Grijanje i Klimatizacija Niskoenergetskih i Pasivnih Kuća

8/10/2019 Grijanje i Klimatizacija Niskoenergetskih i Pasivnih Kua

1/20

Grijanje i klimatizacija

3

Uvod

Enegetska uinkovitost u zgradarstvu prepoznata je danas kao podruje koje ima najveipotencijal za smanjenje ukupne potronje energije,ime se direktno utie na ugodniji i kvalitetnijiboravak u zgradi, dui ivotni vijek zgrade te ujedno doprinosi zatiti okolia i smanjenju emisija

tetnih plinova.Mjere energetske uinkovitosti u zgradarstvu ukljuuju cijeli niz razliitihpodruja mogunosti utede toplinske i elektrine energije, uz racionalnu primjenu fosilnihgoriva, te primjenu obnovljivih izvora energije u zgradama, gdje god je to funkcionalno izvedivo

i ekonomski opravdano. Zgrade su najvei pojedinani potroai energije i veliki izvori tetnihemisija staklenih plinova, posebno CO . Ukoliko se promatra potronja energije u najveemsektoru potronje sektoru ope potronje,u kojem su najvei potroai stambene i nestambenezgrade, moeseprimjetiti stalan porast potronje finalne energije.

1. Cilj energetske uinkovitosti u zgradarstvu

Temeljni cilj energetske uinkovitosti u zgradarstvu je uspostava mehanizama koji e trajno

smanjiti energetske potrebe pri projektovanju, izgradnji i koritenju novih zgrada, kao irekonstrukciji postojeih, te uklanjanje barijera uvoenjem mjera energetske uinkovitosti upostojei i novi stambeni i nestambeni fond zgrada.Uspjena implementacija mjera energetske uinkovitosti u zgradarstvu temelji se na:

promjeni zakonodavnog okruenja i usklaivanja s propisima na podruju toplinskezatite i utede energije te primjene obnovljivih izvora energije,

poveanju toplinske zatite postojeih i novih zgrada, poveanju uinkovitosti sistemagrijanja, ventilacije i klimatizacije, poveanju uinkovitosti sistemarasvjete i energetskih potroaa, energetskoj kontroli i upravljanju energijom u postojeim i novim zgradama,

propisivanju ciljne vrijednosti ukupne godinje potronje zgrade po m ili m, uvoenju energetskog certifikata kao sistema oznaavanja zgrada prema godinjoj

potronji energije i stalnoj edukaciji i promociji mjera poveanja energetske uinkovitosti.

2. Niskoenergetske i pasivne kue

Koncept niskoenergetske kue danas nije tano definiran, a kree se okvirno od 30 do 40kWh/m

2 godinje potrebne energije za grijanje. Za zadovoljavanje zahtjeva pasivne kue,

potrebna energija za grijanje mora biti manja od 15 kWh/m2

godinje. U pasivnoj kui, ulaganjekoje se inae koristi za grijanje prostora ovdje se koristi za vie izolacije, bolje prozore iventilaciju. Kao rezultat toga ukupna energija koja se koristi u pasivnoj kui najee je 2,5 putamanja od energije za niskoenergetsku kuu, a deset puta manja od prosjene potronje energije uzgradama danas. Pasivna kua se danas moe definirati kao graevina bez aktivnog sistema zazagrijavanje konvencionalnim izvorima energije.Popularno se naziva i kua bez grijanja ilijednolitarska kua, jer seenergetska potronja takve kue moe izraziti samo jednom litromloulja po m

2 godinje. Godinja potreba za zagrijavanje savremene pasivne kue kree se oko 15


2/20


4

kWh/m2 i manje, a ukupne energetske potrebe za grijanje, potronu toplu vodu i el. energiju

iznose manje od 42 kWh/m2. Ukidanjem konvencionalnog sistema grijanja pasivna kua

ostvaruje dodatne utede i postaje ekonomski isplativa.Za razliku od niskoenergetskih kua, kodkojih to nije uvjet, pasivne kue uvijek imaju mehaniki sistem ventilacije s rekuperatorom.Osnovna ideja pasivne kue je da se oblikovanjem, orijentacijom i visokom razinom toplinske

izolacije vanjske strane kue, uz kvalitetnuventilaciju prostora, stvori optimalna kua koja netreba konvencionalne izvore grijanja. Dakle, pravilo za uspjeno projektiranje i optimiziranjepasivne kue je:

minimizirati gubitke topline iz kue maksimizirati dobitke topline u kuu dovesti optimalnu koliinu svjeeg zraka sistemomprisilne ventilacije, uz rekuperaciju

dijela energije iz iskoritenog zraka

Sli ka 1.Presjek kroz pasivnu kuu

Koeficijent prolaska topline za sve graevnepresjeke vanjskog omotaa ne smije biti vei od0,15 W/m

