ENERGETSKA SANACIJA OBJEKTA POKLICNE GASILSKE ENOTE … · Obravnavani objekt je star 28 let. Energetska sanacija je potrebna, ker objekt nima zadostne toplotne izolacije in ima energetsko

Marko Abram

ENERGETSKA SANACIJA OBJEKTA POKLICNE GASILSKE ENOTE KRŠKO

Diplomsko delo

Krško, maj 2016

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program I

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa


Študent: Marko ABRAM

Študijski program: Visokošolski, Gradbeništvo

Smer: Operativno - konstrukcijska

Mentor: doc. dr. Marko Pinterič

Krško, maj 2016

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program II

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Marku Pinteriču za pomoč in vodenje pri izdelovanju diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij ter Brigiti za vzpodbudo in podporo.

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program IV


Ključne besede: energetska sanacija, prenos toplote, toplotni ovoj stavbe, energetska učinkovitost, energetska izkaznica.

UDK: 697.11:699.86(043.2)

Povzetek

Diplomsko delo obravnava sanacijo toplotnega ovoja stavbe Poklicne gasilske enote Krško. Najprej smo izvedli analizo objekta, ki ima energetsko potraten toplotni ovoj. Na osnovi rezultatov so izbrani ustrezni ukrepi za sanacijo (nova fasada, menjava oken, izolacija podstrešja,…), ki zmanjšujejo porabo energije in zadostijo zahtevam Pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah in tehnični smernici TSG1-1-004:2010 - Učinkovita raba energije. Končni rezultat diplomskega dela je prikaz razlike energetskih kazalcev objekta pred in po sanaciji ter analiza učinkovitosti posameznih ukrepov.

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program V

ENERGY EFFICIENCY REHABILITATION OF THE FIRE DEPARTMENT KRŠKO BUILDING

Keywords: energy efficiency rehabilitation, heat transfer, thermal building envelope, energy efficiency, energy performance certificate.

UDK: 697.11:699.86(043.2)

Abstract

In diploma thesis the energy efficiency rehabilitation of the fire department Krško building is considered. We have preformed the analysis of the object that has energy-inefficient thermal envelope. Based on the results of the analysis we selected the appropriate measures for rehabilitation (new facade, change of windows, isolation of the attic), which reduce the energy consumption and satisfy the requirements of the Slovenian legislation. Finally, the differences of energy indicators of the building before and after energy efficiency rehabilitation as well as performance analysis of individual measures are shown.

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program VI

KAZALO VSEBINE

1 UVOD .............................................................................................................................1

1.1 Namen in cilj diplomske naloge ................................................................................1

1.2 Predmet diplomske naloge ........................................................................................3

1.3 Struktura diplomske naloge ......................................................................................3

2 PRENOS TOPLOTE .......................................................................................................5

2.1 Prevod toplote ..........................................................................................................6

2.2 Prestop toplote ..........................................................................................................7

2.3 Sevanje .....................................................................................................................8

2.4 Prehod toplote skozi gradbene konstrukcije ..............................................................9

2.5 Toplotni mostovi .................................................................................................... 12

2.5.1 Vpliv toplotnih mostov na celotni prenos toplote ............................................. 15

3 ZAKONODAJA ............................................................................................................ 17

3.1 Toplotna zaščita ..................................................................................................... 19

3.2 Energetske izkaznice .............................................................................................. 21

4 ENERGETSKA UČINKOVITOST STAVBE ............................................................... 23

4.1 Energetsko varčevalni potencial v stavbah .............................................................. 23

4.2 Ekonomski vidik energetske obnove ovoja stavbe .................................................. 24

4.3 Celovit pristop k energetski obnovi ovoja stavbe .................................................... 25

4.4 Ukrepi za energetsko učinkoviti ovoj stavbe ........................................................... 25

4.4.1 Tesnjenje oken ................................................................................................ 25

4.4.2 Zamenjava oken .............................................................................................. 26

4.4.3 Toplotna izolacija zunanjih sten ...................................................................... 27

4.4.4 Toplotna izolacija podstrešja ........................................................................... 28

4.4.5 Preprečitev toplotnih mostov v praksi .............................................................. 28

5 PRAKTIČNI PRIMER SANACIJE PGE KRŠKO ......................................................... 30

5.1 Obstoječe stanje ..................................................................................................... 30

5.1.1 Lokacija .......................................................................................................... 30

5.1.2 Opis objekta .................................................................................................... 31

5.1.3 Sestava obstoječih konstrukcij ter izračun gradbene fizike ............................... 33

5.1.4 Analiza obstoječega stanja s pomočjo programa URSA ................................... 35

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program VII

5.2 Ukrepi za učinkovito rabo energije ......................................................................... 36

5.2.1 Ukrep : Izolacija ovoja stavbe.......................................................................... 36

5.2.2 Ukrep : Menjava oken ..................................................................................... 36

5.2.3 Ukrep : Sanacija tal v garažnih prostorih ......................................................... 37

5.2.4 Ukrep : Sanacija izolacije podstrešja................................................................ 37

5.3 Sanacija objekta ..................................................................................................... 38

5.3.1 Zunanji zid (U=0,164 W/m2K) ...................................................................... 38

5.3.2 Strop v sestavi poševne strehe (U=0,083 W/m2K)........................................... 39

5.3.3 Stavbno pohištvo (U=0,93 W/m2K) ................................................................ 40

5.3.4 Ostala sanacijska dela ...................................................................................... 40

5.3.5 Analiza predvidenega stanja s pomočjo programa URSA ................................ 41

5.4 Rezultati po sanaciji in primerjava z obstoječim stanjem ........................................ 44

6 SKLEP .......................................................................................................................... 45

7 VIRI IN LITERATURA ................................................................................................ 47

8 PRILOGE...................................................................................................................... 49

8.1 Seznam prilog ........................................................................................................ 49

8.2 Naslov študenta ...................................................................................................... 49

8.3 Kratek življenjepis .................................................................................................. 50

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program VIII

KAZALO SLIK

Slika 1: Poraba primarne energije po deležih v EU v letu 2007 [2]. .........................................2

Slika 2: Poraba energije pri gospodinjstvu v EU v letu 2007 [2]..............................................2

Slika 3 : Prikaz prevajanja toplote [4]. ....................................................................................5

Slika 4: Prikaz toplotne prevodnosti snovi. .............................................................................6

Slika 5 : Skica prehoda toplote skozi zid. ................................................................................9

Slika 6: Prikaz prehoda toplote skozi gradbene konstrukcije čez različne plasti. .................... 11

Slika 7: Geometrijski toplotni most. ...................................................................................... 12

Slika 8: Konstrukcijski toplotni most. ................................................................................... 13

Slika 9: Kombinirani toplotni most. ...................................................................................... 13

Slika 10: Oblike najpogostejših linijskih toplotnih mostov [11]. ........................................... 14

Slika 11: Toplotne izgube in dobitki v stavbah [18]. ............................................................. 24

Slika 12: Tesnenje oken [19]. ............................................................................................... 26

Slika 13: Primerjava izolativnih karakteristik okna glede na različne tipe zasteklitve [20]. .... 27

Slika 14: Preprečitev toplotnega mostu pri AB ploščah ......................................................... 29

Slika 15: Lokacija PGE Krško [21]. ...................................................................................... 30

Slika 16: Stavba PGE. .......................................................................................................... 32

Slika 17: Prikaz obstoječega stanja. ...................................................................................... 32

Slika 18: Kazalniki porabe energije – obstoječe stanje .......................................................... 35

Slika 19: Sestava sanirane zunanje stene ............................................................................... 38

Slika 20: Sestava saniranega stropa v sestavi poševne strehe ................................................. 39

Slika 21: Okno s trojno zasteklitvijo [ponudba podjetja SECOM]. ........................................ 40

Slika 22: Primerjava energetskih kazalcev pred in po sanaciji. .............................................. 44

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program IX

KAZALO PREGLEDNIC

Preglednica 1: Vrednosti površinskih uporov, uporabljeni v večini praktičnih situacijah [7]. 10

Preglednica 2 : Maksimalne toplotne prehodnosti elementov po pravilniku [13] ................... 20

Preglednica 3: Podatki ovoja objekta PGE Krško .................................................................. 34

Preglednica 4: Upoštevane projektne temperature v stavbi .................................................... 35

Preglednica 5: Ukrepi za sanacijo ovoja stavbe. .................................................................... 36

Preglednica 6: Ukrepi za menjavo oken. ............................................................................... 36

Preglednica 7: Ukrepi za sanacijo tal. ................................................................................... 37

Preglednica 8: Ukrepi za sanacijo podstrešja. ........................................................................ 37

Preglednica 9: Upoštevane projektne temperature v stavbi. ................................................... 41

Preglednica 10: Premerjava porabe energije pred in po sanaciji (javne zgradbe). .................. 44

UPORABLJENE KRATICE PURES – Pravilnik o učinkoviti rabi energije

PGE - Poklicna gasilska enota

PGD – Prostovoljno gasilsko društvo

AB – armiran beton

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program X

UPORABLJENI SIMBOLI

U - toplotna prepustnost [W/(m2K)]

Ψ - linijska toplotna prepustnost [W/(mK)]

χj - točkovna toplotna prepustnost [W/K]

λ - toplotna prevodnost [W/(mK)]

θ - temperatura [oC]

θe - zunanja temperatura [oC]

θi - notranja temperatura [oC]

A - površina [m2]

Ф - toplotni tok [W]

d - debelina materiala [m]

hc - prestopni površinski koeficient [W/(m2K)]

RT - celotni toplotni upor [m2K/W]

Rse - zunanji površinski upor [m2K/W]

Rsi - notranji toplotni upor [m2K/W]

f0 - oblikovni faktor [m-1]

푉̇ - zračni tok [h-1]

hr - površinski koeficient sevanja [W/(m2K)]

ε - emitanca

HT - koeficient prenosa toplote [W/K]

QNH - letna potrebna toplota za ogrevanje stavbe [kWh]

QNC - leten potreben hlad za hlajenje stavbe [kWh]

Qp - primarna energija za delovanje stavbe [kWh]

Au - klimatizirana površina stavbe [m2]

Ve - klimatizirana prostornina stavbe [m3]

H'T - koeficient transmisijskih toplotnih izgub skozi površine toplotnega ovoja stavbe

F12 - razmerje med toplotnim tokom od prve do druge površine (Ф12) in celotnim tokom prve

površine (Ф1)

Abram M., 2016, Energetska sanacija objekta PGE Krško Diplomsko delo, UM FGPA, Visokošolski strokovni študijski program 1

1 UVOD

V zadnjih letih veliko poslušamo o potrebi po dvigu energetske učinkovitosti stavb, ker

Evropska unija (EU) in njene članice skušajo z raznimi programi preprečiti oziroma

zmanjšati izpust toplogrednih plinov v ozračje ter bistveno zmanjšati rabo energije. S tem

želijo, da se zmanjša odvisnost od dobaviteljev energije in njihovih cen, zmanjšati

obratovalne stroške stavb, predvsem pa zagotoviti ugodne bivalne razmere [1].

