Embed Size (px)
Citation preview
Zahtjevi i projektiranje po nZEB standardu
Izv.prof. dr.sc. Zoran Veršić, d.i.a.
Na putu za nZEB
DIREKTIVA 2010/31/EU EUROPSKOG PARLAMENTA I VIJEĆA od 19. svibnja 2010. o energetskoj učinkovitosti zgrada / (engl. Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings - EPBD II): .…uvodi se pojam zgrade gotovo nulte energije (nearly zero-energy building, nZEB), što je pojam za zgradu koja ima vrlo visoku energetsku učinkovitost.
2
nZEB / Europska komisija - HR
Europska komisija ne određuje koja su minimalna svojstva za gotovo nula energetske zgrade, već je državama članicama prepušteno da ih same definiraju prema vlastitim mogućnostima.
U Hrvatskoj su ti zahtjevi definirani u:
Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti zgrada
(NN 128/15, 70/18, 73/18, 86/18, 102/20). 3
TEHNIČKI PROPIS O RACIONALNOJ UPORABI ENERGIJE I TOPLINSKOJ ZAŠTITI U ZGRADAMA / TPRUETZZ (NN 128/2015, 70/2018, 73/18, 86/18, 102/20)
Zgrada gotovo nulte energije je zgrada koja ima vrlo visoka energetska svojstva. Ta gotovo nulta odnosno vrlo niska količina energije trebala bi se u vrlo značajnoj mjeri pokrivati energijom iz obnovljivih izvora, uključujući energiju iz obnovljivih izvora koja se proizvodi na zgradi ili u njezinoj blizini, a za koju su zahtjevi utvrđeni ovim propisom. Oznaka za zgradu gotovo nulte energije je »nZEB« (nearly zero-energy building).
4
Zgrade gotovo nulte energije temeljene su na zajedništvu korištenja obnovljivih izvora energija i poduzetih mjera učinkovitosti. Koordinirani integralni pristup svih struka pri projektiranju zgrade:
ARHITEKTURA FIZIKA ZGRADE
TERMOTEHNIČKI SUSTAVI
ELEKTRO INSTALACIJE
5
TPRUETZZ (102/20) / Članak 9.
(1) Stambena zgrada i nestambena zgrada gotovo nulte energije, je zgrada kod koje:
– godišnja potrebna toplinska energija za grijanje po jedinici ploštine korisne površine grijanog dijela zgrade, Q’’H,nd [kWh/(m2・a)], nije veća od dopuštenih vrijednosti utvrđenih u Tablici 8. iz Priloga B ovoga propisa;
– godišnja primarna energija po jedinici ploštine korisne površine grijanog dijela zgrade Eprim [kWh/(m2・a)], koja uključuje energije navedene u Tablici 8.a, nije veća od dopuštenih vrijednosti utvrđenih u Tablici 8. iz Priloga B ovoga propisa za zgrade gotovo nulte energije.
Q’’H,nd Eprim 6
7
TPRUETZZ (102/20)
Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje, QC,nd (kWh/a) računski određena količina topline koju sustavom hlađenja treba tijekom jedne godine odvesti iz zgrade za održavanje unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja hlađenja zgrade;
Godišnja specifična potrebna toplina za hlađenje se izražava po jedinici površine hlađenog dijela zgrade Q’’C,nd [kWh/(m2・a)]
Q’’C,nd < 50 kWh/m2a
8
Stambena zgrada i nestambene zgrade uredske namjene, obrazovne namjene, bolnice, hoteli i restorani moraju biti projektirane i izgrađene na način da godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje po jedinici ploštine korisne površine zgrade, Q’’C,nd nije veća od vrijednosti 50 kWh/(m2・a).
TPRUETZZ (102/20) / Članak 10.
TPRUETZZ (102/20) / Članak 42.
(2) Zgrade gotovo nulte energije ispunjavaju zahtjeve u pogledu primjene obnovljivih izvora energije ako je najmanje 30% godišnje isporučene energije podmireno iz obnovljivih izvora energije.
9
Energija okoliša – zrak, tlo, voda
Obnovljivi energenti
Sunčeva energija
TPRUETZZ (102/20) / Članak 42. (3) Udio obnovljivih izvora energije iz stavka 2. ovoga članka smatra se zadovoljenim i u slučaju kad je najmanje 60 % godišnje isporučene energije za rad tehničkih sustava u zgradi podmireno iz učinkovitog sustava centraliziranog grijanja, odnosno učinkovitog sustava centraliziranog grijanja i hlađenja, koji upotrebljava najmanje :
-50 % obnovljive energije, -50 % otpadne topline, -75 % topline dobivene kogeneracijom ili -50 % kombinacije takve energije i topline.