2K, a prozora i vanjskih vrata 0,80 W/m

2K te uz broj izmjena zraka na sat manji od

0,6.Za energetski prinos od pasivnog zahvata sunevog zraenja potrebna je to vea otvorenostjunog proelja, uz izuzetno visoku razinu toplinske izolacije cijele vanjske ovojnice kao i

visoku gustou uz kontroliranu ventilaciju.Za grijanje i potronu toplu vodu esto se koristetoplinski kolektori.Brojni realizirani projekti pasivnih kua u Europi pokazali su da dodatneinvesticije u toplinsku izolaciju i ventilaciju, kompenzirano smanjenim ulaganjima u tehnikugrijanja, dovode do prosjenog poveanja ukupnih trokova gradnje od oko 10-20 posto.Raunajui da e se ta dodatna ulaganjakroz minimalne trokove grijanja amortizirati u prvih 10godina koritenja kue,dolazi se do jasnih rezultata koji ukazuju na ekonomsku opravdanostovakve gradnje. Glavni pozitivni efekt pasivne kue je zatita okolia.Uspjeni dizajn pasivnekue podrazumijeva promatranje kue kao jedinstvene cjeline raznih komponenti koje zajedno


3/20


5

tvore optimalnu cjelinu u svako godinje doba. Opskrba svjeim zrakom, grijanje, hlaenje,svjetlo i naravno vanjski omota zgrade, moraju formirati ugodan i funkcionalan prostor za ivot.

Sli ka 2.Energetska bilanca prosjene zgrade graene 70-tih godina, prije rekonstrukcije i bilancanakon rekonstrukcije primjenom standarda niskoenergetske i pasivne gradnje

Pasivna kua je paljivo arhitektonski-graevinsko-termodinamiki-ekonomsko izbalansiranakua. Prije projektiranja konkretne graevine potrebno je analizirati prirodne datosti parcele,klimatske uvjete, i eventualne utjecaje izgraene okoline.Orijentacijom i oblikom kui se moraomoguiti maksimalno osunanje, izbjei svako nepoeljno zasjenjenje, izloenost udarimavjetra, i dr.U pasivnoj kui energetske potrebe za zagrijavanje prostora pokrivene su veopisanim standardom gradnje. Sve ostale energetske potrebe - za zagrijavanjem potrone tople

vode i elektrinom energijom - mogu se pokriti sunevomenergijom, tj. aktivnim toplinskim ifotonaponskim sistemima te u kombinaciji s drugim obnovljivim izvorima energije, uz

odgovarajuu ventilaciju prostora.Pasivna kua arhitektonskim elementima i oblikovanjem neodstupa posebno od konvencionalnih zgrada. Raznolikost ovakve izgradnje je svakim danom sveizraenija, a uspjenim projektom smatra se onaj koji principe pasivnearhitekture ne postavljakao ogranienja nego ih shvaa kao nove elementeoblikovanja.Iz dvadesetogodinjeg istraivanja, projektiranja i realizacija niskoenergetskih i nulenergetskihkua proizale su slijedee projektantske smjernice:

smjetaj na parceli - dovoljna udaljenost od drugih kua za prihvat niskog zimskog sunca kuu otvoriti prema jugu, a zatvoriti prema sjeveru

zelenilom sprijeiti pretjerano osunanje ljeti i stvoriti bolju mikroklimu kompaktan volumen zgrade, s ogranienom dubinom kvalitetan sistem zatite od ljetnog sunca, usmjeravanje dnevnog svjetla graevne elemente koji mogu posluiti i kao zatita od sunca - istake, balkone, smjestiti

na junoj fasadi visoki stupanj toplinske izolacije cijele graevinske opne izbjegavati toplinske mostove


4/20


5/20


7

posveuje se prihvatu Sunca i zatiti od pretjeranog osunanja, jer se i pasivni dobici toplinemoraju regulirati i optimizirati u zadovoljavajuu cjelinu. Suvremeni tzv. daylight sistemikoriste optika sredstva kako bi potakli refleksiju, lomljenje svjetlosnih zraka ili za aktivni ilipasivni prihvat svjetla. Suvremeni sistemi kontrole prolaska svjetla i upravljanja dnevnim

osvjetljenjem novi su doprinos energetskoj uinkovitostii odrivom razvoju. Ti sistemi se danas

ukljuuju u arhitekturu jo u fazi najranijeg projektiranja. Pretjerano zagrijavanje ljeti trebasprijeiti sredstvima za zatitu od Sunca, usmjeravanjem dnevnog svjetla, zelenilom, prirodnimprovjetravanjem i sl.Zbog djelotvorne zatite od preintenzivnog osvjetljenja primjenjuju sesljedearjeenja:

arhitektonska geometrija: zelenilo, trijemovi, strehe, nadstrenice, balkoni i dr. elementi vanjske zatite od sunca: razni pokretni i nepokretni brisoleji, vanjske aluzine,

rolete, tende, inteligentna proelja, savremena ostakljenja i dr. elementi unutarnje zatite od sunca: rolete, aluzine, roloi, zavjese i dr. elementi unutar stakla za zatitu od sunca i usmjeravanje svjetla - holografski elementi,

reflektirajua stakla i folije,staklo koje usmjerava svjetlo, staklene prizme i dr.

