VPLIV GEOMETRIJSKIH PARAMETROV NA …Indirektni solarni dobitki so posredni dobitki zaradi odbijanja svetlobe od okoliških površin. Drugi dobitki so notranji (interni) dobitki oziroma

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Kaja Vidovič

VPLIV GEOMETRIJSKIH PARAMETROV NA ENERGIJSKO BILANCO STAVBE

Diplomsko delo

Maribor, september 2012

II

Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa

VPLIV GEOMETRJSKIH PARAMETROV NA ENERGIJSKO BILANCO

STAVBE

Študent: Kaja VIDOVIČ

Študijski program: univerzitetni, Arhitektura

Smer: Lesene energetsko učinkovite stavbe

Mentor: red. prof. dr. Miroslav Premrov

Somentor: doc. dr. Vesna Žegarac Leskovar

Maribor, september 2012

III

IV

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju dr. Miroslavu

Premrovuza pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela. Prav tako se zahvaljujem

somentorici dr. Vesni Žegarac Leskovar za

usmerjanje in nasvete pri pripravi diplomskega

dela.

Posebna zahvala velja staršem in prijateljem za

podporo in razumevanje.

V

VPLIV GEOMETRIJSKIH PARAMETROV NA ENERGIJSKO

BILANCO STAVBE

Ključne besede: faktor oblike, energijsko učinkovita gradnja, energijska bilanca

UDK: 699.86:728.3(043.2)

Povzetek

Energijsko učinkovita gradnja kot vedno pogostejši način gradnje pri nas in v Evropi

teži k razbremenjevanju okolja. V diplomskem delu so predstavljena načela takšne

gradnje, s poudarkom na izkoriščanju sončne svetlobe v odvisnosti od geometrijskih

parametrov. Na osnovi različnih modelov smo ugotavljali, kako vpliva faktor oblike na

porabo energije. Uporabili smo različni lokaciji in preverjali, kakšen vpliv ima

zemljepisna širina na izbrano obliko objekta in delež zasteklitve.

VI

THE INFLUENCE OF GEOMETRICAL PARAMETERS ON

BUILDING’S ENERGY EFFICIENCY

Key words: shape factor, energy - efficient building, energy performance

UDK: 699.86:728.3(043.2)

Abstract

Construction of energy-efficient buildings, an increasingly frequent type of construction

in our country and in Europe, aims to relieve the environment. In this graduation thesis,

the principles of such construction are presented with emphasis on the exploitation of

sunlight in relation to geometric parameters. The influence of shape factor on the

energy consumption was being determined based on the various models. Different

locations were used and the effect of latitude on the shape of the selected object and on

the proportion of the glazing was tested.

VII

VSEBINA

1 UVOD ...................................................................................................................... 1

2 ENERGIJSKO UČINKOVITA GRADNJA ........................................................ 2

2.1 OSNOVE ENERGIJSKO UČINKOVITE GRADNJE .................................... 2

2.2 ZAKONODAJA ............................................................................................... 3

2.3 KRITERIJI ZA NAČRTOVANJE ENERGIJSKO UČINKOVITEGA

OBJEKTA .................................................................................................................... 5