Možnosti za prihranke pri porabi energije in stroških ogrevanja v stavbah je več, a smo jih

v preteklosti velikokrat zanemarili, tako zaradi nepoznavanja tehnoloških zmožnosti,

pomanjkanja sredstev in enostransko prikazanega razmerja med stroškom ukrepa in

prihrankom pri energiji, kot tudi zaradi različnih organizacijskih ovir [17].

Vsekakor je potrebno najprej omejiti porabo energije na ovoju stavbe. Med

najpomembnejše ukrepe s tega področja spada povečanje toplotne izolativnosti ovoja

stavbe, ki je najpreprostejši in hkrati najučinkovitejši ukrep za varčevanje z energijo. Ker

pa je sanacija stavbe za lastnike tudi visok strošek, mora biti v vseh pogledih zasnova in

izvedba optimizirana.

1.1 Namen in cilj diplomske naloge

Energijo uporabljamo na vsakem koraku našega življenja. Med večjimi porabniki energije

tako v Evropi kot tudi v Sloveniji so gospodinjstva. Le-ta v celotni bilanci porabe primarne

energije predstavljajo 25 % delež in ker se večina energije (75 %) porabi za ogrevanje v

zimskem času, ta segment predstavlja tudi potencialno največje prihranke (glej sliki 1 in 2)

[3].


Slika 1: Poraba primarne energije po deležih v EU v letu 2007 [2].

Slika 2: Poraba energije pri gospodinjstvu v EU v letu 2007 [2].

Zmanjševanje porabe energije pri stavbah je torej eden izmed temeljev za vzpostavitev

trajnostnega energetskega razvoja. Če je bilo za spodbujanje energetskih sanacij v

Sloveniji na področju individualne in več-stanovanjske gradnje že veliko narejenega preko

nepovratnih spodbud Eko sklada, pa so sanacije na javnih stavbah začeli spodbujati šele

pred kratkim. In kadar govorimo o javnih stavbah, imamo v mislih širok nabor objektov v

državni lasti in tudi objektov v lasti lokalnih skupnosti [3].


Kot smo že omenili v uvodu, je za izboljšanje energetske učinkovitosti in zmanjševanje

porabe energije med številnimi ukrepi najučinkovitejši prav povečanje toplotne

izolativnosti ovoja stavb. Tudi po strokovno tehničnih kriterijih je to eden izmed prvih

potrebnih ukrepov pri izvedbi energetske sanacije. Za toplotno izolacijo je značilno tudi to,

da gre za enkratni ukrep, ki ob kakovostni izvedbi ne potrebuje rednih vzdrževalnih del.

Objekti z visoko izolativnostjo – tla, stene, streha – zagotavljajo dolgoročno energetsko

učinkovitost stavbe. Zato je pomembno, kakšno izolacijo vgradimo, kako jo vgradimo in

kakšna je njena debelina.

1.2 Predmet diplomske naloge

Predmet diplomske naloge je starejši objekt poklicne gasilske enote Krško (v nadaljevanju

PGE Krško). Objekt se nahaja v kraju Krško, na parceli s parcelno št. 851, k.o. Stara vas

in se konstrukcijsko povezuje z objektom PGD Krško. Objekt je dvoetažna stavba dimenzij

29,55m x 16,40 m. Večina pritličja zajemajo garaže za gasilska vozila, ostalo pa skladišče,

soba za počitek, hodnik ter stopnišče v zgornjo etažo. V zgornji etaži so pisarniški prostori,

učilnica, predavalnica, garderobe ter spremljevalni prostori.

Obravnavani objekt je star 28 let. Energetska sanacija je potrebna, ker objekt nima

zadostne toplotne izolacije in ima energetsko potraten toplotni ovoj. Sama energetska

sanacija bo bistveno zmanjšala potrebe po ogrevanju ter tudi bistveno podaljšala

življenjsko dobo objekta zaradi sanacije zamakanj strehe in drenaže.

1.3 Struktura diplomske naloge

Diplomska naloga je sestavljena iz sedmih poglavij, ki jih sistematično obravnavamo kot

med seboj povezana poglavja.

Prvo poglavje opisuje namen in cilj, ki ga želimo doseči, predmet in strukturo diplomske

naloge.

Drugo poglavje opisuje prenos toplote in izračun izgub.

Tretje poglavje nam predstavi zakonodajo o energetski učinkovitosti stavbe.


Četrto poglavje nam predstavi obnovo stavbe za energetsko učinkovitost s praktičnimi

detajli.

Peto poglavje analizira stanje obravnavanega objekta PGE Krško in poda predlog sanacije

samega objekta ter prikaže smotrnost energetske obnove.

Šesto poglavje zajema poročilo in spoznanja o diplomski nalogi.

V sedmem poglavju je zajeta literatura, ki je bila uporabljena pri izdelavi diplomske

naloge.

V osmem poglavju so priloge, kjer so prikazane rešitve problema sanacije.


2 PRENOS TOPLOTE

Toplota Q [J] je oblika energije, ki prehaja z enega sistema na drug, dokler temperatura ni

izenačena. Prenosa toplote ne moremo preprečiti, lahko ga samo zmanjšamo. Ta je odvisen

od vrste in gostote snovi, skozi katero se toplota prenaša.

Toplota se lahko prenaša na tri načine (Slika 3):

s prevodom

s prestopom

s sevanjem.

Slika 3 : Prikaz prevajanja toplote [4].

Toplotni tok Ф [W] je količina, ki določa koliko toplote se prenese med dvema telesoma v

časovni enoti :

Φ =푄푡 .

Skladno z drugim zakonom termodinamike teče toplotni tok vedno le v smeri od telesa z

višjo temperaturo k telesu z nižjo.

Kot toplotni tok na enoto površine je definirana gostota toplotnega toka q [W/m2].


2.1 Prevod toplote

Prevod toplote je pojav oziroma mehanizem prenosa kinetične energije med delci snovi iz

območja višje temperature v območje z nižjo temperaturo. V trdnih snoveh je prevladujoč

mehanizem, pojavlja se pa tudi v kapljevinah in plinih.

Fourier je že leta 1822 za enodimenzionalen prevod toplote postavil zvezo, kasneje

poimenovano Fourierov zakon [5]:

Φ = 휆 ∙ 퐴 ∙Δθ푑 ,

(2.1)

kjer je λ [W/(mK)] toplotna prevodnost, Δθ = θ1 - θ2 [K] temperaturna razlika, A [m2]

površina in d [m] debelina materiala (Slika 4).

Slika 4: Prikaz toplotne prevodnosti snovi.

Toplotna prevodnost snovi λ [W/(mK)] pove, koliko toplote preide v časovni enoti (1

sekunda) skozi 1m2 z debelino 1m pri temperaturi 1K. Čim manjša je toplotna prevodnost

snovi, toliko boljše so njene toplotne izolacijske lastnosti.


2.2 Prestop toplote

Prestop toplote se zgodi, ko se prosto gibljivi delci z veliko notranjo energijo začnejo

premikati in prevzamejo mesto delcev z manjšo notranjo energijo. Pojavljajo se samo v

tekočinah (kapljevinah in plinih). Tako se notranja energija prenese iz območja z višjo

temperaturo v območje z nižjo temperaturo.

Toplotni tok prestopanja izrazimo z Newtonovim zakonom hlajenja:

0c sA h , (2.2)

kjer je A [m2] površina, hc [W/(m2K)] prestopni površinski koeficient, θs [K] temperatura

površine teles in θ0 [K] temperatura tekočine.

Če je gibanje tekočine zgolj posledica temperaturnega gradienta, govorimo o naravnem

prestopu: gibanje tekočine je zgolj posledica vzgona. Za večino tekočin namreč velja, da se

njihova gostota spreminja s temperaturo – pri višji temperaturi je njihova gostota nižja.

Gibanje tekočine je lahko tudi posledica zunanjega vira energije, na primer vetra,

ventilatorja ali črpalke. V tem primeru je prestop prisilen. V obeh primerih se ob površini,

na kateri poteka prenos toplote in jo imenujemo prenosna površina, oblikujeta hitrostna in

temperaturna mejna plast [6].

Za notranje površine v stiku z dobro prezračevalnim slojem je prestopni površinski

koeficient toplotne prestopnosti določen z enačbo:

hc = hci ,

kjer velja :

hci = 5,0 W/(m2K) za toplotni tok navzgor;

hci = 2,5 W/(m2K) za toplotni tok vodoravno;

hci = 0,7 W/(m2K) za toplotni tok navzdol;

Za zunanje površine pa je prestopni površinski koeficient določen z enačbo:

hc = hce ,

pri čemer velja :

hce = 4 + 4ν ,

kjer je ν [m/s] hitrost vetra v neposredni bližini površine [7].


2.3 Sevanje

Sevanje predstavlja tretji način prenosa toplote in je posledica nihanja naboja pri termičnih

trkih osnovnih gradnikov snovi, npr. atomov. Pri trku pride do trenutne deformacije

elektronskih oblakov, zaradi katere potem še kratek čas naboj niha in pri tem oddaja

elektromagnetne valove, ki lahko potujejo v vakuumu ali za to valovanje presojnih snoveh.

Prenos toplote s sevanjem se razlikuje od prevoda in prestopa toplote – prvič po tem, da se

lahko vrši skozi prazen prostor, in drugič, da je izsevana toplota sorazmerna temperaturi na

četrto potenco [3,8].

Tipičen primer sevanja je prenos toplote med soncem in Zemljo. Ker je med njima samo

vakuum, ni drugih oblik prenosa toplote.

Osnovna zveza za tok izsevane toplote z optično sive površine je Stefan-Boltzmann-ov

zakon:

Φ = 퐴휎휀푇 ,

kjer je A [m2] ploščina površine telesa, T [K] temperatura površine telesa, ε emitanca in σ

je Stefan-Boltzmannova konstanta (5,670·10-8 W/(m2K4)).

