- Zahtjevi za
građevinu
Građevine koje je čovjek gradio od
prapovijesti do danas imale su
različite konstruktivne elemente primjerice: nakupljeno kamenje
(piramide) stupove i grede (grčki hramovi) lukovi i svodovi kod mostova ili
crkava. Moderno građevno inženjerstvo počinje 1743. kada je papa Benedikt XIV.
pozvao tri matematičara, znanstvenika i isusovca Ruđera Boškovića te Jacquiera
i Le Soara da pokušaju riješiti pukotine nastale na kupoli katedrale Svetog Petra.
Oni su podastrli pismeno stručnjačko mišljenje (slično certifikatu) na osnovi ispitivanja o uzroku
nastalih pukotina te predložili ugradnju
pet vlačnih metalnih ringova
kojima su učvrstili kupolu. Bilo je to rađanje znanstvene discipline statike. Može se reći, kako je na taj
način znanost ušla u graditeljstvo koje je dotad počivalo na iskustvima starih graditeljskih majstora. Danas praksa, teorija
i zakoni definiraju zgradu kao jedinstveni proizvod preko temeljnih
zahtjeva za građevinu: 1. mehanička otpornost i stabilnost, 2. sigurnost u slučaju požara, 3.
higijena, zdravlje i okoliš, 4. sigurnost i pristupačnost tijekom uporabe, 5.
zaštita od buke 6. gospodarenje energijom i očuvanje topline 7. održiva
uporaba prirodnih izvora. U povijesti graditeljstva u Hrvatskoj vjerojatno će pisati kako se 1936.
godine počelo proizvoditi tzv. heraklit, drveno-cementne ploče koje su se ugrađivale na
fasade, stropove i podove kao toplinski izolator čuvaju u zgradi toplinu stvarajući
čovjeku i životinji toplinsku ugodu. Isto tako izum polimera polistirena 1930.
pa poslije i ekspandiranog polistirena
- stiropora 1954. u tvrtki BASF u Njemačkoj odigrao je veliku ulogu u
graditeljstvu oko očuvanja topline u zgradama.
ista kuća sada s 6965 kWh/a = ušteda od 38348 kWh/a je primjer učinkovitosti.
B. Gospodarenje
energijom i očuvanje topline
Prvo,
valja zapamtiti neke podatke o energiji. Uvozimo
50% energije koju trošimo na: stanovanje i zgradarstvo 41 %, transport 31 %, i industriju
28 %. U zgradama javnog i stambenog sektora trošenje energije raspoređeno je
ovako: grijanje prostora od 52 do 57 %, priprema tople vode od 9 do 25%,
hlađenje oko 4 %, električni uređaji, rasvjeta i uredska oprema od 11 do 16 %. Od
stanova u kojima se danas troši energija
47% je građeno od 1919. do 1970. godine
i u njima se troši godišnje toplinske energije od 230 do 250 [kWh/ (m2·a)]
iz čega proizlaze analize kako tu postoji potencijal od 30 % ušteda do 2020. Drugo,
energetska učinkovitost ovisi najviše o primjeni toplinske zaštite u zgradama, a prema njihovom obliku i načinu
gradnje specifična godišnja potrebna toplinska energija za
grijanje i hlađenje može se spustiti na razinu od 51 do 95 [(kWh/ (m2·a)]
Gospodarenje
energijom i očuvanje topline u zgradama uređeno je Uredbom EU br. 244/2012 i
ranijim direktivama Europskog parlamenta
iz kojih proizlaze HR-zakoni, propisi i HR-norme koje su koncentrirane u Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama koji važi
od 1. siječnja 2016.
C. Tehnički propis i algoritam za
provedbu proračuna
Kako
bismo mogli nabavljati (i zaduživati se) naša Vlada kao i svaki vlasnik zgrade mora
znati kolika je godišnja potrebna toplinske
energija za grijanje i hlađenje QHC (kWh/a) za stanovanje i rad u zgradama. No, racionalno
gospodarenje energijom ipak je prvenstveno zadaća svakog potrošača koji se mora podučavati i priklanjati današnjim izazovnimtrenucima, kada nam po pitanju energije i održivosti nestaje tlo pod nogama.
Pitajmo se, kako pomažemo državi.
Tehnički propis (članak 7) zadržava dosta
termodinamskih zakona i pojmova iz građevne fizike prema kojem se utvrđuju tehnički
zahtjevi: 1. najvećom dopuštenom
godišnjom potrebnom toplinskom energijom za grijanje po jedinici ploštine
korisne površine zgrade, 2. najvećom dopuštenom godišnjom isporučenom energijom
po jedinici ploštine korisne površine zgrade, 3. najvećom dopuštenom godišnjom
primarnom energijom po jedinici ploštine korisne površine zgrade, 4. najvećim
dopuštenim koeficijentom transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici oplošja
grijanog dijela zgrade, 5. sprečavanjem pregrijavanja prostorija zgrade zbog
djelovanja sunčeva zračenja tijekom ljeta, 6. dopuštenom zrakopropusnošću
ovojnice zgrade, 7. najvećim dopuštenim koeficijentima prolaska topline
pojedinih građevnih dijelova ovojnice grijanog dijela zgrade i pojedinih građevnih
dijelova između grijanih dijelova zgrade različitih korisnika, 8. smanjenjem
utjecaja toplinskih mostova, 9. najvećom dopuštenom kondenzacijom vodene pare
unutar građevnog dijela zgrade, 10. sprečavanjem površinske kondenzacije vodene
pare, 11. učinkovitošću tehničkog sustava grijanja, hlađenja, ventilacije,
klimatizacije i pripreme potrošne tople vode, 12. najvećom dopuštenom godišnjom
potrebnom energijom za rasvjetu zgrade, osim obiteljskih kuća i višestambenih zgrada, 13. razredom učinkovitosti sustava
automatizacije i upravljanja zgrade, 14. udjelom obnovljivih izvora energije u
ukupnoj potrošnji primarne energije, ako ovim propisom nije drukčije
određeno.
Certifikatori
koriste različite algoritme za proračunavanje toplinskih tokova u zgradama.
Najpoznatiji je propisan u normi HRN-EN-ISO-13790
Proračun godišnje potrebne toplinske energije za
grijanje Q H,nd
izračunava se po jednadžbi:
Q H,nd
= QTr + QVe –η H ,gn (Qint + Qsol)
[kWh] koji se vidi u grafičkom prilogu
gdje su:
QTr – izmjenjena toplinska energija transmisijom (kWh); QVe
– potrebna toplinska energija za ventilaciju/klimatizaciju (kWh); η H,gn
– faktor iskorištenja toplinskih dobitaka (-); Qint – unutrašnji
toplinski dobici zgrade (ljudi, uređaji, rasvjeta) (kWh); Qsol –
toplinski dobici od Sunčevog zračenja (kWh). Pasivno korištenje sunčeve
energije je bitno za smanjenje potrošnje goriva. Ljeti valja zasjeniti prozore
kako ne bi došlo do pregrijavanja prostora. U tehničkom propisu (tablica 8) naveden je zahtjev
za racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu zgrade kojim se utvrđuje najveća dopuštena godišnja potrebna toplinska energija za grijanje po jedinici ploštine
korisne površine zgrade Q’’H,nd [kWh/(m2·a)], najveća
dopuštena godišnja isporučena energija po jedinici ploštine korisne površine
zgrade Edel [kWh/(m2·a)] te najveća dopuštena godišnja primarna
energija po jedinici ploštine korisne površine zgrade Eprim
[kWh/(m2·a)] na temelju troškovno
optimalnih razina. Pojam troškovno
optimalna razina iz Tehničkog propisa
vidi se najljepše iz ovoga primjera; Amortizacija troškova za ugradnju
toplinskih fasada ETICS s EPS pločama od 6 cm iznosi 6,9 godina s godišnjim
troškovima grijanja od 2,57 €/(m2·a) dok kod 10 cm amortizacija iznosi
6,7 godina, a grijanje 1,78 €/(m2·a).
Važno je znati kod zgrada kakav imaju ili će
imati oblik koji se definira količnikom između volumena i oplošja ovojnice i
naziva se faktor oblika zgrade f0. Faktor oblika zgrade f0=A/V
(m-1) je važna značajka, jer objedinjuje volumen prostora V (m3) koji
treba grijati i oplošje ovojnice A (m2) na koje se ugrađuje toplinska zaštita za sprečavanje toplinskog toka koji je zapravo gubitak
topline. Faktor oblika zgrade je prva veličina kojoj arhitekt mora posvetiti
pažnju. Jer, ako se izgradi zgrada koja je nepovoljnog oblika (kocka, valjak,
prizma, piramida), nepovoljnog tlocrta i istaka balkona (toplinski most) onda će to biti vječni arhitektonski grijeh.
U istom volumenu čovjek može stanovati, a oplošje zgrade mu može biti različito
za 60 %; To dalje znači da će i troškovi
gradnje i grijanja biti 60 % veći.
Ilustrativni podatak: za gradnju obiteljske kuće potrebno je primarne energije
638 kWh/m2.
Budući da
se najviše topline gubi transmisijom (prijelaz i prolaz) QTr kroz
ovojnicu zgrade (fasada, prozori, pod i strop) onda se to izračunava po
jednadžbi:
QTr=A ·U· t· (Θa - Θu)
Gdje je:
1.oplošje grijanog dijela zgrade A (m2), što je zapravo
ukupna ploština[i]
građevnih dijelova koji razdvajaju grijani dio zgrade od vanjskog prostora, tla ili negrijanih dijelova zgrade
(ovojnica ili grijanog dijela zgrade),
zatim 2. koeficijent prolaska topline
U [W/(m2·K)], koji se određuje za neprozirne građevne dijelove prema
normi HRN EN ISO 6946:2008. Koeficijent prolaska topline U objedinjuje toplinska svojstva građevnog materijala i vrstu obodnih konstrukcija (zida,
poda stropa krova) zgrade. Koeficijent U[ii]
je bitan za minimalnu
toplinsku zaštita
koja je propisana (tablicom 1 prilog B). Primjerice, za fasadni zid to iznosi od 0,3 do 0,6 [W/(m2·K)],
3.
Vrijeme korištenja uređaja za grijanje
ili hlađenje t (h). Grijanje ili hlađenje
u našim krajevima može trajati i do pet
ili šest mjeseci, za što je potrebna određena količina topline koju sustavom
grijanja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu za održavanje unutrašnje projektne temperature Θu (0C) u zgradi
tijekom razdoblja grijanja zgrade; Najvažniji utjecaj, na što čovjek ne može
djelovati, na godišnju potrebu energije je vanjska
temperatura Θv. 4. Razlika temperatura
(mjerna jedinica0C), unutrašnjeg
i vanjskog prostora je isto utjecajan faktor za određivanje godišnje potrebne toplinske energija za grijanje i
hlađenje zgrade. Kod energetskog certificiranja zgrada, za proračun QH,nd
koristiti se tzv. kvazistacionarni proračun na bazi mjesečnih vrijednosti prema normi HRN EN ISO 13790. Godišnja
vrijednost potrebne toplinske energije za grijanje izračunava se kao suma
pozitivnih mjesečnih vrijednosti. Naime, formula koju sam naveo je primjerena
za stacionarno stanje prolaza topline kroz ovojnicu zgrada, primjerice tiho
vrijeme bez vjetra i sunca.
Problematika
racionalne uporabe energije u zgradama
spaja veliki broj tehničkih struka iz
građevinarstva, elektrostrojarstva i meteorologije, koja bi trebala biti jasna
i vlasnicima i kupcima neke zgrade. Zato su osnovane mnoge tvrtke za energetsko certificiranje zgrada (uključeno legalizacija i etažiranje) u kojima rade
stručnjaci po Pravilniku o energetskom
pregledu zgrade i energetskom certificiranju
(NN 48/14, 150/14) koji poznaju struku i zakone te izdaju dokument Iskaznicu energetskih svojstava zgrade. Obično trošak certificiranja iznosi od 1200
do 1900 kuna za obiteljske kuće. Ako automobil ima kao osobni dokument prometnu
dozvolu onda i zgrada (stan, obiteljska kuća) treba imati isto, budući da su
približno jednaka trošila energije. Ljudi, kroz auto i kuću godišnje troše
pojedinačno oko 10.000 kWh/a. Društvo kroz industrijski način života putem proizvodnje
i korištenje dobara utječe na okoliš najviše
kroz hranu, automobile, kuće i stanove. Iskaznica potrebne energije za grijanje
zgrade je sastavni dio dokumentacije o održavanju i unapređivanju bitnih
zahtjeva za građevinu. Iskazana je najveća dopuštena godišnja potrebna toplina
za grijanje po jedinici ploštine korisne površine zgrade [kWh/(m2a)]
i obujma grijanog dijela zgrade [kWh/(m3a)]. Obvezno se prilaže
dokumentaciji potrebnoj kod tehničkog pregleda zgrade, a potvrđuju je svojim
žigom projektant i izvođač. Iskaznica mora biti dostupna na uvid kupcima,
najmoprimcima i drugim ovlaštenim korisnicima zgrade ili njenog dijela.