2.3.1 ENERGIJSKI TOKOVI V OBJEKTU ........................................................ 5

2.3.2 LOKACIJA – KLIMA ................................................................................. 7

2.3.3 ORIENTACIJA, OBLIKA ........................................................................... 8

2.3.4 TOPLOTNI OVOJ ..................................................................................... 11

2.3.5 KONSTRUKCIJSKI SISTEM IN GRADBENI MATERIALI ................. 15

2.3.6 AKTIVNI SISTEMI ................................................................................... 16

2.3.7 DELOVANJE UPORABNIKOV ............................................................... 19

3 ANALIZA OBSTOJEČIH RAZISKAV ............................................................. 20

4 PROGRAM ECOTECT ...................................................................................... 22

4.1 PREDSTAVITEV PROGRAMA ECOTECT ................................................ 22

4.2 PRIMERJAVA PROGRAMOV PHPP IN ECOTECT................................... 23

5 PARAMETRIČNA ANALIZA ........................................................................... 25

5.1 PRVI DEL – KONSTANTNA POVRŠINA ZASTEKLITVE ....................... 34

5.2 DRUGI DEL – AGAW 0,35 ........................................................................... 35

5.3 TRETJI DEL – AGAW 0,45 ........................................................................... 38

5.4 ČETRTI DEL – AGAW 0,55 .......................................................................... 40

5.5 REZULTATI .................................................................................................. 42

5.5.1 Prvi del – konstantna površina zasteklitve .................................................... 42

5.5.2 Drugi del – AGAW = 0,35 ............................................................................ 45

5.5.3 Tretji del – AGAW = 0,45 ............................................................................. 47

5.5.4 Četrti del – AGAW = 0,55 ............................................................................ 48

5.5.5 Skupaj ............................................................................................................ 49

VIII

5.6 DISKUSIJA .................................................................................................... 57

6 ZAKLJUČEK ....................................................................................................... 59

7 VIRI IN LITERATURA ...................................................................................... 60

8 PRILOGE .............................................................................................................. 63

8.1 SEZNAM SLIK ................................................................................................... 63

8.2 SEZNAM TABEL ................................................................................................ 65

8.3 NASLOV ŠTUDENTA ......................................................................................... 66

8.4 KRATEK ŽIVLJENJEPIS...................................................................................... 66

IX

UPORABLJENI SIMBOLI

fo – faktor oblike

A – zunanja površina ovoja stavbe

Ve – ogrevana prostornina stavbe

U – toplotna prehodnost

Uz – toplotna prehodnost zidu

Us – toplotna prehodnost strehe

Ut – toplotna prehodnost talne plošče

Uw – toplotna prehodnost zasteklitve (celotnega okna)

n50 – izmenjava zraka pri tlačni razliki 50Pa v eni uri

Ug – toplotna prehodnost stekla

Uf – toplotna prehodnot okvirja

g – faktor prepustnosti sončnega sevanja skozi zasteklitev

X

UPORABLJENE KRATICE

EU – Evropska unija

EPBD – angl. Directive on Energy Performance of Buildings (Direktiva o

energetski učinkovitosti stavb)

PURES – Pravilnik o učinkoviti rabi enegije v stavbah

KDS – količnik dnevne svetlobe

PHPP 07 – Passive House Planning 2007

AR – angl. Aspect ratio (razmerje med dolžino južne in stranske fasade objekta)

DR – angl. Depth ratio (razmerje med dolžino fasade, ki senči, in dolžino

senčene fasade

AGAW – razmerje med površino zasteklitve in površino fasade

W – širina fasade obrnjene k ekvatorju

L – dolžina stranske fasade

a – fasada, ki senči

b – senčena fasada

Vpliv geometrijskih parametrov na energijsko bilanco stavbe Stran 1

1 UVOD

Živimo v času, ko vse stremi k čim manjši porabi energije in obremenjevanju narave.

Okolje je namreč precej »izmučeno«, saj se njegove danosti izkoriščajo že veliko let.

Predvsem so obremenjeni viri, ki niso obnovljivi in tako grozi njihovo izginotje. Hkrati se

okolje obremenjuje še z mnogimi izpusti, ki povzročajo ogrevanje ozračja in s tem

klimatske spremembe. Marsičesa se ne da spremeniti, lahko pa se izkoriščajo trenutne

danosti, ki jih je na pretek in so obnovljive. Tako je energija sonca priročen vir za

segrevanje in osvetljevanje, ki ga je potrebno upoštevati pri načrtovanju objekta in ga

pametno izkoristiti v čim večji meri. Potrebno je tudi posegati po naravnih materialih, kot

je na primer les, saj ga je veliko in vedno znova lahko nasadimo nova drevesa, ki imajo

pozitiven vpliv na okolje.

