe za prostiranje toplote, pošto se toplotna energija
sa uređaja na okolni prostor prenosi zračenjem i konvekcijom, a prenos toplote
kroz zidove prostorija vrši se provođenjem.
Za određivanje
toplotnih gubitaka prostorije (koje uređaj za zagrevanje mora nadoknaditi) Q =
w S t, potrebno je poznavati spoljnu temperaturu θsp, odrediti najpogodniju
unutrašnju temperaturu prostorije θun, zatim dimenzije prostorije (S), kao i svojstva
materijala od kojih su zidovi izrađeni, da bismo mogli odrediti koeficijent
prolaza toplote K.
Pri proračunu
toplotnih gubitaka, na osnovu iskustva, kao najpogodnije mogu se smatrati
sledeće vrednosti:
αun = 20
W/m2 oC
αun = 7W/m2 oC - za vertikalne zidove (ili
horizontalni zid, za prolaz toplote odozdo ka gore)
αsp = 5W/m2
oC - horizontalni zid i prenos toplote odozgo ka dolje (pod),
K = 5 W/m2 oC - spoljna vrata sa 1 staklom,
K = 4,5 W/m2 oC - prozor sa 1 staklom,
K = 3 W/m2 oC - spoljašnja vrata sa 2
stakla
K = 2.5 W/m2 oC
- prozor sa dva stakla.
Pri određivanju
potrebne snage za obezbeđenje optimalnog toplotnog komfora, sem određivanja
gubitaka koji nastaju: kroz spoljašnje zidove, pregradne zidove, plafon, pod,
prozore i vrata i koji se izražavaju kao:
Wo = K S (θun - θsp)
Moraju se uzeti u
obzir i dodatni gubici koji se izražavaju u % od Wo. Ovi dodatni
gubici uzimaju u obzir:
ZU - dodatak
koji uzima u obzir mogući prekid zagrevanja
ZA - dodatak za
izjednačenje temperature hladnih spoljnih zidova,
ZH - dodatak
koji uzima u obzir geografski položaj prostorije,
ZW - dodatak
koji uzima u obzir uticaj vjetra.
I kada sve ovo uzmemo
u proračun za grejanje sistemom radijatora i/ili nekog od ovih sistema
niskotemperaturnog sistema grejanja (zidno, podno i grejne lajsne) dolazimo do
zaključka da se očite uštede ostvaruju (u pogledu potrošnje energenta) kod
niskotemperaturnih grejnih sistema.
Potrebno povećanje radijatorskih površina
pri prelasku sa visokotemperturnog (90oC/70oC) na
niskotemperaturene grejne sisteme sa na primer toplotnom pumpom (65oC/55oC,
55oC/45oC i 50oC/45oC).
Ono što je posebno
značajno jeste da: “Raspodjela temperature u prostoru
najbliža idealnom temperaturnom profilu → niža temperatura grijanja 1÷2°C → smanjenje potrošnje energije 6÷12%”
Kako su opšti uslovi
isti, a temperatura medija drastično različita (radijatorsko grejanje zahteva
temperaturu medija od 50-80oC, dok zidno, podno i grejne lajsne
imaju temperaturu oko 28oC), lako se da izračunati i zaključiti
koliko je manja potrošnja energenta kod niskotemperaturnih grejnih sistema.
Može se slobodno reći,
na osnovu svega do sada iznetog, da ovi sistemi grejanja (podno, zidno i grejne
lajsne) spadaju u energetski efikasne sisteme grejanja.
U sledećim poglavljima,
dajem detaljni opis izgleda i načina postavljanja ovih niskotemperaturnih
sistema, kao i vrste izvora grejanja, odnosno energenata koji mogu da se
koriste u radu ovih sistema.
14.
ZAKLJUČAK
Usled stalnog rasta cene
energenata i sve manje platežne moći stanovništva, prinuđeni smo da sve više
štedimo i više pažnje posvetimo što ekonomičnijem grejanju životnog prostora i
ujedno stvaranju što boljeg komfora i udobnosti života.
Da bi objekat bio energetski efikasan,
potrebno je:
- Da je zgrada kompaktna, što znači da se površina spoljnih
zidova mora svesti na minimum, što se uspešno postiže postavljanjem
objekta u niz.
- Svesti površinu otvora na 1/7 neto površine objekta.
- Napraviti optimalan izbor materijala za izgradnju objekta.
