STRUČNO USAVRŠAVANJE

OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA

XIII. tečaj 09. i 10. studeni 2012.

TEMA:

"USPOREDNA ANALIZA TROSKOVA RAZLIČITIH KGHV SUSTAVA "

Autori: mr.sc. IVAN CETINIIĆ, dipl.ing.stroj Arhitektonski fakultet, Zagreb Prof.dr.sc. PETAR DONJERKOVIĆ, dipl.ing.stroj DON PROJEKT, Zagreb ZDENKO VAŠATKO, dipl.ing.stroj Trox Austria GmbH, Predstavništvo u RH, Zagreb

Usporedna analiza ukupnih

troškova više sustava ventilacije na

jednoj građevini u Njemačkoj

LCC-Usporedba

Referetna zgrada

Dužina zgrade:

Širina zgrade:

Visina zgrade:

Udaljenost elemenata na fasadi

195 m

15,6 m

21 m

1,3 m

Lokacija:

Orijentacija:

Frankfurt na Majni

SI / JZ

LCC-Usporedba

Karakteristike građevine

Prozor:

Vanjski zid:

Krov:

Pod na tlu:

UAF = 1,20 W/m²K

UAW = 0,22 W/m²K

UDa = 0,20 W/m²K

UFB = 0,24 W/m²K

Mora biti omogućen

povrat topline.

LCC-Usporedba

Prizemlje (Pr)

Kafić:

Konf. dvorana:

760 m²

16 x

dodatno: stubišta,

hodnici, ostali prostori

Konferencijska dvorana

Kafić

LCC-Usporedba

1. Gornji katovi

Prostorija A:

Prostorija B:

3 x

10 x

Dodatno: stubišta,

hodnici, ostali prostori

Prostorija B

Prostorija A

LCC-Usporedba

2. Gornji katovi

Dodatno: stubište, hodnik,

ostali prostori

Prostorija A:

Prostorija B:

Spojene prostorije:

2 x

6 x

30 x

Ured za dvije osobe

Prostorija A

Prostorija B

LCC-Usporedba

3. do 5. Gornji katovi

Dodatno: stubište, hodnik, ostali

prostori

Ured za jednu osobu:

Ured za dvije osobe:

36 x po etaži

54 x po etaži

Ured za dvije osobe

Jedan ured

LCC-Usporedba

Sažetak

Ured za jednu osobu:

Spojene prostorije:

Prostorija A:

Prostorija B:

Konf. dvorana:

108 x

192 x

5 x

16 x

16 x

108

384

60

160

480

Vrste prostorija

ca. 700

prostorija

LCC-Usporedba

Građevina

Bruto razvijena površina:

Neto razvijena površina:

18.252 m²

16.062 m²

70 %

Uredi i konferencijske dvorane

30 %

Kafić, Gospodarske zgrade

i tehničke površine

Površina Površina po zaposlenom

m2 m2

Ured za 1 osobu 16,9 16,9

Ured za 2 osobe 25,35 12,68

Ured A 182,52 15,21

Ured B 152,1 15,21

LCC-Usporedba

Specifikacije i pretpostavke

Proračun rashladnog opterećenja

Količina svježeg zraka EN 15251 dio II

Interno toplinsko opterećenje Osoba Računalo Monitor Višenamjenski

uređaj Soba za

sastanke

W/m2 W/m2 W/m2 W/m2 W/m2

20 20 15 20 20

Vanjsko toplinsko opterećenje Ured za 1 osobu Ured za 2 osobe Ured A Ured B Soba za

sastanke

W/m2 W/m2 W/m2 W/m2 W/m2

20 20 15 20 20

Osobe Površine

m2/h.Osobi m2/h.m2

25,2 2,52

LCC-Usporedba

Ured za jednu osobu

• 2 osi • 6,5 m dubina prostorije • 16,9 m² površina • 1 osoba • 1 notebook • 1 TFT-Monitor • 1 višenamj. ureĎaj

unutarnje rashladno opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje

22,6 W/m² +

20,0 W/m² specifično rashladno optrećenje

42,6 W/m²

Rubni uvjeti Proračun rashladnog opterećenja

Ukupno rashladno opterećenje za

jedan ured je ca. 720 W

LCC-Usporedba

Uporaba aktivne betonske jezgre

Za pokrivanje toplinskih tereta

korištenjem aktivne betonske jezgre

Smanjuje toplinsko optrećenje u svim

prostorijama za 25 W/m².

