energetski efikasna kuca

7/29/2019 energetski efikasna kuca

1/25

Seminarski radEnergetski efikasna kua

SADRAJ

UVOD .........................................................................................................................................31. DEFINICIJA ENERGETSKI EFIKASNE PASIVNE KUE ............................................42. ZAKONSKI PROPISI IZ TOPLINSKE ZATITE I UTEDE ENERGIJE U EU ...............7

3. PASIVNI SOLARNI SISTEMI TEHNIKE I MATERIJALI ..............................................94. SISTEMI ZA PRIHVATANJE I ZATITU OD SUNCA ................................................... 10

Sl. 5. ema funkcionisanja pasivne kue ............................................................................. 105. ARHITEKTONSKO OBLIKOVANJE KUE U FUNKCIJI OPTIMIZACIJE PASIVNIHI AKTIVNIH SOLARNIH SISTEMA ..................................................................................... 116. KONCEPT ENERGETSKI PASIVNE KUE ................................................................... 13

6.1. ARHITEKTURA ENERGETSKI PASIVNE KUE ..................................................136.2. KONCEPT ENERGETSKI SAMOSTALNE KUE - ENERGIJA ............................. 14

6.2.1. Elektrina energija .................................................................................................. 156.2.2. Izvoenje sistema za napajanje elektrinom energijom .......................................... 156.2.3. Izbor goriva ............................................................................................................. 166.2.4. Izbor generatora ...................................................................................................... 16

7. KUE OD SLAME ............................................................................................................. 18Posljednjih godina nastaju kue koje, osim to su izvedene u standardu pasivne kue,ispunjavaju i ekoloke norme pri izboru materijala. Pasivne kue od slame u kombinaciji sadrvenom nosivom konstrukcijom mogu imati razliitu namjenu. To mogu biti stambene kue,kue za odmor ili poslovne zgrade............................................................................................18Ekologija i odrivost postaju neizbjeni u svim aspektima ivljenja. U tom smislu su vrlovana tema energijski i ekoloki odrivi materijali koji slue za gradnju kua. Jedan od takvihmaterijala je i slama. Upotrebom slame kao graevinskog materijala smanjuje se koritenjedrugih materijala koji nepovoljno utiu na okolinu. Kada kua od slame dotraje, slama se

moe reciklirati, tj. kompostirati. ............................................................................................. 18Prednosti slame kao graevnog materijala su brojne. Slama ima dobru toplinsku i akustinuizolaciju. Proizvodi od slame otporni su na poar i imaju relativno dobru vrstinu. Otporni su

prema nametnicima i veoma su jednostavni za oblikovanje. ..................................................18Zidovi od slame vrlo lako postiu kriterij pasivne kue. Zbog manjih potreba za grijanjem ihlaenjem, kua od slame moe znatno pridonijeti smanjenju ................................................ 18emisija staklenih gasova. Naime, vie od 50 posto svih staklenih gasova nastaje ugraevinarstvu i transportu vezanom za graevinarstvo. ........................................................18Sl.10. Kua od slame ................................................................................................................. 18Kljuni pojam za razumijevanje slame kao materijala za graenje je novi koncept gradnje tzv.faktor 10. Po njemu se veoma smanjuje energija za izradu graevina (tzv. primarna energija),

te energija tokom eksploatacije te graevine i to deset puta. Drugim rijeima, kue od slametroe deset puta manje energije u odnosu na tradicionalno graenje. Kua od slame safaktorom 10 nakon izgradnje deset puta smanjuje zagaenje, za razliku od onih standardnih.Teina bala se kree od 18 do 45kg po komadu. U poslednje vreme postaju uobiajene i baleveih dimenzija 1x1m; 1x1,2m; kao i 1,2x1,2x2,4m teke i do cijele tone! Mogue je koristitii okrugle bale u obliku valjaka prenika 1,2 do 1,5m. Ovakve dimenzije pruaju projektantimaveliki izbor u oblikovanju objekata i unutranjeg prostora. Prednosti gradnje slamom nadklasinim sistemima izgradnje su odrivost i prirodna obnovljivost slame, visoka energetskaefikasnost, visok stepen toplinske i zvune izolacije, smanjen rizik od poara, laka dostupnosti niska cijena. ............................................................................................................................ 19Upotreba slame kao materijala za graenje orijentisana je i prema izradi elemenata koji su

mnogo prikladniji za primjenu u graevinarstvu. Razvijeni su graevinski elementi od presaneslame, najee kao ploe razliitih dimenzija te tzv. CP blokovi. ......................................... 20

Maki Cvetana

-1-


2/25


Sl.11. Zidovi od slame .............................................................................................................. 20Sl.12. Kua na sprat od slame ................................................................................................... 21LITERATURA .......................................................................................................................... 25

Maki Cvetana

-2-


3/25


UVOD

Savremeni pristup arhitekturi i graevinarstvu karakterie energetski iekoloki racionalno urbanistiko planiranje, projektiranje, izgradnja irekonstrukcija graevina i naselja uz primjenu bioklimatskih projektantskih

tehnika i principa pasivne i aktivne sunane arhitekture. Stalni razvoj inapredak u projektovanju i izgradnji kua trajni je profesionalni cilj izadatak svakog projektanta i graevinara. Energetski i ekoloki pristuparhitekturi i urbanizmu kao dio strategije odrivog razvoja, zahtijevapoznavanje mnogobrojnih sloenih tema i interdisciplinarni rad na primjenispecifinih energetsko-ekolokih metoda projektovanja i graevinskihtehnologija. Zahvaljujui savremenim projektantskim rjeenjima,energetski efikasnim materijalima i elementima opreme, uteda energije iekoloki doprinos postaju sve znaajniji. Glavni principi upravljanjaenergijom bazirani na visokotehnolokim dostignuima u izgradnji zgrada

su: ispravno orijentisanje i dimenzionisanje prostora unutar zgrade; kvalitetna toplinska izolacija vanjske fasade zgrade i aktivna solarna

postrojenja; primjena energetski efikasnih ostakljenja i inteligentnih proelja; energetski efikasni sistemi rasvjete, grijanja, hlaenja i provjetravanja; sistemi za dnevno osvjetljenje i pasivni solarni elementi i sistemi

energetski i ekoloki efikasni graevinski materijali i elementi.