Če pa obravnavamo sevanje med dvema površinama, potem je Фnet razlika med tokom

sevanja, ki poteka od prve k drugi površini in tokom sevanja od druge k prvi površini (Ф12-

Ф21). Tako je tok Фnet odvisen od temperatur in lastnosti sevanja obeh površin in se izraža

kot:

Ф =휎(푇 − 푇 )

1 − 휀퐴 휀 + 1

퐴 퐹 + 1 − 휀퐴 휀

,

(2.3)

kjer je A1 (A2) [m2] ploščina prve (druge) površine, T1 (T2) [K] temperatura prve (druge)

površine, ε1 (ε2) emitanca prve (druge) površine, in faktor orientiranosti F12 je razmerje

med toplotnim tokom od prve do druge površine (Ф12) in celotnim tokom prve površine

(Ф1).

Za večino inženirskih problemov lahko predpostavimo, da do izmenjave pride le med

površino stene in njeno okolico (F12=1) in obenem izraz (2.3) lineariziramo:


Φ = 퐴ℎ (휃 − 휃 ), (2.4)

kjer je A [m2] površina, θs [K] temperatura površine stene, θ0 [K] temperatura okolja in hr

[W/(m2K)] površinski koeficient sevanja, ki znaša:

h = 4 ∙ 휀 ∙ 휎 ∙ 푇 ,

kjer je 푇 [K] povprečna temperatura temperatur T0 in Ts.

2.4 Prehod toplote skozi gradbene konstrukcije

Toplota prehaja skozi ovoj stavbe zaradi temperaturne razlike med zrakom v prostoru in

zunanjim zrakom v smeri nižje temperature. Izgubljanja toplote ne moremo zaustaviti,

lahko ga le zmanjšamo z izboljšanjem toplotne izolativnosti obodnih konstrukcij (Slika 5).

Kakovost toplotno zaščitnega ovoja stavbe opisuje toplotna prepustnost U [W/(m2K)],

konstrukcijskega sklopa, ki pove, koliko toplote preide v časovni enoti (1 sekunda) skozi

površino 1m2 konstrukcije, če je razlika temperatur zraka na obeh straneh konstrukcije

1K [9].

Slika 5 : Skica prehoda toplote skozi zid.


Poleg temperature notranjega okolja θi in zunanjega okolja θe nas zanimajo tudi

temperatura notranje stene zidu θsi, temperatura zunanje stene zidu θse in vmesna

temperatura θ'. Obstajata dva mehanizma, ki prevajata toploto med okoljem in površino

zidu: sevanje s toplotno upornostjo Rr in prestop s toplotno upornostjo Rc. Iz izrazov (2.2)

in (2.4) sledi, da sta toplotni upornosti inverza ustreznih površinskih koeficientov

푅 =1ℎ , 푅 =

1ℎ .

Ker mehanizma delujeta vzporedno po celotni površini zidu, dobimo

1푅 =

1푅 +

1푅 ⇒ 푅 =

1ℎ + ℎ ,

kjer je Rs [m2K/W] površinska upornost. Površinska upornost je tako celotna toplotna

upornost med okoljem in ustrezno površino zidu.

Prestopni površinski koeficient in koeficient površinskega sevanja sta v splošnem različna

za notranjo in zunanjo površino zidu in zato mora biti upornost za zunanje in notranje

okolje izračunana ločeno:

푅 =1

ℎ + ℎ , 푅 =1

ℎ + ℎ .

Izkaže se, da je površinska upornost odvisna od nekaj pogojev: načina prestopa, emisij,

hitrosti vetra ali povprečne temperature.

Vrednosti toplotne upornosti pri prestopu toplote so podane v Preglednici 1 v odvisnosti od

smeri toplotnega toka in položaja površine (znotraj/zunaj).

Preglednica 1: Vrednosti površinskih uporov, uporabljeni v večini praktičnih situacijah [7]. Smer toplotnega toka

Površinski

upor [m2K/W]

Navzgor

↑

Vodoravno

← →

Navzdol

↓

Rsi 0,10 0,13 0,17

Rse 0,4 0,04 0,04


Vrednosti iz Preglednice 1 upoštevamo, kadar ni danih robnih pogojev. Vrednostni za

vodoravno površino veljajo za toplotne tokove v smeri ±30° glede na horizontalno ravnino.

Celotna upornost RT [m2K/W] med obema okoljema za poljubno število slojev v zidu je

enaka

푅 = 푅 + Σ푑휆 +푅 .

Za komponente zgradbe ponavadi uporabimo inverz celotne toplotne upornosti in tako

dobimo enačbo toplotne prehodnosti U, ki se izraža kot:

푈 =1푅 =

1

푅 + Σ 푑휆 +푅

,

kjer je RT [m2K/W] celotni toplotni upor, Rse [m2K/W] zunanji površinski upor, Rsi

[m2K/W] notranji površinski upor, λi [W/(mK)] toplotna prevodnost materiala in di [m]

debelina materiala.

Toplotni tok skozi gradbene konstrukcije površine A je tako:

Φ = 퐴 ∙ 푈 ∙ (휃 − 휃 ). (2.4)

Slika 6: Prikaz prehoda toplote skozi gradbene konstrukcije čez različne plasti.


Toplotna prepustnost konstrukcije je odvisna od vgrajenih materialov, njihove toplotne

prevodnosti in debeline njihovih plasti (Slika 6). Vrstni red plasti v sklopu na njegovo

toplotno prepustnost ne vpliva, pomemben pa postane toplotnem odzivu stavbe na

spremenljive toplotne razmere v okolju in sicer na toplotno akumulativnost ter

kondenzacijo v konstrukciji. Nizko toplotno prepustnost obodnih konstrukcij dosežemo z

vgradnjo toplotno izolacijskih materialov [9].

2.5 Toplotni mostovi

Toplotni mostovi so mesta v zunanjem ovoju stavbe, kjer je toplotni upor drugačen od

toplotnega upora večjemu delu preostalega toplotnega ovoja ali pa se smer toplotnega trka

spremeni. Običajno je na toplotnem mestu v zimskem času toplotni tok notranjega,

ogrevanega okolja v zunanje okolje močno povečan. Na takem mestu je zato tudi

temperatura notranje površine ovoja stavbe znižana [10].

Glede na vzrok nastanka delimo toplotne mostove na:

geometrijski – nastopi na delu ovoja stavbe, pri katerem je zunanja površina, preko

katere toplota prehaja iz ogrevanega prostora v zunanje okolje, različna od notranje.

Značilen primer takšnega toplotnega mostu je zunanji vogal stavbe (Slika 7).

Geometrijskim toplotnim mostovom se ne moremo izogniti.

Slika 7: Geometrijski toplotni most.


konstrukcijski oziroma materialni – je posledica spremembe sicer enakomernega

toplotnega upora (na primer nesklenjenost toplotne zaščite) na ovoju stavbe. Do

njega pride, ko je ovoj stavbe prekinjen ali predrt z materialom, ki ima veliko

toplotno prevodnost (na primer armirani beton ali jeklo) in ki ni toplotno zaščiten

niti z zunanje kot tudi ne z notranje strani. S premišljeno zasnovo ovoja stavbe

lahko vpliv konstrukcijskih toplotnih mostov občutno zmanjšamo. Značilen primer

takšnega toplotnega mostu je nadaljevanje medetažne konstrukcije preko izolirane

zunanje stene v neizolirano balkonsko ploščo (Slika 8) [10].

Slika 8: Konstrukcijski toplotni most.

kombinirani – je navadno kombinacija geometrijskega in konstrukcijskega

toplotnega mostu. Značilen primer je slabo izolirana armirana betonska vogalna vez

(Slika 9).

Slika 9: Kombinirani toplotni most.


Za potrebe računske analize toplotnega odziva stavbe toplotne mostove idealiziramo. Tako

poleg omenjenih delitev uporabljamo tudi izraza točkovni in linijski toplotni mostovi, s

katerima ponazorimo obliko oziroma prevladujoče dimenzije pojava [10].

Toplotni tok linijskega toplotnega mostu je tako izražen z enačbo

Φ = 푙ΨΔθ,

kjer je l [m] dolžina toplotnega mostu, Ψ [W/(mK)] linijska toplotna prepustnost in Δθ [K]

temperaturna razlika.

Toplotni tok točkovnega toplotnega mostu pa je izražen kot

Φ = 휒Δ휃,

kjer je χ [W/(mK)] točkovna toplotna prepustnost in Δθ [K] temperaturna razlika.

Na sliki 10 so prikazani primeri toplotnih mostov in njihove projektne vrednosti linijske

toplotne prehodnosti.

Slika 10: Oblike najpogostejših linijskih toplotnih mostov [11].


2.5.1 Vpliv toplotnih mostov na celotni prenos toplote

Toplotne izgube v stavbah sestavljajo direktne toplotne izgube ФD, toplotne izgube skozi

tla Фg, toplotne izgube skozi neogrevane prostore ФU ter prezračevalne izgube ФV.

Izračun toplotnega toka ФT skozi ovoja stavbe med notranjim in zunanjim okoljem s

temperaturama θi in θe je tako določen z enačbo

Ф = Ф + Ф +Ф = 퐻 (휃 − 휃 ).

Koeficient prenosa toplote HT [W/K] pa je določen z enačbo

퐻 = 퐻 + 퐻 + 퐻 ,

kjer je HD koeficient direktnega prenosa toplote skozi ovoj stavbe določne v enačbi (2.5),

Hg koeficient prenosa toplote skozi tla, izračunan v skladu z ISO 13370, ter HU koeficient

prenosa toplote skozi neogrevane prostore, izračunan v skladu z ISO 13789.

Izračun koeficienta direktnega prenosa toplotne prehodnosti vključuje prispevek zaradi

toplotnih mostov in je določen z enačbo

퐻 = 퐴 푈 + 푙 Ψ + 휒 , (2.5)

kjer je Ai [m2] površina elementa i ovoja stavbe, Ui [W/(m2K)] toplotna prehodnost

elementa iz ovoja stavbe, lk [m] dolžina linijskega toplotnega mostu k, Ψk [W/(mK)]

dolžinska toplotna prehodnost linijskega toplotnega mostu k ter χj [W/K] točkovna

toplotna prehodnost točkovnega toplotnega mostu.

Na splošno lahko točkovne toplotne mostove zanemarimo (kadar so posledica križanja

linijskih toplotnih mostov) in tako v enačbi (2.5) zadnji člen izpustimo. Če pa obstaja

precejšnje število točkovnih toplotnih mostov, jih izračunamo v skladu z ISO 10211.


Linijski toplotni mostovi se na ovoju stavbe največkrat pojavijo na naslednjih mestih [11]:

na križanjih zunanjih elementov (vogali dveh sten, stena in streha, stena in tla);

na križanjih notranjih sten z zunanjo steno ali streho;

na križanjih plošč vmesnih etaž z zunanjimi stenami;

ob stebrih v zunanjih stenah;

okoli oken in vrat.