http://www.rehau.de/bau02102008.shtml (25.08.2011)

37 % do 67 %

ukupno rashladno opterećenje po prostoriji

LCC-Usporedba

Ured za jednu osobu

• 2 osi • 6,5 m dubina • 16,9 m² površina • 1 osobe • 1 notebook • 1 TFT-Monitor • 1 višenamjenski

ureĎaj

unutrašnje rashladno

opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje

22,6 W/m²

20,0 W/m² meĎusuma

42,6 W/m²

Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine

25 m³/h

43 m³/h

Minimalna količina svjeţeg

zraka 68 m³/h

+

+

=

=

Rubni uvjeti

Proračun količine zraka

Proračun rashladnog opterećenja

aktivna betonska jezgra

-

25,0 W/m²

specifično rashladno

optrećenje

=

17,6 W/m²

LCC-Usporedba

Ured za dvije osobe

• 3 osi • 6,5 m dubina • 25,35 m² površina • 2 osobe • 2 notebooka • 2 TFT-Monitora • 1 višenamjenski

ureĎaj

Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine

50 m³/h

64 m³/h

Minimalna količina svjeţeg

zraka 114 m³/h

+

=

Rubni uvjeti

Proračun protoka zraka

unutrašnje rashladno

opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje

25,6 W/m²

20,0 W/m² meĎusuma

45,6 W/m²

+ =

aktivna betonska jezgra -

25,0 W/m²

specifično rashladno

optrećenje

=

20,6 W/m²

Izračun rashladnog opterećenja

LCC-Usporedba

Prostorija A

• 9 osi • 15,6 m dubina • 182,5 m² površina • 12 osobe • 12 notebooka • 12 TFT-Monitora • 2 višenamjenska

ureĎaja

Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine

302 m³/h

460 m³/h

Minimalna količina svjeţeg

zraka 762 m³/h

+

=

Rubni uvjeti

Proračun protoka zraka

unutrašnje rashladno

opterećenje vanjsko rashladno opetrećenje

22,4 W/m²

15,0 W/m² meĎusuma

37,4 W/m²

+

=

aktivna betonska jezgra

-

25,0 W/m²

specifično rashladno

opterećenje

=

12,4 W/m²

Izračun rashladnog opterećenja

LCC-Usporedba

Prostorija B

• 18 osi • 6,5 m dubina • 152,1 m² površina • 10 osobe • 10 notebooks • 10 TFT-Monitore • 2 višenamjenska

ureĎaja

Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine

252 m³/h

383 m³/h

Minimalna količina svjeţeg

zraka 635 m³/h

+

=

Rubni uvjeti

Proračun protoka zraka

unutrašnje rashladno

opterećenje vanjsko rashladno opterećenje

22,4 W/m²

20,0 W/m² meĎusuma

42,4 W/m²

+

=

aktivna betonska jezgra

-

25,0 W/m²

specifično rashladno

opterećenje

=

17,4 W/m²

Izračun rashladnog opterećenja

LCC-Usporedba

Konf. dvorana

• 9 osi • 6,5 m dubina • 76 m² površina • 30 osoba

Higijenski minimum po osobi Higijenski minimum obuhvaćene površine

756 m³/h

192 m³/h

Minimalna količina svjeţeg

zraka 948 m³/h

+

=

Rubni uvjeti

Proračun protoka zraka

unutrašnje rashladno

opterećenje vanjsko rashladno opterećenje

48,2 W/m²

20,0 W/m² meĎusuma

68,2 W/m²

+

=

aktivna betonska jezgra

-

25,0 W/m²

specifično rashladno

opterećenje

=

43,2 W/m²

Izračun rashladnog opterećenja

LCC-Usporedba

Rješenje fasadnim ventilacijskim uređajima

Uređaj za dovod i odsis zraka

• Ventilacija ureda uključivo

sustav povrata topline • Pokrivanje toplinskih

opterećenja

Sekundarni uređaji

• Pokrivanje toplinskih opterećenja

Prednosti sustava

• Autonomna ventilacija • Vrlo prihvatljivo za korisnika • Smanjenje teh. površina u zgradi • Smanjena potrošnja energije za

transport zrakom • Idealno rješenje za renovacije

Nedostaci sustava

• Neučinkovit pri povećanim aktivnostima

osoba u prostoriji • Neučinkovit za dubinu prostorija > 7 m • Neučinkovit za velika toplinska

opterećenja • Potrebna ugradnja obloga oko ureĎaja

Dimenzije: 1085 x 319 x 630 mm (B x T x H)

Protok zraka: 80, 100 und 120 m³/h

Zvučna snaga 31 do 39 dB (A)

LCC-Usporedba

Oprema za dovod i odsis zraka– FSL-B-ZAB

Rashladni učin pri 120 m³/h: 781 W (intern: 425 W)

Ukupni toplinski učin pri 120 m³/h: 1788 W (intern: 417 W)

1. Regulator protoka 2. Nepovratna zaklopka 3. Ţaluzina vanjskog

zraka 4. F7 filter 5. EC ventilator 6. Rekuperator 7. Prigušivač buke 8. Grijač 9. Hladnjak 10.Premosnik (bypass) 11.G3 Filter

Dimenzije: 1085 x 319 x 630 mm (B x T x H)

Protok zraka: 100, 120 und 150 m³/h

Zvučna snaga 29 bis 42 dB (A)

LCC-Usporedba

Uređaji za zrak – FSL-B-SEK

Rashladni učin pri 150 m³/h: 490 W (intern)

Ukupni toplinski učin pri 150 m³/h: 790 W (intern)

1. Filter za zrak klasa G2 2. Grijač 3. Hladnjak 4. Ventilator 5. Termostat

Lo

ka

lno

up

ravlj

an

je/ c

en

tra

lni n

ad

zo

r P

ove

zn

ica

Vodeći uređaj

Slijedni uređaj

CNUS

Uređaj za

povezivanje

LCC-Usporedba

Autonomna regulacija svake prostorije

LCC-Usporedba

Raspored opreme po prostoru

Ured za jednu osobu • 1 x Oprema za dovod i odsis zraka • 0 x Sekundarni ureĎaj za zrak

Prostorija A • 7 x Oprema za dovod i odsis zraka • 0 x Sekundarni ureĎaj za zrak

Prostorija B • 6 x Oprema za dovod i odsis zraka • 1 x Sekundarni ureĎaj za zrak

Konf. dvorana • 8 x Oprema za dovod i odsis zraka • 0 x Sekundarni ureĎaj za zrak

Ured za dvije osobe • 1 x Oprema za dovod i odsis zraka • 1 x Sekundarni ureĎaj za zrak

LCC-Usporedba

Raspored uređaja po građevini

559 x Oprema za dovod i odsis zraka

+ 208 x Sekundarni ureĎaj

za zrak

+ 767 x Regulacija

≈ 1.896.000,- € Trošak investicije

uključivo 15 % za projektiranje

LCC-Usporedba

Rješenje ventilokonvektorima

Ventilokonvektor- PWH

• OdvoĎenje toplinskih tereta • Ventilacija ureda mješanjem

zraka iz prostora sa zrakom koji je pripremljen u klima komori

Prednosti sustava

• Niski troškovi investicije • Korištenje EC ventilatora • Projektiranje prema

potrebama projekta

Nedostaci sustava

• Dodatni ventilatori za ventilaciju i klimatizaciju

• Potrebito oblaganje ureĎaja • Dodatne komponente za odsis

LCC-Usporedba

Rješenje ventilokonvektorima

PWH 1

Dimenzije: 680 x 880 x 270 (B x T x H)

Broj priključaka: 4 komada

Standardni promjer priključka: 250 mm

Dovod zraka max. 520 m³/h

Unutrašnji rashladni učin max. 630 W

LCC-Usporedba

Rješenje ventilokonvektorima

PWH 2

Dimenzije: 980 x 880 x 270 (B x T x H)

Broj priključaka : 4 komada

Standardni promjer priključka : 250 mm

Dovod zraka max. 738 m³/h

Unutrašnji rashladni učin max. 900 W

LCC-Usporedba

Raspored opreme po prostoru

Jedan ured

• 1 x PWH 1 • 2 x distributera

Prostorija A

• 3 x PWH 2 • 6 x distributera

Prostorija B

• 3 x PWH 2 • 6 x distributera

Konf. dvorana

• 4 x PWH 2 • 8 x distributera

Ured za dvije osobe

• 1 x PWH 1 • 2 x distributera

LCC-Usporedba

Raspored uređaja po građevini

300 x PWH 1

+ 127 x PWH 2

+ 854 x

Klima komora (30.000 m³/h po komori) uklj. kanalski razvod i regulaciju

≈ 1.310.000,- €

Distributer

+ 2 x

Investicijski troškovi uključivo 15% za projektiranje

LCC-Usporedba

Usporedba investicijskih troškova

LCC-Usporedba

Troškovi rada sustava ???

Fasadni ventilacijski uređaji Ventilokonvektori

• Nema potrebe za centralnim sustavom kondicioniranja

• Nema kanalske mreţe

(smanjeni gubici pada tlaka)

• Ako je potrebno mogu se ugraditi dodatni ureĎaji za

pokrivanje toplinskih opterećenja

• Centralni sustav za kondicioniranje zraka

• Potrebita kanalska mreţa

• Korištenje sekundarnih

ventilatora unutar ventilokonvektora

LCC-Usporedba

Potrošnja el. energije

Izvori zraka

max. 20 W/ureĎaju

Ventilokonvektor

14 bis 23 W/ureĎaju

Centralni ventilacijski uređaj

24.800 W (dovod) 19.000 W (odsis)

LCC-Usporedba

Potreba za održavanjem i servisom

Oprema za dovod i odsis zraka/ Sekundarni uređaj za zrak

• Skidanje obloge oko ureĎaja • Promjena filtera • Čišćenje izmjenjivača topline • Ako je potrebno manji popravci

Ventilokonvektor

• Osigurati pristupnost ureĎaju • Sekundarni filter zraka • Čišćenje izmjenjivača topline • Ako je potrebno manji popravci

LCC-Usporedba

Potreba za održavanjem odn. ponovnim puštanjem u rad

Oprema za dovod i odsis zraka

Vrijeme rada: 30 min po ureĎaju Troškovi zamjene uključivo zamjenski filter 32 €/ po ureĎaju Ventilokonvektor

Vrijeme rada: 45 min po ureĎaju Troškovi zamjene uključivo zamjenski filter: 20 € po ureĎaju

Uređaj za kondicioniranje uklj. kanalski razvod

Vrijeme rada: 120 h/a Troškovi: 2000 €/a

Sekundarni uređaj za zrak

Vrijeme rada: 20 min po ureĎaju Troškovi zamjene uključivo zamjenski filter: 5 € po ureĎaju

LCC-Usporedba

Usporedba troškova pogona u jednoj godini

LCC-Usporedba

Potreba za održvanjem i popravcima

Troškovi el. energije

0,20 €/kWh

Godišnja inflacija 4%

Troškovi radne snage 45 €/h

Godišnja inflacija 2%

Period 15 godina

LCC-Usporedba

Fasadni uređaji FSL- Ventilokonvektori

Održavanje i puštanje u pogon kroz 15 godina

Troškovi energije kroz

15 godina

Investicija

LCC-Usporedba

Rashladne grede kao drugi alternativni sustav

DID 632

• Ventilacija ureda i konferencijskih dvorana

• Pokrivanje toplinskih opterećenja

Prednosti sustava

• Zbog indukcije moguć velik rashladni

učin • Smanjenje presjeka kanala • Mogućnosti višestrukog servisa

Nedostaci sustava

• Dodatne komponente za odsis zraka • Potreban sustav centralnog nadzora • Ovisno o varijanti moguća potreba za

spuštenim stropom

Dimenzije:

• Duţina: 900 – 3000 mm • Širina: 593/598 mm odn. 618/623 mm • Visina: 210 mm Primarni protok zraka:

• 18 do 252 m³/h Ukupni rashladni učin:

• do 2500 W Ukupni toplinski učin: • do 3000 W

LCC-Usporedba

Rashladne grede - DID 632

Opće informacije:

LCC-Usporedba

Rashladne grede - DID 632

Odabrano:

DID632-LR-4-M-ML / 2400 x 1800 x 623 / LE sa rubnim proširenjem

Radi bolje usporedbe korištena je jedna varijanta ureĎaja, dodatna količina svjeţeg zraka putem pasivnog dijela ureĎaja!

Karakteristike uređaja:

• Indukcijska rešetka oko perforirane ploče • četverocjevni izmjenjivač topline • srednja veličina sapnice

Tehnički podaci:

• Primarni protok zraka 86 m³/h • Zvučna snaga: 28 dB (A)

LCC-Usporedba

Rashladne grede - DID 632

• Toplinsko opterećenje: 1080 W • Rashladno opterećenje: 1050 W

Pogled

odozdo

LCC-Usporedba

Raspored opreme po prostoru

Ured za jednu osobu

• 1 x DID 632 • 0 x Slijepi dio

Prostorija A

• 3 x DID 632 • 2 x Slijepi dio

Prostorija B

• 3 x DID 632 • 2 x Slijepi dio

Konf. dvorana

• 4 x DID 632 • 2 x Slijepi dio

Ured za dvije osobe

• 1 x DID 632 • 1 x Slijepi dio

LCC-Usporedba

Projektiranje cijele građevine

427 x DID 632

+ 266 x Slijepi komad

+ 2 x

≈ 1.136.000,- €

Klima komora (30.000 m³/h po komori) uklj. kanalski razvod i regulaciju

Troškovi investicije uključivo

15% za projektiranje

LCC-Usporedba

Usporedba troškova investicija

LCC-Usporedba

Troškovi pogona ???

• Centralni ureĎaj za

kondicioniranje zraka

• Potrebita kanalska mreţa – pad tlaka

• Zahvaljući principu indukcije

nisu potrebni dodatni ventilatori

• Minimalno odrţavanje

• Nema potrošnih djelova

LCC-Usporedba

Potreba za održavanje i porpavcima

DID 632

Vrijeme rada: 10 min/ureĎaju Troškovi zamjene dijelova 0 €/ureĎaju

• Čišćenje izmjenjivača topline • Nema mehaničkih pokretnih djelova

LCC-Usporedba

Usporedba troškova pogona u jednoj godini

LCC-Usporedba

Usporedba sustava s obzirom na troškove tijekom rada

Period 15 godina

LCC-Usporedba

Usporedba sustava s obzirom na troškove tijekom rada

LCC-Usporedba

Usporedba sustava s obzirom na troškove vremena trajanja

15 godina 20 godina

Razlika izmeĎu sustava izvora

zraka i ventilokonvektora

35.000,- €

Razlika izmeĎu sustava izvora

zraka i ventilokonvektora

114.000,- €

einvesticijTroškovi

trošakUkupni

_

_

periodVremenski

vijekŽivotni

_

_

LCC-Usporedba

Vrijeme trajanja i troškovi tijekom vremena trajanja sustava

LCC - Usporedba

Zamjena uređaja

Odnosi se na prezentirane sustave:

• Mogućnost demontaţe kućišta

• Mogućnost demontaţe priključaka radnih tvari

• Mogućnost zamjene ureĎaja bez remećenja rada sustava

LCC - Usporedba

Uklanjanje i odlaganje otpada

Prikazani sustavi:

• ne sadrţe opasne tvari kao npr. freon

• velik udio metala – visoka vrijednost otpada

• lako se moţe ukloniti

• mogućnost potpune reciklaţe ureĎaja

Niski troškovi odlaganja za sve sustave!

LCC-Usporedba

Tehničke karakteristike:

Sustav povrata topline:

• Smanjeni troškovi pogona smanjenjem

gubitaka na ventilacijskom sustavu

• Visoko učinkoviti sustavi povrata topline vrlo

često uzrokuju povećanu potrošnju el- energije uslijed visokog pada tlaka. Osobito ukoliko je potrebito provoditi mjere protiv smrzavanja izmjenjivača

• Za primjenu sustava slobodnog hlaĎenja

(Free cooling) potrebita ugradnja premosnika (by pass)

LCC-Usporedba

Tehničke karakteristike:

Utjecaj korisnika:

• Regulacija temperature

• Regulacija brzine ventilatora

• Uključivanje/isključivanje ureĎaja

• Funkcija mogućnosti rada kada korisnik nije prisutan

LCC-Usporedba

Karakteristike

Količina potrebne energije

³300

m

WsSFP 1

+

³460

m

Ws

+ ³

1314m

Ws

³112

m

Ws

SFP 1

SFP 4 + SFP 1

Uzimajući u obzir

sekundarnu cirkulaciju uslijed indukcije

LCC-Usporedba

Karakteristike:

Fleksibilnost u korištenju, promjena geometrije prostorija

• Moguće za sve sustave uz pravovremeno planiranje

• Decentralizirani sustav omogućava izrazitu fleksibilnost.

• Mogućnost ugradnje decentraliziranih ureĎaja u okvire prozora, pa je tako postignuta maksimalna fleksibilnost

LCC-Usporedba

Karakteristike

Pogodno za projekte rekonstukcije

Visina etaže

3,3 m Visina etaže

3,0 m

• Rashladna greda (npr. DID 632)

• Sustav ventilokonvektora sa zasebnim distributerima

• Lokalna ventilacija

• Lokalna ventilacija

LCC-Usporedba

Karakteristike

Povećanje temperature na fasadi

Decentralizirani sustav ventilacije

• Usis svjeţeg zraka sa čela zgrade

• Ovisno o orjentaciji fasade

• Povećanje učina hlaĎenja

(Period hlaĎenja – 5 mjeseci)

• Smanjenje učina grijanja (Period grijanja – 7 mjeseci)

• Potrebno obratiti paţnju

na kretanje zraka uz fasadu

LCC-Usporedba

Karakteristike

Dodatni troškovi

• Oblaganje dovoda zraka i dovoda toplinskog medija

• Kućište ureĎaja

• Kanalski sustav odn. razvod zraka po prostoriji uz naknadno oblaganje u kućište

• Dodatni tehnički prostori

• Kućište ureĎaja

LCC-Usporedba

Rekapitulacija decentraliziranog sustava ventilacije

• Cijena ovog vrlo učinkovitog sustava je

vrlo visoka

• Nisu primjenjivi u slučaju vrlo visokih

toplinskih opterećenja

• UreĎaji osiguravaju najveći mogući

komfor za korisnika

• Prilikom rekonstrukcije graĎevina, često

su jedino moguće rješenje uslijed

nemogućnosti razvoda kanalske mreţe

unutar graĎevine.

LCC-Usporedba

Rekapitulacija sustava ventilokovektora

• Niski troškovi investicije, ali visoki troškovi u radu

sustava.

• Sustav je pogodan za pokrivanje visokih toplinskih opterećenja, korisnik ima mogućnost na utjecaj rada

sustava

• Za dovod svjeţeg zraka potreban je centralni

sustav s klimatizacijom.

• UreĎaj se mora ugraditi i preko njega staviti

ukrasna maska

LCC-Usporedba

Rekapitulacija rashladnih greda

• Niski investicijski troškovi

obzirom na razinu komfora koju ovi ureĎaji osiguravaju

• Utjecaj korisnika na rad sustava je ograničen

• Sustav je pogodan za primjenu pri visokim toplinskim opterećenjima

• Učinkovitost sustava

ovisna o radu klima komore

LCC-Usporedba

Ukupni troškovi razvoja različith sustava

LCC-Usporedba

Sažetak

• Za sva tri sustava postoji optimalna primjena

• Ventilokokvektori imaju najniţi trošak

investicije, dok su rashladne grede najpovoljnije s obzirom na troškove u radu

• Rashladne grede su prikladne za visoka toplinska opterećenja, meĎutim potreban je

centralizirana priprema zraka

• Potrebita je dobra analiza u ranoj fazi projektiranja graĎevine kako bi se odabralo

optimalno rješenje