Bez obzira na vrstu zatite od sunca treba nastojati ugraditi maksimalno efikasna sredstva.Ukoliko se radi o klasinim roletama, posebnu panju treba obratiti na toplinsku izolaciju kutijaza rolete, te na mogunost ugradnje dodatno toplinski izoliranih lamela plastinih ili aluminijskihroleta.

3. Projektovanje pasivne kue

U Europi i svijetu je do danas izvedeno vie od 9000 certificiranih pasivnih kua od kojih jeveina u Njemakoj i Austriji. Razvoj i izgradnja pasivnih kua, istraivakim projektom

Europske unije CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as European Standards UinkovitePasivne kue kao EU standard) sa znanstvenim monitoringom, potvrdilo je energetsku iekonomsku uinkovitost pa se pasivna kua u novom akcijskom planu EU predlae kao standardgradnje. Koncept pasivnih kua temelji se na odrivoj i energetski uinkovitoj gradnji.Osnovnonaelo takvih kua je smanjiti zahtjeve za energijom potrebnom za zagrijavanje prostora,odnosno reducirati toplinske gubitke to je vie mogue jer e time toplinski dobici biti gotovo ucijelosti dovoljni kako bi se postigla i odrala eljena temperaturau unutranjosti objekta. Takvise uvjeti prije svega postiu povoljnom orijentacijom i oblikovanjem kue, visokim nivoomnjene toplinske izolacije vanjske opne te kvalitetnim sustavom provjetravnja (ventilacije)

prostora koji je neophodan u takvom konceptu.

3.1

Orijentacija i koncept oblikovanja

Ve je Sokrat prije 2500 godina shvatio da kua moe biti prijemnik Suneve energije i da jenjen poloaj u prirodi te izgled jako vaan. Optimalna orijentacija objekta i nepostojanje bilokakvih prepreka koje bi na objekt stvarale sjenu predstavljaju daljnje pretpostavke kako bi

pasivna suneva energija svjetlost i toplina - nesmetano prodirala u unutranjost.


6/20


8

Pravilno oblikovanje zgrade omoguiti e manje vanjskih povrina na kojima se gubi toplina.Staklenepovrine sa june strane moraju biti relativno velike, a one sa sjeverne strane dovoljneda zadovolje potrebe za osvjetljenjem.

Sli ka 3.Konstrukcijski materijali

Vano je da prozori omoguavaju maksimalno iskoritenje dnevnog svjetla i da se izbjegavajuprevelika osunavanja tjekomljetnih perioda, dobro je predvidjeti i sjenila, odnosno nadstrenicekoje e osigurati umjerenu osunanost prozora ljeti. Zgrada mora biti to kompaktnija, bezrazvedenih krila, dogradnji, masivnih neizoliranih balkona i sl. jer svaki dio objekta koji je

izloen ili izbaen poveavapotronju energije. Stoga je u pogledu konfiguracije kue veomavano da su omota kue i njen unutranji prostor usklaeni, odnosno da postoji minimalnapovrina omotaa prostorakoji se grije, jer gubitak topline i trokovi izgradnje su to nii to jepovrina omotaa manja.Ako je pasivna kua graena u izvedbi na kat odnosno na dva i viekatova standard pasivne kue moe funkcionirati i bez da je objekt orijentiran prema junoj

strani. Prije svega valja obratiti pozornost na to da graevinski teren bude to osunaniji, da nijeu kotlini ili na vlanom movarnom podruju. Uglavnom, prava lokacija i smjetaj objektastvara utedeve na poetku.

3.2

Toplinska zatita i izbjegavanje toplinskih mostova

Temeljno naelo smanjenja energetskih potreba za grijanje kue ili poveanja energetskeefikasnosti je optimalna toplinska zatita cijele vanjske ovojnice i izbjegavanje toplinskihmostova. Zadaa toplinske izolacije jest smanjenje toplinskih gubitaka i posredno trokovaenergije, ali i zatita nosive konstrukcije pred vanjskim vremenskim utjecajima.