Koncept pasivne kue kao kue bez aktivnog sistema za zagrijavanje, ilikao energetski samostalne kue vrlo je zanimljiv u kontekstu razvoja.Poseban problem energetike na podrujima sa velikim brojem sunanihdana (Hercegovina) je struktura utroenih energenata, odnosno vrlo velikazastupljenost elektrine energije za podmirivanje toplinskih potreba kao iogrevnog drveta u kuanstvima, te mazuta i lo ulja u uslugama iindustriji. Pregled kategorizacije objekata prema potronji primarneenergije za grijanje:1. Niskoenergetska kua koja troi do 50kWh/m godinje.

2. Pasivna kua koja troi do 15kWh/m godinje.

3. Energetski nulta kua (Zero Energy Building) koja je sposobna da

generie svu potrebnu energiju.

Maki Cvetana

-3-


4/25


Sl.1. Pregled kategorizacije objekata prema potronji primarneenergije za grijanje

1. DEFINICIJA ENERGETSKI EFIKASNE PASIVNE KUE

Energetski efikasna kua - pasivna kua se moe definisati kao graevinabez aktivnog sistema za zagrijavanje konvencionalnim izvorima energije.Popularno se naziva i kua bez grijanja ili jednolitarska kua. Energetskapotronja takve kue moe se izraziti samo jednom litrom lo ulja po m 2

godinje. Godinja potreba za zagrijavanje savremene pasivne kue kreese oko 15 kWh/m2 i manje. Ukupne energetske potrebe za grijanje,potronu toplu vodu i elektrinu energiju iznose manje od 42 kWh/ m 2, toje manje od 1/10 prosjenih potreba konvencionalne gradnje danas.

Pasivne kue trebaju oko 80% manje topline za zagrijavanje od novih kuaprojektovanih prema njemakim standardima iz 1995. g. Ukidanjemkonvencionalnog sistema grijanja pasivna kua ostvaruje dodatne utede ipostaje ekonomski isplativa.Osnovna ideja pasivne kue je da se oblikovanjem, orijentacijom i visokimnivoom toplinske izolacije vanjske opne kue, uz kvalitetnu ventilacijuprostora, stvori optimalna kua koja ne treba konvencionalne izvoregrijanja. Dakle, pravilo za uspjeno projektiranje i optimiziranje pasivnekue je:

minimizirati gubitke topline iz kue;

maksimizirati dobitke topline u kuu;

dovesti optimalnu koliinu svjeeg vazduha sistemom prisilneventilacije, uz rekuperaciju dijela energije iz iskoritenog vazduha.

Koeficijent prolaza topline za sve graevinske presjeke vanjske fasade nesmije biti vei od 0,15 W/m2K, a prozora i vanjskih vrata 0,80 W/ m2K. Zaenergetski prinos od pasivnog zahvata sunevog zraenja potrebna je tovea otvorenost junog proelja, uz izuzetno visok nivo toplinske izolacije

cijele vanjske fasade, kao i visoku sabijenst vazduha uz kontrolisanuventilaciju. Za grijanje i potronu toplu vode koriste se termiki kolektori.

Donedavno se smatralo da potronja ispod 50 kWh/m2 previe poskupljujedodatne investicije. Tada je dokazano da ako godinje toplinske potrebe uzgradi smanjimo ispod 15 kWh/m2 moemo izostaviti ugraivanjekonvencionalnog sistema grijanja. Sredstva uteena na taj nain mogu seinvestirati u dodatno poboljanje vanjske izolacije kue, te u ventilacionesisteme. Tako jo uvijek moemo imati manju poetnu investiciju negokod niskoenergetskih kua. Sa takvom pasivnom kuom utede suizuzetno velike. Smanjenje emisije tetnih plinova svedeno na minimum.

Maki Cvetana

-4-


5/25


Brojni realizovani projekti pasivnih kua u Evropi pokazali su da dodatneinvesticije u toplinsku izolaciju i ventilaciju, kompenzirano smanjenimulaganjima u tehniku grijanja, dovode do prosjenog poveanja ukupnihtrokova gradnje od oko 10%. Raunajui da e se ta dodatna ulaganjakroz minimalne trokove grijanja amortizovati u prvih 10 godina koritenja

kue, dolazi se do rezultata koji ukazuju na ekonomsku opravdanostovakve gradnje. Ne treba zaboraviti da je glavni pozitivni efekt pasivnekue zatita okoline. Energetska efikasnost, koritenje obnovljivih izvoraenergije i zatita okoline, najvanije su teme na poetku 21. vijeka. Stalniporast cijene energenata i injenica da su konvencionalni izvori energijeogranieni i iscrpljivi, te razvoj svijesti o utedi energije i zatiti prirode,dovodi pitanje energetske efikasnosti koritenja obnovljivih izvora energijeu kuama, na najvanije mjesto u razvijenom svijetu.Uspjean dizajn pasivne kue podrazumjeva promatranje kue kaojedinstvene cjeline raznih komponenti koje zajedno ine optimalnu cjelinuu svako godinje doba. Snadbjevanje svjeim vazduhom, grijanje,hlaenje, svjetlo i naravno vanjska fasada zgrade moraju formirati ugodani funkcionalan prostor za ivot. Demonstracioni program CEPHEUS - CostEfficient Passive Houses as Evropean Standards na brojnim primjerima jepokazao koliko su velike utede u pasivnim kuama u odnosu na klasinograenje.

Sl. 2. Demonstracioni program CEPHEUS

Sl. 3. Porodina kua-LANDSHUT (D) Ukupne toplinske potrebe:17,5 kWh/m2/god.

Maki Cvetana

-5-


6/25


Sl. 4. Porodina kua - AUGGEN (D) Ukupne toplinske potrebe:14,5 kWh/m2/god.

