Početna strana‎ > ‎

Energetska efikasnost građevinskih objekata

Odnos čoveka prema okolini pre industrijske i tehnološke revolucije i njenog daljeg prosperiteta bio je usmeren prilagođavanju čoveka prirodi i životu u harmonij sa njom. Međutim, posledice post industrijskog razvoja, sa nemilosrdnim iscrpljivanjem prirodnih resursa kao i neodgovarajućeg načina gradnje objekata, doprinele su alarmantnom epilogu. U velikoj meri narušeno je i zagađeno prirodno okruženje i dovodi se čak u pitanje i opstanak čoveka na Zemlji. Danas je izvesno, da čovek uz pomoć tehnike može samo u periodu od nekoliko vekova, degradirati i poništiti procese koji su se odvijali u prirodi od njenog postanka pa sve do danas. Dakle možemo reći da, imajući saznanje o veličini problema koji nas, sada već okružuje, čevečanstvo se upravo nalazi na energetskoj prekretnici. Svet mora da prestane neracionalno da koristi energiju iz iscrpljivih goriva i počne da se oslanja na obnovljive i čiste izvore, kao i da počne racionalno da proizvodi i troši energiju u svim domenima. Jedino tako možemo obezbediti sebi sigurnije i bezbednije snadbevanje energijom u budućnosti, kao i postojanje budućnosti.

"Kuća je као biljka koja se gradi i razvija, a ne betonski
 stub koji se u zemlju zabije"   

(Frank Lloyd Wright)


 Pojava zgrada - najvećih potrošača energije

          Neprijateljskom razvoju odnosa prema Planeti najviše su doprinele zgrade, tačnije kompleksi zgrada koji svojim lociranjem, izgradnjom, samom svojom funkcijom i procesim koji se u odvijaju u njima predstavljaju trenutno najveće zagađivače prirode.

          Izgrađena sredina je nastala i dalje se razvija kao produkt odnosa pojedinca/društva/kulture i prirode. Danas su ti odnosi više suprostavljeni nego što predstavljaju smislenu simbiozu, u najvećoj meri na račun prirode. Njihovo shvatanje kao dva odvojena isključiva sistema, od kojih jedan (društvo/kultura) neprestano eksploatiše drugi (prirodu) ne razumevajući zakone, rezultiralo je neodrživim izgrađenim strukturama i degradiranom životnom sredinom.   

           Često se javlja I "sindrom nezdravih kuća", a pitanje koje proizilazi iz te teme je koji su simptomi I kako prepoznati “nezdravu kuću” ?

           "Sindrom nezdravih kuća", kao pojam je uveden u upotrebu 1983. godine od strane eksperata Svetske zdrastvene organizacije. Pod ovim pojmom definisan je poremećaj zdravlja, manifestovan kroz nespecifične subjektivne smetnje. Osnovni uzroci koji kod ljudi dovode do pojave “sindroma nezdrave kuće” uglavnom se mogu definisati kao biološki, hemijski I fizički faktori sredine. Nezdrava kuća može biti smeštena na poziciji štetnih talasa. Prostor koiji nije insoliran, nije provetren, grejanje koje devitalizira vazduh, otežava disanje, dovodi do anemije i loših navika u pogledu ishrane, zagađenje vode i vazduha, su razlozi, uz mnoge druge, da i naš prostor dobije dijagnozu sindrom nezdrave kuće.

  Kako pomoći Planeti, a samim tim  i sebi?

 U aktivaciji obnovljivih izvora energije i ekološki svesnoj izgradnji objekata, koristeći se adekvatnim materijalima i sistemima izgradnje leži mogućnost zaustavljanja daljnih degenerativnih procesakoje smo proizveli u prirodi, kao i otvaranja mogućnosti ka stvaranju kvalitetnije budućnosti.

           Kroz istoriju se mogu prepoznati razni primeri primene održive arhitekture i uopšte primene obnovljivih izvora energije.

„Održivost“ kroz istoriju

            Jedan od primera aktivnog korišćenja i usmeravanja energije iz prirode je događaj kada je čuveni grčki filozof i matematičar Arhimed (287-212 g.p.n.e.) primenom velikih konkavnih ogledala, velikog radijusa zakrivljenosti i nekoliko stotina metara udaljenog fokusa i uspeo sunčevim zracima da zapali rimsku flotu. Ovi pronalasci su nagovestili mogućnosti korišćenja koncentrisanje i usmerene energije sunčevih zraka za potrebe dobijanja toplote visoke temperature.

Pasivne kuće su se oduvek gradile, iako se nisu nazivale takvim stručnim nazivom. Pasivne kuće kroz istoriju javljaju se u raznim delovima sveta u raznim vekovima. Prve objekte koji odgovaraju današnjem pojmu pasivna kuća možemo naći u južnoj Kini. Tradiocionalne kineske kuće nisu imale potrebu za grejanjem odnosno hlađenjem.   

            Na drugom kraju sveta, u srednjem veku (XVI i XVII vek), islanđani su počeli da grade kuće od treseta, usled nestašice drveta. Ove kuće se mogu smatrati pasivnim kućama, iako su imale probleme sa prozorima i lošom ventilacijom.

           U našem okruženju, veoma lep i dobar primer formiranja i građenja naselja koje maksimalno koristi prirodne odlike terena je mezolitsko i neolitsko arheološko nalazište Lepenski Vir.  Jedan od prvih solarnih naselja na našoj planeti predstavlja baš ova naseobina. Objekti trapezoidne osnove locirani uz obalu Dunava i orijentisani svojom užom stranom u pravcu dominantnih hladnih severozapadnih vetrova, a širom stranom u pravcu istoka, predstavljaju prototip Sokratove „funkcionalne“ kuće, odnosno anticipaciju savremeno dizajniranih pasivnih solarnih kuća.