Namen diplomskega dela je ugotoviti, kako vpliva faktor oblike in z njim izpostavljenost

južne fasade sončnim žarkom na energijsko učinkovitost objekta.

V prvem delu so predstavljeni pristopi k načrtovanju energijsko varčnega objekta. Nato

sledi kratka predstavitev nekaterih dosedanjih raziskav, ki se ukvarjajo s preučevanjem

vplivov sončne energije skozi zasteklitve na porabo energije. V tretjem delu je izvedena

parametrična analiza modelov. Ima več stopenj, ki se razlikujejo po količini oziroma

deležu zasteklitev na južni fasadi. Temu sledita diskusija in zaključek.


2 ENERGIJSKO UČINKOVITA GRADNJA

2.1 OSNOVE ENERGIJSKO UČINKOVITE GRADNJE

Raba energije se tako v Sloveniji kot v Evropi povečuje. Veliko energije se porabi v

povezavi z zgradbami. V Sloveniji v stavbah tako porabimo tretjino vse končne energije

(Medved, 2010). Zato je potrebno razvijati ekološko prijazne materiale in tehnologije tudi

v gradbeništvu. Eden izmed načinov je energijsko učinkovita gradnja, ki predstavlja

gradnjo, ki teži k odpravljanju pomanjkljivosti klasične gradnje ter razbremenjevanju

okolja in posledično k manjši porabi energije za ogrevanje in ohlajanje ter zmanjševanju

stroškov. Hkrati se tehnologija zelo razvija in proizvajalci razvijajo steklo z boljšimi

lastnostmi, ki ga lahko uporabimo za zasteklitev večjih površin stavbe, ki so orientirane

tako, da prejemajo čim več sončne energije. Kombinacija lesa in stekla danes predstavlja

velik potencial v gradnji, zato je potrebno dobro premisliti, kako se bosta ta dva materiala

uporabila, da bosta čim bolj izkoristila naravne danosti.

Pod pojmom 'energijsko varčen objekt' najdemo v literaturi različne objekte. Med drugim

so to nizkoenergijski objekt, trilitrski objekt, pasivni objekt, nični objekt, energijsko

neodvisni objekt, plusenergijski objekt in tako naprej. Mi bomo pod tem izrazom razumeli

objekte, katerih letna poraba energije ne presega 35 kWh/m2a. Do takšne in nižje porabe je

možno priti na več načinov, tako z uporabo aktivnih sistemov kot s pametnim

načrtovanjem in izkoriščanjem na ravnih danosti.


2.2 ZAKONODAJA

Razvitejše države in tako tudi Evropa se zavedajo potrebe po omejevanju porabe energije,

zato obstaja več pravilnikov in direktiv, ki omejujejo njeno prekomerno porabo.

16. decembra 2002 je Evropska unija sprejela direktivo o energetski učinkovitosti stavb

(EPBD 2002/91/EC). Ta med drugim zahteva od držav članic, da na nacionalni ravni

predpišejo metodologijo za izračun energijske bilance stavbe in opredelijo minimalne

standarde energetske učinkovitosti stavb pri novogradnjah in večjih prenovah stavb ter

vzpostavijo sistem obveznih študij izvedljivosti za alternativne energetske sisteme v fazi

projektiranja stavb.

Leta 2010 je bila sprejeta prenovljena direktiva EPBD (2010/31/EU), ki upošteva cilje

»20-20-20« evropske podnebno-energetske politike do leta 2020, in pri stavbah zahteva

zmanjšanje emisij ogljikovega dioksida za vsaj 20% glede na leto 1990, 20% povečanju

energijske učinkovitosti in uporabi 20% obnovljivih virov v energijski bilanci.

Od junija 2010 velja Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah – PURES (Ur. l. RS, št.