7/20


9

Sli ka 4.Toplinska izolacija

Dobra i kvalitetna toplinska izolacija pojedinanih dijelova krova, vanjskog zida ili podruma,je najsigurniji i najodriviji nain da se izbjegnu toplinski gubici. Svi neprozirni elementiomotaa kue trebaju imati, prema standardima pasivne gradnje, toplinsku izolaciju ijikoeficijent prolaza topline U vrijednost nije vei od 0,15 W/m2K. Ne smije se izgubiti vie odmaksimalnih 0,15 W energije za grijanje za svaki stupanj promjene temperature i svaki kvadratni

metar vanjskog prostora. To se poste primjenom izolacije debljine od 25 cm do 30 cm to jeznaajno vie od klasine gradnje. Cijeli je vanjski omota kue potrebno izvesti u kvalitetnojtoplinskoj izolaciji. Rubovi, uglova, spojna mjesta i otvori moraju se dobro isplanirati kako bi se

izbjegla pojava toplinskih mostova.

Slika5.Debljina toplinske izolacije u zavisnosti od vrste gradnje

Toplinski most je manje podruje u omotau grijanog dijela zgrade kroz koje jetoplinski tok

povean radi promjene materijala, debljine ili geometrije graevnog dijela. Zbogsmanjenogotpora toplinskoj propustljivosti u odnosu na tipini presjek konstrukcije, temperatura unutarnjepovrine pregrade na toplinskom mostu manja je nego na ostalojpovrini, to poveava opasnostod kondenziranja vodene pare. Ovisno o uzroku povienetoplinske propustljivosti, imamo dvijevrste toplinskih mostova koji su prikazani na slici 6. :


8/20


10

konstruktivni toplinski mostovi - nastaju kod kombinacija razliitih vrsta materijala; geometrijski toplinski mostovi - nastaju uslijed promjene oblika konstrukcije

Sli ka 6.Primjeri toplotnih mostova

Uz kvalitetnu toplinsku izolaciju vanjske ovojnice kue, izbjegavanje jakih toplinskihmostovapreduvjet je energetski efikasne gradnje. Najvei gubici topline se ostvaruju krozprozore ivanjske zidove, te se njihovom kvalitetno izvedenom izolacijom postiu velikeutede, kao iizolacijom krova iznad negrijanog prostora. Neka od potencijalnih mjesta nastanka toplinskih

mostova su na slici 7. Postavom toplinske izolacije s vanjske strane moemo izbjei veinutoplinskih gubitaka kod toplinskih mostova.

Sli ka 7.Potencijalna mjesta nastanka toplinskih mostova


9/20


11

3.3Prozori i vrata

Prozor je element vanjske ovojnice zgrade koji omoguava dnevnu rasvjetu prostora,pogled uokolicu, proputanje Suneve energije u zgradu i prozraivanje prostora. Ujedno vano je i dabude dobar izolator i da omoguuje zadravanje topline unutar objekta.

Sli ka 8.Toplinski mostovi

Prozor kao najdinaminiji dio vanjske ovojnice zgrade, koji istovremeno djeluje kao prijemnikkoji proputa Sunevu energiju u prostor, te kao zatita od vanjskih utjecaja i toplinskih gubitakamora biti paljivo odabran. Ako zbrojimo transmisijske toplinske gubitkekroz prozore i gubitkeprovjetravanjem, ukupni toplinski gubici kroz prozore predstavljaju vieod 50 posto toplinskihgubitaka zgrade. Gubici kroz prozore obino su deset pa i vie puta vei od onih kroz zidove, paje jasno koliku vanost igra energetska efikasnost prozora u ukupnim energetskim potrebamazgrada. Dok se na starim zgradama koeficijent U prozora kree oko3,00 - 3,50 W/m2K i vie ,

europska zakonska regulativa propisuje sve nie i nie vrijednosti, i one se danas kreu u rasponu1,40 - 1,80 W/m2K. Na suvremenim niskoenergetskim ipasivnim kuama taj se koeficijent kreeizmeu 0,80-1,10 W/m2K. Koeficijent prolaska topline za prozore i balkonska vrata moeiznositi maksimalno U =1,80 W/m

2K.

3.4

Povrat topline i obnovljivi izvori energije

Pasivna se kua moe definirati kao graevina bez aktivnog sustava za zagrijavanjekonvencionalnim izvorima energije, a neophodnu energiju mogue je akumulirati iz alternativnihizvora, odnosno iz zemlje, vode, zraka ili pak tehnologijom solarnih kolektora. Kod ispunjavanja

zahtjeva koji se postavljaju na pasivne kue, toplinske su pumpe gotovo neizbjene. Primjena

klasinog ureaja za provjetravanje i otvora kroz koji bi u prostorije ulazio vanjski zrak, upasivnoj bi kui znaio preveliki gubitak topline koji bi se javljao kaoposljedica odlaska toplogpotroenog zraka. Gledano kroz energetsku bilancu, takvi bi veliki toplinski gubici bilinadoknadivi samo uz uestalo i snano zagrijavanje ili hlaenje. Pomou toplinske crpkeiskoritava se toplina sunca akumulirana u tlu, vodi i zraku odnosnoobnovljive izvore energije.