U obnovljive izvore energije pored sunca, vetra, energije vode i geotermalnih izvora spadaju i samo zemljište, biljni i životinjski svet, kao i neki minerali. Ovi izvori se prirodno obnavljaju, ali nisu neuništivi. Period za regeneraciju prirodnih resursa je različit, od nekoliko godina (biljni i životinjski svet) do nekoliko hiljada godina (za zemljište). Imajući u vidu da je period da je period za obnavljanje relativno dug u odnosu na brzinu trošenja energije, potrošnja ovih resursa ne sme biti neusmerena i nekontrolisana. S druge strane, solarna energija, energija vetra, vode, plime i oseke, geotermalna energija i biomasa predstavljaju neiscrpne prirodne izvore energije.

            Prva kuća koja je građena da bi ispunila zahtev smanjene potrebe za energijom je kuća DTH "nula energije". Kuću je projektovao prof. Vagn Korsgaard 1973. godine u Kopenhagenu. Posle mnogo istraživanja, sproveden je projekat "nula energije" ("zero energy") kuće, koja i danas postoji. Tehnologija njenih solarnih kolektora je zastarela i nije više ispravna, pa se kuća sada smatra niskoenergetskom. Sve ostale tehnologije koje su u nju ugrađene su još uvek ispravne i u funkciji su. Ovaj projekat je postavio neka od osnovnih pravila kada je formiran Passivhaus standard.

 

            Događaji na svetskom tržištu nafte, izazvani energetskom krizom 1973. godine doveli su do drastičnog rasta cena fosilnih goriva, pa se interesovanje za obnovljive izvore energije naglo povećava. Prvi efekti postaju očigledni oko 1990. godine i od tada se beleži porast ekološki prihvatljivih goriva.           

Potencijal obnovljivih izvora energije u Srbiji

             Tehnički iskoristiv energetski potencijal navedenih OIE u Republici Srbiji, veoma je značajan i procenjen je na preko 4,3 miliona tona (ten) ekvivalentne nafte godišnje – od čega se oko 2,7 miliona ten-a godišnje nalazi u iskorišćenju biomase, 0,6 miliona ten-a godišnje u neiskorišćenom hidropotencijalu, 0,2 miliona ten-a godišnje u postojećim geotermalni izvorima, 0,2 u energiji vetra i 0,6 miliona ten-a godišnje u iskorišćenju sunčevog zračenja.

Energetska efikasnost u Srbiji. Koliko trošimo?

               Srbija danas ima, nažalost, najniži stepen energetske efikasnosti u Evropi i nalazi se na samom dnu lestvice među zemljama koje racionalno koriste energiju. Kao alarmantnu činjenicu moramo prihvatiti podatak da zgrade u Srbiji troše čak 60 odsto ukupne potrošene energije, dok taj procenat u Evropi iznosu 40 procenata. Čak 60 procenata te energije se odnosi na grejanje prostora, a ostatak na hlađenje, ventilaciju, rasvetu i ostale električne uređaje u domaćinstvu. Tu činjenucu potpuno ilustruje i podatak da u Srbiji  preko 300-400 hiljada kuća nema ternolizolaciju, što ih svrstava u energetski neefikasne kuće sa potrošnjom od 220kWh/m2/god energije, dok je evropski prosek potrošnje energije 70 kWh/m2. Ovakvo stanje moglo bi značajno da se poboljša primenom energetski efikasnih metoda u projektovanju i odgovarajućim izborom materijala kod novoprojektovanih zgrada i primenom svih principa koji omogućavaju kvalitetnu energetsku rehabilitaciju postojećih neizolovanih objekata. Trebalo bi obratiti pažnju na: poboljšanje termoizolacije, smanjenje hladnih mostova, nepropustivost vazduha, dobru izolovanost vrata i prozora, mehaničku ventilaciju i zagrevanje toplim vazduhom, minimiziranje gubitka toplote pri pripremi i distribuciji sanitarne vode kao i na primenu obnovljivih izvora energije, energetski efikasnih sijalica i kućnih aparata.

Energetski pasoš

  Ideja energetskog pasoša je da svaka zgrada ima „ličnu kartu“ potrošnje energije što bi vremenom trebalo da uvede dodatni red na tržištu nekretnina, ali i da postavi više standarde gradnje, odnosno življenja. Odgovarajuća kategorizacija postiće se utvrđivanjem stepena energetske efikasnosti svake zgrade. Zgrade će biti rangirane u sedam kategorija, od A za najveću energetsku efikasnost, do G za najnižu. Stepen efikasnosti u pasošu pored energetske valorizacije objekta, utvrđuje i tržišnu vrednost nekretnine prilikom prodaje ili rentiranja.

               Prema novim zakonima o energetskoj efikasnosti zgrada, projekti će morati predvideti, a objekti ostvariti, određen stepen energetskih ušteda kako bi dobili energetski pasoš sa odgovarajućom kategorizacjom, koji će biti preduslov za dobijanje građevinske i upotrebne dozvole. Ta obaveza se odnosi na nove zgrade, ali i na sve sagrađene objekte i sve faze projektovanja, izvođenja, korišćenja i održavanja.


Bioklimatska rehabilitacija

Činjenično stanje je da je 300.000 do 400.000 kuća u Srbiji na niskom nivou energetske efikasnosti, jer su građene šezdesetih i sedamdesetih godina 20. veka, kada nije korišćena termoizolacija i druge metode i načini za uštedu energije.

            Najbolji način da ustanovimo koliko je naša zgrada energetski neefikasna je snimanje termovizijskim kamerama, koje nam otkrivaju koji su delovi zgrade najlošije izolovani, i koji ukazuju na površinske, linijske i tačkaste gubitke i odlive toplote na kritičnijim mestima.

            Bioklimatska rehabilitacija podrazumeva sledeće korake:

      1.    Otklanjanje uzroka gubitka toplote iz unutrašnjeg prostora, nastalih usled nepostojanja tehničke izolacije spoljnih konstruktivnih elemenata zgrade i/ili lošeg odabira i nepravilne ugradnje termoizolacionih materijala.