3 ZAKONODAJA

Novi Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah - PURES, Ur. l. RS, št. 52/10, ki je

stopil v veljavo 1. julija 2010 ter Tehnična smernica TSG1-1-004:2010 Učinkovita uporaba

energije, pomembno vplivata na objekte, ki se prenavljajo in gradijo, saj določa ostre

kriterije za toplotno zaščito in obvezen delež obnovljivih virov energije v novih objektih.

Pravilnik je bil sprejet na osnovi zahtev, ki jih predpisuje evropska direktiva o energetski

učinkovitosti stavb, katere cilj je zagotavljanje zanesljivosti oskrbe z energijo in doseganje

ciljev Kjotskega protokola (8% zmanjšanje emisij do leta 2012) [12].

Omenjena direktiva državam članicam nalaga, da v svojem pravnem redu uredijo izračun

energetske učinkovitosti stavb in določitev minimalne zahteve glede energetske

učinkovitosti novih stavb in večjih obstoječih.

Pomembnejše zahteve PURESa so:

25 odstotkov energije mora biti zagotovljene iz obnovljivih virov energije;

toplotna zaščita v novogradnjah in stavbah, ki se bodo prenavljale, bo

učinkovitejša (za vse stavbe mora biti toplotna prehodnost zunanje stene U<0.28

W/(m2K), kar pomeni 10cm ali več izolacije na opečnem modularcu);

v ogrevalnih sistemih z vodo je temperatura znižana s 70 oC oziroma 90 oC na

55oC;

določena je največja dovoljena moč za hlajenje stavbe, ki se ne sme prekoračiti;

povprečna osvetljenost stavbe in uporaba svetil sta omejeni.

Tehnična smernica za graditev TSG1-1-004:2010 Učinkovita uporaba energije določa

gradbene ukrepe oziroma rešitve za dosego teh zahtev iz tega pravilnika in določa

metodologijo izračuna energijskih lastnosti stavbe. Uporaba tehnične smernice je obvezna

[13].


Mejne vrednosti učinkovite rabe energije je potrebno doseči z naslednjimi pogoji [14]:

koeficient transmisijskih toplotnih izgub 퐻 skozi površine toplotnega ovoja

stavbe, ki je določen kot

퐻 =퐻퐴 [

푊푚 퐾],

kjer je A [m2] površina toplotnega ovoja stavbe,

ne presega:

퐻 ≤ 0,28 +푇300 +

0,04푓 +

푧4,

kjer je TL [K] povprečna letna temperatura zunanjega zraka, ki je za posamezno lokacijo

določena s karto povprečne letne temperature, f0 razmerje med površino toplotnega ovoja

stavbe in neto ogrevano prostornino stavbe in z brezdimenzijsko razmerje med površino

oken (gradbena odprtina) in površino toplotnega ovoja stavbe;

dovoljena letna potrebna toplota za ogrevanje stavbe glede na enoto površine

oziroma prostornine stavbe ne presega:

za stanovanjske stavbe:

푄퐴 ≤ 45 + 60푓 − 4,4푇 [

푘푊ℎ푚 ]

za nestanovanjske stavbe:

푄푉 ≤ 0,32(45 + 60푓 − 4,4푇 [

푘푊ℎ푚 ]

javne stavbe:

푄푉 ≤ 0,29(45+ 60푓 − 4,4푇

푘푊ℎ푚 ,

kjer je QNH [kWh] letna potrebna toplota za ogrevanje stavbe, Au [m2] klimatizirana

površina stavbe in Ve [m3] klimatizirana prostornina stavbe;


dovoljeni letni potreben hlad za hlajenje stavbe glede na enoto hlajene površine

stavbe ne presega:

za stanovanjske stavbe:

푄퐴 ≤ 50

푘푊ℎ푚 ,

kjer je QNC [kWh] letni potreben hlad za hlajenje stavbe;

letna primarna energija za delovanje sistemov v stavbi glede na enoto ogrevane

površine stavbe ne presega: 푄퐴 = 200 + 1,1(60푓 − 4,4푇

푘푊ℎ푚 ,

kjer je Qp [kWh] primarna energija za delovanje stavbe;

presežena ne sme biti nobena od mejnih vrednosti iz Preglednice 2.

3.1 Toplotna zaščita

S toplotno zaščito površine toplotnega ovoja stavbe in ločilnih elementov delov stavbe z

različnimi režimi notranjega ugodja je potrebno [14]:

zmanjšati prehod energije skozi površino toplotnega ovoja stavbe,

zmanjšati podhlajevanje ali pregrevanje stavbe,

zagotoviti tako sestavo gradbenih konstrukcij, da ne prihaja do poškodb ali drugih

škodljivih vplivov zaradi difuzijskega prehoda vodne pare, in

nadzorovati zrakotesnost stavbe.

Toplotna prehodnost elementov zunanje površine stavbe in ločilnih elementov delov stavbe

z različnimi režimi notranjega toplotnega ugodja, ki se določi po standardih SIST ISO

6946, ne sme presegati vrednosti v Preglednici 2.


Preglednica 2 : Maksimalne toplotne prehodnosti elementov po pravilniku [13] Gradbeni elementi stavb, ki omejujejo ogrevane prostore Umax

[W/(m2K)]

Zunanje stene in stene proti neogrevanim prostorom 0,28

Zunanje stene in stene proti neogrevanim prostorom – manjše površine, ki skupaj ne presegajo 10 % površine neprozornega dela zunanje stene

0,60

Stene, ki mejijo na ogrevane sosednje stavbe 0,50

Stene med stanovanji in stene proti stopniščem, hodnikom in drugim manj ogrevanim prostorom Notranje stene in medetažne konstrukcije med ogrevanimi prostori različnih enot, različnih uporabnikov ali lastnikov v nestanovanjskih stavbah

0,70

0,90

Zunanja stena ogrevanih prostorov proti terenu 0,35

Tla na terenu (ne velja za industrijske stavbe) 0,35

Tla nad neogrevano kletjo, neogrevanim prostorom ali garažo 0,35

Tla nad zunanjim zrakom 0,30

Tla na terenu in tla nad neogrevano kletjo, neogrevanim prostorom ali garažo pri panelnem – talnem ogrevanju (ploskovnem gretju)

0,30

Strop proti neogrevanemu prostoru, stropi v sestavi ravnih ali poševnih streh (ravne ali poševne strehe)

0,20

Terase manjše velikosti, ki skupaj ne presegajo 5 % površine strehe 0,60

Strop proti terenu 0,35

Vertikalna okna ali balkonska vrata in greti zimski vrtovi z okvirji iz lesa ali umetnih mas Vertikalna okna ali balkonska vrata in greti zimski vrtovi z okvirji iz kovin

1,30

1,60

Strešna okna, steklene strehe 1,40

Svetlobniki, svetlobne kupole (do skupno 5 % površine strehe) 2,40

Vhodna vrata 1,60

Garažna vrata 2,00

Pravilnik tudi določa, da je stavbe treba projektirati in graditi tako, da je vpliv toplotnih

mostov na letno potrebo po energiji za ogrevanje in hlajenje čim manjši in da toplotni

mostovi je povzročajo škode stavbi ali njenim uporabnikom [13].


Tehnična smernica prav tako določa, da se je treba toplotnim mostovom z linijsko

prehodnostjo Ψe > 0,2 W/(mK) izogniti ali pa računsko dokazati, da vodna para na teh ne

bo kondenzirala. Pri tem je treba uporabiti metodo iz standarda SIST EN ISO 10211 z

upoštevanjem klimatskih pogojev kot pri prehodu vodne pare.

Če imajo vsi toplotni mostovi linijsko toplotno prehodnost Ψe < 0,2 W/(mK), se lahko

njihov vpliv upošteva na poenostavljen način, s povečanjem toplotne prehodnosti

celotnega ovoja stavbe za 0,06 W/(m2K) [13].

Kar pa zadeva rabo energije, so javne stavbe obravnavane posebej. Ker naj bi bile zgled

energijske učinkovitosti, so zahteve za javne stavbe pri energiji za ogrevanje še cca. 10%

strožje kakor pri ostalih bivalnih in poslovnih prostorih. Tako je energetska sanacija stavb

družbena prioriteta, saj s porabo preko 200 KWh/m2 dramatično zaostajamo že za

zahtevami trenutno veljavnega PURESa, ki predvideva porabo okrog 40 kWh/m2. Ker se

bodo zahteve v prihodnosti še zaostrile, se bo razkorak še povečal [1].

3.2 Energetske izkaznice

Energetska izkaznica je javna listina s podatki o energetski učinkovitosti stavbe s

priporočili za povečanje energetske učinkovitosti. Energetska izkaznica stavbe je obvezna

pri prodaji stavbe ali njenega posameznega dela in pri oddaji v najem za obdobje enega

leta ali več. Obvezna je za prodajalca in najemodajalca. Energetski zakon določa, da mora

prodajalec najkasneje pred sklenitvijo kupoprodajne pogodbe kupcu predložiti energetsko

izkaznico. Obveznost je pri nas predpisal novi Energetski zakon EZ-1, sprejet februarja

2014 [15].

Računska energetska izkaznica je predvidena za vse stanovanjske stavbe in tudi za

novogradnje, merjena energetska izkaznica pa je namenjena za vse obstoječe

nestanovanjske stavbe.

Računska energetska izkaznica se določi na podlagi izračunanih energijskih kazalnikov

rabe energije stavbe. V računski energetski izkaznici se stavbo uvrsti v razred energetske

učinkovitosti glede na letno potrebno toploto za ogrevanje stavbe na enoto uporabne

površine stavbe.


Kazalniki računske energetske izkaznice stavbe so [16]:

letna potrebna toplota za ogrevanje stavbe Qnh (kWh/m2) je toplota, ki jo je treba v

enem letu dovesti v stavbo za doseganje projektnih notranjih temperatur v obdobju

ogrevanja in je določena računsko po pravilniku, ki ureja učinkovito rabo energije v

stavbah;

letna dovedena energija za delovanje stavbe Q(f) (kWh/m2) je končna energija,

dovedena sistemom v stavbi za pokrivanje potreb za ogrevanje, pripravo tople

vode, hlajenje, prezračevanje, klimatizacijo in razsvetljavo, izračunana po

pravilniku, ki ureja učinkovito rabo energije v stavbah;

letna primarna energija za delovanje stavbe Qp (kWh/m2) je energija primarnih

nosilcev energije, pridobljena z izkoriščanjem naravnih energetskih virov, ki niso

izpostavljeni tehnični pretvorbi in so porabljeni za delovanje stavbe;

letne emisije CO2 pomenijo emisije zaradi delovanja stavbe na enoto

kondicionirane površine stavbe (kg/(m2)) in se določijo v skladu s predpisi, ki

urejajo učinkovito rabo energije v stavbah.

