REPUBLIKA HRVATSKAMINISTARSTVO GRADITELJSTVAI PROSTORNOGA UREENJAKATALOG TIPSKIH RJEENJA ZA PRIMJENUALTERNATIVNIH SUSTAVA ZA ZGRADE POVRINE OD 50DO 1000 m2SADRAJSAETAK2POPIS OZNAKA 31. UVOD 52. METODOLOGIJA PRORAUNA 72.1 Energetski tokovi72.2 Isporuena energija122.3 Primarna energija132.4 Emisija CO2 153. KONCEPT KATALOGA TIPSKIH RJEENJA 164. KATALOG TIPSKIH RJEENJA - KONTINENTALNA HRVATSKA 234.1 Obiteljske kue 244.2 Viestambene zgrade 364.3 Uredske zgrade 514.4 Zgrade obrazovnih institucija 604.5 Hoteli i restorani 694.6 Zgrade veleprodaje i maloprodaje 814.7 Zgrade bolnica 904.8 Zgrade sportskih dvorana 1025. KATALOG TIPSKIH RJEENJA - PRIMORSKA HRVATSKA 1125.1 Obiteljske kue 1135.2 Viestambene zgrade 1255.3 Uredske zgrade 1405.4 Zgrade obrazovnih institucija 1495.5 Hoteli i restorani 1595.6 Zgrade veleprodaje i maloprodaje 1715.7 Zgrade bolnica 1805.8 Zgrade sportskih dvorana 192PRILOG 201Faktori primarne energijeFaktori emisije CO2Cijene energenataPOPIS LITERATURE 202SAETAKOva Studija sadri katalog tipskih rjeenja primjene alternativnih sustava u 8 tipova zgrada s plotinom korisnih povrina zgrada Ak.= 50 - 3000 m2 , i to za kontinentalnu i primorsku Hrvatsku.Tipsko rjeenje prema ovoj studiji je prema vaeem Tehnikom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskog zatiti u zgradama (TPRUTZZ) potrebno priloiti zahtjevu za izdavanje graevinske dozvole za zgradu s Ak = 50 1000 m2 koja mora ispunjavati zahtjeve energetske uinkovitostiU katalogu dane tablice i dijagrami omoguuju projektantu brzo i jednostavno odreivanje isporuene i primarne energije pojedinog analiziranog alternativnog sustava za proizvoljnu Ak te odreivanje trokova investicije, energije i odravanja, odnosno odabir trokovno optimalnog projektnog rjeenja.Primjena kataloga mogua je i kod izrade Elaborata alternativnih sustava opskrbe energijom u sluaju zgrada s Ak >1000 m2 za koje je prema TPRUTZZ potrebno izraditi takav Elaborat.POPIS OZNAKA Sustav grijanjaQH,ndQ em,out Qem,lsQem,rbl Wem,auxQ em,aux,rvdQ em,aux,rblQ em,aux,nrbl Qem,in QH,dis,out QH,dis,ls QH,dis,rbl WH,dis,aux QH,dis,aux ,rvd QH,dis,aux ,rblQH,dis,aux ,nrbl QH,dis,in QH,gen,out QH,gen,ls QH,gen,ls,env,rblWH,gen,aux QH,gen,aux ,rvd QH,gen,aux ,rblQH,gen,aux ,nrbl QH,gen,in EH,delEH,prim potrebna toplinska energija za grijanje pro stora (kWh); toplinska energija na izlazu iz podsustava predaje (kWh); ukupni toplinski gubici podsustava predaje (kWh); iskoristivi toplinski gubici podsustava predaje (kWh); pomona energija podsustava predaje (kWh); vraena pomona energija u podsustav predaje (kWh); iskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava predaje (iskoristiva pomona energija) (kWh); neiskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava predaje (kWh); toplinska energija na ulazu u podsustav predaje (kWh); toplinska energija na izlazu iz podsustava razvoda ogrjevnog medija (kWh); ukupni toplinski gubici u podsustavu razvoda (kWh); iskoristivi toplinski gubici podsustava razvoda (kWh); pomona energija podsustava razvoda (kWh); vraena pomona energija u podsustav razvoda (kWh); iskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava razvoda (iskoristiva pomona energija) (kWh); neiskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava razvoda (kWh); toplinska energija na ulazu u podsustav razvoda (kWh); toplinska energija na izlazu iz podsustava proizvodnje (kWh); ukupni toplinski gubici podsustava proizvodnje (kWh); iskoristivi toplinski gubici generatora sustava grijanja ili skupno grijanja i pripreme PTV-a (kWh); pomona energija podsustava proizvodnje (kWh); vraena pomona energija u podsustav proizvodnje (kWh); iskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava proizvodnje (iskoristiva pomona energija) (kWh); neiskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava proizvodnje (kWh); toplinska energija na ulazu u podsustav proizvodnje (kWh); isporuena energija u sustav grijanja (kWh); primarna energija sustava grijanja (kWh).Sustav pripreme PTV-aQWQ W,dis,out QW,dis,ls QW,dis,rbl WW,dis,aux QW,dis,aux ,rvd QW,dis,aux ,rblQW,dis,aux ,nrbl potrebna toplinska energija za