      2.    Odabir prozora i vrata sa dobrim termoizolacionim karakteristikama, sa pravilnom ugrdanjom znatno smanjuje gubitke toplote. Postavljaju se prozori sa dvostrukim ili trostrukim zastakljenjem, sa odgovarajućim konstruktivnim rešenjima.

      3.    Uvođenje i kontrolisanje mehaničke ventilacije, dopunske ili potpune.

      4.    Primena elemenata pasivnih solarnih sistema za zagrevanje prostorija, kao i postavljanje solarnih prijemnika i sistema za zagrevanje vode i fotonaponskih panela za dobijanje električne energije.

             Bioklimatska rehabilitacija podrazumeva i rešavanje i uređenje spoljnih površina. Pravilan izbor i raspored zimzelenog i listopadnog drveća i rastinja doprineće zaštiti od hladnih vetrova, smanjenju gubitka toplote zgrade u zimskom periodu i onemogućavanju direktnog sunčevog zračenja kao i neposrednijem kontaktu sa prirodom, za vreme velikih letnjih vrućina. Sakupljanje kišnice kao i njeno korišćenje za tehničku vodu i zalivanje bašta, predstavlja značajan korak u ekološko-energetskom načinu razmišljanja prilikom svake obnove postojećih zgrada.

 Eko kuće

             Eko kuće podrazumevaju sve načine izgradnje koje koriste obnovljive izvore energije i upotrebu energetski efikasnih tehnilogija i metoda u projektovanju, vode se principima održive gradnje i poštovanjem tradicionalnog pristupa građenja i korišćenja prirodnih, zdravih nezagađujućih i recikliranih materijala. Danas, svako planiranje i projektovanje okrenuto budućnosti mora imati odgovoran i racionalan pristup potrošnji i proizvodnji energije.

             Eko kuće se integrišu sa prirodom kao živ organizam, imajući za cilj da je ne naruše, tražeći od nas stalni razvoj ekološke svesti koja nas obavezuje da živimo u skladu sa okolinom.

             Koliko je održiva arhitektura dobra i koliko njena primena doprinosi može se sagledati i kroz sledeće stavke:

             24-50% smanjuje potrošnju energije

             33-39% smanjuje emisiju CO2

             40% smanjuje potrošnju vode

             70% smanjuje količinu čvrstog otpada

Energetski efikasne kuće

             Efikasnost i korišćenju energije i resursa postala je najvažnije merilo kvaliteta zgrade. Zgrade su u čvrstoj vezi sa tlom a samim tim i sa prirodom iz koje mogu da crpe svu potrebnu energiju. Cilj je da količina te energije bude što manja. Ulaganje u energetsku efikasnost zgrada trebalo bi da bude prioritet, jer je ulaganje u energetsku efikasnost, ujedno i ušteda. Kroz ulaganje u materijale za termoizolaciju i korišćenje obnovljivih izvora energije povećava se vrednost zgrade i omogućava se brz povratak uloženih sredstava u periodu od pet do deset godina.

Vrste energetski efikasnih kuća:

1. "Obična" kuća: kuće koje zahtevaju prosečno 80 do 100 kWh/m2god. potrebne energije za grejanje. Prema jednostavnom proračunu proizlazi da će takva kuća na grejanje trošiti otprilike 9 lit/m2god. lož ulja, 9 m3/m2god. prirodnog gasa ili 18 kg/m2god. drvenih peleta.

2. Niskoenergetski objekti - standardna kuća: su objekti sa sistemima zagrevanja baziranim na tradicionalnim načinima grejanja. Godišnje potrebe za zagrevanjem prostora između 40-60 kw/m2. Takve kuće u pravilu imaju dobro izolirane zidove i krov, kvalitetnu energetski efikasnu stolariju sa višeslojnim izolacijskim staklima. U pravilu ovakve kuće imaju klasičan način grejanja i grejnih tela i po pravilu nemaju posebane/dodatne instalacije ventilacije.

3. "Trolitarske kuće": Primarni razred nisko-energetske kuće, godišnje potrebe za zagrevanje 30kw/m2. Prema jednostavnom proračunu proizlazi da će takva kuća na gejanje trošiti otprilike 3 lit/m2god. lož ulja, 3 m3/m2god. prirodnog gasa ili 6 kg/m2god. drvenih peleta. Smanjenje toplotnih gubitaka ovakve niskoenergetske kuće mogu ostvariti se na sledeće načine:

-  pravilnom orijentacijom kuće ka južnoj strani,

-  formiranje i odvajanje toplinskih zona kuće (dnevna soba prema jugu, ostave ka severu),

-  kompaktna gradnja (odabir materijala i pravilan način ugradnje),

-  posebna pažnja na odabiru termo izolacije kompletnog objekta,

-  kvalitetan odabir konstrukcije i materijalizacije vrata i prozora (npr. sa 3-slojnim staklom),

-  niskotemperaturni sastav grejanja,

-  kontrolisana ventilacija prostorija sa rekuperacijom, sa kvalitetnim usmeravanjem i korišćenjem energetskih potencijala,

           Kako bi povećali dobitke energije preporučuje se:

-  aktivno korištenje sunčeve energije pomoću solarnih toplovodnih kolektora (topla voda) i fotonaponskih kolektora (struja) i

-  pasivno korištenje sunčeve energije preko velikih staklenih površina orijentisanih ka južnoj strani

4.  Pasivne kuće: Nisko-energetska kuća, potrošnja na godišnjem nivou najviše 15kw/m2. To je objekat koji troši maksimalno 15 kWh/m2god. energije za grejanje. Takve se kuće zovu i ''jednolitarske kuće''. Prema jednostavnom proračunu proizlazi da bi takva kuća na grejanje trošila otprilike 1,5 lit/m2god. lož ulja, 1,5 m3/m2god. prirodnog plina ili 3 kg/m2god. drvenih peleta. Ovde je bitno za naglasiti da pasivne kuće nemaju više potrebe za klasičnim sistemom grejanja, one svoje potrebe za toplinom dobijaju preko sofisticiranog sistema ventilacije sa rekuperacijom, sa kvalitetnim usmeravanjem i korišćenjem prikupljene energije i dodatnim sistemima za eventualno dogrevanje, odnosno hlađenje. 