52/2010). Predstavlja tehnične smernice za izpolnjevanje učinkovite rabe energije na

področju toplotne zaščite, ogrevanja, hlajenja, prezračevanja, njihove kombinacije,

priprave tople vode in razsvetljave v stavbah, zagotavljanju lastnih obnovljivih virov

energije za delovanje sistemov v stavbi ter terminologijo za izračun energijskih lastnosti

stavbe.


V Pravilniku o metodologiji izdelave in izdaji energetskih izkaznic stavb (Ur. l. RS,

77/2009) je razložen način izdaje energetskih izkaznic in njena vsebina. To je dokument, ki

vsebuje pomembnejše kazalce porabe energije. Je pokazatelj energetske učinkovitosti

stavbe in posledično višino stroškov za porabo energije. Ločimo računsko in merjeno

energetsko izkaznico. Prva se uporablja za novozgrajene objekte, druga pa za že obstoječe.

Na podlagi letne porabe energije za ogrevanje stavbe na enoto uporabne površine ločimo

različne razrede energetske učinkovitosti kot kaže Tabela 1.

delitev Letna potreba po toploti za ogrevanje (kWh/m2a)

Razred A1 od 0 do vključno 10

Razred A2 nad 10 do vključno 15

Razred B1 nad 15 do vključno 25

Razred B2 nad 25 do vključno 35

Razred C nad 35 do vključno 60

Razred D od 60 do vključno 105

Razred E od 105 do vključno 150

Razred F od 150 do vključno 210

Razred G od 210 do 300 in več

Tabela 1: Razredi energetske učinkovitosti po PURES.


2.3 KRITERIJI ZA NAČRTOVANJE ENERGIJSKO UČINKOVITEGA

OBJEKTA

2.3.1 ENERGIJSKI TOKOVI V OBJEKTU

Osnovno načelo koncepta energetsko učinkovitega objekta je zmanjšati toplotne izgube

oziroma optimizirati solarne dobitke. Tako sta pomembna pojma 'toplotne izgube' in

'toplotni dobitki', ki si nista v nasprotju, ampak se dopolnjujeta. Potrebno je poudariti, da

ne gre za maksimiziranje sončnih dobitkov, saj velike steklene površine pomenijo večje

dobitke sončnega obsevanja, ampak hkrati tudi velike izgube skozi zasteklitve zaradi

transmisije. Njuno razmerje je med drugim odvisno od vrste in kakovosti zasteklitve. Če ne

zmanjšamo toplotnih izgub skozi okna, potem tudi toplotni dobitki nimajo učinka.

V srednjeevropskem podnebju je bistven poudarek na zmanjševanju toplotnih izgub skozi

ovoj zgradbe. Šele z dobro toplotno zaščito imajo sončni dobitki pravi učinek (Zbašnik

Senegačnik, 2008).

Slika 2.1: Energijski tokovi v objektu (lasten vir).


Kot je razvidno iz Slike 2.1, zgradba izgublja energijo na dva načina. Transmisijske

izgube so toplotne izgube, do katerih pride ob prehodu toplote skozi gradbene elemente

(ovoj zgradbe) kot posledica njihove toplotne prevodnosti. Označujeta jih toplotna

prehodnost U in linijska toplotna prehodnost Ψ (toplotni mostovi). Transmisijske izgube so

tem manjše, čim bolj je izoliran ovoj zgradbe in čim manj je toplotnih mostov.

Ventilacijske (prezračevalne) izgube so izgube, ki nastanejo zaradi izmenjave zraka med

zgradbo in okolico ob namenskem prezračevanju (odpiranje oken, mehansko

prezračevanje) ali nezaželenem prezračevanju (skozi manjše odprtine, fuge itd.).

Zrakotesnost zmanjša te izgube, vendar hkrati onemogoča dovod svežega zraka,

potrebnega za ugodno bivanje v zgradbi, zato je pri energijsko učinkoviti zgradbi nujna

uporaba prezračevalne naprave z učinkovito rekuperacijo.