Odabir optimalnog materijala u
građevinarstvu se vrši po kriterijumima:
- da bude što manji koeficijent prolaza toplote zida k(U),
- da se izbegne kondenzacija u zidu,
- da bude što manja cena sistema (materijal + izrada),
- što kraće vreme izgradnje,
- što manja debljina zida – ušteda u m² po m¹,
- što bolja protivpožarna zaštita,
- što bolja zvučna zaštita,
- što manji toplotni gubici,
- što veći toplotni kapacitet.
Projektovanje energetski efikasnih zgrada:
- smeštaj na parceli i otvaranje prema jugu
- kompaktan volumen zgrade, s ograničenom dubinom
- kvalitetan sistem zaštite od letnjeg sunca,
- usmeravanje dnevnog svetla,
- visoki stepen toplotne izolacije celog građevinskog
omotača,
- izbegavati toplotne mostove,
- prozori moraju biti s minimalno dvostrukim izo staklom,
visokih termičkih karakteristika, s dobrim dihtovanjem, k<1,40 W/m²K
- spoljna vrata sa ispunom od toplotne izolacije, ili kao
prozori,
- smeštati pomoćne prostorije na sever,
- povezati međusobno grejane prostorije,
- grupisati prostorije slične funkcije,
- skratiti dužine cevovoda za grejanje i toplu vodu da bi se
smanjili gubici i pojačati izolaciju cevovoda,
- izolovati unutrašnje prostorije prema negrejanim
prostorijama,
- kod provetravanja kroz prozore dati mogućnost dvostranog
provetravanja,
- predvideti mehaničku prisilnu ventilaciju prostora,
- dati mogućnost predgrevanja vazduha pre ulaska u prostor,
- preporučuje se kontrolisani dovod i odvod vazduha s
podzemnim izmenjivačem toplote i sa rekuperacijom toplote iz iskorištenog
vazduha,
- odabrati niskotemperaturne sisteme grejanja i kombinovati
ih s obnovljivim izvorima energije,
- ugraditi termostatske ventile na radijatore,
- ugraditi vremenske regulatore po završetku izgradnje,
- proveriti kvalitet gradnje
termovizijskim snimanjem.
Da bi se sve to postiglo
kuće u kojima se stanuje moraju se što bolje izolovati (prvenstveno toplotno)
sa novim građevinskim materijalima koji dovode do ušteda u potrošnji energenta
za grejanje. U današnje vreme energetski efikasna kuća smatra se ona koja po
kvadratnom metru prostora troši za grejanje
3 litra lož-ulja ili 3 m3 gasa godišnje. To je takozvana „trolitarska kuća“ koja se za sada uzima
kao standard za energetski efikasnu kuću sa štedljivim grejanjem i
odgovarajućom toplotnom izolacijom. Takva trolitarska
kuća ima Koeficijent prolaza toplote
od U=0,3 W/m2K.
Već sada se javljaju
zahtevi da se standard pomeri ka takozvanoj „pasivnoj 1,5 litarskoj kući“ čiji je Koeficijent prolaska toplote U=0,15 W/m2K.
Cene u savremenom
zgradarstvu pokazuju da ulaganja u toplotnu i svaku drugu vrstu izolacije, kao
i korišćenje energetski efikasnih sistema grejanja (podno, zidno i grejne
lajsne) neznatno podiže cenu gradnje po kvadratnom metru (manje od 10%), a
uštede koje se kasnije ostvaruju, višestruko vraćaju uloženi novac.
Osećaj topline i konfor
ostvaren ovakvim načinom grejanja je izuzetan, kvalitet stanovanja je drastično
poboljšan, a uštede u novcu su znatne i vremenom će rasti, proporcionalno
porastu cena energenata na svetskom tržištu. Ko na vreme to shvati i uloži u
energetski efikasne sisteme grejanja, kao i u izolaciju kuće, vrlo brzo osetiće
sve pogodnosti i udobnosti života u takvoj kući, a i troškovi porodičnog
budžeta biće manji.
U našoj zemlji postoje
već firme koje prodaju i ugrađuju ove sisteme efikasnog grejanja, a nabrojaću
samo neke najpoznatije, kao što su: Variotherm
– Austrija; REHAU – Austrija-Nemačka; Meditherm, i mnoge druge....
Možda i najznačajnije od
svega je to što ova tri sistema kojima se posvetila pažnja u ovom radu donose
smanjenje potrošnje energenta i do 40% maksimum. To je izuzetno značajno
sobzirom na stalni rast cene energenata, kao i da sa relativno niskom
temperaturom radnog (grejnog) medija se postiže izuzetna prijatnost u
prostorijama. To jest, vrlo prijatna temperatura i zagrejanost prostorija se
postiže sa manjom temperaturom grejnog medija i smanjenom potrošnjom energenta,
a to i jeste cilj energetski efikasnog grejanja.