Merjena energetska izkaznica se določi na podlagi meritev rabe energije. Kazalniki

merjene energetske izkaznice stavbe so [16]:

letna dovedena energija (kWh/m2) je celotna končna energija goriva in daljinske

toplote, ki se dovaja sistemom v stavbi in ne vključuje elektrike. Določi se na

podlagi meritev v skladu s standardom SIST EN 15603;

letna dovedena električna energije (kWh/m2) vključuje rabo vse elektrike v stavbi,

tudi za delovanje toplotnih črpalk, pripravo sanitarne tople vode, pomožno

električno energijo, razsvetljavo, delovanje drugih naprav itd. Določi se na podlagi

meritev v skladu s standardom SIST EN 15603;

letna primarna energija za delovanje stavbe Qp (kWh/m2) je energija primarnih

nosilcev energije, pridobljena z izkoriščanjem naravnih energetskih virov, ki niso

izpostavljeni tehnični pretvorbi in so porabljeni za delovanje stavbe;

letne emisije CO2 pomenijo emisije zaradi delovanja stavbe na enoto

kondicionirane površine stavbe (kg/(m2)) in se določijo v skladu s predpisi, ki

urejajo učinkovito rabo energije v stavbah.


4 ENERGETSKA UČINKOVITOST STAVBE

Prihranki so eden izmed poglavitnih razlogov, da se odločimo za izoliranje obstoječega ali

novega objekta. Prihrankov pa ne beležimo le pri energiji za ogrevanje, občutno se namreč

lahko zmanjša tudi energija za poletno hlajenje objektov, saj se objekti z nižjo toplotno

prepustnostjo manj segrevajo. Skoraj polovico toplotnih izgub pri klasičnih objektih se vrši

preko konstrukcij ovoja stavbe, to je fasade, strehe in tal.

4.1 Energetsko varčevalni potencial v stavbah

Ogrevanje predstavlja pri stanovanjskih stavbah glavnino (75%) rabe energije, preostanek

predstavlja energija za pripravo tople vode, kuhanje, razsvetljavo in druge električne

naprave. Z energetsko obnovo starejših stavb, grajenih pred letom 1980, je tehnično

mogoče, s poznanimi, tržno uveljavljenimi ukrepi (toplotna izolacija zunanjih sten in streh,

menjava oken ali zasteklitve, posegi v ogrevanem sistemu), prihraniti preko 60% potrebne

energije za ogrevanje. Energetski prihranki so odvisni od starosti zgradbe, tehnologije

gradnje, kakovosti izvedbe in vzdrževanja [17].

Pretežni del pričakovanih energetskih prihrankov je mogoče doseči z boljšo toplotno

izolativnostjo ovoja stavbe, saj s temi ukrepi vplivamo na vzroke za previsoko rabo

energije za ogrevanje. Z izolacijo fasade lahko zmanjšamo porabo energije za ogrevanje za

35 do 40%, medtem ko se lahko z izolacijo podstrešja privarčuje od 15% do 20% energije.

Izolacija tal na terenu prinese zmanjšanje porabe energije za ogrevanje 10-13%. Na sliki 11

so prikazane kakšne so dejanske toplotne izgube stavbe skozi streho, zunanjo steno, okna,

tal na terenu in prezračevanja ter kakšni so dobitki stavbe z energijo za ogrevanje, z

notranjim virom energije in sončnih dobitkov. Manjši a prav tako pomemben del

prihrankov pri rabi energije za ogrevanje je dosegljiv z izboljšanjem delovanja ogrevalnega

sistema [18].


Slika 11: Toplotne izgube in dobitki v stavbah [18].

4.2 Ekonomski vidik energetske obnove ovoja stavbe

Analize so pokazale, da vračilni rok naložb v energetsko sanacijo stavb v povprečju

presega 25 let, če kot naložbo vrednotimo gradbeni ukrep v celoti. Tako se zdijo

ekonomski učinki energetske obnove ovoja stavbe na prvi pogled neugodni, vendar ob

svetovni rasti cene energentov ugotovimo, da je energetska sanacija z ekonomskega vidika

več kot smiselna.

Poudariti velja, da gre pri obstoječih stavbah s previsoko rabo energije za starejše objekte,

ki so že sicer potrebni popravila. Veliko teh stavb je že doseglo tisto obdobje v

proizvodno-stroškovnem krogu, ko je potrebna zamenjava njihovih elementov, kar pomeni

nujnost investicijskega vzdrževanja. Zato je energetsko prenovo smiselno ekonomsko

presojati le z vidika ocene dodatne naložbe v izboljšanje toplotne zaščite. Če je na primer

fasada stavbe dotrajana in jo je po planu rednega vzdrževanja potrebno obnoviti, pa se

tedaj odločimo še za izvedbo toplotno izolacijske obloge, znaša dodatna naložba v

energetsko sanacijo od 20% do 40% celotne cene obnove fasade. Če upoštevamo slednje,

lahko ugotovimo, da je vračilni rok naložbe v energetsko sanacijo zunanje stene med 10 in

15 leti [17].


4.3 Celovit pristop k energetski obnovi ovoja stavbe

Ko se odločamo za energetsko obnovo ovoja stavbe, moramo najprej poiskati kritična

mesta. Pri javnih objektih je tako potreben energetski pregled stavbe. Energetski pregled je

študija, ki odkriva vzroke za visoko rabo energije, predlaga ukrepe za učinkovitejšo rabo

energije in priporočene ukrepe razvršča glede na razmerje med vloženimi sredstvi in

pričakovanim prihrankom pri rabi energije. Energetski pregled podaja lastnikom stavb

strokovne argumente za priporočene ukrepe.

Na podlagi rezultatov energetskega pregleda lahko investitor oziroma upravnik oblikuje

načrt energetske obnove stavbe, kjer je praviloma najprej na vrsti izvajanje organizacijskih

ukrepov, ki vplivajo na spremembo odnosa uporabnika do rabe energije v stavbi in niso

povezani s posebnimi stroški. Nato sledijo ukrepi s kratko vračilno dobo, kamor sodijo

cenejši ukrepi, t.j. ukrepi, ki jih lahko izvajamo že ob rednem vzdrževanju stavbe. Šele

nato prehajamo k ukrepom z daljšo vračilno dobo oziroma k večjim investicijam. Seveda

pa je pri tem potrebno upoštevati načrt investicijskega vzdrževanja stavbe in z njim

povezati energetsko obnovo stavbe.

Najpogostejši priporočeni ukrepi na ovoju stavbe so: tesnjenje oken, toplotna izolacija

podstrešja, zamenjava oken, toplotna izolacija poševne ali ravne strehe, toplotna izolacija

tlakov v stavbi in nadzorovano naravno prezračevanje stavb. Le malo izmed teh ukrepov je

poceni. Pri energetski obnovi ovoja se hitro pokaže potreba po večjih investicijah. Za

investitorja je pri odločanju o izvedbi ukrepov zanimiv podatek o njihovi vračilni dobi,

višini naložbe, pričakovanih prihrankih pri energiji in stroških, izboljšanju toplotnega

ugodja v prostoru in o okoljskih prednostih. Razmisliti je potrebno tudi o bivalnih navadah

stanovalcev, na primer načinu prezračevanja stavbe in o odnosu uporabnikov do učinkovite

rabe energije [17].

4.4 Ukrepi za energetsko učinkoviti ovoj stavbe

4.4.1 Tesnjenje oken

S tesnjenjem oken lahko pri starejših stavbah prihranimo od 10% do 15% potrebne

energije za ogrevanje, investicija v kakovostna tesnila je nizka in se povrne v povprečju v

2 letih. V eni ogrevalni sezoni v povprečju skozi vsak meter netesnjenih oken in vrat uhaja

tudi do 40 kWh energije. Toplotne izgube zaradi prezračevanja predstavljajo pri slabo


toplotno izoliranih stavbah okoli 1/3 vse potrebne energije za ogrevanje stavbe. Če je ovoj

stavbe primerno toplotno izolativen, pa želimo delež toplotnih izgub zaradi prezračevanja

omejiti na raven, ki za približno odgovarja 0,7 kratne izmenjave zraka v bivalnem prostoru

na uro. Opozoriti velja, da je pri oknih, ki dobro tesnijo, potrebno aktivno prezračevanje z

odpiranjem oken ali z ventilatorjem, da zadostimo higiensko tehničnim zahtevam.

Tesnjenje oken ni pomembno samo zaradi varčevanja z energijo, ampak tudi zaradi zaščite

pred vročino, vlago, hrupom, prašnimi delci in nenazadnje pred prepihom. Pri oknih so

najbolj kritični stiki med okenskim krilom in okvirjem pripire (Slika 12), prav tako pa so

pomembni stiki med okvirom in zidom ter med krilom in zasteklitvijo. Preden sama okna

zatesnimo, moramo presoditi, ali niso že tako dotrajana, da bi jih bilo pametneje zamenjati

[17].

Slika 12: Tesnenje oken [19].

4.4.2 Zamenjava oken

Pri zamenjavi oken je smiselna odločitev za vgradnjo kakovostnih energetsko učinkovitih

oken, s toplotno izolacijskimi okenskimi okviri in energetsko učinkovito zasteklitvijo. Gre

za dvojno zasteklitev z nizkoemisijski nanosi na notranji šipi v medsteklenem prostoru, ki

zelo zmanjšujejo prehod toplote s sevanjem in s plinskim polnjenjem (argon ali kripton), ki

zmanjša prehod toplote zaradi gibanja plina. Takšna okna dosežejo toplotno prepustnost do

U=1.1 W/m2K. Pri tej zasteklitvi so toplotne izgube skoraj trikrat manjše kot pri navadni

»termopan« zasteklitvi, kjer je v prostoru med stekli samo zrak (U=2.9 W/(m2K))

(Slika 13). Menjava oken z energetsko učinkovitimi ob dobri zrakotesnosti omogoča do


20% prihranka pri potrebni energiji za ogrevanje. Dodatna naložba v izbor energetsko

učinkovite zasteklitve predstavlja 10% do 15% investicije v nova okna. Razlika v ceni se

povrne v približno 3 letih, kar pomeni, da je odločitev za energetsko učinkovito zasteklitev

z U=1.1W/(m2K) ob zamenjavi oken praktično nujna in dolgoročna rešitev [17].

Slika 13: Primerjava izolativnih karakteristik okna glede na različne tipe zasteklitve [20].