Maki Cvetana

-6-


7/25


2. ZAKONSKI PROPISI IZ TOPLINSKE ZATITE I UTEDEENERGIJE U EU

Smjernice 93/76/EEC, obvezuju sve zemlje Evropske unije da izrade iimplementiraju programe za est specifinih podruja u cilju poboljanjaenergetske efikasnosti. Meutim, Smjernice 93/76/EEC donesene su, prijeKyoto protokola i prije prepoznavanja realne opasnosti od sve veezavisnosti zemalja EU o uvozu energenata. Zbog slabih rezultatanavedenih Smjernica, Evropska komisija morala je pokrenuti niz daljnjihakcija za provoenje mjera energetske efikasnosti, smanjenje ukupnepotronje energije, porast uea obnovljivih izvora u ukupnoj energetskojpotronji i zatite okline. Cilj EU objavljen je 1997. g. u dokumentu Whitepaper for a Community Strategy and Action Plan. U 2000.g. Evropskakomisija objavila jeGreen paper kao osnovu neophodnih akcija upodruju energetike.

Green paper zahtijeva promjene u navikama potroaa radi smanjenjapotronje energije, npr. izgradnjom energetski efikasnijih zgrada, zahtijevaistraivanja, razvoja i koritenja obnovljivih izvora energije, te konkretizujepodrku za sve te aktivnosti kroz nove zakonske akte i finansijskestimulanse. U tom dokumentu nazvanom Zeleni dokument PremaEvropskoj strategiji za sigurnost energetskog snadbjevanja (Towards aEvro-pean Strategy for the Security of Energy Supply), Evropska jekomisija istakla kljune momente. Ako se u Evropskoj uniji zadri trenutnitrend rasta energetske potronje, EU e prema provedenim analizama, do2030., uvoziti 70% energije, za razliku od sadanjih 50%. U ovommomentu, emisija staklenikih gasova u Evropi je u porastu, i ako se trend

nastavi, zemlje lanice EU nee biti u stanju potovati Kyoto protokol,prema kojem bi se emisije est staklenikih gasova trebale u razdoblju od2008.g. do 2012.g. smanjiti za prosjeno 5,2% u odnosu na 1990. g.Navedeni kljuni momenti predstavljaju razloge za provoenje svih mjeraenergetske efikasnosti u cilju smanjenja potronje energije i zatite. Zelenidokument zakljuuje, da sve dosadanje akcije, aktivnosti i programi nauvoenju i implementaciji novih standarda energetske efikasnosti ugraevinarstvu nisu postigle eljene rezultate u veini zemalja lanica EU.Zbog toga je neophodno naglasiti konkretne mjere, od kojih je jedna odnajvanijih - odrediti zakonski okvir za redukovanje energetskih potreba u

zgradama.Krajem 2002. g. Evropski parlament je donio Smjernicu 2002/ 91 EC oenergetskim osobinama zgrada (Directive of the Evropean Parlament andof the Council on the energy performance of the build-ings), kojom jenametnuo obavezu tednje energije u zgradama Evropske unije kao idravama kandidatima. Ukupni potencijal energetskih uteda u zgradamaEvropske unije (za grijanje, pripremu tople vode, hlaenje i rasvjetu) jeprocijenjen na cca 22% sadanje energetske potronje do 2010.g. Iakosmjernice prvenstveno govore o energetskim osobinama zgrade, naglasakje na cijelom sistemu, koji osim toplinske izolacije obuhvata i grijanje,ventilaciju, koritenje obnovljivih izvora i cjelokupni dizajn zgrade.

Smjernica 2002/91 EC o energetskim svojstvima zgrada utvruje petvanih elemenata:

Maki Cvetana

-7-


8/25


Zajednika metodologija za proraun energetskih karakteristikazgrada;

Primjena minimalnih standarda energetske efikasnosti za novezgrade;

Primjena minimalnih standarda energetske efikasnosti za postojeezgrade prilikom veih rekonstrukcija;

Uvoenje Energetskih certifikata za sve izgraene zgrade, zgradekoje se prodaju ili iznajmljuju, sa rokom upotrebe od 10 g., aenergetski certifikati za javne zgrade moraju biti izloeni na vidljivimmjestima u zgradi;

Redovan nadzor i ocjenjivanje sistema za grijanje i hlaenje.

Maki Cvetana

-8-


9/25


3. PASIVNI SOLARNI SISTEMI TEHNIKE I MATERIJALI

Dobro poznavanje toplinskih osobina graevinskih materijala osnovni jepreduslov za projektovanje i planiranje energetski efikasnih zgrada, kao iza racionalizaciju potronje. Toplinski gubici kroz graevinske elemente

zavise od sastava graevinskog elementa, orijentaciji i koeficijentutoplinske provodljivosti specifinom za svaki materijal. Toplinskaprovodljivost zavisi od sastava, gustoe materijala, poroznosti, temperaturii vlanosti materijala. Bolju toplinsku izolaciju postiemo ugradnjommaterijala niske toplinske provodljivosti, odnosno visokog toplinskogotpora. Toplinski otpor materijala poveava se obzirom na debljinu.Koeficijent prolaza topline k (U) je koliina topline koju element gubi u 1sekundi po m2 povrine kod razlike temperature od 1K, izraeno u W/m2K.Koeficijent k (U) je karakteristika vanjskog elementa konstrukcije i igraveliku ulogu u analizi ukupnih toplinskih gubitaka, a time i potronje

energije za grijanje. to je manji koeficijent prolaza topline, to je boljatoplinska zatita zgrade.

Za dimenzionisanje efikasne toplinske zatite graevina, uz poznavanjeosnovnih karakteristika toplinsko-izolacijskih materijala nuno je poznavatigraevinsko-fizikalne i klimatske uslove na mjestu gradnje. Osim toga, zapravilnu je primjenu neophodno poznavanje meusobnih odnosa razliitihmaterijala u dijelovima graevine i graevinskim konstrukcijama.Toplinsko-izolacijski materijali u graevinarstvu, su materijali ije su poreispunjene vazduhom, a primjenjuju se u jednoslojnim i vieslojnimvanjskim konstrukcijama graevina.