pripremu PTV-a (kWh); toplinska energija na izlazu iz podsustava razvoda PTV-a (kWh); ukupni toplinski gubici u podsustavu razvoda (kWh); iskoristivi toplinski gubici podsustava razvoda (kWh); pomona energija podsustava razvoda (kWh); vraena pomona energija u podsustav razvoda (kWh); iskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava razvoda (iskoristiva pomona energija) (kWh); neiskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja podsustava razvoda (kWh); toplinska energija na ulazu u podsustav razvoda (kWh); toplinska energija na izlazu iz podsustava proizvodnje (kWh); ukupni toplinski gubici spremnika PTV-a (kWh); iskoristivi toplinski gubici spremnika PTV-a (kWh); ukupni topl.gubici primarne cirkulacije izmeu generatora i spremnika PTV-a (kWh); iskoristivi topl.gubici primarne cirkulacije izmeu generatora i spremnika PTV-a (kWh); ukupni toplinski gubici generatora za pripremu PTV-a (kWh); iskoristivi toplinski gubici generatora za pripremu PTV-a (kWh); pomona energija primarne cirkulacije (kWh); pomona energija generatora za pripremu PTV-a (kWh); vraena pomona energija primarne cirkulacije u podsustav proizvodnje (kWh); vraena pomona energija generatora PTV-a u podsustav proizvodnje (kWh); iskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja primarne cirkulacije (iskoristiva pomona energija) (kWh); neiskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja primarne cirkulacije (kWh); iskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja generatora PTV-a (iskoristiva pomona energija) (kWh); toplinska energija na ulazu u podsustav proizvodnje PTV-a (kWh); neiskoristivi toplinski gubici pomonih ureaja generatora PTV-a (kWh); isporuena energija u sustav pripreme PTV-a (kWh); primarna energija sustava pripreme PTV-a (kWh).Indeksi:H sustav grijanja pro stora;W sustav pripreme PTV-a;HW kombinirani sustav grijanja prostora i pripreme PTV-a;em podsustav predaje toplinske energije u prostor;dis podsustav razvoda radnog medija;gen podsustav proizvodnje;gnr generator topline;st spremnik;p primarna cirkulacija izmeu generatora i spremnika;ls ukupni toplinski gubici;rvd vraena pomona energija radnom mediju;rbl iskoristivi toplinski gubitak vraen u grijani prostor; nrbl neiskoristivi toplinski gubitak;ls,rvd iskoriteni toplinski gubitak;ls,nrvd neiskoriteni toplinski gubitak;aux pomona energija/pomoni ureaj;in ulaz u pojedini podsustav;out izlaz iz pojedinog podsustava;del isporuena energija; prim primarna energija.1. UVODOsnovni cilj Direktive o energetskoj uinkovitosti zgrada 2002/91/EC (EPBD I) i njene novelacije 2010/31/EU (EPBD II) [1] je uteda energije u zgradama, odnosno poveanje energetske uinkovitosti kroz primjenu trokovno isplativih mjera poboljanja.Osnovni zahtjevi na utedu energije tih Direktiva su: uspostava opeg okvira za metodologiju prorauna energetske uinkovitosti zgrada primjena minimalnih zahtjeva energetske uinkovitosti za nove zgrade primjena minimalnih zahtjeva energetske uinkovitosti za postojee zgrade prilikom znaajne obnove zgrada poveanje broja zgrada gotovo nulte energije energetsko certificiranje zgrada provedba redovitih pregleda sustava grijanja i klimatizacije u zgradama uspostava neovisnih sustava kontrole energetskih certifikata i izvjea o pregleduUz smanjenje potronje energije, u navedenim Direktivama posebna se vanost pridodaje koritenju alternativnih sustava opskrbe energijom koji se smatraju do sada nedovoljno istraenim i iskoritenim. Tako je prema Direktivi 2010/31/EU (EPBD II) za nove zgrade i one koje se obnavljaju potrebno je izraditi elaborat tehnike, ekoloke i ekonomske izvedivosti dostupnih alternativnih sustava opskrbe energijom kao to su: decentralizirani sustavi opskrbe energijom koritenjem obnovljivih izvora energije, kogeneracija daljinsko ili blokovsko grijanje ili hlaenje, posebice ako se djelomino ili u potpunosti temelji na koritenju obnovljivih izvora energije, dizalice toplineElaborat alternativnih sustava opskrbe energijom (u daljnjem tekstu Elaborat) je od 01.01.2015. g. prema Zakonu o gradnji NN 153/13 i Tehnikom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskog zatiti