10
TPRUETZZ / Članak 30.
(1) Ispunjavanje zahtjeva o zrakonepropusnosti, …. prije tehničkog pregleda zgrade
11
“Blower door” test
12
Dokazivanje nZEB standarda
- glavni projekt - Iskaznica energetskih svojstava zgrade (dokument uz glavni projekt racionalne uporabe energije i toplinske zaštite s unesenim podacima inženjera različitih struka)
- Ispitivanje zahtjeva zrakopropusnosti (Blower door test) (prije tehničkog pregleda zgrade)
13
Dokazivanje nZEB standarda
- Energetski certifikat na temelju: - podataka iz glavnog projekta u odnosu na racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu zgrade, - pisane izjave izvođača o izvedenim radovima i uvjetima održavanja zgrade, - vizualnog pregleda zgrade i - završnog izvješća nadzornog inženjera o izvedbi (ako je postojala obveza njegove izrade)
Energetski certifikat izrađuje se elektronički i ispisuje isključivo putem Informacijskog sustava energetskih certifikata (IEC).
Zavod za zgradarstvo i fiziku zgrada
14
Smjernice za zgrade gotovo nulte energije Prvi dio Namijenjene za opću zainteresiranu javnost Drugi dio Namijenjene za stručnu zainteresiranu javnost
Toplinski gubici zgrade QH,ht
Sastoje se od transmisijskih i ventilacijskih gubitaka topline zgrade.
Qve ventilacijski gubici
QH,ht = Qtr + Qve (J)
Qtr transmisijski gubici
15
Potrebna energija za grijanje (QH,nd) i hlađenje zgrade (QC,nd) Ne ovisi o: - energentima - vrsti termotehničkih sustava - ogrijevnim ili rashladnim tijelima Ovisi o: - klimatskim uvjetima (lokaciji zgrade) - arhitektonsko-građevinskim karakteristikama zgrade:
• kvaliteta toplinske zaštite ovojnice zgrade • kompaktnost zgrade (faktor oblika, fo ) • orijentacija otvora, • zaštita od sunca
- namjeni zgrade - načinu provjetravanja
Q’’H,nd Q’’C,nd 16
17
Lokacija zgrade Izračun energetskih svojstava zgrade: - referentna klima - stvarni klimatski uvjeti U Republici Hrvatskoj postoje dvije klimatske zone odnosno referentne klime: - kontinentalna klima (Θmm ≤ 3 °C) / ref.met. postaja Zagreb-Maksimir - primorska klima (Θmm > 3 °C) / ref.met. postaja Split - Marijan
18
Lokacija zgrade
Potrošnja energije zgrade istih arhitektonsko-građevinskih karakteristika
na različitim lokacijama
41,97
53,48
11,17 7,82
22,33 13,04
39,43 37,84
0 10 20 30 40 50 60
Zagreb Maksimir Gospić Split Marjan Dubrovnik
Grijanje Hlađenje
64,30 66,52 50,06 45,66
19
Utjecaj smještaja zgrade u prostoru na toplinske gubitke
Konfiguracija terena, vjetrovitost, blizina vode i osunčanost terena imaju značaj za stvaranje mikroklime prostora (vanjska temperatura).
Gubici topline zgrade ovise o izloženosti zgrade nepovoljnim utjecajima.
U udolinama je niža temperatura zraka, a na sljemenu je veća izloženost.
GUBICI TOPLINE
20
Izgradnja u zasjenjenim područjima
(sjena od konfiguracije terena ili drugih građevina) je nepovoljna jer:
- niža je vanjska temperatura zraka
- nema dobitaka topline od sunčevog zračenja
21
Kvaliteta toplinske zaštite ovojnice zgrade - toplinska izolacija ovojnice zgrade: - U – vrijednost građevnih dijelova - toplinski mostovi - prozori: - okviri - ostakljenje
22
Koeficijenti prolaska topline, U [W/(m2・K)] Za zgradu grijane >12 °C dopuštene U – vrijednosti građevnih dijelova zgrade tablica 1. iz Priloga B TPRUETZZ - vrijede za svaki dio ovojnice zgrade ploštine ≥0,5 m2.
23
Toplinska izolacija ovojnice zgrade
24
Toplinska izolacija ovojnice zgrade
25
Toplinska izolacija prozora UW
fg
ggffggW AA
ΨlUAUAU
+
++=
Ug - koeficijent prolaska topline ostakljenja;
Uf - koeficijent prolaska topline okvira;
Ψg - koeficijent duljinskog prolaska topline
zbog kombiniranog toplinskog utjecaja
ostakljenja, odstojnika i okvira
26
Toplinski izolirani prozorski okviri s optimalnim staklom
Staklo: U - koeficijent transmisijskog prolaska topline / grijanje g - stupanj propuštanja ukupne energije sunčeva zračenja / hlađenje τv - transmisija svjetlosti / osvijetljene
Ug=……. W/m2K g⊥=……
27
Staklo (gubici / dobici topline) U - koeficijent transmisijskog prolaska topline / grijanje g - stupanj propuštanja ukupne energije sunčeva zračenja / hlađenje τv - transmisija svjetlosti / osvijetljene
U - vrijednost g - vrijednost
28
Toplinski mostovi Toplinski most jest manje područje u ovojnici grijanog dijela zgrade kroz koje je toplinski tok povećan ili smanjen radi promjene proizvoda, debljine ili geometrije građevnog dijela.
29
PRODULJENJE TOPLINSKOG MOSTA KOD ISTAKA (BALKONA)
Izvor: M. Binički / nZEB u praksi, 2020.
30
PREKID TOPLINSKOG MOSTA KOD ISTAKA (BALKONA)
Izvor: M. Binički / nZEB u praksi, 2020.
Schöck Isokorb® T TIP K. Termoizolacijski element za slobodno isturene balkone
31
Kompaktnost zgrade - faktor oblika, fo Faktor oblika je to manji što je vanjsko oplošje manje, a volumen veći. Vanjsko oplošje bit će manje kod ugrađenih zgrada, višekatnica, zgrada “kompaktnog” oblika.
Faktor oblika zgrade: f0 = A/ Ve (m-1)
32
Kompaktnost zgrade - faktor oblika, fo
fo = 0,97 m-1 fo = 0,85 m-1 fo = 0,60 m-1 fo = 0,54 m-1 fo = 0,34 m-1 fo = 0,23 m-1
52,39 46,37
33,18 30,18
23,08 18,59
0
10
20
30
40
50
60 Potrebna specifična energija za grijanje; Q''H,nd [kWh/(m2·a)]
33
Orijentacija otvora Kod zgrada s prosječnim dimenzijama prozora orijentacija će imati malen utjecaj, dok će kod zgrada s velikim staklenim plohama orijentacija imati veći utjecaj na potrebnu energiju za grijanje i hlađenje.
34
Orijentacija zgrade i prostorija u zgradi u odnosu na strane svijeta
Boravišne prostore s većim otvorima orijentirati prema jugu (jugoistok - jugozapad).
Pogrešna orijentacija ima za posljedicu manje dobitke topline od sunčevog zračenja.
SJEVER
JUG GUBICI TOPLINE
35
Zaštita od insolacije (osunčanja) Zaštita od pregrijavanja:
- naprave za zaštitu od sunčevog zračenja - ugradnja ostakljenja s niskim faktorom propuštanja sunčevog zračenja.
Vrsta zaštite od sunca
Vanjska pomična zaštita od sunca Žaluzine, rolete, kapci (škure, grilje)
(referentni primjer)
Naprava s unutrašnje strane ili između stakala bijele ili reflektirajuće površine i
malene transparentnosti
Bez naprave za zaštitu od sunčevog zračenja
22,33 kWh/(m2·a) 32,25 kWh/(m2·a) 43,48 kWh/(m2·a)
Potrebna specifična energija za hlađenje; Q''C,nd
22,33 32,25
43,48
0
20
40
60
36
difuzno svjetlo
provjetravanje topli zrak
Pomične vanjske žaluzine i brisoleji (cca 20% učinkovitija zaštita od roleta)
- sprečavaju direktno osunčanje stakla i prostorije
- omogućeno je difuzno osvjetljenje između krilaca žaluzina
- moguće jer regulirati upad sunčevih zraka (bitno tijekom zimskog razdoblja)
- omogućeno je provjetravanje između krilaca žaluzina (nema zadržavanja toplog zraka ispred prozora, kao u slučaju rolete)
žaluzine roleta
37
Stakla za zaštitu od Sunca
38
Zaštita od Sunca Stakla nove generacije
Next Generation Dynamic
Glass
39
Provjetravanje …… unutarnjeg prostora omogućava higijenske uvjete boravka.