Prozori i vanjski zid igraju veliku ulogu u toplinskim gubicima zgrade.Zajedno ine oko 70% ukupnih gubitaka preko fasade zgrade. Gubici krozprozore obino su deset i dvadeset puta vei od onih kroz zidove. Jasno jekoliku vanost igra energetska efikasnost prozora u ukupnim energetskimpotrebama kue. Dok se na starim zgradama koeficijent k(U) prozorakree oko 3,00 W/m2K, Evropska zakonska regulativa propisuje sve nie inie vrijednosti. Prema naem novom Pravilniku o toplinskoj zatiti i utedienergije najvei dozvoljeni koeficijent k(U)prozora trebao bi iznositi 1,80W/m2K. Na savremenim niskoenergetskim i pasivnim kuama taj sekoeficijent kree izmeu 1,1, i 0,80 pa i manje. U ukupnim toplinskimgubicima prozora uestvuju staklo i prozorski profili. Prozorski profili,nezavisno od vrste materijala, moraju osigurati dobro zatvaranje,jednostavno otvaranje i nizak koeficijent prolaza topline. Danas se staklaizrauju kao izolaciona, dvoslojna ili troslojna, sa razliitim gasnimpunjenjem ili premazima koji poboljavaju njihove toplinske karakteristike.

Prozorski okviri se izrauju od drveta, aluminija, elika, PVC-a ikombinacije navedenih materijala. Okviri navedenih materijala danas teeto boljoj toplinskoj izolaciji i smanjenju koeficijenta prolaza topline k, kakobi se toplinski gubici smanjili na minimum. To doprinosi utedi energije i

zatiti okoline.

Maki Cvetana

-9-


10/25


4. SISTEMI ZA PRIHVATANJE I ZATITU OD SUNCA

Kod analize energetskih osobina prozorskih okvira i stakla, vano jenaglasiti da energetska efikasnost ne zavisi samo od postizanja to niegkoeficijenta prolask topline kod prozora. U savremenoj arhitekturi puno

panje se posveuje prihvatanju sunca i zatiti od pretjeranog osunanja.Jer se i pasivni dobici topline moraju regulisati i optimizovati uzadovoljavajuu cjelinu. Pootrenjem propisa vezanih uz toplinsku zatitu iutedu energije, osim toplinske izolacije vanjske fasade zgrade, vanuulogu u optimizaciji energetski efikasne i pasivne kue preuzimaju isistemi za zatitu od pretjeranog osunanja ljeti, tj. za zasjenjivanje.

U cilju djelotvorne zatite od preintezivnog osvjetljenja primjenjuju sesljedea rjeenja:

arhitektonska geometrija: zelenilo, trijemovi, strehe, nadstrenice,

balkoni i dr.; elementi vanjske zatite od sunca: razni pokretni i nepokretni

brisoleji, vanjske aluzine, rolete, tende, inteligentna proelja,suvremena ostakljenja i dr. ;

elementi unutranje zatite od sunca: rolete, aluzine, roloi, zavjese; elementi unutar stakla za zatitu od sunca i usmjeravanje svjetla; holografski elementi, reflektujua stakla i folije, staklo koje

usmjerava svjetlo, staklene prizme i dr.

Njihova funkcija je da usmjere dnevno svjetlo tamo gdje je ono potrebno,bez pretjeranog bljetanja i osunanja. Savremeni tzv. daylight sistemikoriste optika sredstva da bi potakli refleksiju, lomljenje svjetlosnih zraka,ili za aktivno ili pasivno prihvatanje svjetla. Vijekovima je dnevno svjetlobilo jedini izvor svjetla u kuama. Unutranjost kue dizajnira se tako dasvaka prostorija primi dovoljno dnevnog svjetla. Efikasni izvori umjetnerasvjete i moderna arhitektura sa puno stakla daje slobodu arhitektima.Savremeni sistemi kontrole prolaska svjetla i upravljanja dnevnimosvjetljenjem novi su doprinos energetskoj efikasnosti i odrivom razvoju.Ti sistemi se ukljuuju danas u arhitekturu u fazi najranijeg projektovanja.

Sl. 5. ema funkcionisanja pasivne kue

Maki Cvetana

-10-


11/25


5. ARHITEKTONSKO OBLIKOVANJE KUE U FUNKCIJIOPTIMIZACIJE PASIVNIH I AKTIVNIH SOLARNIHSISTEMA

Pasivna kua je paljivo arhitektonsko-graevinski, te termodinamiko-ekonomski izbalansirana kua. Prije projektovanja konkretne graevinepotrebno je analizirati prirodne karakteristike parcele, klimatske uslove, ieventualne utjecaje izgraene okoline. Orijentacijom i oblikom kuimoramo omoguiti maksimalno osunanje, izbjei svako nepoeljnozasjenjenje, izloenost udarima vjetra, i dr. Energetske potrebe zazagrijavanje prostora u pasivnoj kui su pokrivene ve opisanimstandardom izgradnje. Sve ostale energetske potrebe - za zagrijavanjepotrone tople vode i elektrina energija mogu se pokriti solarnomenergijom, tj. aktivnim termikim i fotonaponskim sistemima.Pod standardom pasivne kue danas podrazumijevamo: smanjiti toplinske

gubitke kroz fasadu zgrade na minimalnu mjeru, maksimalno poveatitoplinske dobitke u kuu i osigurati kvalitetnu ventilaciju. Da bi sestambena kua mogla izgraditi bez aktivnog konvencionalnog sistemagrijanja, treba smanjiti ukupne potrebe za grijanjem prostora, dakletransmisione i ventilacione gubitke na ispod 15 kWh/m2 godinje.Predvieni cilj energetske potronje mogue je postii izborom prosjenogkoeficijenta prolaza topline k(U) < 0,10 - 0,15 W/m2K, a za prozore i drugaostakljenja k (U) < 0,80 W/m2K, te uz broj izmjena vazduha na sat manji od0,6. Kod preporuka za arhitektonsko oblikovanje kue treba naglasiti da uzpotovanje osnovnih smjernica pasivne kue projektant moe imatipotpunu slobodu u projektovanju. Cilj pasivne kue nije tipizovati iunificirati arhitektonsko oblikovanje, ve naprotiv ponuditi to inventivnijerjeenje sa paljivo usklaenim i optimalnim sistemom. Smjernice zaprojektovanje su:

dovoljna udaljenost od drugih kua za prihvat niskog zimskog sunca; kuu otvoriti prema jugu, a zatvoriti prema sjeveru; kompaktana zapremina zgrade, sa ogranienom dubinom; kvalitetan sistem zatite od ljetnjeg sunca; visoki stepen toplinske izolacije cijele graevne opne; izbjegavati toplinske mostove i smjestiti pomone prostorije na

sjeveru; povezati meusobno grijane prostorije; skratiti duine cjevovoda za grijanje i toplu vodu da bi se smanjili

gubici i pojaala izolacija; zoniranje i podjela prostorija prema korisnim zonama sline

unutranje temperature i predvidjeti mehaniku prisilnu ventilacijuprostora;

dati mogunost predgrijanja vazduha prije ulaska u prostor; preporuuju se kontrolsrani dovod i odvod vazduha sa podzemnim

izmjenjivaem topline i sa rekuperacijom topline iz iskoritenogvazduha;

Maki Cvetana

-11-


12/25


odabrati nisku temperaturu sistema grijanja i kombinovati ga saobnovljivim; izvorima energije i planirati solarni sistem za grijanje ipotronju tople vode;

ugraditi vremenske regulatore; ukupne toplinske potrebe svesti ispod 15 kWh/m2; po zavretku izgradnje, provjeriti kvalitetu gradnje termografskim

snimanjem i provjeriti i pregledati sve ugraene ureaje.

Maki Cvetana

-12-


13/25


6. KONCEPT ENERGETSKI PASIVNE KUE

6.1. ARHITEKTURA ENERGETSKI PASIVNE KUE

Ovde prikazujemo koncept jedne pasivne kue i primjenjivost tako

optimizovane kue na zemljitu u u uslovima gdje ne postoji mogunostprikljuka na komunalnu infrastrukturu, vodu, odvod, grijanje i elektrinuenergiju. Vie nego deseterostruko smanjenje toplinskih gubitaka krozvanjsku fasadu kue postie se nie navedenim sastavom zidova, krova ipoda. Za prosjeni koeficijent U(k) koji u naem primjeru iznosi 0,17W/m2K, te toplinske dobitke koji su za ovo podneblje vrlo visoki, moemooekivati ukupne godinje toplinske potrebe ispod 15 kWh/m2.

Qukupno = (Qtrans + Qvent) - Qdobici < 15kWh/m2

Kua je zamiljena kao jednostavan, kompaktan volumen. Organizacija

unutar kue je proizvoljna zahvaljujui konstruktivnom rasponu od 6metara unutar koga je mogue kreirati raspored kakav elimo. Kua serazmatra kao samostalni objekt. Treba naglasiti da svako grupisanje takvihkua i formiranje tzv. solarnog naselja moe doprinijeti znatnoj utedi kodugradnje potrebne opreme.

Gradnja kue predvia se klasino, samo sa veoma poboljanim nivoomtoplinske izolacije i visokokvalitetnim prozorima sa troslojnim izo staklom.Krov je sa jednom strehom, pokrov kupa kanalica, nagib krova 20, toodgovara uglu upada zraka zimskog sunca. Fotonaponske elije imaju iulogu horizontalnih brisoleja na fasadi za zatitu od ljetnjeg sunca.

Termiki kolektori smjeteni su vertikalno na fasadi, u sklopu zida. Usluaju grupisanja takvih kua, mogue je smjestiti grupe kolektora vankue, u sklopu nadstrenice za automobile ili slino.

Prozori su izraeni od PVC profila visoke termike kvalitete, sa bezolovnimekoloki prihvatljivim Zn-Ca stabilizatorom u PVC smjesi, sa pocinanimelinim ojaanjem, koji sa ugraenim troslojnim izo staklom dodatnopunjenim argonom daju ukupni koeficijent prolaza topline 0,80 W/m2K.Znatno manji koeficijenti prolaza topline kroz vanjsku fasadu kue, tevisokokvalitetni prozori smanjuju transmisione i ventilacione gubitke na

minimum. Kad se jo dodaju toplinski dobici koji su znatni, pretpostavlja seda bi ovakva kua godinje troila manje od 15 kWh/ m2 toplinske energije.Zahvaljujui tako maloj potronji, nije potrebno ugraivanjekonvencionalnog sistema grijanja, to veoma smanjuje trokove izgradnje,a naravno i trokove viegodinjeg odravanja.

U samom oblikovanju kue tei se napraviti moderna i privlana kua,energetski nezavisna, sa tradicionalnim elementima u arhitekturi. Takvakua je privlana i prijatna za stanovanje kroz cijelu godinu i moezadovoljiti i najzahtjevnije kupce.

1. VANJSKI ZID : produni malter 2,00 cm

Maki Cvetana

-13-


14/25


uplja blok opeka 19,00 cm Tervol PTP 30,00 cm polimerno cementno ljepilo 0,50 cm plemeniti fasadni malter 1,00 cm

ili kamen sa ventilisanim slojemk(U) = 0,121 [W/m2K] < kdoz=1,200 [W/m2K] Sl.6.Temperaturna kriva2. POD NA ZEMLJI: keramike ploice 1,00 cm polimerno cementno ljepilo 1,00 cm plivajui cementni estrih 8,00 cm polietilenska folija Tervol TPS 24,00 cm bit. traka sa stakl. voalom 1,00 cm

betonska podloga 12 cm nabijeni ljunak 30 cm i vie k=0,138 [W/m2K] < kdoz=0,900 [W/m2K]3. KROV: kupa kanalica na letvama hidroizolacija daana oplata 2,40 cm ventilisani sloj vazduha 4,00 cm Tervol KP 20,00 cm Tervol DP-3 10,00 cm Tervol stopair 0,50 cm Sl.7. Temperaturana

kriva gips kartonske ploe 1,20 cm k=0,123 [W/m2K] < kdoz=0,750 [W/m2K]