u zgradama (TPRUTZZ) NN 97/14, 130/14 potrebno izraditi prije glavnog projekta zgrade koja mora ispunjavati zahtj eve energetske uinkovitosti te priloiti zahtjevu za izdavanje graevinske dozvole.Kao podloga za izradu Elaborata na stranicama Ministarstva graditeljstva i prostornoga ureenja RH (MGIPU) objavljena je Studija primjenjivosti alternativnih sustavahttp ://www.mgipu.hr/doc/EnergetskaUcinkovitost/STUDIJA_primjenjivosti_AS.pdfObaveza izrade elaborata vrijedi za sve nove i postojee zgrade kod kojih je izvrena obnova dijelova ovoj nice koji imaju znaajan utjecaj na njene energetske znaajke s plotinom korisne povrine 50 m2 i vee, koje moraju ispuniti zahtjeve energetske uinkovitosti i koje se griju na unutarnju temperaturu ~ 18 C.Iznimke od obaveze izrade elaborata su zgrade: kod kojih je u projektu zgrade primijenjeno neko od rjeenja alternativnih sustava opskrbe energijom, imaju godinju potrebu za toplinskom energijom za grijanje po jedinici plotine korisne povrine zgrade manju od QH,nd = 25 kWh/(m2a), kod kojih se se najmanje 70 % potrebne godinje toplinske energije za grijanje podmirujeiz obnovljivih izvora energije koja se proizvodi u krugu zgrade ili u njezinoj blizini, kod kojih se vie od polovice toplinskih gubitaka nadoknauje unutarnjim izvorimatopline iz tehnolokog procesa.Prema TPRUTZZ, u sluaju zgrada s plotinom korisne povrine jednakom ili veom od 50 m2 i manjom ili jednakom od 1000 m2 koje moraju ispuniti zahtjeve energetske uinkovitosti umjesto elaborata potrebno je zahtjevu za izdavanje graevinske dozvole priloiti tipsko rjeenje prema ovoj Studiji - katalogu tipskih rjeenja za primjenu alternativnih sustava.2. METODOLOGIJA PRORAUNA2.1 Energetski tokoviJedan od bitnih zahtjeva Direktiva EPBD I i II [1] je uspostava metodologije prorauna energetske uinkovitosti zgrada, to prvenstveno podrazumijeva proraun isporuene i primarne energije u tehnike sustave zgrada.Ta je metodologija u zakonodavstvo R. Hrvatske implementirana putem Algoritama zaizraun energetskih svojstava zgrade (u daljnjem tekstu Algoritmi) [2] koji su dio ire Metodologije za provoenje energetskih pregleda graevina [3]. Algoritmi se temelje na proraunskim postupcima danim u HRN EN normama [4-19] te omoguuju provedbu prorauna potrebne toplinske energije zgrade te isporuene i primarne energije u sustave grijanja, pripreme PTV-a, hlaenja, ventilacije, klimatizacije i rasvjete:1. Algoritam za izraun potrebne energije za grijanje i hlaenje prostora prema HRN EN ISO 13790 s Prilozima (primjeri prorauna koeficijenata prolaska topline za stambenoposlovnu zgradu i godinje potrebne energije za grijanje i hlaenje)2. Algoritam za odreivanje energetskih zahtjeva i uinkovitost termotehnikih sustava u zgradama (sustavi grijanja pro stora i pripreme potrone tople vode)3. Algoritam za odreivanje energetskih zahtjeva i uinkovitost termotehnikih sustava uzgradama (sustavi kogeneracije, sustavi daljinskog grijanja, fotonaponski sustavi4. Algoritam za proraun potrebne energije za primjenu ventilacijskih i klimatizacijskihsustava kod grijanja i hlaenja prostora zgrade5. Algoritam za odreivanje energetske uinkovitosti sustava rasvjete u zgradama (energetski zahtjevi za rasvjetu)Svi prorauni u ovoj Studiji su provedeni prema prethodno navedenim Algoritmima 1 .-5., koji se izmeu ostalog koriste i kod izrade Elaborata te za izradu energetskog certifikata stambenih i nestambenih zgrada.Metodologija prorauna se temelji na odreivanju o energetskih tokova u zgradi i to onih kroz ovojnicu zgrade i u termotehnikom sustavu, sve kako bi se izraunala isporuena i primarna energije zgrade za zadanu potrebnu (korisnu) toplinsku energiju koju je potrebno isporuiti zgradi, Slika 2.1.Metoda prorauna energetskih tokova u termotehnikom sustavu se temelji na odreivanju toplinskih gubitaka i energije za pogon pomonih ureaja u podsustavima na koje se dijeli termotehniki sustav: podsustav predaje toplinske energije u pro stor (ogrjevna tijela) podsustav razvoda ogrjevnog medija i potrone tople vode podsustav proizvodnje toplinske energije, ukljuujui spremnik i cjevovode primarne cirkulacije do generatora topline