4.4.3 Toplotna izolacija zunanjih sten

Ob prenovi zgradbe je smiselno predvideti ustrezno dodatno toplotno izolacijo, saj je takrat

ekonomska upravičenost ukrepa največja. Stare fasadne površine so včasih poškodovane,

konstrukcijsko imajo skoraj brez izjeme vrsto toplotnih mostov, stene so pozimi hladne in

vsaj lokalno plesnive. Toplotna izolacija zunanjih sten je res drag ukrep, a kadar se

življenjska doba fasade že izteka, je obnova nujna in zato se strošek na račun energetske

sanacije najmanj prepolovi ter je tudi odplačilna doba ukrepa sorazmerno krajša.

Analize kažejo, da se dodatna naložba v energetsko sanacijo zunanjih sten ob siceršnji

obnovi stavbe lahko povrne že v 10 letih. Posebno pozornost velja nameniti debelini

izbrane toplotne zaščite, kajti ta določa rabo energije v celotni življenjski dobi obnovljene

fasade. Cena toplotno izolacijske obloge predstavlja komaj desetino vse naložbe.

Odločamo se lahko za zunanjo ali notranjo toplotno izolacijo, vendar je pri slednji več

možnosti za gradbeno-fizikalne napake ali poškodbe. Med cenejše sodijo sistemi z

lepljenimi toplotno izolacijskimi ploščami in zunanjim ometom; kakovostni in dražji so

sistemi s prezračevalno obzidano fasado [17].


4.4.4 Toplotna izolacija podstrešja

Izvedba izolacije tal na podstrešju oziroma nepohodnega stropa proti podstrešju velja za

najbolj enostaven in hkrati najbolj učinkovit izolacijski poseg na ovoju stavbe. Naj gre za

novogradnjo ali sanacijo, vedno se srečamo z enostavnimi in relativno velikimi

površinami, preko katerih prehaja toplota. Zadostna toplotna izolacija je zato ključna za

velik prihranek energije celotnega objekta. Kateri tip izolacije izbrati, je odvisno od

izvedbe in načina vgradnje.

Posebej v zadnjih etažah večstanovanjskih objektov pogosto razmišljamo o notranji

toplotni izolaciji stropa. V takem primeru velja opozoriti na nujno namestitev parne zapore

na notranji strani toplotne izolacije. Tako se izognemo kondenzaciji vodne pare iz zraka v

konstrukciji in kasnejšemu pojavu plesni, poškodbi materiala. Ustreznost rešitve z notranjo

toplotno izolacijo je potrebno vsakič gradbeno fizikalno preveriti. Posvetiti se je potrebno

stikom stropa z zunanjo steno, saj pri tem nastajajo toplotni mostovi, ki jih le težko rešimo

z estetsko sprejemljivimi rešitvami. Na mestih toplotnih mostov lahko pride tudi do

površinske kondenzacije vodne pare, kar je idealno gojišče za razvoj plesni. Bivanje v

takih prostorih je neprijetno in sanacija poškodb je draga [17].

4.4.5 Preprečitev toplotnih mostov v praksi

Idealna rešitev za preprečitev oziroma zmanjšanje toplotnih mostov je sklenjena plast

toplotne zaščite enake debeline po celotnem zunanjem ovoju stavbe. Takrat ostanejo le

geometrijski toplotni mostovi (robovi, vogali in podobno). V praksi pa vedno pride do

nujnih odstopanj od tega pravila. Eden od najobičajnejših primerov takega odstopanja je

okno na zunanji steni. Najpogostejša napaka se zgodi na območju špalet, ki ostanejo

toplotno neizolirane, ali pa so stiki in priključki netesni. Nasploh velja kot idealna lega

položaj okenskega okvira na sredini plasti toplotne zaščite, kadar pa to ni izvedljivo, pa tik

ob njej, da se lahko toplotna izolacija zaključi na okvir. Če je okvir okna umaknjen od sloja

toplotne zaščite, je potrebno detajl špalete tako zasnovati, da jo je mogoče zadostno

toplotno izolirati.

Kritično mesto predstavlja tudi ležišče armiranobetonske plošče v zunanjem zidu. V

območju, ki je približno štirikrat širše od toplotnega mostu, je toplotni tok skozi obodni


element stavbe močno povečan. Običajen poseg, ko je na primer izolacija betonske stropne

plošče samo na njenem obodu, povzroči le znižanje konice toplotnega toka in njegovo

prerazporeditev v območje stene tik ob toplotni izolaciji oboda plošče. Primernejša, a

hkrati izvedbeno neugodna rešitev, je namestitev sloja toplotne zaščite še v pasu vsaj

30 cm pod in nad ležiščem plošče (Slika 14).

Slika 14: Preprečitev toplotnega mostu pri AB ploščah

Za balkonske plošče velja enako pravilo kot za vse preboje: prebojem nosilnih, močno

toplotno prevodnih elementov skozi zunanji ovoj in s tem prekinitvam toplotne zaščite se

je potrebno že pri načrtovanju izogibati oziroma predvideti izvedbo, ki ne povzroči

toplotnega mostu. Ena od možnosti je na primer namestitev toplotne zaščite po celotni

površini takega elementa. Elegantnejša pa je gotovo njegova fizična prekinitev s plastjo

toplotne zaščite in vložkom posebnega nosilnega elementa [10].


5 PRAKTIČNI PRIMER SANACIJE PGE KRŠKO

5.1 Obstoječe stanje

5.1.1 Lokacija

Obravnavani objekt se nahaja v mestu Krško, na parceli s parcelno št. 851, k.o. Stara vas

(Slika 15). Na omenjeni parceli stoji objekt PGE Krško, ki se konstrukcijsko povezuje z

objektom PGD Krško, ki pa ni predmet energetske sanacije. Objekt se nahaja v vzhodnem

delu Slovenije, ki je pod vplivom zmernega celinskega podnebja. Temperatura na bližnji

vremenski opazovalnici je najvišja v juliju (povprečno 20 °C), najnižja pa v januarju

(povprečno 0 °C) [22] .

Slika 15: Lokacija PGE Krško [21].

Obravnavani objekt bo predmet energetske sanacije, tako da bodo nove sestave konstrukcij

ustrezale zahtevam pravilnika o učinkoviti rabi energije v stavbah. Obstoječi dovozi ter

manipulacijske površine se z nameravano sanacijo ne spreminjajo.


5.1.2 Opis objekta

Objekt se nahaja v kraju Krško, na parceli s parcelno št. 851, k.o. Stara vas in se

konstrukcijsko povezuje z objektom PGD Krško. Objekt je dvoetažna stavba, montažne

gradnje, dimenzij 29,55m x 16,40 m ter višine 11,59 m (Slika 16).

Večina pritličja zajemajo garaže za gasilska vozila, ostalo pa skladišče, soba za počitek,

hodnik ter stopnišče v zgornjo etažo. V zgornji etaži so pisarniški prostori, učilnica,

predavalnica, garderobe ter spremljevalni prostori.

Na armirano betonskih stebrih so nameščeni armirano betonski fasadni paneli v obliki »PI«

plošč. Sama tesnitev fasadnih plošč in stebrov je dotrajana,kar se že kaže v razpokah, ki jih

je potrebno ponovno zatesniti. Fasadne plošče vsebujejo vmesno izolacijo debeline cca.

2 cm (na cca. 80% površine vsake plošče, drugje je samo armiran beton). Na notranji strani

fasadnih plošč so stene pokitane in prepleskane, na zunanji strani pa samo prepleskane.

Toplotna prehodnost sestave zida znaša 1,318 W/(m2K), njegova površina pa je 581 m2. Na

SV in JZ fasadi je proti podstrešju kopelit zasteklitev. Del medetažne plošče je sestavljeno

iz AB »PI« plošč, del pa klasična AB plošča. Stiki plošč so slabo zatesnjeni, zato pride do

uhajanje izpušnih plinov iz garaže v zgornje etaže in tako je potrebno stike zatesniti. Tla

niso toplotno izolirana in v njih s sanacijo ne posegamo. Toplotna prehodnost tal znaša

1,643W/(m2K). Del stropa v nadstropju je izvedenega iz modularnih Armstrong stropnih

plošč, pri katerih se zamenjajo poškodovani deli z novimi ploščami. V učilnici in

telovadnici je „Dampa“ strop, na nekaterih delih pri pisarnah pa tudi lesen strop. Nad

stropovi je položena izolacija debeline 5 cm. Izolacija ni enakomerno položena in zato stiki

ne tesnijo dobro. Toplotna prehodnost stropa je 0,546 W/(m2K). Okna so kovinska in

slabše kvalitete in zato prihaja do prepiha, ker ni zadostnega tesnjenja (Slika 17).


Slika 16: Stavba PGE.

Streha je bila že zamenjana in ne predstavlja problemov z zamakanjem. Prav tako so bila

zamenjana garažna in vhodna vrata, ki ustrezajo vsem zahtevam PURES-a. Okoli objekta

ni izvedena hidroizolacija, prav tako tudi ne drenaža.

Stara okna

Nova garažna vrata

Nova streha

Betonski ovoj

Neprimerna izolacija podstrešja

Kopelit zasteklitev

Slika 17: Prikaz obstoječega stanja.


5.1.3 Sestava obstoječih konstrukcij ter izračun gradbene fizike

5.1.3.1 Zunanji zid

5.1.3.2 Strop proti neogrevanem prostoru

5.1.3.3 Tla v garaži

5.1.3.4 Stavbo pohištvo


Za ogrevanje objekta se uporablja zemeljski plin z dvema plinskima kotloma moči 75 kW.

Ogrevanje je izvedeno s ploščnimi radiatorji v dvocevnem sistemu s temperaturnim

režimom ogrevanja 70/55 °C. Vsi radiatorji imajo vgrajene navadne regulacijske ventile.

Pripravo tople sanitarne vode oskrbuje toplotna črpalka volumna 500l. Vgrajena toplotna

črpalka je opremljena z električnimi grelci moči 2x3000W.

Preglednica 3: Podatki ovoja objekta PGE Krško

Toplotne karakteristike objekta Količina Enota

Površina toplotnega ovoja objekta – A 1.922,96 m2

Kondicionirana prostornina objekta – Ve 5.305,46 m3

Oblikovni faktor – f0 = A/ Ve 0,36 m-1

Neto uporabna površina objekta – Au 916,22 m2

Predvidena izmenjava zraka – 푉̇ 0,6 – pisarne

0,7 - garaže

h-1

h-1

Dejanska letna poraba toplote za ogrevanje – Qh 151.578,00 * kWh

Dejanska specifična letna toplota za ogrevanje

Qh/Au Qh/Ve

165,43

28,57

kWh/m2

kWh/m3

Temperaturni primanjkljaj za ogrevanje 3.300 K dni

*Podatek pridobljen iz elaborata energetskega pregleda


5.1.4 Analiza obstoječega stanja s pomočjo programa URSA

Analizo obstoječega stanja smo izvedli s pomočjo programa URSA. Program omogoča

izdelavo elaborata gradbene fizike, ki je narejen v skladu s pravilnikom PURES 2010. S

programom dobimo potrebno toploto za ogrevanje, ki znaša 151.464,26 kWh in se glede na

dejansko porabo minimalno razlikuje.