10/20


12

Sli ka 9.Obnovljivi izvori energije

Povrat topline pomou toplinskih pumpi ili izmjenjivaa topline ne bi smio biti manjiod 80%.Toplinska pumpa (dizalica topline) je ureaj koji vri oduzimanje topline nekomtoplinskom

spremniku, koju taj radni medij moe prenositi dalje kao korisnu toplinu. Ukolikoje taj toplinskispremnik konstantne temperature (npr. morska voda, toplina tla i sl.), postiese dobra efikasnostprocesa pa ovakav ureaj predstavlja energetski najpovoljnije rjeenjeu sluaju koritenjaelektrine energije za grijanje.Velika zrakonepropusnost je nuna kao i nepostojanost klasinogprovjetravanja. Provjetravanje se postie pomou sistema ventilacije a prilikom izbacivanjazraka dio energije se preuzima pomou izmjenjivaa topline.U dananjem vremenu energetskihkriza koritenje obnovljivih izvora energije je sveuestalije. Prednosti su viestruke: jeftinija,pouzdanija, ia energija koja je svimadostupna. Obnovljivi izvori su oni izvori energije kojisu sauvani u prirodi i obnavljaju se ucijelosti ili djelomino, a posebno : energija vodotoka,vjetra, Sunevaenergija, biogoriva, biomasa, bioplin, geotermalna energija, morskih mijena imorskih valova. Neki od obnovljivih izvora su prikazani na slici 10.

Sli ka 10.Obnovljivi izvori energije

Biomasu je mogue pretvoriti u razne oblike korisne energije: toplinu, elektrinu energiju tetekua goriva za upotrebu u prijevozu. Tehnologije pretvorbe biomase mogu se podijeliti naprimarne (konani proizvod je toplina odnosno para te tekua i plinovita goriva) i sekundarne(konani proizvod je elektrina energija, toplina za kuanstva/industriju te goriva za koritenje uprijevozu). Proizvodnja toplinske energije uobiajen je nain koritenja biomase, posebno


11/20


13

ogrjevnog drva u raznim oblicima (briketi, peleti, drvna sjeka, cjepanice). Pei za izgaranjepeleta i drvne sjeke, posebice one manje snage za primjenu u domainstvima i podrunomgrijanju zgrada i manjih naselja, dostigle su visoki stupanj tehnoloke i komercijalne zrelosti.Suneva energija je neiscrpan izvor energije koji u zgradama koristimo na tri naina:

Pasivno - za grijanje i osvjetljenje prostora Aktivno - sustav sa sunanim kolektorima i spremnikom tople vode Fotonaponske sunane elije za proizvodnju elektrine energije

U pasivnoj sunanoj arhitekturi koriste se sva tri naina iskoritavanja Suneve energije. Koritenjem Suneve energije moe se smanjiti potrebe za energijom u kuama za 70 - 90 %.Sunani kolektori pretvaraju Sunevu energiju u toplinsku energiju vode (ili neke drugetekuine). Fotonaponske elije su poluvodiki elementi koji direktno pretvaraju energiju Sunevazraenja u elektrinu energiju. Fotonaponske elije mogu se koristiti kao samostalni izvorienergije ili kao dodatni izvor energije. Proizvodnja elektrine energije iz vjetra i suncapreporuuje se u uvjetima gdje ne postoji mogunost prikljuka na elektroenergetsku mreu.

Vjetroturbine zahtijevaju lokaciju izloenu vjetru i montau na relativno visok stub, ali je cijenaproizvedene energije znatno manja uz veu raspoloivost sistema. Raspoloivost sistema seznaajno poveavakombinacijom sunanih elija i vjetroturbine, zbog sezonskog nepodudaranjaproizvodnje.

4.