Provjetravanje se ostvaruje:
- prirodno putem prozora
- prirodnim dovođenjem zraka izvana i
mehaničkim odvođenjem
- uređajima za ventilaciju
40
Provjetravanje -prirodna ventilacija, -prisilna (mehanička) ventilacija
41
Provjetravanje
Referentni primjer Promjena načina provjetravanja Prirodno provjetravanje Ugradnja mehaničke ventilacije s povratom topline
učinkovitosti 70%; Mehaničko provjetravanje koristi se samo tijekom
najhladnijih i najtoplijih dana u godini, ostatak vremena primjenjuje se prirodno provjetravanje;
U prijelaznom razdoblju, utjecaj povrata topline bio bi malen, a konstantan rad ventilacije povećao bi potrošnju
pomoćne energije; Potrebna specifična energija za grijanje; Q''H,nd
Q''H,nd = 41,97 kWh/(m2·a) Q''H,nd = 30,07 kWh/(m2·a)
Potrebna specifična energija za hlađenje; Q''C,nd Q''C,nd = 22,33 kWh/(m2·a) Q''C,nd = 13,16 kWh/(m2·a)
41,97
30,07
22,33
13,16
0
10
20
30
40
50
Prirodno provjetravanje Mehaničko provjetravanje s povratom topline
Grijanje Hlađenje
64,30 43,23
42
Zrakonepropusnost / zrakotijesnost spojeva Kod niskoenergetskih zgrada i nZEB ventilacijski gubici topline predstavljaju dominantne toplinske gubitke.
Dio ventilacijskih gubitaka često čine infiltracijski/eksfiltracijski gubici topline, uzrokovani slabom zrakotjesnosti ovojnice zgrade, uzgonom zraka i vjetrom, a mogu se znatno umanjiti i kontrolirati ispravnim brtvljenima tijekom izvedbe zgrade.
43
Zrakonepropusnost / zrakotijesnost spojeva - prozori
44
Integralni pristup rješenju energetskog koncepta zgrade: - planiranje i projektiranje u skladu s bioklimatskim uvjetima (orijentacija, insolacija, prirodna pasivna ventilacije, …) - oblikovanja zgrade povoljnog faktora oblika (fo) - zaštita od sunca - primjene optimalnih materijala i elemenata - projektiranja detalja s minimalnim toplinskim mostovima i minimalnom zrakopropusnosti - korištenje dnevnog svjetla - mehanička ventilacija s rekuperacijom - korištenja obnovljivih izvora energije - ugradnje termotehničkih sustava velike učinkovitosti - koordinacija s projektantima strojarstva i elektrike
45
Edukacija - Edukacija projektanata svih struka (arh., građ., stroj., elektr.) - Edukacija izvođača i nadzornih inženjera o odgovornosti, troškovima i potrebi pažljive izvedbe za ostvarenja kriterija za nZEB u izvedbi (potrebni know-how izvođača i nadzora za sve struke).
46
Edukacija korisnika Energetska učinkovitost prvenstveno je stvar svijesti ljudi i njihove volje za promjenom ustaljenih navika prema energetski učinkovitijim rješenjima. Svaka tehnologija i tehnička oprema, bez obzira koliko učinkovita bila, gubi to svoje svojstvo ukoliko ne postoje educirani korisnici koji će se njome znati služiti na najučinkovitiji mogući način.
47
Edukacija korisnika - Upute o korištenju, održavanju, kontroli i zamjeni
- Navike korisnika
Projektirana potrošnja
Stvarna potrošnja vs.
48
Korisnički priručnik / Upute za korištenje stana i ugrađene opreme
49
Klaster za energetsku učinkovitost i održivu gradnju - nZEB.hr
cilj promocija teme i povećanje opsega realiziranih kvalitetnih projekata nZEB u
Hrvatskoj, unaprjeđenje svih zainteresiranih sudionika i međusobno povezivanje
znanosti, inovacija i gospodarstva radi jačanja kompetencija i povećanja dodatne
vrijednosti u proizvodima i uslugama.
www.nzeb.hr