V programu smo objekt razdelili v dve coni: na spodnji del, kjer so garaže, in zgornji del,

kjer so pisarne.

Preglednica 4: Upoštevane projektne temperature v stavbi Cona Spodnja etaže - garaže Zgornja etaža - pisarne

Notranja projektna temperatura 16 oC 22 oC

Za obstoječe stanje je bil vpliv toplotnih mostov upoštevan na poenostavljen način.

V spodnji tabeli so prikazani kazalniki porabe energije na neto uporabno površino v stavbi

za obstoječe stanje (tabela iz energetske izkaznice obstoječega stanja).

Slika 18: Kazalniki porabe energije – obstoječe stanje


5.2 Ukrepi za učinkovito rabo energije

V spodnjih tabelah so prikazane vrednosti zmanjšanja stroškov in rabe energije za vsak

ukrep posebej. Prikazane so različne oblike rešitev za vsak ukrep ter izbrane optimalne

rešitve glede na povračilne dobe ukrepa. Z zeleno je obarvan ukrep, ki bo upoštevan pri

sanaciji.

Cena elektrike – PETROL : 0,07293 €/kWh (z DDV) [23].

5.2.1 Ukrep : Izolacija ovoja stavbe Preglednica 5: Ukrepi za sanacijo ovoja stavbe.

Debelina

izolacije

Izračunana

toplota

Možni letni prihranki Investicija Vračilni rok

Energija Stroški € (let)

brez 151.464 kWh - - - -

12 cm 103.258 kWh 48.206 kWh 3.490 € 57.319 € 16,4

15 cm 101.487 kWh 49.977 kWh 3.618 € 60.585 € 16,7

20 cm 99.467 kWh 51.997 kWh 3.764 € 63.851 € 17,0

Izbran je ukrep z največjo debelino toplotne izolacije, čeprav ta ukrep nima najkrajše

povračilne dobe, vendar pa je za zgradbo boljša večja izolativnost.

5.2.2 Ukrep : Menjava oken Preglednica 6: Ukrepi za menjavo oken.

Toplotna

prevodnost okna

Izračunana

toplota



brez 151.464 kWh - - - -

Uw=1,3 W/m2K 140.385 kWh 11.079 kWh 802 € 33.597 € nad 30

Uw=0,93 W/m2K 137.652 kWh 13.812 kWh 1.000 € 36.175 € nad 30

Uw=0,80 W/m2K 136.692 kWh 14.772 kWh 1.069 € 39.729 € nad 30

Ukrepi menjave oken imajo visoke povračilne dobe, zaradi relativno majhnih prihrankov

toplotne energije ter visoke investicije, vendar se ukrep izvede zaradi izboljšanja ugodja v

stavbi ter dotrajanosti obstoječih oken.


5.2.3 Ukrep : Sanacija tal v garažnih prostorih Preglednica 7: Ukrepi za sanacijo tal.

Debelina talne

izolacije

Izračunana

toplota



brez 151.464 kWh - - - -

10 cm 148.451 kWh 3.013 kWh 226 € cca 130.000 € nad 30

Sanacija tal je finančno precej drag ukrep, ki ne doprinese k znatnemu zmanjšanju porabe

energije v stavbi, zato so povračilne dobe visoke. Ukrep se ne predlaga.

5.2.4 Ukrep : Sanacija izolacije podstrešja Preglednica 8: Ukrepi za sanacijo podstrešja.

Debelina

izolacije

Izračunana

toplota



brez 151.464 kWh - - - -

40 cm – N.I.P. 132.143 kWh 19.321 kWh 1.449 € 26.632 € 18,4

40 cm – I.P. 131.148 kWh 20.316 kWh 1524 € 26.632 € 17,5

N.I.P. – Neizolirano podstrešje

I.P. – Izolirano podstrešje

Pri ukrepu sanacije podstrešja smo enkrat upoštevali, da položimo novo izolacijo na

obstoječo izolacijo na spuščenem stropu (N.I.P.), kjer podstrešje ni del ogrevanega

prostora. Drugič smo upoštevali, da izolacijo položimo pod konstrukcijo strehe in pri ovoju

stavbe upoštevamo izgube skozi streho, kjer je podstrešje del ogrevanega prostora (I.P.).

Na podlagi rezultatov upravičenosti stroškov smo se odločili za sanacijo, kjer bo podstrešje

del ogrevanega prostora. Takšna sanacija je tudi smiselna, ker se namesto kopelit

zasteklitve izvede izolacijska fasada.


5.3 Sanacija objekta

5.3.1 Zunanji zid (U=0,164 W/(m2K))

Ker fasada nima zadostne toplotne prehodnosti, se izvede nova kompaktna fasada z

mineralno volno debeline 20 cm. Izvede se tako, da se na jekleno podkonstrukcijo, ki se

namesti na betonska rebra obstoječih fasadnih »PI« plošč, namestijo OSB plošče. Na te

plošče se pritrdi mineralna volna ter se zaključi z zaključnim slojem fasade (Slika 19). Na

SV in JZ se odstrani kopelit zasteklitev ter se prav tako izvede nosilna podkonstrukcija za

kompaktno fasado kot na drugih delih objekta. Okoli objekta se izvede odkop zunanjega

oboda ter se položi hidroizolacija s plastomernim bitumenskim varilnim trakom in toplotna

izolacija s trdo XPS izolacijo debeline 20 cm od dna temeljev (vsaj 80 cm pod koto terena)

do višine 50 cm nad koto terena.

Slika 19: Sestava sanirane zunanje stene.


5.3.2 Strop v sestavi poševne strehe (U=0,083 W/(m2K))

Na obstoječo betonsko strešno ploščo se iz notranje strani položi toplotna izolacija v

debelini 40 cm z vetrno oviro in refleksno parno zaporo na spodnji strani. Na sredino

višine reber strešnih nosilcev se pritrdi spuščena lesena podkonstrukcija za modularne

Armstrong plošče, katere se namestijo namesto »Dampa« in lesenega stropa (Slika 20).

Izolacijo je potrebno položiti do nove fasade in do obstoječe strešne podkonstrukcije, da ne

pride do toplotnih mostov. Streha je že zamenjana, vendar je zaradi zaščite nove toplotne

izolacije fasade potrebno obstoječo streho podaljšati z novo, ki pa z izvedbo bistveno ne

posega v nosilno konstrukcijo.

Slika 20: Sestava saniranega stropa v sestavi poševne strehe.


5.3.3 Stavbno pohištvo (U=0,93 W/(m2K))

Na objekt se namestijo nova PVC okna s troslojno zasteklitvijo in toplotno prehodnostjo

stekla največ 0,70 W/(m2K), okvirja 1,00 W/(m2K) ter skupno manj kot 0,93 W/(m2K)

(Slika 21). Predvidena je tudi montaža zunanjih zatemnitvenih senčil (8 cm žaluzije) na

motorni ali ročni pogon za odpiranje. Podrobnejši prikaz je podan v prilogi shem oken.

Slika 21: Okno s trojno zasteklitvijo [ponudba podjetja SECOM].

5.3.4 Ostala sanacijska dela

Okoli objekta se izvede tudi drenaža s priklopom na jaške ter zasutje s prancem frakcije

večje od 32 mm. Pred objektom, kjer se bo odstranil asfalt, se po izvedbi drenaže in

hidroizolacije uredi v prvotno stanje kot pred sanacijo. Ostali teren okoli objekta se tlakuje

v širini 1,0 m na utrjeno peščeno podlago.

Zaradi slabe tesnitve med etažnimi »PI« ploščami se izvede zatesnitev vseh stikov za

doseganje zrakotesnosti. Prav tako se izvede zatesnitev ostalih stikov za doseganje

zrakotesnosti ter izdelava vogalnih tesnjenj med stebri in fasadnimi »PI« ploščami. Vse se

po končani gradnji zakita, pobrusi in prepleska.


Dotrajane prezračevalne ventile v sanitarijah se ob zamenjavi stropov zamenja z novimi.

Za gretje se k že vgrajenima dvema plinskima kotloma doda visoko temperaturna toplotna

črpalka zrak/voda s priklopom na bivalentno napajanje. Če toplotna črpalka ne bo

zagotavljala temperature v hranilniku toplote več kot pol ure, se bo vklopil eden izmed

plinskih kotlov, ki dodatno pomagajo dogrevati vodo v hranilniku. Ker bo izolacijski ovoj

zmanjšal porabo energije, se bo temperatura v sistemu lahko ustrezno zmanjšala. Za

racionalno porabo je predvidena zamenjava navadnih radiatorskih ventilov s

termostatskimi.

5.3.5 Analiza predvidenega stanja s pomočjo programa URSA

Analizo predvidenega stanja smo izvedli s pomočjo programa URSA z ukrepi, katere smo

izbrali. S programom dobimo potrebno toploto za ogrevanje, ki znaša 46.293,69 kWh.

Tudi v tem preračunu gradbene fizike smo objekt razdelili v dve coni, kot pri obstoječem

stanju: spodnji del, kjer so garaže in zgornji del, kjer so pisarne.

Preglednica 9: Upoštevane projektne temperature v stavbi. Cona Spodnja etaže - garaže Zgornja etaža - pisarne

Notranja projektna temperatura 16 oC 22 oC

Za predvideno stanje je bil vpliv toplotnih mostov upoštevan skladno s SIST EN ISO

14683 ter EN ISO 13789. Ker smo površino gradbene konstrukcije izrazili z zunanjimi

merami, smo linijske toplotne mostove določili po sistemu zunanjih mer Ψe.