D. Podaci iz prakse
Jedan od
najčešćih načina zadovoljavanja uvjeta uštede energije i toplinske zaštite
vanjskih zidova je ugradnja toplinskih
fasada ili povezanog sustava za
vanjsku toplinsku izolaciju. Proizvođači materijala za toplinske fasade
HUPFAS izdali su priručnik iz kojeg se mogu vidjeti mnogi detalji izrade
toplinskih fasada. Prema hrvatskim normama HRN EN 13499 i HRN EN 13500, definicija
ETICS-a je sljedeća: sustav izveden na gradilištu koji se sastoji od tvornički
proizvedenih elemenata. Isporučuje se od proizvođača kao potpuni sustav i sadrži
minimalno sljedeće sustavu prilagođene komponente: mort za lijepljenje i/ili
mehaničko pričvršćenje, toplinsko-izolacijski materijal, mort za armaturni sloj,
staklenu mrežicu, završno-dekorativnu žbuku. Sve komponente sustava odabiru se ovisno
o specifičnosti sustava i podloge.Veliki dio radnog vijeka provodio sam od 1968. u Samoborki (koja slavi110.Obljetnicu utemeljenje) na istraživanju morta i sustava za toplinsku zaštitu pod nazivom "SAMOTERM".
Država
treba novčanim olakšicama poticati investitore i vlasnike na ugradnju
toplinskih izolatora (smanjenje vrijednosti U koeficijenta) što može biti do 40
% u udjelu troškova rekonstrukcije fasada kako bi se uvozilo manje energije. Važno!
Izbježive gubitke energije valja smanjivati do maksimuma. Ne
trošiti energiju tamo gdje nije nužno i ne u intenzitetu ili snazi koja nije
potrebna. Primjerice, možete čitati i uz specijalnu svjetiljku od 40 W s
koncentričnim ili usmjerenim svjetlosnim
snopom. Također, treba obrazovati ljude o gospodarenju energijom u javnim
zgradama. To se provodi preko agencija koje organiziraju tečajeve. Više vidi Gospodarenje Energijom (ISGE) UNDP
na web-stranici Ministarstva graditeljstva RH.
[i]
Ploština=geometrijsko
svojstvo ograničene plohe, mjerna
veličina za površinu. Mjerna jedinica je
četvorni metar (m2)
[ii]
Za
grubu procjenu: U=1
W/(m2K) je energetska potreba izražena kroz 10 L
lož. ulja potrebna za izgaranje u pećima
stvarajući toplinu koja prolazi kroz 1 m2 konstrukcija ovojnica
zgrada npr. fasada u grijaćoj
sezoni npr. u Zagrebu.
[iii]
Obiteljska kuća jest
stambena zgrada s najviše tri samostalne uporabne cjeline stambene namjene i
koja ima građevinsku (bruto) površinu manju ili jednaku 600 m2
Prvi sastanak povjerenstva, čiji sam bio član, za izradu Tehničkog pravilnika o toplinkoj zaštiti zgrada 2002 godine
OdgovoriIzbrišihttps://drive.google.com/file/d/0Bx2OBiuARHLzRWFaejNmNjM0aHM/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/0Bx2OBiuARHLzRWFaejNmNjM0aHM/view?usp=sharing
OdgovoriIzbriši