SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GRAĐEVINSKI FAKULTET · PDF fileSVEUČILIŠTE U ZAGREBU GRAĐEVINSKI FAKULTET ENERGETSKA OBNOVA ZGRADE U ŠKOLU GOTOVO NULTE POTROŠNJE ENERGIJE Matea Baričević

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

Matea Baričević

DIPLOMSKI RAD

Zagreb, rujan 2017 god.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GRAĐEVINSKI FAKULTET

ENERGETSKA OBNOVA ZGRADE U ŠKOLU

GOTOVO NULTE POTROŠNJE ENERGIJE

Matea Baričević

Kolegij: Građevinska fizika

Mentor: doc.dr.sc Bojan Milovanović

Zagreb, lipanj 2017.

ZAHVALA:

Ovim putem zahvaljujem se svom mentoru Dr.sc.Bojan Milovanović dipl.ing.građ.,

koji je prilikom izrade ovog diplomskog rada u svakom trenutku bio na raspolaganju za sva

pitanja i uvijek pronašao strpljenja i vremena za moje brojne upite.

Veliko hvala mojoj obitelji, a posebno hvala mojoj sestri Valentini koja me trpila dok sam

pisala rad, hvala dečku Leopoldu za strpljenje, a mami Neveni i babi Kati hvala za

razumijevanje i podršku.

IZJAVA O IZVORNOSTI:

“Izjavljujem da je moj diplomski rad izvorni rezultat mojeg rada te da se u izradi istoga nisam

koristila drugim izvorima osim onih koji su u njemu navedeni.”

Zagreb 13.09.2017. Baričević Matea, univ. bacc. ing. aedif.

_______________________________

SADRŽAJ

1 UVOD ................................................................................................................................. 7

2 OSNOVNI POJMOVI ........................................................................................................ 8

3 CILJEVI ENERGETSKE POLITIKE ................................................................................ 9

3.1 Energetska politika u RH ........................................................................................... 11

3.2 Nacionalni akcijski planovi energetske učinkovitosti ............................................... 12

3.3 Energetska učinkovitost u zgradarstvu ...................................................................... 12

3.4 Energetska obnova zgrada javnog sektora ................................................................. 13

4 ZGRADE GOTOVO NULTE ENERGIJE ....................................................................... 15

4.1 Zgrade za obrazovanje gotovo nulte energije ............................................................ 15

4.2 Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama NN br.

128/2015 ( za rekonstrukciju postojećih zgrada ) ................................................................. 16

4.3 Problemi projektiranja zgrada gotovo nulte energije u Hrvatskoj i svijetu ............... 18

5 VANJSKA OVOJNICA ZGRADE .................................................................................. 20

5.1 Higrotermalno ponašanje ........................................................................................... 20

5.2 Ventilirana fasada ...................................................................................................... 21

6 ALGORITM ZA PRORAČUN POTREBNE ENERIJE ZA GRIJANJE I HLAĐENJE

PREMA HRN EN ISO 13790 .................................................................................................. 23

6.1 Proračun godišnje potrebne toplinske energije za grijanje QH,nd ............................... 23

6.2 Proračun godišnje potrebne toplinske energije za hlađenje QC,nd .............................. 24

7 ALGORITAM ZA PRORAČUN POTREBNE ENERGIJE ZA PRIMJENU

VENTILACIJSKIH I KLIMATIZACIJSKIH SUSTAVA KOD GRIJANJA I HLAĐENJA

PROSTORA ZGRADE ............................................................................................................ 25

7.1 Toplinski gubici ......................................................................................................... 25

7.2 Toplinski dobici ......................................................................................................... 27

7.3 Izlazni podaci proračuna ............................................................................................ 27

8 ZRAKOPROPUSNOST ................................................................................................... 29

8.1 Ispitivanje zrakopropusnosti ...................................................................................... 30

8.2 Značenje zrakonepropusnosti za zgrade gotovo nulte energije ................................. 31

9 TOPLINSKI MOSTOVI ................................................................................................... 33

9.1 Vrste toplinskih mostova ........................................................................................... 34

9.2 Posljedice toplinskih mostova ................................................................................... 36

9.3 Karakteriziranje toplinskih mostova s obzirom na dodatne toplinske gubitke;

proračuni utjecaja toplinskih mostova na toplinske gubitke ................................................ 38

9.4 Pojednostavljeni postupak proračuna ........................................................................ 41

9.5 Proračun toplinskih mostova numeričkim metodama ............................................... 41

9.5.1 Princip proračuna ............................................................................................... 42

9.6 Interdisciplinarni pristup struka ................................................................................. 46

10 TEHNIČKI OPIS ZGRADE ......................................................................................... 47

10.1 Lokacija zgrade .......................................................................................................... 47

10.2 Zatečeno stanje zgrade ............................................................................................... 48

11 KARAKTERISTIKE ZGRADE POTREBNE ZA PRORAČUN ................................ 50

11.1 Podaci o termotehničkim sustavima .......................................................................... 50

11.2 Proračunske zone ....................................................................................................... 51

11.3 Klimatski podaci ........................................................................................................ 53

11.4 Geometrijski podaci ................................................................................................... 53

11.5 Podaci za toplinske gubitke i dobitke ........................................................................ 54

11.6 6Karakteristike otvora ............................................................................................... 55

11.6.1 Popis vanjskih otvora po stranama svijeta ......................................................... 56

12 OPIS I SASTAV POJEDINIH GRAĐEVNIH DIJELOVA ZONE 1 .......................... 60

12.1 Zidovi zone 1 ............................................................................................................. 60

12.2 Podovi na tlu Zone 1 .................................................................................................. 64

12.3 Stropovi zone 1 .......................................................................................................... 65

13 OPIS I SASTAV POJEDINIH GRAĐEVNIH DIJELOVA ZONE 2/ HLADNJAČE 68

14 PRIKAZ PRORAČUNA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZGRADE ................................ 72

14.1 Proračun građevnih dijelova zgrade zone 1 (prema HRN EN ISO 13790:2008) ...... 72

14.1.1 Proračunati toplinski dobici zone 1 (prema HRN EN ISO 13790:2008) ........... 74

14.1.2 Proračunati toplinski gubici zone 1 (prema HRN EN ISO 13790:2008) ........... 75

14.1.3 Proračunata potrebna energija za grijanje i hlađenje zone 1 (prema HRN EN

ISO 13790:2008) ............................................................................................................... 76

14.1.4 Rezultati proračuna zone 1 ................................................................................. 78

14.2 Proračun građevnih dijelova zgrade zone 2 ............................................................... 79

14.2.1 Proračunati toplinski dobici zone 2 (prema HRN EN ISO 13790:2008) ........... 79

14.2.2 Proračunata potrebna energija za grijanje i hlađenje (prema HRN EN ISO

13790:2008) ...................................................................................................................... 80

14.2.3 Rezultati proračuna zone 2 ................................................................................. 81

15 DETALJI TOPLINSKIH MOSTOVA .......................................................................... 82

15.1 Prilozi prijedloga rješenja toplinskih mostova .......................................................... 84

16 PRORAČUN TOPLINSKIH MOSTOVA .................................................................... 85

17 ZAKLJUČAK ............................................................................................................... 95

18 LITERATURA .............................................................................................................. 97

19 POPIS SLIKA ............................................................................................................. 100

20 POPIS TABLICA ........................................................................................................ 101

SAŽETAK

Tema ovog diplomskog rada je izrada projekta energetske rekonstrukcije i prenamjene

postojeće napuštene zgrade u školu gotovo nulte energije. Prilikom izrade ovog diplomskog

rada proračun je izrađen u skladu s Algoritmom za proračun potrebne energije za grijanje i

hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 13790 u kojemu su definirani materijali i

sustavi u skladu s održivim projektiranjem da bi se zadovoljile karakteristike zgrade gotovo

nulte energije. Uz gotovo nultu potrošnju energije nužan uvjet za održivost u zgradarstvu je

redukcija emisije štetnih plinova što uključuje obavezno korištenje obnovljivih izvora

energije. Kombinacijom energetski učinkovitih materijala i korištenjem fotonaponskih ćelija

odnosno korištenjem sunčeve energije ostvarene su vrijednosti propisane u skladu s održivim

projektiranjem i gradnjom koje će početi vrijediti od početka 2019.-te godine.

Osim odabira održivih sustava i materijala za zadovoljenje propisanih kriterija ovim

diplomskim radom analizirani su gubici energije kroz toplinske mostove te su isti

minimizirani. Prema normi HRN EN ISO 10211 izračunate su vrijednosti toplinskih tokova

na najkritičnijim mjestima na ovojnici zgrade te su prikazani slojevi materijala i pripadne

temperature na istima.

Ključne riječi: zgrada gotovo nulte energije, modeliranje toplinskih mostova, dubinska

energetska obnova, održivo projektiranje, emisija štetnih plinova

SUMMARY

The theme of this thesis is the development of an energy refurbishment project and the

transformation of existing abandoned building into a nearly zero energy school. During

making of this thesis, the calculation was compiled in accordance with the Algorithm for

calculation the required energy for heating and cooling of building areas according to HRN

EN ISO 13790, in which materials and systems are defined in accordance with sustainable

design to reach characteristics of nearly zero energy buildings. With almost zero energy

consumption, the necessary condition for sustainability in building is the reduction of

emissions of harmful gases, including obligatory use of renewable energy sources. By

combining of energy-efficient materials and the use of photovoltaic cells or the use of solar

energy the values prescribed in accordance with sustainable design and construction that will

start to be valid from the beginning of 2019 have been achived.

Apart from the selection of sustainable systems and materials to reach the prescribed criteria,

this thesis analyzes energy losses through thermal bridges and which are minimized.

According to HRN EN ISO 10211 the heat flows are calculated in the most critical places on

the building's surface and the layers of the material and their corresponding temperature are

shown.

Key words: nearly zero energy building, modeling of thermal bridges, deep energy recovery,

sustainable design, emission of harmful gases

Energetska obnova zgrade u školu gotovo nulte potrošnje energije

7

1 UVOD

Gorući problem današnjice je iskorištavanje neobnovljivih izvora energije koji su

prisutni u ograničenim količinama i posljedično tome nesigurnost u opskrbi energijom, a kao

izniman potencijal uštede bitan za temu ovog diplomskog rada prepoznat je građevinski

sektor. Korištenje neobnovljivih izvora energije potrebno je smanjiti u cijelom svijetu kako bi

se na taj način izbjegla pojava efekta staklenika i kako bi se izbjeglo onečišćenje okoliša.

Navedene probleme moguće je postići kroz učinkovito iskorištavanje energije u svim

područjima života. Sa stajališta građevinskog sektora najviše pažnje se pridodaje ekološki

osviještenoj gradnji u zgradarstvu jer je na taj način moguće smanjiti negativni utjecaj na

okoliš uz stvaranje optimalnih uvjeta zdravog življenja.

Prema propisima za zgradarstvo koji će vrijediti od 2019.-te godine planirana je gradnja

zgrada gotovo nulte energije i reducirane emisije štetnih plinova, a to podrazumijeva

korištenje obnovljivih izvora kao izvora energije. No da bi obnovljivi izvori zadovoljili

potrebe zgrade potrebno je smanjiti i potrošnju u zgradi. Mjere energetske učinkovitosti u

zgradarstvu uključuju razne mogućnosti uštede energije, ali istovremeno osiguravaju zdrav i

ugodan boravak u istoj. Kao takva zgrada gotovo nulte energije (u nastavku teksta:G0EZ)

predstavlja koncept projektiranja i gradnje za sadašnjost i budućnost.

Energetskom obnovom postojećih i gradnjom novih zgrada prema konceptu G0EZ

mogu se pokrenuti značajne investicije u građevinskom sektoru uz uvjet dobro pripremljenih

projekata gradnje i rekonstrukcije. Projekt energetske obnove podrazumijeva proračun

zahtjeva za visoku toplinsku zaštitu zgrada a time se uvjetuje stručan pristup koncepciji

konstruiranja detalja toplinske zaštite na toplinskim mostovima vanjske ovojnice zgrade.

U idućim poglavljima ovog rada detaljnije će se pristupiti tematici ciljeva energetske

politike, energetske učinkovitosti u zgradarstvu te projektiranju u suvremenim okvirima

energetske učinkovitosti i u konačnici rješavanju problema toplinskih mostova na ovojnici

zgrade.


8

2 OSNOVNI POJMOVI

Napomena: u ovom poglavlju su opisani pojmovi koji se spominju u diplomskom radu ali

unutar poglavlja u kojem se spominju nisu detaljnije objašnjeni. Svi pojmovi koji su detaljnije

objašnjeni unutar poglavlja, ovdje nisu navedeni. Pojmovi nisu navedeni abecednim redom

već redom kojim se pojavljuju u radu.

Toplinska provodljivost - λ [W/(mK)] je svojstvo građevinskih materijala da provode toplinu

uslijed razlike temperatura na dvije granične površine elementa. Ovisi o: vrsti materijala,

njegovoj gustoći, homogenosti, vlažnosti, temperaturi, atmosferskom tlaku [1].

Rosište - je temperatura do koje se vlažan zrak mora ohladiti (100% relativne vlage zraka),

kod konstantnog tlaka, da počne kondenzacija vode. Ta se temperatura može postići tako da

se uz nepromijenjenu količinu vodene pare zrak ohlađuje do zasićenja. Tada stvarni tlak

vodene pare postane jednak ravnotežnom tlaku. Pri temperaturi rosišta ili nižoj temperaturi,

kondenzacijom se stvaraju kapljice vode [2].

Toplinska izolacija - je svojstvo građevnog dijela zgrade da u određenoj mjeri smanji

prenošenje topline. Prenošenje topline kroz vanjski zid zgrade odvija se u tri faze: strujanjem,

vođenjem i zračenjem. [1].

Konvekcija /strujanje - je usmjereno gibanje odnosno strujanje fluida (tekućina i plinova),

topliji fluid se giba prema hladnijem i predaje toplinu okolini. Konvekcija je jedan od načina

prijenosa topline [3].

Energetska učinkovitost – odnos između ostvarenog korisnog učinka i energije potrošene za

ostvarenje tog učinka, kao i proizvodnja energije iz obnovljivih izvora energije i /ili

kogeneracije za koju se ne ostvaruje poticajna cijena temeljem posebnih propisa

Vizualni pregled - je osnovna metoda u postupku utvrđivanja postojećeg stanje građevine.

Može služiti i kao prethodni pregled prije nerazornih ispitivanja, u tom slučaju se pri

nerazornom pregledu odrede reprezentativna mjerna mjesta za provedbu nerazornih

ispitivanja

Faktor oblika zgrade - f0=A/Ve (m-1), jest količnik oplošja, A (m2), i obujma, Ve (m

3),

grijanog dijela zgrade [4].

https://hr.wikipedia.org/wiki/Temperatura

https://hr.wikipedia.org/wiki/Vla%C5%BEnost_zraka

https://hr.wikipedia.org/wiki/Tlak

https://hr.wikipedia.org/wiki/Vodena_para

https://hr.wikipedia.org/wiki/Zrak

https://hr.wikipedia.org/wiki/Kondenzacija

https://hr.wikipedia.org/wiki/Voda

https://hr.wikipedia.org/wiki/Fluid

https://hr.wikipedia.org/wiki/Kapljevina

https://hr.wikipedia.org/wiki/Plin

https://hr.wikipedia.org/wiki/Toplina


9

3 CILJEVI ENERGETSKE POLITIKE

Europska unija je prepoznala građevinski sektor kao potencijalnu granu

gospodarstva za mogućnost iznimnih ušteda energije jer u zemljama EU zgradarstvo je

odgovorno za 41% potrošnje energije, a to uzrokuje 36% proizvodnje CO2 [5]. Potaknuta

navedenom problematikom Vlada Republike Hrvatske predložila je Hrvatskom saboru

usvajanje Strategije energetskog razvoja. Strategija energetskog razvoja donesena je za

razdoblje do 2020. godine kako bi se uskladila s ciljevima i vremenskim okvirom strateških

dokumenata Europske unije [6]. Kao i ostale članice EU Hrvatska je usvojila energetski paket

pod nazivom ''20-20-20'' koji teži ciljevima smanjenja emisije stakleničkih plinova za 20%,

povećanja udjela obnovljivih izvora energije za 20% i 20% manjom potrošnjom energije. Za

ostvarenje potencijalnih ušteda u zgradarstvu u RH su doneseni zakoni kojima su propisani

mehanizmi, dinamika i ciljevi za ostvarenje ušteda energije i smanjenje emisija stakleničkih

plinova u zgradarstvu na nacionalnoj razini [7]. Zbog dugotrajnosti pripreme, izgradnje i

eksploatacije zgrada, odluke usvojene Strategijom energetskog razvoja bitno će utjecati i na

razdoblje nakon 2020. godine te radi potrebe šireg vremenskog konteksta potrebno je i

razmatranje razvoja u fazama do 2030. godine ali i nakon 2030. godine tj. do 2050. godine.

Nova energetska politika traži razvojnu platformu i za duže razdoblje nakon 2050 godine kako

bi se postavljeni zahtjevi zadovoljili na dugoročnom razvoju održivosti [8].

30.11.2016. godine Europska komisija je predstavila paket mjera, tzv. ''Zimski paket''

tj. 'Čista energija za sve Europljane' uz implementaciju novih 'pametnih' tehnologija kako bi

Europska unija ostala konkurentna na globalnom tržištu energije [9]. Navedenim paketom EU

se obavezala smanjiti emisiju CO2 za najmanje 40% do 2030 godine, istodobno modernizirati

gospodarstvo i otvoriti nova radna mjesta na području energetske učinkovitosti [9]. U

prijedlozima Europske komisije istaknuta su tri glavna cilja: direktiva o energetskoj

učinkovitosti na prvom mjestu s planom ambicioznih energetskih ušteda, postizanje globalnog

vodstva u korištenju obnovljivih izvora energije te pravedan odnos prema potrošačima,

odnosno zaštita prava potrošača. Usvajanjem navedenih mjera potrošači energije u EU će

imati pristup pouzdanim alatima za usporedbu cijena energije i mogućnost proizvodnje i

prodaje vlastite električne energije. Povećanjem transparentnosti potrošnje i boljom

regulacijom iste otvara se više mogućnosti da se društvo uključi u održivi energetski sustav.

Time će EU učvrstiti daljnje vodstvo u tehnologiji i uslugama čiste energije kako bi pomogla

zemljama koje nisu članice EU-a da postignu svoje političke ciljeve.[9]


10

Kao najjeftiniji i najčišći oblik energije je energija koju ne treba proizvesti niti

koristiti, a to znači da se treba osigurati energetska učinkovitost u cijelom energetskom

sustavu. Da bi se osigurala optimizacija potrošnje energije, te se smanjili troškovi za

potrošače i reducirala uvozna ovisnost potrebno je aktivno upravljati potražnjom, ali i

istodobno ulagati u infrastrukturu energetske učinkovitosti. Navedenim mjerama bi se

osigurao siguran put prema kružnom gospodarstvu s ciljem smanjenja emisije ugljika. [10]

Praćenjem energetske intenzivnosti uz ekonomske pokazatelje alternativno se može

prikazati učinkovitost potrošnje energije u pojedinim sektorima. Analiza energetske

učinkovitosti za sektore: zgradarstva, industrije i prometa prema potrošnji daje dominantne

rezultate (Slika 1. Potrošnja energije u EU ) za sektor zgradarstva. Pristupajući problemu sa

stajališta građevinskog sektora kao jedno od mogućih rješenja za smanjenje potrošnje u

zgradarstvu je energetska obnova postojećih zgrada i projektiranje novih energetski

učinkovitih zgrada.

Slika 1. Potrošnja energije u EU [11]

U tom kontekstu, revizija EPBD-a (Energy Performance of Buildings Directive –

Direktiva o energetskoj učinkovitosti zgrada) ima za cilj poticati velike količine troškovno

učinkovite investicije u energetsku učinkovitost koja se inače ne bi odvijala. Pristup EU za

energetsku učinkovitost zgrada ima za cilj modernizirati nacionalno zakonodavstvo u

zgradarstvu, otvoriti šire tržište za inovativne proizvode i omogućiti smanjenje troškova.

Ovim paketom mjera nije zanemareno energetsko siromaštvo koje stvara poteškoće u mnogim

kućanstvima koja se suočavaju s plaćanjem visokih računa za gorivo. Komisija stoga traži

države članice da poduzmu mjere protiv energetskog siromaštva i povećaju inicijative za

obnovu stambenog prostora s niskim prihodima. Planirano smanjenje energetskog siromaštva


11

povećati će potencijal za integraciju obnovljivih izvora energije, te prijelaz na ekonomiju s

niskom razinom ugljika. Prilikom izrade ovog diplomskog rada prepoznat je potencijal za

ulaganjem u javne zgrade kao što su bolnice, škole ili uredi, jer je na taj način moguće postići

uštede energije koje će u konačnici imati pozitivan učinak na javni proračun.[10]

3.1 Energetska politika u RH

Razvoj energetske politike u Hrvatskoj započeo je pristupanjem Europskoj

uniji, pa su i ciljevi energetske strategije usklađeni s ciljevima koji su definirani na razini EU.

Prethodno navedeni ciljevi Europe za rast održivog razvoja vrlo su ambiciozni za sve članice

EU pa tako i za Hrvatsku. Energetska učinkovitost prepoznata je u svijetu kao najučinkovitiji i

najisplativiji način postizanja ciljeva održivog razvoja: smanjenjem negativnih učinaka na

okoliš koje proizvodi energetski sektor, smanjenjem emisije ugljičnog dioksida, povećanjem

sigurnosti opskrbe energijom iz obnovljivih izvora energije, ali i doprinosom povećanju

konkurentnosti nacionalnih gospodarstava [12].

Slika 2. Potrošnja energije u HR i današnji EU standardi [13]

Na slici 2. prikazana je usporedba trenutne potrošnje energije u Hrvatskoj i današnjih

propisanih standarda EU. Vidljivo je da 'HR kućica' na lijevoj strani slike proizvodi 15 puta

više emisije CO2 , troši 10 puta više energije za grijanje, ima znatno manje debljine slojeva

toplinske izolacije vanjske ovojnice zgrade, a to rezultira i većim koeficijentima prolaza

topline kroz građevne dijelove u odnosu na 'EU kućicu'. Dakle uspoređujući trenutno stanje

RH u odnosu na standarde EU može se zaključiti da je ispred građevinske struke u budućnosti

veliki izazov za dostizanje propisanih standarda, te da je neophodno u plan ostvarenja EU


12

standarda uključivanje kolega sa svih tehničkih područja kako bi se konačan rezultat

implementirao u kvalitetan projekt na nacionalnoj razini.

