Energetska efikasnost zgrada, kuća i stanova

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 40^oC, a najčešće se temperatura grejnog medija kreće od 28 – 38^oC.

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.

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.

Izgled spoljnjeg izolovanog zida kuće sa U=0,3W/m²K

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 (1^oC).

ΔT=T₁ – T₂=1^oC

Toplotna provodljivost

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).

Višeslojni spoljni zid: 1) – 1,5 cm unutroašnjeg maltera(λ=0,7 W/mK), 2) – Šuplja blok-opeka od 25 cm(λ=0,32 W/mK) i 3) – Toplotna izolacija-stiropor debljine 8 cm(λ=0,04 W/mK)

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.

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.

Izgled spoljašnjeg zida 13_-to litarske kuće (kuće bez toplotne izolacije)

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).

Upoređenje U-vrednosti neizolovanih spoljnih zidova od opeke

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.

Upoređenje U-vrednosti izolovanih spoljnih zidova od opeke sa debljinom izolacije od 5, 7 i 10 cm

Zašto godinama plaćati sve skuplju energiju kada se primenom modernih građevinskih materijala i znanja ovaj trend može bitno usporiti ili čak zauvek izbeći.

Upoređenje U-vrednosti neizolovanih spoljnih zidova od betona i Ytong bloka

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

Upoređenje U-vrednosti izolovanih spoljnih zidova od betona i Ytong bloka sa debljinom izolacije od 5, 7 i 10 cm

Ovo je samo osnovni prikaz Izolacije zgrada, kuća i stanova. Treba naglasiti da je EU standard trenutno trolitarska kuća sa Koeficijentom prolaza toplote od minimum U=0,3 W/m²K, a teži se da bude U=0,15 W/m²K.