Slika 2.1 Energetski tokovi kroz ovojnicu zgrade s termotehnikim sustavom za grijanjeQH,ndQTrQVeQsolQ intQem,ls,nrvdpotrebna toplinska energija za grijanje pro stora (kWh);transmisij ski toplinski gubici (kWh);ventilacij ski toplinski gubici (kWh);toplinski dobici od sunevog zraenja (kWh);toplinski dobici od unutranjih izvora (ljudi, ureaja, rasvjete) (kWh);neiskoriteni toplinski gubici podsustava predaje toplinske energije u prostor (kWh);

Qdis,ls,nrvd neiskoriteni toplinski gubici podsustava razvoda (kWh);Qst,ls,nrvd neiskoriteni toplinski gubici spremnika (kWh);Qgnr,ls,nrvd neiskoriteni toplinski gubici generatora topline (kWh);Waux pomona elektrina energija za pogon pomonih ureaja (kWh).Podjela termotehnikog sustava grijanja i pripreme potrone tople vode (PTV) na podsustave s prikazom energetskih tokova i pomone energije dana je Slici 2.2.

Tijek proraunaSlika 2.2 Shematski prikaz ulazno/izlaznih veliina u podsustave termotehnikog sustava grijanjai pripreme potrone tople vode (PTV)Potrebna toplinska energija u promatranom vremenskom periodu (sat, mjesec, sezona) za grijanje rauna se premaQH,nd QTr QVe K H,gn ~ QH,gn [kWh]QTr transmisij ski toplinski gubici (kWh);QVe ventilacijski toplinski gubici (kWh);QH,gn toplinski dobici od ljudi, ureaja, rasvjete i sunevog zraenja (kWh); KH,gn stupanj iskoritenja toplinskih dobitaka (-), prema HRN EN 13790.Obzirom da se proraun provodi od podsustava predaje prema podsustavu proizvodnje, ulazna veliina u proraun je toplinska energija Qem,out koju je podsustavom predaje tj. ogrjevnim tijelima potrebno predati u grijani pro stor. Qem,out se iterativno odreuje premaQem, out QH,ndQ ls , rvd , i [kWh] ipri emu se u prvom koraku iteracije uzima Qem,out=QH,nd. Qls , rvd , i - zbroj svih iskoritenih toplinskih gubitaka sustava grijanja i pripreme potrone topleivode (kWh);Qls,rvd,i je stvarno iskoriteni dio pojedinog iskoristivog gubitka Qrbl,iQls,rvd,i K rvd ~ Qrbl , i [kWh]uz stupanj iskoritenja iskoristivih gubitakaK rvd 0,8~ K H,gn[kWh](2.4)Qin Qout Qaux,rvd, i Q[kWh]ls iQin toplinska energija na ulazu u podsustav (kWh); Qout toplinska energija na izlazu iz podsustava (kWh); Qaux,rvd,i vraena pomona energija u podsustav (kWh); Qls ukupni toplinski gubici podsustava (kWh).Tijekom prorauna Jedn. (2.5) se primjenjuje na svaki podsustav, sve dok se ne izrauna potrebna toplinska energija koju je gorivom potrebno isporuiti u sustav grijanja QH,gen,in i u sustav pripreme PTV-a QW,gen,in. Tako u konanici vrijediQH,gen,inQem,out QH,aux,rvd QH,ls[kWh](2.6)

QW,gen,inQW ,dis ,out QW,aux,rvd,i Q,W ls[kWh](2.7)

iKoristei te vrijednosti i one za ukupnu potrebnu pomonu elektrinu energiju Waux, isporuena i primarna energija se odreuje prema izrazima u nastavku.2.2 Isporuena energijaIsporuena energija u sustav grijanja (indeks H) i pripreme PTV-a (indeks W) s jednim generatorom:Isporuena toplinska energijaEdel,HW= QH,gen,in + QW,gen,in [kWh](2.8a)Kad se uz kogeneracij ski modul koristi i toplovodni kotaoEdel,HW= Qchp,in + QH,gen,in + QW,gen,in [kWh](2.8b)Qchp ,in isporuena toplinska energija gorivom u sustav kogeneracije (kWh);Kod sustava s dizalicom topline rauna se premaEdel,HW= EH,hp,in + EW,hp,in [kWh](2.8c)gdje EH,hp,in i EW,hp,in (kWh) predstavljaju elektrinu energiju za pogon dizalice topline (kompresor+pomoni el. grijai) za grijanje i pripremu PTV-a.Isporuena pomona elektrina energijaEdel,aux= ( Wem,aux+ WH,dis,aux+ WH,gen,aux ) +(WW,dis,aux+WW,gen,aux)[kWh](2.9)Ukupno isporuena energija zgradiEdel= Edel,HW + Edel,aux [kWh](2.10)NAPOMENA: Obnovljiva suneva energija prikupljena solarnim sustavom se ne rauna u isporuenu energiju.U sluaju kada se na lokaciji zgrade proizvodi elektrina energija, isporuena energija zgradi serauna premaEdel= Edel,HW + Edel,aux Echp,el[kWh](2.11)