3.2 Nacionalni akcijski planovi energetske učinkovitosti

Nacionalni akcijski planovi energetske učinkovitosti ( u nastavku teksta: NAPEnU )

Republike Hrvatske doneseni su kako bi se ispunili zahtjevi Direktive o energetskoj

učinkovitosti i energetskim uslugama. NAPEnU sadrže opis mjera za poboljšanje energetske

učinkovitosti u Hrvatskoj. Jedan od ciljeva definiranih u strategiji NAPEnU je poboljšana

učinkovitost svih dijelova energetskog sektora koji uključuju proizvodnju, prijenos,

distribuciju i krajnju potrošnju energije. Do danas su izrađena četiri NAPEnU, a poslijednji

četvrti pokriva period od 2017. do 2019. godine.[14] Četvrti NAPEnU Republike Hrvatske je

dokument kojim se ispunjavaju obaveze propisane direktivama EPBD (2010/31/EU), EED -

Energy efficiency directive – Direktiva o energetskoj učinkovitosti (2012/31/EU) i Direktive o

uspostavi infrastrukture za alternativa goriva (2014/94/EU) za obuhvaćeno trogodišnje

razdoblje [15]. U novom Akcijskom planu novost je plan za suzbijanje energetskog

siromaštva kroz privlačenje sredstava iz EU, a dio sredstava Ministarstvo graditeljstva treba

osigurati interno. Programom Akcijskog plana će se utvrditi lista raspoloživih mjera i stope

sufinanciranja za vremenske okvire u tri međurazdoblja od 01.01.2017. do 01.01.2018., zatim

01.01.2018 do 01.01.2019 i 01.01.2019 do 01.01.2020. Specifični cilj ove mjere je

poboljšanje povećanja energetske učinkovitosti na razini ugroženih kućanstava uz popratno

poboljšanje uvjeta stanovanja.[15]

3.3 Energetska učinkovitost u zgradarstvu

''U vremenu recesije i krize, racionalno korištenje energije, energetska učinkovitost,

korištenje novih tehnologija i obnovljivih izvora energije je imperativ, ali ujedno i izazov kao

i poticaj za ekonomski razvitak, otvaranje novih radnih mjesta te svjetliju i bolju perspektivu

za mlade generacije'' [16].

Različiti sektori zahtijevaju različite pristupe i različite poticajne mjere za investicije u

energetsku učinkovitost (u nastavku teksta: EnU). Barijera za unaprjeđenje EnU u Hrvatskoj

je nedovoljna informiranost i znanje krajnjeg korisnika o mogućim uštedama energije i

troškova te slabo provođenje građevinske regulative i standarda opremanja. Poboljšanjem


13

mjera građevinske regulative i kvalitetnijom primjenom iste moguće je poboljšati energetske

karakteristike u zgradarstvu upotrebom energetski učinkovitijih građevinskih (izolacijskih)

materijala te ugradnjom učinkovitijih sustava za rasvjetu, grijanje, ventilaciju itd. Boljom

informiranošću krajnjeg korisnika i subvencijama s konkretnim kampanjama tijekom

dugoročnog vremenskog perioda moguće je ostvariti znatne uštede na financijskom i

energetskom polju. Cilj politike EnU je uklanjanje barijera primjenom mjera unaprjeđenja za

korištenje toplinske izolacije, korištenje učinkovitih mehaničkih sustava za grijanje, hlađenje,

ventilaciju i učinkovitih kućanskih uređaja. Vrlo visoki početni investicijski troškovi

predstavljaju glavnu barijeru u vrijeme recesije i krize koje treba riješiti kao što je već

navedeno, financijskim poticajima. [12]

3.4 Energetska obnova zgrada javnog sektora

Ministarstvo graditeljstva i prostornoga uređenja izradilo je Program energetske

obnove (Narodne novine broj 22/17) zgrada javnog sektora za razdoblje 2016. – 2020 kojeg je

Vlada RH prihvatila na sjednici održanoj 02. ožujka 2017. godine [17]. Provedbom programa

energetske obnove (u daljnjem tekstu: Program) država potiče obnovu neučinkovitih

građevinskih objekata javne namjene u cilju smanjenja troškova za održavanje te služi kao

primjer građanima da se energetskom obnovom može poboljšati kvaliteta življenja u

unutarnjim prostorima te se istovremeno mogu postići energetske i financijske uštede.

Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja Programom energetske obnove zgrada za

razdoblje od 2014. do 2020. godine je provelo procjene za uštede energije i smanjenje CO2 do

navedenog razdoblja, a iste su prikazane u tablici 1.

Tablica 1. Procjena uštede energije i smanjenja CO2 do 2020. godine [17]

http://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2017_03_22_508.html




14

S drugog stajališta provedbom Programa država doprinosi rastu aktivnosti

građevinskog sektora te potiče povećanje zapošljavanja u obrtnom i građevinskom sektoru,

inženjerskim djelatnostima i proizvodnji građevinskih proizvoda. Za provedbu Programa

zadužena je Agencija za pravni promet i posredovanje nekretninama (APN), a Fond za zaštitu

okoliša i energetsku učinkovitost (FZOEU) osiguravaju sredstava za sufinanciranje provedbe.

Program se provodi u tri faze: uvrštavanje zgrada u Program, izrada projektne dokumentacije

te postupak javne nabave i praćenje rezultata Programa [18]. Zakon o energetskoj

učinkovitosti (Narodne novine broj 127/14) i Uredba o ugovaranju i provedbi energetskih

provedbi u javnom sektoru (Narodne novine broj 11/15) smjernice su koje određuju postupak

provođenja energetskih usluga u javnom sektoru i time se sprečava dodatno trošenje

proračunskih sredstava vlasnika/korisnika uz provedbu mjere poboljšanja energetske

učinkovitosti u zgradama javnog sektora [18].

Značajna je razlika toplinskih potreba neke zgrade prije rekonstrukcije i nakon

rekonstrukcije što je prikazano na slici 3. Rekonstrukcijom zgrade ukupni gubici i dobici

mogu se reducirati za više od 4,5 puta. Ova usporedba je još jedan pokazatelj da veliki

potencijali leže u razvojnom napretku građevinskog sektora, te da se iznimne uštede mogu

postići dosizanjem propisanih EU standarda, odnosno gradnjom G0EZ.

Slika 3. Usporedba toplinskih potreba zgrade prije i nakon rekonstrukcije [19]




15

4 ZGRADE GOTOVO NULTE ENERGIJE

Zgrada gotovo nulte energije definirana je potrošnjom primarne energije za grijanje,

hlađenje, ventilaciju, pripremu potrošne tople vode i rasvjetu, te minimalnim udjelom

obnovljivih izvora energije za zadovoljenje energetskih potreba zgrade. U razvijanju

optimalnog ekonomsko-energetskog modela za gradnju novih i obnovu postojećih zgrada RH

je odredila standarde projektiranja i gradnje stambenih i nestambenih zgrada u G0EZ.

Rekonstrukcija i izgradnja zgrada zahtijevaju korištenje skupih materijala i tehnologija, no

ranije navedenim ekonomsko opravdanim financijskim poticajima energetska obnova nije

rezervirana samo za bogatija društva i pojedince. Za ostvarenje planirane razine energetske

učinkovitosti u javnom, ali i u privatnom sektoru neophodno je znanje i savjest o okolišnim i

energetskim učincima, njihovim financijskim efektima – uštedama. Osim standardnih oblika

informiranja i educiranja, neophodan je kontinuiran razvoj građevinskog sektora i projektnog

tima na profesionalnoj razini. Nužna je i prilagodba proizvođača građevinskog materijala i

energetski visoko učinkovitih komponenti. [20]

Osim velikog broja javnih zgrada starijeg godišta u RH nisu rijetkost niti javne napuštene

zgrade ili nikad dovršene zgrade. Projekti rekonstrukcije, prenamjene i obnove istih

zahtijevaju stručan pristup za izbor energetski učinkovitih materijala, komponenata i sustava

za kvalitetnu izvedbu. Naime vrlo bitan faktor o kojem ovisi rezultat G0EZ je korisnik zgrade,

čak i najnapredniji dijelovi zgrade ili 'pametne' zgrade ne mogu ispuniti očekivane rezultate

ako se održavaju ili koriste na ogovarajući način [21].

4.1 Zgrade za obrazovanje gotovo nulte energije

U prosincu 2014. godine Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja predstavilo je

program pod nazivom 'Plan za povećanje broja zgrada gotovo nulte energije do 2020. godine'.

U tom dokumentu dan je detaljan prikaz definicije (između ostalih namjena zgrada) zgrade za

obrazovanje gotovo nulte energije kroz svojstva vanjske ovojnice i geometrijske karakteristike

zgrade, efikasnost sustava grijanja, hlađenja i pripreme potrošne tople vode te rasvjete, prema

namjeni zgrade i referentnoj klimi (kontinentalna i primorska Hrvatska). Promatrajući

geometrijske karakteristike gotovo nula energetska zgrada podudara se u primorskoj i

kontinentalnoj Hrvatskoj. Razina toplinske izolacije vanjske ovojnice, način i kvaliteta zaštite


16

od prekomjernog osunčanja su karakteristike koje čine razlike uspoređujući primorsku i

kontinentalnu Hrvatsku. Za rješenje toplinske energije i sprečavanja pregrijavanja kroz

optimalne koeficijente prolaska topline i prolaska sunčevog zračenja kroz ostakljenja prema

Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama NN br.

153/2013 (u nastavku teksta: TPRUEiTZuZ) za obje klime je optimiziran model zgrade.

Nakon tri varijante stručnih inženjerskih rješenja zaključeno je da najveći utjecaj na proračun

imaju ventilacijski gubici. Osim tri varijante zgrade provjerena je i mogućnost variranja

toplinske izolacije zida, te se zaključilo da su rezultati variranja vanjske ovojnice zanemarivi u

odnosu na optimalno rješenje vanjske ovojnice i korištenih termotehničkih sustava.[20]

Uspoređujući investicijske troškove u odnosu na promjenu termotehničkih sustava i odnosa

vanjske ovojnice dolazi se do velikih troškovnih razlika te nesigurnosti u rezultate za

ekonomski optimalnu analizu. Iz navedenog razloga definiran je raspon optimalnih troškova

(koji se neće spominjati u daljnjem tekstu jer nisu bitan faktor za temu ovog rada), ono što je

bitno za temu ovog diplomskog rada definirani su i minimalni udjeli obnovljivih izvora

energije (navedeni u idućem poglavlju: Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i

toplinskoj zaštiti u zgradama NN br. 153/2013 ( za rekonstrukciju postojećih zgrada )) kako bi

se osiguralo dovoljno prostora za primjenu različitih rješenja za ostvarenje cilja gotovo nula

energetske zgrade.[20]

4.2 Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u

zgradama NN br. 128/2015 ( za rekonstrukciju postojećih zgrada )

Rokovi do kojih je potrebno primijeniti odabrani model gradnje G0EZ propisani su

izmjenama i dopunama TPRUEiTZuZ, te sve zgrade javne namjene do 31.12.2018 godine

trebaju biti gotovo nula energetske zgrade, a do 31.12.2020. godine sve zgrade trebaju biti

zgrade gotovo nulte energije [22]. G0EZ prepoznate su kao veliki potencijal za značajno

smanjenje energetske potrošnje, a istovremeno smanjenje korištenja neobnovljivih izvora

energije odnosno povećano korištenje obnovljivih izvora energije ( u nastavku teksta : OIE ) i

zaštitu okoliša. Ovaj koncept projektiranja i gradnje zahtjeva integralni pristup i uključivanje

svih sudionika u projektiranju i gradnji za osmišljavanje optimalnog koncepta.[22]

Minimalna svojstva referentnih G0EZ definirana su kroz svojstva vanjske ovojnice i

geometrijske karakteristike zgrade, efikasnost sustava grijanja, hlađenja i pripreme potrošnje


17

tople vode te rasvjete, prema namjeni zgrade i referentnoj klimi. Najveće dopuštene

vrijednosti za postojeće zgrade grijane i/ili hlađene na temperaturu 18 °C ili višu prilikom

rekonstrukcije ovisno o namjeni zgrade prikazane su u tablici 2. [23]

Tablica 2. Najveće dopuštene vrijednosti energije za grijanje, primarne i isporučene

energije [23]

U TPRUEiTZuZ za rekonstrukciju zgrade vrijede sljedeći uvjeti:

Rekonstrukcija postojeće zgrade kojom se obnavljaju, djelomično ili potpuno

zamjenjuju dijelovi ovojnice grijanog dijela zgrade, te ako ti radovi obuhvaćaju jednako ili

više od 75% ovojnice grijanog dijela zgrade, mora biti projektirana i izvedena, ovisno o

kategoriji zgrade ( s obzirom na temu diplomskog rada promatraju se obrazovne zgrade s

uvjetima za kontinentalnu Hrvatsku), tako da : [23]

– godišnja potrebna toplinska energija za grijanje po jedinici ploštine korisne površine

zgrade, Q’’H,nd [kWh/(m2 a)], nije veća od dopuštenih vrijednosti utvrđenih u priloženoj

Tablici 1. ovog rada :

– za f0 ≤ 0,20 Q“H,nd = 14,98 kWh/(m2 a)

– za 0,20 < f0 < 1,05 Q“H,nd = (4,84 + 50,73·f0 ) kWh/(m2·a)

– za f0 ≥ 1,05 Q“ H,nd = 58,1 kWh/(m2·a)

TPRUEiTZuZ je posebno naveo ograničenja za rekonstrukciju obrazovnih zgrada za

godišnju primarnu energiju koja uključuje energiju za grijanje, hlađenje, ventilaciju i rasvjetu

nije veća od vrijednosti:

– Eprim = 90 kWh/(m2·a) kada srednja mjesečna temperatura vanjskog zraka najhladnijeg

mjeseca na lokaciji zgrade jest ≤ 3 °C prema podacima iz Priloga »B« [23], odnosno,


18

– Edel = 60 kWh/(m2·a) kada srednja mjesečna temperatura vanjskog zraka najhladnijeg

mjeseca na lokaciji zgrade jest ≤ 3 °C prema podacima iz Priloga »B« [23].

Model G0EZ za gradnju i obnovu predstavlja veliki potencijal za značajno smanjenje

energetske potrošnje, a istovremeno povećanje korištenja obnovljivih izvora energije i zaštitu

okoliša. Gotovo nulta ili vrlo niska količina energije trebala bi biti pokrivena iz obnovljivih

izvora, uključujući i obnovljive izvore energije proizvedene na licu mjesta ili u blizini same

građevine. Prema novoj verziji TPRUEiTZuZ za G0EZ propisani su zahtjevi za uporabu

obnovljivih izvora energije: [23]

- omjer energije iz obnovljivih izvora energije i ukupne isporučene energije za rad

tehničkih sustava u zgradi iznosi najmanje 20%, ili

- omjer energije iz obnovljivih izvora energije i ukupne isporučene toplinske energije za

grijanje, hlađenje zgrade i pripremu potrošne tople vode iznosi najmanje:

- 1. 25% iz sunčeva zračenja ili,

- 2. 30% iz plinovite biomase ili,

- 3. 50% iz čvrste biomase ili,

- 4. 70% iz geotermalne energije ili,

- 5. 50% iz topline okoline ili,

- 6. 50% iz kogeneracijskog postrojenja s visokom učinkovitošću u skladu s posebnim

propisom, ili

- 50% energetskih potreba zgrade podmireno iz daljinskog grijanja, ili

- je godišnja potrebna toplinska energija za grijanje po jedinici ploštine korisne

površine zgrade Q’’H,nd [kWh/(m2 a)] za najmanje 20% niža od dopuštene vrijednosti.

[23].

4.3 Problemi projektiranja zgrada gotovo nulte energije u Hrvatskoj i

svijetu

Problemi s kojima se Hrvatska u posljednjih nekoliko godina suočava na području

građevinske struke je pad kvalitete projekata u dijelu koji se odnosi na racionalnu uporabu

energije i toplinsku zaštitu što je dodatno popraćeno neodgovarajućom izvedbom samih

radova. Zbog izvedbe radova upitne kvalitete uzrokovane raznim čimbenicima kao što su:

pogrešan redoslijed izvođenja radova, nedovoljna pozornost prilikom izvođenja detalja ili čak


19

nepravilan izbor materijala za izvođenje od strane projektanta ili samog izvođača u konačnici

kao rezultat daju veliku razliku u potrošnji projektirane i stvarne energije, a osim toga rezultat

su i građevinskih šteta i prijevremene sanacije istih. No povećanjem razine toplinske zaštite

koju uvjetuje koncept projektiranja zgrada gotovo nulte energije povećava se važnost

specifičnih znanja na poljima projektiranja i izvedbe detalja jer u protivnom upravo nestručno

projektirani ili izvedeni detalji mogu uzrokovati osim nerealne potrošnje energije i velike

građevinske štete [24]. Neka od istraživanja koja ukazuju na važnost stručnog pristupanja

problemu projektiranja i izvođenja zgrada niske potrošnje energije su provedena na sveučilištu

u Danskoj 2015-te godine prikazana su na slici 4. Uspoređujući stvarnu i projektiranu energiju

za zgrade u ovisnosti o energetskom razredu može se uočiti znatna razlika na zgradama vrlo

visoke i vrlo niske potrošnje energije. Ono što je vrlo bitno za gradnju u budućnosti jest

razlika projektirane i stvarne potrošnje energije koja je evidentna za zgrade vrlo niske

potrošnje energije odnosno u slučaju teme ovog diplomskog rada za zgrade gotovo nulte

energije. Vodeći se rezultatima ovog istraživanja može se zaključiti da je potrebno pridodati

veliku pažnju stručnom rješavanju detalja, ali i pažljivom izvođenju istih da bi se izbjeglo

nezadovoljstvo investitora i krajnjih korisnika zgrade.

Slika 4. Razlika u potrošnji stvarne u projektirane energije [25]


20

5 VANJSKA OVOJNICA ZGRADE

U pogledu kvalitete energetske učinkovitosti zgrade najveći utjecaj ima vanjska ovojnica

koju karakterizira odabir energetski visokoučinkovitih materijala i izvedba detalja. Vanjska

ovojnica ( slika 5. ) služi kao toplinska barijera između unutrašnjeg i vanjskog prostora kojom

se nastoji zadržati projektom propisana temperatura unutarnjeg prostora. Pravilnom izvedbom

vanjske ovojnice doprinosi se smanjenju potrošnje energije za grijanje i hlađenje te se tako

postižu značajne uštede energije, tj. financijske uštede. Upravo iz tog razloga pojam ovojnica

zgrade poistovjećuje se s pojmom toplinska ovojnica zgrade. [3]

Osim navedenog ovojnica zgrade ima značajnu ulogu u sprečavanju prodora vlage i

buke iz vanjskog okoliša u unutarnji prostor. Jedan od temeljnih zahtjeva za građevinu je

ispunjenje uvjeta za higijenu, zdravlje i okoliš te je isti neizbježan zadatak projektanata i

izvođača prilikom gradnje novih i rekonstrukcije postojećih zgrada. [3]

Slika 5. Vanjska ovojnica zgrade [26]

5.1 Higrotermalno ponašanje

Poznato je da čovjek većinu svog života provode u zatvorenim prostorima, zato je od

izuzetne važnosti da taj prostor bude projektiran i izveden na adekvatan način s aspekta

vlažnosti i unutarnje temperature prostora. Interakciju između vanjskog okoliša (klimatski

uvjeti na lokaciji građevine) i unutarnjeg okoliša (unutrašnjost zgrade u kojoj ljudi borave)

uzrokuju različiti termohigrometrijski uvjeti koji su odgovorni za procese prolaska topline i

vlage kroz vanjsku ovojnicu zgrade. Termohigrometrijske uvjete vanjskog i unutarnjeg

okoliša određuju različiti parcijalni tlakovi i različite temperature. Zbog razlike u parcijalnim


21

tlakovima dolazi do kretanja vodene pare procesom difuzije kroz vanjsku ovojnicu iz područja

višeg parcijalnog tlaka vodene pare u područje nižeg parcijalnog tlaka vodene pare, s težnjom

da koncentracija vodene pare na svim mjestima bude jednaka. Kretanje vodene pare kroz

građevne elemente ima negativne posljedice uslijed kondenzacije iste. Vlaga je čimbenik koji

na direktni ili indirektni način upućuje na probleme u zgradama u vidu smanjenja kvalitete

konstrukcijskih elemenata ili građevnih dijelova [27].

Uslijed neadekvatnih termohigrometrijskih uvjeta u unutrašnjosti zgrade velika je

vjerojatnost pojave građevinskih šteta kao što su: otpadanje žbuke, kapanje kondenzirane

vodene pare, pojava gljivica i plijesni ili ljuštenje završnog sloja unutarnjih zidova koje utječu

na zdravlje stanara ili korisnika iste. Stručnim odabirima materijala prilikom projektiranja

potrebno je obratiti pažnju na pravilnu ugradnju građevinskih materijala, a to podrazumijeva

projektiranje slojeva građevnih elemenata od materijala s većim otporom difuziji vodene pare

prema materijalu s manjim otporom difuziji vodene pare kako bi se omogućio nesmetan

prolazak vlage kroz konstrukciju ili u slučaju pojave kondenzacije isušivanje iste u

dozvoljenom vremenskom periodu.

U slučajevima rekonstrukcije, tj. obnove napuštenih zgrada koje nikada nisu dovršene

problem vlage je jedan od ključnih čimbenika koje je potrebno razraditi, a da se zadovolji

ispunjenje uvjeta za higijenu, zdravlje i okoliš. Nije rijetkost da su nikada dovršene zgrade

godinama izložene padalinama, procesima smrzavanja i odmrzavanja, a to dovodi do upijanja

vlažnosti u skeletnu konstrukciju zgrade i u konačnici do postepene degradacije materijala.

Navedena situacija je samo jedan od problema za koje je trebalo ponuditi optimalno rješenje u

izradi ovog diplomskog rada, da se zadovolje temeljni zahtjevi za građevinu. Kao moguće

rješenje dan je prijedlog izvedbe ventilirane fasade.

5.2 Ventilirana fasada

Ventilirana fasada je sustav vanjske ovojnice zgrade gdje između završne obloge i

toplinske izolacije postoji međuprostor ispunjen slojem zraka koji se zagrijava pod

djelovanjem sunčevog zračenja, te se aktivira strujanje zraka čime se potiče ventilacija

vanjske ovojnice zgrade, a tako se stvara efekt dimnjaka, tj. dolazi do pojave podizanja toplog

zraka koji je lakši od hladnog. Izvedbom ventilirane fasade postiže se optimalno


22

higrotermalno ponašanje zgrade, istodobno se rješava problem toplinske zaštite zgrade, te

problem kondenzacije vodene pare. Na slici 6. prikazani su dijelovi sustava ventilirane fasade,

redom iz unutrašnjosti zgrade prema vanjskom okolišu : [28]

1. nosivi zid zgrade,

2. nosiva potkonstrukcija za panele,

3. sloj toplinske izolacije,

4. paropropusna – vodonepropusna folija,

5. sloj ventiliranog zraka,

6. vanjski završni sloj - fasadni paneli i ploče.