            Sistemi koji koriste geotermalnu energiju ili energiju podzemnih voda u ovakvim zgradama su gotovo pravilo, dok su vrlo česta pojava i solarni kolektorski sistemi. Još jedna bitna odlika ovakvih vrsta objekata je sistem smanjivanja potrošnje energije ove zgrade kod ventilacije koristeći sistem rekuperacije, koji omogućava zagrevanje/hlađennje vazduha koji se ubacuje u prostor preko razmene temperature sa "otpadnim" vazduhom koji se iz objekta izvlači. Osnovne razlike između niskoenergetske i pasivne kuće su:

-  masivni slojevi izolacije objekta,

-  kontrolisana ventilacija sa rekuperacijom i mogućnošću dogrejavanja/hlađenja,

-  prozori sa 3-slojnim staklom punjenim gasom ili drugim sistemima zatvaranja konstrukcije prozora i vrata,

-  nepostojanje konvencionalnog sistema grejanja zbog vrlo niskih toplinskih gubitaka.

               Na slici je prikazana energetska podela sa primerom pasivne kuće (razred A+). ''Obična'' kuća mogla bi se svrstati u razred C, dok bi se, stariji objekti na našoj teritoriji mogli svrstati u razrede E ili F:


5. "Nulta" energetska kuća: to je objekat koji sve svoje potrebe za energijom dobija samo korišćenjem sunčeve energije, energije vetrova i/ili uz korišćenje geotermalnih izvora, uz kvalitetnu toplotnu izolaciju. Ovakva kuća leti distribuira višak energije, dok isti zimi potražuje nazad i na taj način njen godišnji energetski bilans je jednak nuli. Objekti ovakvih karakteristika još uvek su zavisni od priključka na javnu električnu, toplinsku ili plinsku mrežu i povremeno tokom godine je u nepovoljnim (klimatskim) prilikama zavise od spoljnih distributivnih i energetskih gradskih sistema. Sa druge strane ako su uslovi za proizvodnju energije iz obnovljivih izvora, naročito korišćenje solarne energije, povoljni i rezultuju, dovode do veće proizvodnje energije od one koja je u određenom trenutku potrebna za održavanje objekta, tada se viškovi plasiraju u javnu mrežu. Na taj način nastoji se da konačni balans potrošnje energije bude jednak nuli. Tipično su ovakve kuće odlično izolovane i nemaju tradicionalan sistem grejanja već oblačne, hladnije dane premošćuju korišćenjem "rezervoara toplote".


6. Energetski samostalni, nezavisni objekti: objekte ovog razreda karakteriše potpuna nezavisnost od javnih energetskih mreža i tradicionalnih energetskih izvora. Svoju nezavisnost postižu postižu integrisanjem svih onbovljivih i ekoloških sistema i načina sunčeve energije, kao i primenu bioklimatskih i termodinamičkih principa funkcionisanja strukture objekta. Ovakva vrsta građevinskih objekata nije priključena na javnu mrežu i sav višak proizvedene energije najčešće se koristi usmerava i čuva za primenu u zimskim mesecima, putem sistema energetskih rezervoara i akumulatora.

7. "Energy plus" objekti:

Koristi iste sisteme kao i energetski samostalne kuće, samo što je povezana i sa elektro-distributivnom mrežom i preko solarnih fotonaponskih ćelija i sav višak skupljene, proizvedene energije se isporučuje u javnu energetsku mrežu.



Principi niskoenergetske izgradnje objekata:

Niskoenergetska gradnja objekata zahteva da se još tokom projektovanja mora voditi računa o što kvalitetnijem postizanju i ispunjenju sledećih bitnijih kriterijuma:

-     Kvalitetno postavljanje i formiranje objekta u odnosu na okruženje (konfiguracija terena, eko sistemi i postojeći građevinski sadržaji u okolini), 

-     Kompaktan volumen zgrade,

-     Materijalizacija i uređenje okolnog pripadajućeg terena, 

-     Predviđanje kvalitetnog rasporeda zelenila, vrsta i grupacija koje mogu dodatno zaštititi, odnosno formirati potrebne ambijentalne (eko) celine,

-       Izbegavanje negativnih, toplotnih mostova i precizan izbor sistema gradnje, svih građevinskih materijala, kao i načina same ugradnje,

-     Kvalitetna termoizolacija celog građevinskog omotača, sa posebnim tretiranjem i izolovanjem svih unutrašnjih prostorija koje se oslanjaju, odnosno koje su usmerene prema zonama i prostorima koji nisu grejani.

-       Analiza, odabir, raspored i usklađivanje površina svetlih otvora,

-       Svi elementi stolarije - spoljna vrata, prozori, staklene fasade i staklenici moraju imati "ispunu", odnosno odgovarajući stepen zaštite u svojim sistemima (samim vrstama zastakljivanja kao i konstruktivnim elementima),

-       Odgovarajuća kućna tehnologija (topla voda dobija se solarnim zagrevanjem, kontrolisana ventilacija sa povratkom toplote itd.) 

-       Korišćenje prirodnih, obnovljivih izvora energije za dobijanje električne enrgije (fotonaponske ćelije, eolski i geotermalni sistemi itd.) koje je moguće iskoristiti i koji su na raspolaganju na predmetnoj lokaciji,

-       Maksimalno iskorišćenje kvalitetne orijentacije prostorija u odnosu na spoljno okruženje,

-       Dodatna zaštita od letnjeg sunca (preterane nepotrebne insolacije),

-     Zaštita od vetrova (predmetne lokacije),

-     Zaštita od buke (predmetne lokacije),

-       Omogućiti "dvostrano provetravanje" objekta kroz prostore i po mogućstvu predvideti dodatnu ventilaciju prostora,

-       Omogućiti sisteme za dogrevanje/predgrevanje/hlađenje vazduha pre uvođenja u prostorije,

-       Odabrati odgovarajuće niskotemperaturne sisteme grejanja i kombinovati ih sa obnovljivim izvorima energije,

-     Omogućiti ugradnju ili odmah implementirati sisteme "pametnih kuća" (internih i daljinskih kontrola i tehnoloških sistema),

-     Omogućiti bezbedno i ekološko odlaganje, skladišćenje kao i uklanjanje svih vrsta otpada (tečnih, čvrstih i gasovitih) koje će se pojavljivati u toku eksploatacije objekta,

-     Finalna provera kvaliteta izgrađenog objekta termovizijskim snimanjem.