Edel= Edel,HW + Edel,aux EPV[kWh](2.12)

gdje suQchp,in isporuena toplinska energija gorivom u sustav kogeneracije (kWh); Echp,el proizvedena elektrina energija sustavom kogeneracije (kWh); EPV proizvedena elektrina energija fotonaponskim sustavom (kWh).2.3 Primarna energijaPrimarna energija u sustav grijanja (ind. H) i pripreme PTV-a (ind. W) (s jednim generatorom):Toplinska energijaEprim,HW= QH,gen,in . fp,i+ QW,gen,in. fp,i[kWh](2.13a)Kad se uz kogeneracij ski modul koristi i toplovodni kotaoEprim,HW= Qchp,in . fp,i + QH,gen,in . fp,i+ QW,gen,in. fp,i [kWh](2.13b)fp,i faktor primarne energije za i-ti izvor energije (-), Tablica P.1 u Prilogu; fp,el faktor primarne energije za elektrinu energiju (-), Tablica P.1 u Prilogu. Qchp,in isporuena toplinska energija gorivom u sustav kogeneracije (kWh);Katalog tipskih rjeenja za primjenu alternativnih sustavaStr. 14Kod sustava s dizalicom topline primarna energija rauna se premaEprim,HW= EH,hp,in ..fp,el. + EW,hp,in ..fp,el.[kWh](2.14)gdje EH,hp,in i EW,hp,in (kWh) predstavljaju elektrinu energiju za pogon dizalice topline (kompresor+pomoni el. grijai) za grijanje i pripremu PTV-a.Pomona energijaEprim,aux=(Wem,aux+WH,dis,aux+ WH,gen,aux ) .fp,el + ( WW,dis,aux+ WW,gen,aux) .fp,el [kWh](2.15)Ukupna primarna energija zgradeEprim= Eprim,HW + Eprim,aux[kWh](2.16)U sluaju kada se na lokaciji zgrade proizvodi elektrina energija, primarna energija zgrade se rauna premaEprim= Qchp,in ..fp,i + Qgen,in .fp,i +Edel,aux ..fp,el Echp,el ..fp,el [kWh]Eprim= Edel,HW ..fp,i + Edel,aux ..fp,el EPV ..fp,el[kWh]gdje su:Qchp,in isporuena toplinska energija gorivom u sustav kogeneracije (kWh); Qgen ,in isporuena toplinska energija gorivom u toplovodni kotao (kWh); Echp,el proizvedena elektrina energija sustavom kogeneracije (kWh); EPV proizvedena elektrina energija fotonaponskim sustavom (kWh).

Koeficijent utroka isporuene energijeKoeficijent utroka isporuene energije edel predstavlja omjer isporuene energije i potrebne (korisne) toplinske energijeedel=Edel/(QH,nd+QW)[-](2.19)Koeficijent utroka primarne energijeKoeficijent utroka primarne energije ep predstavlja omjer primarne energije i potrebne (korisne) toplinske energijeeprim=Eprim/(QH,nd+QW)[-](2.20)2.4 Emisija CO2Emisija CO2 se rauna prema isporuenoj energiji u sustavCO2=Edel,HW . Cp,i + Edel,aux. Cel [kg](2.21)Cp,i - faktor emisije CO2 za i-ti izvor energije (-), Tablica P.2 u Prilogu; Cel - faktor emisije CO2 za elektrinu energiju (-), Tablica P.2 u Pilogu.U sluaju kada se na lokaciji zgrade proizvodi elektrina energija, emisija CO2 se rauna premaCO2= Qchp,in .Cp,i + Qgen,in .Cp,i + Edel,aux .Cel Eel,chp .Cel[kWh](2.22)CO2= Edel,HW .Cp,i + Edel,aux .Cel Eel,PV .Cel [kWh](2.23)3. KONCEPT KATALOGA TIPSKIH RJEENJAKatalog tipskih rjeenja (u