Slika 6. Slojevi ventilirane fasade [28]

Zagrijani zrak izlazi kroz gornji otvor čime 'izvlači' toplinu iz prostora zračnog sloja.

Tako se smanjuje temperatura unutarnjeg sloja, što dovodi do smanjenja potrebne energije za

hlađenje unutarnjeg prostora. Osim smanjenja potrebne energije za hlađenje prostora

izvedbom ventilirane fasade kojom kontinuirano struji zrak, omogućuje se isušivanje

nakupljene vlage u konstrukciji.

Postoje dva tipa ventiliranih fasada:

1. dvostruke fasade s mehaničkom ventilacijom, ili

2. samoventilirane sa slobodnom cirkulacijom zraka provjetravanjem.

Za rješavanje problematike predmetne zgrade ovog rada odabrano je izvođenje

samoventiliranih fasada sa slobodnom cirkulacijom zraka provjetravanjem. [28]


23

6 ALGORITM ZA PRORAČUN POTREBNE ENERIJE ZA GRIJANJE I

HLAĐENJE PREMA HRN EN ISO 13790

Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje temelji se na normi

HRN EN ISO 13790. Prema uputama iz norme izračunava se energija za grijanje i hlađenje, te

isporučena i primarna energija Koristeći upute iz algoritma za proračun ukupne potrošnje

energije dobiva se teorijska vrijednost potrošnje energije u određenoj zoni/zgradi. Postupci

proračuna godišnje potrebne energije dani su u nastavku poglavlja.

6.1 Proračun godišnje potrebne toplinske energije za grijanje QH,nd

Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje QH,nd je računski određena količina

topline koju sustavom grijanja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu za održavanje

unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja grijanja zgrade. [29]

Potrebna toplinska energija za grijanje dana je izrazom:

Q H,nd QTr QVe H gn ( Qint Qsol), [kWh], gdje su:

QTr – izmijenjena toplinska energija transmisijom za proračunsku zonu (kWh);

QVe – potrebna toplinska energija za ventilaciju/klimatizaciju za proračunsku zonu

(kWh);

H,gn – faktor iskorištenja toplinskih dobitaka (-), [29]

Qint – unutarnji toplinski dobici zgrade (ljudi, uređaji, rasvjeta) (kWh);

Qsol – toplinski dobici od Sunčeva zračenja (kWh).

Zgrada koja je tema ovog diplomskog rada je definirana kao obrazovna ustanova te su

u takvoj predviđeni sustavi grijanja koji rade s prekidima tj. sustavi s kraćim prekidima

(dnevni/noćni režim). Stoga se potrebna toplinska energija za grijanje zgrade/zone u i-tom

mjesecu računa kao sustav s nekontinuiram radom (s prekidom tijekom noći i/ili vikenda):

, ,, , , , , , , ,

,

H m iH nd a H red i H nd cont m i

m ii

LQ Q

d , [kWh/a], gdje su:


24

QH,nd,a - ukupna toplinska energije za grijanje zgrade (zone) pri nekontinuiranom radu

u periodu grijanja (kWh/a)

H,red,i - redukcijski faktor koji uzima u obzir prekide u grijanju u i-tom mjesecu (-).

dm,i – ukupan broj dana u i-tom mjesecu (d/mj)

LH,m,i – broj dana rada sustava grijanja u i-tom mjesecu (d/mj)

6.2 Proračun godišnje potrebne toplinske energije za hlađenje QC,nd

Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje QC,nd je računski određena količina

topline koju sustavom hlađenja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu za održavanje

unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja hlađenja zgrade. [29]

Proračun potrebne toplinske energije za hlađenje dana je izrazom:

QC,nd Qint Qsol C,ls QTr QVe [kWh]. gdje je:

C,ls – faktor iskorištenja toplinskih gubitaka kod hlađenja (-).

Vrijeme rada sustava hlađenja s normalnom postavnom vrijednošću iznosi td = 24 h/d za

stambene zgrade za sustave bez prekida rada tijekom noći, a za sustave s prekidom rada

tijekom noći iznosi td = 17 h/d (od 06:00 do 23:00 sati), odnosno za proračun tipa zgrade kao

što je zgrada koja je tema ovog rada.

Godišnja vrijednost potrebne toplinske energije za hlađenje proračunske zone QC,nd,a (kWh/a),

izračunava se kao suma pozitivnih mjesečnih vrijednosti:

QC,nd,a = ∑α C,red,i QC,nd,m,i Lc,m,i /d m,i [kWh/a], gdje su:

LC,m,i – broj dana rada sustava hlađenja u i-tom mjesecu (d/mj)

C,red,i - bezdimenzijski redukcijski faktor koji uzima u obzir prekide u hlađenju


25

7 ALGORITAM ZA PRORAČUN POTREBNE ENERGIJE ZA

PRIMJENU VENTILACIJSKIH I KLIMATIZACIJSKIH SUSTAVA

KOD GRIJANJA I HLAĐENJA PROSTORA ZGRADE

Algoritam za proračun potrebne energije za primjenu ventilacijskih i klimatizacijskih

sustava kod grijanja i hlađenja prostora zgrade zgradama temelji se na normi na koju upućuje

pravilnik koji se odnosi na energetsko certificiranje zgrada. Proračun obuhvaća sustave s

mehaničkom ventilacijom/klimatizacijom, te sustave grijanja/hlađenja prostora putem

ogrjevnih i rashladnih tijela. Algoritam započinje s izračunom toplinske energije na izlazu iz

sustava, predaje toplinske energije u prostor i završava izračunom toplinske energije na ulazu

u sustav proizvodnje toplinske energije. Temeljem toga se kao krajnji rezultat računaju

isporučena i primarna energija. Proračun je potrebno provesti iterativnim putem jer ulazne

veličine u proračun ovise o kasnije izračunatim veličinama (toplinskim gubicima). [30]

7.1 Toplinski gubici

U građevnim dijelovima potrebno je poznavati kretanje toplinskih tokova – toplinskih

gubitaka. Kretanje toplinskih tokova događa se uslijed različitih temperatura vanjskog zraka i

zraka unutar zgrade te se očituje u promjenama temperature pojedinih slojeva građevnih

dijelova. Da bi se produžio životni vijek i trajnost konstrukcije potrebno je temperaturne

promjene svesti na minimum, jer ako se ne kontroliraju razlike u temperaturama iste mogu

prouzročiti štete na zgradama. Projektiranjem energetski učinkovitih vanjskih ovojnica

potrebno je smanjiti potrošnju energije u zgradama, iz čega slijedi da je u sezoni grijanja

nužno spriječiti 'gubitak' topline iz unutrašnjosti grijanog prostora u vanjski okoliš, odnosno u

sezoni hlađenja je potrebno spriječiti 'ulazak' topline iz vanjskog okoliša u unutrašnjost

hlađenog prostora [31]. Općenito toplinski gubici dijele se na dva tipa:

1. Transmisijski toplinski gubici

Nastaju zbog prolaska topline kroz građevne dijelove zgrade prema tlu, vanjskom

okolišu ili prema susjednim prostorima s različitim temperaturnim opterećenjima kao

posljedica njegove provodljivosti. Prema Algoritmu koeficijent transmisijske izmjene topline

HTr određuje se za svaki mjesec iz sljedećeg izraza: [19]


26

HTr = HD + HU + HA + Hg,m [W/K], gdje su:[29]

HD – koeficijent transmisijske izmjene topline prema vanjskom okolišu [W/K];

HU – koeficijent transmisijske izmjene topline kroz negrijani prostor prema vanjskom okolišu

[W/K];

HA – koeficijent transmisijske izmjene topline prema susjednoj zgradi [W/K];

Hg,m – koeficijent transmisijske izmjene topline prema tlu za proračunski mjesec [W/K], [29]

2. Ventilacijski toplinski gubici

Nastaju kao posljedica strujanja zraka kroz ovojnicu zgrade ili između njenih

pojedinih dijelova, odnosno prostorija. Dobro zabrtvljena stolarija i svi pripadni proboji na

ovojnici zgrade čine zrakonepropusnu ovojnicu kojom se tako smanjuju ventilacijski gubici.

Prema Algoritmu koeficijent ventilacijske izmjene topline HVe određuje se pojedinačno za:

[29]

Period grijanja:

HVe HVe,inf HVe,winHH,Ve,mech [W/K], gdje su:

H Ve,inf - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed infiltracije vanjskog zraka

[W/K]

H Ve,win - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed otvaranja prozora [W/K];

H H,Ve,mech - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed mehaničke

ventilacije/klimatizacije kod zagrijavanja zraka [W/K], [29]

Period hlađenja:

HVe HVe,inf HVe,winHC,Ve,mech [W/K], gdje je:

H C,Ve,mech - koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed mehaničke

ventilacije/klimatizacije kod hlađenja zraka (W/K); [29]


27

7.2 Toplinski dobici

Prema Algoritmu osim proračuna toplinskih gubitaka potrebno je provesti i proračun

toplinskih dobitaka. Jedna od glavnih karakteristika GOEZ je kvalitetno izvedena toplinska

izolacija zgrade čiju toplinsku bilancu osim gubitaka čine i toplinski dobici iz različitih

izvora:[29]

1. Dobici sunčevog zračenja:

Qsol – toplinski dobici od Sunčeva zračenja (kWh).

Kroz prozirne dijelove zgrade (ostakljenja ili stijene s prozirnom toplinskom izolacijom)

sunčevo zračenje ulazi u zgradu. Ukupna količina dobitaka od sunčevog zračenja ovisi o

orijentaciji prozirnih površina i o njihovoj veličini, te lokaciji same zgrade i zaklonjenosti

susjednim zgradama. Kod proračuna toplinskih dobitaka od sunčevog zračenja potrebno je uz

orijentaciju i toplinske karakteristike prozirnih površina uzeti u obzir i moguće zasjenjenje,

upadni kut sunčevih zraka i zaklonjenost zgrade od susjednih zgrada ili stabala. [29]

2. Dobici od unutarnjih izvora:

Qint – unutarnji toplinski dobici zgrade (ljudi, uređaji, rasvjeta) (kWh)

Pri radu električnih strojeva, uređaja, ali i od ljudi oslobađa se toplina koja je posljedica

unutarnjih izvora dobitaka topline. Kod proračuna se uzima u obzir broj stalnih korisnika

građevine, a ovisno o tjelesnoj aktivnosti svaka osoba daje toplinu od otprilike 100 W.[29]

7.3 Izlazni podaci proračuna

Izlazni rezultati proračuna prema HRN EN ISO 13790 su mjesečni podaci za svaku

zonu i ukupni sezonski podaci [32]:

1. Režim grijanja :

- transmisijski toplinski gubici

- ventilacijski toplinski gubici

- unutarnji toplinski dobici (ljudi, rasvjeta, uređaji)

- ukupni toplinski dobici od sunčeva zračenja

- faktor iskorištenja toplinskih dobitaka za grijanje


28

- broj dana grijanja u mjesecu/godini - potrebna toplinska energija za grijanje svedena

na grijani prostor

2. Režim hlađenja :

- ukupna izmijenjena toplina transmisijom

- ukupna izmijenjena toplina ventilacijom

- unutarnji toplinski dobici (ljudi, rasvjeta, uređaji)

- ukupni toplinski dobici od sunčeva zračenja

- faktor iskorištenja toplinskih gubitaka za hlađenje

- broj dana hlađenja u mjesecu/godini

- potrebna toplinska energija za hlađenje svedena na hlađeni prostor

Navedeni izlazni podaci dobiveni su proračunom u Software-u „KI Expert Plus“

objašnjeni su u idućim poglavljima ovog diplomskog rada. Za ostvarenje uvjeta zgrade gotovo

nulte energije sa stajališta građevinske struke najbitniju ulogu imaju korišteni materijali za

izolaciju, njihove tehničke karakteristike i debljina.


29

8 ZRAKOPROPUSNOST

Pod pojmom zrakopropusnosti podrazumijeva se nekontrolirano protjecanje zraka kroz

konstrukciju u zgradu ili iz nje zbog tlačne razlike, odnosno strujanje zraka kroz omotač

zgrade. Do strujanja zraka dolazi zbog poroznog omotača zgrade, propusnih zazora fuga ili

zbog pukotina. Svako strujanje zraka kroz omotač zgrade utječe na energetsko svojstvo zgrade

[33]. Na slici 7.na lijevoj strani je prikazano prisilno/namjerno provjetravanje dok je na desnoj

strani slikovito prikazana zrakopropusnost odnosno nekontrolirano propuštanje zraka u

zgradama.

Slika 7. Desno: prisilno: provjetravanje, lijevo: nekontrolirano propuštanje [24]

Prolazak zraka kroz vanjsku ovojnicu zgrade uzrokuje brojne nedostatke kao što su

građevne štete, narušena zvučna izolacija, nekontrolirani toplinski gubici. Navedeni nedostaci

nisu zanemarivi te je rješavanju istih potrebno pristupiti stručnim rješavanjem i otkrivanjem

mjesta na ovojnici gdje se nalaze. Inženjerska praksa danas pristupa problemu tako da se

ovojnica zabrtvi što je bolje moguće a kvaliteta zraka u zatvorenim prostorima se kontrolira

izmjenama zraka s visokoučinkovitim sustavima ventilacije/klimatizacije. Smanjenjem

zrakopropusnosti štedi se na energiji, povećava se standard ugodnosti stanovanja, osigurava se

adekvatna zvučna izolacija od buke vanjskog okoliša te se umanjuje mogućnost građevinskih

šteta zbog procesa difuzije vodene pare [2].


30

8.1 Ispitivanje zrakopropusnosti

Prema TPRUEiTZuZ, ispunjavanje zahtjeva o zrakonepropusnosti dokazuje se i

ispitivanjem na izgrađenoj zgradi prema normi HRN EN 9972:2015 i to metodom određivanja

A ( slika 8. )[23]:

- za nestambene zgrade zahtjevi se odnose na omotač grijanog dijela zgrade.

Za razliku tlakova između unutarnjeg i vanjskog zraka od 50 Pa, izmjereni tok zraka,

sveden na volumen grijanog zraka, ne smije biti veći od:[23]

- n50=3,0 h-1

kod zgrada bez mehaničkog uređaja za provjetravanje,

- n50=1,5 h-1

kod zgrada s mehaničkim uređajem za provjetravanje.

Europska norma HRN EN ISO 9972:2015, namijenjena mjerenju zračne propusnosti

građevine, propisuje upotrebu mehaničkog uređaja za postizanje razlike tlaka i navodi dvije

metode ispitivanja: metodu A i metodu B, ( Slika 8 ).

Slika 8. Usporedba metoda ispitivanja zračne propusnosti prema HRN EN ISO

9972:2015 [2]

Pouzdan i mjerljiv podatak o zrakopropusnosti ovojnice zgrade ispituje se tzv. "Blower

door testom" pomoću ispitnog uređaja s ventilatorom. Ispitni uređaj sastoji se od okvira s

nepropusnim platnom, ispitnog ventilatora, upravljačke jedinice koja je povezana s računalom

i programom za upravljanje. Upotrebom ispitnog uređaja s ventilatorom stvara se razlika tlaka

između unutarnjeg zraka u zgradi i vanjskog zraka te dolazi do strujanja zraka iz vanjskog


31

prostora u zgradu ili iz zgrade u vanjski prostor. Pri razlici tlakova između unutarnjeg i

vanjskog zraka od 50 Pa ili više, detektiraju se propusna mjesta na vanjskoj ovojnici zgrade.

Za lakše određivanje mikrolokacije strujanja zraka, upotrebljava se generator dima,

anemometar ili infracrvena kamera. [33]

8.2 Značenje zrakonepropusnosti za zgrade gotovo nulte energije

Ispunjavanje zahtjeva zrakonepropusnosti za G0EZ je obavezno, za nestambene

zgrade zahtjevi se odnose na ovojnicu grijanog dijela zgrade. Kao što je već spomenuto

karakteristika zgrada gotovo nulte energije je gotovo nulta energija, odnosno normom

propisana niska količina energije potrebna za grijanje, hlađenje, rasvjetu i potrošnju tople

vode. Da bi se zadovoljio taj uvjet neophodno je zadovoljiti i zrakonepropusnost ovojnice.[33]

Smanjenjem protoka zraka s 4,5 na 2,5 izmjene za ukupan volumen grijanog zraka pri razlici

tlakova od 50 Pa, te povećanjem debljine toplinske izolacije s 20 na 30 cm, na obiteljskoj kući

u Norveškoj ušteda za smanjenje potrebne energije za grijanje iznosi čak preko 2,2 puta. (

slika 9. )

Slika 9. Smanjenje potrebne energije za grijanje povećanjem zrakonepropusnosti i

debljine toplinske izolacije [24]

Također provedeno je istraživanje uobičajenih lokacija propuštanja na vanjskoj

ovojnici zgrade, te uvidom u sliku 10. može se uočiti da najveći problem predstavlja loše, tj.

nekvalitetno ugrađena stolarija/bravarija, ali pažnju treba posvetiti i šupljinama za

elektroinstalacije, cjevovode, kutije za rolete itd.


32

Slika 10. Uobičajene lokacije propuštanja [24]

Slika 11 prikazuje je ovisnost broja izmjena zraka i potrebne godišnje energije za

grijanje. Vidljivo je kako se smanjenjem izmjena broja zraka proporcionalno smanjuje

godišnja potrebna energija za grijanje. Iz navedenog prikaza shvatljivo je zašto je baš

zrakonepropusnost jedan od obaveznih uvjeta koje se treba zadovoljiti prilikom izvođenja

zgrada gotovo nulte energije.

Slika 11. Ovisnost zrakopropusnosti i godišnje potrebne energije za grijanje [33]


33

9 TOPLINSKI MOSTOVI

Definicija toplinskog mosta prema TPRUETZZ, članak 34., st. (38) glasi: ''Toplinski

most jest manje područje u ovojnici grijanog dijela zgrade kroz koje je toplinski tok povećan

radi promjene proizvoda, debljine ili geometrije građevnog dijela''.

Člankom 33., st. (1) definiran je zahtjev za smanjenje utjecaja toplinskog mosta:'' Zgrada koja

se grije na temperaturu višu od 12 °C i hladi na temperaturu nižu od 4 °C mora biti

projektirana i izgrađena tako da utjecaj toplinskih mostova na godišnju potrebnu toplinu za

grijanje i hlađenje bude što manji te da ne dolazi do pojave građevinskih šteta u vidu

unutarnje ili vanjske površinske kondenzacije u projektnim uvjetima korištenja prostora

zgrade. Da bi se ispunio taj zahtjev, prilikom projektiranja treba primijeniti sve ekonomski

prihvatljive mogućnosti u skladu s dostignutim stupnjem razvoja tehnike.''

Sa stručnog građevinskog stajališta toplinski mostovi opisuju se i kao ograničena

područja s povećanom gustoćom toplinskog toka u odnosu na druga područja građevinskih

elemenata. Lokalni gubici topline uzrokuju pad temperature s površine na unutrašnjoj strani

građevinskog elementa te povećavaju rizik povećanja vlažnosti odnosno vjerojatnost

kondenziranja vodene pare. Na površine koje su se orosile uslijed kondenzacije vodene pare,

lijepi se prašina i stvaraju se idealni uvjeti za razvoj plijesni i gljivica. Općenito toplinski

mostovi predstavljaju slabe točke u konstrukciji zgrade koje pravovremenim rješavanjem

detalja treba minimizirati jer ugrožavaju cijeli koncept zgrade visokih energetskih svojstava tj.

G0EZ. Na slici 12 prikazana su tipična mjesta pojave toplinskih mostova: uglovi zgrada,

spojevi unutrašnjih i vanjskih zidova, spoj drvenih podrožnica i rogova s AB serklažima, spoj

stropa i vanjskog zida, spoj zida i krova, spoj zida i plohe poda/stropa podruma, spojevi

prozora i vrata (nadvoji, ograde i sl.) [34].

Slika 12. Tipična mjesta pojave toplinskih mostova u konstrukciji [23]


34

9.1 Vrste toplinskih mostova

Prema područjima zgrade na kojima nastaju [34]:

Zračni/konvektivni toplinski mostovi nastaju na mjestima gdje kroz pukotine ili otvore

nekontrolirano odlazi topli zrak. Kod zgrada visokoenergetskih svojstava konvekcijski

toplinski mostovi su u pravilu kontrolirani, odnosno minimizirani, jer je plašt zgrade

zrakonepropusan te se mogu zanemariti.

Konstruktivni toplinski mostovi nastaju na mjestima prekida toplinskog plašta zgrade.

Najčešće su posljedica loše projektiranih detalja kod proboja, priključaka, rebara, prekinute

toplinske izolacije… Prilikom projektiranja i gradnje zgrada visoko energetskih svojstava

potrebno je poštivati kriterije izvedbe vanjske ovojnice zgrade bez toplinskih mostova:

Geometrijski toplinski mostovi nastaju uslijed promjene oblika konstrukcije, npr.

uglovi zgrade ili promjene debljine građevnih dijelova - tada je unutarnja površina (toplog)

zida manja od vanjskog (hladnog). Što je oštriji kut na spoju između dva elementa to je veći

učinak toplinskog mosta. Zbog povećanja presjeka po kojemu toplina prolazi na lokalnom

djelu mosta toplinski otpor konstruktivnog djela se smanjuje, a gubitak topline povećava.

Nastaju na svakom spoju zida pod određenim kutom i uzrokuju povećani tok topline iz

unutrašnjosti zgrade prema van.

Toplinski mostovi uvjetovani materijalom nastaju na mjestima gdje se spajaju i

sudaraju različiti materijali.

Toplinski mostovi uvjetovani okolinom nastaju na mjestima uslijed pojačanog

zagrijavanja pojedinih mjesta na omotaču zgrade, npr. radijator ispod prozora.

Kombinirani toplinski mostovi nastaju na mjestima u konstrukciji gdje nastaje

promjena oblika i materijal. Kao npr. konzolni balkoni i slična 'hladna rebra' koja prodiru kroz

vanjsku ovojnicu.

Ovisno o obliku razlikuju se tri osnovna tipa lokaliziranih toplinskih mostova u zgradama[34]:

1. Točkasti toplinski mostovi - na mjestima pojedinačnih prodora metalnih nosača na

pročelju i pričvršćivača termoizolacijskih fasadnih sustava

2. Linijski toplinski mostovi - na linijskim spojevima pojedinih građevinskih dijelova, tj.

na spoju dviju ravnina, kao što su ugao zida, spoj zida i poda ili stropa, zida i krova,

nadvoji i špalete oko prozora i vrata, neizolirane konzole balkona i drugih istaka,

neizolirane kutije za rolete itd.


35

3. Trodimenzionalni toplinski mostovi - na spojevima građevinskih dijelova u tri ravnine

(spoj ugla dvaju zidova i poda iznad tla ili krova, spoj zidova iznad negrijanog ili

otvorenog prostora, prodori kroz strop prema vanjskom prostoru)

Za otkrivanje postojanja toplinskih mostova u konstrukciji primjenjuje se nekontaktna

metoda mjerenja temperature tj. infracrvena termografija. Infracrvena termografija je izuzetno

korisna metoda za vizualizaciju toplinskih gubitaka kroz elemente konstrukcije [34].

Termografskim snimanjem zgrada, te kasnijom stručnom interpretacijom moguće je locirati

nedostatke konstrukcije. Slika 13 prikazuje neke od primjera toplinskih mostova na vanjskoj

ovojnici zgrade zabilježeni termografskim mjerenjem.

Slika 13. Točkasti, linijski, geometrijski i konstruktivni toplinski mostovi zabilježeni

termografskom kamerom [34]

Gornji lijevi kut na slici 13 dobar je primjer točkastih toplinskih mostova nastalih

''tiplanjem'' toplinske izolacije na neadekvatan način. U gornjem desnom kutu prikazani su

linearni toplinski mostovi zabilježeni termografskim mjerenjem, te na donjoj slici lijevo


36

prikazan je trodimenzionalni toplinski most zabilježen termografskom kamerom, a u desnom

kutu konstruktivni toplinski most nastao zbog proboja nosive konstrukcije kroz ovojnicu

zgrade.

9.2 Posljedice toplinskih mostova

Iz prethodnih poglavlja može se zaključiti da je postojanje toplinskih mostova

nepoželjno a posebice je izraženo kod zgrada s vrlo visokim energetskim svojstvima. No

potrebno je napomenuti kako toplinske mostove nije moguće u potpunosti izbjeći ali

pravilnim projektiranjem detalja toplinske zaštite utjecaj toplinskih mostova je moguće svesti

na minimum. Na žalost još uvijek nije rijetkost pojava izraženih toplinskih mostova a

posljedice koje se javljaju su [34]:

Povećana potrošnja energije

Povećana potrošnja energije za grijanje, ali i za hlađenje jedan je od znakova da su

toplinski mostovi prisutni u zgradi u kojoj živimo/boravimo. Povećana potrošnja energije

uzrokuje opterećenje okoliša štetnim tvarima koje nastaju pri izgaranju energetskih izvora.

Narušena toplinska ugodnost

Kod niskih vanjskih temperatura (zimi) površinske temperature zbog toplinskog mosta

na unutarnjoj strani elementa su niže. Kod većih toplinskih mostova hladne površine mogu

uzrokovati osjećaj propuha osobito kod vanjskih temperatura nižih od 0°C. Da se izbjegne taj

neugodan osjećaj, korisnici zgrade pojačavaju grijanje. Uz to se zbog prašine i bržeg kretanja

zraka, u zraku nalazi veća količina bakterija i virusa te su stanari skloniji prehladama.

Pojava površinske kondenzacije

Niže temperature unutarnjih površina na području toplinskog mosta mogu prouzročiti

rošenje. Rosa nastaje kada vlažan i topao zrak naleti na hladnu površinu i ohladi se ispod

temperature zasićenja – rosišta. U uvjetima vlage u materijalu ili na njegovoj površini pri

temperaturama od +15 do +50 °C u naslagama prašine ili na proteinskim podlogama koje se

nalaze u pojedinim građevinskim materijalima nastaju gljivice i plijesni. U prostorima s višom

relativnom vlagom (kuhinje i kupaonice) ta opasnost je veća. Već prije postizanja točke

rosišta, kad otprilike 80 postotne relativne vlage zraka, vodena para se apsorpcijom skladišti u


37

poroznim materijalima. S higijenskog stajališta, idealna relativna vlaga zraka u stambenim

prostorima je između 35% i 65%.

Oštećenje građevnog dijela konstrukcije

Što su veći učinci toplinskih mostova, zbog povećane toplinske provodljivosti

građevni element se više hladi i djelovanje toplinskog mosta se povećava. Kod izrazitih

toplinskih mostova uslijed dugotrajnog učinka kondenzata građevni element se može oštetiti

rastom plijesni i kućnih gljivica, nastankom korozije, otpadanjem žbuke i morta,

iscvjetavanjem ili kod drva gubitkom nosivosti. [34]

Slika 14 prikazuje samo neka od mogućih neželjenih posljedica uslijed postojanja

izraženih toplinskih mostova.

Slika 14. Gljivice i plijesan na mjestima toplinskih mostova [21]


38

9.3 Karakteriziranje toplinskih mostova s obzirom na dodatne toplinske

gubitke; proračuni utjecaja toplinskih mostova na toplinske gubitke

Utjecaj toplinskih mostova kod proračuna godišnje potrebne toplinske energije za

grijanje i koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici oplošja grijanog dijela

zgrade proračunavaju se prema HRN EN ISO 13789:2008, HRN EN ISO 14683:2008, HRN

EN ISO 10211:2008 i HRN EN ISO 13370:2008. [23]

Transmisijski toplinski gubici kroz toplinske mostove karakteriziraju se koeficijentom

prolaska topline toplinskih mostova i to: duljinskim koeficijentom prolaska topline Ψ [W/mK]

za linijske toplinske mostove i točkastim koeficijentom prolaska topline χ [W/K] kod

točkastih toplinskih mostova. [34]

Duljinski koeficijent prolaska topline Ψ- opisuje utjecaj linijskog toplinskog mosta odnosno

povećanje prolaska topline na ukupni toplinski tok. Proračun duljinskih koeficijenata prolaska

topline određuje se iz izraza:

𝛹 = 𝐿2𝐷 − ∑ 𝑈𝑗

𝑁𝑗

𝑗=1

𝑙𝑗

, gdje su:

L2D – koeficijent toplinske veze dobiven iz 2-D proračuna komponente koja razdvaja

dva promatrana okoliša [W/mK]

Uj – plošni koeficijent prolaska topline 1-D komponente j koja razdvaja dva

promatrana okoliša [W/m2K]

lj – duljina na koju se odnosi vrijednost Uj, [m]

Nj – broj 1- D komponenti

Točkasti koeficijent prolaska topline χ - opisuje utjecaj točkastog toplinskog mosta odnosno

povećanje prolaska topline na ukupni toplinski tok. Proračun točkastih koeficijenata prolaska

topline određuje se iz izraza:

𝜒 = 𝐿3𝐷 − ∑ 𝑈𝑖 𝐴𝑖

𝑁𝑖

𝑖=1

− ∑ 𝛹𝑗 𝑙𝑗

𝑁𝑗

𝑗=1

, gdje su:

L3D – koeficijent toplinske veze dobiven iz 3-D proračuna 3-D komponente koja

razdvaja dva promatrana okoliša [W/K]


39

Ui - plošni koeficijent prolaska topline 1-D komponente i koja razdvaja dva

promatrana okoliša [W/m2K]

Ai – ploština na koju se odnosi vrijednost Ui, [m2]

Ψi – duljinski koeficijent prolaska topline

lj – duljina na koju se odnosi vrijednost Ψj, [m]

Nj – broj 2-D komponenti

Ni – broj 1-D komponenti

Greške 1-D proračuna mogu se korigirati dodavanjem dodatnih toplinskih gubitaka zbog

postojanja toplinskih mostova.

U slučaju 2-D vođenja topline taj dodatak jednak je umnošku Ψ ( duljinskog koeficijenta

prolaska topline linijskog toplinskog mosta) i l (duljina toplinskog mosta).

U slučaju 3-D toplinskog mosta dodaju se još i točkasti koeficijenti χ.

U tom slučaju izračun toplinskog gubitka je:

𝐿3𝐷,𝑖,𝑗 = ∑ 𝑈𝑘(𝑖,𝑗)𝐴𝑘

𝑁𝑘

𝑘=1

+ ∑ 𝛹𝑚(𝑖,𝑗)𝑙𝑚

𝑁𝑚

𝑚=1

+ ∑ 𝜒𝑛(𝑖,𝑗)

𝑁𝑛

𝑛=1

, gdje su:

Uk(i,j) - plošni koeficijent prolaska dijela k ovojnice prostorije, zone ili zgrade [W/m2K]

Ak – ploština na koju se odnosi vrijednost Uk(i,j), [m2]

Ψm(i,j) – duljinski koeficijent prolaska topline dijela m prostorije, zone ili zgrade,

[W/mK]

lm – duljina na koju se odnosi vrijednost Ψm(i,j,) [m]

χ n(i,j) – točkasti koeficijent prolaska topline dijela n prostorije, zone ili zgrade, [W/K]

Nk - broj plošnih koeficijenata prolaska topline

Nm - broj duljinskih koeficijenata prolaska topline

Nn - broj točkastih koeficijenata prolaska topline

U konačnici koeficijent toplinske veze 𝐿3𝐷,𝑖,𝑗, ekvivalentan je koeficijentu prijenosa topline

transmisijom Htr.[34]


40

Opisivanje toplinskih mostova s obzirom na dodatne toplinske gubitke temelji se na

određivanju vrijednosti koeficijenata prolaska topline s nekoliko metoda i ovisno odabiru

metode s varijabilnom točnošću:

1. Katalog toplinskih mostova s točnošću ±20%

2. Numeričke metode proračuna s točnošću ±5%

3. Ručni proračun s točnošću ±20%

4. Pretpostavljene vrijednosti s točnošću od 0% do + 50%

U nastavku ovog rada proračuni utjecaja toplinskih mostova na toplinske gubitke računati

će se pomoću numeričkih metoda. Proračuni numeričkih metoda se temelje na 2 matematičke

metode uz pomoć računalnih programa:

1. Metoda konačnih elemenata koja vrijedi za sve materijale

2. Metoda konačnih razlika koja važi samo za izotropne materijale.

Normom 'HRN EN ISO 10211:2008 Toplinski mostovi u zgradarstvu- Toplinski tokovi i

površinske temperature- Detaljni proračuni' dani su detaljni podaci o 2D i 3D geometrijskom

modelu toplinskog mosta za numeričke proračune. Zadaju se rubni uvjeti temperatura i plošni

otpori prijelaza topline. Također dane su i specifikacije za 2-D geometrijski model linijskog

toplinskog mosta za proračun koeficijenta Ψ i proračun donje granice najmanjih površinskih

temperatura. Za opisivanje toplinskih mostova s obzirom na površinsku temperaturu sa strane

prostorije koristi se faktor temperature na unutrašnjoj površini fRsi i to pomoću formule:

𝑓𝑅𝑠𝑖 =Ѳ𝑠𝑖 − Ѳ𝑒

𝜃𝑖 − 𝜃𝑒

gdje su:

Ɵ i- unutarnja projektna temperatura (°C),

Ɵe- vanjska projektna temperatura (°C), a

fRsi se proračunava pomoću numeričkih metoda u skladu s normom HRN EN ISO 10211-1.

Cilj proračuna je izračunati najmanju površinsku temperaturu i odrediti njeno mjesto kako bi

se ostvarila procjena od opasnosti površinske kondenzacije:

Ѳ𝑠𝑖= 𝑓𝑅𝑠𝑖( Ѳ𝑖-Ѳ𝑒) + Ѳ𝑒

Uz uvjet da vrijedi Ɵsi,min ˃ Ɵdp, gdje je Ɵdp točka rosišta.


41

9.4 Pojednostavljeni postupak proračuna

Pojednostavljenim postupkom proračuna uzima dodatak na koeficijent prolaska topline UTM,

[W/m2K] i to kako slijedi:[29]

UTM = 0,05 W/(m2K) - toplinski most projektiran u skladu s katalogom dobrih rješenja

toplinskih mostova;

UTM = 0,10 W/(m2K) - ako rješenje toplinskog mosta nije iz kataloga dobrih rješenja

toplinskih mostova.

Za proračun zgrada koje se karakteriziraju kao zgrade Energetskog razreda A i A+ , odnosno

u slučaju ovog rada zgrade gotovo nulte energije, potrebno je koristiti detaljni proračun

linijskih toplinskih mostova prema jednadžbi :[29]

𝐿3𝐷,𝑖,𝑗 = ∑ 𝑈𝑘(𝑖,𝑗)𝐴𝑘

𝑁𝑘

𝑘=1

+ ∑ 𝛹𝑚(𝑖,𝑗)𝑙𝑚

𝑁𝑚

𝑚=1

+ ∑ 𝜒𝑛(𝑖,𝑗)

𝑁𝑛

𝑛=1

iz poglavlja 6. Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje prostora zgrade

prema HRN EN ISO 13790 gdje su dane pretpostavljene vrijednosti Ψ na osnovi

dvodimenzijskih numeričkih proračuna. Pretpostavljene vrijednosti koriste se kad stvarna

vrijednost Ψ nije poznata, te nisu dostupni detalji za određeni toplinski most, ili kada je gruba

vrijednost Ψ dovoljna za traženu točnost procjene ukupnih toplinskih gubitaka. [29]

9.5 Proračun toplinskih mostova numeričkim metodama

U 16 poglavlju ovog rada prikazan je provedeni numerički proračun 2D modela

toplinskih mostova predmetne zgrade. Kao što je već navedeno, numeričkim proračunima

dobivaju se rezultati s točnošću ±5%, drugim riječima to je najtočnija metoda kojom se

proračunavaju karakteristike toplinskih mostova, a visoka preciznost računskih metoda temelji

se na metodi konačnih elemenata. Ova numerička metoda zahtjeva podjele promatranog

građevnog dijela za kojeg se računaju karakteristike toplinskog mosta. Metoda se temelji na

definiranju sustava jednadžbi čiji je broj proporcionalan broju podjela promatranog građevnog

dijela. Sustav se rješava iterativnom metodom, a iz rješenja sustava, dobiva se temperatura u


42

određenoj točci, te se daljnjom interpolacijom može izračunati temperatura bilo koje točke u

objektu. U nastavku će se objasniti princip proračuna toplinskih mostova numeričkim

metodama prema normi HRN EN ISO 10211 – 1 i HRN EN ISO 10211. [35]

9.5.1 Princip proračuna

Raspodjela temperature i toplinski tok kroz građevni dio mogu se proračunati ako je

poznat konstruktivni detalj i rubni uvjeti. Iz tog razloga geometrijski model toplinskog mosta

se dijeli na ćelije, za materijale s homogenom toplinskom vodljivosti. Geometrijski modeli

toplinskog mosta su razdvojeni ravninskim presjecima, tako da sadrže središnji element,

bočne elemente i ako je potrebno temeljno tlo. U slučaju ovog diplomskog rada razmatrat će

se 2-D geometrijski modeli linearnih toplinskih mostova. Na slici 15 prikazan je primjer

poprečnog presjeka (iz norme HRN EN ISO 10211-2) građevnog dijela s paralelnim

slojevima materijala. Središnji element označen je slovom C, a bočni elementi od F1 do F4,

navedeni elementi međusobno su odvojeni konstruktivnim ravninama. [35]

Slika 15. 2-D model s označenim središnjim i bočnim elementima [35]

Na poprečnom presjeku građevnog dijela potrebno je definirati i pomoćne ravnine.

Broj pomoćnih ravnina u modelu se povećava sve dok se omjer temperaturnih razlika ζRsi ne

mijenja više od 0,005. No za konstruktivne elemente manjih dimenzija poput npr. prozorskih

okvira potrebne je gušća raspodjela pomoćnih ravnina. U pomoćnim ravninama udaljenosti

između susjednih paralelnih ravnina ne smiju prekoračiti iduće vrijednosti ( slika 16. ): [35]

1. u središnjem elementu više 25 mm


43

2. u bočnim elementima, mjereno od konstruktivne ravnine koja razdvaja centralni

element od bočnog 25, 25, 50, 50, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000 i 4000 mm. (Slika

16).

Slika 16. Primjer konstruktivnih ravnina dopunjenih pomoćnim ravninama [35]

U Aneksu 2, norme HRN EN ISO 10211-1:1995, dan je primjer kojim se provjerava

ispravnost metode proračuna. Na slici 17 prikazan je transport topline kroz polovicu

pravokutnog stupa (s poznatim površinskim temperaturama) koji se može proračunati

analitički. Analitičko rješenje prikazano je simetričnom mrežom u 28 točaka, za dane rubne

uvjete. Da bi se proračun klasificirao kao dvodimenzionalna stacionarna metoda s visokom

preciznošću, razlika dobivenih rezultata između proračunatih temperatura i navedenih

temperatura ne smije biti veća od 0,1 K. [35]

Slika 17. Referentni slučaj i usporedba s analitičkim rješenjem [35]

Nakon što je geometrijski model podijeljen na ćelije, s karakterističnim točkama

odnosno čvorovima, uzimajući u obzir rubne uvijete iz sustava jednadžbi se dobiva funkcija


44

temperature u pojedinom čvoru. Rješenjem navedenog sustava dobiva se temperatura

pojedinog čvora iz kojih se određuje temperatura polja. Temperaturna raspodjela unutar polja

pojedinog materijala je izračunata linearnom interpolacijom između temperature pojedinih

čvorova. Vođenje topline kroz materijal opisano je Fourierovim zakonom vođenja, za

homogeni materijal kojemu je poznata toplinska provodljivost λ. Ako je poznat plošni otpor

prolasku topline i debljina promatranog materijala tada je toplinska provodljivost tog

materijala dana izrazom: [35]

𝜆 =𝑑

𝑅

gdje su:

λ – toplinska provodljivost materijala [W/mK]

d – debljina promatranog sloja materijala [m]

R – plošni otpor prolasku topline [m2/KW]

Toplinski tok Φ, je energija koja prođe kroz materijal po jedinici vremena, a kod

linearnog toplinskog mosta iz unutrašnjeg prostora prema vanjskom dan je izrazom: [35]

𝛷 = 𝐿2𝐷 · (𝜃𝑖 − 𝜃𝑒)

gdje su:

L2D

– koeficijent toplinske veze dobiven iz 2-D proračuna komponente koja razdvaja

dva promatrana okoliša [W/mK]

θi- unutarnja projektna temperatura [°C],

θe- vanjska projektna temperatura [°C].

Nadalje računa se gustoća toplinskog toka po jedinici vremena kroz jediničnu površinu

okomitu na smjer toka kroz sučelje između ćelija materijala i susjednog okoliša dana je

izrazom: [35]

𝑞 =(𝜃 − 𝜃𝑠)

𝑅𝑠

gdje su:

q – gustoća toplinskog toka [W/m2],

θ – unutarnja ili vanjska referentna temperatura [K],

θs – temperatura unutarnje ili vanjske površine [K],


45

Rs – unutarnji ili vanjski plošni otpor prolasku topline [m2K/W]

Kada se u računskom modelu definiraju dvije okolišne temperature ( npr. unutarnja i

vanjska), tada površinska temperatura građevnog dijela može biti dana izrazima: [35]

𝜁𝑅𝑠𝑖(𝑥, 𝑦) = 𝜃𝑖 − 𝜃𝑠𝑖(𝑥, 𝑦)

(𝜃𝑖 − 𝜃𝑒)

ili

𝑓𝑅𝑠𝑖(𝑥, 𝑦) =𝜃𝑠𝑖(𝑥, 𝑦) − 𝜃𝑒

(𝜃𝑖 − 𝜃𝑒)

gdje su:

ζRsi(x,y) – omjer temperaturnih razlika za unutarnju površinu u točci (x, y)

fRsi(x,y) – faktor temperature na unutarnjoj površini u točci (x,y)

Napomena: Ako se računa preko omjera temperaturnih razlika ζRsi , tada omjer treba biti

proračunat s maksimalnim odstupanjem manjim od 0,005.[35]

U konačnici se računa linearni koeficijent prolaska topline Ψ [W/mK] (općenito je

raspisan u poglavlju 9.3.), koji je ovdje objašnjen preko slike 18, a vezano na sliku dan je

izrazom: [36]

𝛹𝐴−𝐸−𝐶 =𝛷𝐴−𝐶

𝛥𝑇− (𝑈𝐵−𝐴·𝑙𝐴−𝐸 + 𝑈𝐶−𝐷 · 𝑙𝐶−𝐸)

gdje su:

Φi-j – toplinski tok za promatrani dio [W/m]

Ui-j – plošni koeficijent prolaska topline za promatranu duljinu [W/m2K]

l i-j – duljina segmenta u geometrijskom modelu, na koje se odnose na U vrijednosti

ΔT – temperaturna razlika između unutarnjeg i vanjskog okoliša [K]


46

Slika 18. Poprečni presjek građevnog dijela s izračunatim toplinskim karakteristikama

[36]

9.6 Interdisciplinarni pristup struka

Osim pravilnog odabira energetski učinkovitih materijala veliku pažnju potrebno je

pridodati stručnom rješavanju i pažljivom izvođenju najsitnijih detalja na vanjskoj ovojnici

zgrade. Za efektivnu i efikasnu implementaciju rješenja pojedinih problema neophodna je

komunikacija svih sudionika u gradnji od investitora, projektanta, izvođača do radnika i u

konačnici do korisnika same zgrade. Kod rješavanja detalja toplinskih mostova i proboja na

vanjskoj ovojnici zgrade visoke razine toplinske zaštite dolazi do izražaja znanje o

projektiranju i izvođenju toplinske ovojnice zgrade. Povećanjem razine toplinske zaštite

povećava se važnost pravilnog projektiranja i izvedbe detalja, u protivnom isti mogu

prouzročiti građevinske štete. Za pažljivo izvođenje detalja neophodna su dodatna znanja i

vještine radnika kvalificiranih za izvođenje radova jer građevinske štete uslijed lošeg

izvođenja nažalost nisu rijetkost a u konačnici izazivaju nezadovoljstvo korisnika i investitora

te uzrokuju prijevremene sanacije ili nerijetko sudske tužbe. Pažljivim izvođenjem svih

navedenih čimbenika prilikom gradnje, ali i projektiranja, moguće je minimizirati

zrakopropusnost zgrade te spriječiti moguće uzroke preranog dotrajavanja vanjske ovojnice

zgrade koji su prikazani na slici 18. [31].

Slika 19. Uzroci preranog dotrajavanja vanjske ovojnice [20]


47

10 TEHNIČKI OPIS ZGRADE

10.1 Lokacija zgrade

Zgrada koja je tema ovog diplomskog rada nalazi se na Jarunu, s adresom Jarun 19

(označena crvenom linijom na slici 20) [37]. Prvotna namjena navedenog objekta je bila Dom

invalidnih osoba s projektom koji je krenuo u realizaciju no tijekom gradnje je došlo do

zastoja te zgrada nikad nije završena.

Slika 20. Lokacija zgrade

Već dugi niz godina zgrada doma za invalide je prazna i napuštena te na taj način

narušava izgled kvarta, ali još bitnije sigurnost i zdravlje građana koji borave u blizini iste. U

nastojanju rješenja navedenog problema tema ovog diplomskog rada je prijedlog energetske

obnove, odnosno rekonstrukcije zgrade. Da bi prijedlog obnove bio realan tj. moguće ostvariv

u budućnosti izrađen je u skladu s EU smjernicama projektiranja zgrade gotovo nulte energije.

Jer kao što je navedeno u 4.-tom poglavlju sve nove zgrade javne namjene u RH do

31.12.2018 godine trebaju biti gotovo nula energetske zgrade, a s obzirom na vremenski

period izvođenja građevinskih radova, kao idejno rješenje obnove odabrana je izrada projekta

u osnovnu školu kao G0EZ.


48

10.2 Zatečeno stanje zgrade

U svrhu ovog rada obavljen je vizualni pregled postojećeg stanja zgrade odnosno

građevinskih dijelova zgrade. Prilikom obavljanja vizualnog pregleda nisu uočena značajna

oštećenja koja bi narušavala konstrukcijsku stabilnost zgrade te vodeći se tom činjenicom

odlučeno je izraditi prijedlog rekonstrukcije zgrade umjesto rušenja iste i gradnje potpuno

nove.

Na slici 21. i slici 22. prikazano je zatečeno stanje koje je dokumentirano prilikom provedbe

vizualnog pregleda te se na njima ne mogu uočiti po život opasna oštećenja za osobe koje

provode pregled ili u budućnosti osobe koje će izvoditi projekt obnove.

Slika 21. Lijevo: trenutno stanje AB greda na krovu; desno: dio istočnog pročelja

Slika 22. Trenutno stanje zapadnog pročelja

Usporedbom zatečenog stanja zgrade i dobivene arhitektonske dokumentacije (

Tablica 3 ) za prenamjenu može se zaključiti da se vanjski gabariti objekta ne mijenjaju


49

odnosno ne postoji plan rušenja nosivih zidova zgrade što upućuje na financijsku isplativost

rekonstrukcije u odnosu na potpuno rušenje iste i gradnju novog objekta.

Tablica 3. Usporedba zatečenog stanja i predložene obnove

Trenutno/zatečeno stanje Prijedlog obnove/rekonstrukcije

PO

DR

UM

PR

IZE

ML

JE

1.

KA

T

2.

KA

T


50

11 KARAKTERISTIKE ZGRADE POTREBNE ZA PRORAČUN

11.1 Podaci o termotehničkim sustavima

Termotehnički sustav jest tehnička oprema za grijanje, hlađenje, ventilaciju,

klimatizaciju i pripremu potrošne tople vode zgrade ili samostalne uporabne cjeline zgrade.

[23]. Kod definiranja termotehničkog sustava za grijanje odabrani energent je prirodni plin, a

način grijanja – centralno. Električna energija je predviđena kao izvor energije za hlađenje, a

potrošnja tople vode se za obrazovne ustanove ne uzima u obzir kod proračuna potrošnje

energije. U prosječnom kućanstvu kontinentalne RH otprilike 20% ukupne godišnje potrošnje

toplinske energije otpada na pripremu potrošne tople vode (u nastavku teksta: PTV) [38]. No

smatra se da je za obrazovne ustanove potrebno znatno manje energije za PTV, s obzirom na

namjenu ustanove, te se zbog toga ne uzima u proračun ukupne potrošnje energije. Projektom

rekonstrukcije u školu kao zgradu gotovo nulte energije predviđeno je korištenje mehaničke

ventilacije prema shemi 2, odnosno dovod i odvod zraka s rekuperacijom topline i bez

toplinske pripreme, sa sustavom kontrole vlažnosti unutar tolerancija i faktorom povrata

osjetne topline od 0.75. U dobro zabrtvljenoj zgradi ako ne postoji ventilacijski sustav

potrebno je značajno često otvarati prozore kako bi vlaga i iskorišteni zrak izašli van, te kako

bi se građevni dijelovi zaštitili od plijesni i gljivica. Iz tog razloga prilikom projektiranja

potrebno je pridati odgovarajuće značenje izboru sustava za održavanje toplinske ugodnosti i

kvalitete zraka. U ventilacijskom sustavu s mehaničkom rekuperacijom topline toplina

ispušnog zraka se prenosi na svježi zrak koji ulazi u sustav te se na taj način ne gubi toplina te

se štedi energija potrebna za grijanje. Sustav s rekuperacijom zraka funkcionira na način da

ventilatori djeluju u paru što omogućava naizmjenični odvod istrošenog i dovod svježeg zraka

u prostor. Toplina odvedenog, istrošenog zraka akumulira se u spremniku topline i zatim

zagrijava svježi, dovedeni zrak. Toplinska učinkovitost takvog sustava iznosi između 85% i

90% [39]. Princip rada takvog sustava prikazan je na slici 23.


51

Slika 23. Shema rada mehaničke ventilacije s rekuperacijom topline [30]

Kod određivanja stupnja zrakopropusnosti odabran n50 je 0,6, odnosno broj izmjena

zraka pri nametnutoj razlici tlakova od 50 Pa, a testiranje zrakopropusnosti određeno je nakon

završetka zgrade. U prethodnim poglavljima navedeno je da se Tehničkim propisom o

racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama definira minimalni udio korištenja

obnovljivih izvora energije u zgradama gotovo nulte energije, da bi se zadovoljio propisani

uvjet predviđeno je korištenje sunčeve energije. Ovisno o mogućnostima površine krova bez

otvora, predviđeno je ugraditi fotonaponske ćelije na tri strane krova i to na jugu 50 m2, a na

istoku 70 m2 i zapadu 100 m

2. Ugrađene fotonaponske ćelije tehnički i tehnološki može se

iskoristiti za pretvorbu energije sunčeva zračenja u električnu, toplinsku ili energiju hlađenja

[40]. U slučaju predmetne zgrade dio energije za potrošnju proizveden na samoj zgradi

utjecati će i na smanjenu potrebnu energiju za rasvjetu prostorija, koja s obzirom na veličinu i

namjenu zgrade nije zanemariva.

11.2 Proračunske zone

Podjela na proračunske zone za koje se odvojeno računa potrebna energija za grijanje i

hlađenje, te se za svaku zonu zasebno izdaje energetski certifikat, provodi se za dijelove

zgrade ako se razlikuju:[23]

vrijednosti unutarnje projektne temperature za više od 4 °C,

namjena drugačija od osnovne i to u iznosu od 10 % i više neto podne površine

prostora veće od 50 m2,


52

u pogledu ugrađenog termotehničkog sustava i njegovog režima uporabe.

Proračun prema normi HRN EN ISO 13790 moguć je na tri načina:

cijela zgrada tretirana kao jedna zona,

zgrada podijeljena u nekoliko zona, među kojima je razlika unutarnjih temperatura

< 5°C, pa se izmjena topline između samih zona ne uzima u obzir,

zgrada podijeljena u nekoliko zona, među kojima je razlika unutarnjih temperatura

≥ 5°C, pa se izmjena topline između zona uzima u obzir.[23]

Predmetna zgrada koja je tema ovog diplomskog rada podijeljena je u dvije zone zbog

različitog režima grijanja odnosno hlađenja, zbog razlika unutarnjih temperatura većih od 5°C

te različite namjene prostora. Ovim radom predlaže se obnavljanje postojeće zgrade u

osnovnu školu pa se prema tome svrstava u kategoriju školskih, fakultetskih zgrada i drugih

odgojno obrazovnih ustanova čija unutarnja proračunska temperatura u sezoni grijanja iznosi

20°C, a u sezoni hlađenja 22°C za kontinentalnu Hrvatsku,( Tablica 4 ) [32]

Tablica 4. Unutarnje proračunske temperature (temelju HRN EN ISO 13790 Tablica

G.12 i DIN V 18599-10.) [32]

Naime Algoritmom za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje prostora

zgrade prema HRN EN ISO 13790 nije definirana unutarnja proračunska temperatura za

hladnjače. Iz tog razloga određena je temperatura konstantnog hlađenja na 7°C, prema

Pravilniku o brzo smrznutoj hrani izdanom u Narodnim novinama [41].


53

11.3 Klimatski podaci

Referentni klimatski podaci određuju se posebno za kontinentalnu i za primorsku

Hrvatsku u odnosu na broj dana grijanja. Prilikom izrade ovog diplomskog rada za

mjerodavnu meteorološku postaju najbližu Jarunu odabrana je Zagreb Grič s nadmorskom

visinom 157,00 m n.v.. Prema referentnoj točki zgrada ovog proračuna nalazi se u 2. zoni

globalnog Sunčevog zračenja sa srednjom mjesečnom temperaturom vanjskog zraka

najhladnijeg mjeseca na lokaciji zgrade koja iznosi manje ili jednako 3°C, a unutarnja

temperatura zone 1 veća ili jednaka 18°C, te unutarnja temperatura zone 2 /hladnjače manje

od 18 °C. Minimalne, maksimalne i srednje mjesečne temperature zraka za navedenu postaju

dane su u tablici 5.

Tablica 5. Prosječne mjesečne temperature zraka za Zagreb-Grič

11.4 Geometrijski podaci

Ulazni podatci geometrijskih karakteristika zgrade prikazani su u tablici 6. i. tablici 7.

koje su priložene u nastavku teksta i to posebno tablica za zonu 1, te za zonu 2 odnosno

hladnjaču. Pojam faktor oblika zgrade pojašnjen je u poglavlju 2 OSNOVNI POJMOVI.

Tablica 6. Geometrijski podaci za zonu 1

Potrebni podaci Zona 1

Oplošje grijanog dijela zgrade – A [m2] 3194,82

Obujam grijanog dijela zgrade – Ve [m3] 10595,92

Obujam grijanog zraka – V [m3] 10045,55

Faktor oblika zgrade - f0 [m-1

] 0,30

Ploština korisne površine – Ak [m2] 3240,52

Ukupna ploština pročelja – Auk [m2] 1550,98

Ukupna ploština prozora – Awuk [m2] 546,88


54

Tablica 7. Geometrijski podaci za zonu 2

Potrebni podaci Zona 2

Oplošje grijanog dijela zgrade – A [m2] 34,99

Obujam grijanog dijela zgrade – Ve [m3] 32,40

Faktor oblika zgrade - f0 [m-1

] 1,08

Ploština korisne površine – Ak [m2] 9,10

11.5 Podaci za toplinske gubitke i dobitke

Prema Algoritmu ako je potencijalni toplinski most projektiran u skladu s katalogom

dobrih rješenja toplinskih mostova iz Priloga D, Tehničkog propisa o racionalnoj uporabi

energije i toplinskoj zaštiti u zgradama, tada se umjesto točnog proračuna, utjecaj toplinskih

mostova može uzeti u obzir s povećanjem U, za svaki građevni dio oplošja grijanog dijela

zgrade za Δ UTM = 0,05 (W/ m2 K), što je slučaj u ovom projektu. U tablici 8 priložena je slika

odabranog tipa toplinskog mosta kod toplinskih gubitaka preko tla.

Tablica 8. Odabrani tip toplinskog mosta

Preko temelja zgrada je povezana s tlom koje je nehomogene

strukture, odnosno pješčano – šljunčano. Za izračun toplinskih

gubitaka preko tla definiran je tip toplinskog mosta s duljinskim

koeficijentom prolaska topline Ψe [W/mK] = 0,6; Ψoi = 0,75;

Ψi = 0,75; za spoj zida i poda.

Toplinski most tip GF5 je odabran zbog redoslijeda izvedbe slojeva materijala u

građevnom dijelu. Kao što je prikazano na slici u tablici 8., izolacija je izvedena na podnoj

ploči s unutarnje strane, odnosno prema prostoru, dok je izolacija zida izvedena na vanjskoj

strani zida prema vanjskom prostoru, te je istim redoslijedom predviđeno ugraditi izolaciju u

predloženom projektu obnove.

Osim transmisijskih gubitaka prema tlu, potrebno je izračunati i gubitke topline prema

vanjskom prostoru, te gubitke prema negrijanim prostorijama. Od preostalih opcija mogu se

spomenuti i gubici kroz susjedne zgrade koji u slučaju ovog projekta ne postoje, jer


55

predmetna zgrada je samostojeća nestambena zgrada koja ne graniči sa susjednim zgradama.

Predmetna zgrada spada u klasu jako zaklonjenih zgrada, jer se na sve 4 strane na

maksimalnim udaljenostima od 6 – 8 metara nalaze susjedne zgrade minimalno iste visine ili

više predmetne zgrade. Predviđeno uključivanje grijanja je na vanjskoj temperaturi zraka

manjoj od 12º C. U tablici 9. priložen je tlocrt drugog kata na kojemu je narančastim

pravokutnikom naznačena površina plašta staklenika.

Tablica 9. Solarni dobici preko staklenika

Prema normi HRN EN ISO 13790 za računanje

solarnih dobitaka uzeti su u obzir svi stakleni

otvori na vanjskoj ovojnici zgrade, te posebno

solarni dobici preko staklenika koji se proteže

kroz tri etaže, od prizemlja – atrija pa sve do

kosog krova (svjetlarnika) drugog kata.

11.6 6Karakteristike otvora

Osim projektnog rješenja za toplinsku fasadu potrebno je odrediti materijale i

karakteristike vrata i prozora koji će se ugraditi prilikom rekonstrukcije zgrade. Projektom

predviđeni prozori su drveni s trostrukim ostakljenjem i dvostrukom ispunom plinom

argonom. Osim drvenih prozora predviđena su i drvena ulazna vrata na etaži prizemlja. Neke

od karakteristika drva koje su prevagnule u odabiru materijala prilikom izrade projekta:

drvo ima najbolji stupanj toplinske i zvučne izolacije

prilikom požara njegova konstrukcija ostaje postojana i ne proizvodi otrovne plinove

ako se pravilno održava može trajati i do 100 godina

prihvatljivo je sa ekološke strane jer je drvo materijal koji se obnavlja.

Samo su garažna ulazna vrata i ulazna vrata na etaži – 1, odnosno podrumska ulazna vrata

projektom predviđena kao PVC vrata. Zbog jednostavnijeg čišćenja i održavanja, te

uklanjanja prašine i ostalim mogućih nečistoća, odabrani materijal je PVC.


56

11.6.1 Popis vanjskih otvora po stranama svijeta

U tablicama 10, 11, 12 i 13 navedeni su vanjski otvori po stranama svijeta s pripadnim

karakteristikama za svaki pojedini otvor kao što su: materijal otvora, nagib plohe, parcijalni

faktor zasjenjenja zbog konfiguracije terena, parcijalni faktor zasjenjenja zbog gornjih

elemenata prozorskog okvira, parcijalni faktor zasjenjenja zbog bočnih elemenata prozorskog

okvira, faktor smanjenja zbog sjene od vanjskih prepreka direktnom sunčevom zračenju na

površinu k-tog građevnog elementa, solarni faktor, faktor smanjenja zbog sjene od pomičnog

zasjenjenja, efektivna površina k-tog građevnog elementa uzimajući u obzir orijentaciju i

nagib plohe, ukupna površina okvira, ukupna površina stakla, broj otvora, koeficijent prolaza

topline. U tablici 14 su navedena vrata i krovni prozori s pripadnim karakteristikama.

Legenda kratica:

M.o. – Materijal okvira: D – Drvo, P – PVC,

N.p. – Nagib plohe

Fhor – parcijalni faktor zasjenjenja zbog konfiguracije terena

Fov – parcijalni faktor zasjenjenja zbog gornjih elemenata prozorskog okvira

Ffin – parcijalni faktor zasjenjenja zbog bočnih elemenata prozorskog okvira

Fsh,ob – faktor smanjenja zbog sjene od vanjskih prepreka direktnom sunčevom

zračenju na površinu k-tog građevnog elementa

g⊥ - solarni faktor

F sh,gl – faktor smanjenja zbog sjene od pomičnog zasjenjenja

Asol – efektivna površina k-tog građevnog elementa uzimajući u obzir orijentaciju i

nagib plohe

Af - ukupna površina okvira

Ag - ukupna površina stakla

Aw – ukupna površina prozora

n – broj otvora

Uw – koeficijent prolaza topline

PP –podrumski prozori;

KP – katni prozori

*oznake brojeva uz kratice prozora su zbog različitik površina otvora


57

Tablica 10. Otvori na zapadu

(1) Količina sunčevog zračenja [MJ/m2]: Sij = 79; Velj = 118; Ožu = 233; Tra = 308; Svi = 386; Lip = 403; Srp = 436; Kol = 377; Ruj = 301; Lis = 192; Stu = 92; Pro = 58

Naziv M.o. N.p. [°] Fhor Fov FFin Fsh,ob g⊥ Fsh,gl

ASol

[m2 ]

Af

[m2]

Ag

[m2]

Aw

[m] n

Uw [W/mK]

PP5-

grijano D 90

(1) 0,61 0,89 1,00 0,54 0,70 0,30 1,06 0,61 2,43 3,04 2 0,73

KP4 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 1,87 1,08 4,32 5,40 16 0,73

KP11 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,87 0,30 1,96 0,92 3,68 4,60 2 0,73

KP12 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 4,61 2,69 10,74 13,43 1 0,73

KP13 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 3,78 2,20 8,80 11,00 2 0,73

KP14 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 2,61 1,52 6,08 7,60 1 0,73

PP5 ne

grijano D 90

(1) 0,61 0,89 0,75 0,41 0,70 0,30 1,04 0,61 2,43 3,04 2 0,73

PP3 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,7 0,3 2,59 1,50 6,00 7,50 2 0,73


58

Tablica 11. Otvori na Sjeveru


Tablica 12. Otvori na jugu



ASol [m2

]

Af

[m2]

Ag

[m2]

Aw

[m] n

Uw [W/mK]

PP5-

grijano D 90

(1) 0,90 0,91 1,00 0,82 0,70 0,30 1,06 0,61 2,43 3,04 4 0,73

PP6 D 90(1)

0,90 0,91 1,00 0,82 0,70 0,30 0,90 0,50 2,02 2,52 1 0,73

KP4 D 90(1)

0,98 0,91 1,00 0,89 0,70 0,30 1,87 1,08 4,32 5,40 7 0,73

KP8 D 90(1)

0,98 0,91 1,00 0,89 0,70 0,30 1,39 0,80 3,20 4,00 2 0,73

KP10 D 90(1)

0,98 0,91 1,00 0,89 0,70 0,30 0,40 0,23 0,90 1,13 5 0,73


ASol

[m2]

Af

[m2]

Ag

[m2]

Aw

[m] n

Uw [W/mK]

PP2 D 90(1)

0,46 0,74 1,00 0,34 0,70 0,75 1,28 0,58 2,30 2,88 2 0,73

KP4 D 90(1)

0,85 0,90 1,00 0,77 0,70 0,30 1,87 1,08 4,32 5,40 15 0,73

KP8 D 90(1)

0,85 0,90 1,00 0,77 0,70 0,30 1,39 0,80 3,20 4,00 1 0,73


59

Tablica 13. Otvori na istoku


Tablica 14. Vrata i krovni prozori


ASol [m2

]

Af

[m2]

Ag

[m2]

Aw

[m] n

Uw [W/mK]

PP1 D 90(1)

0,61 0,89 1,00 0,54 0,70 0,30 0,17 0,10 0,40 0,50 2 0,73

KP4 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 1,87 1,08 4,32 5,40 12 0,73

KP7 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,50 0,30 4,25 3,44 13,76 17,2 3 0,73

KP8 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 1,39 0,80 3,20 4,00 2 0,73

KP9 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 2,08 1,20 4,80 6,00 10 0,73

PP3 D 90(1)

0,82 0,89 1,00 0,73 0,70 0,30 2,59 1,50 6,00 7,50 3 0,73

Naziv M.o. Af [m2] Ag [m

2] Auk [m

2 ] n Uw [W/mK]

P-krovni D 2,85 11,40 14,26 8 0,73

Ulazna vrata podrum grijano PVC 5,64 0,00 5,64 1 2

Ulazna vrata garaže PVC 8,68 0,00 8,68 1 1,8

Vrata u garaži grijano-negrijano PVC 2,10 0,00 2,10 1 1,8

Vrata ostave negrijano-vani PVC 2,10 0,00 2,10 1 1,8

Ulazna vrata prizemlje D 2,60 0,00 2,60 2 2


60

Baričević Matea - Diplomski rad

12 OPIS I SASTAV POJEDINIH GRAĐEVNIH DIJELOVA ZONE 1

Vizualnim pregledom trenutnog stanja konstrukcije ustanovljene su debljine nosivog

armiranobetonskog (u nastavku teksta: AB) skeleta, odnosno debljina nosivih zidova koja

iznosi 25 cm i međukatne AB konstrukcije koja iznosi 16 cm. U zatečenom stanju

konstrukcije zbog oštećenosti pojedinih građevnih dijelova moguće je bez dodatnog razaranja

uočiti predviđene izolacijske materijale za zgradu prvotne namjene. Predloženim energetskim

projektom rekonstrukcije zgrade koji se predlaže ovim diplomskim radom predviđeno je

uklanjanje svih trenutnih obloga zidova do sloja nosive konstrukcije te izvedba izolacije

prema predloženom projektu rekonstrukcije.

12.1 Zidovi zone 1

Vanjski zidovi podruma iz grijanog i negrijanog prostora prema vani sa slojevima

materijala se ne razlikuju po cijelom opsegu objekta osim na dijelu gdje je dio zida ukopan u

tlo (tablica 15 - označen žutom linijom na tlocrtu ). Zid koji je u kontaktu s tlom se od ostalih

zidova razlikuje samo u završna dva sloja materijala pa se usporedbom tablice 15 i tablice 16

može uočiti da zidovi u kontaktu s tlom kao završni sloj imaju čepastu foliju, dok vanjski

zidovi koji nisu u kontaktu s tlom imaju predviđenu polietilensku foliju i silikatnu žbuku kao

završni sloj. Kao glavni izolacijski materijal vanjskih zidova podruma odabran je ekstrudirani

polistiren (u nastavku teksta: XPS) zbog svojih karakteristika vodoodbojnosti, postojanosti u

kemijski agresivnom okolišu odnosno u kontaktu s tlom, otpornosti na gljivice, dobre

otpornosti na udar tj. veće tlačne čvrstoće u odnosu na ostale toplinsko-izolacijske materijale.

Osim imperativa za projektiranjem zgrade gotovo nulte energije nit vodilja pri odabiru

materijala navedenih u tablici 15 i tablici 16 za obnovu napuštene zgrade u osnovnu školu su

bila i djeca, tj. kako djeci prilagoditi fasadu koja će biti jednostavna za održavanje i čišćenje.

Iz navedenih razloga se osim završne silikatne žbuke planira i korištenje perive uljane boje za

fasade za lakše održavanje.

Tablica 15 prikazuje slojeve materijala građevnog dijela zgrade zone 1 koji su u

kontaktu s tlom. Završni sloj čepaste folije postavljen je kao izolacija od vlage zidova

ukopanih u tlo ( žuta linija ). Ugrađena između zida i tla, predstavlja savršenu barijeru otpornu

na vlagu i zaštitu od mehaničkog trganja i štetnog utjecaja korijenja drveća i grmlja.


61


Tablica 15. Zidovi prema tlu - Podrum- zid negrijana ostava - prema tlu

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK]

μ

[-] sd [m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština

[m2]

1.

Vapneno-

cementna

žbuka

1 1,000 20 0,04 1800 27,84

2. Armirani

beton 25 2,600 110 17,6 2500

3.

Polimer

hidroizolaci

jska traka

0,2 0,260 300000 300 1600

4. Ekstrudirani

polistiren 20 0,033 80 12,8 25

5. Čepasta

folija 0,2 0,2 42000 84 1200

Tablica 16 prikazuje slojeve materijala građevnog dijela zgrade zone 1 na granici

grijanog prostora i vanjskog zraka, a označeni su crvenom linijom na tlocrtu koji je priložen u

tablici.

Tablica 16. Vanjski zidovi - Grijani podrum - vanjski zid

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1. Silikatna žbuka 1 0,9 60 0,6 1800 23,44

2. Armirani beton 25 2,6 110 17,6 2500

3.

Polimer

hidroizolacijska

traka

0,2 0,26 300000 500 1600

4. Ekstrudirani

polistiren 20 0,033 80 12,8

25

5. Polietilenska folija 0,2 0,6 54000 270 980

6. Silikatna žbuka 0,2 0,9 60 0,12 1800

7. Uljana boja 1 0,7 70 0,7 1800

Vanjski zidovi - Negrijani podrum - vanjski zid - garaža

Slojevi materijala u ovom građevnom dijelu su isti kao u prethodno navedenom

vanjskom zidu koji je granica iz grijanog prema vanjskom prostoru. U tablici 17 navedene su

površine vanjskog zida koji graniči s negrijanim prostorom iz garaže prema vani ovisno o

stranama svijeta, također priložen je i tlocrt s naznačenim plavim linijama navedenog

građevnog dijela.


62


Tablica 17. Površine zidova iz negrijane garaže prema van

Strana svijeta Površina[m2]

Istok 40,96

Sjever 8,8

Zapad 77,1

Jug 71

Projektom obnove je predviđeno da se vanjski zidovi preostalih etaža (prizemlja, prvog

i drugog kata) izoliraju izvedbom ventilirane fasade sa završnim slojem od aluminijskog

kompozita – nehrđajućeg čelika. Stoga na tim etažama vanjske ovojnice nema razlike u

redoslijedu i vrsti slojeva materijala, a navedeni su u tablici 18, gdje je priložen i

karakteristični tlocrt prizemlja i prvog kata, te tlocrt drugog kata s naznačenom crvenom

linijom za ovaj građevni dio.

Tablica 18. Vanjski zidovi - Katovi grijano - van

R.b. Materijal d [cm]

λ

[W/m

K]

μ [-] sd

[m]

ρ

[kg/

m3]

Definirana

ploština [m2]

1

Vapneno-

cementna

žbuka

1 1 20 0,04 1800 2050,2

2 Armirani

beton 25 2,6 110 17,6 2500

3 Mineralna

vuna 20 0,032 1 0,12 10

4

Paropropusna

vodonepropus

na folija

0,04 0,2 75 0,04 300

5

Dobro

provjetravan

sloj zraka

4 - 1 0,01 -

6 Nehrđajući

čelik 1 17 900000 1.000 7900

U tablici 19 navedeni su slojevi zida na granici između grijanog podruma i negrijane

garaže, isti su označeni zelenom linijom na tlocrtu priloženom u tablici. Mineralna vuna kao

materijal izolacije za ovaj građevni dio odabrana je u cilju smanjenja utjecaja buke te zbog

svojih protupožarnih karakteristika.


63


Tablica 19. Zidovi prema garaži - Podrum- zidovi grijano -negrijano

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK]

μ

[-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1 Silikatna žbuka 0,2 0,9 60 0,12 1800 72,5

2 Armirani beton 16 2,6 110 17,6 2500

3 Mineralna vuna 10 0,032 1 0,1 10

4

Protupožarna

gipskartonska

ploča

1,25 0,23 10 0,13 1000

U tablici 20 navedeni su slojevi materijala na zidu na granici između grijanog podruma

i negrijane ostave, a na tlocrtnom prikazu priloženom u tablici su naznačeni zelenom linijom.

Tablica 20. Zidovi prema negrijanim prostorijama - Grijani podrum - negrijana ostava

R.b

. Materijal

d

[cm]

λ

[W/mK]

μ [-

]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1 Uljana boja 1 0,7 70 0,7 1800 23,44

2 Vapneno-

cementna žbuka 1 1 20 0,04 1800

3 Armirani beton 25 2,6 110 17,60 2500

4 Mineralna vuna 10 0,032 1 0,08 10

5 Gipskartonske

ploče 1,25 0,25 8 0,1 900


64


12.2 Podovi na tlu Zone 1

U tablici 21 navedeni su slojevi materijala poda na tlu u negrijanom (južnom) djelu

podruma. Predloženim projektnim rješenjem odlučeno je da će se izvesti slojevi betonskog

kolnika. Kao neke od prednosti betonskog ispred asfaltnog kolnika jesu požarne

karakteristike zbog kojih je odlučeno izvođenje betonskog kolnika.: betonski kolnik ne gori,

ne podržava gorenje i ne proizvodi toksične plinove u slučaju nastanka požara. U istoj tablici

priložen je tlocrt podruma sa naznačenim granicama grijanog i negrijanog prostora. Plavom

linijom je označena površina predviđenog betonskog kolnika, tj. negrijanog podruma ( slojevi

iz tablice ) u kojeg spada garaža i negrijana ostava, a crvena linija predstavlja granicu

grijanog podruma.

Tablica 21. Podovi na tlu - Podrum pod na tlu- garaža – negrijano

R.b. Materijal d [cm] λ

[W/mK] μ [-] sd [m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština

[m2]

1 Beton 25 2 100 25 2400 381,00

2 Polietilenska

folija 0,2 0,6 54000 270 980

3 Ekstrudirani

polistiren 8 0,033 80 6,4 25,00

4

Polimer

hidroizolacijska

traka

0,5 0,26 300000 500 1600

5 Beton 10 2 100 10 2400

6 Pijesak i

šljunak 20 2 50 10, 1700

U tablici 22 navedeni su slojevi materijala poda na tlu u grijanom (sjevernom) djelu

podruma. U grijanom dijelu podruma, koji je na tlocrtnom prikazu priloženom u istoj tablici

naznačen crvenim linijama, predviđeni su standardni slojevi poda na tlu sa završnom

obradom ovisno o namjeni prostorije


65


Tablica 22. Podovi na tlu - Podrum-pod na tlu grijano

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština

[m2]

1 Keramičke

pločice 1 1,3 200 2 2300

530,00

2 Polimerno-

cementno

ljepilo

0,5 0,9 14 0,07 1650

3 Cementni

estrih 5 1,6 50 2,5 2000

4 Polietilenska

folija 0,2 0,600 54000 270 980

5 Ekspandirani

polistiren 5 0,037 60 3 21

6 Beton 15 2 100 15 2400

7 Polietilenska

folija 0,2 0,6 54000 270 980

8 Ekstrudirani

polistiren 8 0,033 80 6,4 25

9 Polimer

hidroiolacijska

traka

0,5 0,26 300000 500 1600

10 Beton 10 2 100 10 2400

11 Pijesak i

šljunak 20 2 50 10 1700

12.3 Stropovi zone 1

U tablici 23 navedeni su slojevi materijala građevnog dijela - stropa između negrijane garaže

i grijanog prostora iznad. Postavljanje kombi ploča od drvene vune s jezgrom mineralne vune

odabrane su (osim zbog toplinske izolacije) zbog zvučne izolacije iz podruma prema grijanim

prostorima iznad (učionicama). Također može se uočiti izvedba plivajućeg poda na

međukatnim konstrukcijama u navedenoj tablici, ali i u tablicama koje tek slijede u nastavku

teksta. Plivajući pod izvodi se za sprečavanje širenja udarnog zvuka, u slučaju obrazovne

ustanove u kojoj će boraviti bezbrižna djeca, udarni zvuk koji se širi kroz konstrukciju jedan

je od imperativa koje treba zadovoljiti za kvalitetan projekt. Za izvedbu plivajućeg poda kao

materijal izolacije odabrana je mineralna vuna, da projekt ostane dosljedan po pitanju

različitosti izbora materijala i što jednostavniji za narudžbu, dostavu i izvođenje.


66


Tablica 23. Stropovi iznad garaže - Podrum-negrijana garaža strop – grijani pod

R.b. Materijal

d

[cm

]

λ

[W/mK

]

μ [-] sd

[m]

ρ

[kg/m3

]

Definiran

a ploština

[m2]

1

Drvo -

meko -

crnogorica

1,5 0,13 50 0,75 500 381,00

2

Polimerno

-cementno

ljepilo

0,5 0,9 14 0,07 1650

3 Cementni

estrih 5 1,6 50 2,50 2000

4 Polietilens

ka folija 0,2 0,6 54000 270 980

5 Mineralna

vuna 8 0,032 1 0,05 10

6 Armirani

beton 16 2,6 110 17,6 2500

7

Kombi

ploče-

drvena i

MW

12 0,04 5 0,6 150

U tablici 24 navedeni su slojevi materijala građevnog dijela - stropa između grijanih prostora.

Tablica 24. Stropovi između grijanih dijelova različitih korisnika – grijano strop -

grijano pod

R.b. Materijal d [cm] λ [W/mK] μ [-] sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1

Protupožarna

gipskartonsk

a ploča

1,25 0,23 10 0,13 1000 2127,9

2 Mineralna

vuna 10 0,032 1 0,05 10

3 Neprovjetrav

ani sloj zraka 5 - 1 0,1 -

4 Armirani

beton 16 2,6 110 17,6 2500

5 Mineralna

vuna 8 0,032 1 0,05 10

6 Polietilenska

folija 0,2 0,6 54000 5,40 980

7 Cementni

estrih 8 1,6 50 4,00 2000

8 Polimerno-

cementno

ljepilo

0,5 0,9 14 0,14 1650

9 Drvo - meko

- crnogorica 1,5 0,13 50 0,75 500


67


U tablici 25 navedeni su slojevi materijala građevnog dijela - stropa između grijanih prostora

i negrijanog tavana.

Tablica 25. Stropovi između grijanih dijelova različitih korisnika – grijani strop –

negrijani tavan

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-] sd [m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština

[m2]

1 Vapnena

žbuka 1 0,8 10 0,1 1600

285,6

2 Armirani

beton 27 2,6 110 17,6 2500

3 Parna brana 0,01 0,500 350000 10 450

4 Mineralna

vuna 20 0,032 1 0,12 10,00

5

Drvene ploče

od

usmjerenog

iverja (OSB)

2 0,13 50 1 650

U tablici 26 navedeni su slojevi materijala građevnog dijela - stropa između grijanih

prostora i prohodnog zelenog krova, koji je naznačen ljubičastom linijom na tlocrtnom

prikazu priloženom u navedenoj tablici. Narančastim linijama označena je površina

svjetlarnika koji je predviđen da ima ulogu staklenika na armiranobetonskim gredama.

Tablica 26. Ravni krovovi iznad grijanog prostora – Grijani strop - Zeleni krov

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definiran

a ploština

[m2]

1 Gipskartonska

ploča 1,25 0,25 8 0,1 900

285,6

2 Mineralna vuna 10 0,032 1 0,1 10

3 Neprovjetravani

sloj zraka 5 - 1 0,01 -

4 Armirani beton 27 2,6 110 17,6 2500

5 Bitumenska

traka s uloškom

od Al folije

0,01 160 3000000 10 1600

6 Lamele od

kamene vune 20 0,04 1,1 0,13 85

7 Hidroizolacijska

traka 0,2 0,26 300000 200 1600

8 Geotekstil 0,5 0,2 1000 5 900,

9 Mineralna vuna 5 0,032 1 0,05 10

10 Pijesak i šljunak 10 2 50 4 1700


68


13 OPIS I SASTAV POJEDINIH GRAĐEVNIH DIJELOVA ZONE 2/

HLADNJAČE

Prema tehničkom propisu, Članak 4., stavak ( 25 ), definicija ovojnice hladnjače glasi:

''Ovojnica hladnjače jest skup objedinjenih elemenata zgrade ili dijela zgrade projektirane i

hlađene na unutarnju projektnu temperaturu od 12 °C ili nižu, za građevne dijelove koji

razdvajaju unutarnji prostor hladnjače od vanjskog prostora ili dijelova zgrade koji nisu u

funkciji hladnjače.'' [23]

Dok je u Članku 36. 'Kondenzacija vodene pare na površini građevnog dijela zgrade', stavka

(1), definiran uvjet koji glasi: ''Dijelovi ovojnice grijane zgrade ili hladnjače, koji graniče s

vanjskim zrakom ili negrijanim provjetravanim prostorijama (npr. tavan, garaža) moraju se

projektirati i izvesti na način da se spriječi nastajanje uvjeta za razvoj gljivica i plijesni,

odnosno da se spriječi kondenzacija vodene pare na površinama tih dijelova.'' [23]

Zbog različitog režima grijanja i hlađenja odnosno u slučaju predmetne zgrade zbog

konstantnog hlađenja na temperaturu od 7°C, prostorija koja je arhitektonskim rješenjem

projektirana kao hladnjača odvojena je u posebnu drugu zonu.

U tablici 27 navedeni su slojevi materijala građevnog dijela hladnjače na granici

hlađenog zida prema tlu. Vanjski slojevi građevnog dijela, odnosno slojevi od AB prema vani

ne razlikuju se od onih kod ostave prema tlu. No razlika se očituje u slojevima od AB prema

unutra gdje je za izvedbu hladnjače predviđena ugradnja sendvič izolacije u kombinaciji s

nehrđajućim čelikom i poliuretanskom pjenom, a kao završni sloj predviđen je višenamjenski

filc koji će skupljati vlagu u hladnjači da se zadovolje uvjeti iz članka 36, stavke (1)

Tehničkog propisa.


69


Tablica 27. Vanjski zidovi - Zid-zona 2- prema tlu

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/m

K]

μ [-] sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština

[m2]

1 Višenamjens

ki filc 0,02 0,04 1,1 0,0 11

12,27

2 Nehrđajući

čelik 0,07 17 900000 70 7900

3

Tvrda

poliuretanska

pjena

20 0,023 60 12 25

4 Nehrđajući

čelik 0,07 17 900000 70 7900

5 Armirani

beton 25 2,6 110 17,6 2500

6

Polimer

hidroizolacijs

ka traka

0,2 0,26 300000 200 1600

7 Ekstrudirani

polistiren 20 0,033 80 12,8 25

8 Polietilenska

folija 0,200 0,600 54000 270 980


hlađenog zida prema negrijanom prostoru zone 1. Unutarnji slojevi građevnog dijela, odnosno

slojevi od AB prema hladnjači ne razlikuju se od onih u prethodno navedenoj tablici. No

razlika se očituje u slojevima od AB prema negrijanom prostoru gdje je za izvedbu

predviđena ugradnja mineralne vune 'obučene' u gipskarton zidove. Opisani građevni dio

naznačen je žutom linijom na tlocrtnom prikazu priloženom u tablici niže.

Tablica 28. Zidovi prema garaži - Zid-zona 2- negrijani prostor

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1 Višenamje

nski filc 0,02 0,04 1,1 0 11

12,27

2 Nehrđajući

čelik 0,07 17 900000 70 7900

3

Tvrda

poliuretans

ka pjena

20 0,023 60 12 25

4 Nehrđajući

čelik 0,07 17 900000 70 7900

5 Armirani

beton 16 2,6 110 17,6 2500

6 Mineralna

vuna 5 0,032 1 0,05 10

8 Gipskarton

ska ploča 1,25 0,23 10 0,13 1000


70



hlađenog zida prema grijanom prostoru zone 1. Unutarnji slojevi građevnog dijela, odnosno

slojevi od AB prema hladnjači ne razlikuju se od onih u prethodno navedenoj tablici. No

razlika se očituje u slojevima od AB prema grijanom prostoru gdje je kao završni sloj na AB

predviđeno nanošenje silikatne žbuke.

Tablica 29. Zidovi između grijanih dijelova različitih korisnika - Zid-zona 2-grijano

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1 Višenamjenski

filc 0,020 0,04 1,1 0 11

12,27

2 Nehrđajući čelik 0,07 17 900000 70 7900

3 Tvrda

poliuretanska

pjena

20,000 0,023 60 12 25


5 Armirani beton 16 2,6 110 17,6 2500

6 Silikatna žbuka 1 0,9 60 0,6 1800

U tablici 30 i tablici 31 navedeni su slojevi građevnih dijelova poda na tlu zone 2 i

stropa zone 2 prema grijanom prostoru zone 1.

Tablica 30. Podovi na tlu - Podrum-pod na tlu - zona 2

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština

[m2]

1 Keramičke

pločice 1 1,3 200 2 2300

10,45

2

Polimerno-

cementno

ljepilo

0,5 0,9 14 0,07 1650

3 Cementni

estrih 5 1,6 50 2,5 2000

4 Polietilenska

folija 0,2 0,6 54000 270 980

5 Ekspandirani

polistiren 5 0,037 60 3 21

6 Beton 15 2 100 15 2400

7 Polietilenska

folija 0,2 0,6 54000 270 980

8 Ekstrudirani

polistiren 8 0,033 80 6,40 25

9 Hidroizolacija 0,5 0,26 300000 500 1600

10 Beton 10 2 100 10 2400

11 Pijesak i

šljunak 20 2 50 10 1700


71


Tablica 31. Stropovi između grijanih dijelova različitih korisnika - zona 2 strop- grijani

pod

R.b. Materijal d

[cm]

λ

[W/mK] μ [-]

sd

[m]

ρ

[kg/m3]

Definirana

ploština [m2]

1 Keramičke

pločice 1 1,3 200 2 2300

9,10

2 Polimerno-

cementno ljepilo 0,5 0,9 14 0,07 1650

3 Cementni estrih 5 1,6 50 2,5 2000

4 Polietilenska

folija 0,2 0,6 54000 270 980

5 Mineralna vuna 5 0,032 1 0,05 10

6 Armirani beton 16 2,6 110 17,6 2500


8

Tvrda

poliuretanska

pjena

25 0,023 60 15 25


10 Višenamjenski

filc 0,02 0,04 1,1 0 11


72


14 PRIKAZ PRORAČUNA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZGRADE

14.1 Proračun građevnih dijelova zgrade zone 1 (prema HRN EN ISO

13790:2008)

U tablici 32. navedeni su svi građevni dijelovi zone 1 s pripadnim površinama i

ostvarenim koeficijentom prolaska topline za slojeve materijala koji su im pridruženi te

usporedba s dopuštenim koeficijentima prolaska topline.

Može se uočiti da građevni dio ''ostakljeno krovište/nadsvjetlo'' ne zadovoljava minimalni

koeficijent prolaza topline. Taj građevni dio predstavljaju AB grede označene narančastim

pravokutnikom na slici 20. Na AB grede predviđeno je postaviti prozore preko cijele površine

da se ostvari efekt staklenika odnosno da se tokom zimskih dana akumulira sunčevo zračenje i

smanji potrebna energija za grijanjem. Uslijed ljetnih dana za sprečavanje pregrijavanja na

prozorima je predviđena naprava kao zaštita od sunčevog zračenja s unutrašnje strane.

Iz navedenih razloga prilikom proračuna AB grede su definirane s površinom od 0,1 m2 i nije

ih predviđeno oblagati toplinskom izolacijom već samo ožbukati i bojati, a ostavljene su da

postoje kao građevni dio kako bi im se u idućem koraku definiranja otvora mogli pridružiti

prozori.

Slika 24. Tlocrtni prikaz drugog kata s naznačenim oplošjem staklenika


73


Tablica 32. Prikaz proračuna koeficijenta prolaska topline za građevne dijelove zone 1

Naziv građevnog dijela A

[m2]

U [W/m

2K]

Udopušteno [W/m

2K]

ZADOVOLJAVA

Podrum- vanjski zid

grijano – van 23,44 0,20 0,30 DA

Podrum- vanjski zid

negrijano-van garaža 197,86 0,20 0,30 DA

Katovi grijano-van 654,30 0,19 0,30 DA

Podrum- zidovi grijano-

negrijano garaža 72,50 0,29 0,30 DA

Podrum-zid negrijano-

zona 2 12,27 0,09 0,30 DA

Podrum- zid grijano prema

zoni 2 19,22 0,08 0,40 DA

Podrum- zid grijano-

negrijano-ostava 23,44 0,35 0,40 DA

Zid1 staklenik 18,00 0,50 0,60 DA



Podrum- zid negrijano - tlo

– ostava 27,84 0,20 0,40 DA

Podrum- grijano strop 530,00 0,25 0,60 DA

Prizemlje- 1. kat -strop

grijano-grijano 885,89 0,27 0,60 DA

1. kat-2. kat-strop grijano-

grijano 711,90 0,27 0,60 DA

Podrum pod na tlu- garaža

– negrijano 381,00 0,35 0,40 DA

Podrum-pod na tlu grijano 530,00 0,24 0,40 DA

Pod staklenik 100,00 0,26 0,40 DA

2.kat-potkrovlje-grijano-

negrijano 285,60 0,23 0,25 DA

Podrum- garaža strop 341,30 0,20 0,25 DA

Ostakljeno

krovište/nadsvjetlo 0,10 7,07 0,25 NE

Zeleni krov 128,40 0,21 0,25 DA


74


14.1.1 Proračunati toplinski dobici zone 1 (prema HRN EN ISO

13790:2008)

Solarni dobici topline se računaju za sve definirane otvore i građevne dijelove. Na

slikama 25 i 26 prikazani su mjesečni solarni dobici topline preko otvora na građevnim

dijelovima i solarni dobici preko staklenika. Vidljivo je da je najviše solarnih dobitaka preko

staklenika upravo u ljetnim mjesecima, što s obzirom na namjenu zgrade i nije toliki problem

jer se nastava ne održava u ljetnim mjesecima, no ipak pregrijavanje od sunčevog zračenja

potrebno je minimizirati kako bi se u toplijim mjesecima u godini dok traje nastava spriječilo

suvišno pregrijavanje zgrade, tj. da se smanji ukupna potrebna potrošnja energije za hlađenje.

Zbog toga na plašt staklenika predviđena je ugradnja zaštite od sunčeva zračenja s unutrašnje

strane prozora.

Slika 25. Solarni toplinski dobici [MJ]

Slika 26. Dobici preko staklenika [MJ]

0

2000

4000

6000

8000

3273

4807

6187 7111

4368 4514 4867 4305 3579

5518

3831

2357

0

4000

8000

12000

16000

20000

3119,85 4251,82

9386,29

12367,67

16369,13 16734,8

18540,91

15693,14

11665,9

7520,99

3502,85

2338,32


75


Osim navedenih dobitaka potrebno je uzeti u obzir i unutarnje dobitke topline Qint, koji

se odnose na dobitke od osoba, rasvjete, kućanski i uredskih uređaja itd. Računaju se s

vrijednošću 6 W/m2 ploštine korisne površine nestambene zgrade. [23] Ukupni godišnji

toplinski dobici razlikuju se ovisno o mjesecu u godini te u mjesečnom intervalu prikazani su

na slici 27.

Slika 27. Ukupni godišnji dobici topline zone 1 [kWh]

U konačnici kada se sumiraju sve vrste toplinskih dobitaka krajnji godišnji proračun

ukupnih toplinskih dobitaka iznosi 71886,58 kWh (slika 28).

14.1.2 Proračunati toplinski gubici zone 1 (prema HRN EN ISO

13790:2008)

Na slici 28 je prikazan iznos ukupnih toplinskih gubitaka od hlađenja [kWh], te iznos

ukupnih toplinskih gubitaka od grijanja [kWh], a treći stupac prikazuje iznos ukupnih

toplinskih dobitaka [kWh] Na ovom dijagramu je vidljivo da je prilikom izrade projekta

prema konceptu zgrade gotovo nulte energije potrebna energija za hlađenje predstavljala

izazov. Potrebnu energiju za hlađenje trebalo je reducirati, a to se postiglo definiranjem

nadstrešnica iznad otvora, korištenjem prikladne zaštite od sunčeva zračenja s vanjske strane

za sve prozore osim krovnih, na njima je predviđena zaštita od sunčeva zračenja s unutarnje

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

5167,86 5292,51

6461,12

6818,35

6497,17 6434,14

6801,2

6425,28

5783,19 6131,4

4418,73

5487,15

[k

Wh

]


76


strane prozora. Treći žuti stupac prikazuje ukupne godišnje dobitke topline za predmetnu

zgradu.

Slika 28. Ukupni godišnji toplinski gubici i dobici energije [kWh]

Analizom toplinskih gubitaka prikazanih na slici 28, može se uočiti da su toplinski

gubici od hlađenja 2,6 puta veći od toplinskih gubitaka od grijanja. Razlika u toplinskim

gubicima od hlađenja i toplinskim gubicima od grijanja imat će značajnu ulogu i za krajnje

rezultate proračunate potrebne energije za grijanje i hlađenje. No, za predmetnu zgradu veliki

utjecaj imaju i ukupni toplinski godišnji dobici. Upravo su toplinski dobici razlog smanjene

potrebne energije za grijanje u zimskim mjesecima, te povećane potrebne energije za hlađenje

u ljetnim mjesecima. Ova analiza gubitaka i dobitaka bitna je za daljnji proračun jer se metoda

proračuna energije za grijanje i hlađenje, temelji se određivanju toplinskih tokova, odnosno

toplinskih gubitaka i dobitaka u zgradi kako bi se izračunale potrebna isporučena i primarna

energija zgrade i zadovoljili propisani kriteriji.

14.1.3 Proračunata potrebna energija za grijanje i hlađenje zone 1 (prema

HRN EN ISO 13790:2008)

Analiza ukupnih godišnjih gubitaka i dobitaka topline posljednji je korak prije

proračuna potrebne godišnje energije za grijanje i hlađenje. Rezultati dobiveni proračunom

moraju zadovoljavati kriterije dane Tehničkim propisom, te se usporedbom dobivenih

rezultata s propisanim kriterijima dobiva uvid o stanju potrošnje predmetne zgrade. Na

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000346800,84

131527,81

71886,58

[kW

h]

Godišnja analiza toplinskih gubitaka i dobitaka [kWh]

Toplinski gubici od hlađenja Toplinski gubici od grijanja Toplinski dobici


77


slikama 29 i 30 je prikazana je proračunata potrebna energija za grijanje i hlađenje ovisno o

mjesecima u godini.

Slika 29. Proračunata potrebna godišnja energija za grijanje QH,nd [kWh]

Slika 30. Proračunata potrebna godišnja energija za hlađenje QC,nd [kWh]

Uspoređujući slike 29 i 30 može se zaključiti da se znatno više energije troši na

hlađenje zgrade u odnosu na grijanje. Vidljivo je da su iznosi potrebne energije za hlađenje u

najtoplijem mjesecu u godini i više nego duplo veći od iznosa energije potrebne za hlađenje u

najhladnijem mjesecu u godini.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

70005691

1945

88

6021 [k

Wh

]

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

2793

10705 13667 12633

1206

[kW

h]


78


14.1.4 Rezultati proračuna zone 1

Rezultati proračuna prema Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i

toplinskoj zaštiti u zgradama, za rekonstrukciju napuštene nestambene zgrade u školu kao

zgradu gotovo nulte energije, izračunati u Software-u „KI Expert Plus“ i prikazani su na slici

31. Analizom dobivenih rezultata prikazanih na slici 31 vidljivo je da su svi zahtjevi dani

TPRUEiTZuZ - om zadovoljeni. Osim potrebne energije za grijanje i hlađenje prikazana je

izračunata godišnja primarna energija (Eprim) i isporučena (Edel) energija. Prema

TPRUEiTZuZ :

''Primarna energija jest energija iz obnovljivih i neobnovljivih izvora koja nije podvrgnuta niti

jednom postupku pretvorbe.'' [23]

''Isporučena energija jest energija, izražena po nositelju energije, koja se dovodi u tehnički

sustav u zgradi kroz granicu sustava kako bi se zadovoljile promatrane potrebe (za grijanjem,

hlađenjem, prozračivanjem, toplom vodom za kućanstva, rasvjetom, uređajima itd.) odnosno

kako bi se proizvela električna energija.'' [23]

Slika 31. Rezultati proračuna za G0EZ i usporedba s propisanim vrijednostima

Prilikom prve verzije proračuna rezultata ukupna godišnja potrebna isporučena

energija je iznosila 19,77 kWh/m2a, no nakon ugradnje fotonaponskih ćelija od 220 m

2 koje

su predviđene samo za opskrbljivanje zone 1, prema rasporedu opisanom u poglavlju 11.1,

potrebna isporučena energija se smanjila na 11,06 kWh/m2a, odnosno smanjila se za 44,0 %.

0

20

40

60

80

100

Q''H,ndQ''C,nd

EprimEdel

4,57 12,26 10,18

11,06

20,06

70

90

60

kW

h/m

2a

Izračunata vrijednost

Propisom dopuštena

vrijednost


79


Ugradnjom fotonaponskih ćelija isporučena energija za rad sustava u zgradi podmirena

energijom iz obnovljivih izvora energije iznosi 73,06 %, time je zadovoljen uvjet korištenja

obnovljivih izvora energije prema TPRUEiTZuZ – u, a minimalni kriteriji raspisani su u

poglavlju 4.2 . Analizom rezultata na slici 31 može se primijetiti da je ukupna isporučena

energija manja od ukupne primarne energije, također se može primijetiti da je ukupna

isporučena energija manja od zbroja potrebne energije za grijanje i hlađenje, a sve je to

rezultat ugradnje fotonaponskih sustava i proizvodnje potrebne energije korištenjem sunčevog

zračenja.

14.2 Proračun građevnih dijelova zgrade zone 2

U tablici 33 navedeni su svi građevni dijelovi zone 2 s pripadnim površinama i

ostvarenim koeficijentom prolaska topline za slojeve materijala koji su mu pridruženi te

usporedba s dopuštenim koeficijentima prolaska topline. Može se uočiti da su svi građevni

dijelovi ispod granice maksimalnog dopuštenog koeficijenta prolaza topline.

Tablica 33. Rezultati proračuna potrebne energije

14.2.1 Proračunati toplinski dobici zone 2 (prema HRN EN ISO

13790:2008)

Kao što je vidljivo iz tablice 33, zona 2 nema prozirnih otvora na svojim građevnim

dijelovima, jer građevni dio prema vanjskom prostoru ne graniči sa zrakom već s tlom. Zbog

toga u zoni 2 ne postoje solarni dobici topline. Ukupne toplinske dobitke za zonu 2 čine samo

unutarnji dobici i dobici topline od susjedne zone, a njihov zbroj prikazan je na slici 32.

Naziv građevnog dijela A [m2] U [W/m

2K] Udopušteno [W/m

2K] ZADOVOLJAVA

Zid-zona 2- vani 12,27 0,07 0,50 DA

Zid-zona 2 - negrijano 12,27 0,09 0,90 DA

Zid-zona 2-grijano 12,27 0,11 1,20 DA

Zid-zona 2-grijano - vrata 3,78 0,11 1,20 DA

Zona 2- strop- grijani pod 9,10 0,08 1,20 DA

Podrum-pod na tlu grijano 10,45 0,24 0,65 DA


80


Slika 32. Ukupni godišnji dobici topline zone 2 [kWh]

14.2.2 Proračunata potrebna energija za grijanje i hlađenje (prema HRN

EN ISO 13790:2008)

Zona 2, odnosno hladnjača je prostorija u kojoj je predviđeno kontinuirano hlađenje

na temperaturu od 7 ͨ C, no ipak zbog određene količine toplinskih dobitaka u nekoliko

mjeseci potrebno je grijanje zone 2, i to u siječnju 16 kWh i u prosincu 7 kWh. S druge

strane potrebna energija za hlađenje potrebna je u svim mjesecima u godini, osim u

prethodno dva navedena, te je po mjesecima prikazana na slici 33.

Slika 33. Godišnja potrebna energija za hlađenje QC,nd [kWh]

0

3

6

9

12

15

11,28

10,19

11,28 10,92

11,28

10,92 11,28

10,92

11,28

10,92 11,28

10,92

kW

h

0

30

60

90

120

150

180

1

45

83

123

145 164 161

116

83

35

[kW

h]


81


14.2.3 Rezultati proračuna zone 2

U TPRUEiTZuZ - u nisu definirani minimalni kriteriji za zgrade hladnjače ili dijelove

zgrade koje su hladnjače, pa su iz navedenog razloga u tablici 34 prikazane proračunate

vrijednosti potrebne energije za hlađenje, primarne i isporučene energije, bez propisanih

minimalnih zahtjeva za G0EZ (jer kao što je već navedeno ne postoje).

Tablica 34. Rezultati proračuna potrebne energije

Prilikom prve verzije proračuna rezultata ukupna godišnja potrebna isporučena

energija je iznosila 97,16 kWh/m2a, no nakon ugradnje fotonaponskih ćelija od 5 m

2 koje su

predviđene samo za opskrbljivanje zone 2, na zapadnoj strani krova pod kutem od 30 º,

potrebna isporučena energija se smanjila na 29,93 kWh/m2a, odnosno smanjila se za 69,19 %.

Time je zadovoljen uvjet korištenja obnovljivih izvora energije prema TPRUEiTZuZ – u, a

minimalni kriteriji raspisani su u poglavlju 4.2 . Tehnički propis o racionalnoj uporabi

energije i toplinskoj zaštiti u zgradama NN br. 128/2015 (za rekonstrukciju postojećih

zgrada).

Godišnja potrebna energija za hlađenje Q''C,nd [kWh/m2a] 105,10

Godišnja potrebna isporučena energija za stvarne klimatske podatke E''del

[kWh/m2a]

29,93

Godišnja potrebna primarna energija za stvarne klimatske podatke E''prim [kWh/m2a] 24,65


82


15 DETALJI TOPLINSKIH MOSTOVA

Prilikom izrade ovog diplomskog rada definirano je da će se izraditi rješenja za

izvođenje detalja toplinskih mostova. Projektnim zadatkom određeno je pet kritičnih mjesta

na ovojnici zgrade koja predstavljaju potencijalne povećane toplinske tokove kroz vanjsku

ovojnicu zgrade. Slika 34. Uzdužni presjek izvedenog stanja s naznačenim detaljima prikazuje

uzdužni presjek izvedenog stanja s naznačenim detaljima toplinskih mostova, za koje je

potrebno predložiti rješenje izvedbe s imperativom za minimiziranje toplinskih mostova.

Detalj 1 predstavlja toplinski most na spoju AB konstrukcije s drvenim rogom na mjestu

prijelaza iz grijanog ureda na negrijani tavan. Detalj 2 predstavlja klasičan toplinski most na

balkonu.

Slika 34. Uzdužni presjek izvedenog stanja s naznačenim detaljima

Slika 35. Poprečni presjek izvedenog stanja s naznačenim detaljima

Na slici 35. prikazan je poprečni presjek predmetne zgrade s naznačena još tri detalja.

Detalj 3 predstavlja toplinski most nadozida - atike na ravnom prohodnom zelenom krovu u


83


spoju s grijanim prostorom na mjestu ugradnje prozora. Detalj 4 predstavlja toplinski most na

spoju atike s kosim AB gredama na koje je predviđeno postavljanje staklenih stijena s

drvenim okvirima i detalj 5 predstavlja toplinski most prethodno spomenutih AB greda na

kojima se nalazi prozorski okvir na spoju s negrijanim tavanom.

Cilj ovog poglavlja je prikazati kritična mjesta i moguću varijantu rješenja s pripadnim

slojevima, koji su navedeni u prethodnim poglavljima. Prilikom crtanja detalja i proračuna

toplinskih tokova kroz ovojnicu zgrade, uvidjelo se na nekoliko nepovoljnih rješenja u prvoj

verziji debljine i izvedbe izolacijskih slojeva, no detaljnije o tim slučajevima u nastavku

poglavlja.


84


15.1 Prilozi prijedloga rješenja toplinskih mostova


85


16 PRORAČUN TOPLINSKIH MOSTOVA

Karakteristike prethodno navedenih i priloženih toplinskih mostova proračunale su se

u Software-u ,,Flixo“. Ulazni i izlazni podaci priloženi su za svaki detalj toplinskog mosta

pojedinačno. Za svaki toplinski most prikazan je geometrijski model s legendom

temperaturnih rubnih uvjeta, presječen na mjestu jednodimenzionalnog toplinskog toka kroz

građevni materijal.

Za sve tipove toplinskih mostova vanjska temperatura je postavljena na -10°C, a

unutarnja za grijane prostorije na 20°C. Određene su granice vanjskog prostora i unutarnjeg

grijanog prostora, a na mjestima gdje je detalj poprečno presječen toplinski tok je

jednodimenzionalan. Materijali građevnih dijelova definirani su prema karakteristikama

navedenim u poglavlju 12. OPIS I SASTAV POJEDINIH GRAĐEVNIH DIJELOVA

ZONE1. Za svaki toplinski most izračunata je minimalna temperatura na zidu s unutrašnje

strane a prema tablici 35 provedena je analiza hoće li doći do orošavanja na unutarnjem zidu s

obzirom na unutarnju vlažnost ( pretpostavljena maksimalna je 65% ) i projektom predviđenu

temperaturu od 22°C, temperatura od 15,2°C je granična temperatura ispod koje će se pojaviti

kondenzacija. [1]

Tablica 35. Temperature rošenja kod relativne vlage zraka [1]

U tablicama 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 i 45 priložene su karakteristike detalja

toplinskih mostova i to za svaki toplinski most po dvije varijante rješenja. U svakoj tablici


86


priloženi su izlazni podaci, na osnovu kojih se može analizirati kritično mjesto toplinskog

mosta i reagirati ako je potrebno izmjenama u projektu.

Tablica 36. Detalj 1 - toplinski most na spoju AB konstrukcije s drvenim rogom na

mjestu prijelaza iz grijanog ureda na negrijani tavan

Na slici lijevo je geometrijski

model toplinskog mosta s

pripadnim temperaturnim

poljima. Na slici dolje je prikazan

uvećani kadar linijskog

toplinskog mosta s pripadnim

temperaturama na unutarnjoj

površini i veličinama izlaznih

podataka:

Ψ = 0,064 W/mK;

Φ= 9,161 W/m

U1=0,844W/m2K;

U2=0,906 W/m2K

Minimalna temperatura unutarnjeg zida izračunata je 16°C, a prema tablici 35 može se

vidjeti da će pri toj temperaturi neće doći do orošavanja, dok se ne dostigne relativna vlaga

zraka između 65 % i 70 %. Slojevi materijala i sam građevni dio ovog toplinskog mosta

izveden je s obzirom na trenutno stanje, ali proračunata je i varijanta u kojoj je predviđeno

'odrezati' AB istaku i završiti ventiliranu fasadu bez promjena u geometriji, odnosno

vertikalno do krova. Rezultati proračuna dani su u tablici 37.


87


Tablica 37. Detalj 1 - toplinski most na spoju AB konstrukcije s drvenim rogom na

mjestu prijelaza iz grijanog ureda na negrijani tavan – varijanta 2


model druge varijante


temperaturnim poljima. Na

slici dolje je prikazan uvećani

kadar linijskog toplinskog

mosta s pripadnim



podataka:

Ψ = 0,020 W/mK;

Φ = 7,962 W/m

U1 = 0,849 W/m2K;

U2 = 0,924 W/m2K

Analizom druge varijante rješenja detalja može se uočiti da je minimalna unutarnja

temperatura porasla za 1 °C, također može se uočiti da su vrijednosti koeficijenata

povoljnije u usporedbi s prvim prijedlogom rješenja. Navedena poboljšanja postigla su se

'rezanjem' AB istake, te se na taj način smanjio broj promjena gabarita zbog geometrije, a

samim time se smanjio i utjecaj toplinskog mosta.


88


Tablica 38. Detalj 2 - toplinski most na balkonu





uvećani kadar dva linijska

toplinska mosta s pripadnim



podataka:

Ψ1 = 0,106 W/mK;

Φ= 6,394 W/m

U1=0.142 W/m2K;

U2 =0,565 W/m2K

Ψ2 = 0,132 W/mK ;

Φ= 4,927 W/m

Analizom priloženih rezultata može se uočiti da su minimalne temperature na unutarnjim

površinama 15°C – u donjoj prostoriji, 16° C u gornjoj prostoriji, a uvidom u tablicu 35

može se vidjeti da će pri temperaturi od 15 °C doći do orošavanja, odnosno kondenzacije

kod relativne vlage zraka između 60% i 65 %. Iz tog razloga u tablici 39. prikazana je još

jedna varijanta rješenja ovog detalja.


89


Tablica 39. Detalj 2 - toplinski most na balkonu – varijanta 2


model druge varijante toplinskog

mosta s pripadnim temperaturnim


uvećani kadar dva linijska

toplinska mosta s pripadnim



podataka:

Ψ1 = 0,074 W/mK;

Φ= 2,520 W/m

U1=1.246 W/m2K;

U2 =0,565 W/m2K

Ψ2 = 0,093 W/mK ;

Φ= 3,627 W/m


površinama porasle na 18°C u donjoj prostoriji i na 17°C u gornjoj prostoriji, a to zadovoljava

uvjete da pri normalnoj vlažnosti zraka ne dođe do pojave kondenzacije na površini. Također

može se uočiti da su vrijednosti koeficijenata povoljnije nego u prvom prijedlogu rješenja.

Navedena poboljšanja postigla su se 'rezanjem' konzolnog balkona, gdje se izbjeglo masivno

oblaganje toplinskom izolacijom postojećeg balkona, ali i s unutarnje strane donje prostorije

se dodalo još 10 cm MW na zidu iznad kutije za rolete. Također u gornjoj prostoriji povećala

se debljina donjeg prozorskog okvira.


90


Tablica 40. Detalj 3 - toplinski most nadozida - atike na ravnom prohodnom zelenom

krovu u spoju s grijanim prostorom na mjestu ugradnje prozora









podataka:

Ψ = 0,210 W/mK;

Φ= 11,015 W/m

U1=0.565 W/m2K;

U2 =1.058 W/m2K

Minimalna temperatura unutarnjeg zida izračunata je 11°C, a uvidom u tablicu 35 može se

zaključiti da će pri toj temperaturi doći do orošavanja, odnosno kondenzacije kod relativne

valge zraka od 50 %. Iz tog razloga u tablici 41. prikazana je još jedna varijanta rješenja

ovog detalja.


91


Tablica 41. Detalj 3 - toplinski most nadozida - atike na ravnom prohodnom zelenom

krovu u spoju s grijanim prostorom na mjestu ugradnje prozora – varijanta 2


model druge varijante toplinskog

mosta s pripadnim temperaturnim






podataka:

Ψ = 0,106 W/mK;

Φ= 6,394 W/m

U1=0.56 W/m2K;

U2 =0,701 W/m2K

Analizom druge varijante rješenja toplinskog mosta može se uočiti da je minimalna

površinska temperatura 16°C, a uvidom u tablicu 35 vidi se da pri toj temperaturi neće doći

do orošavanja, odnosno kondenzacije dok se ne dostigne relativna vlažnost zraka od 70 %.

Također može se uočiti da su vrijednosti koeficijenata povoljnije nego u prvom prijedlogu

rješenja, odnosno gustoća toplinskog toka smanjena je za čak 41,9 % Navedena poboljšanja

postigla su se montažom spuštenog stropa s 10 cm MW, i 5 cm neprovjetravanog zraka, jer

se na taj način postigla neprekinuta veza toplinske izolacije na mjestu promjene geometrije

građevnog dijela.


92


P

Tablica 42. Detalj 4 - toplinski most na spoju atike s kosim AB gredama na koje je

predviđeno postavljanje staklenih stijena s drvenim okvirima




poljima. Na slici dolje je

prikazan uvećani kadar dva

linijska toplinska mosta s

pripadnim temperaturama na

unutarnjoj površini i

veličinama izlaznih podataka:

Ψ1 = 0,037 W/mK;

Φ1= 3,88 W/m

U1=0,798 W/m2K;

U2 =0,756 W/m2K

Ψ2 = 0,179 W/mK ;

Φ2= 8,799 W/m


površinama 18°C – u lijevoj prostoriji, 15° C u desnoj prostoriji. Uvidom u tablicu 35 može

se vidjeti da će pri temperaturi od 15 °C doći do orošavanja, odnosno kondenzacije kod

relativne valge između 60% i 65 %. Iz tog razloga u tablici 43. prikazana je još jedna

varijanta rješenja ovog detalja.


93


Tablica 43. Detalj 4 - toplinski most na spoju atike s kosim AB gredama na koje je

predviđeno postavljanje staklenih stijena s drvenim okvirima – varijanta 2


model druge varijante

toplinskog mosta toplinskog

mosta s pripadnim

temperaturnim poljima. Na

slici dolje je prikazan kadar

dva linijska toplinska mosta s




Ψ1 = 0,013 W/mK;

Φ1= 3,162 W/m

U1=0,796 W/m2K;

U2 =0,756 W/m2K

Ψ2 = 0,142 W/mK ;

Φ2= 7,769 W/m

Analizom priloženih rezultata druge varijante može se uočiti da je minimalna temperatura u

lijevoj prostoriji porasla na 16° C, a uvidom u tablicu 35. vidi se da neće doći do orošavanja

pri toj temperaturi sve dok se ne dosegne relativna vlažnost zraka između 65 % i 70 %.