 

Solarni objekti:

           Solarna asrhitektura je zasnovana na ideji okretanja, povratka prirodi i traženja pravog sklada sa njom i njenim zakonitostima. Solarna arhitektura primenjuje sunčevu energiju u funkcionisanju samog objekta i ekološki i ekonomski je podržana i opravdana. 

           Sama ideja o solarnoj arhitekturi (aktivnoj izgradnji pasivnih objekata) je počela da se razvija sredinom prošlog veka u Sjedinjenim Američkim Državama, a snažnu ekspanziju, sa najkvalitetnijim rezultatima je doživela na evropskom tlu. 

           Cilj ovakvog građenja jeste da se obezbedi maksimalna apsorpcija sunčeve energije, čak i u najhladnijim vremenskim periodima. Teži se da se takva vrsta energije koristi, transformiše i akumulira, primarni principi su da se njeno raspianje sved na najmanju meru. Naravno, u toplim letnjim mesecima obezbeđuje se kvalitetna zaštita, da se izbegavaju dodatna korišćenja drugih izvora za hlađenje građevinskog objekta. 

           Razvijena su dva pristupa korišćenja solarne energije u građevinskim objektima: aktivni i pasivni solarni sistemi. 

           Pasivni sistemi u arhitekturi se odnose na objekte koji su građeni tako da sami deluju ujedno kao sunčev (energetski) kolektor. Pasivno korišćenje sunčeve energije osnovni je i najjeftiniji način korišćenja čiste energije iz okoline. Ovakvi sistemi za svoje funkcionisanje ne koriste skupe tehnologije, već se samim svojim oblikovanjem, svojom arhitekturom prilagođavaju maksimalnom korišćenju sunčeve energije. Za razliku od pasivnog sistema, gde je kuća sam sistem, kod aktivnih solarnih objekata tehnologija prikupljanja, usmeravanja i tranformacije je primarni princip projektovanja, izvođenja i korišćenja, samog funkcionisanja objekta. 

            Osnovno pravilo formiranja pasivne sunčeve arhitekture se bazira na to da objekti ovog tipa najčešće imaju formu pravougaonika, što i ne mora biti pravilo. Da bi se maksimalno iskoristio uticaj sunca duža stranica, odnosno veća površina objekta bi trebala biti postavljena duž ose istok-zapad, kako bi cela, duža strana građevine, maksimalno koristila izloženost sunčenom delovanju koje dolazi s juga, odnosno severa (ako se kuća nalazi na južnoj hemisferi planete). 

            Drugi važan element su ispravna veličina i položaj prozora i staklenih površina na kući, kako bi se osigurao maksimalan solarni učinak, dobitak energije tokom zimskog dana, te kako bi se opet sprečio preveliki gubitak toplote za vreme noći i/ili oblačnih dana, do kojeg mogu dovesti nepravilno postavljeni i dimenzionisani otvori - prozori i vrata.

            Pasivna solarna kuća zahvaljujući svome dizajnu, orijentaciji u odnosu na sunce te materijalima korišćenim u gradnji, zahvaljujući suncu, delimično ili u potpunosti zadovoljava potrebe za grejanjem zimi dok ostaje hladna leti.

             Zato se za ove namene koriste "izostaklo" i kvalitetni okviri sa što nižim koeficijentom prolaza toplote. Po pravilu se na južnu stranu postavljaju najveći prozori dok se na preostale tri strane postavljaju manji prozori kako bi se osigurao prodor dnevnog svetla u celu kuću. 

             Da bismo i tokom letnjih meseci osigurali ugodnu temperaturu potrebno je sprečiti preveliki prodor sunčevog zračenja kroz staklene površine na južnoj strani. Zato je potrebno iskoristiti činjenicu da je sunce tokom letnjih meseci visoko iznad horizonta, te je za blokiranje prodora sunčevog zračenja potrebno pažljivo odabrati odgovarajuću dužinu nadstrešnice koja blokira sunčevo zračenje.  Kako je sunce tokom zimskih meseci nisko nad horizontom pravilno dimenzionisana nadstrešnica neće onemogućiti ulazak sunca u kuću. Za blokiranje suvišnog sunčevog zračenja mogu se koristiti i dodatne senke, žaluzine, aktivne forme fasada, pravilno odabrano i postavljeno zelenilo i slično. 

            Četvrti važan element pasivne solarne kuće je akumulaciona toplotna masa, odnosno pregradni zidovi ili podovi od materijala sa visokim toplotnim kapacitetom, kao što su betonski, cigleni ili kameni zidovi, pa čak i vodeni rezervoari. Njihov zadatak je akumulirati toplotu tokom sunčanih zimskih dana, te istu oslobađati i prenostiti tokom noći, odnosno tokom oblačnih zimskih dana. Tokom letnjih meseci ovi sistemi pomažu i održavaju hlađenje prostora sprovodeći i preuzimajući na sebe toplotu.

            Gradite li niskoenergetsku kuću, pasivnu kuću ili solarnu pasivnu kuću kao najvažniji element sigurno će biti izolacija, izolacija i opet izolacija. Bez pažljivo projektovane i kvalitetno izvedene spoljne ovojnice sva toplota iz unutrašnjosti jednostavno će se i brzo preneti u okolinu. Samo dobro odabrana i isprojektovana izolacija će uspešno onemogućiti brzu disipaciju toplote i omogućiti ugodnu temperaturu dugo nakon što sunce zađe.

 

Izvod iz Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada

Pravilnik je objavljen u „Službenom glasniku RS“, br. 61/2001 od 19.8.2011. godine.

 Član 5.

Energetska efikasnost zgrade je ostvarena ako su ispunjena sledeća svojstva zgrade:

1.obezbeđeni minimalni uslovi komfora sadržani u Prilogu 5 – Uslovi komfora, koji je odštampan uz ovaj pravilnik i čini njegov sastavni deo.

2.Potrošnja energije za grejanje, hlađenje, pripremu tople sanitarne vode, ventilaciju i osvetljenej zgrade ne prelazi dozvoljene maksilamlne vrednosti po m2 sadržane u Prilogu 6 . Metodologija određivanja energetskih perfomanski zgrada: određivanje godišnje potrebne toplote za grejanje, ukupne godišnje finalne i primarne energije, godišnje emisije CO2, referentni klimatski podaci i preporučene vrednosti ulaznih parametara za proračun, koji je odštampan uz ovaj pravilnik i čini njegov sastavni deo.

 Član 6.

            Kod obezbeđivanja efikasnog korišćenja energija u zgradama uzima se u obzir vek trajanja zgrade, klimatski uslovi lokacije, položaj i orijentacija zgrade, njena namena, uslovi komfora, materijali i elementi strukture zgrade i omotača, ugrađeni tehnički sistemi i uređaji, kao i izvori energije i kogeneracija i mogućnost za korišćenje obnovljivih izvora energije.

 Član 7.

            Za postizanje enrgetske efikasnosti zgrada definiše se:

1.    Orijentacija i funkcionalni koncept zgrade;

2.    Oblik i kompaktnost zgrade (faktor oblika);

3.    Toplotno zoniranje zgrade;

4.    Način korišćenja prirodnog osvetljenja i osunčanja;

5.    Optimizacija sistema prirodne ventilacije;

6.    Optimizacija strukture zgrade;

7.    Uslovi za korišćenje pasivnih i aktivnih sistema;

8.    Uslovi za korišćenej voda;

9.    Parametri za postizanje energetske efikasnosti postojećih i novoprojektovanih zgrada.

 Član 8.

            Uz ispunjene energetske efikasnosti zgrade potrebno je zadovoljiti i sve uslove komfora:

1.    Vazdušni komfor;

2.    Toplotni komfor;

3.    Svetlosni komfor;

4.    Zvučni komfor.

Član 17.

            Utvrđivanje ispunjenosti uslova energetske efikasnosti zgrade vrši se izradom elaborata EE, koji je sastavni deo tehničke dokumentacije koja se prilaže uz zahtev za izdavanje rešenja kojim se odobrava izvođenje radova na adaptaciji ili sanaciji objekta, kao i energetskoj sanaciji.

 Član 18.

            Proračun energetskih svojstava zgrade vrši se za sledeće kategorije:

1.    godišnja potrebna energija za grejanje;

2.    godišnja potrebna energija hlađenja;

3.    godišnja potrebna energija za ventilaciju;

4.    godišnja potrebna energija za pripremu sanitarne tople vode;

5.    godišnja potrebna energija za osvetljenje;

6.    godišnji gubici tehničkih sistema;

7.    godišnja isporučena energija;

8.    godišnja emicija CO2.

 Član 22.

            Elaborat EE izrađuje se na osnovu:

1.    klimatskih karakteristika lokacije;

(a)  spoljnih projektovanih temperatura gradova u Republici Srbiji sadržanih u Tabeli 3.3.4.1. – Spoljne projektne temperature mesta u Republici Srbiji Priloga 3;

(b)  broja stepen dana i srednje temperature grejnog perioda za gradove u Republici Srbiji sadržanih u Tabela 6.3 – Broj stepen dana za grejanje HDD i srednja temperatura grejnog perioda za mesta u Republici Srbiji Priloga 6;

(c)  srednje mesečne sume zračenja i srednja mesečna temperatura sadržanih u Tabela 6.9 – Srednje sume Sunčevog zračenja i srdnja mesečna temperatura spoljnog vazduha Priloga 6;

2.    podataka o lokaciji – situacioni plan zgrade sa položajem zgrada u neposrednom okruženju i prikazom vrsta obrada površina;

3.    podataka o građevinskim materijalaima, elementima i sistemima potrebnim za proračune sadržanim su u Prilogu 3;

4.    podataka o mašinskoj i elektro opremi, uređajima i instalacijama.

 Član 23.

Elaborat EE sadrži:

1.    podatke sadržanje u članu 22. ovog pravilnika;

2.    tehnički opis primenjenih tehničkih mera i rešenja u projektu uskalđenih sa ovim pravilnikom i to:

(a)  funkcionalne i geometrijske karakteristike zgrade,

(b)  primenjene materijale,

(c)  ugrađenej sisteme,

(d)  vrste izvora energije za grejanje, hlađenej i ventilaciju,

(e)  termotehničke instalacije,

(f)   sisteme rasvete,

(g)  upotrebu i učešće obovljivih izvora energije

3.    proračune sadržane u Prilogu 3 i Prilogu 6, kojima se potvrđuje da projektovani građevinski elementi i zgrada, ili deo zgrade kao celina, sa pripadajućim tehničkim sistemima, ispunjavaju zahteve ovog pravilnika;

4.    potrebnu godišnju potrošnju energije za rad tehničkih sistema u zgradi  (finalna energija) sadržanu u Tabeli 6.1.a – Metodologija za određivanje ukupne godišnje potrebne energije Priloga 6;

5.    godišnju vrednost korišćenja ukupne primarne energije sadržanje u Tabeli 6.12 – Faktori pretvaranja za proračunavanje godišnje primarne energije za pojedine vrste izvora toplote Priloga 6;

6.    vrednosti emisije CO2, proračunate preko faktora datih u Tabeli 6.13 – Specifične emisije CO2  za pojedine vrste energenata  Priloga 6.

Navedene računske vrednosti se dobijaju korišćenejm nacionalnog softverskog paketa propisanog za tu namenu, a rezultati se iskazuju na standardnom izlaznom formatu propisanog softverskog paketa.

 

Energetski efikasni materijali i sistemi izgradnje

 Korišćenjem prirodnih nezagađenih materijala iz našeg okruženja, smanjujemo potrošnju energije za proizvodnju novih materijala kao i troškove za njihov transport i dodatno zagađenje životne sredine. Zbog toga korišćenje prirodnih materijala kao što su drvo, opeka, kamen, slama..pored toga što su ponovo popularni, nego se savremene eko kuće ne mogu ni zamisliti, bez njihove delimične ili potpune upotrebe prilikom izgradnje ovih, prirodi orijentisanih objekata.

Blok i opeka (glineni) – značaj vrste građevinskog materijala je od velikog značaja za energetsku efikasnost objekta.

Izbor, način gradnje, kao i način međusobnog uticaja I funkcionisanja odabranih I ugrađenih materijala može veoma uticati na kvalitet prostora.

            Primer uštede energije korišćenjem određenih materijala za zidanje objekta može se izračunati putem "virtuelnog kalkulatora uštede energije":

http://www.zorka-opeka.rs/kalkulator.php

Stolarija - Ako se malo detaljnije upustimo u analizu ukupne potrošnje energije u Srbiji, videćemo da otprilike polovina odlazi na sektor zgradarstva. 65% te energije odlazi na grejanje i hlađenje prostora, u čemu prozori i vrata učestvuju sa 25%. Tek kada sve statističke podatke sagledamo u jednom širem kontekstu moguće je jasno videti kako, iako često neprimećeni, prozori i vrata direktno i značajno utiču na ukupni energetski bilans jednog objekta i posredno, na opštu emisiju CO2.

            Alu stolarija - Aluminijum nudi izuzetnu trajnost i otpornost na atmosferske uticaje, mogućnost primene najsavremenijih troslojnih paketa stakla bez obzira na veliku težinu, kao i vrhunske termičke performanse uz upotrebu novih tehnologija i naprednih tehničkih rešenja. Mogućnosti površinske obrade plastifikacijom ili eloksažom omogućuju gotovo neograničen izbor boja i savršeno uklapanje u projektna rešenja. Takođe, ne smemo zaboraviti ni jednostavnu ugradnju i finalnu montažu elemenata na objektu.

             PVC stolarija se takođe može veoma kvalitetno iskoristiti pri izgradnji sistema pasivnih kuća. Da bi se određeni prozori mogli ugraditi na pasivnu kuću, potrebno je da oni zadovoljavaju određene uslove, a to je da koeficijent prolaza toplote kroz prozor Uf ne sme biti veći od 0,8 W/m2K. Kako bi prozori to postigli potrebno je ugraditi staklo koje ima kvalitetnu toplotnu izolaciju, te prozore proizvesti od kvalitetnih materijala koji isto tako imaju kvalitetne izolacione karakteristike. 

             Drvena stolarija - današnja tehnologija izrade građevinske stolarije je znatno napredovala u nekoliko poslednjih decenija, pa se sad umesto drvene sve više koriste aluminijumska ili PVC stolarija sa svojim uslovno rečeno komplikovanim profilima i brojnim unutrašnjim izolivanim vazdušnim komorama koje imaju različite funkcije, ali uglavnom obezbeđuju veću energetsku efikasnost objekta. Ipak, kod nas i dalje najveći broj objekata kako u urbanim, tako i ruralnim sredinama ima drvenu spoljnu građevinsku stolariju. Drvena stolarija je bila i, naravno ostaje kao veoma kvalitetna varijanta odabira materijalizacije budućeg objekta ili kod saniranja postojećih. Potrebno je obratiti pažnju na kvalitet samog drveta, pri čemu i sam proces od sečenja, primarnog rezanja, sušenja, pa preko finalnog obikovanja, finalnog lakiranja ili bojenja, pa do konačne ugradnje može u velikoj neri da utiče na karakteristike i kvalitet kasnije eksploatacije i same funkcije, u segmentu energetske efikasnosti.

              Stakla: pored standardnih duplih, odnosno trostrukih stakala u sklopu prozora ili vrata, moguć je i dodatni izbor vrste stakla, montaža kao i dodatna (hemijska i fizička) zaštita može uticati na kvalitet montirane stolarije. Postoji više vrsta termoizolacionih stakala koja se mogu koristiti pri izgradnji ovih sklopova:

1.    Float green (zeleni) 4mm + 15mm argon + 4mm low-e

lt=69%, sf=46%, u(k)= 1,1 uv=10%

2.    Stopsol supersilver (super srebro) clear (neobojeno-providno) 4mm + 15mm argon + 4mm low-e

lt=55%, sf=46%, u(k)=1,1, uv=8%

3.    Stopsol super silver (super srebro) green (zeleno) 4mm + 15mm argon + 4mm low-e

Lt=45%, sf=28%, u(k)= 1,1, uv=3%

4.    Stopsol supersilver ice blue (ledeeno plava) 4mm + 15mm argon + 4mm low-e

Lt=47%, sf=34%, u(k)=1,1, uv=5%

              

                Termoizolacija zidova, podova, krovova i konstruktivnih sklopova:         

                Kada kažemo termoizolacija najčešće mislimo u stvari na sam termoizolacioni materijal, čija je funkcija da zaštiti objekat od spoljašnjih toplotnih promena i održi konstantno prijatnu temperaturu u unutrašnjosti objekta. Da bi se jedan materijal mogao nazvati termoizolacionim, mora da ima nisku vrednost koeficijenta toplotne provodljivosti koja se obeležava grčkim slovom λ (lambda).

                 Koeficijent "lambda" izolacionog materijala mora da bude manja od 1 W/mK, i što je niža, to je materijal bolji toplotni izolator.

                 Termoizolacija predstavlja neizostavni elemenat gradnje svakog objekta i o njoj se mora razmišljati već pri projektovanju. Dobra termoizolacija ima sledeće karakteristike:

- održava prijatnu temperaturu u prostorijama, zadržava ili ne dozvoljava zagrevanje, i zimi i leti, bez obzira da li je napolju +40 ili -20 stepeni Celzijusa, 

- omogućava onjektu da "diše", tj omogućuje pari koja se stvara unutra, da nesmetano prolazi kroz slojeve fasadne konstrukcije,

- sprečava stvaranje vlage, kondenz i plesni,

- otpornost na vlagu, insekte i hemikalije,

- mehanički štiti objekat i produžuje njegov vek trajanja,

- obezbeđuje energetsku efikasnost objekta, tj smanjuje potrošnju energije potrebnu za grejanje ili hlađenje,

- protivpožarne mogućnosti i kvalitete - da štiti sam objekat od požara, odnosno da sprečava njegovo širenje,

- zvučni izolator - da poseduje dobre karakteristije pri zaštiti od spoljne ili unutrašnje buke,

- utiče na stvaranje i održavanje mikroklimatskih uslova za ugodan boravak ili rad korisnika unutar prostorija,

- utiče na okolni prostor umanjenim zračenjem (refleksijom ili emitovanjem), tj gubljenjem unutrašnje temperature,

- direktno utiče na redukciju CO2 emisije i time utiče na očuvanje eko sistema,

- dugovečnost i postojanost samog materijala,

- direktno utiče na povećanje same vrednosti građevinskog objekta u koju je ugrađena


            Mehanizmi za kontrolisanu prirodnu ventilaciju

Velika zaptivenost objekata može da izazove negativne efekte poput stvaranja negativne mikroklime u samim prostorijama, stvaranje vlage, kondenzanta koji kasnije dovode i do stvaranje buđi, sprečavanje razmene vazduha, pa čak i do stvaranja efekta "staklene bašte".

Da bi se takve pojave sprečile, preporučuju se dodatni mehanizmi za održavanje, ventilisanje i grejanje prostorija, objekta ili celih kompleksa i sistema. Razvijena su različita rešenja, koja je moguće prilagoditi potrebama objekta – od rešenja za individualno stanovanje i kuće do integrisanih rešenja za automatizaciju sistema u velikim poslovnim, prodajnim i hotelskim objektima sa njvišim zahtevima. Potrebno je još u ranim fazama projektovanja imati u vidu ovakve dodatne sisteme.


            Geotermalno grejanje

            Pojam geotermalna energija odnosi se na korišćenje toplote Zemljine unutrašnosti koja u svom  samom središtu iznosi 4000-7000°C što je približno temperaturi površine Sunca! Struktura Zemljine unutrašnjosti je takva da temepratura u zavisnosti od strukture slojeva raste od 20°C do 50°C na svakom kilometaru bližim jezgru. Skoro nepromenjiva temperatura sloja Zemljine kore može se u velikom obimu iskoristiti za indirektno grejanje ili hlađenje stambenih i poslovnih objekata. Tokom zime kada je tlo toplije od građevina na površini sistem-izmenjivač preko cevi sa vodom prenosi toplotu tla na zgrade dok leti kada je tlo hladnije od površine radi suprotno. Isti sistem tako služi i za grejanje i za hlađenje.

             Najpraktičnija za eksploataciju geotermalne energije su područja gde se vrela masa nalazi blizu površine zemlje. Na mnogim takvim lokacijama u svetu već postoje postrojenja-izmenjivači toplote koja na taj način zagrejanu vodu koriste za grejanje ili u industrijske svrhe.

             Čovek je od najstarijih vremena koristio tople izvore i na njima gradio velika kupatila. Prvi javni sistem grejanja koji je koristio tople izvore sagrađen je 1892.godine u državi Ajdaho u Sjedinjenim Američkim Državama. dok je prva geotermalna elektrana sagrađena je 1904.godine u Italji.

             U Rejkjaviku na Islandu postoji najveći sistem grejanja zasnovan na geotermalnoj energiji. Gotovo svi stambeni i poslovni objekti u ovom gradu priključeni su na ovaj sistem. Procenjeno je da zalihe geotermalne energije daleko prevazilaze energetske zalihe uglja, nafte, prirodnog gasa i uranijuma zajedno! Njena prednost su zanemarljivo mali negativan uticaj na okolinu i ogromni potencijal, dok su mane uslovljenost položajem, dubinom, temperaturom i procentom vode u odredenom geotermalnom rezervoaru.


              Ovo su u suštini ekonomski i energetski najefikasniji sistemi za grejanje, odnosno hlađenje građevinskih objekata. Toplotna energija može da se uzme iz podzemnih voda koje su na temperaturi od oko 14 do 20°C tokom cele godine. Iz izbušenog bunara voda se prepumpava u razmenjivač toplote u kome se deo toplote iz podzemne vode prenosi u freon koji tada isparava. Takav sklop (pumpa+toplotni izmenjivač) naziva se toplotna pumpa. Delimično ohlađena voda vraća se u drugi bunar koji je iste dubine kao i prvi tako da se tokovi podzemnih voda ne remete. Freon koji je sada u gasovitom stanju sabija se kompresorom i tada otpušta latentnu prenetu toplotu i predaje je vodi koja cirkuliše kroz kondenzator i sitem radijatorskog i/ili podnog/zidnog sistema cevi u zgradi. Prednosti ovakvog sistema za grejanje ili hlađenje su u tome da se preko 70% energije potrebne za održavanje temperature prostora dobija iz podzemne vode potpuno besplatno u toku celog veka eksploatacije toplotne pumpe!

               Primeri sistema toplotnih i geotermalnih pumpi:

http://swissterm.rs/pumpe.html

http://www.grejanje.com/strana.php?pID=162

 


Za sva potrebna dopunska objašnjenja vezana za potrebnu dokumentaciju ili detalje, 

obratite se našem timu profesionalaca, 

koji će Vam izaći u susret sa svim potrebnim savetima i informacijama.


Kontakt strana


Aleksandra Petrov, dipl. inž. arhitekture

060/419 39 22