daljnjem tekstu Katalog) omoguuje projektantu brzo i jednostavno odreivanje svih relevantnih veliina koje opisuju energetsko svojstvo zgrade u ovisnosti o klimi (kontinentalna, primorska), tipu zgrade, vrsti primijenjenog alternativnog sustava i o plotini korisne povrine zgrade u rasponu 50-3000 m2.Katalog sadri dijagramske i tabline prikaze navedenih veliina za slijedee tipove zgrada definiranih u EPBD (lanak 3, Annex I ) te u [5]: Obiteljske kue Viestambene zgrade Uredske zgrade Zgrade obrazovnih institucija Hoteli i restorani Zgrade veleprodaje i maloprodaje Zgrade bolnica Zgrade sportskih dvoranate za slijedee vrste alternativnih sustava za grijanje prostora, pripremu potrone tople vode i proizvodnju elektrine energije: toplovodne kotlove na biomasu (pelete) solarne toplovodne sustave fotonaponske sustave dizalice topline kogeneraciju daljinsko grijanjeMetodologija opisana u poglavlju 2 je koritena i kod odreivanja trokovno optimalnih razina energetske uinkovitosti [20] za prethodno navedene tipove zgrada.Trokovno optimalne analize prema EPBD II, te EU Uredbi br. 244/2012 i Smjernici 2012/C 115/01 obuhvaaju odreivanje one potronje primarne energije u pojedinom tipu zgrade pri emu su ukupni trokovi investicije u tehniki sustav i mjere toplinske zatite te trokovi energijei odravanja kroz ivotni vijek (30 g.) najmanji. Temeljem tako odreene trokovno optimalne razine energetske uinkovitosti (u daljnjem tekstu TOR) odreuju se minimalni zahtjevi na energetsku uinkovitost, odnosno najvie doputeni iznos primarne energije zgrade, a koji su dani u TPRUTZZ.Prilikom izrade Elaborata, odnosno primjene ovog Kataloga, provodi se slian postupak trokovnog optimiranja sustava, pri emu se naglasak stavlja na one alternativne.Svi prorauni iji su rezultati dani u ovom Katalogu provedeni su za modele zgrada i pripadajuih termotehnikih sustava kod kojih je postignuta TOR i koje su izgraene iza 2006. g. [20], slijedom oekivanja da e se najvei broj novih zgrada projektirati upravo na nain da se ostvari TOR. Pri tome je za zgrade bolnica u primorskoj Hrvatskoj TOR postignut kod veeg iznosa QH,nd u odnosu na one u kontinentalnoj, a to je posljedica manjih uteda energije kod primjene odreene razine toplinske zatite u primorskoj klimi u odnosu na kontinentalnu.Za pojedine zgrade termotehniki sustavi su odabrani na nain da se uzela u obzir uestalost primjene temeljem analize podataka iz baze energetskih certifikata i [20], te ekonomska isplativost pojedinih rjeenja.Podaci o analiziranim zgradama i termotehnikim sustavima su dani u Tablicama 1-2.Tablica 1 Pregled analiziranih zgrada i pripadajuih alternativnih sustavaToplovodni Toplovodni Fotonaponski Dizalica Zgrada/Sustavkotao nasolarnisustavtoplinebiomasusustavDaljinskoKogeneracij aAk, m2 grijanje