Toplotni most pri podaljšku strehe:

Linijska toplotna prehodnost:

Ψe = 0,55 W/m K

Dolžina: L = 95,5m


Vogal:


Ψe = -0,05 W/m K

Dolžina: L = 35,6 m

Okno:


Ψe = 0,00 W/m K



Tla:


Ψe = 0,65 W/m K


Garažna vrata:


Ψe = 0,60 W/m K



5.4 Rezultati po sanaciji in primerjava z obstoječim stanjem

Preglednica 10: Premerjava porabe energije pred in po sanaciji (javne zgradbe). Pred sanacijo Po sanaciji Največja dovoljena

Koeficient specifičnih

transmisijkih toplotnih

izgub stavbe

H'T = 0,966 W/(m2K)

H'T = 0,374 W/(m2K)

H'Tmax = 0,434 W/(m2K)

Letna poraba energije Qp = 290.958,026 kWh

Qp = 141.250,546 kWh

Letna potrebna toplota za

ogrevanje QNH = 151.464,107

kWh QNH = 46.293,692

kWh QNHmax = 47.731,465

kWh Letni potrebni hlad za

hlajenje QNC = 196,851

kWh QNC = 4.246,683

kWh

Letna potrebna toplota na

enoto neto uporabne

površine in kondicionirane

prostornine

QNH/Au = 153,936 kWh/m2

QNH/Au = 47,049 kWh/m2

QNH/Ve = 30,558 kWh/m3

QNH/Ve = 9,340 kWh/m3

(QNH/Ve)max = 9,630 kWh/m3

Prikaz primerjave energetskih kazalcev na neto uporabno površino pred in po sanaciji

izbranih ukrepov:

Slika 22: Primerjava energetskih kazalcev pred in po sanaciji.


6 SKLEP

V diplomski nalogi smo obravnavali problem porabe energije objekta PGE, kjer je največji

porabnik le-te ogrevanje. Preostanek predstavlja energija za razsvetljavo, pripravo tople vode in

ostale električne naprave. Ker ovoj stavbe predstavlja pomemben dejavnik pri toplotnih izgubah, so

zaradi slabe toplotne izolativnosti izgube energije ogrevanja največje. S čim bolj kakovostno

izolacijo zmanjšamo toplotne prehodnosti in s tem zmanjšamo tudi rabo energije.

Najprej smo ugotovili porabo energije obstoječega stanja z energetsko izkaznico in katere ukrepe je

potrebno izvesti s samo sanacijo, da znižamo stroške ogrevanja. Predstavili smo ukrepe in pri

vsakem našli najboljšo rešitev, kjer bo vračilni rok ukrepa čim krajši. Tako smo za zunanji ovoj

stavbe izbrali toplotno izolacijo debeline 20 cm, kjer vračilni rok investicije ni najkrajši, vendar je

za zgradbo boljša izolativnost. Toplotna prehodnost zunanjega zidu je pred sanacijo

znašala 1,318 W/(m2K), ki ni ustrezala pravilniku, po sanaciji pa je toplotna prehodnost

zidu enaka 0,164 W/(m2K) in s tem smo ugodili zahtevam po pravilniku iz Preglednice 2.

S sanacijo ovoja smo zmanjšali potrebno toploto za ogrevanje za 34%.

Pri sanaciji podstrešja smo izbrali toplotno izolacijo debeline 40 cm, na način da izolacijo

položimo pod konstrukcijo strehe in pri ovoju stavbe upoštevamo izgube skozi streho, kjer

je podstrešje del ogrevanega prostora. Toplotna prehodnost streh je pred sanacijo znašala

0,546 W/(m2K), po sanaciji pa 0,083 W/(m2K), ki je manjša od zahtevane iz Preglednice 2.

Tako smo s sanacijo podstrešja zmanjšali potrebno toploto za ogrevanje za 13%. Pri

menjavi oken smo se odločili za montažo novih oken s troslojno zasteklitvijo s toplotno

prehodnostjo okna manj kot 0,93 W/(m2K), saj prihranimo 9% pri ogrevanju. Ker je

sanacija tal finančno precej drag ukrep, ki ne doprinese k večjemu zmanjšanju porabe

energije v stavbi, saj so povračilne dobe visoke, se za ta poseg nismo odločili. K že

vgrajenima dvema plinskima kotloma se za pridobivanje energije doda visoko

temperaturna toplotna črpalka zrak/voda s priklopom na bivalentno napajanje.


Ko smo izbrali vse ukrepe, ki se bodo izvedli, smo ponovno izračunali energijsko

učinkovitost stavbe in primerjali rezultate. S sanacijo smo zagotovili, da je koeficient

specifičnih transmisijksih toplotnih izgub stavbe pod največjim dovoljenim

(H'T,max=0,434 W/(m2K)) in sicer je pred sanacijo znašal 0,966 W/(m2K), po sanaciji pa

0,374 W/(m2K). Maksimalna letna potrebna toplota na enoto neto kondicionirane

prostornine javnih stavb obravnavanega objekta znaša 9,630 kWh/m3, s čimer z izračunano

vrednostjo 30,558 kWh/m3 obstoječega stanja ni zadoščeno pravilniku. Po sanaciji bomo

temu pogoju pravilnika zadostili, saj bo vrednost znašala 9,340 kWh/m3.

S sanacijo objekta PGE Krško ugodimo vsem zahtevam PURES-a 2010 in tako s

sanacijskimi ukrepi dosežemo, da se porabljena energija zmanjša za 68%. Čeprav

investicijski ukrepi za izvedbo sanacije predstavljajo visoke stroške, je sanacija kljub temu

potrebna in smiselna.


7 VIRI IN LITERATURA

[1] Energetska učinkovitost stavb, dostopno na:

http://www.dlib.si/stream/URN:NBN:SI:DOC-TCCBZX6N/a05c80d7-b915-4025-a63c-

fff0110ed58a/PDF [september 2015]

[2] Knauf Insulation d.o.o., revija EKO STUDIO, revija za trajnostno in energetsko

učinkovito gradnjo, številka 2/2013

[3] Poraba energije, dostopno na: http://www.energetska-ucinkovitost.si/energetska-

ucinkovitost-v-stavbah/ [september 2015]

[4] Prevajanje toplote; dostopno na: http://stropna-sevala.si/princip.html [september 2015]

[5] doc. dr. Darko Goričanec, dr. Lucija Črepinšek – Lipuš , 2008 , Prenos Toplote,

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo; dostopno na :

www.fkkt.um.si/egradiva/fajli/prenos_toplote.pdf [september 2015]

[6] - Medved, S. 2010, Gradbena fizika, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo

[7] ISO 6946 : 2007, Building componenet and building elements – Thermal resistance and

thermal transmittance

[8] Medved, S. 1997, Toplotna tehnika v zgradbah, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za

strojništvo

[9] Splošno o fasadah – prihranki; dostopno na: http://www.weber-terranova.si/fasade-in-

fasadni-sistemi/pomoc-in-nasveti/sposno-o-fasadah/prihranki.html [september 2015]

[10] Toplotni mostovi; dostopno na: http://gcs.gi-

zrmk.si/Svetovanje/Clanki/PDFknjiznjicaAURE/IL2-11.PDF [september 2015]

[11] SIST EN ISO 14683:2008. Toplotni mostovi v stavbah - Linearna toplotna prehodnost

- Poenostavljena metoda in privzete vrednosti


[12] Izdelava energetskih izračunov v skladu s PURES 2010, dostopno na:

http://www.energetskabilanca.si/Izdelava-energetskih-izracunov-v-skladu-s-PURES

[september 2015]

[13] Tehnična smernica TSG-1-004-2010, Učinkovita raba energije, Ministrstvo za okolje

in prostor

[14] Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah, Uradni list RS, št. 52/2010, dostopno

na: http://www.uradni-list.si/1/objava.jsp?urlid=201052&stevilka=2856 [september 2015]

[15] Podrobnosti in zakonodaja o energetski izkaznici, dostopno na:

http://energetskaizkaznica.si/podrobnosti-o-izkaznici/ [september 2015]

[16] Kaj je energetska izkaznica; dostopno na:

http://www.energetskaizkaznicastavbe.si/kaj-je-energetska-izkaznica/ [september 2015]

[17] Energetska učinkovitost pri obnovi ovoja stavbe; dostopno na: http://gcs.gi-

zrmk.si/Svetovanje/Clanki/PDFknjiznjicaAURE/IL2-05.PDF [september 2015]

[18] Knauf Insulation d.o.o., revija EKO STUDIO, revija za trajnostno in energetsko

učinkovito gradnjo, številka 4/2014

[19] Gumijasto tesnilo za okna; dostopno na: http://www.modernakup.si/Gumijasto-

tesnilo-samolepilno-za-vrata-in-okna-_40365 [september 2015]

[20] Primerjava izolativnih karakteristik okna glede na različne tipe zasteklitve, dostopno

na: http://www.jelovica-okna.si/jelostar-premium-stekla.html [september 2015]

[21] Zemljevid; dostopno na: http://zemljevid.najdi.si [september 2015]

[22] Gradbena fizika - program URSA, verzija 4.0, 2.15; dostopno na:

http://www.ursa.si/sl-si/arhitekti/strani/program-gradbena-fizika.aspx [september 2015]

[23] Cena elektrike; dostopno na: http://www.petrol-energetika.si/energetska-

oskrba/store/predstavitev-pe-store/energenti/elektricna-energija/gospodinjstva/preklopite

[september 2015]


8 PRILOGE

8.1 Seznam prilog

Priloga 1 – Tloris pritličja obravnavanega objekta (Risba 1)

Priloga 2 – Tloris nadstropja obravnavanega objekta (Risba 2)

Priloga 3 – Prerez obravnavanega objekta (Risba 3)

Priloga 4 – Fasadi obravnavanega objekta (Risba 4)

Priloga 5 – Fasadi obravnavanega objekta (Risba 5)

Priloga 6 – Shema oken 93/93 (Risba 6)

Priloga 7 – Shema oken 93/193 (Risba 7)

Priloga 8 – Elaborat gradbene fizike za področje učinkovite rabe energije, narejen s pomočjo programa URSA 4 – obstoječe stanje

Priloga 9 – Energetska izkaznica, narejena s pomočjo programa URSA 4 – obstoječe stanje

Priloga 10 – Elaborat gradbene fizike za področje učinkovite rabe energije, narejen s pomočjo programa URSA 4 – predvideno stanje

Priloga 11 – Energetska izkaznica, narejena s pomočjo programa URSA 4 – predvideno stanje

Priloga 12 – Popis del za sanacijo

8.2 Naslov študenta

Marko Abram

Cankarjeva cesta 41

8281 Senovo

e-mail: [email protected]


8.3 Kratek življenjepis

Rodil sem se 17.9.1983 v Brežicah. Osnovno šolo sem obiskoval na Senovem od leta 1990 do leta 1998, nato pa sem šolanje nadaljeval na Gimnaziji Brežice. Po končani srednji šoli leta 2002 sem se vpisal na takratno Fakulteto za gradbeništvo Univerze v Mariboru.

Documents

ENERGETSKA SANACIJA OBJEKTA POKLICNE GASILSKE ENOTE … · Obravnavani objekt je star 28 let. Energetska sanacija je potrebna, ker objekt nima zadostne toplotne izolacije in ima energetsko