6.2. KONCEPT ENERGETSKI SAMOSTALNE KUE - ENERGIJA

Ukupne energetske potrebe kuanstva dobiju se sabiranjem potronjeenergije pojedinih ureaja. Uz rezervu od 20% , ukupna godinja potronjaelektrine energije je 1300 kWh.Slijedi tabelarni prikaz potronje u pasivnoj kui:

Ureaj Napajanje SnagaEnerg./mjes. Udarna

snaga

[W][kW

h] [W]

Maina za pranjevea AC 2200 7,2 3500Maina za pranje posua* AC 200 7,0 500Pegla AC 1000 4,0 2500

Televizija glavna AC 46 9,5 250Televizija dodatna AC 33 4,7 250Satelitski prijemnik AC 15 (3) 4,3 50

Maki Cvetana

-14-


15/25


Video rekorder AC 15 (1) 1,2 50Hi-Fi linija AC 15 (1) 3,3 50Raunar AC 45 (1) 4,1 100Rasvjeta AC 60 9,2 100Pumpa hidrofor DC 156 2,0 -

Pumpa sunanikolekt. DC 30 4,5 -Mikrovalnapenica AC 600 3,7 100Usisiva praine AC 600 2,7 1500Ekspresso aparat AC 900 2,7 1500Razni kuni ureaji AC 300 1,8 600Fen za kosu AC 1000 3,0 1500Runi elektrinialati AC 600 2,7 2500Ventilacionisistem AC 120 12,0 240

Maks. udarnasnaga 3500

Ukupna mj. potronja 89,6

Ukupna god. potronja1075,

2Projektna god. potronja

(faktor sigurnosti 20%)1300,

0

6.2.1. Elektrina energija

Energetske potrebe u kuanstvu mogu se znaajno smanjiti primjenomsljedeih mjera:

1.Upotreba energetskih efikasnih ureaja.2.Koritenje plina za napajanje toplinskih ureaja (tednjaka i friidera).3.Spajanje maine za pranje vea i za pranje posua na toplu vodu

(proizvedenu u sunanim kolektorima ili kogeneracijom).4.Upotreba istosmjernih pumpi za vodu (hidrofor i pumpe sunanogkolektora).

6.2.2. Izvoenje sistema za napajanje elektrinom energijom

Energetski efikasnim kuanskim ureajima, energetski efikasnomarhitekturom, te rekuperacijom topline potroene tople vode iventilacionog vazduha, potronja energije se moe smanjiti na samo malidio energije koje danas troi prosjeno domainstvo. Elektrina energija semoe osigurati hibridnim sistemom sa sunanim elijama i akumulatorom,sa raspoloivou do 95%. Sunani kolektori mogu proizvoditi toplinu zavei dio godine. Meutim u hladnijem dijelu je potrebno osigurati toplinski

Maki Cvetana

-15-


16/25


izvor za dogrijavanje prostora i tople vode. Takoer je potronja elektrineenergije neto vea zbog veih potreba za rasvjetom i provoenja vievremena u zatvorenom prostoru. Dakle, zimi je potreban dodatan izvor itopline i elektrine energije. Jedini nain da se energija osigura stalno u

svim uslovima je koritenje dodatnog elektrinog generatora na fosilnagoriva. Mali elektrini generatori su izuzetno neefikasni u proizvodnjielektrine energije, i kemijsku energiju goriva pretvaraju u elektrinuenergiju s efikasnou od 23-30%. Ostatak se gubi kao toplina, koja semoe iskoristiti uspostavom kogeneracijskog sistema (mikrokogeneracija).Na tritu ne postoje sistemi koji bi zadovoljili tehnike i potrebe tro[kova,pa kogeneraciju vrimo prilagoenjem generatora elektrine energije.

6.2.3. Izbor goriva

Za konkretnu primjenu dolaze u obzir tri vrste goriva, bezolovni motornibenzin BMB-95, eurodizel i ukapljeni naftni plin (UNP). Motorni benzin jeneprikladno gorivo za transport i skladitenje, izuzetno lako zapaljivo,otrovno i kancerogeno. Generatori na motorni benzin su vrlo jeftini idostupni i nemaju probleme sa startanjem na hladnijem vremenu. Dizelgeneratori su obino znatno skuplji i kvalitetniji strojevi, neto efikasniji, nozahtijevaju vie ulaganja u odravanje. Tekua goriva su uvijek velikiekoloki problem, jer postoji mogunost zagaenja prilikom dovoza,pretakanja ili skladitenja goriva.

Generator na motorni benzin se moe prilagoditi za rad na ukapljeni naftniplin, uz gubitak snage motora od 10-15% i neto smanjenu efikasnost. UNPje sa ekoloke strane najkvalitetniji izbor, kako u pogledu emisije ispunihplinova tako i mogunosti istjecanja goriva i zagaenja tla. Kako je UNPpotreban u kui za druge potrebe (kuhanje, friider) dodatna prednost seostvaruje potrebom domainstva za samo jednom vrstom goriva. UNP seskladiti u malim spremnicima od 750, 1000 i 2000 kg, a cijena plina uzukljuenu dostavu iznosi 65% cijene plina isporuenog u malim plinskimbocama (10 i 35 kg). Ukoliko se generator pogoni na dizel gorivo, plin zakuhanje je potrebno osigurati periodinom dostavom malih plinskih boca.