Uredske zgradexxx100, 200, 500, 1000, 3000

Zgradesportskih dvoranaxxx200,500,1000, 2000, 3000

Tablica 2 Vrijeme rada tehnikih sustava analiziranih zgrada tijekom dana i tjednaZgrada/ Vrijemeh/dd/tj

Uredske zgrade177

Zgrade obrazovnih institucija

145

Hotelii restorani247

U poglavljima 4 i 5 su dani rezultati prorauna isporuene i primarne energije, trokova investicije i energije te opis analiziranih sustava za kontinentalnu i primorsku Hrvatsku. Podaci o isporuenoj i primarnoj energiji se odnose na cjelokupan sustav grijanja i pripreme PTV-a koji u podsustavu proizvodnje ima instaliran alternativni sustav i u pojedinim sluajevima dodatni konvencionalni generator toplinske energije (npr. solarni sustav + kondenzacij ski plinski kotao). Pri tome su trokovi investicije i odravanja iskazani samo za alternativni sustav. Trokovi investicije obuhvaaju trokove generatora topline, regulacije te armature, pumpe, ekspanzijske posude i pribora generatora topline, odnosno svih dijelova koji se standardno ugrauju samo u sklopu pojedinog alternativnog sustava (npr. set za montau solarnih kolektora, nepovratni ventil solarnog kruga, puni transporter peleta i dr.) kao i trokove instalacijskih radova. Detalji o tome to sve ukljuuje troak investicije u alternativni sustav Ialt dani su u nastavku uz samu shemu pojedinog sustava.Ti se podaci potom mogu iskoristiti za izraun ukupnih trokova investicije u stvarni, odnosno prvotno projektirani sustav kojem je u podsustavu proizvodnje pridodan alternativni sustav, radi analize isplativosti takvog rjeenja.Pri tome se cijeni podsustava emisije, razvoda i eventualno dijela podsustava proizvodnje pridodaje troak alternativnog sustava iskazan u Katalogu, prema izrazuIproj+ alt - ukupni troak investicije koji obuhvaa sve dijelove prvotno projektiranog sustava i alternativni sustav (kn);Iproj,em - troak investicije u podsustav predaje prvotno projektiranog sustava (kn); Iproj,dis - troak investicije u podsustav razvoda prvotno projektiranog sustava (kn);Iproj,gen - troak investicije svih dijelova podsustava proizvodnje prvotno projektiranog sustava koji nisu obuhvaeni u Ialt (kn);Ialt troak investicije u alternativni sustav (kn);Na taj nain je mogue usporediti vie idejnih rjeenja koja ukljuuju razliite alternativne sustave i odabrati trokovno i energetski najpovoljnije rjeenje (koje se onda prilae zahtjevu za graevinsku dozvolu).Naposljetku, koritenjem podataka o isporuenoj i primarnoj energiji u prvotno projektirani sustav (potrebnim za provjeru zadovoljenja minimalnih zahtjeva prema TPRUTZZ) i prethodno navedenih podataka za projektno rjeenje s alternativnim sustavom, mogue je odrediti period povrata investicije u pojedini alternativni sustav u odnosu na prvotno projektno rjeenje prema izrazuP = Ialt / U [a](4.2)Ialt= Iproj+ alt -Iproj[kn](4.3)U = Ten,proj - Ten,proj+alt [kn/a](4.4)P jednostavni period povrata investicije u alternativni sustav (a);U - godinja uteda energije kod koritenja alternativnog sustava u odnosu na prvotno projektirani sustav (kn/a);Ialt troak investicije u alternativni sustav (kn);Iproj - troak investicije u sve dijelove prvotno projektiranog sustava (kn);Iproj+ alt - troak investicije u alternativni sustav i ostatak termotehnikog (prvotno projektiranog) sustava koje ne obuhvaa alternativni sustav (kn).Ten,proj ukupni godinji troak energije kod koritenja prvotno projektiranog sustava (kn/a); Ten,proj+ alt ukupni godinji troak energije kod koritenja alternativnog sustava (kn/a);Time se koritenje ovog Kataloga proiruje i na zgrade s plotinom korisne povrine veom od 1000 m2 za koje je potrebno izraditi Elaborat, i u kojem je osim isporuene i primarne energije potrebno odrediti i period povrata investicije u alternativni sustav u odnosu na odabrano projektno rjeenje.Svi dijelovi alternativnog sustava su tako dimenzionirani (npr. povrina solarnih kolektora i fotonaponskih panela, zapremina spremnika) da daju najmanji period povrata investicije, vodei rauna i o tehnikoj izvedivosti (npr. dostupnoj povrini krova zgrade za montau solarnih kolektora ili fotonaponskih panela).Pri tome je kod solarnih sustava potivan i kriterij da stupanj solarnog prekrivanja fsol (omjer isporuene suneve energije u sustav Qsol i potrebe za toplinskom energijom Qsol,us =Qdis,in koju je potrebno dovesti razvodu sustava grijanja i pripreme PTV-a) bude fsol >0,2 u sezoni grijanja kako bi se solarnim sustavom osiguralo i grijanje prostora uz pripremu PTV-a. Izvan sezone grijanja koriten je uvjet fsol>0,8, kako pomoni kotao ne bi morao biti u pogonu cijeli taj period, ime se ostvaruju dodatne utede na toplinskim gubicima kotla u stanju pripravnosti [16] .Obzirom da Katalog sadri podatke samo za jednu razinu toplinske zatite QH,nd (i to onu koja odgovara TOR) dani su podaci o faktorima utroka isporuene i primarne energije edel i eprim, koji do odreene mjere omoguuju koritenje Kataloga i za druge vrijednosti QH,nd i QW. Pri tome treba voditi rauna da se ti faktori obrnuto proporcionalno mijenjaju s promjenom QH,nd i to ovisno o termotehnikom sustavu u rasponu cca. 3-7% za svaku promjenu QH,nd od 10 kWh/m2a, pri emu je ta promjena manja to je QH,nd vei, Slika 3.1 [21].Podaci o promjeni eprim sa Slike 3.1 dobiveni su iz analiza [21, 22] koje su neovisne o onima iz ove studije, te prikazuju samo trendove promjene faktora eprim. Promjene eprim u ovisnosti o QH,nd kod odreene Ak su razliite za svaki termotehniki sustav, tako da dijagram sa Slike 3.1 moe posluiti samo za aproksimativno odreivanje eprim za stvarni sustav.Pri tome se moe koristiti slijedei postupak:1. Odrediti faktor utroka primarne energije eprim,kat za danu povrinu Ak iz dijagrama u Katalogu (poglavlja 4 i 5)2. Odrediti faktor utroka primarne energije za danu Ak iz dijagrama sa Slike 3.1 za stvarni QH,nd (eprim,stv) i za nazivni QH,nd (eprim, N) za koji vrijedi dijagram u Katalogu3. Izraunati odnos eprim,stv / eprim,N4. Izraunati konani faktor utroka primarne energije eprim,kon za stvarni QH,nd i stvarni Akprema eprim,kon=eprim,kat . eprim,stv / eprim,N