Naini grijanja niskoenergetskih i pasivnih kua

4.1Aktivno i pasivno koritenje suneve energije u zgradama

Budui da je prividni put Sunca preko nebeskog svoda u hladnijem dijelu godine krai u odnosu na ljetne mjesece, a upadni ugao znatno manji, mijenja se i najpovoljniji ugao pod kojim je

potrebno postaviti kolektor da bi se postigle najvee vrijednosti prikupljenog zraenja.U podruju graditeljstva, energija Sunca moe se iskoritavati aktivno i pasivno. Aktivnokoritenje Sunevog zraenja podrazumijeva njegovo izravno pretvaranje u toplinsku ilielektrinu energiju. To pretvaranje vri se pomou razliitih ureaja, a najei su solarnikolektori za stvaranje toplinske energije i fotonaponski paneli za stvaranje elektrine energije.Koritenje Suneve energije u zgradama na pasivan nain ne trai nikakve nove i kompliciranetehnologije. Sustav funkcionira tako da se pomou dobro ukomponiranih tradicionalnihmaterijala za graenje, kao to su beton, kamen, staklo, drvo i metal, maksimalno iskoristi snagavjenog izvora topline Sunca. Temeljni princip pasivnog koritenja Suneve energije sastoji se utome da se zgrada otvara prema Suncu i koristi njegovu energiju. im Sunca nestane i imvanjski uvjeti postanu nepovoljni, treba se zatititi od gubitaka topline zatvaranjem prema

okolini. Realizacija ovih nimalo jednostavnih zahtjeva nalazi se u sveobuhvatnom prouavanjufizikalnih procesa koji se odvijaju nakon prodora Sunevih zraka u unutranjost zgrade. Usvakom projektu treba zasebno analizirati to e se deavati s energijom Sunca koja ue u zgradui elemente zgrade prilagoditi tako da se pasivno koritenje Suneve energije provede napraktino izvodiv i ekonomski prihvatljiv nain.


12/20


14

Sli ka 11.Aktivno i pasivno koritenje suneve energije u zgradama

Zadatak pasivnih solarnih sustava je prihvatiti, odnosno akumulirati to vie Suneve energije uelementima zgrada kada je to korisno u sezoni grijanja, a da se prostorije ne pregriju. Isto tako

treba se maksimalno zatititi od jakog djelovanja Sunca u ljetnom periodu, jer e ono stvoritiprekomjerno zagrijavanje prostorija.

4.2

Akumulacija topline u elementima zgrada

Openito, akumulacija topline je svojstvo graevinskih materijala da mogu prihvatiti dovedenuim toplinu, u sebi je akumulirati (sauvati) i kod hlaenja okoline ponovo je predavati okolini. Ova karakteristika vrlo je bitna u zgradama tijekom zimskog perioda kada grijanje ne radikontinuirano cijeli dan, ve se u pravilu prekida preko noi. Akumulirana toplinska energijaomoguuje da se temperatura u prostorijama bitno ne smanji tijekom noi.


13/20


15

Koliina toplinske energije koja se akumulira u graevinskom elementu ovisi najvie o razlicitemperatura elementa i okolnog zraka, te o specifinom toplinskom kapacitetu i masi elementa. Koeficijent akumulacije topline (W) je koliina topline koju graevinski element akumulira pojedinici povrine, za jedininu razliku temperatura unutarnjeg i vanjskog zraka, kada jepostignuto stacionarno stanje. Da bi se ostvarili to bolji preduvjeti za akumulaciju topline u

graevinskim elementima, potrebno je materijale s veom specifinom teinom u vieslojnimpregradama postaviti s unutranje, tople strane. To znai da toplinsku izolaciju obodnihkonstrukcija uvijek treba postavljati s vanjske strane. Ovaj nain postave toplinske izolacije uzgradama nuno je ostvariti, jer nepostojanje akumulirane topline u obodnim konstrukcijamaloe se odraava na ostvarivanje toplinskog komfora i racionalnu potronju energije.

Slika 12.Izvori akumulacije topline u graevinskim elementima

Sunevo zraenje koje pada na jedinicu povrine nekog graevinskog elementa razlae se u

nekoliko dijelova. Omjer tih dijelova ovisi o koeficijentu apsorpcije, refleksije i transparentnostipovrine graevinskog elementa na koji pada Sunevo zraenje. Koliina apsorbiranogkratkovalnog Sunevog zraenja ovisi najvie o boji povrine graevinskog elementa. Svijetleboje vie reflektiraju Sunevo zraenje, a tamne povrine puno vie apsorbiraju Sunevuenergiju. Koeficijent apsorpcije za bijelu boju je 20-30 %, a za crnu 90-100 %.