6.2.4. Izbor generatora

Toplinsku energiju mikrokogeneracija moe osigurati sa 300-400 sati radagodinje. Isto tako, najefikasnija proizvodnja elektrine energije uhibridnom sistemu sa sunanim elijama se ostvaruje s 250-400 sati radagodinje. Vei broj sati rada nije prihvatljiv zbog potronje goriva, buke i

odravanja motora. Veina generatora natritu predviena je samo za rad uz

ivotni vijek od 2-5000 sati rada.Robusniji, industrijski generatori imajuveu cijenu. Trajnost motora odreena je i

Maki Cvetana

-16-


17/25


brojem okretaja. Motori sa 1500 o/min su u pravilu trajniji od generatorana 3000 o/min, a proizvode manje buke i vibracija. Meutim, napredakmotora u industriji doveo je i tu granicu u pitanje. Tako na primjer, novigeneratori Honda sa vodenim hlaenjem na 3000 o/min su trajniji od

veine generatora na 1500 o/min, a proizvode sa snagama 5kW i veim.Vazduhom hlaeni generatori su znatno buniji od vodeno hlaenih,zahtijevaju dodatni sistem dovoda vazduha za hlaenje (ako su smjeteniu zatvorenoj prostoriji) a kogeneracija je nespretna zbog prenosa toplinevazduhom. Vazduhom hlaeni motori imaju trajnost do 1500 sati.

Sl.8. Dijagram prosjenih mjesenih snaga sunanih elija i snagageneratora

Sl.9. Dijagram prosjenih mjesenih vikova snage

Maki Cvetana

-17-


18/25


7. KUE OD SLAME

Posljednjih godina nastaju kue koje, osim to su izvedene u standardupasivne kue, ispunjavaju i ekoloke norme pri izboru materijala.Pasivne kue od slame u kombinaciji sa drvenom nosivomkonstrukcijom mogu imati razliitu namjenu. To mogu biti stambenekue, kue za odmor ili poslovne zgrade.

Ekologija i odrivost postaju neizbjeni u svim aspektima ivljenja. U tomsmislu su vrlo vana tema energijski i ekoloki odrivi materijali kojislue za gradnju kua. Jedan od takvih materijala je i slama.Upotrebom slame kao graevinskog materijala smanjuje se koritenjedrugih materijala koji nepovoljno utiu na okolinu. Kada kua od slamedotraje, slama se moe reciklirati, tj. kompostirati.

Prednosti slame kao graevnog materijala su brojne. Slama ima dobrutoplinsku i akustinu izolaciju. Proizvodi od slame otporni su na poar i

imaju relativno dobru vrstinu. Otporni su prema nametnicima i veomasu jednostavni za oblikovanje.Zidovi od slame vrlo lako postiu kriterij pasivne kue. Zbog manjih

potreba za grijanjem i hlaenjem, kua od slame moe znatnopridonijeti smanjenju

emisija staklenih gasova. Naime, vie od 50 posto svih staklenih gasovanastaje u graevinarstvu i transportu vezanom za graevinarstvo.

Sl.10.Kua od slame

Maki Cvetana

-18-


19/25


Kljuni pojam za razumijevanje slame kao materijala za graenje je novikoncept gradnje tzv. faktor 10. Po njemu se veoma smanjuje energijaza izradu graevina (tzv. primarna energija), te energija tokomeksploatacije te graevine i to deset puta. Drugim rijeima, kue odslame troe deset puta manje energije u odnosu na tradicionalno

graenje. Kua od slame sa faktorom 10 nakon izgradnje deset putasmanjuje zagaenje, za razliku od onih standardnih. Teina bala sekree od 18 do 45kg po komadu. U poslednje vreme postajuuobiajene i bale veih dimenzija 1x1m; 1x1,2m; kao i 1,2x1,2x2,4mteke i do cijele tone! Mogue je koristiti i okrugle bale u obliku valjakaprenika 1,2 do 1,5m. Ovakve dimenzije pruaju projektantima velikiizbor u oblikovanju objekata i unutranjeg prostora. Prednosti gradnjeslamom nad klasinim sistemima izgradnje su odrivost i prirodnaobnovljivost slame, visoka energetska efikasnost, visok stepentoplinske i zvune izolacije, smanjen rizik od poara, laka dostupnost iniska cijena.

Maki Cvetana

-19-


20/25


Zid izgraen od slame omoguuje manju potronju goriva potrebnog zagrijanje (u sluaju da se grijete na neko od fosilnih goriva). Time jepoveano smanjenje emisije CO2 u atmosferu. Kod slamnatih zidovanabaenih malterom rizik od poara je znatno manji nego kod npr.tradicionalnih drvenih zidova. Rizik od truljenja svodi se na minimum

ugradnjom potpuno suve slame. Kue izgraene od slame izgledaju kao ione izgraene od bilo kojeg drugog materijala. Tanije, mogu izgledatikako god poelite.Kako bi slamu zatitili od vanjskih uticaja, ona se obavezno mora nabacitimalterom. Najee se koristi kreni malter, a glineni malterje takoerdobar, i jeftinij, izbor. Slamu je potrebno nabaciti prirodnim malterimajerone doputaju disanje zidova i na taj nain spreavaju truljenje slame.Upotreba slame kao materijala za graenje orijentisana je i prema izradi

elemenata koji su mnogo prikladniji za primjenu u graevinarstvu.Razvijeni su graevinski elementi od presane slame, najee kao

ploe razliitih dimenzija te tzv. CP blokovi.

Sl.11. Zidovi od slame

Slama i sijeno nisu jedno te isto. Slamu ine osuene stabiljke itarica kojeostaju poslije vridbe, dok je sijeno pokoena i osuena trava za stonuhranu. I dok sijeno sadri pelud i moe izazivati alergijske reakcije, slamaje potpuno bezopasna za ljudsko zdravlje.Kvalitet vazduha u kuama od slame puno je bolja, jer ne isputa nikakvaisparavanja kao to su formaldehidi koje esto isputajumoderni materijali. Osim toga, za razliku od betona, slamnati zidovi diu,to za rezultat daje puno svjeiji vazduh u prostorijama. Upravo stoga jer

Maki Cvetana

-20-
http://www.gradimo.hr/?q=materijalihttp://www.gradimo.hr/?q=materijali


21/25


je rije o potpuno prirodnom materijalu, slama se po zavretku ciklusagraevinskog objekta moe kompostirati. Za nastanak bala slame nijepotrebno troiti energiju, jer je ona nusproizvod itarica.Sva energija koja joj je potrebna je suneva za vrijeme rasta same itarice.Trenutni graevinski propisi zahtijevaju da koeficijent toplinske

provodljivosti, odnosno, U(k) vrijednost vanjske fasade objekta koji se grijene prelazi 0,35 W/m2K.U Evropskoj uniji postoji tendencija da se ta vrijednost smanji na 0,25W/m2K. Zid od slame (debljine oko 45 cm) ima koeficijent oko 0,13W/m2K. Takoer, slama je vrlo jeftin materijal za gradnju objekata. Moese nabaviti po relativno niskoj cijeni (od 1 do 2 KM po bali sijena). Zidoviod balirane slame su vie nego adekvatni za noenje tipinih tereta kaoto su etae, krovovi i teki nanosi snijega na krovu zimi. Ako se slamakoristi samo kao popuna, a u svrhu nosivosti se gradi konstrukcija,mogunosti su neograniene teoretski bi se mogli graditi i neboderi.Budui da je slama u balama vrlo gusto stisnuta, u njoj nema dovoljnokisika da bi se zapalila.

Sl.12. Kua na sprat od slame

Maki Cvetana

-21-


22/25


Sl.13. CP blokovi od slame

Maki Cvetana

-22-


23/25


ZAKLJUAK

Smanjenje energetskih potreba, primjena obnovljivih izvora energije tezatita prirodne okoline, u uslovima izolovanog ruralnog podruja, ciljevisu koje slijedi ovaj rad pomou koncepta energetski samostalne pasivne

kue. Koncept energetski samostalne kue predstavlja model zaprojektovanje kue u ruralnom podruju bez razvijene infrastrukturnemree. Kvalitetnom gradnjom i visokim nivoom izolacije vanjske fasadekue, te njenom orijentacijom i povoljnim odnosom obima i zapremine,transmisioni i ventilacioni gubici smanjeni su na minimum. Dodatnaizolacija vanjske fasade zgrade poveava trokove gradnje za 10-12%, adeset puta smanjuje toplinske gubitke kroz fasadu zgrade (sa cca 150kWh/m2 godinje na ispod 15 kWh/m2).Primjena obnovljivih izvora energije za toplotu i elektrinu energijuposkupljuje trokove izgradnje instalacija kue. Ukupno gledano izgradnju

poskupljuje za jo maksimalno 30%. Meutim ako uzmemo u obzir da sepotpuno ukida konvencionalni sistem grijanja i svi trokovi vezani uzodravanje tog sistema, da je godinja potronja toplote takve kue ispod15 kWh/m2, a ukupna potronja enegije ispod 40kWh/m2, te akouraunamo trokove dovoenja prikljuka elektrine energije na takvulokaciju, u tom trenutku koncept energetski samostalne pasivne kuepostaje ekonomski isplativ ve pri samoj realizaciji. Sistem je joekonomski isplativiji ako se takve kue grupiu u naselja od 8-10 kua,kada se vei dio energetskog sistema moe rijeiti centralno.Potronja energije se primjenom energetski efikasnih ureaja,rekuperatora topline i ponaanjem ukuana moe znaajno smanjiti u

odnosu na uobiajenu potronju energije.Predloeni sistem elektrinu energiju proizvodi sunanim elijama saviednevnim spremanjem energije u olovnim baterijama. Toplota seproizvodi u sunanim kolektorima sa viednevnim spremanjem energije urezervoaru tople vode.Sunce je sposobno osigurati dovoljno energije za vei dio godine. Uhladnijem dijelu godine, energija koja nedostaje proizvodi sekogeneracijom u generatoru sa motorom sa unutranjim sagorijevanjem.Pomou njega se efikasno iskoritava energija goriva. Elektrinu energijuproizvode sunane elije sa minimalnim odravanjem, bez pokretnihdijelova i buke, na svakoj lokaciji sa otvorenim pogledom na jug.Vjetroturbine zahtijevaju lokaciju izloenu vjetru i montau na relativnovisok stub, ali je cijena proizvedene energije znatno manja uz veuraspoloivost sistema. Raspoloivost sistema se znaajno poveavakombinacijom sunanih elija i turbine na vjetar.Slama se na velika vrata vraa na graevinsku scenu. I dok su ljudi nekadakoristili slamu jer nisu imali drugog materijala za izgradnju, danas sunauno dokazane brojne prednosti slame. Nai su preci bili sretni ljudi, jerje taj poljoprivredni nusprodukt u stvari superioran materijal.Brojne su prednosti slame kao graevinskog materijala:

zdravo stanovanje,

ekoloka prihvatljivost, laka dostupnost materijala,

Maki Cvetana

-23-


24/25


jeftina sirovina, vrhunska toplinska i akustina izolacija, otpornost na poare, potrese kao i nametnike te statika vrstina.

Maki Cvetana

-24-


25/25


LITERATURA

1. Milkovi V. Ekoloke kue, TIM-NT-90; Novi Sad, 2001.g.2. Milkovi V. Nisko energetski ivot, Ekoloki pokret Novog Sada, Novi

Sad, 2012.g.3. http://www.energetska-efikasnost.undp.hr4. http://www.veljkomilkovic.com/EkoKuca2.htm5. Milkovi V. i A. Nikoli Solarne zemunice - dom budunosti, Novi Sad,

Dnevnik, 2003.g.6. dr.sc. Zanki V., Lokas V., Horvat S., Sui B., Neki I. i P. Gjuri 200

EE savjeta, Program Ujedinjenih naroda za razvoj (UNDP) u Hrvatskoj Projekt Poticanje energetske efikasnosti Zagreb, 2009.g.

M ki C t
http://www.energetska-efikasnost.undp.hr/http://www.veljkomilkovic.com/EkoKuca2.htmhttp://www.energetska-efikasnost.undp.hr/http://www.veljkomilkovic.com/EkoKuca2.htm

Documents

energetski efikasna kuca