Također može se uočiti da su vrijednosti koeficijenata povoljnije nego u prvom prijedlogu

rješenja. Navedena poboljšanja postigla su se produljenjem drvene vune uz AB gredu,

odnosno AB stup, za 20 cm. Također toplinski tok u lijevoj prostoriji se smanjio

povećavanjem debljine MW za 14 cm ispod limenog okapa za odvod vode na kosim AB

gredama, te povećanjem poprečnog presjeka drvenog prozorskog okvira.


94


Tablica 44. Detalj 5 - toplinski most AB greda na kojima se nalazi prozorski okvir na

spoju s negrijanim tavanom




poljima. Na slici dolje je

prikazan uvećani kadar

linijskog toplinskog mosta s




Ψ = 0,173 W/mK;

Φ = 8,039W/m;

U1= 4,587 W/m2K;

U2 =0,783 W/m2K

Minimalna temperatura unutarnjeg zida izračunata je 16°C, te kao takva nije kritična za

mogućnost nastanka kondenzacije. Za ovaj detalj nije izrađena druga varijanta izvođenja jer

je ovo rješenje zadovoljavajuće i nije potrebno dodavati toplinsku izolaciju ili mijenjati

građevne dijelove u svrhu poboljšanja toplinskih karakteristika.


95


17 ZAKLJUČAK

Zgrade gotovo nulte energije predstavljaju veliki potencijal za napredak u ekološki

osviještenoj gradnji, jer gradnjom G0EZ istovremeno se smanjuje korištenje neobnovljivih

izvora energije, odnosno smanjuje se negativan utjecaj na okoliš uz stvaranje optimalnih

uvjeta zdravog življenja. Jedan od preduvjeta za porast broja G0EZ na nacionalnoj razini je

adekvatna informiranost krajnjeg korisnika o mogućim uštedama energije i troškova. U RH za

unaprjeđenje energetske učinkovitosti u zgradarstvu barijeru predstavljaju dva problema:

1. nedovoljna informiranost javnosti o važnosti gradnje G0EZ, a posljedično tome

dugoročno gledano financijskim uštedama.

2. kontinuirani razvoj i edukacija na razini građevinskog sektora i cijelog projektnog

tima koji sudjeluje u stvaranju projekta za gradnju G0EZ.

Na području građevinske struke u posljednjih nekoliko godina primijećen je pad kvalitete

projekata prilikom gradnje visokoučinkovitih zgrada, a to je dodatno popraćeno

neodgovarajućom izvedbom samih radova. Zbog lošeg projekta izrađenog od strane

projektanta ili zbog nepažljive izvedbe detalja, cijeli koncept G0EZ nemoguće je zadovoljiti

jer se projektnim rješenjem takvih zgrada pretpostavlja savršeno izvođenje cijele zgrade do

najsitnijeg detalja, a projektanti vođeni tom pretpostavkom izrađuju proračun i definiraju

ukupnu potrošnju zgrade, odnosno potrebnu energiju zgrade za grijanje, hlađenje, PTV,

rasvjetu itd. Izvedbe radova upitne kvalitete, ili loš odabir toplinsko izolacijskih materijala

kao rezultat daju: veliku razliku u potrošnji projektirane i stvarne energije, građevinske štete

na zgradama i prijevremene sanacije istih, odnosno nepredviđene visoke troškove održavanja

zgrade, a to ne ulazi u opis G0EZ.

Zbog navedenih problema, ali i trenda u građevinskoj struci koji dugoročno gledano

predstavlja mogućnost zaposlenja upravo u energetski učinkovitoj gradnji, sastav ovog

diplomskog rada sadrži pregled trenutno važećih i planiranih propisa na razini energetske

učinkovitosti, izradu prijedloga projekta energetske obnove postojeće napuštene zgrade, te

rješavanje kritičnih toplinskih detalja na vanjskoj ovojnici zgrade.

Prilikom izrade prijedloga energetske obnove zgrade usvojena su znanja projektiranja bitna za

izradu projekta fizike zgrade, koja zahtijevaju specifična znanja o karakteristikama toplinsko

izolacijskih materijala i njihovoj namjeni. Nakon izrade projekta energetske obnove izrađena


96


su rješenja detalja toplinskih mostova. Izradom proračuna utjecaja toplinskih mostova na

gubitak topline kroz ovojnicu zgrade prikazan je realan problem s kojim se suočava sektor

građevinske struke na području projektiranja i izvedbe projekta. U poglavlju gdje su prikazane

dvije varijante izvedbe detalja toplinskih mostova još jednom se skrenulo pažnju na potrebu

za kontinuiranim usavršavanjem znanja o projektiranju i izvođenju toplinske ovojnice zgrade

koja za G0EZ predstavlja najosjetljiviju točku za zadovoljenje projektom dobivenih izračuna

u stvarnosti.

U konačnici za kvalitetan projekt G0EZ neophodna je komunikacija svih sudionika u izradi i

realizaciji projekta, detaljno razrađena rješenja detalja, a za ostvarenje navedenoga kvalitetna i

kontinuirana edukacija, uz popratne aktivnosti koje će o trenutnim i budućim trendovima

energetske učinkovitosti adekvatno i na vrijeme informirati javnost.


97


18 LITERATURA

[1] Šimetin Vladimir, Građevinska fizika. Zagreb: GI, Fakultet građevinskih znanosti

Sveučilišta u Zagrebu, 1983.

[2] ing. građ. Hrvoje Pešut, „Zrakopropusnost omotača zgrade“, GRAĐEVINAR, sv. 64,

2012.

[3] Dr.sc.Bojan Milovanović dipl.ing.građ., „GRAĐEVINSKA FIZIKA“.

[4] prostornog uređenja i graditeljstva Ministarstvo zaštite okoliša, „Pravilnik o

energetskom certificiranju zgrada“. [Na internetu]. Dostupno na: http://narodne-

novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2010_03_36_930.html. [Pristupljeno: 22-kol-2017].

[5] I. B. Pečur, N. Štirmer, i B. Milovanović, „Sustav ECO–SANDWICH – održivi

predgotovljeni zidni panelni sustav od recikliranog agregata“, sv. 229, str. 502–7, 2012.

[6] Narodne novine, „Strategija energetskog razvoja Republike Hrvatske“. [Na internetu].

Dostupno na: http://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2009_10_130_3192.html.

[Pristupljeno: 27-lip-2017].

[7] Agencija za zaštitu okoliša, „AZO“, 2017. [Na internetu]. Dostupno na:

http://www.azo.hr/Izvjesca26. [Pristupljeno: 27-lip-2017].

[8] G. Granić, „Vizija mogućosti energetskog razvoja, međusobnih odnosa i utjecaja u

Hrvatskoj za razdoblje do 2050 . godine“, str. 161–172, 2013.

[9] European Commission, „Commission proposes new rules for consumer centred clean

energy transition - European Commission“. [Na internetu]. Dostupno na:

http://ec.europa.eu/energy/en/news/commission-proposes-new-rules-consumer-centred-

clean-energy-transition. [Pristupljeno: 04-ruj-2017].

[10] European commission, „Clean Energy For All Europeans“.

[11] „Energetska učinkovitost, Europa“. [Na internetu]. Dostupno na:

http://www.energetski-certifikat-zagreb.com/index.php/component/k2/energetska-

ucinkovitost-u-europi. [Pristupljeno: 27-lip-2017].

[12] rada i poduzetništva Ministarstvo gospodarstva, „NACIONALNI PROGRAM

ENERGETSKE UČINKOVITOSTI 2008. - 2016.“, 2010.

[13] Ivica Dijanić dipl. ing., „Saint-Gobain građevinski proizvodi Hrvatska d.o.o.“

[14] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja, „Prvi Nacionalni akcijski plan

energetske učinkovitosti Republike Hrvatske“. [Na internetu]. Dostupno na:

http://www.mgipu.hr/default.aspx?id=14552. [Pristupljeno: 04-ruj-2017].

[15] Ministarstvo zaštite okoliša i energetike, „ČETVRTI NACIONALNI AKCIJSKI

PLAN ENERGETSKE UČINKOVITOSTI ZA RAZDOBLJE 2017. - 2019.“

[16] Maras Marijan, „Definiranje zgrada gotovo nulte energije“, 2015.

[17] Ministarstvo graditeljstva i prostornoga uređenja, „Nacionalni plan povećanja broja

zgrada gotovo nulte potrošnje energije“. [Na internetu]. Dostupno na:


98


http://www.mgipu.hr/default.aspx?id=14751. [Pristupljeno: 27-lip-2017].

[18] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja, „Energetska obnova zgrada javnog

sektora“. [Na internetu]. Dostupno na: http://www.mgipu.hr/default.aspx?id=15086.

[Pristupljeno: 04-ruj-2017].

[19] Dr.sc.Bojan Milovanović dipl.ing.građ., „GRAĐEVINSKA FIZIKA,

TEMPERATURA, ENERGIJA, TOPLINA“.

[20] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja, „PLAN ZA POVEĆANJE BROJA

ZGRADA GOTOVO NULTE ENERGIJE DO 2020. GODINE“.

[21] A. Jambrač, „Energetska obnova do zgrade gotovo nulte energije“. Diplomski rad,

Zagreb, 2016.

[22] N. novine Anka Mrak-Taritaš, dipl. ing. arh., „TEHNIČKI PROPIS O IZMJENAMA I

DOPUNAMA TEHNIČKOG PROPISA O RACIONALNOJ UPORABI ENERGIJE I

TOPLINSKOJ ZAŠTITI U ZGRADAMA“, 2014.

[23] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja, „TEHNIČKI PROPIS O

RACIONALNOJ UPORABI ENERGIJE I TOPLINSKOJ ZAŠTITI U ZGRADAMA“,

2015.

[24] D. sc. B. M. Dipl.ing.građ., „ENERGETSKA UČINKOVITOST“, str. 1–13, 2017.

[25] K. Christensen, Toke Haunstrup; Gram-Hanssen, „UserTEC -User Practices,

Technologies and Residential Energy Consumption“.

[26] Energy Solutions Center, „Energy Audits Buildingenvelope -

NaturalGasEfficiency.org“. [Na internetu]. Dostupno na:

http://naturalgasefficiency.org/for-industrial-facilities/products/energy_audits-

buildingenvelope/. [Pristupljeno: 06-ruj-2017].

[27] Baričević M.; Topić P., EKSPERIMENTALNO ODREĐIVANJE PARAMETARA

MODELA DINAMIČKOG HIGROTERMALNOG PONAŠANJA BETONA S

RECIKLIRANIM AGREGATOM. Zagreb, 2016.

[28] „Ventilated facade / own house“. [Na internetu]. Dostupno na:

http://inpromstroy.com/blog/svoi-dom/ventiliruemyi-fasad. [Pristupljeno: 11-ruj-2017].

[29] D. ing. stroj. prof.dr.sc. Vladimir Soldo, D. ing. građ. Silvio Novak, i M. ing. mech.

Ivan Horvat, „Algoritam za proračun potrebne en. za grijanje i hlađenje prema HRN

EN 13790“.

[30] dipl. ing. stroj. prof.dr.sc. Damir Dović, dipl. ing. stroj. doc.dr.sc. Nenad Ferdelji,

mag. ing. stroj. Ivan Horvat, i mag. ing. stro. Alan Rodić, „Algoritam za proračun topl.

energije za ventilaciju i klimatizaciju“.

[31] Dr.sc.Bojan Milovanović dipl.ing.građ. i suradnici, „CROSKILLS – jesmo li spremni

za izvedbu kvalitetne vanjske ovojnice zgrade? (PDF Download Available)“, 2016. [Na

internetu]. Dostupno na:

https://www.researchgate.net/publication/309292630_CROSKILLS_-

_jesmo_li_spremni_za_izvedbu_kvalitetne_vanjske_ovojnice_zgrade. [Pristupljeno:

28-lip-2017].


99


[32] V. Soldo, S. Novak, i I. Horvat, „Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i

hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 13790“. Zagreb, 2014.

[33] Dr.sc.Bojan Milovanović dipl.ing.građ., „ZRAKONEPROPUSNOST“.

[34] Dr.sc.Bojan Milovanović dipl.ing.građ., „TOPLINSKI MOSTOVI“.

[35] H. E. I. 10211, „Toplinski mostovi u zgradarstvu- Proračun toplinskih tokova i

površinskih temperatura - Linijski toplinski mostovi“.

[36] „Psi- value Tool 2 Constructions“. [Na internetu]. Dostupno na:

http://www.flixo.com/manual/flixo8/en/index.html?tutorials.htm. [Pristupljeno: 14-ruj-

2017].

[37] Google maps, „Jarun 19 – Google karte“. [Na internetu]. Dostupno na:

https://www.google.hr/maps/place/Jarun+19,+10000,+Zagreb/@45.7869559,15.92703

28,113m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x4765d6a8d9fb90ad:0x96482b6b04366d12!8m

2!3d45.7869698!4d15.9270296. [Pristupljeno: 01-srp-2017].

[38] Poticanje energetske efikasnosti u Hrvatskoj, „Priprema potrošne tople vode“. [Na

internetu]. Dostupno na: http://www.enu.fzoeu.hr/ee-savjeti/priprema-potrosne-tople-

vode. [Pristupljeno: 08-ruj-2017].

[39] Ytong administrator, „Ventilacija i ventilacijski sustav u kući - Gradnja kuće“. [Na

internetu]. Dostupno na: http://gradnjakuce.com/ventilacija-ventilacijski-sustav-u-kuci/.

[Pristupljeno: 23-kol-2017].

[40] Ljubomir Majdandžić, „FOTONAPONSKI SUSTAVI“.

[41] Ministarstvo zdravstva i socijalne skrbi, „Pravilnik o brzo smrznutoj hrani“. [Na

internetu]. Dostupno na: http://narodne-

novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2008_04_38_1314.html. [Pristupljeno: 23-kol-2017].


100


19 POPIS SLIKA

Slika 1. Potrošnja energije u EU [11] ....................................................................................... 10

Slika 2. Potrošnja energije u HR i današnji EU standardi [13] ................................................ 11

Slika 3. Usporedba toplinskih potreba zgrade prije i nakon rekonstrukcije [19] ..................... 14

Slika 4. Razlika u potrošnji stvarne u projektirane energije [25] ............................................. 19

Slika 5. Vanjska ovojnica zgrade [26] ...................................................................................... 20

Slika 6. Slojevi ventilirane fasade [28] .................................................................................... 22

Slika 7. Desno: prisilno: provjetravanje, lijevo: nekontrolirano propuštanje [24] ................... 29

Slika 8. Usporedba metoda ispitivanja zračne propusnosti prema HRN EN ISO 9972:2015 [2]

.................................................................................................................................................. 30

Slika 9. Smanjenje potrebne energije za grijanje povećanjem zrakonepropusnosti i debljine

toplinske izolacije [24] ............................................................................................................. 31

Slika 10. Uobičajene lokacije propuštanja [24] ........................................................................ 32

Slika 11. Ovisnost zrakopropusnosti i godišnje potrebne energije za grijanje [33] ................. 32

Slika 12. Tipična mjesta pojave toplinskih mostova u konstrukciji [23] ................................. 33

Slika 13. Točkasti, linijski, geometrijski i konstruktivni toplinski mostovi zabilježeni

termografskom kamerom [34] .................................................................................................. 35

Slika 14. Gljivice i plijesan na mjestima toplinskih mostova [21] ........................................... 37

Slika 15. 2-D model s označenim središnjim i bočnim elementima [35] ................................. 42

Slika 16. Primjer konstruktivnih ravnina dopunjenih pomoćnim ravninama [35] ................... 43

Slika 17. Referentni slučaj i usporedba s analitičkim rješenjem [35] ...................................... 43

Slika 18. Poprečni presjek građevnog dijela s izračunatim toplinskim karakteristikama [36] 46

Slika 19. Uzroci preranog dotrajavanja vanjske ovojnice [20] ................................................ 46

Slika 20. Lokacija zgrade ......................................................................................................... 47

Slika 21. Lijevo: trenutno stanje AB greda na krovu; desno: dio istočnog pročelja ................ 48

Slika 22. Trenutno stanje zapadnog pročelja ............................................................................ 48

Slika 23. Shema rada mehaničke ventilacije s rekuperacijom topline [30] .............................. 51

Slika 24. Tlocrtni prikaz drugog kata s naznačenim oplošjem staklenika ............................... 72

Slika 25. Solarni toplinski dobici [MJ] .................................................................................... 74

Slika 26. Dobici preko staklenika [MJ] .................................................................................... 74

Slika 27. Ukupni godišnji dobici topline zone 1 [kWh] ........................................................... 75

Slika 28. Ukupni godišnji toplinski gubici i dobici energije [kWh] ........................................ 76

Slika 29. Proračunata potrebna godišnja energija za grijanje QH,nd [kWh] .............................. 77


101


Slika 30. Proračunata potrebna godišnja energija za hlađenje QC,nd [kWh] ............................. 77

Slika 31. Rezultati proračuna za G0EZ i usporedba s propisanim vrijednostima .................... 78

Slika 32. Ukupni godišnji dobici topline zone 2 [kWh] ........................................................... 80

Slika 33. Godišnja potrebna energija za hlađenje QC,nd [kWh] ................................................ 80

Slika 34. Uzdužni presjek izvedenog stanja s naznačenim detaljima ...................................... 82

Slika 35. Poprečni presjek izvedenog stanja s naznačenim detaljima ...................................... 82

20 POPIS TABLICA

Tablica 1. Procjena uštede energije i smanjenja CO2 do 2020. godine [17] ........................... 13

Tablica 2. Najveće dopuštene vrijednosti energije za grijanje, primarne i isporučene energije

[23] ........................................................................................................................................... 17

Tablica 3. Usporedba zatečenog stanja i predložene obnove ................................................... 49

Tablica 4. Unutarnje proračunske temperature (temelju HRN EN ISO 13790 Tablica G.12 i

DIN V 18599-10.) [32] ............................................................................................................. 52

Tablica 5. Prosječne mjesečne temperature zraka za Zagreb-Grič .......................................... 53

Tablica 6. Geometrijski podaci za zonu 1 ................................................................................ 53

Tablica 7. Geometrijski podaci za zonu 2 ................................................................................ 54

Tablica 8. Odabrani tip toplinskog mosta ................................................................................ 54

Tablica 9. Solarni dobici preko staklenika ............................................................................... 55

Tablica 10. Otvori na zapadu ................................................................................................... 57

Tablica 11. Otvori na Sjeveru ................................................................................................... 58

Tablica 12. Otvori na jugu ........................................................................................................ 58

Tablica 13. Otvori na istoku ..................................................................................................... 59

Tablica 14. Vrata i krovni prozori ............................................................................................ 59

Tablica 15. Zidovi prema tlu - Podrum- zid negrijana ostava - prema tlu ............................... 61

Tablica 16. Vanjski zidovi - Grijani podrum - vanjski zid ....................................................... 61

Tablica 17. Površine zidova iz negrijane garaže prema van .................................................... 62

Tablica 18. Vanjski zidovi - Katovi grijano - van .................................................................... 62

Tablica 19. Zidovi prema garaži - Podrum- zidovi grijano -negrijano ................................... 63

Tablica 20. Zidovi prema negrijanim prostorijama - Grijani podrum - negrijana ostava ....... 63

Tablica 21. Podovi na tlu - Podrum pod na tlu- garaža – negrijano ......................................... 64


102


Tablica 22. Podovi na tlu - Podrum-pod na tlu grijano ............................................................ 65

Tablica 23. Stropovi iznad garaže - Podrum-negrijana garaža strop – grijani pod .................. 66

Tablica 24. Stropovi između grijanih dijelova različitih korisnika – grijano strop - grijano pod

.................................................................................................................................................. 66

Tablica 25. Stropovi između grijanih dijelova različitih korisnika – grijani strop – negrijani

tavan ......................................................................................................................................... 67

Tablica 26. Ravni krovovi iznad grijanog prostora – Grijani strop - Zeleni krov .................... 67

Tablica 27. Vanjski zidovi - Zid-zona 2- prema tlu ................................................................. 69

Tablica 28. Zidovi prema garaži - Zid-zona 2- negrijani prostor ............................................. 69

Tablica 29. Zidovi između grijanih dijelova različitih korisnika - Zid-zona 2-grijano ............ 70

Tablica 30. Podovi na tlu - Podrum-pod na tlu - zona 2 ......................................................... 70

Tablica 31. Stropovi između grijanih dijelova različitih korisnika - zona 2 strop- grijani pod 71

Tablica 32. Prikaz proračuna koeficijenta prolaska topline za građevne dijelove zone 1 ........ 73

Tablica 33. Rezultati proračuna potrebne energije ................................................................... 79

Tablica 34. Rezultati proračuna potrebne energije ................................................................... 81

Tablica 35. Temperature rošenja kod relativne vlage zraka [1] ............................................... 85

Tablica 36. Detalj 1 - toplinski most na spoju AB konstrukcije s drvenim rogom na mjestu

prijelaza iz grijanog ureda na negrijani tavan .......................................................................... 86

Tablica 37. Detalj 1 - toplinski most na spoju AB konstrukcije s drvenim rogom na mjestu

prijelaza iz grijanog ureda na negrijani tavan – varijanta 2 ..................................................... 87

Tablica 38. Detalj 2 - toplinski most na balkonu ..................................................................... 88

Tablica 39. Detalj 2 - toplinski most na balkonu – varijanta 2 ................................................ 89

Tablica 40. Detalj 3 - toplinski most nadozida - atike na ravnom prohodnom zelenom krovu u

spoju s grijanim prostorom na mjestu ugradnje prozora .......................................................... 90

Tablica 41. Detalj 3 - toplinski most nadozida - atike na ravnom prohodnom zelenom krovu u

spoju s grijanim prostorom na mjestu ugradnje prozora – varijanta 2 ..................................... 91

Tablica 42. Detalj 4 - toplinski most na spoju atike s kosim AB gredama na koje je predviđeno

postavljanje staklenih stijena s drvenim okvirima ................................................................... 92

Tablica 43. Detalj 4 - toplinski most na spoju atike s kosim AB gredama na koje je predviđeno

postavljanje staklenih stijena s drvenim okvirima – varijanta 2 .............................................. 93

Tablica 44. Detalj 5 - toplinski most AB greda na kojima se nalazi prozorski okvir na spoju s

negrijanim tavanom .................................................................................................................. 94

Documents

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GRAĐEVINSKI FAKULTET · PDF fileSVEUČILIŠTE U ZAGREBU GRAĐEVINSKI FAKULTET ENERGETSKA OBNOVA ZGRADE U ŠKOLU GOTOVO NULTE POTROŠNJE ENERGIJE Matea Baričević