Slika 3.1 Promjena faktora utroka primarne energije eprim u ovisnosti o QH,nd i Ak [21]Rezultati prorauna su u Katalogu prikazani tablino i dijagramski. U dijagramima su dani interpolacijski polinomi pomou kojih je mogue odrediti pojedine veliine za stvarnu Ak zgrade koja se projektira. Pri tome je u dijagramima u izrazima za polinome x=Ak a y je ona veliina koja je opisana na ordinati, odnosno u legendi.Za veliine koje su iskazane samo u tablicama vrijednosti za stvarni Ak se mogu dobiti interpolacijom izmeu danih veliina za najblie vrijednosti Ak .Obzirom da se faktori primarne energije i emisije CO2 (vidi Prilog) mijenjaju sukladno estim promjenama tehnike regulative u R. Hrvatskoj, prorauni su provedeni s vrijednostima danim u krovnoj normi [5]. Kako bi se omoguilo koritenje Kataloga neovisno o tim promjenama, u poglavlju 4 su dani detaljni podaci o isporuenoj energiji temeljem koji se pomou izraza iz poglavlja 3 moe izraunati primarna energija i emisija CO2 prema trenutno vaeim vrijednostima.Trokovi godinje potronje energije se odreuju prema izrazuTen=Edel,HW.Tg,i+Edel,aux.Tel [kn/a](4.5)gdje suTg,i cijena i-tog energenta (kn/kWh), Tablica P.3 u Prilogu Tel cijena elektrine energije (kn/kWh), Tablica P.3 u PriloguTrokovi energije kroz period od n godina se mogu odrediti prema podacima o godinjoj potronji energije koristei izrazTen(ng.)=Ten+Ten. (1+p/100) +Ten. (1+p/100)2+Ten. (1 +p/100)n [kn]uz r=1+p/100[kn/a]Ten(ng.)=Ten. (1+r+r2+r3.rn) [kn]gdje suTen(ng.) ukupan troak energije kroz n godina (kn);Ten troak energije u jednoj godini (kn);p godinja stopa poveanja cijene goriva, (%).za period od 30 g. i p=2,8% moe se koristi izrazTen(30g) = Ten.46,03635 [kn](4.8)4. KATALOG TIPSKIH RJEENJA - KONTINENTALNA HRVATSKA Popis oznaka i opisa u tablicama i dijagramimaAkQN 'solarni kolektori' 'sprem ni k''sprem ni k PTV'QH,ndQWEdel,HW Edel,aux Edel Eprimedel eprimCO2 EPV Esol EHP,outEchp,el 'Grijanje i PTV''Pomona el. en.'Ten,uk PelTodrav. IaltKratice

- plotina korisne povrine zgrade (m2); nazivni uin generatora topline (kW); tip i neto (svijetla) povrina solarnih kolektora (m2); zapremina spremnika tople vode sustava grijanja (l); zapremina spremnika potrone tople vode (l); godinja potrebna toplinska energija za grijanje prostora (kWh/m2a); godinja potrebna toplinska energija za pripremu PTV-a (kWh/m2a); godinja isporuena toplinska energija za grijanje i priopremu PTV-a (kWh/m2a); godinja isporuena pomona elektrina energija (kWh/m2a); ukupna godinja isporuena energija zgrade (kWh/m2a); ukupna godinja primarna energija zgrade (kWh/m2a); koeficijent utroka isporuene energije (-); koeficijent utroka primarne energije (-); godinja emisija CO2 (kg/m2a); godinja isporuena elektrina energija fotonaponskim sustavom (kWh/m2a); godinja isporuena toplinska energija solarnim toplovodnim sustavom (kWh/m2a); godinja isporuena toplinska energija dizalicom topline podsustavu razvoda (kWh/m2a); godinja isporuena elektrina energija sustavom kogeneracije (kWh/m2a); godinja potronja Edel,HW (kWh/a) i troak isporuene energije za sustav grijanja i pripreme PTV-a (kn); godinja potronja Edel,aux (kWh/a) i troak isporuene energije za pogon pomonih ureaja (kn); ukupni godinji trokovi energije (kn/a); prihod od prodaje elektrine energije isporuene u elektrinu mreu fotonaponskim ili sustavom kogeneracije (kn/a) godinji trokovi odravanja (kn/a); troak investicije u alternativni sustav (kn).kondenz. na pelete plinski MUI,CHP grij.prostor negrij.prostor monokristal. kompakt. kondenzacij ski toplovodni kotao s ventilatorskim plamenikom; toplovodni kotao na pelete; plinski kogeneracij ski modul s motorom s unutarnjim izgaranjem; grijani pro stor; negrijani prostor unutar zgrade; monokristalini fotonaponski panel: kompaktna toplinska podstanica daljinskog grijanja.Napomena: U dijagramima je u izrazima za polinome x=Ak a y je ona veliina koja je opisana na ordinati odnosno u legendi (npr. y=E_del,HW).4.1 Obiteljske kueObiteljske kue - kontinentalna Hrvatska Kotao na peletePodaci o termotehnikom sustavu:

Akkotaospremnik PTVm2tipQN, kW100 na pelete12500 na pelete50

Podsustav predajeogrjevna tijela: radijatorismjetaj: vanj ski zidoviregulacija: preko referentne prostorije+termostatski ventili (1K)Podsustav razvoda grijanjatemperatura: 70/55Csmjetaj: grijani prostor, unutarnji zidoviregulacija: prema vanjskoj temperaturi, promjenjiva temperatura ogrjevnog medija izolacija: