Issuu on Google+

УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ

ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА ДЕПАРТМАН ЗА ИНЖЕЊЕРСТВО ЗАШТИТЕ ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ И ЗАШТИТЕ НА РАДУ

Жељко Штрбац

ЕНЕРГЕТСКА ЕФИКАСНОСТ ЗГРАДА – ЕНЕРГЕТСКА СЕРТИФИКАЦИЈА ДИПЛОМСКИ – МАСТЕР РАД

Нови Сад, 2011

УНИВЕРЗИТЕТ У НОВОМ САДУ  ФАКУЛТЕТ ТЕХНИЧКИХ НАУКА 2100 0 Н ОВИ СА Д, Трг Доситеја Обра довића 6

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА Редни број, РБР: Идентификациони број, ИБР: Тип документације, ТД:

Монографска публикација

Тип записа, ТЗ:

Текстуални штампани материјал

Врста рада, ВР:

Дипломски – Мастер рад

Аутор, АУ:

Жељко Штрбац

Ментор, МН:

проф. др Слободан Крњетин

Наслов рада, НР: Енергетска ефикасност зграда – Енергетска сертификација Језик публикације, ЈП:

српски

Језик извода, ЈИ:

српски

Земља публиковања, ЗП: Уже географско подручје, УГП:

Република Србија АП Војводина, Нови Сад

Година, ГО:

2011.

Издавач, ИЗ:

Факултет техничких наука

Место и адреса, МА:

Нови Сад, Трг Доситеја Обрадовића 6

Физички опис рада, ФО:

7/89/0/13/50/3/3

(поглавља/страна/ цитата/табела/слика/графика/прилога)

Научна област, НО:

Инжењерство заштите животне средине

Научна дисциплина, НД:

Градитељство и заштита животне средине

Предметна одредница/Кqучне речи, ПО:

Енергетска сертификација, енергетска ефикасност, топлотни губици, зграде

УДК Чува се, ЧУ:

У библиотеци Факултета техничких наука

Важна напомена, ВН:

Нема

Извод, ИЗ:

У раду се разматра тематика увођења захтева енергетске сертификације објеката сходно директиви 2002/91/ЕC. Изложен је преглед стања у области регулативе у ЕУ и Републици Србији. Посебна пажња је посвећена енергетској ефикасности постојећих и нових зграда. Анализирани су енергетски губици и приказане су методе њиховог смањења, а на примеру конкретног објекта су описани енергетски аспекти. Приказани су основни елементи енергетског прегледа нових и постојећих зграда у сврху енергетске сертификације, а такође садржај и форма коју треба да поседује енергетски сертификат зграде.

Датум прихватања теме, ДП: Датум одбране, ДО: Чланови комисије, КО:

Председник: Члан: Члан, ментор:

Потпис ментора проф. др Слободан Крњетин Образац Q2.НА.04-05 - Издање 1

UNIVERSITY OF NOVI SAD  FACULTY OF TECHNICAL SCIENCES 21000 NOVI SAD, Trg Dositeja Obradovi ća 6

KEY WORDS DOCUMENTATION Accession number, ANO: Identification number, INO: Document type, DT:

Monographic publication

Type of record, TR:

Textual printed material

Contents code, CC:

Master thesis

Author, AU:

Željko Štrbac

Mentor, MN:

prof. dr Slobodan Krnjetin

Title, TI: Energy efficiency of buildings – Energy certification Language of text, LT:

Serbian

Language of abstract, LA:

Serbian

Country of publication, CP:

Republic of Serbia

Locality of publication, LP:

AP Vojvodina, Novi Sad

Publication year, PY:

2011.

Publisher, PB:

Faculty of Technical Sciences

Publication place, PP:

Novi Sad, Trg Dositeja Obradovića 6

Physical description, PD:

7/89/0/13/50/3/3

(chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes)

Scientific field, SF:

Environmental Engineering

Scientific discipline, SD:

Construction and Environmental Protection

Subject/Key words, S/KW:

Energy certification, energy efficiency, thermal loss, buildings

UC Holding data, HD:

The Library of the Faculty of Technical Sciences

Note, N:

None

Abstract, AB:

This thesis discusses the theme of introducing the need for energy certification, required under the directive 2002/91/EC. The work begins with an exposed overview of the legislation of EU and the Republic of Serbia. Special attention is devoted to energy efficiency of existing and new buildings. Energy losses occuring in those buildings are analysed and the methods of their reduction are shown. The following examples are describing the basics of energy audit and energy efficiency analysis of new and existing buildings in the context of energy certification, and what that certification needs to document.

Accepted by the Scientific Board on, ASB: Defended on, DE: Defended Board, DB:

President: Member: Member, Mentor:

Menthor's sign prof. dr Slobodan Krnjetin

Obrazac Q2.НА.04-05 - Izdanje 1

SADRŽAJ

1. UVOD .............................................................................................................. 6 1.1 Energetska efikasnost u zgradarstvu ......................................................... 7 1.2 Energetska sertifikacija .............................................................................. 9 1.3 Predmet i ciljevi istraživanja ......................................................................10 2. STANJE U REGULATIVI ...............................................................................11 2.1 Pravni okvir za energetsku efikasnost u Evropskoj uniji ............................11 2.1.1 Direktiva 2002/91/EC (EPBD) ............................................................13 2.1.2 Odnos direktive EPBD i standard EN .................................................14 2.2 Pravni i institucionalni okvir u Republici Srbiji ...........................................15 2.2.1 Priprema podzakonskih akata ............................................................16 3. ANALIZA ENERGETSKIH KARAKTERISTIKA ZGRADE ............................17 3.1 Potrošnja energije u zgradarstvu ..............................................................17 3.1.1 Vrste i izvori energije ..........................................................................17 3.1.2 Energetski bilans zgrade ....................................................................19 3.1.3 Analiza ukupnih energetskih potreba zgrade .....................................21 3.1.4 Potrošnja energije i emisija gasova staklene bašte ............................23 3.1.5 Ocena efikasnosti potrošnje energije u zgradi ....................................24 3.2 Termička zaštita zgrada ............................................................................26 3.2.1 Energetsko stanje i potencijal postojećih zgrada u odnosu na period gradnje ........................................................................................................27 3.2.2 Saveti za projektovanje i gradnju........................................................29 3.2.3 Toplotni mostovi .................................................................................31 3.2.4 Prozori, staklene površine i vrata .......................................................33 3.3 Izbor lokacije, orijentacija objekta, uticaj mikroklime i faktor oblika ...........36 3.4 Grejanje stambenog prostora....................................................................39 3.4.1 Uticaj temperature unutrašnjih zidnih površina i temperature vazduha u prostoriji....................................................................................................41 3.4.2 Određivanje potrebne toplote za objekat ............................................42 3.5 Ventilacija i hlađenje .................................................................................43 3.5.1 Prirodna ventilacija stambenog prostora ............................................43 3.5.2 Mehanička ventilacija stambenog prostora ........................................45 3.5.3 Hlađenje stambenog prostora ............................................................46 3.6 Priprema potrošne tople vode ...................................................................47 3.7 Mogućnosti primene obnovljivih izvora energije ........................................49 3.8 Potrošnja električne energije .....................................................................51 3.9 Primena mera povećanja energetske efikasnosti objekata .......................52 4. ENERGETSKI PREGLED ZGRADE ..............................................................53 4.1 Energetski pregledi prema opsegu vršenog istraživanja ...........................53 4.2 Energetski pregledi prema starosti objekta ...............................................56

4.3 Energetski pregledi prema složenosti tehničkih sistema ...........................57 4.4 Energetski pregledi prema nameni objekta i karakteristikama potrošnje enegije ............................................................................................................57 4.5 Elementi energetskog pregleda ................................................................58 4.6 Primena infracrvene termografije ..............................................................59 4.7 Energetski pregled zgrade administrativne službe grada Banjaluke .........61 5. PRIMERI MODELA RAČUNSKE ANALIZE ENERGETSKE POTROŠNJE ..66 5.1 Simulacija energetskih karakteristika u procesu energetske sertifikacije ..66 5.2 Primer nacionalnog programa za proračun – NCT Republika Češka ........69 5.2.1 Standardizovani profili korišćenja .......................................................71 5.2.2 Klimatski podaci .................................................................................71 5.3 Primer komercijalnog programa za proračun – EnCert - HR .....................72 5.4 DesignBuilder softver ................................................................................76 5.4 RETScreen ...............................................................................................78 6. ZAKLJUČAK ..................................................................................................81 7. LITERATURA .................................................................................................83 PRILOG I PRILOG II PRILOG III Lista slika Lista dijagrama Lista tabela

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

1. UVOD Već dugi niz godina problemi održivog razvoja, nameću se kao najvažnija globalna tema na svim svetskim skupovima vezanim za oblasti energetike, ekologije, ekonomije i privrede u celini. Ova problematika suštinski je povezana sa nesigurnošću snabdevanja energijom sa jedne strane, i sa zagađenjem životne sredine i globalnim promenama klime zbog prevelike i neracionalne potrošnje energije sa druge strane. Globalna ekonomska kriza koja, ne štedeći, pogađa sve države sveta i sve privredne sektore, ističe u prvi plan presudnu ulogu koncepta održivog razvoja i energetske efikasnosti u budućem kreiranju ekonomskih i političkih kretanja, kako na globalnom nivou, tako i u okviru kreiranja politika svake pojedinačne države. Potreba racionalnog korišćenja energije prvi put se na globalnom nivou pojavila tokom naftne krize 1973. godine. Tada su vlade mnogih država donele strožije propise u cilju smanjenja potrošnje energije, a između ostalog i prve propise o toplotnoj zaštiti objekata. Interes za energetsku efikasnost zgrada se smanjio ubrzo nakon stabilizacije cena energenata, no taj problem je ponovo aktuelizovan istraživanjem uticaja potrošnje energije na promene klime. U pogledu mogućeg uticaja na životnu sredinu energetski sektor jedan je od ključnih. Problemi životne sredine i energetski problemi se globalno posmatraju. To je razumljivo jer negativne učinke izazvane neracionalnim iskorišćavanjem energije na globalnom nivou moguće je smanjiti samo zajedničkim delovanjem svih zemalja. Zbog toga i činjenice da će rasti potrošnja energije po stanovniku, moraju se pronaći što čistiji energetski izvori, a samo iskorišćavanje energije potrebno je racionalizovati. U budućnosti energenti će biti sve skuplji, a još relativno dugo vremena najveći deo energije dobijaće se iz fosilnih goriva.

Slika 1. Karakterističan prizor u vreme energetske krize 1973. godine [3] Radi smanjivanja energetske potrošnje, može se očekivati uvođenje različitih mera, a među njima i plaćanje taksi na emisije CO2 u atmosferu. Stoga razvijene države veliku pažnju posvećuju delotvornom iskorišćavanju energije, a između ostalih mera jedna je i pružanje finansijske pomoći državama u razvoju namenjene poboljšavanju postojećih energetskih izvora čija je delotvornost manja od njihovog negativnog uticaja na okolinu. Na taj način, uz relativno manja ulaganja postiže se veća racionalizacija energetske proizvodnje i potrošnje te se smanjuju negativni globalni učinci na životnu sredinu.

-6-

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Proizvodnja, prenos, distribucija i potrošnja energije utiču na sve oblasti ljudskog rada, i na socijalni i ekonomski napredak svake države. Trenutno stanje u svetu jasno pokazuje da je dosadašnja, nedovoljno kontrolisana potrošnja energije u budućnosti teško zamisliva. Konvencionalni izvori energije stalno se smanjuju i nedvosmisleno je da će njihove cene i dalje rasti, što stvara prostor za primenu obnovljivih izvora energije i razvoj koncepta energetske efikasnosti. Zbog toga se održiva potrošnja energije, preko racionalnog planiranja i povećanja energetske efikasnosti svih elemenata u energetskom sistemu neke zemlje, nameće kao prioritet.

1.1 Energetska efikasnost u zgradarstvu Pod pojmom energetska efikasnost podrazumevamo efikasnu upotrebu energije u svim sektorima krajnje potrošnje energije: industriji, saobraćaju, uslužnim delatnostima, poljoprivredi i zgradarstvu. Važno je istaći da se energetska efikasnost nikako ne sme posmatrati kao štednja energije. Naime, štednja uvek podrazumeva određena odricanja, dok efikasna upotreba energije nikada ne narušava uslove rada i življenja. Dalje, poboljšanje efikasnosti potrošnje energije ne podrazumeva samo primenu tehničkih rešenja. Štaviše, svaka tehnologija i tehnička oprema, bez obzira koliko efikasna bila, gubi to svoje svojstvo ukoliko ne postoje edukovani ljudi koji se njome znaju služiti na najefikasniji mogući način. Prema tome, može se reći da je energetska efikasnost prvenstveno stvar svesti ljudi i njihovoj volji za promenom ustaljenih navika prema energetski efikasnijim rešenjima, nego što je to stvar kompleksnih tehničkih rešenja. Stoga je i prilikom davanja preporuka za poboljšanje energetske efikasnosti najpre potrebno razmotriti navike potrošača i usmeriti ih ka s(a)vesnijim izborima. Takve su mere besplatne, a mogu doneti zaista značajne uštede. Tek kada je nivo svesti potrošača o potrebi efikasne upotrebe energije razvijena, potrebno je potrošača usmeravati na nove, tehničke mere za smanjenje potrošnje energije, o čijoj primeni će se odlučiti na temelju njihove isplativosti, a čime će se uz energetsku podići i ekonomska efikasnost.

31%

28%

41% ZGRADARSTVO

INDUSTRIJA

TRANSPORT

Slika 2. Grafički prikaz potrošnje energije u EU [2] Zgrade su najveći pojedinačni potrošači energije, sa tendencijom porasta u skladu sa porastom standarda stanovništva. U Evropskoj uniji se oko 41% energije troši u zgradarstvu, sledi industrija sa udelom od 31%, a na trećem mestu nalazi se saobraćaj (28%). Pored toga, zgrade su i veliki zagađivači životne sredine, jer takav trend dovodi do povećanja potrošnje energije i emisije ugljen-dioksida. Upravo zato, energetska efikasnost u zgradarstvu jeste oblast koja ima najveći potencijal za -7-

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

smanjenje potrošnje energije. Uspostavljanje mehanizama koji će da obezbede trajno smanjenje potrošnje energije u novim zgradama (novi načini projektovanja; korišćenje novih materijala) i pravilno rekonstruisanje postojećih zgrada, jeste glavni cilj energetske efikasnosti u zgradarstvu. Republika Srbija je danas suočena sa velikim problemima vezanim za energiju: nedostatak energije i nesigurnost u snabdevanju energijom, stalan rast cena energije i energenata, stalan rast potrošnje kako toplotne energije za grejanje objekata, tako i energije za hlađenje, posebno rastom standarda i masovnim uvođenjem klimatizacije u zgrade. Zbog činjenice da zgrade kao najveći potrošači energije imaju veliki energetski i ekološki uticaj, energetska efikasnost, održiva gradnja i mogućnost upotrebe obnovljivih izvora energije nameću se kao prioriteti savremene gradnje i energetike, te je potrebno da Republika Srbija ove zahteve implementira u sopstveno zakonodavstvo.

Slika 3. Načini zagrevanja zgrada u Republici Srbiji [3] Analize i studije energetike gradova u Srbiji su pokazale da samo u toplotne svrhe (grejanje, klimatizacija, priprema tople sanitarne vode) kod nas odlazi čak 50% ukupnih potreba za energijom, obuhvatajući sve objekte, kako stambene, tako javne i industrijske [9]. Pri tome se najveći deo energije koristi za grejanje, čija potrošnja značajno zavisi od samog građevinskog objekta, od termičkih osobina njegovog omotača, zapravo od materijala zidova, vrste prozora i zaptivenosti svih otvora u fasadama zgrade. Uz potrošnju u toplotne svrhe, objekti koriste električnu energiju za osvetljenje, i to često i u dnevnim periodima, opet zavisno od samog građevinskog objekta, njegove geometrije, ali pre svega, od veličine i karakteristika transparentnih elemenata u fasadama. Za analize potreba za energijom za grejanje građevinskih objekata merodavna je projektna vrednost specifične instalisane snage. U našim zgradama ona je za današnje energetske i ekološke zahteve izuzetno velika. U objektima zidanim do 1945. godine instalisana snaga grejnih sistema je oko 200 W/m2, a u zgradama sagrađenim posle 1960. godine oko 145 W/m2, što znači da projektovana potrošnja za grejanje (bez tople sanitarne vode) iznosi preko 200 kWh/m2 u prosečnoj godini, i to pod idealnim uslovima održavanja grejnih instalacija i funkcionisanja regulacije kao i zadovoljavajućoj zaptivenosti zgrade. U praksi, imajući u vidu kvalitet regulacije i održavanja instalacija i same zgrade, stepen korisnosti kotlova u realnim uslovima održavanja i kvalitet izolacije grejnih cevovoda, prosečna potrošnja u zgradama priključenim na daljinsko grejanje je oko 400 kWh/m2, a u zgradama sa sopstvenom kotlarnicom na ugalj ili lož-ulje je procenjena da iznosi i preko toga. U srednje-evropskim zemljama, sa klimatskim uslovima sličnim ili nešto oštrijim od naših, danas se grade objekti sa godišnjom potrošnjom energije za grejanje, toplu vodu, klimatizaciju i osvetljenje manjom od 100 kWh/m2, a u oglednim objektima u -8-

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Engleskoj i Nemačkoj postignuto je i manje od 50 kWh/m2. Slična smanjenja se postižu i u potrošnji električne energije za osvetljenje, gde se posebno za javne objekte, nalazi optimum između prirodnog osvetljavanja kroz providne elemente u omotaču zgrade, njihovog otpora prolazu toplote i propustljivosti sunčevog zračenja. Na slici 4. može se videti prikaz strukture potrošnje električne energije u domaćinstvima u Republici Srbiji. Prema podacima za grad Beograd, iz vremena pre sankcija, domaćinstva su trošila električnu energiju u prosečnom iznosu oko 142 kWh/m2 godišnje, zajedno za osvetljenje i sve ostale električne aparate i uređaje.

Slika 4. Struktura potrošnje električne energije u domaćinstvima u Republici Srbiji [3] Brojna istraživanja i pilot projekti u svetu pokazali su da je poboljšanje energetske efikasnosti u zgradarstvu jedna od tehnološki najmanje zahtevnih i najisplativijih metoda za smanjenje emisija gasova staklene bašte. Izračunavanjem smanjenja emisija CO2, na osnovu postojećih prognoza smanjenja potrošnje energije u slučaju poboljšavanja toplotne zaštite stambenih objekata, pokazalo se da može značajno doprineti ispunjavanju međunarodno preuzetih ciljeva na koje se obavezala Republika Srbija kao zemlja članica Kjoto protokola1. Količina smanjenja emisija zavisi od dinamike i obima vršenja rekonstrukcije objekata.

1.2 Energetska sertifikacija zgrada Zbog svega navedenog Direktivom EU (2002/91/EC) posebna pažnja se posvećuje energetskom aspektu kod građenja zgrada. U Direktivi se navodi da se značajan deo energije gubi zbog lošeg omotača zgrada. Procenjuje se da su srednji toplotni gubici u novim zgradama oko 50% manji od onih izgrađenih pre 1954. godine (55 w/m2 u odnosu na 100 w/m2), a da se u novim objektima troši ukupno oko 60% energije od one koja se troši u starima. Procenjuje se da je od oko 150 miliona stambenih zgrada u EU oko 32% izgrađeno pre 1945. godine, oko 40% između 1945. – 1975. godine, a 28% nakon tog perioda [3]. Konstatovana je veoma velika razlika u stanju termičke izolacije u raznim zemljama EU, kao i u tehničkoj regulativi, koja se odnosi na termičku izolaciju. Osnovna namera je da se zbog toga uvede energetska sertifikacija za nove, ali i za postojeće zgrade. Energetski sertifikati su jedan od delotvornih mehanizama za ostvarivanje ciljeva povećanja energetske efikasnosti. Oni predstavljaju dokumente koji prikazuju stanje 1

Članica od 17. januara 2008. godine.

-9-

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

energetske efikasnosti zgrada i moraju sadržavati referentne vrednosti kao važeće pravne norme i karakteristične vrednosti kako bi se omogućila procena ukupne energetske efikasnosti zgrade. Težnja je da uz razvoj svesti i zahteva kupaca stanova, ovi sertifikati podstaknu građevinsku industriju gradnji zgrada veće energetske efikasnosti. Merila na osnovu kojih se vrši klasifikacija objekata su: tipologija zgrada i uređaja, merenja i karakteristične vrednosti potrošnje, kao i teoretska izračunavanja potreba za energijom. Naročito je značajan zahtev da se za javne zgrade sertifikat mora postaviti na vidno mesto u zgradi. U sertifikatu treba da se prikažu preporučeni klimatski faktori za ovakav tip zgrade (raspon unutrašnjih temperatura, vlažnost vazduha i dr.), a zahteva se i postavljanje uređaja na kojima bi se mogle očitavati trenutne vrednosti istih.

Slika 5. Energetski pasoš postaje preduslov za upotrebnu dozvolu za nove objekte2 [3]

1.3 Predmet i ciljevi istraživanja Istraživanje je značajno iz razloga što se Republika Srbija nalazi u procesu usklađivanja sopstvenog zakonodavstva sa EU legislativom u ovoj oblasti. U narednom periodu očekuje se usvajanje Pravilnika o obavezi energetskih pasoša objekata (slika 5), koji će omogućiti efikasnu primenu svih zahteva koji su vezani za oblast energetske sertifikacije objekata. U radu je dat pregled stanja u oblasti regulative u EU i Republici Srbiji. Analizirani su energetski gubici u objektima, kao i metode njihovog smanjenja, a na primeru konkretnog objekta su opisani energetski aspekti. U toku izrade diplomskog rada posebnu pažnju, vezano za implementaciju zahteva direktive 2002/91/EC, obratio sam na države u regionu, naročito na iskustva i rezultate Republike Hrvatske i Republike BIH, a analiziran je i nacionalni softverski alat za potrebe energetske sertifikacije objekata u Republici Češkoj. 2

Nakon što je u novom Zakonu o planiranju i izgradnji prvi put u našoj državi uveden konkretan zahtev vezan za energetsku sertifikaciju objekata primetna je veća zainteresovanost medija za ovu tematiku. Slika koja je prikazana je preuzeta sa internet stranice http://www.gradjevinarstvo.rs, a mogla se videti i u većem broju dnevnih listova. Ovo ukazuje da se veoma ozbiljno krenulo u kampanju upoznavanja svih relevantnih subjekata sa novim zahtevima koji bi trebali transformisati tržište nekretninama Republike Srbije ka korišćenju energetski efikasnijih rešenja u građevinarstvu.

- 10 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

2. STANJE U REGULATIVI 2.1 Pravni okvir za energetsku efikasnost u Evropskoj uniji Sve evropske države bez izuzetka opredelile su se da u svoje strategije energetskog razvoja i zaštite životne sredine ugrade planove za poboljšanje efikasnosti potrošnje energije i upotrebu obnovljivih izvora energije i da implementiraju zakonodavni okvir u kojem će ti planovi biti ostvareni. Sama Evropska unija se u nizu dokumenata strateški opredelila za poboljšanje energetske efikasnosti [7], a posebno su značajni sledeći dokumenti: Zelena knjiga o energetskoj efikasnosti od 22. juna 2005., Zelena knjiga o energetici od 8. marta 2006. te Akcioni plan za energetsku efikasnost3. Oblast energetske efikasnosti i obnovljivih izvora energije u Evropskoj uniji uređuje se nizom direktiva, koje pokrivaju sledeća ključna područja: • proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora; • kogeneracija (proizvodnja toplotne i električne energije u jedinstvenom procesu); • označavanje energetske efikasnosti električnih uređaja u domaćinstvu; • ekodizajn uređaja koji koriste energiju; • energetska efikasnost u zgradarstvu; • efikasnost finalne potrošnje energije i energetske usluge. Ističe se da je upravljanje energetskim potrebama izuzetno važan alat koji omogućuje EU da utiče na globalno tržište energije, a time i na sigurnost snabdevanja energijom u srednjoročnom i dugoročnom smislu. Naglašava se da su prethodne direktive donele određene pozitivne pomake, ali da je potreban komplementaran zakonski instrument za definisanje konkretnijih akcija u cilju iskorišćenja velikog nerealizovanog potencijala za uštede energije i smanjenja velikih razlika u rezultatima država članica. Za sektor zgradarstva treba naglasiti tri bitne EU Direktive koje se odnose na područje termičke zaštite, uštede energije i zaštite životne sredine: • Direktiva 89/106/EEC o usklađivanju zakonskih i administrativnih propisa država članica o građevinskim proizvodima /Council Directive 89/106/EEC of 21 December 1988 on the approximation of laws, regulations and administrative provisions of the Member States relating to construction products (Official Journal L40/12of1989-02-11), • Direktiva 93/76/EEC o ograničavanju emisija štetnih gasova kroz povećanje energetske efikasnosti /Council Directive 93/76/EEC of 13 September 1993 to limit carbon dioxide emissions by improving energy efficiency (SAVE) (Official Journal L 237 , 22/09/1993), • Direktiva 2002/91/EC o energetskim karakteristikama zgrada /Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 2002 on the energy performance of buildings (Official Journal L 001,04/01/2003). Mere za dalje poboljšanje energetskih karakteristika zgrada treba da uzmu u obzir klimatske i lokalne uslove kao i uslove unutrašnje sredine i troškovnu efikasnost.

3

ACTION PLAN FOR ENERGY EFFICIENCY: Realising the potential - Saving 20% by 2020

- 11 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

One ne smeju da budu u suprotnosti sa drugim suštinskim zahtevima koji se odnose na zgrade, kao što su pristupačnost, racionalnost i nameravano korišćenje zgrade. Energetska efikasnost zgrade treba da se izračunava na bazi metodologije, koja se može razlikovati na regionalnom nivou, koja uključuje, pored toplotne izolacije i druge faktore koji igraju sve značajniju ulogu, kao što su instalacije za grejanje i klimatizaciju, primenu obnovljivih izvora energije i projektovanje zgrade. Zajednički pristup ovom procesu koji treba da obave kvalifikovani i/ili akreditovani eksperti, čija se nezavisnost garantuje na osnovu objektivnih kriterijuma, doprineće ujednačenju napora koji države članice ulažu za uštedu energije u sektoru zgrada i doneće transparentnost za potencijalne vlasnike ili korisnike u pogledu energetskih karakteristika na tržištu nekretnina u EU. Ovi zahtevi su objedinjeni u jednom dokumetu, jedinstvenoj direktivi 2002/91/EC koja je formulisala potencijalne mehanizme za postizanje racionalnijeg nivoa potrošnje energije u sektoru zgradarstva.

2.1.1 Direktiva 2002/91/EC (EPBD) Direktiva 2002/91/EC Evropskog parlamenta i Saveta za energetsku efikasnost zgrada (Direktiva o energetskim karakteristikama zgrada, EPBD) [11], usvojena je 16.12.2002. posle žive diskusije na svim nivoima i uz široku podršku država članica i Evropskog parlamenta, a stupila je na snagu 4.1.2003. Ona se smatra veoma važnom zakonodavnom komponentom aktivnosti Evropske unije u oblasti energetske efikasnosti, koje su osmišljene s ciljem ispunjavanja obaveza preuzetih Protokolom iz Kjota i odgovara na pitanja pokrenuta u skorijim raspravama u Zelenoj knjizi o sigurnosti snabdevanja energijom. Direktivom se uspostavlja opšti okvir za postupke proračuna. Integralni pristup različitim energetskim parametrima unutar zgrade, što zahteva Direktiva 2002/91/EC, omogućava definisanje jedinstvenih pokazatelja energetskih karakteristika zgrade, te zajedničku metodologiju i terminologiju na nivou EU. Na taj se način postiže određeni nivo harmonizacije čime se olakšava postizanje osnovnih zajedničkih ciljeva: povećanje potencijala energetskih ušteda i smanjenja emisije CO2 u zgradarstvu EU. Direktiva utvrđuje pet bitnih elemenata, a to su: 1) zajednička metodologija za proračun energetskih karakteristika zgrada, 2) primena minimalnih zahteva energetske efikasnosti za nove zgrade, 3) primena minimalnih zahteva energetske efikasnosti za postojeće zgrade prilikom većih rekonstrukcija (korisne površine iznad 1000 m2), 4) energetska sertifikacija (energetski pasoši) zgrada, 5) redovne inspekcija kotlova i sistema za kondicioniranje vazduha u zgradama. Sve zgrade koje se grade, prodaju ili iznajmljuju biće sertifikovane i takvi energetski sertifikati sa podacima o godišnjoj potrošnji energije za grejanje zgrade biće stavljeni na uvid svim zainteresovanim strankama. Sve to trebalo bi pokrenuti tržište u smeru povećanja energetske efikasnosti. Dakle, direktiva 2002/91/EC o energetskim karakteristikama zgrada (EPBD) predviđa nekoliko različitih mera za postizanje racionalnog korišćenja energetskih izvora i smanjenja uticaja potrošnje energije u zgradama na životnu sredinu. Neke od - 12 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

tih mera sadrže minimum zahteva za energetske karakteristike novih objekata i velikih postojećih objekata pri značajnom renoviranju (Direktiva EPBD, čl. 4, 5 i 6). Ostale mere se odnose na energetsku sertifikaciju zgrada (čl. 7) i pregled (kontrolu) kotlova i sistema KGH (čl. 8 i 9). Član 4. naglašava da će države članice primenjivati, na nacionalnom ili regionalnom nivou, metodologiju proračuna energetske potrošnje zgrada na bazi generalnog okvira propisanog u Aneksu direktive. Delovi ovog okvira prilagođavaće se tehničkom napretku u skladu sa propisanom procedurom, uzimajući u obzir standarde ili norme koje važe u zakonodavstvu države članice. Ova metodologija za proračun će se utvrđivati na nacionalnom ili regionalnom nivou, a pri utvrđivanju zahteva države članice mogu da prave razliku između novih i postojećih zgrada i različitih kategorija zgrada. Ovi zahtevi moraju uzeti u obzir opšte unutrašnje klimatske uslove, kako bi se izbegli eventualni negativni efekti, kao što je neodgovarajuća ventilacija, kao i lokalne uslove i namenjenu funkciju i starost zgrade. Revizija ovih zahteva vršiće se u redovnim intervalima i ukoliko je to potrebno oni će se ažurirati kako bi odražavali tehnički napredak u sektoru zgrada. U članu 5. je obrazloženo da države članice treba da preduzmu sve neophodne mere kojima se obezbeđuje da nove zgrade ispunjavaju minimalne zahteve u pogledu energetske efikasnosti. Za nove zgrade sa ukupnom korisnom podnom površinom preko 1000 m2 pre nego što počne izgradnja, potrebno je da se razmotri i uzme u obzir tehnička, ekološka i ekonomska opravdanost alternativnih sistema kao što su: • decentralizovani sistemi za snabdevanje energijom na bazi obnovljivih izvora energije, • spregnuta proizvodnja toplotne i električne energije (SPETE, kogeneracija), • daljinsko ili centralizovano grejanje ili hlađenje ukoliko je raspoloživo, • toplotne pumpe pod određenim uslovima. Što se tiče postojećih zgrada, potrebno je da države članice preduzmu sve potrebne mere kojima se obezbeđuje da se pri većem renoviranju postojećih zgrada sa ukupnom korisnom podnom površinom preko 1000 m2 poboljša njihova energetska efikasnost kako bi se zadovoljili minimalni zahtevi ukoliko je to tehnički, funkcionalno i ekonomski opravdano. Države članice obezbeđuju uslove kada se zgrade grade, prodaju ili izdaju, da se sertifikat o energetskoj efikasnosti dostavi vlasniku ili da ga vlasnik preda potencijalnom kupcu ili stanaru. Važnost sertifikata prema odredbama direktive neće prelaziti vremenski period od 10 godina. Sertifikacija stanova ili jedinica koje su namenjene da se zasebno koriste u blokovima zgrada može biti bazirana na: • zajedničkoj sertifikaciji cele zgrade za blokove sa zajedničkim sistemom grejanja, • na oceni nekog drugog reprezentativnog stana u istom bloku. U pogledu smanjenja potrošnje energije i ograničavanja emisija ugljendioksida, države članice će propisati neophodne mere kojima se ustanovljava redovna inspekcija kotlova sa loženjem na neobnovljiva tečna ili čvrsta goriva kada imaju efektivni nominalni učinak od 20kW do 100 kW. Takva inspekcija će se primenjivati i na kotlove koji koriste druga goriva. Inspekcija kotlova sa efektivnim nominalnim učinkom od preko 100 kW vršiće se najmanje svake dve godine. Za kotlove na gas, ovaj period se može produžiti do četiri godine. Takođe, države članice će preduzeti korake da obezbede da korisnici dobiju savete o zameni kotlova, drugim izmenama sistema za grejanje i alternativnim rešenjima, koja mogu uključiti inspekcije u cilju ocene efikasnosti i odgovarajućeg kapaciteta kotla. Potrebno je vršiti i redovnu inspekciju sistema za klimatizaciju sa efektivnim nominalnim učinkom od više od 12 kW. Ova inspekcija uključuje ocenu efikasnosti - 13 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

sistema za klimatizaciju i dimenzionisanje u poređenju sa zahtevima hlađenja zgrade. Korisnicima će se davati odgovarajući saveti o mogućim poboljšanjima ili zameni sistema za klimatizaciju i o alternativnim rešenjima.

2.1.2 Odnos direktive EPBD i standarda EN Evropskom komitetu za standardizaciju (CEN) dato je ovlašćenje da razradi odgovarajuće postupke proračuna kako bi državama članicama bila obezbeđena podrška u primeni tog člana na nacionalnom nivou [7]. Ta tema obuhvata procenu odgovarajućih standarda EN (CEN) i EN ISO, načina na koji se oni primenjuju ili će se primenjivati na nacionalnom nivou, mogućnosti za osiguranje kvaliteta metoda proračuna, razlika između nacionalnih metoda ili unošenja podataka za nove zgrade u odnosu na postojeće, pravnih aspekata (npr. mogućnosti koje postoje na nacionalnom nivou naspram onih koje nudi CEN), praktične primenljivosti (što jednostavnije, a ipak dovoljno tačne i precizne), metodologija inovativnih tehnologija, budućih potreba i mogućnosti za dalju harmonizaciju i dr. Osnovni zahtev Direktive odnosi se na generalni okvir za metodologiju proračuna ukupne energetske karakteristike zgrade (u čl. 3 i Aneksu Direktive). CEN je pripremio grupu standarda (EN) kao podršku primeni Direktive obezbeđujući metod proračuna i materijale potrebne za utvrđivanje energetskih karakteristika zgrade. Glavni cilj ovih standarda je da olakšaju primenu Direktive u zemljama EU. Veza Direktive i pojedinih standarda EN je definisana u dokumentu “Umbrella“ [7]. U Direktivi su postavljena četiri glavna principa koja se odnose na: • metod proračuna, • minimum zahteva u pogledu energetskih karakteristika, • karakteristike energetskog sertifikata, • pregled kotlova i sistema KGH. Odnos između ovih zahteva i standarda EN je prikazan u tabeli 1. Tabela 1. Sadržaj EN standarda [7] Broj EN standarda

Sadržaj

EN ISO 13790

Energija potrebna za grejanje i hlađenje (uzimajući u obzir gubitke i dobitke)

EN 15603

Korišćenje energije za grejanje, ventilaciju i klimatizaciju prostora, sanitarnu toplu vodu i osvetljenje, uključujući gubitke i dodatnu energiju. Definicija energetskih razreda

EN 15217

Načini izražavanja energetske efikasnosti (za energetski setifikat) i načini izražavanja zahteva (normiranje); sadržaj i oblik sertifikata energetske efikasnosti - 14 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

EN 15378

Kontrola kotlova

EN 15240

Kontrola sistema KGH

Željko Štrbac

Standard EN 15217 propisuje metod za izražavanje energetskih karakteristika zgrada za potrebe sertifikacije. Zasniva se na standardima koji definišu metode proračuna i merenja energetskih karakteristika (EN 13790). Standard EN 15217 definiše: • ukupne pokazatelje koji izražavaju energetske karakteristike čitave zgrade uključujući grejanje, ventilaciju, klimatizaciju, sanitarnu toplu vodu i sisteme za osvetljenje; • načine izražavanja energetskih zahteva za projektovanje novih zgrada i rekonstrukciju postojećih; • proceduru za definisanje referentnih vrednosti; • proceduru za postupak energetske sertifikacije.

2.2 Pravni i institucionalni okvir za energetsku efikasnost u Republici Srbiji Dokument Strategija dugoročnog razvoja energetike Republike Srbije do 2015. godine, sačinjen je sa namerom da preporuči Vladi/Skupštini Republike Srbije da saglasno Zakonu o energetici [12] usvoji osnovne ciljeve nove energetske politike, utvrdi prioritetne pravce razvoja u energetskim sektorima i odobri program donošenja odgovarajućih instrumenata, kojim se omogućuje realizacija ključnih prioriteta u radu, poslovanju i razvoju celine energetskog sistema (u sektorima proizvodnje i potrošnje energije) Republike Srbije. Relizacijom predloženih mera koje su izdvojene u okviru Strategije ostvaruje se: 1) tehnološko osavremenjavanje postrojenja i povećavanje energetske efikasnosti, 2) smanjenje primarne energetske potrošnje na nivou države, 3) smanjenje emisije štetnih gasova, 4) povećanje konkurentnosi privrede Srbije u međunarodnoj podeli rada. Redosled predloženih mera nije od posebnog značaja. Zavisi najviše od političke volje i spremnosti nadležnih institucija da uspostave uslove za njihovu realizaciju. Prema Programu ostvarivanja strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2015. godine, za period 2007-2012. godine, definisane su aktivnosti i mere koje je potrebno realizovati do 2012. godine, kao i pri tom procenjene uštede toplotne energije. Jedan od najefikasnijih mehanizama je uvođenje sertifikata energetske efikasnosti za zgrade što predstavlja dugoročnu meru saglasnu direktivi EU 2002/91/EC (EPBD) o energetskim karakteristikama zgrada. Zakon o planiranju i izgradnji [14] prvi put uvodi konkretan zahtev koji do tog trenutka nije postojao u našoj zemlji. Zakon jasno kaže da: “objekat koji se u smislu posebnog propisa smatra objektom visokogradnje, u zavisnosti od vrste i namene, mora biti projektovan, izgrađen, korišćen i održavan na način kojim se obezbeđuju - 15 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

propisana energetska svojstva. Propisana energetska svojstva se utvrđuju izdavanjem sertifikata o energetskim svojstvima objekta koji izdaje ovlašćena organizacija koja ispunjava propisane uslove za izdavanje sertifikata o energetskim svojstvima objekata. Sertifikat o energetskim svojstvima objekta čini sastavni deo tehničke dokumentacije koja se prilaže uz zahtev za izdavanje upotrebne dozvole.“ Iako Zakon predviđa energetsku sertifikaciju objekata, u ovom trenutku nema dovoljno neophodnih podzakonskih akata za njegovu primenu u delu energetske sertifikacije. U međuvremenu (od 2004. godine kada je usvojem Zakon o energetici), Agencija za energetsku efikasnost je organizovala energetsko sertifikovanje određenog broja javnih objekata i predložila mere poboljšanja , što je bila prilika za stvaranje baze podataka o energetskim karakteristikama postojećih javnih objekata u Republici Srbiji i predstavlja značajan doprinos pripremi procesa energetske sertifikacije [15]. Usvajanje podzakonskih akata koji bi bliže definisali primenu zakonskih odredbi o energetskoj sertifikaciji objekata najavljeno je za drugu polovinu 2011. godine.

2.2.1 Priprema podzakonskih akata Inženjerska komora Srbije zajedno sa ministarstvom zaštite životne sredine, rudarstva i prostornog planiranja formirala je komisiju koja je dobila zaduženja da izradi pravilnike o energetskoj efikasnosti i energetskoj sertifikaciji zgrada. Po zakonu o planiranju i izgradnji koji je donet 2009. godine potrebno je izraditi podzakonske akte koji bi omogućili primenu ovog zahteva. Ministarstvo je nadležno za te akte, a nadležnost je preneta na komisiju koja intenzivno radi na pripremi pravilnika kojima će biti definisana primena svih zahteva vezanih za energetsku sertifikaciju objekata na teritoriji Republike Srbije. Reč je o Pravilniku o energetskoj efikasnosti zgrada gde se propisuje metodologija proračuna za klimatizaciju, grejanje i hlađenje zgrade. Na osnovu tog proračuna će se određivati razredi u kojima se nalazi objekat i na temelju dobijenih podataka će se izdavati energetski pasoš zgrade. Energetski pasoši će se izdavati za sve nove zgrade, dakle pre dobijanja upotrebne dozvole u dokumentaciji će morati da bude priložen i sertifikat o energetskoj efikasnosti zgrade, a za stare zgrade pasoš će biti potreban prilikom prodaje ili rentiranja objekta. U pripremi je i Pravilnik o energetskoj sertifikaciji zgrada u kome će biti propisano ko će vršiti sertifikaciju zgrada. Ovlašćeni sertifikatori će pre dobijanja licence morati da prođu obuku, a kako je reč o interdisciplinarnoj oblasti lica koja će vršiti merenja će biti stručnjaci različitih profila: mašinski inženjeri, građevinski inženjeri, inženjeri elektrotehnike i arhitekte. U Republici Srbiji postoji preko tri miliona objekata koji moraju da se sertifikuju u dogledno vreme [10].

- 16 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3. ANALIZA ENERGETSKIH KARAKTERISTIKA ZGRADE 3.1 Potrošnja energije u zgradarstvu Svakodnevna upotreba pojma energija intuitivno je jasna i izjava da je energija pokretač života, nije nimalo preterana. U svakodnevnom životu energiju koristimo za sopstvene aktivnosti (hemijskim putem iz hrane), zatim za pripremu hrane, za zagrevanje vode, za grejanje ili hlađenje, za pokretanje prevoznih sredstava, itd. Fizika energiju definiše kao sposobnost tela da izvrši rad. Energiju samu po sebi nije moguće čulima spoznati, ali njene učinke naravno jeste - kretanje, toplota, svetlost, zvuk, itd. Promene oblika energije prema zakonima prirode definisao je nemački filozof i fizičar Helmholtz4. Prema njegovoj definiciji “u izolovanom sistemu (koji nije u vezi sa okolinom), zbir svih količina energije ne menja se sa vremenom”. Energija, dakle, može prelaziti iz jednog oblika u drugi, no pri tome ukupna količina energije ostaje konstantna. Jedinica za energiju je Džul (oznaka: J), često se upotrebljavaju i izvedeni oblici (kJ, MJ, PJ, itd.). Ipak, u svakodnevnom životu puno se češće upotrebljava ekvivalentna jedinica Ws (watt second, 1J = 1 Ws), a posebno njen izvedeni oblik kWh. Vredi sledeća jednakost: 1 kWh = 3 600 000 J = 3,6 MJ Stara jedinica za energiju, koja nije u međunarodnom sistemu označavanja, ali koja se ipak još uvek može sresti jeste kalorija (oznaka: cal). Tabela 2. Međusobni odnosi jedinica za energiju [1] kcal

kJ

kWh

1 kcal =

1

4,168

1.163 · 10-3

1 kJ =

0,2388

1

2,7778 · 10-4

1 kWh =

859,845

3600

1

3.1.1 Vrste i izvori energije U energetici je najpogodnija podela energije prema stepenu pretvaranja iz oblika koje ne možemo neposredno koristiti. Podela je sledeća: • primarna energija - energija sadržana u nosiocu energije tj. energentu (nafta, gas, ugalj), 4

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (August 31, 1821 – September 8, 1894)

- 17 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

• sekundarna energija - energija dobijena energetskom transformacijom iz primarne energije (npr. električna energija dobijena iz uglja u termoelektrani, na pragu te elektrane), a pri tome deo primarne energije se gubi zbog neefikasnosti transformacije, • neposredna (konačna) energija - energija koja dolazi do krajnjeg korisnika, dakle do našeg domaćinstva, pri tome deo sekundarne energije se izgubi zbog gubitaka u prenosu i distribuciji energije, • korisna energija - energija za zadovoljavanje potreba krajnjih korisnika, npr. toplota električne grejne ploče na štednjaku, a pri tome deo konačne energije se takođe gubi zbog neefikasnosti transformacije korišćenih uređaja.

Slika 6. Prikaz pretvaranja energije - od primarne do korisne [6] Izvore energije delimo na obnovljive i neobnovljive. Karakteristika obnovljivih izvora energije jeste da su neiscrpni odnosno neprestano se obnavljaju u prirodi. U obnovljive izvore energije ubrajamo sunčevu energiju, energiju vetra, energiju vode i geotermalnu energiju. Energija dobijena iz biomase se takođe smatra obnovljivim izvorom energije. Za razliku od njih, neobnovljivi izvori energije su fosilna (ugalj, nafta i prirodni gas) i nuklearna goriva (uran, plutonijum), čija su nalazišta i zalihe ograničene i podložne konačnom iscrpljivanju. Nabrojani izvori energije retko su nam neposredno korisni – do upotrebljivih oblika energije (električna, toplotna i kinetička – energija kretanja) dolazimo pomoću različitih mašina i uređaja za energetske transformacije. U nastavku su nabrojani samo neki, koji se mogu sresti u zgradama, domaćinstvima i ličnoj upotrebi: • kotlovi/bojleri (energija iz goriva (prirodni gas, lož ulje, ugalj, drvna biomasa) se pretvara u toplotnu energiju), • motori sa unutrašnjim sagorevanjem (energija iz goriva se pretvara u kinetičku energiju), • sunčevi toplotni kolektori (elektromagnetno zračenje sunca se pretvara u toplotnu energiju), • fotonaponski paneli (elektromagnetno zračenje sunca se pretvara u električnu energiju), - 18 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

• toplotne pumpe – tzv. „dizalice“ toplote (pomoću električne energije pretvaraju toplotnu energiju iz okoline niže temperature u toplotnu energiju više temperature).

3.1.2 Energetski bilans zgrade Potrošnja energije u zgradi zavisi od karakteristika same zgrade (njenog oblika i konstrukcionih materijala), karakteristika energetskih sistema u njoj (sistema grejanja, električnih uređaja i rasvete, i dr.), ali i od klimatskih uslova oblasti u kojoj se zgrada nalazi. Osnovni pojmovi za analizu potrošnje energije u zgradama su: ● toplotni gubici i dobici, ● koeficijent prolaza toplote, ● stepen-dani grejanja, ● stepen korisnog delovanja. Ovi kriterijumi su ključni za određivanje energetskog (toplotnog) bilansa zgrade. Samu zgradu trebamo razmatrati kao sistem pa je kao takvu i analizirati [1]. Na slici 5. prikazana je zgrada sa svim tokovima energije, tj. prikazan je energetski bilans zgrade.

Slika 7. Toplotni gubici objekta [1] Energetski bilans zgrade podrazumeva sve energetske gubitke i dobitke te zgrade. Pri tome obično govorimo o toplotnom bilansu zgrade, odnosno razmatramo koliko je energije potrebno da bi se zadovoljile toplotne potrebe zgrade. Važno je zapamtiti da je potreba za toplotnom energijom uvek usko vezana za toplotne gubitke zgrade. Naime, dok god su toplotni dobici energije dovoljni za pokrivanje toplotnih gubitaka, u zgradi će se održavati željeni uslovi toplotne ugodnosti. Prema tome, mora vredeti jednakost: ene. dobici = ene. gubici ; odnosno - 19 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

energija sistema za grejanje + unutrašnji termički dobici + termički dobici od sunca = transmisioni gubici + ventilacioni gubici + gubici sistema grejanja Transmisioni gubici toplote nastaju prolaskom (transmisijom) toplote kroz elemente omotača zgrade. Oni zavise od konstrukcionih elemenata zgrade (opeka, armirano-betonska), debljini termičke zaštite na zidovima, prozorima, vratima, itd. Transmisioni gubici nisu jedini koji određuju potrebe grejanja zgrade. Naime, njima se moraju dodati i termički gubici zbog provetravanja, tzv. ventilacioni gubici (Qvent). Oni se određuju na temelju potrebnog broja izmena vazduha. Osim termičkih gubitaka, u zgradama imamo i termičke dobitke koji ne dolaze iz sistema grejanja, tzv. slobodne termičke dobitke. Ti dobici uključuju toplotu dobijenu od osoba koje borave u prostoru, kao i od različitih uređaja (npr kancelarijska oprema, rasveta, kuhinjski uređaji i dr.) koji se u tom prostoru koriste. Te dobitke nazivamo unutrašnjim ili internim dobicima (Qin). Osim toga, određena količina toplote u prostor dolazi i od Sunčevog zračenja (Qsun). Prema tome, energija koju je potrebno osigurati iz sistema grejanja (korisna energija Qk) za zagrevanje zgrade jednaka je: Qk = Qtrans + Qvent − Qin − Q sun

gde je:

(1)

Qk – korisna energija Qtrans – transmisioni gubici Qvent – ventilacioni gubici Qin – unutrašnji dobici Qsun – dobici od sunca

Da bi sistem grejanja zadovoljio termičke potrebe zgrade, potrebna je određena količina primarne energije (energenta) Q. Ta je energija veća od energije Qk jer tehnički sistemi nisu savršeni, tj. oni takođe imaju svoje gubitke (Qη). Ove gubitke određujemo upravo pomoću stepena korisnog dejstva. Stepen korisnog dejstva kotla, bojlera ili uopšteno bilo kojeg drugog uređaja, određuje se laboratorijskim merenjima i to je podatak koji proizvođač mora da navede na svom proizvodu. Stepen korisnog dejstva označava se sa η, a izražava u procentima i govori kolika je efikasnost pretvaranja goriva u kotlu. Naime, energiju goriva ne možemo iskoristiti u potpunosti, jer se deo energije izgubi sa ispuštenim dimnim gasovima ili vlagom, deo se prenosi sa samog kotla na okolinu zračenjem, a deo goriva ni ne sagori u potpunosti. Jasno je dakle da vredi jednakost: Q = Qk + Qη

gde je:

(2) Q – primarna energija Qk – korisna energija Qη – gubici tehničkih sistema

- 20 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Prema tome, energetski bilans zgrade glasi: Q + Qin + Q sun = Qtrans + Qvent + Qη

(3)

Iza energetskog bilansa upravo se krije i osnovna ideja energetske efikasnosti u zgradarstvu, a to je smanjiti potrebnu energiju za sistem grejanja na najmanju moguću meru, tj. smanjiti ulaznu energiju i gubitke energije, a pri tome ne narušiti toplotnu ugodnost i komfor u prostoru. Upravo je iz jednakosti (3) jasno da mere energetske efikasnosti idu u tri smera: • povećanje toplotnih dobitaka od Sunca (posebno kod novogradnje), • smanjenje transmisionih i ventilacionih gubitaka (poboljšanje termičke izolacije, energetski efikasni prozori), • smanjenje gubitaka u sistemu grejanja (energetski efikasni kotlovi, izolacija cevne mreže, automatska regulacija), • povećanje udela obnovljivih izvora energije (sunčevi kolektori za sistem potrošne tople vode i kao dodatak sistemu grejanja, korišćenje biomase).

3.1.3 Analiza ukupnih energetskih potreba zgrade U prethodnom delu rada izloženi su podaci o toplotnim potrebama zgrade. Ovakav metodološki pristup je svakako opravdan ukoliko se u obzir uzme da sistemi grejanja prostora učestvuju sa preko 50% u ukupnim energetskim potrebama zgrade, posebno porodičnih kuća.

Slika 8. Specifikacija energetskih potreba u sektoru zgradarstva u EU [3] - 21 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Uopšteno, energetske potrebe zgrade uključuju: • električnu energiju za rasvetu, • električnu energiju za razne uređaje, • električnu energiju za ostale uređaje u zgradama (liftovi i dr.), • električna energija za pogon ventilatora i pumpi u sistemima grejanja, ventilacije i klimatizacije, • energija za snabdevanje i zagrevanje potrošne tople vode (PTV), • toplotna energija za grejanje prostora, • rashladna energija za hlađenje, • ostale, sekundarne potrebe za toplotnom energijom. Na slici 8. prikazan je udeo pojedinih sistema u ukupnoj potrošnji energije u tipičnom domaćinstvu u EU. Treba napomenuti da je u poslovnim zgradama ovaj odnos drugačiji. Prema dostupnim podacima, udeo potrošnje električne energije u Republici Srbiji u uslužnom sektoru iznosi 51% ukupne potrošnje energije sektora [3]. Prema tome, moguće je zaključiti da se u ovom sektoru ogroman deo energije troši na hlađenje, rasvetu i kancelarijsku opremu.

Slika 9. Pregled tehničkih sistema koji utiču na potrošnju energije u zgradi [1] - 22 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Struktura potrošnje energije po energetskim sistemima u zgradi zavisi takođe i od klimatskih uslova, pa tako udeo potrošnje energije u sistemima grejanja može varirati od 30 do 60%, dok udeo potrošnje energije u rashladnim sistemima može varirati od 3 do 10%. Na potrošnju energije u ovim sistemima veliki uticaj imaju oblik građevine (odnos grejane površine i zapremine građevine), termoizolacija, izbor tehničkog sistema. Pregled sistema u kojima se koristi energija u zgradama, kao i konstrukcionih elemenata same građevine koji utiču na potrošnju, prikazan je na slici 9. U sistemima grejanja i pripreme potrošne tople vode potrebno je razmotriti upotrebu obnovljivih izvora energije u zgradama, posebno kotlova na biomasu ili sunčevih toplotnih kolektora. Osim toga, obnovljivi izvori energije mogu se koristiti i za sopstvenu proizvodnju električne energije pomoću fotonaponskih panela ili mini vetrogeneratora. 3.1.4 Potrošnja energije i emisija štetnih gasova Potrošnju energije prate emisije štetnih gasova, posebno CO2. Emisije CO2 zavise od količine i tipa energenta koji se koristi. Specifične emisije CO2 po TJ goriva najveće su pri sagorevanju uglja, a zatim slede lož ulje i prirodni gas [1]. Emisije CO2 pri sagorevanju fosilnih goriva izračunavaju se prema formuli: EM = EFC x Hd x OC x 44/12 x Q

(4)

Pri čemu su: • EM – ukupna emisija CO2 [t] • EFC – emisioni faktor ugljenika [t C/TJ] • Hd – donja ogrevna moć goriva [GJ/t ili GJ/103 m3] • OC – frakcija ugljenika koja oksiduje [-] • 44/12 - stehiometrijski odnos CO2 i C • Q – količina goriva [kt ili 106 m3] Tabela 3. Faktori za proračun emisija CO2 nastalih sagorevanjem energenata [1] EFc [t_C/TJ_goriva] Prirodni gas

Hd

Oc

EFc · Oc · 44/12

[GJ/t(10 m )]

[-]

[t_CO2/TJ_goriva]

15,3

34,00

0,995

55,82

Tečni naftni gas

17,2

46,89

0,99

62,44

Lož-ulje

21,1

40,19

0,99

76,59

Ekstra lako lož-ulje

20,2

42,71

0,99

73,33

Kameni ugalj

25,8

24,30

0,98

92,71

Mrki ugalj

26,2

18,20

0,98

94,15

Lignit

27,6

12,15

0,98

99,18

Drvo za ogrev

0,0

9,00

-

-

3

3

- 23 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Jasno je da ćemo smanjenje emisija CO2 koje je rezultat izvođenja projekta energetske efikasnosti izračunati kao razliku emisija pre i nakon izvođenja tog projekta, odnosno u jednačinu će se uvrstiti vrednost: ∆Q=Qpre - Qposle

(5)

No, osim sagorevanja navedenih energenata, potrebno je razmotriti i koliko smanjenje potrošnje tzv. mrežnih oblika energije, odnosno električne energije i toplotne energije iz gradske mreže utiče na smanjenje emisija CO2. U tu svrhu se koriste nacionalni emisioni faktori. U tabelama 4 i 5 navedeni su nacionalni emisioni faktori Republike Hrvatske, odnosno BIH. Tabela 4. Faktori za proračun emisija CO2 za električnu i toplotnu energiju u Republici Hrvatskoj [1] g CO2/kWh

g CO2/MJ

Specifična emisija CO2 za potrošnju električne energije

276.75

-

Specifična emisija CO2 za potrošnju toplotne energije

269.39

74.83

Tabela 5. Faktori za proračun emisija CO2 za električnu i toplotnu energiju u BIH [16]

Izvor energije

Električna energija

Faktor emisije CO2 po jedinici po jedinici električne energije korisne [kgCO2/kWh] toplote [kgCO2/kWh] 0,7446

0,7597

Važno je istaći da je za svaki projekat energetske efikasnosti, osim smanjenja potrošnje energije, potrebno iskazati i rezultujuće smanjenje emisija štetnih gasova, koje se njime ostvarilo i tako doprinelo postizanju nacionalnih ciljeva na koje su se obavezale zemlje potpisnice Kjoto protokola.

3.1.5 Ocena efikasnosti potrošnje energije u zgradi Ipak, kako smo videli, u ukupnu potrošnju energije uključujemo i potrošnju energije za pripremu potrošne tople vode, kuvanje i za razne električne uređaje i rasvetu. Za određivanje efikasnosti potrošnje energije u zgradi koristimo indikator energetske efikasnosti – godišnja potrošnja energije po korisnoj jedinici grejane površine (koristi se i naziv energetski broj ili energetska karakteristika). Ovaj indikator koristi se za: - 24 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

• ocenu efikasnosti potrošnje energije u postojećim zgradama, uzimajući u obzir stanje njihovog omotača, efikasnost tehničkih sistema i navika korisnika/stanara; • monitoring i ocenu rezultata realizovanih mera energetske efikasnosti; • uporedne analize sa drugim objektima iste namene5; • ocenu budućih energetskih potreba novih građevina prilikom njihovog projektovanja. Energetska karakteristika označava se sa E i izražava se jedinicom kWh/m2godišnje: E=

Q Agr

 kWh   m 2 god   

(6)

Energetska karakteristika zgrade određuje se kao zbir svih energetskih brojeva pojedinih sistema zgrade: energetski broj EGR za grejanje prostora, EPTV za pripremu potrošne tople vode i EO za ostalu tehničku opremu poput rasvete, električnih uređaja, kuvanje i dr. Ukupni energetski broj jednak je: E = EGR + EPTV + EO

(7)

Jednostavnije, ukoliko je poznata ukupna godišnja potrošnja energije (sve vrste energije) u nekoj zgradi i njena grejana površina, lako se iz jednačine (7) određuje energetska karakteristika zgrade. Treba istaći da je ovaj indikator uporediv samo za objekte sličnog načina upotrebe (hoteli, škole, restorani, dečja zabavišta, jednoporodične zgrade, zgrade sa više stanova, javni objekti). Za specifične objekte osim po kvadratnom metru površine, potrošnja energije može se izraziti i po broju osoba koje borave u prostoru ili po drugim specifičnim činiocima koji utiču na potrošnju energije u prostoru (broj učenika u školi, broj gostiju u hotelima, broj bolesničkih kreveta u bolnici i sl.). Neke ciljne vrednosti kako ih predlaže EU date su u tabeli 6. Tabela 6. Ciljne vrednosti energetskih brojeva izračunate na neto korisnu površinu [1]

5

EGP kWh/m2 god.

EPTV kWh/m2 god.

EO kWh/m2 god.

E kWh/m2 god.

Porodična kuća

55

25

25

105

Zgrada sa više stanova

50

20

25

95

Poslovni objekat

45

15

20

80

Benchmarking

- 25 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Ipak, najčešće se koristi samo energetski broj za grejanje prostora, koji služi i za ocenu energetske efikasnosti zgrade. Tipične evropske vrednosti energetskog broja za grejanje i odgovarajuća ocena energetske efikasnosti zgrade date su u tabeli 6. Tabela 7. Ocena efikasnosti potrošnje toplotne energije u zgradi [1]

3.2

Klasa

Energetski broj za grejanje Egr (kWh/m2god)

Komentar

A

0 -30

najbolja energetska efikasnost

B

31 -50

visoka energetska efikasnost

C

51 -70

energetski efikasna zgrada

D

71 - 120

prosečna zgrada

E

121 -160

nezadovoljavajuća energetska efikasnost

F

161 -200

energetski neefikasna zgrada

G

201 -

potpuno energetski neefikasna zgrada

Termička zaštita zgrada

Zgrade su najveći pojedinačni potrošači energije, a time i veliki zagađivači životne sredine. Zbog dugog životnog veka zgrada, njihov je uticaj na životnu sredinu izrazito dug i kontinuiran i ne možemo ga zanemarivati. Građenje se prečesto tretira kao isključivo ekonomski proces, a zapravo je u prvom redu ekološki, socijalni i kulturni fenomen, koji treba zadovoljiti ljudske potrebe i aspiracije. Ekonomski interesi često imaju puno veću moć od ekoloških interesa. Nagli razvoj tržišta, ekonomije, prodor i uticaj kapitala i medija kao i neverovatna ekspanzija gradnje u poslednjoj deceniji, ostavljaju trag na arhitektonskim realizacijama koje su često upitnog kvaliteta. Za uspešnu implementaciju mera energetske efikasnosti u zgradarstvu potrebno je uspostaviti mehanizme koji će trajno smanjiti energetske potrebe pri projektovanju, izgradnji i korišćenju novih zgrada, kao i rekonstrukciji postojećih, te ukloniti barijere uvođenju mera energetske efikasnosti u postojeći i novi stambeni i nestambeni fond zgrada. - 26 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Uspešna implementacija mera energetske efikasnosti temelji se dakle na: • promeni zakonodavnog okruženja i usklađivanju sa evropskom regulativom u oblasti termičke zaštite i uštede energije i primene obnovljivih izvora energije; • povećanju termičke zaštite postojećih i novih zgrada; • povećanju efikasnosti sistema grejanja, hlađenja i ventilacije; • povećanju efikasnosti sistema rasvete i električnih uređaja; • energetskom menadžmentu i upravljanju energijom u postojećim i novim zgradama; • propisivanju ciljne vrednosti ukupne godišnje potrošnje zgrade po m2 ili m3; • uvođenju energetskog sertifikata kao sistema označavanja zgrada prema godišnjoj potrošnji energije; • stalnoj edukaciji i promociji mera povećanja energetske efikasnosti. Osnovna karakteristika postojeće izgradnje u Republici Srbiji je neracionalno velika potrošnja svih tipova energije, prvenstveno energije za grejanje, ali porastom standarda sve više i za hlađenje zgrada. Energetska potrošnja namenjena za grejanje, pripremu tople vode i klimatizaciju prostora, predstavlja najznačajniji deo energetske potrošnje u zgradama. Ukupan broj stanova u Srbiji6, prema zadnjem popisu stanovništva iz 2002. godine, iznosi 2,96 miliona i iz tog podatka je jasno vidljiv energetski potencijal zgrada u Republici Srbiji [5]. Najveći je procenat objekata sa potrošnjom energije za grejanje prostora od 150 do 200 kWh/m2 što je zabrinjavajuće niska stopa energetske efikasnosti tih građevina.

3.2.1 Energetsko stanje i potencijal postojećih zgrada u odnosu na period gradnje Sa aspekta energetske potrošnje, period izgradnje izuzetno je važan parametar. Podela zgrada u zavisnosti od starosti i vrste gradnje je oblast kojoj nije posvećena dovoljna pažnja i o kojoj će, u budućnosti, trebati puno više da se povede računa. Zbog karakteristika gradnje i nedostatka propisa o termičkoj zaštiti, u razdoblju najveće stambene izgradnje u bivšoj SFRJ, a samim tim i u Republici Srbiji, od 1950. do 1980. godine, izgrađen je niz stambenih i nestambenih objekata koji su danas veliki potrošači energije, sa prosečnom potrošnjom energije za grejanje od preko 200 kWh/m2 [5]. Prvi propisi o toplotnoj zaštiti zgrada u SFRJ doneseni su 1970. godine7. Pravilnikom su propisane najveće dopuštene vrednosti koeficijenta prolaza toplote pojedinih građevinskih delova, s obzirom na klimatsku zonu u kojoj se zgrada nalazi. Čitavo područje tadašnje Jugoslavije bilo je podeljeno u tri građevinske klimatske zone sa propisanim najvećim dopuštenim koeficijentom prolaza toplote. Godine 1980. doneseni su novi zahtevi u pogledu toplotne zaštite zgrada u okviru norme JUS U.J5.600: Toplotna tehnika u građevinarstvu; Tehnički uslovi za projektovanje i građenje zgrada, kojima su vrednosti dopuštenih koeficijenata prolaza toplote smanjene za oko 30 %. Novo, pooštreno i dopunjeno izdanje ovih normi doneseno je 1987. godine, a u Republici Srbiji je na snazi i danas. Imajući u vidu gore navedeno, prema starosti i vrsti gradnje postojeće zgrade možemo podeliti u četiri grupe: • zgrade građene pre 1970. godine, 6 7

Za AP Kosovo i Metohija podaci nisu navedeni. „Pravilnik o tehničkim merama i uslovima za toplotnu zaštitu zgrada“ – Službeni list SFRJ 35/70

- 27 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

• zgrade građene u periodu od 1970. do 1987. godine, • zgrade građene nakon 1987. godine, • novogradnja. Zgrade sagrađene pre 1950. godine građene su tradicionalnim tehnikama i materijalima, dok je za zgrade građene u periodu 1950. do 1970. godine, odnosno periodu velike i ubrzane gradnje, došlo do primene novih materijala i statički laganijih konstrukcija. Ovu fazu gradnje karakteriše nepostojanje zahteva i propisa o termičkoj zaštiti i ona predstavlja najveći problem u smislu energetske potrošnje. Stare zgrade masivne zidane konstrukcije, iako termički neizolovane, ne predstavljaju tako veliki problem u smislu termičkih gubitaka. Problem se javlja 50-tih i 60-tih godina pojavom novih građevinskih materijala. Termička zaštita zgrada je deo građevinske fizike i relativno je mlada disciplina. Vezana je za naglu pojavu novih materijala u graditeljstvu 50-tih godina, energetsku krizu te uz razvoj svesti o potrebi uštede energije i zaštite životne sredine. Nedovoljna termoizolacija dovodi do povećanih termičkih gubitaka zimi, hladnih ivičnih konstrukcija, oštećenja nastalih kondenzacijom (vlagom), te pregrevanja prostora leti. Posledice su oštećenja konstrukcije, te neudobno i nezdravo stanovanje i rad. Zagrevanje takvih prostora zahteva veću količinu energije što dovodi do povećanja cene korišćenja i održavanja prostora, ali i do većeg zagađenja životne sredine. Zagađenje okoline opet ima uticaj na oštećenje građevina i na život i zdravlje ljudi. U tradicionalnom graditeljstvu zaštitna uloga spoljnog omotača zgrade bila je iskustveno prenošena zavisno o primenjenom materijalu koji je zadovoljavao nosivost i pružao određenu termičku zaštitu. Termička zaštita nije bila predmet koji je usmeravao izbor konstrukcije, a ušteda energije, prema današnjem shvatanju, bila je potpuno nepoznata. U periodu od 1970. do 1980. godine vrlo je česta izgradnja vitkih skeletnih konstrukcija ili poprečnih betonskih nosivih zidova, a ispuna između nosive konstrukcije radi se često kao stolarski element sa izuzetno lošim termičkim karakteristikama. Česti su i betonski parapetni paneli, bez ikakve termičke zaštite. Osnovna karakteristika gradnje u periodu od 1970. do 1987. s obzirom na termičku zaštitu, je sa jedne strane usvajanje prvih propisa o termičkoj zaštiti zgrada i početak skromnog korišćenja termičke izolacije, a sa druge strane gradnja statički vitkih, tankih konstrukcija, velikih staklenih površina i zapravo termički vrlo loših objekata. Prvim propisima o termičkoj zaštiti zgrada u bivšoj SFRJ određena je podela državne teritorije na tri građevinsko klimatske zone. Za svaku zonu su propisane najveće dozvoljene vrednosti koeficijenta prolaza toplote k (danas U) za pojedine elemente spoljnog omotača zgrade. Počinje skromna primena termičke izolacije u debljinama 2-4 cm. Istovremeno se razvija industrija građevinskih materijala, kao i primena armiranog betona, zahvaljujući kome konstrukcija zgrada postaje sve tanja i sve lakša. Statika zgrade je najčešće zadovoljena, ali energetski koncept ne postoji. Nikakva ili vrlo stidljiva primena termičke izolacije karakteristična je za gradnju sve do 1980. godine. Koriste se uglavnom prozori sa izo staklom, ali vrlo loših profila, bez prekinutog toplotnog mosta, te sa lošim zaptivanjem. Uprkos svetskim trendovima i naglašenoj potrebi za štednjom energije u zgradama, Srbiji je trebalo preko dvadeset godina do usvajanja strožijih zahteva u vezi termičke zaštite i uštede toplotne energije u zgradama. Svi projekti i sva izgradnja u periodu od 1987. godine do danas, imaju u proseku isti termički kvalitet, a godišnje potrebe za energijom kreću se do 150 kWh/m2 godišnje. Gradi se svim dostupnim materijalima na tržištu, a primenjena termoizolacija je nezadovoljavajuća. - 28 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Aktivnosti na povećanju energetske efikasnosti povećanjem termičke zaštite zgrada treba usmeriti na zgrade građene pre 1987. godine. U zgradama građenim u periodu nakon 1987. potrebno je dodatnim preporukama za uštedu energije regulacija, štedljiva rasveta, itd. i manjim zahvatima na omotaču zgrade, smanjiti potrošnju energije. Ono što treba svakako učiniti je usmeriti sve snage na povećanje energetske efikasnosti, termičku zaštitu i uštedu energije novih zgrada, kako putem zakonske regulative, tako i putem promocije i podizanja svesti o uštedi energije i zaštiti životne sredine.

3.2.2 Saveti za projektovanje i gradnju Kod gradnje nove zgrade važno je već u fazi idejnog projektovanja u saradnji sa projektantom predvideti sve što je potrebno za dobijanje kvalitetne i optimalno energetski efikasne zgrade. Zato je potrebno: • analizirati lokaciju, orijentaciju i oblik objekta, • primeniti visok nivo termoizolacije celog spoljnog omotača i izbegavati toplotne mostove, • iskoristiti termičke dobitke od sunca i zaštititi se od preterane osunčanosti, • koristiti energetski efikasan sistem grejanja, hlađenja i ventilacije i kombinovati ga sa obnovljivim izvorima energije. Projektovanje je danas, više nego ikada pre, multidisciplinarna aktivnost u kojoj svi učesnici u projektovanju, a kasnije i u gradnji i održavanju moraju od samog početka biti uključeni na koordinisanom izvođenju projekta, odnosno gradnje i održavanja.

Slika 10. Zahtevi savremenog koncepta energetskog menadžmenta u zgradama [1] Već u fazi idejnog projekta potrebno je doneti određene odluke vezano za energetiku zgrade te ih uključiti u projektovanje na samom početku. To se posebno odnosi na niskoenergetsku potrošnju i primenu energetski efikasnih sistema grejanja i hlađenja, ventilacije te obnovljivih izvora energije u zgradama. Pojavljuje se sve veća potreba za planiranjem i modeliranjem energetske potrošnje i uvođenjem energetskog menadžmenta u nove, ali i postojeće zgrade. - 29 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Za nove zgrade površine veće od 1000 m2, prema Direktivi 2002/91/EC, razmatraće se alternativni sistemi snabdevanja energijom bazirani na obnovljivim izvorima, kogeneraciona postrojenja, daljinsko grejanje i hlađenje kao i korišćenje toplotnih pumpi. Zbog toga je potrebna saradnja stručnjaka različitih profila u izradi projekata i pri donošenju odluka. Za planiranje energetike u zgradarstvu potrebno je u fazi projektovanja postaviti tehničke uslove i osigurati prostorne parametre, uskladiti sa karakteristikama regiona i lokacije kroz: ● debljinu termoizolacije, ● efikasne sisteme grejanja i hlađenja, ● primenu obnovljivih izvora energije, ● primenu pasivnih tehnika grejanja i hlađenja. Na početku svakog projekta potrebno je analizirati klimatske i uslove lokacije te u skladu sa njima početi planirati energetski koncept objekta. Pri tome treba imati na umu da je dodatno ulaganje u povećanje energetske efikasnosti i smanjenje toplotnih gubitaka na novogradnji višestruko isplativo. Povećanje cene izgradnje za 10 do 20 procenata, može srazmerno značiti energetske uštede za čak 50 do 80 procenata. Potrebno je analizirati optimalni nivo termoizolacije i u skladu sa tim planirati energetske sisteme u objektu. Važnu ulogu ima i zaštita od preteranog osunčavanja prostora, koja vrlo često može biti u sklopu vizuelnog arhitektonskog elementa, pa je i to važno razmotriti u fazi idejnog projekta. Posebno je važna saradnja svih učesnika u projektovanju, kao i budućih korisnika zgrade, u pažljivoj optimizaciji i planiranju energetskog koncepta. U ukupnom energetskom bilansu objekta važnu ulogu igraju i toplotni dobici od sunca. U savremenoj arhitekturi puno pažnje posvećuje se dobicima od sunca i zaštiti od preteranog osunčanja, jer se i pasivni dobici toplote moraju regulisati i optimizovati u zadovoljavajuću celinu. Sistemi za zaštitu od sunca usklađeni sa spoljnim uslovima sredine osiguravaju dobre uslove rada i boravka u zgradi. Ako se kontroliše njihova primena (mobilnost, automatizacija) omogućuju prilagodljiv ulazak sunca u zgradu. Stoga je moguće potrošnju energije za hlađenje leti i grejanje zimi, značajno smanjiti i koristiti ili izbegavati dobitke od sunca. Elementi zaštite od sunca mogu se postavljati na fasadi i u unutrašnjem prostoru.

Slika 11. Primer nadstrešnice sa višestrukom namenom na objektu [3] - 30 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Elementi mogu biti fiksirani ili pokretni, odnosno klizni, rolo i uz sve to automatizovani. Mogu biti postavljeni kao pojedinačni vertikalni ili horizontalni elementi ili kao ploče, u oba slučaja spolja ili unutra. Elementi moraju biti lagani, a postavljaju se na potkonstrukciju koja je odmaknuta od nosive konstrukcije zgrade. Materijali od kojih se izrađuju elementi zaštite od sunca su : • aluminijum, • drvo, • tkanine (fiberglas, impregnirane ili prirodni materijal). Korisni elementi zaštite od sunca su nadstrešnice ili tremovi određene dužine na južnom pročelju koje sprečavaju upad sunca leti, a propuštaju ga zimi. Po pravilu se na južnoj strani postavljaju horizontalni elementi jer letnje južno sunce upada pod visokim uglom pa ga horizontalna ploča može odbiti. Zimi sunce upada pod blagim uglom i prolazi kroz horizontalne elemente u prostor. Na zapadnoj i istočnoj strani se postavljaju vertikalni elementi koji mogu raspršiti zrake jer sunce sa zapada uvek upada pod blagim uglom. Dodatno, moguće je upotrebom mobilnih i automatizovanih elemenata optimizovati korišćenje dobitaka od sunčevog zračenja za pojedine prostore prema trenutnoj potrebi. Ipak, zaštiti od sunca najviše doprinosi pravilna orijentacija zgrade, odnosno grupisanje prostorija po nameni prema uslovima pojedine orijentacije.

3.2.3 Toplotni mostovi Toplotni most je manje područje u omotaču grejanog dela zgrade kroz koje je toplotni tok povećan zbog promene materijala, debljine ili geometrije građevine. Zbog smanjenog otpora toplotnom protoku u odnosu na tipični presek konstrukcije, temperatura unutrašnje površine pregrade na toplotnom mostu manja je nego na ostaloj površini što povećava opasnost od kondenzovanja vodene pare.

Slika 12. Proračun toplotnog mosta na neizolovanom delu zgrade [1]

- 31 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Slika 13. Proračun toplotnog mosta na rekonstruisanom delu zgrade [1] U zavisnosti od uzroka povišenog toplotnog protoka, razlikujemo dve vrste toplotnih mostova: • konstruktivni toplotni mostovi – nastaju kod kombinacija različitih vrsta materijala, • geometrijski toplotni mostovi – nastaju usled promene oblika konstrukcije, npr. uglovi zgrade. U praksi su vrlo česte kombinacije ovih vrsta toplotnih mostova. Ravnomeran toplotni otpor spoljnog omotača zgrade može se promeniti usled: • potpunog ili delimičnog prodora omotača zgrade materijalima drugačijih svojstava toplotne provodljivosti, • promene debljine građe, • razlike između unutrašnje i spoljne površine, kao što se događa na spojevima zida, poda, plafona. Posledice toplotnih mostova su: • promene u toplotnim gubicima, • promene unutrašnje površinske temperature. Zbog manjeg otpora toplotnom protoku, u odnosu na tipični presek pregrade, temperatura unutrašnje površine pregrade na toplotnom mostu manja je nego na preostaloj površini, što povećava potencijalnu opasnost kondenzovanja vodene pare na ovim mestima. Najbolji način izbegavanja toplotnih mostova je postavljanje termičke izolacije sa spoljne strane celog omotača, bez prekida te dobro zaptivanje. Termografskim snimanjem zgrade vrlo se lako mogu uočiti tipični toplotni mostovi. Izgraditi zgradu bez toplotnih mostova gotovo je nemoguće, ali uz pravilno projektovane detalje toplotne zaštite uticaj toplotnih mostova, možemo smanjiti na minimum. Potencijalna mesta toplotnih mostova su balkoni, krovovi, spojevi konstrukcija, spojevi zida i prozora, kutije za roletne, niše za radijatore, temelji i drugo. Zato na njih, pri rešavanju konstruktivnih detalja, treba obratiti posebnu pažnju. Preporučuje se u glavnom i izvođačkom projektu razraditi sve bitne detalje, posebno mesta potencijalnih toplotnih mostova. Prozore treba ugraditi tako da su barem delom u - 32 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

nivou toplotne izolacije; kutija za roletnu mora biti termički izolovana; termoizolaciju zida treba povući do temelja, a po potrebi treba izolovati i temelj.

Slika 14. Pojava plesni na mestima kritičnih toplotnih mostova [1] Po završetku izgradnje, kvalitet gradnje i toplotne zaštite moguće je dodatno proveriti termografskim snimanjem.

Slika 15. Poređenje termograma pre i nakon rekonstrukcije omotača zgrade [1]

3.2.4 Prozori, staklene površine i vrata Prozor je najdinamičniji deo spoljnog omotača zgrade, koji istovremeno deluje kao prijemnik koji propušta solarnu energiju u prostor i kao zaštita od spoljnih uticaja i toplotnih gubitaka. Gubici kroz prozore dele se na transmisione gubitke i na gubitke ventilacijom, tj. provetravanjem. Ako saberemo transmisione toplotne gubitke kroz prozore i gubitke provetravanjem, ukupni toplotni gubici kroz prozore predstavljaju više od 50 procenata toplotnih gubitaka zgrade. Gubici kroz prozore obično su deset i više puta veći od onih kroz zidove, pa je jasno koliku važnost igra energetska efikasnost prozora u ukupnim energetskim potrebama zgrada. Na starim zgradama koeficijent U prozora kreće se oko 3,00 - 3,50 - 33 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

W/m2K i više (gubici toplote kroz takav prozor iznose prosečno 240 - 280 kWh/m2 godišnje). Evropska zakonska regulative propisuje sve niže i niže vrednosti i one se danas najčešće kreću u rasponu od 1,40 do 1,80 W/m2K [1]. Na savremenim niskoenergetskim i pasivnim kućama taj se koeficijent kreće između 0,80-1,40 W/m2K. Preporuka za gradnju savremene energetski efikasne zgrade je koristiti prozore sa koeficijentom U < 1,40 W/m2K. U ukupnim toplotnim gubicima prozora učestvuju staklo i prozorski profili.

Slika 16. PVC profil [1] Prozorski profili, nezavisno od vrste materijala od kojeg se izrađuju, moraju osigurati: dobro zaptivanje, prekinuti toplotni most u profilu, jednostavno otvaranje i nizak koeficijent prolaza toplote. Stakla se danas izrađuju kao izolaciona stakla, dvoslojna ili troslojna, sa različitim gasovitim punjenjem ili premazima koji poboljšavaju termičke karakteristike.

Slika 17. Aluminijumski profil [1] - 34 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Slika 18. Profil od drveta [1] Na nizak U - faktor stakla utiču sledeći činioci: • debljina i broj međuprostora – U - faktor smanjujemo većim brojem međuprostora i većom širinom tih međuprostora. Dakle manji U - faktor možemo postići upotrebom dvoslojnih ili troslojnih izo-stakala. Npr. 4+10+4+10+4, što znači 3 stakla debljine 4 mm sa razmacima od 10 mm; • punjenje međuprostora - napunimo li međuprostor izo-stakla nekim gasom (argon, krypton i sl.), U - faktor će se bitno smanjiti; • biranje stakla - debljina stakla vrlo malo utiče na U - faktor, ali ga zato upotreba stakla niske emisije (low-e staklo) značajno smanjuje. Low-e stakla premazana su sa strane koja dolazi u međuprostor izo-stakla posebnim metalnim filmom koji propušta zračenja kratke talasne dužine (sunčeva svetlost), a reflektuje zračenja dugih talasnih dužina (IC zračenja).

Slika 19. Temperature na unutrašnjoj strani stakla u zavisnosti od vrste ostakljenja [1] - 35 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Koriste se različiti materijali za okvire za prozore: drvo, čelik, aluminijum, pvc i kombinacija materijala - drvo i aluminijum, a šupljine okvira mogu se ispuniti termičkom izolacijom. Od vrste materijala okvira zavisi debljina okvira i mogućnost ugradnje termički i zvučno kvalitetnog stakla. Debljine kvalitetnog prozorskog okvira su od 68 do 93 mm za pvc i drvo, dok su kod aluminijuma moguće i veće debljine. Potrebno je osigurati zaptivanje stakla i samog prozorskog okvira te prozorskog okvira i doprozornika – trostruko (ili petostruko, ovisno o broju stakala) zaptivanje kao zaštita od vetra, kiše i nanosa kiše kako vlaga ne bi ušla spolja. Povezivanje prozora i zida mora biti izvedeno bez propuštanja vazduha. Tako se osigurava od prodora vlage i toplog unutrašnjeg vazduha u fugu koji bi se ohladio i došlo bi do pojave kondenzata i plesni. Poboljšanje termičkih karakteristika prozora i drugih staklenih površina moguće je postići na sledeće načine: • zaptivanjem prozora i vrata, • proveriti i popraviti okove na prozorima i vratima, • izolovati niše za radijatore i kutije za roletne, • redukovati gubitke toplote kroz prozore ugradnjom roletni, postavljanjem zavesa i sl., • zameniti prozore i vrata termički kvalitetnijima (preporuka za prozore U<1,40 W/m2K).

3.3 Izbor lokacije, orijentacija objekta, uticaj mikroklime i faktor oblika Kod gradnje kuća i zgrada važno je već u fazi idejnog projektovanja u saradnji sa projektantom predvideti sve što je potrebno da se dobije kvalitetna i optimalna energetski kvalitetna građevina. Zato je posebno neophodno: • analizirati lokaciju, orijentaciju i oblik kuće, • iskoristiti toplotne dobitke od sunca i zaštiti se od preteranog osunčavanja. Insolacija je važan činilac urbanističkog planiranja naselja, koga treba iskoristiti adekvatno i zimi i leti. Pravilna orijentacija objekta predstavlja važan preduslov za korišćenje sunčeve energije u cilju smanjenja energetskih potreba zgrade, korišćenje maksimalne solarne insolacije zimi i svođenje pregravanja leti na minimum. Pravilnom orijentacijom i rastojanjem između objekata postižu se povoljniji uslovi osunčanosti u okviru istih klimatskih uslova. Ukoliko je to moguće potrebno je odabrati mesto izloženo suncu koje ne zasenjuje druge objekte, a zaštićeno je od jakih vetrova. Da bi na najbolji mogući način iskoristili pogodnosti sunčevog zračenja, objekte je potrebno razvijati što više u pravcu istok – zapad, sa otvorima prema jugu. Sunčevi zraci pored biološkog i antibiotičkog značaja, imaju i psihohigijensko dejstvo: dovoljno osunčani stan ili prostorija izaziva u čoveku prijatno osećanje i stvara povoljnu radnu atmosferu. Kriterijumi dovoljne osunčanosti prema savremenim higijenskim normativima, zahtevaju da trajanje osunčanosti na referentni dan 21. februara ili 21. oktobra (severna hemisfera) ne bude kraće od dva sata [4]. To je dovoljno da ultraljubičasti zraci sunčevog spektra (talasne dužine kraće od 0,4 µm), deluju baktericidno i umanjuju virulentnost mnogih mikroorganizama, a neke od njih i uništavaju. Leti je potrebno zaštiti objekat od prejakog sunčevog zračenja različitim konstrukcijama za zaštitu od sunca ili zelenilom, a istovremeno ograničiti dubinu kuće i omogućiti niskom zimskom suncu da zračenje dopre u objekat (slika 19.). - 36 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Slika 20. Elementi pasivno-solarnog dizajna objekta [6] Uzimajući u obzir prividno kretanje sunca u zimskom i letnjem periodu, idealna orijentacija zgrade je prema jugu ili sa odstupanjem od 12º ka jugoistoku. Ovakvom orijentacijom se dobije 10-30% više ukupnog sunčevog zračenja, nego na severnoj strani u istoj klimatskoj oblasti. U posebnim slučajevima je korisno primeniti tzv. tunelsko hlađenje – dovođenje hladnijeg vazduha iz najniže etaže (podruma ili tunela) ili sa severne strane (hladne strane), u unutrašnje prostore putem ventilacionih, prirodnih kanala i tako leti rashlađivati unutrašnji prostor. Prostorije koje ne zahtevaju sunčevu energiju treba postaviti u severnom delu zgrade (ostave, kupatila, radionice i sl.). Potrebno je orijentisati što veće površine zidova i prozora objekata ka jugu, a smanjiti površinu severnih, hladnih zidova. Potrebno je najviše objekte locirati na severnim delovima parcele, da bi se poboljšala osunčanost svih objekata, a istovremeno zaštitio prostor od udara hladnih vazdušnih masa sa severa. Najviše drvorede takođe je potrebno locirati duž severne granice parcele (ili prema karakterističnoj ruži vetrova), zbog senki i vetrozaštite. Lagana vazdušna strujanja brzine 4 – 5 m/s (brzina pri kojoj vetar podiže lišće i prašinu), utiče povoljno na organizam čoveka i izazivaju prijatna osećanja. Rasporedom zgrada, njihovim oblikom i visinom može se bitno uticati na pogodnija vazdušna strujanja. Uticaji vetra na zgradu mogu biti različiti [4], što zavisi od klime i od strukture mikrolokacije. Dejstvo vetra na zgradu zavisi od: pravca, smera i brzine, kompozicije mikrolokacije, moguće zaklonjenosti drugim objektima i drvećem, kao i od visine u odnosu na tlo. Na određenoj mikrolokaciji razlikuju se i pritisci vetra na različitim spratovima zgrada, jer je brzina vetra različita na različitim visinama od tla. Intenzitet delovanja vetra na zgradu zavisi i od njenog oblika i položaja u odnosu na smer vetra. Povoljnom orijentacijom objekta može se smanjiti pritisak vetra na njegovu fasadu, pošto oblikom, dimenzijom i međusobnim rasporedom, objekti mogu uticati na kretanje vazdušnih struja. Objekti koji su smešteni na uzvišicama su izloženi većim udarima vetra. Uticaj vetra je najizraženiji na vrhu brda, a na stranama suprotno dejstvu vetra se stvaraju zavetrine. Kod terena sa brdovitom konfiguracijom, u blizini reka i mora, gde je veća izloženost vetru, moguće je kao vid zaštite postaviti zaštitne zidove, zatim jedan objekat - 37 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

kao vetrobran za ostale, zasaditi visoko zelenilo, a poželjno je i zbijanje kuća u kompaktne celine. Zakloni objekata, koje čine drugi objekti ili zelenilo, u značajnoj meri mogu uticati na potrošnju energije. Pravilno zasađeno zelenilo može smanjiti potrošnju energije za grejanje i hlađenje za čak 25%. U.S.department of Energy je na osnovu kompjuterskih modela [4] došlo do prognoze da će prosečnom domaćinstvu zasađivanje samo 3 drveta uštedeti 100 – 200$ po osnovu potrošnje energije, uz povratak investicija za 8 godina. Drveće sa visokom krošnjom treba saditi što bliže južnoj strani objekta kako bi poboljšalo ventilaciju i sprečilo skretanje protoka vazduha naviše. Srednje rastinje treba da je što bliže objektu da bi podsticalo strujanje ka unutrašnjem vazduhu. Drveće ne treba da je suviše gusto, jer može sprečavati prodor sunčevih zraka ka objektu. Kombinovanjem četinarskog i listopadnog drveća postiže se maksimalno zasenčenje, sprečava udar vetra, a omogućuje i maksimalan prodor sunčevog zračenja i svetlosti. Karakteristike energetski efikasne gradnje treba uključiti u proces projektovanja što ranije. Jedan od važnijih parametara je faktor oblika zgrade, odnosno količnik površine i zapremine grejanog dela zgrade.

F0 =

[ ]

A −1 m Ve

(8)

A = korisna površina (m2) Ve = grejana zapremina (m3)

Dijagram 1. Zavisnost faktora oblika i debljine termoizolacije [6] - 38 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Kompaktan oblik kuće pomaže minimiziranju energetskih gubitaka. Zgrada sa većim odnosom površine u odnosu na zapreminu ima nepovoljniji parametar. Na dijagramu 1. je prikazana zavisnost faktora oblika i potrebne debljine termoizolacije, a možemo uočiti da sa porastom parametra oblika za 0,1 debljinu termoizolacije koju ćemo ugraditi na zidove objekta trebamo povećati za čitava 3 cm.

3.4 Grejanje stambenog prostora Zadatak grejanja je osiguranje odgovarajućih uslova u prostoru kako bi se ostvarila termička ravnoteža između ljudskog tela i njegove okoline i time ostvario osećaj ugodnosti. Faktori koji utiču na ugodnost su osim odeće i fizička aktivnost, temperatura vazduha, temperatura zidova, vlažnost vazduha, brzina strujanja vazduha i njegov kvalitet. Grejanjem prostorija može se uticati samo na dva od navedenih faktora, a to su temperatura vazduha i temperatura zidova. Na ostale faktore može se uticati samo putem sistema klimatizacije prostora. Reakcije tela na pojedine uslove u kojima se ono nalazi možemo podeliti u dve grupe, na aktivne i pasivne reakcije. U aktivne se reakcije ubrajaju one svesne, poput odevanja i one nesvesne poput znojenja i drhtanja. Sa druge pak strane pasivne reakcije tela predstavljaju izmenu toplote sa okolinom koja nastaje kao posledica temperaturnih razlika između tela i okoline i uslova u kojima se prenos toplote odvija. Termička ravnoteža između tela i njegove okoline, rezultiraće promenom temperature tela, dakle njenim snižavanjem u slučaju kad je toplota koja se u telu generiše manja od one koja se sa tela predaje okolini ili njenim porastom, u slučaju kada se sva toplota generisana u telu ne uspeva predati okolini. Oba ova slučaja u svojim ekstremima mogu biti opasna po zdravlje. Ljudsko telo ima vrlo efikasan mehanizam za održavanje temperature tela koja se održava na približno 37oC. Kada se telo pregreva, iniciraju se dva procesa: prvo se krvni sudovi šire, povećavajući protok krvi prema površini kože, čime se postiže povećano odavanje toplote prema okolini, a u određenom trenutku telo se počinje znojiti. Znojenje je efikasan mehanizam za hlađenje tela zbog toga što se energija potrebna za isparavanje znoja uzima sa kože. Ako se ljudsko telo hladi, prva reakcija je da se krvni sudovi sužavaju pri tome redukujući protok krvi prema površini kože. Druga reakcija je drhtanje kojem je osnovni cilj grčenjem i opuštanjem mišića osigurati dodatnu toplotu. Telo se počinje boriti protiv hladnoće kada temperatura kože padne ispod 34oC. Kako bi održala stanje termičke ravnoteže, osoba mora proizvedenu toplotu predati okolini. U mirovanju taj se bilans svodi na prosečan termički tok od cca 70 W i izlučenu vlagu u obliku vodene pare od 30 g/h [1]. Ova izmena toplote sa ljudskog tela se odvija mehanizmima konvekcije (izmena toplote sa vazduhom), zračenja (izmena toplote sa površinama u prostoru bez kontakta), disanja i transpiracije (isparavanje vlage) preko kože (slika 21). Kod teškog fizičkog rada ove vrednosti porastu do 500W i 250 g/h vode.

- 39 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Slika 21. Mehanizmi održavanja termičke ravnoteže [1] Na dijagramu 2. prikazano je područje toplotne ugodnosti za odevenu osobu u sedećem položaju, kao funkcija temperature i vlažnosti vazduha. Koeficijent toplotne provodljivosti odeće uzet je 10,8 W/mK. Unutar područja toplotne ugodnosti ljudski termoregulacioni sistem u mogućnosti je, uz pomoć različitih mehanizama, regulisati odavanje toplote prema okolini i na taj način održavati telesnu temperaturu u granicama normale.

Dijagram 2. Područje ugodnosti za ljudski organizam [1] - 40 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3.4.1 Uticaj temperature unutrašnjih zidnih površina i temperature vazduha u prostoriji Za održavanje termičke ravnoteže, temperatura unutrašnjih površina i temperature vazduha u prostoriji od primarnog su značaja. Ukoliko je temperatura zidova, plafona i poda niža (loša izolacija), temperatura vazduha u prostoriji mora biti viša. Isto tako kad su temperature tih površina više (kvalitetna izolacija), temperatura vazduha u prostoriji može biti niža. Za postizanje ugodnog stanja, temperature zidova prostorije ne bi smele biti niže od temperature vazduha za više od 2K, a temperaturna raspodela po visini prostorije, mora se održavati unutar 3°C. Osećaj ugodnosti zavisiće osim toga i od vrste grejanja prostorije, a što je prikazano na slikama 22. i 23.

Slika 22. Temperaturni profili različitih vrsta grejanja: A – idealno, B1 - radijator na spoljnom zidu, B2 – radijator na unutrašnjem zidu, C – toplim vazduhom [1]

Slika 23. Temperaturni profili podnog i plafonskog grejanja: A-idealno, B-podno, C-plafonsko [1]

- 41 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3.4.2 Određivanje potrebne toplote za objekat Potreba za energijom zavisi od oblika objekta, njegovog položaja i meteoroloških uslova, karakteristika građevinskog materijala i elemenata od kojih je izrađen omotač objekta. Da bi odredili potrebnu toplotu za objekat, moramo poznavati dve karakteristične vrednosti: 1) stepen dan, 2) koeficijent prolaza toplote. Veličina kojom se izražava godišnja potreba za energijom su stepen dani koji su definisani kao proizvod broja dana grejanja sa temperaturnom razlikom između dogovorene unutrašnje temperature vazduha (dogovoreno 20°C) i temperature vazduha izvan objekta, pri čemu se u račun uzimaju samo oni dani u godini kod kojih je temperatura vazduha niža od 12°C (dogovor). Za izračunavanje broja stepen dana uzimamo dakle srednju spoljašnju temperaturu svih dana grejanja u sezoni i oduzmemo je od dogovorene unutrašnje temperature 20°C te pomnožimo sa ukupnim brojem dana grejanja [6]. Potrebne podatke o temperaturama dobijamo iz meteoroloških podataka za pojedini region, a koji su bazirani na dužem vremenskom intervalu. Podatak koji je takođe bitan za određivanje potrebne količine toplote je koeficijent prolaza toplote (U, W/m2K) elemenata omotača zgrade (fasade). Računa se preko koeficijenta toplotne provodljivosti elemenata fasade (zid, prozor, vrata) i koeficijenata prolaza toplote “α” na spoljnoj i unutrašnjoj strani omotača. Za ravne zidove računa se pomoću izraza: 1 1 δ 1 = +∑ + λ α2 U α1

(9)

On nam pokazuje koliki toplotni tok prolazi kroz površinu od 1 m2 sa jednog medija na drugi (spoljni i unutrašnji vazduh npr.) kad je njihova temperaturna razlika 1K. Recipročna vrednost koeficijenta provođenja toplote je toplotni otpor . Termički gubici kroz omotač objekta zavise od površine elemenata omotača, koeficijenta prolaza toplote elemenata (zidovi, prozori, plafoni, podovi) omotača i klimatskih uslova izraženih preko stepen-dana. Ovi se gubici nazivaju transmisionim gubicima. Na temelju poznavanja ovih podataka možemo izračunati godišnju potrebu objekta za grejanjem kao sumu proizvoda koeficijenata prolaza toplote, pripadajuće površine i stepen dana za svaki elemenat omotača. Q = ∑ U i ∗ Ai ∗ SD

(10)

Na ovaj način određenu potrebnu toplotu za grejanje potrebno je korigovati radi dodatnih efekata koji njenu vrednost povećavaju ili smanjuju. Tako na primer treba voditi računa da: • je u zimskom periodu tlo toplije od spoljašnje temperature vazduha, • su noćne temperature u prostorima niže od dnevnih, - 42 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

• postoje prekidi u loženju. Isto tako potrebno je voditi računa o gubicima toplote uslovljenim prodorom spoljašnjeg vazduha u objekat, ventilacionim gubicima, izvorima toplote u prostoru (mašine i uređaji), doprinos zračenja sunca kroz prozore i slično. Iz tako izračunate potrebne toplote za grejanje objekta možemo odrediti potrebnu količinu goriva uz poznavanje stepena delovanja u objekat ugrađenog sistema grejanja i ogrevne vrednosti goriva.

3.5 Ventilacija i hlađenje Građevina i njeni uređaji ujedno i oprema za hlađenje i ventilaciju moraju biti projektovani i izvedeni tako da potrebna potrošnja energije bude niska uzimajući u obzir lokalne klimatske uslove, a da se istovremeno osigura zadovoljavajuća udobnost stanara. Zadatak ventilacije u zgradama je kontinuirana zamena vazduha iz prostorije, svežim vazduhom iz slobodne atmosfere radi održavanja potrebnih higijenskih uslova neophodnih za zdrav i ugodan boravak ljudi. Uloga ventilacije je takođe zagrejavanje vazduha ukoliko je potrebno, odstranjivanje suvišne vlage i štetnih gasova iz prostora, te rashlađivanje vazduha u letnjem periodu. Za stanje ljudskog tela važan je osećaj udobnosti i neudobnosti koji reguliše ponašanje tela, u zavisnosti od prilika u kojima se ono nalazi. Osećaj neudobnosti može se povećati od najobičnijeg osećaja dosade pa sve do osećaja mučnine. Za ugodno stanovanje i očuvanje zdravlja i pune radne sposobnosti osoba, važne su sledeće stavke: • temperatura vazduha zimi u stambenim bi prostorijama trebala biti 21 ± 1 °C. Leti su ugodne temperature između 24 i 26 °C; • odstupanja srednje temperature zidnih površina od temperature vazduha, ne sme iznositi više od 2 do 3 °C; • zimi je udobna relativna vlažnost vazduha od 40 % do 50 %, a leti 50 ± 5 %. Vrednosti ispod 30 % medicinski su nepoželjne, jer imaju za posledicu isušivanje disajnih puteva. • brzina strujanja vazduha u zoni boravka osoba trebala bi biti od 0,1 do 0,3 m/s.

3.5.1 Prirodna ventilacija stambenog prostora Ventilacija prostorija može biti prirodna i mehanička. Prirodna ventilacija se odvija putem: • infiltracije vazduha kroz zazore prozora i vrata, te zidova; • otvaranjem prozora i vrata; • izmene vazduha kroz ventilacione kanale. Kod objekata starijeg datuma izgradnje, ventilacija prostora vrši se sama od sebe kroz propusne kanale vrata i prozora, odnosno loše zaptivanje istih. Pri tome se, naravno, gubi mnogo energije i umanjen je komfor stanovanja. U stambenim prostorijama zimi se broj izmena vazduha kreće od 0,3 do 0,8 na čas. U modernoj - 43 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

stanogradnji, koja teži što boljoj termičkoj karakteristici prozora i vrata, prostor često ima samo 0,1 izmenu vazduha na sat. Ovakav tip ventilacije nije dovoljan i prostor je potrebno dodatno obogaćivati svežim vazduhom kako bi se izbeglo kondenziovanje vlage na hladnim površinama, te izbeglo stvaranje gljivica i plesni. Tabela 8. Preporučeni broj izmena vazduha za različite vrste prostora [1]

Vrsta prostora

Broj izmena vazduha ( h-1 )

Prostorije za rad i boravak

3–5

Kuhinje (za vreme kuvanja)

5 – 30

Ostave za namirnice

10 – 30

Spavaće sobe

3–6

Kupatila

4–8

Stepeništa

4–8

Garaže

3–6

Najjeftiniji oblik hlađenja kuće je prirodnim putem, tj. cirkulacijom vazduha iz hladnijih prostora prema toplijima. Najintenzivniji način prirodne ventilacije je odzračivanje prostora kroz otvorene prozore i balkonska vrata. Treba napomenuti da je kratko provetravanje potpunim otvaranjem krila prozora i balkonskih vrata sa aspekta zaštite od prehlade i uštede toplotne energije za grejanje bolje od trajnog provetravanja kroz poluotvorena krila, vrata ili prozora.

Slika 24. Treća opcija prirodne ventilacije je najefikasnija sa aspekta uštede toplotne energije [13] Prirodna ventilacija kroz kanale omogućava izmenu vazduha u prostoriji bez prozora kroz vertikalne zidane ventilacione kanale koji se izvode od pripadajuće prostorije do iznad krova zgrade. Pri tome treba imati na umu da ovakav tip ventilacije funkcioniše ispravno samo ako je osigurano stalno dovođenje svežeg vazduha u odgovarajućim količinama. Vazduh se dovodi kroz otvor na zidu ili dnu krila vrata, a odvodi iz prostorije kroz otvor ispod plafona sa priključkom na ventilacioni kanal. - 44 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3.5.2 Mehanička ventilacija stambenog prostora Mehanička ventilacija je prisilna izmena vazduha u zatvorenom prostoru kroz vertikalne kanale na mehanički pogon pomoću ventilatora. Takva ventilacija se izvodi u području sa jakim vrtlogom vetrova ili u periodu kada nema prirodne ventilacije, odnosno kada nije dovoljno delotvorna. Prednosti ovakve ventilacije su: nezavisnost od vremenskih uslova, velik izbor opreme, mogućnost regulacije te pojednostavljen proces projektovanja sistema. Nedostaci su veliki investicioni troškovi, velika potrošnja energije te problem buke. Mehanička ventilacija deli se na odsisnu, pritisnu i odsisno-pritisnu ventilaciju. U stambenim prostorijama mehanička ventilacija se vrši odsisavanjem vazduha iz sanitarnih prostorija i kuhinja pri čemu usled podtpritiska u ventilirane prostore ulazi spoljni vazduh ili vazduh iz susednih prostorija. Nasuprot odsisavanju vazduha iz prostorije, uređaji za pritisnu ventilaciju ubacuju spoljni vazduh u prostor koji se ventilira. Prostorija se drži u pretpritisku u odnosu na susedne prostorije i okolinu, te je time sprečen dotok onečišćenog vazduha u ventilirani prostor, odnosno višak vazduha struji u susedne prostorije ili prema okolini kroz prozore i vrata. Zimi je potrebno vazduh koji se ubacuje u prostoriju zagrejati približno do sobne temperature pomoću grejača vazduha. Ventilacija utiče na kvalitet vazduha ali i na efikasnu upotrebu energije. Ventilacioni gubici zavise od broja izmena vazduha. Smanjenjem broja izmena vazduha sa 1 na 0.5 na čas, može se u objektima sa niskom termičkom zaštitom uštedeti 1/4 energije, dok kod niskoenergetskih kuća sa visokom termičkom zaštitom potrebe za enegijom mogu biti manje i za 1/3. Takođe, troškovi gubitaka energije smanjuju se ugradnjom rekuperatora toplote, tj. izmenom toplote između vazduha koji uzimamo iz prostorije i svežeg vazduha koji ubacujemo u prostoriju.

Slika 25. Pločasti izmenjivač sa protivsmernim strujanjem [13]

- 45 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3.5.3 Hlađenje stambenog prostora Rashladne jedinice koje se koriste u stambenim prostorima najčešće su kompresioni rashladni sistemi za hlađenje vazduha, pri čemu je kondenzator hlađen vazduhom. Levokretni rashladni proces posreduje pri prenosu toplote između termičkog izvora - vazduha koji se hladi na isparivaču, i termičkog ponora – vazduha sredine koji prima toplotu oduzetu prostoru koji se hladi, uvećanu za energiju kompresije. Osnovne komponente kompresionog rashladnog uređaja su: • kompresor, kondenzator, prigušni ventil i isparivač, • radna supstanca kao prenosilac energije. Kondenzator i kompresor smešteni su u spoljnoj kondenzacionoj jedinici, dok su isparivač i prigušni ventil smešteni u unutrašnjoj jedinici. Budući da uređaj čine spoljašnja i unutrašnja jedinica u odvojenoj izvedbi, koristi se i naziv SPLIT sistem za hlađenje vazduha. Odomoćeni je naziv za rashladni uređaj za hlađenje vazduha „klima uređaj“. Pod pojmom klimatizacija podrazumeva se znatno šira priprema vazduha od one u split sistemu za hlađenje vazduha: regulacija temperature, vlažnosti, čistoće vazduha, brzine strujanje vazduha, nivo buke, te naziv klima uređaj nije najprikladniji, iako se u praksi često koristi. Kao radne supstance u split rashladnim sistemima koriste se halogeni ugljovodici - freoni iz grupe HFC-a.

Dijagram 3. Princip rada SPLIT sistema za hlađenje vazduha [1] - 46 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Svaki rashladni uređaj je ujedno i tzv. „dizalica toplote“ (toplotna pumpa) jer omogućuje prenos toplote sa nižeg na viši energetski nivo, uz izvršeni spoljni rad [1]. U praksi se učvrstio naziv dizalica toplote za rashladni uređaj koji se koristi za grejanje. Većina današnjih rashladnih split sistema se izvode sa prekretnim procesom. Ugradnjom četvorokrakog prekretnog ventila, sistem može raditi i u stanju hlađenja i u stanju grejanja.

3.6 Priprema potrošne tople vode Sistemi za pripremu potrošne tople vode služe za zagrevanje pitke vode i zbog svojih se sličnosti u tehničkom smislu vrlo često posmatraju zajedno sa sistemima grejanja, a neretko su izvedeni sa istim izvorom toplote. U njihove se osnovne delove ubrajaju odgovarajuće izveden izvor toplote, vodovi do mesta trošenja (slavina i sl), a često i povratni, odnosno recirkulacioni vodovi te sigurnosni i regulacioni elementi. Sistemi za pripremu potrošne tople vode , odnosno zagrevanja vode mogu se podeliti na nekoliko osnovnih načina: 1) prema smeštaju u odnosu na mesto trošenja: ● lokalni, smešteni u neposrednoj blizini mesta trošenja; ● centralni, smešteni na jednom mestu za celi stan, kuću ili zgradu. 2) prema načinu zagrevanja vode: ● protočni, kod kojih se voda zagreva prolaskom kroz izmenjivač, a izmena toplote započinje otvaranjem protoka kroz slavinu; ● akumulacioni, kod kojih se voda zagreva pre potrošnje i dok nije potrebna čuva u odgovarajućem rezervoaru. 3) prema izvedbi rezervoara, odnosno grejača vode: ● otvoreni, kod kojih je unutrašnjost preko nezatvorivog spoja u stalnom dodiru sa okolinom, odnosno pod okolnim pritiskom (uglavnom se koriste kod lokalnih sistema); ● zatvoreni, kod kojih unutrašnjost nije u dodiru sa okolinom, tj. koji su pod pritiskom mirovanja instalacije. 4) prema izvedbi izmenjivača toplote: ● direktno grejani, kod kojih se toplota preko izmenjivača direktno predaje vodi (npr. električni); ● posredno grejani, kod kojih se toplota preko odgovarajućeg ogrevnog medija koji struji kroz izmenjivač predaje vodi. Osnovna oprema sistema pripreme PTV zavisi od više činilaca, a ponajviše od izvedbe, zapremine i energenta zagrevača, odnosno rezervoara. Izvori toplote su delovi sistema za pripremu PTV-a u kojima dolazi do pretvaranja prikladnog primarnog izvora energije u toplotu koja se potom direktno ili posredno (u zavisnosti od izvedbe sistema) predaje vodi. U najvećem broju slučajeva po svojoj su izvedbi jednaki izvorima toplote sistema grejanja i neretko se izvode kao jedinstveni uređaj. Kao izvori toplote sistema za pripremu PTV-a u stanovima, porodičnim kućama i zgradama razne namene danas se najčešće koriste: - 47 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

o o o o o o

Željko Štrbac

mali protočni električni ili gasni grejači, veliki protočni ili cirkulacioni električni ili gasni grejači, akumulacioni, odnosno grejači sa rezervoarom u raznim izvedbama s obzirom na energente, kombinovani kotlovi za sistem grejanja i pripremu PTV-a (gasni, uljni, na čvrsta goriva, električni itd) prikazano, solarni sistemi (često sa gasnim kondenzacionim kombinovanim kotlom), toplotne podstanice (ako je zgrada spojena na sistem toplana).

Slika 26. Kombinovani bojler na gas – akumulacioni [1] Rezervari tople vode su deo rezervoarskih, odnosno akumulacionih sistema za pripremu PTV-a i služe za čuvanje zagrejane vode kako bi njena potrošnja bila moguća u bilo kom trenutku. Najčešće su izvedeni kao akumulacioni grejači (slika 26), odnosno u njima se ili u jednom njihovom delu voda istovremeno može zagrevati, tj. imaju ugrađen direktni ili posredni izmenjivač toplote (npr. gasni, električni, toplovodni). - 48 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3.7 Mogućnosti primene obnovljivih izvora energije Obnovljivi izvori su oni izvori energije koji su sačuvani u prirodi i obnavljaju se u celosti ili delimično. Posebno se ističu: energija vodotokova, vetra, sunčeva energija, biogoriva, biomasa, biogas, geotermalna energija i morskih talasa. Najčešće korišćeni obnovljivi izvori energije u zgradama su biomasa, sunce i vetar. Biomasu je moguće pretvoriti u razne oblike korisne energije: toplotnu, električnu energiju kao i tečna goriva za upotrebu u transportu. Tehnologije transformacije biomase mogu se podeliti na primarne (konačni proizvod je toplota, odnosno para te tečna i gasovita goriva) i sekundarne (konačni proizvod je električna energija, toplota za domaćinstva/industriju te goriva za korišćenje u prevozu). Proizvodnja toplotne energije uobičajen je način korišćenja biomase, posebno ogrevnog drveta u raznim oblicima (briketi, peleti, drvni otpaci, cepanice). Peći za izgaranje peleta, posebno one manje snage za primenu u domaćinstvima i lokalnom grejanju zgrada i manjih naselja, dostigle su visoki stepen tehnološke i komercijalne zrelosti.

Slika 27. Peletni pirolitički kotao za centralno grejanje [6] na • • •

Sunčeva energija je neiscrpan izvor energije koji u zgradama možemo koristiti tri načina: pasivno - za grejanje i osvetljenje prostora, aktivno - sistem sa sunčanim kolektorima i rezervoarom tople vode, fotonaponske sunčane ćelije za proizvodnju električne energije. - 49 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

U pasivnoj sunčanoj arhitekturi koristimo sva tri načina iskorišćavanja Sunčeve energije. Korišćenjem Sunčeve energije možemo potrebe za energijom u kućama smanjiti čak za 70-90 posto [1]. Sunčani kolektori pretvaraju Sunčevu energiju u toplotnu energiju vode (ili neke druge tečnosti). Fotonaponske ćelije su poluprovodnički elementi koji direktno pretvaraju energiju sunčevog zračenja u električnu energiju, a mogu se koristiti kao samostalni ili kao dodatni izvor energije.

Slika 28. Solarni toplovodni sistem – sistem sa prirodnom cirkulacijom [6] Proizvodnja električne energije iz vetra i sunca preporučuje se u uslovima gde ne postoji mogućnost priključka na elektroenergetsku mrežu. Vetroturbine zahtevaju lokaciju izloženu vetru i montažu na relativno visok stub, ali je cena proizvedene energije znatno manja uz veću raspoloživost sistema. Raspoloživost sistema se značajno povećava kombinacijom sunčanih ćelija i vetroturbine, zbog sezonskog nepodudaranja proizvodnje. Za domaćinstva su vrlo interesantne male vetroturbine snage do nekoliko desetina kW. One se mogu koristiti kao dodatni ili kao primarni izvor energije u udaljenim područjima.

Slika 29. Mini vetrogenerator [3] - 50 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

3.8 Potrošnja električne energije Pod elektroenergetskim sistemom u zgradama podrazumevamo komponente i uređaje koji se nalaze iza mesta preuzimanja električne energije u zgradi. Osnovna karakteristika i zadatak elektroenergetskog sustava (EES) je osiguravanje ravnoteže između proizvodnje i potrošnje električne energije u svakom trenutku. Da bi elektroenergetski sistem mogao izvršiti taj zadatak, potrebno ga je kontinuirano održavati, razvijati i graditi. Stalan porast potrošnje električne energije zahteva i stalnu izgradnju EES-a, odnosno postrojenja za proizvodnju, prenos i distribuciju električne energije. Razvoj i izgradnja EES-a je vrlo složen i skup tehnološki proces jer su investicije u elektroenergetske objekte izrazito velike i jer im je razdoblje povraćaja prilično dugo (često i preko 30 godina).

Slika 30. Potrošnja električne energija u Republici Srbiji je u konstantnom porastu [3] U traženju poboljšanja efikasnosti elektroenergetskog sistema u zgradama, potrebno je držati se već više puta pomenutog sistemskog pristupa, tj. poboljšanja je potrebno tražiti i na strani snabdevanja (transformatori, kompenzacija jalove snage, upravljanje vršnim opterećenjem, kvalitet električne energije) i na strani finalne potrošnje (elektromotorni pogoni, rasveta, ostali uređaji). Na lokacijama gde se električna energija preuzima na srednjenaponskom nivou, čest je slučaj da su u transformatorskoj stanici instalirana dva transformatora, tzv. radni i rezervni. Iako je jedan transformator dovoljan za pokrivanje potreba, najčešće su u pogonu oba. Primera radi za transformator od 1.000 kVA prosečni gubici (u zavisnosti od opterećenja) iznose oko 10 kW što za preduzeće čiji je transformator u pogonu oko 8.700 h/god. znači nepotrebne gubitke u iznosu od 87.000 kWh/god. Ovi se gubici mogu izbeći jednostavnim isključivanjem jednog od transformatora. Analizom prikupljenih računa za potrošnju električne energije može se videti postoje li za zgradu izdaci pod stavkom prekomerno preuzeta jalova energija i na taj način utvrditi postoji li kompenzacija jalove snage te da li je ispravno dimenzionisana. Ako u zgradi nema nikakvih kondenzatora za kompenzaciju jalove snage, za očekivati je prosečni cosφ u rasponu od 0,6 do 0,8. Dodavanjem kondenzatora potrebno je podignuti cosφ iznad 0,95 i na taj način izbeći dodatne troškove za jalovu energiju [3]. Rezanje vrhova ili smanjenje vršnog opterećenja klasični je način upravljanja potrošnjom, a sprovodi se pravovremenim isključenjem potrošača koji nisu neophodni u - 51 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

zadatom trenutku, sa ciljem smanjivanja vršnog opterećenja i uz to vezanih troškova. Na tržištu postoji oprema koja se podešava prema karakteristikama aktivnosti u zgradi te u slučaju da postoji opasnost prekoračenja zadatog nivoa vršnog opterećenja, isključuje predefinisane potrošače.

3.9 Primena mera povećanja energetske efikasnosti objekata Jednostavne mere povećanja energetske efikasnosti, bez dodatnih troškova, uz trenutne uštede su sledeće:         

isključivanje grejanja ili hlađenja noću i onda kada nema nikoga kod kuće, noću spuštati roletne i navući zavese, izbegavanje zaklanjanja i pokrivanja grejnih tela zavesama, maskama i sl., vremenska optimizacija grejanja i pripremu tople vode, u sezoni grejanja smanjivanje sobne temperature za 1°C, u sezoni hlađenja podešavanje hlađenja na minimalno 26°C, korišćenje prirodnog osvetljenja u što većoj meri, isključivanje rasvete u prostoriji kada nije neophodna, mašine za veš i posuđe uključivati samo kada su pune, po mogućnosti noću.

Mere za povećanje energetske efikasnosti uz male troškove i brzi povrat investicije (do 3 godine) su:          

zaptivanje prozora i spoljnih vrata, provera i popravka okova na prozorima i vratima, izolacija niša za radijatore i kutije za roletne, termoizolocija postojećeg kosog krova ili plafona prema negrejanom tavanu, redukcija gubitaka toplote kroz prozore ugradnjom roletni, postavljanjem zavesa i sl., ugradnja termostatskih ventila na radijatore, redovno servisiranje i podešavanje sistema grejanja i hlađenja, ugradnja automatske kontrole i nadzora energetike kuće, ugradnja štednih sijalica u rasvetna tela, zamena potrošača energetski efikasnijima - energetske klase A.

Mere za povećanje energetske efikasnosti uz nešto veće troškove i duži period povrata investicije (više od 3 godine) su sledeće:  zamena prozora i spoljnih vrata termički kvalitetnijima (preporuka - U prozora 1,1 - 1,8 W/m2K),  termoizolovacija celog spoljnog omotača kuće, dakle zidove, podove, krov i površine prema negrejanim prostorima,  izgradnja vetrobrana na ulazu u kuću,  sanacija i obnova dimnjaka,  izolacija cevi za toplu vodu i rezervoar,  analiza sistema grejanja i hlađenja u kući i po potrebi zamena energetski efikasnijim sistemom te u kombinovaciji sa obnovljivim izvorima energije. Ove mere najbolje je izvoditi istovremeno sa nužnim merama rekonstrukcije objekta [6]. - 52 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

4. ENERGETSKI PREGLED ZGRADE Savremeno upravljanje energijom u zgradama uključuje široku analizu svih energetskih sistema zgrade. Energetski pregled (audit) zgrade podrazumeva analizu termičkih karakteristika i energetskih sistema zgrade sa ciljem utvrđivanja efikasnosti i/ili neefikasnosti potrošnje energije te donošenja zaključaka i preporuka za povećanje energetske efikasnosti. Energetski pregled utvrđuje način korišćenja energije, locira mesta rasipanja energije i identifikuje mere za povećanje energetske efikasnosti. Pre izdavanja energetskog sertifikata zgrade potrebno je izvršiti energetski pregled zgrade. Osnovni cilj energetskog pregleda je prikupljanjem i obradom niza parametara dobiti što tačniji uvid u zatečeno energetsko stanje zgrade s obzirom na: građevinske karakteristike u smislu termičke zaštite; kvalitetu sistema za grejanje, hlađenje, ventilaciju i rasvetu; zastupljenost i kvalitet električnih uređaja; strukturu upravljanja zgradom te pristup stanara ili zaposlenih energetskoj problematici, nakon čega se biraju konkretne optimalne energetsko-ekonomske mere povećanja energetske efikasnosti. Dve su osnovne svrhe energetskog pregleda: 1) analiza stanja i mogućnosti primene mera poboljšanja energetskih svojstava objekta i povećanja energetske efikasnosti u novim i postojećim objektima 2) osnovni alat u određivanju razreda potrošnje energije u energetskoj sertifikaciji objekata. Energetski pregled je prvi korak u svim programima racionalnog upravljanja energijom u objektima i obavezno uključuje:  analizu građevinskih karakteristika objekta u smislu toplotne zaštite (analizu toplotnih karakteristika omotača objekta),  analizu energetskih svojstava sistema klimatizacije, grejanja i hlađenja i ventilacije,  analizu energetskih svojstava sistema za pripremu potrošne tople vode,  analizu energetskih svojstava sistema potrošnje električne energije – sistem elektroinstalacija, rasvete, električnih aparata u domaćinstvu i drugih podsistema potrošnje električne energije,  analizu potrošnje vode  analizu upravljanja svim tehničkim sistemima objekta,  potrebna merenja gdje je to nužno za ustanovljavanje energetskog stanja i/ili svojstava,  analizu mogućnosti promene izvora energije,  analizu mogućnosti korišćenja obnovljivih izvora energije i efikasnih sistema,  predlog ekonomski povoljnih mera poboljšanja energetskih svojstava objekta, moguće uštede, procenu investicije i period povrata,  izveštaj sa preporukama za optimalni zahvat i redosled prioritetnih mera koje će se implementirati kroz jednu ili više faza.

4.1 Energetski pregledi prema opsegu vršenog istraživanja Prema opsegu i detaljnosti sprovedenog istraživanja razlikujemo: • preliminarni energetski pregled, • detaljni energetski pregled. - 53 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Preliminarni energetski pregled objekta uključuje kratki uvid u stanje energetskih svojstava objekta, sa ciljem utvrđivanja potencijala za povećanje energetske efikasnosti, odnosno potrebe za sprovođenjem detaljnog energetskog pregleda. Vizuelnim pregledom energetskog stanja omotača i svih tehničkih sistema te kratkom analizom prikupljenih podataka utvrđuju se ključni problemi i sastavljaju preporuke za povećanje energetske efikasnosti uz ocenu potrebe za detaljnim energetskim pregledom. Faze preliminarnog energetskog pregleda su:    

pripremna faza – prikupljanje podataka o karakteristikama građevinske konstrukcije, bitnim energetskim sistemima i troškovima za energiju, razgovor sa odgovornom osobom u objektu, obilazak objekta – vizuelno utvrđivanje energetskog stanja omotača i svih tehničkih sistema, prepoznavanje osnovnih karakteristika potrošnje energije i mesta velikih gubitaka energije, analiza prikupljenih podataka i završni izveštaj – pregled osnovnih problema u potrošnji energije sa kratkim preporukama za povećanje energetske efikasnosti i utvrđivanje potrebe za vršenjem detaljnog energetskog pregleda.

Prilikom pristupanja preliminarnom energetskom pregledu neke zgrade ili objekta nužan je korak pripremanja odgovarajućeg upitnika za dobijanje osnovnih informacija o energetskoj situaciji u zgradi. Osnovni upitnik ima za cilj pomoći auditoru u uspostavljanju kontakata sa odgovornom osobom zaduženom za problematiku energetike u zgradi. Nakon analize prvog upitnika klijentu se dostavlja i tzv. detaljni upitnik za sagledavanje energetske situacije. Tek nakon analize detaljnog upitnika sprovodi se tzv. preliminarni energetski pregled zgrade. Preliminarni energetski pregled može dati zadovoljavajuće rezultate samo ako je dobro pripremljen i zbog toga je jako bitno da su oba, gore spomenuta upitnika, kvalitetno popunjena od strane odgovorne osobe zadužene za problematiku energetike u zgradi. Uz upitnike pre same posete zgradi nužno je dobiti i račune za sve energente i vodu koja se koristi u objektu i to za zadnje tri godine. Preliminarni energetski pregled jako je značajan za kompletno sagledavanje energetske situacije u nekoj zgradi i predstavlja ključni korak u analizi. Kroz obradu podataka o potrošnji svakog pojedinog energenta potrebno je izvršiti poređenje sa strukturom potrošnje, a zatim putem analize izvesti zaključke o opštim uzorcima ponašanja u potrošnji energije. Potrošnja gasa iskazana u m3 sama po sebi teško je uporediva sa potrošnjom električne energije koja je iskazana u kWh te je potrebno i potrošnju prirodnog gasa prevesti u lakše uporedivu veličinu tj. kWh. Takođe, radi lakšeg razumevanja ili prezentacije obrađenih podataka te povezivanja potrošnje pojedinih energenata sa stvarnom situacijom u zgradi u njihovom iskazivanju koriste se tzv. indikatori potrošnje npr. kWhel/čl. domaćinstva, kWhth/ čl. domaćinstva itd. Sama poseta zgradi tokom trajanja preliminarnog energetskog pregleda traje 1 dan i auditoru daje kratki uvid u stanje energetike zgrade, sa ciljem utvrđivanja potencijala za poboljšanje energetske efikasnosti [16]. Takođe, tokom trajanja preliminarnog energetskog pregleda mogu se izvršiti i kraća merenja na osnovu kojih će auditor dobiti kvalitetniju sliku o tome kako se u analiziranoj zgradi troši energija. Kroz razgovor sa odgovornom osobom za pitanja energetike u analiziranoj zgradi tokom trajanja preliminarnog energetskog pregleda auditor razjašnjava sve eventualne nejasnoće iz detaljnog upitnika. Rezultati preliminarnog energetskog pregleda predaju se korisniku u formi izveštaja te sadrže uz - 54 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

energetski i troškovni bilans i pregled svih analiziranih tehničkih mera poboljšanja energetske efikasnosti u zgradi. Pregled svih analiziranih tehničkih mera poboljšanja energetske efikasnosti u zgradi sadrži proračun/procenu ušteda, procenu potrebne investicije, jednostavni period povrata ulaganja i proračun ušteda u emisijama štetnih gasova. Ukoliko se nakon provedenog preliminarnog pregleda proceni kako postoji značajan prostor za primenu programa energetske efikasnosti u analiziranoj zgradi pristupa se detaljnom energetskom pregledu. Specifičnost detaljnog u odnosu na preliminarni energetski pregled leži u činjenici da se merna oprema za snimanje potrošnje energije ostavlja na lokaciji u trajanju od minimalno dve do četiri sedmice. Nakon što su prikupljeni i verifikovani svi podaci pristupa se izradi finalnog izveštaja koji uključuje detaljnu analizu primenjivosti i isplativosti pojedinih mera energetske efikasnosti tj. izradi kompletne investicione studije. Preliminarni energetski pregled ne uključuje proračune niti merenja i modeliranja potrošnje energije. Osnovni cilj preliminarnog energetskog pregleda je utvrđivanje potencijala za racionalizaciju potrošnje energije i donošenje odluke o potrebi vršenja detaljnog energetskog pregleda. Za potrebe energetske sertifikacije objekata potrebno je izvršiti detaljni energetski pregled koji uključuje detaljnu energetsku analizu svih građevinskih i tehničkih sistema u objektu. Za postojeće objekte, u zavisnosti od namene, analiziraju se troškovi za energiju kroz optimalno 36 meseci kako bi se modelirala potrošnja energije i procenile energetske potrebe u objektu. Analiza se, po potrebi, upotpunjuje potrebnim merenjima potrošnje električne energije, toplotnih gubitaka, ventilacionih gubitaka objekta i brojnim ostalim parametrima što je važno za utvrđivanje gubitaka energije u pojedinim sistemima. Prikupljeni podaci se obrađuju i izračunavaju se energetska svojstva analiziranog objekta. Predložene mere za povećanje energetske efikasnosti potrebno je klasifikovati u kategorije prema energetskom, ekonomskom i ekološkom doprinosu, te ukoliko je potrebno preporučiti detaljna merenja potrošnje energije. Faze detaljnog energetskog pregleda su:         

sastanak i razgovor sa ključnim ljudima u objektu, pregled postojeće projektne dokumentacije, pregled i analiza računa sa podacima o potrošnji toplotne i električne energije, kao i vode za optimalno 36 meseci (obavezno samo za objekte javne namene), obilazak i detaljni pregled objekta i vršenje potrebnih merenja potrošnje, nakon utvrđivanja ključnih nedostataka, ponovni razgovor sa ključnim ljudima u objektu, analiza i obrada prikupljenih podataka, identifikacija mera poboljšanja energetskih svojstava objekta i povećanja energetske efikasnosti, energetsko, ekonomsko i ekološko vrednovanje predloženih mera, priprema izveštaja sa zaključcima i preporukama, te prezentacija ključnim ljudima.

Detaljni energetski pregled ulazi u tzv. dubinsku energetsku analizu zgrade i identifikaciju potencijalnih mera energetske efikasnosti. Detaljnim pregledom zgrade i vršenjem potrebnih merenja potrošnje – termička merenja, merenja električne energije, termografsko snimanje – utvrđuju se ključni problemi i u formi investicione studije prenose odgovornim vlasnicima ili upravnicima zgrade. Na osnovu analize primenjivosti - 55 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

i isplativosti tehničkih mera energetske efikasnosti izrađuje se redosled prioritetnih mera, za posmatranu zgradu, koje se mogu implementirati u nekoliko faza. Ukoliko se ulaganje u povećanje energetske efikasnosti pokaže energetski, ekonomski i ekološki isplativo projekat se može predložiti za sufinansiranje ili finansiranje u sklopu uslova pojedinih banaka. Predlog mora uključiti poslovni i finansijski plan sa opisom projekta, ciljeva, rezultata te energetskih i ekoloških ušteda uz prihvatljiv vremenski period povrata investicije. U svakom slučaju klijentu se mora sasvim jasno objasniti da bez sistemskog pristupa i izvođenja preliminarnog i detaljnog energetskog pregleda nema ni garantovanog ostvarivanja ušteda. Naime, ulazak u investiciju bez kvalitetnog snimka prethodnog stanja i analize budućeg vrlo često vodi u promašaj. Uvođenjem energetske sertifikacije zgrada u budućnosti, odnosno klasifikacije i ocenjivanja zgrada prema potrošnji energije, energetski pregled zgrade trebao bi postati nezaobilazna metoda utvrđivanja efikasnosti, odnosno neefikasnosti potrošnje energije, a zatim i podloga za izradu energetskog sertifikata zgrade.

4.2 Energetski pregledi prema starosti objekta Prema starosti objekta razlikujemo: 1) energetske preglede novih objekata, 2) energetske preglede postojećih objekata. Kod postojećih i novih objekata može se primeniti metodologija preliminarnog ili detaljnog energetskog pregleda u zavisnosti od cilja klijenta. Preliminarnim energetskim pregledom se ispituju osnovna energetska svojstva objekta, kao i mogućnost primene karakterističnih mera energetske efikasnosti na posmatranu zgradu i ustanovljava da li postoji potencijal energetskih ušteda. U slučaju energetske sertifikacije objekta vrši se detaljni energetski pregled. Detaljnim energetskim pregledom se utvrđuju karakteristike potrošnje energije za postojeće rešenje i analiziraju mogućnosti povećanja energetske efikasnosti svih građevinskih i energetskih tehničkih sistema te daju predlozi za celokupno energetski, ekonomski i ekološki isplativo rešenje. Energetski pregled novih objekata značajno je jednostavniji i ne uključuje mere poboljšanja energetskih svojstava objekta, kada se vrši u svrhu energetske sertifikacije. Pregled novih objekata se vrši nakon što je objekat izgrađen, a pre tehničkog pregleda, završnog izveštaja nadzornog inženjera i izdavanja upotrebne dozvole. Energetski pregled služi kao podloga za izradu energetskog sertifikata objekta, koji se prilaže zahtevu za izdavanje upotrebne dozvole. Ako se novi objekat ili njegov deo koji čini samostalnu upotrebnu celinu, prodaje u toku građenja, tada je vlasnik koji je kupio zgradu odnosno njen upotrebni deo (novi investitor), dužan izvršiti energetski pregled i pribaviti energetski sertifikat pre početka upotrebe odnosno puštanja u pogon objekta odnosno njegovog dela. Što se tiče energetskog pregleda postojećeg objekta važnu ulogu ima period izgradnje i karakteristike gradnje za taj period, vezano za propise o obaveznoj toplotnoj zaštiti objekata, odnosno uobičajenoj građevinskoj praksi. Toplotno stanje omotača potrebno je proračunati, pri čemu se mogu koristiti i tabelarno prikazani koeficijenti prolaza toplote za karakteristične konstrukcije, u zavisnosti od perioda gradnje. Kod postojećih objekata potrebno je analizirati: - 56 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

 smanjenje potreba za energijom u objektu poboljšanjem toplotnih karakteristika omotača i karakterističnih sistema potrošnje ostalih oblika energije,  povećanje energetske efikasnosti predloženih energetskih sistema koji koriste fosilna goriva,  mogućnost korišćenja alternativnih izvora energije (obnovljivi izvori energije, daljinsko grejanje i hlađenje, kogeneracija, toplotne pumpe) prema uslovma lokacije. Energetski pregled postojećih objekata vrši se prema zadatoj metodologiji, uz pomoć upitnika za prikupljanje podataka, na osnovu obilaska lokacije, prikupljanja svih relevantnih podataka, kao i analizom i obradom prikupljenih podataka. Analiza troškova za energiju vrši se obavezno za objekte javne namene, a preporučuje se i kod svih ostalih pregleda, gdje je moguć jednostavan uvid u račune o potrošnji energije.

4.3 Energetski pregledi prema složenosti tehničkih sistema Prema složenosti tehničkih sistema razlikujemo: 1) energetski pregled objekta sa jednostavnim tehničkim sistemom, 2) energetski pregled objekta sa složenim tehničkim sistemom. Objekti sa jednostavnim tehničkim sistemom su:  stambene zgrade ili nestambeni objekti bez sistema grejanja, hlađenja, ventilacije te sa individualnim sistemima pripreme potrošne tople vode,  objekti sa pojedinačnim i centralnim izvorima toplote za grejanje sa/ili bez posebnih sistema za povraćaj toplote, sa podelom toplotne energije i postrojenjima sa centralnim ili individualnim sistemima za pripremu tople vode sa/ili bez korišćenja alternativnih izvora energije, kao i pojedinačnim ili centralnim rashladnim sistemima, sistemima ventilacije sa/ili bez povraćaja toplote i ograničenjem buke u ventilacionim sistemima bez dodatne obrade vazduha. Objekti sa složenim tehničkim sistemom su:  stambene zgrade ili nestambeni objekti koje poseduju postrojenja sa centralnim izvorima toplote za grejanje i/ili hlađenje objekta sa centralnom pripremom potrošne tople vode, sa sistemima za merenje i podelu toplotne i rashladne energije, centralnim rashladnim sistemima, sistemima ventilacije i klimatizacije sa povraćajem toplote i ograničenjem buke te dodatnom obradom vazduha,  objekti sa složenim sistemima za grejanje i hlađenje sa novim tehnologijama obnovljivih izvora energije - toplote (kondenzacioni kotlovi, toplotne pumpe, energija sunčevog zračenja, kogeneracioni procesi), centrale za daljinsko zagrevanje i hlađenje, rashladna postrojenja, ventilacioni uređaji sa regulisanim hlađenjem vazduha i klimauređaji, uključujući i pripadajuće rashladne uređaje.

4.4 Energetski pregledi prema nameni objekta i karakteristikama potrošnje energije Osnovna podela objekata je na stambene zgrade i nestambene objekte [16]. Prema nameni i načinu potrošnje energije objekti se dele na: 1) stambene zgrade; - 57 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

• sa jednim stanom i stambene zgrade u nizu (samostojeće stambene kuće sa jednim stanom, kuće sa jednim stanom u nizu ili drugačije povezane zgrade sa jednim stanom, kuće do tri stana i kuće u nizu sa više stanova po lameli – zgrade kod kojih se izrađuje zasebni energetski sertifikat za svaku stambenu jedinicu), • sa više stanova (stambene zgrade sa tri i više stanova, stambeni blokovi – zgrade kod kojih se može izraditi zajednički sertifikat zgrade ili zasebni sertifikat za svaku stambenu jedinicu), •zgrade za stanovanje zajednica (domovi – đački, studentski, starački, radnički, dečiji domovi, zatvori, kasarne i sl. zgrade za stanovanje). 2) nestambene objekte; • kancelarijski, administrativni i drugi poslovni objekti slične pretežne namene, • školski i fakultetski objekti, zabavišta i druge vaspitne i obrazovne ustanove, • objekti za kulturno umetničku delatnost i zabavu, muzeji i biblioteke, • bolnice i ostali objekti za zdravstvenu zaštitu i objekti za institucionalnu pomoć, • hoteli i slični objekti za kratkotrajan boravak, objekti ugostiteljske namene • objekti za saobraćaj i komunikacije (terminali, stanice, pošte), • sportske hale, • objekti veleprodaje i maloprodaje (trgovački centri), • ostale vrste objekata koji troše energiju radi ostvarivanja određenih mikroklimatskih uslova u unutrašnjem prostoru. Postoje dva osnovna tipa upitnika, za stambene zgrade i za nestambene objekte. Osnovna karakteristika energetskog pregleda stambene zgrade je prikupljanje podataka o objektu i okvirno izračunavanje godišnjih energetskih potreba, prema EN 13790. Za stambene zgrade nije obavezno merenje niti prikupljanje podataka o potrošnji i troškovima za energiju, već se celi energetski pregled zasniva na proračunu. Opciono, ukoliko postoje podaci, moguće je analizirati i potrošnju i troškove za energiju. U stambenim zgradama moguće je prema potrebi, izvršiti i određena merenja radi ustanovljavanja kvaliteta izvedenih radova, kod novih objekata, odnosno identifikacije problema i tačnijeg utvrđivanja energetskih svojstava kod postojećih objekata. Kod energetskog pregleda nestambenih objekata treba voditi računa o karakteristikama potrošnje energije objekta određene namene. Energetski pregled javnog objekta, odnosno nestambenog objekta koji koriste tela vlasti i objekti institucija koje pružaju javne usluge, kao i objekti drugih namena koje pružaju usluge velikom broju ljudi, uključuje uz potrebne proračune i prikupljanje podataka o troškovima za energiju, kao i potrebna merenja za tačnije ustanovljavanje energetskog stanja.

4.5 Elementi energetskog pregleda Osnovne elemente energetskog pregleda možemo podeliti na sledeći način: 1) analiza energetskih svojstava objekta i karakteristika upravljanja potrošnjom i troškovima energije; 2) analiza i izbor mogućih mera poboljšanja energetskih svojstava objekta; 3) energetsko, ekonomsko i ekološko vrednovanje predloženih mera; 4) završni izveštaj o energetskom pregledu sa preporukama i redosledom prioritetnih mera.

- 58 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Analiza energetskih svojstava objekta i karakteristika upravljanja potrošnjom i troškovima energije obuhvata:  

          

obilazak terena i prikupljanje potrebnih podataka; opšti deo – kratki opis karakteristika upravljanja potrošnjom i troškovima energije, odgovorne osobe, finansiranje troškova za energiju, sistem odlučivanja o investicijama u održavanje objekta, funkcionisanje sistema informisanja o potrošnji energije, motivacija za primenu mera energetske efikasnosti; analiza toplotnih karakteristika omotača objekta; analiza energetskih svojstava sistema za grejanje prostora; analiza energetskih svojstava sistema za hlađenje prostora; analiza energetskih svojstava sistema ventilacije i klimatizacije; analiza energetskih svojstava sistema pripreme potrošne tople vode; analiza energetskih svojstava sistema potrošnje električne energije – elektroinstalacije, rasveta i električni aparati; analiza energetskih svojstava specifičnih podsistema; analiza potrošnje sanitarne vode; analiza sistema regulacije i upravljanja; analiza energetskih svojstava sistema za proizvodnju toplotne i električne energije iz obnovljivih izvora energije (ukoliko takvi postoje na lokaciji); procena potrebne toplotne energije za grejanje i hlađenje, u skladu sa EN 13790.

Po potrebi se vrše sledeća merenja radi preciznijeg utvrđivanja energetskih svojstava omotača i tehničkih sistema:   

analiza toplotnih gubitaka kroz omotač objekta korišćenjem infracrvene termografije, te merenje ventilacionih gubitaka (Blower Door Test); potrebna merenja u sistemima klimatizacije, grejanja, hlađenja, ventilacije; merenje elektroenergetskih parametara potrošnje električne.

4.6 Primena infracrvene termografije Digitalna infracrvena termografija (ICT) je instrumentalna metoda koja omogućava merenje emisije infracrvenih (toplotnih) zraka sa površine svakog tela čija je temperatura iznad apsolutne nule. Za razliku od drugih mernih metoda, IC termografija (odomaćen je i naziv „termovizija“, pošto se najčešće radi o video zapisu) omogućava merenje temperature mašina, opreme ili postrojenja u veoma kratkom vremenu. Savremene infracrvene kamere konstruisane su tako da apsorbovano zračenje sa snimljenih objekata prevedu u odgovarajuće boje vidljivog dela spektra, tako da dobijena slika prikazuje temperaturnu mapu snimanog objekta. Operater može videti emisiju toplotnih zraka neke posmatrane oblasti kroz optiku instrumenta jer je temperaturna raspodela snimljene površine prikazana varijacijom boja. Današnja tehnologija omogućava dobijanje termovizijskih slika visoke rezolucije uz numerički i grafički prikaz temperature svake tačke sa greškom manjom od 0,1 oC. Primena termovizije kao savremene metode za merenje, ali i metoda skladištenja i analize podataka, njihovog poređenja i on line monitoringa u industrijskim i energetskim postrojenjima, omogućava stvaranje tehničkih, eksploatacionih i organizacionih preduslova za povećanje energetske efikasnosti, smanjenje troškova održavanja, ali i otklanjanje uskih grla u proizvodnji. Sistematskim snimanjem stambenih objekata mogu - 59 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

se utvrditi oblasti značajnog odvođenja toplote pri grejanju, ili dovođenja pri hlađenju i na taj način proveriti solidnost gradnje novih objekata, ili detektovati slaba mesta u izolaciji starih objekata.

Slika 31. Softverska analiza termovizijskog snimka [6] Ako se iz postojeće dokumentacije i pregleda zgrade na terenu ne može sa sigurnošću odrediti sastav građevinskih delova spoljnjeg omotača zgrade, kao pretpostavka uzimaju se građevinski delovi spoljnog omotača karakteristični za period gradnje i pripadajući koeficijenti prolaza toplote. Dodatna merenja se vrše upravo infracrvenom termografijom kako bi se pretpostavka ispitala i potvrdila te otkrile eventualne nepravilnosti građevinskih delova koje mogu uticati na preporuke u zaključku energetskog pregleda. Primenom termografskih merenja, moguće je izuzetno brzo i efikasno utvrditi nepravilnosti u termičkoj slici zbog defekata u termičkoj izolaciji, postojanju vlažnih područja i/ili kritičnih mesta spoljnog omotača zgrade. Navedena norma definiše kvalitativni metod termografskih pregleda i to u dva oblika:  za kontrolu celokupne efikasnosti novih zgrada i rezultata obnove starih zgrada;  jednostavniji pregledi koji se vrše tokom energetskih audita, npr. pri obnovi zgrada, kontroli proizvodnje ili drugim rutinskim pregledima. Termovizijski nadzor omogućava uvođenje novih, veoma moćnih, tehnologija za dijagnostiku, preventivno održavanje i upravljanje različitim tehnološkim procesima. Fizički veoma složen proces infracrvene termografije, može se, uz pomoć relativno jednostavne i ne tako skupe opreme, primeniti u realnim sistemima kao što su toplane, toplovodne mreže, elektroenergetska postrojenja ili stambeni objekti. Termovizijska slika nadziranih objekata pruža mogućnost otkrivanja mesta koja se greju iznad dozvoljenih granica, ili njihova temperaturna slika ukazuje na mehaničke, izolacione ili druge poremećaje. Na taj način omogućava se ogromna ušteda energije i sredstava. - 60 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

4.7 Energetski pregled zgrade administrativne službe grada Banjaluke U narednom delu rada, u najkraćem biće opisan konkretan primer energetskog pregleda. Analizirani referentni objekat je zgrada administrativne službe grada Banjaluke [25]. Objekat je analiziran primenom specijalizovanog ENSI softvera. ENSI je softverski alat za analizu podataka dobijenih auditom zgrade razvijen od strane Energy Saving International AS (ENSI) iz Osla. Prilagođen je za energetske proračune sa mogućnošću korigovanja klimatskih uslova i lokalnim referentnim vrednostima za korišćenje u različitim uslovima. Obuhvaćene su teme koje polaze od nivoa toplotne izolacije do zahtevnijih mera koje se odnose na primenu obnovljivih izvora energije u zgradi u cilju obezbeđenja toplotnog i vizuelnog komfora u zgradama. Jedan segment čini arhitektonsko – građevinska struktura zgrade i sva pitanja unapređenja pre svega spoljašnjih konstrukcija zgrade u cilju snižavanja troškova za grejanje, hlađenje i ventilaciju. Drugi kompleks koji je veoma značajan – odnosi se na sisteme instalacija za obezbeđenje toplotnog i vizuelnog komfora. Softver je baziran na standardu ISO 13790:2008 i usklađen je sa EU normama i direktivom 2002/91/EC. Energetske potrebe zgrade se računaju pomoću srednje spoljne temperature i prosečnog sunčevog zračenja na horizontalne i vertikalne površine zgrade [W/m2]. Izuzetno je koristan alat koji vrlo jednostavno omogućava lakše kalkulacije oko sagledavanja karakteristika zgrada i izvođenje zaključka odnosno izvođenje proračuna na više kategorija.

Slika 32. Zgrada administrativne službe grada Banja Luke [25] - 61 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Ukupna površina analizirane zgrade je 7800 m2, dok grejana površina iznosi 7500 m2. Zgrada je izgrađena 1931. godine i ima 5 spratova. Konstrukcija zgrade je stari tip: izgađena od cigle, zidova debelih od 50cm do 130cm [25]. U tabelama 9, 10 i 11 dati su osnovni podaci. Tabela 9. Podaci o referentnom objektu [25] Ukupna površina (m²)

7800

Grejana površina (m²)

7500

Ukupna zapremina (m³)

32000

Grejana zapremina (m³)

30000

Površina osnove (m²)

2000

Broj spratova

5

Perimeter (m)

214

Prosečna visina sprata (m)

4,00

Tabela 10. Klimatski podaci [25] Klimatski podaci Grad

Banja Luka

Geografska širina

44°46′32″

Geografska dužina

17°11′08″

Nadmorska vis.(m)

164

Sezona grejanja (HS), start

15.10.

Sezona grejanja (HS), stop

15.04.

Stepen dani

2774

Projektna temperatura zima (°C)

-20

Projektna temperatura - leto (°C)

34

Prosečna brzina vetra (m/s)

3

Smer (u sezoni grejanja)

NW

Tabela 11. Unutrašnji uslovi [25] Unutrašnji kondicioni uslovi

Zadovoljavajući do dobri

Unutrašnja temp.

Stvarna

Spoljna temp. prilikom merenja

Norme

Unutrašnja temp.(°C)

20

10

20/-20

Setback temp. (°C)

16

4

Nema - 62 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

U tabeli 12 prikazani su podaci o režimima korišćenja prostorija, kao i kvantitativni podaci o korisnicima. Tabela 12. Režim korišćenja zgrade [25] Raspored

Radni dani

Subota

Nedelja

Korišćenje prostorija (čas/dan)

8.00 do 17.00

Ne

Ne

Režim grejanja (čas/dan)

6.00 do 22.00

6.00 do 22.00

6.00 do 22.00

Smene

Početak (čas)

Kraj (čas)

Komentari

1. smena

8.00

16.00

2. smena Neradni dani Januar 1,2,6,7,9; April 2,3,4; Maj 1; Novembar 21; Broj osoba u zgradi Stalno prisutnih/osoblje

400 (70%)

lica

Privremeno prisutnih/osoblje

15008 (10%)

lica

Prosečno

430

lica tokom smene

Termovizijskim snimcima utvrđeno je da su spoljni zidovi zadovoljavajućeg stanja iako objekat ne poseduje termoizolaciju. Izmereni U – koeficijent iznosi 0,54.

Slika 33. Termovizijski snimak zgrade [25] 8

Oko 10% od ukupnog broja dnevnih posetilaca je u isto vreme u zgradi.

- 63 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Slika 34. Termovizijski snimak prozora na zgradi [25] Snimanja su pokazala da su vrata i prozori u lošem stanju. Postoji značajna infiltracija vazduha. Svi prozori su dvokrilni, drveni. U – koeficijent iznosi 3,00 W/m2K.

Slika 35. Pregled potrošnje električne energije9 [25]

Slika 36. Pregled potrošnje toplotne energije [25] 9

1 EUR = 1.96 KM

- 64 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Slika 37. Softverski alat ENSI – unos parametara grejanja [25] Energetskim pregledom je izračunato da analizirani objekat troši 176,4 kWh/m2, a nakon implementacije mera energetske efikasnosti uz male troškove i brzi povrat investicije (ugradnja štednih sijalica u rasvetna tela, zaptivanje prozora) potrošnja se smanjuje na 163,5 kWh/m2 čime se objekat svrstava u energetsku E klasu, što je još uvek opseg nezadovoljavajućeg stanja energetske efikasnosti (slika 38).

Slika 38. Potrošnja energije referentnog objekta [25] - 65 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

5. PRIMERI MODELA RAČUNSKE ANALIZE ENERGETSKE POTROŠNJE Sertifikat o energetskim karakteristikama zgrade je sertifikat koji priznaju države članice ili pravno lice koje one imenuju. Sertifikat sadrži podatke izračunate prema metodologiji na bazi generalnog okvira navedenog u Aneksu i treba da omogući: ● korektan razvoj propisa i preporuka za isplativa unapređenja energetskih karakteristika postojećih zgrada, ● dobijanje rezultata koji dopuštaju poređenje energetskih karakteristika zgrada iste funkcije u okviru iste zemlje ili regiona, ● dobijanje rezultata koji dopuštaju poređenje energetskih karakteristika zgrada sa referentnim vrednostima – standardima, ● dobijanje preporuka za ekonomično poboljšanje energetskih karakteristika zgrade. Za sertifikat mogu biti upotrebljeni različiti indikatori koji mogu predstavljati: potrošnju primarne energije, CO2 emisiju, ukupan energetski utrošak, i/ili druge parametre određene nacionalnom energetskom politikom. Ključni energetski indikatori u većini evropskih zemalja su potrošnja primarne energije i emisija CO2. Globalni indikator je predstavljen sumom isporučenih energija. Sertifikat treba da ima formu za lako razumevanje globalnog indikatora energetske potrošnje. Direktivom su predložena tri primera sertifikata koji sadrže: izračunatu procenu i energetske klase, izračunatu i izmerenu procenu i kontinualnu skalu umesto energetskih klasa.

5.1 Simulacija energetskih karakteristika u procesu energetske sertifikacije Postoji više načina za proračun ukupne količine izgubljene energije kroz omotač zgrade i potrebe cele zgrade za energijom, posebno za energijom za grejanje i hlađenje. U ovom poglavlju biće opisan metod proračuna zasnovan na količini isporučene energije koja je potrebna pod standardnim uslovima u unutrašnjosti objekta i u spoljnoj sredini. Ukupna količina isporučene energije za zgradu predstavlja količinu stvarno utrošene energije ili očekivanu količinu energije potrebnu za zadovoljavanje raznih potreba koje se odnose na standardno korišćenje zgrade. To se posebno odnosi na grejanje, zagrevanje vode, hlađenje, obradu vazduha putem ventilacije i modifikaciju parametara unutrašnjeg okruženja putem sistema za klimatizaciju i osvetljenje. Osnovni proces proračuna obično se deli u dve faze: 1) proračun potreba zgrade za energijom, odnosno potreba njenih delova – zonskih potreba, što podrazumeva proračun gubitaka i dobitaka toplote potrebnih u svakom prostoru radi održavanja određenih unutrašnjih uslova; 2) proračun ukupne količine isporučene energije za zgradu (zgrada ili njeni delovi — zone, prema potrebama za energijom), što podrazumeva proračun količine energije potrebne za sisteme za snabdevanje energijom (kotlovi, jedinice za obradu vazduha, sistemi za zagrevanje vode u domaćinstvu (daljinsko grejanje), osvetljenje i dr.), da bi bilo obezbeđeno potrebno grejanje ili hlađenje, regulisanje vlažnosti i dr. Cilj proračuna je izračunavanje ukupne godišnje količine isporučene energije za zgradu, uključujući u to grejanje, hlađenje, ventilaciju, napajanje pomoćne opreme i - 66 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

drugu potrošnju energije neophodnu za funkcionisanje zgrade. Energetska karakteristika EP u GJ/god. predstavlja ukupnu godišnju količinu isporučene energije prema jednačini (11): EP = Qfuel,tot = EPH + EPC + EPF + EPW + EPL – EPPV – EPCHP

(11)

Qfuel,tot - ukupna godišnja količina isporučene energije [GJ], EPH - godišnja potrošnja energije za grejanje [GJ], EPC - godišnja potrošnja energije za hlađenje [GJ], EPF - godišnja potrošnja energije za ventilaciju i ovlaživanje vazduha [GJ], EPL - godišnja potrošnja energije za osvetljenje [GJ], EPW - godišnja potrošnja energije za zagrevanje vode u domaćinstvu [GJ], EPPV - godišnja proizvodnja energije iz fotonaponskih sistema [GJ], EPCHP - godišnja proizvodnja energije iz sistema za kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije [GJ]. Prvi korak u postupku proračuna je utvrđivanje potreba zgrade za energijom za zagrevanje, hlađenje, ventilaciju, osvetljenje itd. Potrebe zgrade za energijom za grejanje i hlađenje prostorija izračunavaju se na osnovu ,,standardnog korišćenja” zgrade. To je korišćenje prema standardnim uslovima u unutrašnjosti zgrade i u spoljnoj sredini i funkcionisanje koje se odnosi na sisteme za snabdevanje zgrada energijom kao što je navedeno u važećim tehničkim standardima i drugim nacionalnim propisima. Postupak proračuna zasniva se na pojednostavljenom dinamičkom proračunu. Potrebe za energijom mogu se izračunati iz pojednostavljenih mesečnih, dnevnih i časovnih vrednosti, ali satnim proračunima bolje se predstavlja složenost karakteristika sistema grejanja, ventilacije i klimatizacije - KGH (uglavnom zbog hlađenja). Izračunavanje količine energije potrebne za grejanje i metodu proračuna iz standarda EN ISO 13790. Tim metodom zgrade za energijom u svakoj od zona [22]. Zatim se za energijom i odgovarajuću zonu izračunava ukupna količina zgradu izražena preko potrebne količine energije.

hlađenje zasniva se na izračunavaju se potrebe sistem za snabdevanje isporučene energije za

Potrebna količina energije za grejanje Qnd,H i hlađenje prostora Qnd,C izračunava se u skladu sa evropskim standardom EN ISO 13790. U osnovni proračun potreba za energijom uključeni su transmisioni gubici Qtr i ventilacioni gubici Qve. U metod proračuna uključeni su i dobici toplote Qgh (unutrašnji Qint i spoljni Qsol) – unutrašnji dobici toplote od korisnika Qint,oc, uređaja Qint,ap, osvetljenja Qint,L i konačne količine potrebne energije u susednim zonama Qi,u,n. Dobici toplote određeni su proizvodnjom toplotne energije pomnoženom delom vremena t u kojem su korisnici odnosno uređaji prisutni u zoni. Potrebna energija umanjuje se za konstantnu vrednost koja zavisi od spoljnih i unutrašnjih dobitaka. Postupak proračuna zasniva se na pojednostavljenom časovnom metodu izloženom u standardu EN ISO 13790. Drugi deo proračuna energije jeste potrebna energija za zagrevanje vode u domaćinstvu QW,nd. Potrebna energija izračunava se na osnovu potreba domaćinstva za toplom vodom, u skladu sa standardom EN 15316-3-1. Godišnju potrošnju tople vode u domaćinstvu VW (pri temperaturi bojlera) po površini zone treba izračunavati u skladu sa standardom EN 15316-3-1 (prilog II). Potrošnja energije za osvetljenje izračunava se u skladu sa standardom EN 15193, po pojednostavljenom postupku proračuna koji se zove metod LENI. Proračun ukupne količine isporučene energije za zgradu znači proračun količine energije Qgen - 67 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

koja je potrebna u sistemima za snabdevanje energijom da bi bilo obezbeđeno potrebno grejanje QH,gen ili hlađenje prostora QC,gen, kontrola vlažnosti QRH,gen, osvetljenje Qfuel,L, kao i energija za sisteme za zagrevanje vode u domaćinstvu QW,gen. Proračun potrošnje energije sastoji se iz osnovnih koraka, u skladu sa evropskim standardom EN 16316 (tabela 13). Tabela 13. Ulazni podaci za softverski proračun [22] Informacije

Izvor

Geometrija zgrade, površine, orijentacija itd.

Očitavanje ili direktno merenje

Klimatski podaci

Iz interne baze podataka softvera za proračun

Izbor profila korisnika za oblasti aktivnosti dodeljene svakom prostoru

Radi doslednosti oni se uzimaju iz interne baze podataka – bira se tip zgrade I aktivnost za svaku zonu

Konstrukcija omotača zgrade

Parametri se unose direktno (postupci inferencije, tj. zaključivanja izvođenjem, mogu se primeniti za sertifikaciju energetskih karakteristika postojećih zgrada)

Sistemi KGH

Bira se iz interne baze podataka ili se parametri unose direktno

Osvetljenje

Bira se iz interne baze podataka ili se parametri unose direktno

Metod proračuna izložen u delovima standarda EN 16316 transformiše se u stepene korisnosti η. Stepeni korisnosti opisuju sistemske gubitke energije u distribuciji, emisiji i proizvodnji, u skladu sa nemačkim standardom DIN V 18599. Gubici predstavljaju efikasnost proizvodnje ηgen, distribucije ηdis i emisije ηem u koracima procesa koji se nalaze između potrebe za energijom i proizvodnje energije, odnosno u emisiji, distribuciji, skladištenju i proizvodnji. To je onaj deo protoka toplotne energije iz dela sistema (emisija, distribucija i proizvodnja) koji se rekuperira u zoni. Električna energija za rad pomoćne opreme (ventilatora, pumpi) koja se koristi za proizvodnju energije u zoni zgrade zavisi od instalisane snage i ukupne grejane površine. Proizvodnju energije treba izračunavati u skladu sa standardom CSN EN 16316. U ovom metodu ne koristi se metod stepen-dana, koji je široko prihvaćen i lak za upotrebu u proračunima energije za grejanje i hlađenje, naročito za relativno jednostavne zgrade. Međutim, ako se energija potrebna za hlađenje izračunava metodom stepen-dana, pojavljuje se problem sa korišćenjem prosečnih mesečnih temperatura. Empirijski je utvrđeno da postoje velike korelacije između potrošnje energije za hlađenje i stepen-dana hlađenja za neke, ali ne i sve, zgrade i sisteme. Za energiju potrebnu za hlađenje ne mogu se koristiti prosečne mesečne temperature jer - 68 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

su prosečne temperature u letnjim mesecima niže od unutrašnje temperature – to znači da nema potrebe za hlađenjem.

Slika 39. Princip postupka proračuna i korišćenje energije u zgradi [22]

5.2 Primer nacionalnog programa za proračun - NCT Republika Češka Na osnovu izloženog metoda i u skladu sa novim evropskim standardima, u Republici Češkoj je kreiran nacionalni program za proračun [23]. Program za proračun sastavljen je u obliku “radnog lista” na osnovu postupka proračuna kako bi postupak bio objedinjen u kompaktnu celinu i kako bi bio obezbeđen lako primenljiv test za postupak proračuna. Nacionalnim programom za proračun izračunavaju se potrebe za energijom za grejanje, hlađenje, sisteme za zagrevanje vode u domaćinstvu, osvetljenje itd. u svakom prostoru u zgradi ili zoni, u zavisnosti od aktivnosti koje se tamo odvijaju. Program obuhvata različite standardizovane profile korišćenja koji mogu da podrazumevaju različite temperature, periode rada, standarde osvetljenja itd. Njime se izračunava energija za grejanje i hlađenje putem izrade energetskog bilansa na osnovu klimatskog položaja. To je objedinjeno sa informacijama o efikasnosti sistema kako bi bila utvrđena potrošnja energije. Energija utrošena za osvetljenje izračunava se za svaku zonu, a kada je reč o zagrevanju vode u domaćinstvu, ona se izračunava za celu zgradu — to zavisi od tipa sistema za zagrevanje vode. Za ulazne podatke za program neophodne su informacije iz izvora navedenih u tabeli 13. Definisanje zgrade u NCT sastoji se iz sledećih koraka: ● unošenje opštih informacija o zgradi, vlasniku, telu za sertifikaciju i izbor odgovarajućih meteoroloških podataka (slika 40); ● izrada baze podataka o različitim konstrukcijama i vrstama stakla; ● kreiranje zona u interfejsu i unošenje njihovih osnovnih mera; ● definisanje graničnih površina svake zone – zidova, podova, plafona itd., njihovih mera, orijentacije, uslova u susednim prostorima i korišćenih konstrukcija, zajedno sa vazdušnom propustljivošću prostora; ● definisanje sistema KGH (grejanja, ventilacije i klimatizacije), sistema za zagrevanje vode u domaćinstvu i eventualnih solarnih sistema, fotonaponskih sistema, generatora na vetar ili generatora za kombinovanu proizvodnju toplotne i električne energije koji se koriste u zgradi; ● definisanje sistema osvetljenja i karakteristika ventilacije za svaku zonu i njihova dodela odgovarajućim sistemima KGH i daljinskog grejanja; - 69 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

● na kraju, utvrđivanje klase energetske efikasnosti zgrade i ukupne količine isporučene energije u celom omotaču zgrade.

Slika 40. Korisnički interfejs NCT u MS Excel-u [23] Energetske karakteristike i klasa energetske efikasnosti zgrade izračunavaju se na osnovu ukupne količine isporučene energije kroz omotač zgrade u skladu sa podacima o referentnoj (teoretskoj) zgradi. Teoretska zgrada predstavlja vrednosti godišnje količine isporučene energije za svaku vrstu zgrade i za klase energetske efikasnosti A–G. Na slici 41 prikazan je grafički deo sertifikata o energetskim karakteristikama zgrade. Njime se izražava ukupna količina energije isporučena kroz omotač zgrade u rasponu od sedam klasa energetske efikasnosti A– G. Za zgradu je zahtevani nivo C; ako zgrada pripada klasi nižoj od C, ona ne ispunjava uslove. Za novoizgrađene ili obnovljene zgrade, preporučuju se sve klase iznad C. Najviša klasa A odgovara niskoj potrošnji energije i pasivnim zgradama.

Slika 41. Češki sertifikat o energetskim karakteristikama zgrada [23]

- 70 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

5.2.1 Standardizovani profili korišćenja Svaka vrsta zgrade tokom korišćenja funkcioniše različito, a isto važi i za vreme posle završetka glavnog perioda dana, kada se učinak svih sistema smanjuje. To je očigledno kada je reč o različitim vrstama zgrada, ali važi i za slične ili iste vrste. Poređenjem potpuno istih zgrada, od kojih se jedna greje do zadate temperature od 20°C, a druga do temperature od 22°C, primetno je da se dobijaju različite vrednosti ukupne godišnje količine isporučene energije za grejanje kroz omotač zgrade. Te okolnosti predstavljaju ozbiljan problem za opštu procenu karakteristika zgrade i u slučaju kada je potrebno poređenje različitih zgrada. Jedino rešenje su standardizovani profili korišćenja. Tokom izrade instrumenta za procenu karakteristika NCT, odlučeno je da budu kreirani određeni profili za najvažnije vrste zgrada. Cilj svakog profila jeste utvrđivanje uslova u unutrašnjosti objekta koji zadovoljavaju željeni nivo kvaliteta zonskog okruženja. U osnovi, zadati nivo kvaliteta zonskog okruženja ispunjava zahteve toplotne ugodnosti [22], ventilacije, osvetljenja, kao i efekata vezanih za aktivnosti, kao što su dobici toplote. Takav izbor konstantnih profila obezbeđuje određene prednosti, naročito identične parametre za isti tip zone u različitim zgradama; osim toga, pomaže da se izbegnu preniske procene nekih potrošača energije u zgradi, na primer nizak intenzitet osvetljenja. Najzad, manja je mogućnost namernog uticaja na rezultate utvrđivanja ukupne količine isporučene energije kroz omotač zgrade. Uopšteno gledano, to znači da će svaki profil sadržati veliku količinu podataka. Te vrednosti služe kao jedan od graničnih uslova za proračun energetskih karakteristika bilo koje zone bilo koje zgrade. Za potrebe proračuna, korisnik samo bira određeni profil koji se odnosi na zonu koja je predmet procene. Konkretno, standardizovani profil korišćenja za svaku zonu obuhvata grupe podataka kojima su definisani vreme korišćenja u toku dana i godine, zadate temperature za grejanje i hlađenje, protok vazduha u ventilaciji i temperatura dovedenog vazduha, unutrašnji dobici toplote i veštačko osvetljenje u zoni. Posredstvom softvera NCT raspoloživo je devet grupa koje sadrže ukupno 49 standardizovanih profila korišćenja. Tih devet grupa obuhvata mnoge vrste zgrada, kao što su individualni stambeni objekti, stambene zgrade, poslovne zgrade, zgrade obrazovnih institucija, institucije u oblasti zdravstva i nege, hoteli i restorani, sportski objekti, trgovinski objekti i pozorišta.

5.2.2 Klimatski podaci Za utvrđivanje temperature okoline, u postupku proračuna koriste se klimatski podaci za četiri klimatske oblasti (u skladu sa češkim standardom CSN 730540). Za svaku klimatsku oblast kreirano je po dvanaest sintetičkih referentnih dana sa vrednostima temperature u razmacima od jednog sata. Svaki reprezentativni dan predstavlja određeni mesec. Referentni dani kreirani su primenom klimatskih podataka u formatu TM2 (baza klimatskih podataka TRNsys 16) za četiri lokacije. Izvorni podaci su u formatu časovnih vrednosti temperature tokom godine, što daje ukupno 8760 vrednosti. Klimatski podaci za potrebe metodologije obrađeni su u formatu tipi��nog dana, gde je svaki mesec predstavljen samo jednim tipičnim danom. Tipičan dan za zimsku temperaturu predstavlja prosek svih zasebnih vrednosti u mesecu i u datim vremenskim intervalima. Za letnji period, bilo je potrebno uzeti u obzir - 71 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

višu temperaturu tokom letnjih meseci, koja je izrazito veća od prosečne vrednosti. Temperatura za mesece od juna od avgusta utvrđena je korišćenjem mesečnih vrednosti, ali uzimajući u obzir amplitudnu temperaturu u letnjem periodu. Za podatke o sunčevom zračenju za potrebe nacionalne metodologije, bilo je neophodno kreirati fajl sa podacima o zračenju za različite kose izolovane površine i orijentacijom. Ulazne vrednosti su solarna konstanta I0 = 1366 W/m2, geografska širina Češke 50,08°, prosečna nadmorska visina Češke 300 m i koeficijent zagađenosti atmosfere (Cihelka, 1994), koji se uzima u obzir u proračunima za gradska područja [22].

Slika 42. Primer referentnog dana za mesec april [22] Nacionalni model Republike Češke potvrđen je metodologijom BESTEST i novim višezonskim modelima. Skup klimatskih podataka transformisan je u nove uslove projektovanja koji odgovaraju uslovima u Češkoj. Rezultati simulacije upoređeni su sa rezultatima nacionalnog programa. Simulacija je vršena uz pomoć softvera ESP-r i DesignBuilder (EnergyPlus) i metode proračuna stepen-dana. Izloženi metod za postupak proračuna prema Direktivi o energetskim karakteristikama zgrada EPBD koristi se u skladu sa češkim zakonom za sve nove zgrade sa korisnom površinom preko 50 m2, osim privremenih objekata, za proračune u svrhu dobijanja sertifikata o energetskoj efikasnosti, u kojem se opisuju energetske kafrakteristike zgrade. Predstavljeni pristup rešavanju problema rezultat je konsenzusa grupa stručnjaka i eksperata iz Ministarstva industrije Češke i ispunjava zahteve Evropske komisije vezane za sprovođenje Direktive.

5.3 Primer komercijalnog programa za proračun – EnCert-HR Sa softverskim alatom RP EnCert-HR 2010, koji je izrađen za potrebe energetske sertifikacije objekata na tržištu Republike Hrvatske, moguće je za veoma kratko vreme u skladu sa Pravilnikom o energetskom sertificiranju zgrada [19] izraditi sertifikat na osnovu podataka iz projekta, fizičkih svojstava zgrade, na taj način da se - 72 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

na bazi navedenog projekta i završnog izveštaja glavnog inženjera direktno unesu podaci o "U" vrednostima i pripadajućim površinama omotača zgrade. Pojedini građevinski delovi koji nisu izvedeni prema projektu mogu se dodatno eksplicitno definisati. Isto tako omogućen je direktan unos transmisionih gubitaka kroz tlo, transmisionih gubitaka kroz negrejane prostore i ventilacionih gubitaka, što znatno skraćuje i pojednostavljuje izradu energetskog sertifikata. U današnje vreme sve češće projektanti kao programski zadatak, u startu imaju zahtev od investitora za postizanje visokog energetskog razreda zgrade (B, A, A+). Sa RP EnCert-HR 2010 brzo se može proveriti kako trebaju projektovati zgradu da bi taj programski uslov mogli uspešno zadovoljiti [18]. U fazi projektovanja zgrade moguće je sa ovim softverskim alatom, bez izrade projekta fizike zgrade, proveriti koji energetski razred postiže buduća zgrada, jer se mogu unositi direktno potrebni ili ciljani U koeficijenti razmatranih površina. U realnom vremenu se modifikacijom zgrade može proveriti koji je oblik zgrade, orijentacija, pozicija otvora i zaštite od sunca povoljniji i koji je uticaj ovih izmena na energetski razred zgrade.

Slika 43. Početni prozor računskog programa EnCert-HR [18] Iz početnog prozora računskog programa EnCert-HR se biraju brojne opcije koje stoje na raspolaganju korisnicima. U meniju „Program“ razvrstane su naredbe za importovanje, eksportovanje i arhiviranje datoteka o zgradama i bazama materijala, kao i građevinskih delova, unos podataka o sertifikatoru i proračun trenutno aktivne zgrade (na slici 43 obojeni red u tabeli Popis zgrada). Svaka se zgrada može izvesti u samostalnu datoteku koja dobija *.enc1 nastavak. Ta se datoteka preko CD-a, USB memorije, e-mail servisa itd, može poslati nekom drugom korisniku koji je može uvesti u svoju bazu preko naredbe „uvoz zgrade“. Klikom na naredbe za „uvoz zgrade“ ili „izvoz zgrade“ otvara se prozor za biranje lokacije i imena importovane ili eksportovane datoteke zgrade u formatu *.enc1. Naredbom „opcije“ otvara se prozor za unos podataka o ovlašćenoj fizičkoj i pravnoj osobi za energetsku sertifikaciju zgrada, koji se mogu preneti u sertifikat - 73 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

prilikom generisanja sertifikata. U polje „ovlaštena fizička osoba“ unosi se ime ovlašćene fizičke osobe (za zgrade sa jednostavnim tehničkim sistemima). U polje „ovlaštena pravna osoba“ unosi se naziv ovlašćene pravne osobe (za zgrade sa složenim tehničkim sistemima“. U polje „imenovana osoba u pravnoj osobi“ unosi se ime imenovane osobe u pravnoj osobi za izdavanje energetskog sertifikata. U meniju „zgrade“ grupisane su naredbe za rukovanje zgradama, građevinskim delovima zgrada, toplotnim gubicima, proračunima i ispisima, preporukama za energetska poboljšanja zgrada te bazom podataka o materijalima za definisanje građevinskih delova zgrade. Klikom na dugme „dodaj zgradu“ ili „uredi“ otvara se prozor „podaci o zgradi“ (slika 44). Kartica „osnovni podaci“ služi za unos osnovnih podataka o zgradi što se odnosi na podatke o vlasniku/cima, adresi, mestu, katastarskoj opštini, kao i paleta za definisanje meteoroloških uslova lokacije, zatim podaci o nameni zgrade, etažnosti, godini izgradnje i proračun uticaja toplotnih mostova.

Slika 44. Prikaz prozora za unos osnovnih podataka o zgradi [18] Svaka zgrada može imati više zona. Zgrada sa više zona jeste zgrada koja ima više delova za koje se mogu izraditi zasebni energetski sertifikati, ali se takođe može izraditi i zajednički sertifikat za zgradu sa više zona. Zgrada sa više zona je zgrada: ● koja se sastoji od delova koji čine zaokružene funkcionalne celine koje imaju različitu namenu i imaju mogućnost odvojenih sistema grejanja i hlađenja (stambeni deo u nestambenoj zgradi) ili se razlikuju po unutrašnjoj projektnoj temp. za više od 4° C, ● kod koje je 10% i više neto podne površine prostora zgrade u kojem se održava kontrolisana temperatura u drugoj nameni od osnovne namene i kada je iznos te neto podne površine u drugoj nameni veći od 50 m2, - 74 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

● kod koje delovi zgrade koji su zaokružene funkcionalne celine imaju različiti termotehnički sistem i/ili bitno različite režime korišćenja termo-tehničkih sistema.

Slika 45. Prozor za unos koeficijenata prolaza toplote za spoljne zidove [18] Kao posebne tematske celine, u sklopu softverskog alata EnCert-HR, nalaze se detaljni obrasci za unos podataka o građevinskim karakteristikama odnosno građevinskim materijalima od kojih je sagrađena zgrada, termo-tehničkim sistemima, toplotnim gubicima i toplotnim dobicima.

Slika 46. Ispis energetskog razreda zgrade [18] - 75 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

Na slici 46 prikazana je kartica „energetski razred“ sa izračunatim energetskim razredom zgrade za referentnu klimu sa istaknutim podatkom o specifičnoj ili relativnoj godišnjoj potrebnoj toplotnoj energiji za grejanje u skladu sa namenom zgrade određenom u prozoru za unos podataka o zgradi.

Slika 47. Ispis energetskog sertifikata zgrade [18] Na slici 47 prikazan je prozor koji u celini ispisuje konačni izgled energetskog sertifikata zgrade dobijen na merilu proračuna svih parametara koji su definisali zgradu.

5.4 DesignBuilder softver DesignBuilder je programski paket za integralni proračun energetskih bilansa u zgradarstvu. Ovaj programski alat kombinuje brzo modeliranje zgrada i lakoću korišćenja sa najsavremenijim dinamičkim programima za energetsku simulaciju u zgradarstvu. Program je predviđen za upotrebu u svim fazama projektovanja i eksploatacije zgrade, a uspešno koristi i kombinuje najsavremeniji alat za nestacionarni proračun prenosa toplote sa 3-D programom za modeliranje, koji je jednostavan za korišćenje i ima velike mogućnosti. Inovativne opcije koje poseduje DesignBuilder omogućavaju i korisnicima sa manje iskustva da brzo modeliraju čak i kompleksne zgrade. Korišćenje svetski priznatog softvera EnergyPlus (e+) obezbeđuje veliku pouzdanost dobijenih rezultata uz pravilno korišćenje samog DesignBuildera [26]. DesignBuilder ima dobar odnos cena-kvalitet, što ga čini prihvatljivim i u slučaju simulacija malih projekata, bez rizika da - 76 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

će se prekoračiti budžet. Preporučuje se kao pouzdan programski paket u projektovanju od strane arhitekata, konsultanata u relevantnim inženjerskim oblastima, istraživača i studenata. Neke od tipičnih primena su: • • • • • • • •

proračun energetskih dobitaka i gubitaka zgrade, evaluacija različitih opcija fasade (omotača zgrade) u cilju optimizacije toplotnih gubitaka i cene i izgleda, vizualizacija zgrade i sunčevog osenčenja, simulacija prenošenja toplote u prirodno ventilisanim zgradama, modeliranje sistema za uštedu električne energije potrebne za osvetljenje u odnosu na dnevno osvetljenje, dimenzionisanje mašinskih instalacija za grejanje i hlađenje, olakšavanje komunikacije prilikom sastanaka projektnih timova u fazama projektovanja i rekonstrukcije, proračun emisije CO2.

Slika 48. Izgled modeliranog demonstracionog objekta [26] Šabloni podataka koji se nalaze u sklopu programa omogućavaju lako unošenje standardnih projekata zgrade, konstrukcija, režima korišćenja, sistema za klimatizaciju, grejanje, provetravanje i hlađenje, kao i sistema za osvetljenje u projekat. Sve ovo omogućava da se izmene unose lako na nivou zgrade, bloka ili zone. U svakoj fazi procesa projektovanja, mogu se dobiti precizni podaci o ponašanju okoline, kao i izvanredne renderovane slike/filmovi. Veoma je važno da DesignBuilder omogućava analiziranje potrebnih podatakaonda kada je to najpovoljnije, na samom početku projektovanja, čime se dizajn i proračun mogu usmeriti na pravi način. DesignBuilder koristi OpenGL program za modeliranje i omogućuje izradu modela zgrada pozicioniranjem, rastezanjem i sečenjem “blokova” u 3-D prostoru [27]. Realni 3-D elementi obezbeđuju vizuelni prikaz stvarne debljine elementa i površine i zapremine zona (soba). Nema ograničenja na oblik površine – površine koje

- 77 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

imaju više od 4 ćoška su podeljene na trouglove (na mestima gde je to neophodno) da bi se obezbedila kompatibilnost sa EnergyPlus simulatorom. Šabloni koji se nalaze u sastavu programa omogućavaju korišćenje standardnih konstrukcija, režima korišćenja, HVAC (klimatizacija, grejanje i provetravanje) sistema i sistema za osvetljenje zgrada selektovanjem iz opadajuće liste. Možete da dodate i sopstvene šablone ako često radite na sličnim tipovima zgrada. Sa ovim, u kombinaciji sa data inheritance, lako se unose izmene na nivou zgrade, bloka ili zone. Isto tako, možete da kontrolišete nivo detalja u svakom modelu zgrade i time dozvolite efektivno korišćenje aparata u svakom koraku projektovanja ili tokom procesa razvijanja. Prebacivanje između prikaza modela zgrade (Model Edit View) i Environmental performance data jednim klikom – ispisuje se podatak bez potrebe da se pokreće spoljni modul za unošenje podataka. Simulacije potrebne za generisanje ulaznih podataka se pokrecu automatski.

5.5 RETScreen RETScreen International je jedan od vodećih svetskih softvera za podršku pri donošenju odluka u oblasti obnovljivih izvora energije i energetske efikasnosti. Razvijen je od strane vlade Kanade i distribuira se potpuno besplatno (freeware), kao deo programa kojim se prepoznaje potreba za preduzimanjem naprednog i integrisanog pristupa rešavanju problema klimatskih promena i smanjenja zagađivanja životne sredine. RETScreen je svetski priznat i afirmisan programski alat koji omogućava razvijanje projekata u oblasti obnovljivih izvora energije i energetske efikasnosti.

Slika 49. Korisnički interfejs softverskog alata RETScreen u MS Excel-u [24] RETScreen značajno smanjuje troškove (u vremenu i novcu) koji se odnose na identifikovanje i procenu potencijalnih energetskih projekata. Ovi troškovi se javljaju u fazama predinvesticione studije, studije izvodljivosti, razvoja i inženjeringa, i mogu da budu ozbiljna prepreka implementaciji tehnologija obnovljive energije i energetske efikasnosti. Otklanjanjem ovih prepreka, RETScreen smanjuje troškove realizacije projekta i poslovanja u industriji čistih energetskih tehnologija. Ovaj softver omogućava donosiocima odluka i stručnjacima da utvrde finansijsku isplativost projekata iz oblasti - 78 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

obnovljive energije, energetske efikasnosti ili kogeneracije, a takođe pomaže donosiocima odluka da brzo, pouzdano, jednostavno i relativno jeftino procene održivost nekog projekta. Interesantan je podatak da programski alat RETScreen koristi više od 250.000 ljudi u 222 zemlje sveta i dostupan je na čak 35 jezika što pokriva više od 2/3 svetske populacije. Takođe, uvršten je u nastavni program na više od 270 univerziteta i viših škola širom sveta. Na svetskom nivou, RETScreen je direktno zaslužan za korisničke uštede u vrednosti od preko 5 milijarde dolara, a očekuje se da će do 2013. godine ova cifra porasti na preko 8 milijardi dolara. Obezbeđivanjem čiste energije, RETScreen posredno doprinosi smanjenju emisije štetnih gasova - procenjena vrednost redukcije do 2013. godine iznosi 20 miliona tona godišnje. Do 2013. godine, procenjuje se da će RETScreen u celom svetu pomoći i podstaći postavljanje najmanje 24 GW kapaciteta čiste energije u vrednosti od otprilike 41 milijarde dolara [24].

Slika 50. Definisanje klimatskih podataka u RETScreen-u [24] RETScreen je najsveobuhvatniji softver ove vrste koji omogućava inženjerima, arhitektama i finansijskim stručnjacima da uređuju i analiziraju sve vrste projekata čiste energije. Donosioci odluka mogu sprovesti standardizovanu analizu u pet faza koju - 79 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

čine: analiza energije, analiza troškova, analiza emisija, finansijska analiza i analiza osetljivosti/rizika. Tehnologije koje ulaze u projektne modele RETScreen su sveobuhvatne, te uključuju tradicionalne i netradicionalne izvore čiste energije, kao i konvencionalne tehnologije i izvore energije. Primeri ovih projektnih modela su: energetska efikasnost (od velikih industrijskih postrojenja do individualnih stambenih objekata), grejanje i hlađenje (npr. biomasa, toplotne pumpe i solarno grejanje vazduh/voda), energetska snaga (obnovljivi izvori kao što su solarni, vetar, talasni, hidro, geotermalni, itd., ali i konvencionalne tehnologije kao što su gasne ili parne turbine i recipročni motori), te koproizvodnja toplote i energije (kogenerisanje). U program su integrisane baze podataka o proizvodu, projektu, hidrologiji i klimi (potonje uz pomoć 4.700 stanica-lokacija u svetu i satelitskim podacima agencija NASA koje pokrivaju prostor čitave planete), kao i veze sa svim svetskim mapama energetskih izvora. RETScreen sadrži veliku bazu generisanih obrazaca za projekte čiste energije kako bi olakšao korisnicima da što brže započnu proces analize.

- 80 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

6. ZAKLJUČAK Zbog nastalih promena u ekonomskim odnosima proizvodnje i potrošnje energije, danas se racionalnom korišćenju energije posvećuje sve veća pažnja. Sektor zgradarstva nalazi se u samom vrhu po učešću u potrošnji primarne energije. Stambene i poslovne zgrade troše preko 40% primarne energije. Takođe, na njih se odnosi preko 72% ukupne proizvodnje električne energije, 55% potrošnje prirodnog gasa i što je najvažnije, zgrade su odgovorne za više od trećine ukupne emisije CO2. Republika Srbija već danas premašuje granične vrednosti definisane zahtevima Kjoto protokola, a sa druge strane potrebno je više emisije CO2 da bi se razvila sekundarna privredna delatnost te nastavio ekonomski razvoj koji je značajno usporen zbog svetske ekonomske krize. Potrebno je takođe posmatrati problem nesigurnosti snabdevanja energijom. Treba istaći da je, tehnički gledano, problem racionalizacije potrošnje energije u zgradama rešiv. Izvršavanjem načela energetske efikasnosti, smanjenjem potrebne energije za grejanje i hlađenje u zgradama može se ostvariti veliki potencijal ušteda energije. Jasno je da se najveća mogućnost za sveukupno smanjenje potrošnje primarne energije nalazi u okviru postojećeg građevinskog fonda. Pre svega treba poći od dijagnostikovanja objekata koji neracionalno troše energiju, a potom primenom najnovijih tehnoloških rešenja doći do najoptimalnijeg nivoa potrošnje energije. Navedene uštede podrazumevaju povećanje stepena izolacije postojećih i novih zgrada te poboljšanje svojstava tehničkih sistema zgrade interdisciplinarnim pristupom u postupku obnavljanja zgrada. Kao najveći korak ka postizanju ciljeva postavljenih zakonodavstvom, potrebno je osigurati primereno finansiranje mera poboljšanja i rekonstrukcije zgrada i podizanje svesti javnosti. Republika Srbija je Zakonom o planiranju i izgradnji iz 2009. godine, prvi put u našoj zemlji uvela obavezu energetske sertifikacije objekata, a sve kao rezultat direktiva Evropske unije i prilagođavanja zakonodavstva zahtevima zaštite životne sredine i štednje energije pri čemu je najvažnija direktiva 2002/91/EC. Direktiva 2002/91/EC o energetskom svojstvu zgrada zahteva sprovođenje sertifikacije zgrada, što znači da pri izgradnji zgrada, njihovoj prodaji ili iznajmljivanju treba osigurati dostupnost sertifikata o energetskom svojstvu zgrade koji će vlasnik dati na uvid potencijalnim kupcima ili iznajmljivačima. Sertifikacija takođe uključuje savete kako poboljšati energetsko stanje zgrade. Energetski sertifikat zgrade izdaju nezavisni eksperti koje svaka država sama određuje i to je regulativni deo problema koji kod nas nije rešen. Da bi se Direktiva sprovodila na zahtevanom tehničkom nivou, potrebni su osposobljeni stručnjaci koji će biti u mogućnosti da realizuju sve neophodne procedure u ovoj oblasti, koje su uglavnom definisane u standardima EN i ISO. Potrebno je za naše uslove odrediti adekvatnu metodologiju za sprovođenje Direktive EU u svim fazama tehničkog dela u sprezi sa propisanim indikatorima kvaliteta unutrašnjeg prostora. Kao uslov za kandidaturu Republike Srbije za članstvo u EU, biće postavljeno donošenje odgovarajućih zakonskih regulativa, kao i potreba za usvajanjem velikog broja EN standarda iz ove oblasti te je iz tog razloga u ovaj proces neophodno poći što ranije. Trenutno, u pripremi su podzakonski akti koji će omogućiti - 81 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

implementaciju zahteva energetske sertifikacije zgrada u zakonodavstvo Republike Srbije. Energetska sertifikacija zgrada predstavlja mehanizam koji će omogućiti čitavom građevinskom sektoru i tržištu nekretninama u Republici Srbiji efikasnu transformaciju, odnosno primenu efikasnijih tehničkih rešenja te doprineti smanjenju potrošnje i uštedi energije, a samim tim dovesti do smanjenja CO2 emisija čime ćemo ispuniti ciljeve koje smo preuzeli kao zemlja potpisnica Kjoto protokola.

- 82 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

7. LITERATURA

[1] Bukarica Vesna, Dović D., Hrs Borković Željka, Soldo V.,Sučić B., Švaić S., Zanki Vlasta. 2008. Priručnik za energetske savjetnike. Program ujedinjenih naroda za razvoj (UNDP) u Hrvatskoj. Tiskara Zelina. Zagreb. [2] Mikulić Dunja, Štirmer Nina, Milovanović Bojan, Banjar Pečud Ivana. 2010. Energijsko certificiranje zgrada. [3] http://www.gradjevinarstvo.rs (maj 2011.) [4] Bogdanović Ivana. Uticaj mikroklime i orijentacije na energetske potrebe zgrada. Zbornik radova građevinsko-arhitektonskog fakulteta, br. 21 [5] Šumarac, D. (2009) Energetska efikasnost zgrada u Srbiji - uvodno predavanje. Konferencija Graditeljstvo i održivi razvoj 'DIMK', 2009, Zbornik radova, Beograd: Građevinski fakultet, 3-16 [6] http://www.eihp.hr (maj 2011.) [7] Petrović Snežana. 2010. Energetska sertifikacija i izražavanje energetskih karakteristika objekata. Zbornik radova za 41. kongres KGH. SMEITS. 523 – 531., Beograd. [8] Krnjetin S. 2004. Graditeljstvo i zaštita životne sredine, Prometej, Novi Sad. [9] Nacionalni program energetske efikasnosti Republike Srbije [10] http://www.ingkomora.org.rs (jun 2011.) [11] DIRECTIVE 2002/91/EC; http://www.eur-lex.europa.eu/ (jun 2011.) [12] Zakon o energetici ( "Sl.glasnik RS", br. 84/2004) [13] http://www.energo-consult.hr (jun 2011.) [14] Zakon o planiranju i izgradnji ( “Sl. glasnik RS“, br. 72/2009) [15] http://www.seea.gov.rs (jun 2011.) [16] Smjernice za provođenje energijskog pregleda za nove i postojeće objekte s jednostavnim i složenim tehničkim sistemom (2009.) ; http://www.ceteor.ba [17] http://www.huec.hr (jun 2011.) [18] http://www.encert.hr (jun 2011.) [19] Pravilnik o energetskom certificiranju zgrada, NN 36/2010., Zagreb, R. Hrvatska [20] Pravilnik o uvjetima i mjerilima za osobe koje provode energetske preglede i energetsko certificiranje zgrada NN 113/08, Zagreb, R. Hrvatska [21] Metodologija provođenja energetskog pregleda zgrada, Energetski institut Hrvoje Požar, MZOPUG, Zagreb, R. Hrvatska [22] Kabele K. 2010. Simulacija energetskih karakteristika u postupku sertifikovanja zgrada, Zbornik radova za 41. kongres KGH. SMEITS. 42 – 52, Beograd.

- 83 -

Energetska efikasnost zgrada – Energetska sertifikacija

Željko Štrbac

[23] Kabele K., Urban M., Adamovský D., Kabrhel M., Nacionalni instrument za proračun [softver]. Verzija 2.066, Prag, 2009. sa adrese <http://tzb.fsv.cvut.cz/ projects/nkn>. Nacionalni instrument za proračun, 71 MB. [24] http://www.retscreen.net (jun 2011.) [25] Administrativna služba grada Banja Luka. Interni dokument. Nacrt izvještaja energetskog audita zgrade. Banja Luka. 2011. [26] DesignBuilder software; zastupnik i distributer za Republiku Srbiju – http:/www.dmijuca.in.rs (jun 2011.) [27] http://www.designbuilder.co.uk (jun 2011.)

- 84 -

PRILOG I – METODOLOGIJA VRŠENJA ENERGETSKOG PREGLEDA RAZGOVOR SA KLIJENTOM I DEFINISANJE CILJA I OBIMA ENERGETSKOG PREGLEDA

IZBOR OVLAŠĆENOG LICA ZA VRŠENJE ENERGETSKOG PREGLEDA

ANALIZA ENERGETSKIH SVOJSTAVA ZGRADE I KARAKTERISTIKA UPRAVLJANJA POTROŠNJOM I TROŠKOVIMA ENERGIJE

PRIKUPLJANJE PODATAKA O OBJEKTU

PREGLED POSTOJEĆE DOKUMENTACIJE

ANALIZA PODATAKA O POTROŠNJI I TROŠKOVIMA ENERGIJE

OBILAZAK ZGRADE I UTVRĐIVANJE KLJUČNIH NEDOSTATAKA

VRŠENJE POTREBNIH ISTRAŽIVANJA, MERENJA I PRORAČUNA

ANALIZA I OBRADA PRIKUPLJENIH PODATAKA

ANALIZA I IZBOR MOGUĆIH MERA POBOLJŠANJA ENERGETSKIH SVOJSTAVA OBJEKTA

ENERGETSKO, EKONOMSKO I EKOLOŠKO VREDNOVANJE PREDLOŽENIH MERA

ZAVRŠNI IZVEŠTAJ O ENERGETSKOM PREGLEDU SA PREPORUKAMA I REDOSLEDOM PRIORITETNIH MERA

PRILOG II – POSTUPAK PRORAČUNA U SKLADU SA STANDARDOM EN-15316-1

PRILOG III – ENERGETSKI SERTIFIKAT ZA NOVU ZGRADU

LISTA SLIKA Slika 1. Karakterističan prizor u vreme energetske krize 1973. godine [3] ........................ 6 Slika 2. Grafički prikaz potrošnje energije u EU [2] ............................................................ 7 Slika 3. Načini zagrevanja zgrada u Republici Srbiji [3] ..................................................... 8 Slika 4. Struktura potrošnje električne energije u domaćinstvima u Republici Srbiji [3] .... 9 Slika 5. Energetska sertifikacija postaje osnova za dobijanje upotrebne dozvole za nove objekte [3] .......................................................................................................................... 10 Slika 6. Prikaz pretvaranja energije - od primarne do korisne [6] .................................... 18 Slika 7. Toplotni gubici objekta [1] .................................................................................... 19 Slika 8. Specifikacija energetskih potreba u sektoru zgradarstva u EU [3] ..................... 21 Slika 9. Pregled tehničkih sistema koji utiču na potrošnju energije u zgradi [1] .............. 22 Slika 10. Zahtevi savremenog koncepta energetskog menadžmenta u zgradama [1] ... 29 Slika 11. Primer nadstrešnice sa višestrukom namenom na objektu [3] ......................... 30 Slika 12. Proračun toplotnog mosta na neizolovanom delu zgrade [1]............................ 31 Slika 13. Proračun toplotnog mosta na rekonstruisanom delu zgrade [1] ....................... 32 Slika 14. Pojava plesni na mestima kritičnih toplotnih mostova [1] ................................. 33 Slika 15. Poređenje termograma pre i nakon rekonstrukcije omotača zgrade [1] ........... 33 Slika 16. PVC profil [1] ...................................................................................................... 34 Slika 17. Aluminijumski profil [1] ....................................................................................... 34 Slika 18. Profil od drveta [1] .............................................................................................. 35 Slika 19. Temperature na unutrašnjoj strani stakla u zavisnosti od vrste ostakljenja [1] 35 Slika 20. Elementi pasivno-solarnog dizajna objekta [6] .................................................. 37 Slika 21. Mehanizmi održavanja termičke ravnoteže [1] .................................................. 40 Slika 22. Temperaturni profili različitih vrsta grejanja [1].................................................. 41 Slika 23. Temperaturni profili podnog i plafonskog grejanja [1] ....................................... 41 Slika 24. Treća opcija prirodne ventilacije je najefikasnija sa aspekta uštede toplotne energije [13] ........................................................................................................ 44 Slika 25. Pločasti izmenjivač sa protivsmernim strujanjem [13]....................................... 45 Slika 26. Kombinovani bojler na gas – akumulacioni [1] .................................................. 48 Slika 27. Peletni pirolitički kotao za centralno grejanje [6] ............................................... 49 Slika 28. Solarni toplovodni sistem – sistem sa prirodnom cirkulacijom [6] .................... 50 Slika 29. Mini vetrogenerator [3] ....................................................................................... 50 Slika 30. Potrošnja električne energija u Republici Srbiji je u konstantnom porastu [3] .. 51 Slika 31. Softverska analiza termovizijskog snimka [6] .................................................... 60 Slika 32. Zgrada administrativne službe grada Banjaluke [25] ........................................ 61 Slika 33. Termovizijski snimak zgrade [25] ...................................................................... 63 Slika 34. Termovizijski snimak prozora na zgradi [25] ..................................................... 64 Slika 35. Pregled potrošnje električne energije [25] ......................................................... 64 Slika 36. Pregled potrošnje toplotne energije [25]............................................................ 64 Slika 37. Softverski alat ENSI – unos parametara grejanja [25] ...................................... 65 Slika 38. Potrošnja energije referentnog objekta [25] ...................................................... 65 Slika 39. Princip postupka proračuna i korišćenje energije u zgradi [22] ........................ 69 Slika 40. Korisnički interfejs NCT u MS Excel-u [23] ....................................................... 70 Slika 41. Češki sertifikat o energetskim karakteristikama zgrada [23]............................. 70 Slika 42. Primer referentnog dana za mesec april [22] .................................................... 72 Slika 43. Početni prozor računskog programaEnCert-HR [18] ........................................ 73 Slika 44. Prikaz prozora za unos osnovnih podataka o zgradi [18] ................................. 74 Slika 45. Prozor za unos koeficijenata prolaza toplote za spoljne zidove [18] ................ 75 Slika 46. Ispis energetskog razreda zgrade [18] .............................................................. 75 Slika 47. Ispis energetskog sertifikata zgrade [18] ........................................................... 76

Slika 48. Izgled modeliranog demonstracionog objekta [26] ........................................... 77 Slika 49. Korisnički interfejs softverskog alata RETScreen u MS Excel-u [24] ............... 78 Slika 50. Definisanje klimatskih podataka u RETScreen-u [24] ....................................... 79

LISTA DIJAGRAMA Dijagram 1. Zavisnost faktora oblika i debljine termoizolacije [6] .................................... 38 Dijagram 2. Područje ugodnosti za ljudski ogranizam [1] ................................................ 40 Dijagram 3. Princip rada SPLIT sistema za hlađenje vazduha [1] ................................... 42

LISTA TABELA Tabela 1. Sadržaj EN standarda [7] ................................................................................. 14 Tabela 2. Međusobni odnosi jedinica za energiju [1] ....................................................... 17 Tabela 3. Faktori za proračun emisija CO2 nastalih sagorevanjem energenata [1] ........ 23 Tabela 4. Faktori za proračun emisija CO2 za el. i toplotnu energiju u Hrvatskoj [1] ...... 24 Tabela 5. Faktori za proračun emisija CO2 za el. i toplotnu energiju u BIH [16] ............. 24 Tabela 6. Ciljane vrednosti energ. brojeva izračunate na neto korisnu površinu [1] ....... 25 Tabela 7. Ocena efikasnosti potrošnje toplotne energije u zgradi [1] .............................. 26 Tabela 8. Preporučeni broj izmena vazduha za različite vrste prostora [1] ..................... 44 Tabela 9. Podaci o referentnom objektu [25] ................................................................... 62 Tabela 10. Klimatski podaci [25] ....................................................................................... 62 Tabela 11. Unutrašnji uslovi [25] ...................................................................................... 62 Tabela 12. Režim korišćenja zgrade [25] ......................................................................... 63 Tabela 13. Ulazni podaci za softverski proračun [23] ...................................................... 68


Diplomski master rad - ENERGETSKA EFIKASNOST ZGRADA - ENERGETSKA SERTIFIKACIJA - Željko Strbac