4.3

Direktan zahvat sunevog zraenja

Direktan zahvat Sunevog zraenja je najjednostavniji oblik pasivne tehnike grijanja prostora.Suneva svjetlost direktno ulazi kroz prozore na junoj strani kue, izravno zagrijava prostor,ak i za oblanih dana. Tako se toplina akumulira (pohrani) u konstrukciji i elementima zgrade, a

tijekom noi vraa se okolini. Prozori su postavljeni na nain da upijaju zraenje niskog zimskogSunca. Prozori tako izloeni Suncu koriste 6075% Suneve energije (slika 13). Svijetlo obojenepovrine odrat e vie svjetla unutar prostora, dok bi tamnije boje omoguile veu akumulacijuSuneve topline. Vrijeme kanjenja i trajanje prijenosa topline prema van ovisi o debljini,materijalu i toplinskoj izolaciji. Konstrukcija kue u kojoj se akumulira toplina mora bitiizolirana izvana, jer inae ubrzano gubi toplinu. Toplinu gubi i kada je direktno povezana sazemljom ili je u kontaktu sa zrakom koji je na nioj temperaturi. Upotrebomtekih graevinskihmaterijala, odnosno dobrom toplinskom izolacijom, postie se manja razlika u temperaturi


14/20


16

prostorija za vrijeme noi i dana te bolja akumulacija toplinske energije za vrijeme perioda bezSunca. Termiki dobri lagani materijali (lagani beton, porozna opeka, izolatori) vie e sezagrijati od tekih (armirani beton, kamen) jer imaju nii toplinski kapacitet akumulacije topline.To znai da e lagani materijali lake i bre izgubiti akumuliranu toplinu nego teki materijali.Pod ne bi trebalo prekrivati tepisima, a treba voditi rauna i o razmjetaju namjetaja kako bi

Sunce grijalo pod, a ne tepih i namjetaj.Treba koristiti prozore s viestrukim staklom,a korisnoje i prozore prekriti velikim debelim zastorima kako bi reducirali gubitak topline preko noi.Gubitak topline moe se dodatno smanjiti zastorima, griljama, roletama.

Slika 13. Direktan zahvat sunevog zraenja

4.4

Solarni kolektori za pripremu topple vode

Solarnim rjeenjima transformira se slobodna energija Sunevih zraka u energiju za grijanje ipripremu tople vode. Time se doprinosi zatiti okolia i smanjenju rauna za energiju. U prosjekusolarni sistem moe utedjeti i do 60% godinje energije potrebne za pripremu tople vode i do30% energije za grijanje. Iskoristiv vijek upotrebe i trajanja toplinske instalacije moe biti duljiod dvadeset godina uz pravilnu upotrebu.Solarni kolektori funkcioniraju na nain da sunevezrake zagrijavaju tekuinu u solarnom kolektoru. Cirkulaciona pumpa provodi zagrijanutekuinu do spremnika vode. Tako zagrijanan tekuina prijenosi toplinu i uz pomouizmjenjivaa predaje toplinu vodi. U sluaju da nema dovoljno suneve energije voda sedogrijava uz pomo grijaa. Praksa je pokazala da solarni kolektor po 1 m2godinje utedi 750kWh energije. Solarni sistem u ljetnom periodu zadovoljava potrebe tople vode od 90 do 100%,

u prelaznom periodu od 50 do 70%, a u zimskom periodu od 10 do 25 %.


15/20


17

Sli ka 14. Sistem za pripremu topple vode

4.5Fotonaponske elije

Fotonaponski sistemi mogu se podijeliti u dvije skupine; a) samostalni kod koji se energija

sprema u akumulatore i b) spojeni na mreu kod kojih se proizvedena elektrina energija predajeu elektroenergetsku mreu. Fotonaposki sistemi spojeni na mreu su logian izbor jer nezahtjevaju akumulatore za spremanje energije koji pridonose kompleksnosti i cijeni samog

sistema. Pomou ovog sistema predaje se dobivena energija preko dvosmjernog brojila

distributeru elektrine energije. Sistem radi na nain da suneva svjetlost koja obasjava solarnimodul pretvara svjetlo u fotonaponskoj eliji u istosmjernu elektrinu energiju. Isplativostinvesticije ponajvie ovisi o poziciji krova u odnosu na strane svijeta. Optimalno je da krov nakoji se postavljaju moduli gleda na jug. Vano je znati da za elektrinu energiju koja se prodajedistributeru proizvoa dobiva trostruko veu cijenu od cijene el. Energije iz gradske mree.

Slika 15. Sistemza proizvodnju elektrine energije


16/20


18

4.6Grijanje na biomasu

Biomasa je obnovljivi izvor energije u koji se ubraja; ogrjevno drvo, grane, drvni otpad,

piljevina, pelete, slama, drvene ostatci rezidbe, ostatci poljoprivrede, komunalni i industrijski

otpad. Za grijanje obiteljskih kua,stambenih i poslovnih prostora najee se koristi ogrjevno

drvo ili razni otpatci, piljevina, briketi i pelete. Vano je da drvo ili otpaci koji se koriste imajuto manje vlage.

Slika 16. Sistem grijanja na biomasu

4.7Sistemi grijanja i hlaenja pomou dizalica topline

Dizalice topline su ureaji koji energiju zemlje, vode ili zraka pretvaraju u iskoristivu toplinu.Rade na termodinamikom naelu dizalica topline, dovode energiju s nie temperature uzdodatnu energiju na viu temperaturnu razinu uz pomou prikladnog rashladnog medija.Najee se rabi toplina tla. Primjenom prirodnih energetskih izvora zgrada se povezuju sokoliem, te se tijekom zime vri izmjena energije u smjeru okolia prema objektu , dok jetijekom ljeta energetski tok suprotan, od zgrade prema zemlji. Koriste se kao samostalni sistemiili dodatni izvor energije. Dizalice topline najee se koriste u sistemima grijanja i pripremetople vode. U najveem broju sluaja u niskotemperaturnim sustavima toplovodnog grijanja kodkojih su najprikladniji sistemipovrinskog grijanja (podnog, zidnog, stropnog).


17/20


19

Slika 17. Funkcionalni pikaz dizalice topline

5. Ventilacijski sistem

Kod pasivne kue potrebno je osiguravanje dovoljne koliine svjeeg zraka. Taj problem, uranije izgraenim objektima, gotovo da i nije postojao jer su prozori s drvenim okvirima bilinezabrtvljeni, pa je kroz spojeve iskrivljenih drvenih okvira cirkuliralo i viezraka nego je bilopotrebno, pritom gubei znatne koliine topline. Dananjom tehnologijom proizvode se prozorikoji omoguavaju potpunu zabrtvljenost pa se postavlja zahtjev nunosti postojanjaventilacijskog sistema. Zadaa ventilacije u zgradama je kontinuirana zamjena oneienogzraka iz prostorije, svjeim zrakom iz slobodne atmosfere radi odravanjapotrebnih higijenskihuvjeta neophodnih za zdrav i ugodan boravak ljudi. Uloga ventilacije je takoer zagrijavanjezraka ukoliko je potrebno, odstranjivanje suvine vlage i tetnih plinova iz prostora, terashlaivanje zraka u ljetnom razdoblju. Kontroliranim sistemom cirkulacije zraka postie se

uteda energije i vea udobnost unutar same graevine.

Slika 18.Ventilacijski sistem

U proljetnom, ljetnom i jesenskom periodu potrebna koliina zraka od 10 do 30 m3 po osobipostie se povremenim otvaranjem prozora. Meutim, ovakav nain provjetravanja uzimskomperiodu nije prihvatljiv. Za jednu spavau sobu za dvije osobe, ija je uobiajenaveliina 20m2,


18/20


19/20


21

Zakljuak

Pojam energetska uinkovitost predstavlja racionalno koritenje energije, kroz smanjenupotronju energenata. Plan energetske uinkovitosti prednost daje potrebu sistemske isveobuhvatne obnove postojeeg fonda zgrada s ciljem poboljanja njihovih energetskih

svojstava kao i na poboljanje energetske uinkovitosti ureaja i opreme koja se u njima koristi.Nedovoljna razina svjesti, znanja i informacija o energetskoj uinkovitosti karakteristika jetranzicijskih zemalja s nedovoljna razvijenim tritem energetske uinkovitosti. Provoenjemjera i pronalazak optimalnog rjeenja u kuanstvima za zatvaranje financijskog okvirapotrebnog za njihovu realizaciju, kljuno je za smanjenje potronje energije na nacionalnojrazini.Postoje mnogi naini za koritenje obnovljive energije u kuanstvima. Sistemi zaproizvodnju energije koriste obnovljive izvore za dobivanje toplinske energije i elektrneenergije uz vrlo male emisije staklenikih plinova, te stoga uz financijske utede donose i velikudobrobit okolini u kojoj ivimo i koja je svakim danom sve optereenija zbog neprestanog rastapotronje energije koja se dobiva veinom iz fosilnih izvora koji stvaraju ogromni pritisak naokolinu. Takoer, sve vie je projekata koje organiziraju gradovi i opine, kojima se

subvencionira i pomae gradnja takvih sistema. Hrvatska se i obvezala u predpristupnomugovoru Europskoj uniji kako e do 2020. godine koristiti 20% OIE u ukupnoj energetskojpotronji.


20/20


22

Literatura

Ekonomske i ekoloke karakteristike energetski uinkovite gradnje; Damir Koli,Tomislav imunovi; Zagreb 2009 god.

Prirunik za energetske savjetnike; mr.sc. Vesna Bukarica, dr.sc. Damir Dovi, eljka

Hrs Borkovi,dr.sc. Vladimir Soldo, mr.sc. Boris Sui, dr.sc. Sreko vai, dr.sc. VlastaZanki; Zagreb 2008 god.

Energetska uinkovitost; Sarajko Baksa; Zagreb 2012 god.

Documents

Grijanje i Klimatizacija Niskoenergetskih i Pasivnih Kuća