Na drugi strani imamo toplotne dobitke. Prvi in zelo pomembni so solarni dobitki (dobitki

sončnega sevanja). Ločimo direktne solarne dobitke in indirektne solarne dobitke.

Direktni solarni dobitki so dobitki skozi prosojne dele zgradbe (zasteklitve itd.). Tako so

odvisni od orientacije teh površin in tudi od njihove velikosti ter toplotnih značilnosti.

Zanemariti pa ne smemo morebitnega zasenčenja, vpadnega kota sončnih žarkov in

umazanije na oknih. Indirektni solarni dobitki so posredni dobitki zaradi odbijanja

svetlobe od okoliških površin.

Drugi dobitki so notranji (interni) dobitki oziroma dobitki notranjih virov. Ti so

posledica delovanja ljudi v notranjosti zgradbe, sproščanja toplote pri delovanju električnih

naprav ter razsvetljave.


Ob upoštevanju daljšega časovnega obdobja (na primer eno leto) in če seštejemo oz.

odštejemo te dobitke in izgube, dobimo:

Slika 2.2: Izračun energije potrebne za ogrevanje (lasten vir).

Enačba na Sliki 2.2 prikazuje prav to, kar smo že povedali: za energijsko varčne hiše velja

manjšanje toplotnih izgub in hkrati večanje toplotnih dobitkov, pri čemer je poudarek na

optimiziranju in ne maksimiranju sončnih dobitkov.

2.3.2 LOKACIJA – KLIMA

Lokacija in z njo povezani klimatski pogoji so eni izmed danih izhodišč, ki jih je potrebno

upoštevati in uporabiti v prid, saj imajo lahko sicer velik negativen vpliv. Vendar pa vseh

vplivov, kot so na primer sončno sevanje, veter, zunanja temperatura, megla, ni mogoče

vedno hkrati upoštevati.

Če pogledamo način gradnje v različnih klimatskih območjih vidimo, da se je ta prilagodila

na okolje in z njim povezanimi posebnostmi. Tako so na območju z vročim in suhim

podnebjem pogosti objekti z masivnimi stenami, ki zadržujejo toploto, in jo oddajo ponoči,

ko se ozračje ohladi. Hkrati čez dan preprečujejo hiter prenos toplote v notranjost objekta.

Zaradi močnega sonca so okna manjša in s tem onemogočajo vdor toplote in zmanjšujejo


ventilacijske izgube. Zunanja površina objektov je pogosto svetlejših barv. Objekti so

zidani en ob drugem, s čimer ustvarjajo senco.

V vročem in vlažnem podnebju se pojavljajo povsem drugačni objekti. Temperatura je

nižja, vendar pomembno vlogo igra vlaga v zraku, ki daje neprijeten občutek. Sončno

sevanje je še vedno veliko. Tipični objekti imajo velika okna z zunanjimi senčili in svetle

fasade. Ker nočna temperatura ni veliko nižja od dnevne, se uporablja lahka lesena

konstrukcija in visoki stropovi. Objekti niso zgrajeni skupaj zaradi želje po hladnem vetru.

Na območju blagega in oblačnega podnebja so objekti odprti in skušajo izkoristiti vso

dnevno svetlobo, ki jim je na voljo. Zato se pojavljajo velike steklene površine.

Hladno podnebje zahteva znova drugačno arhitekturo. Zaradi nizkih temperatur mora

objekt zadržati čim več toplote. Zato se gradijo kompaktnejši objekti z čim nižjo površino

zunanjega ovoja. Zasteklitev je malo. Uporabljen konstrukcijski material je pogosto les.

Ker se topli zrak dviga, so stropovi nizki (Lechner, 2008).

Kot vidimo, je potrebno upoštevati klimatske podatke in jih uporabiti sebi v prid. Med

drugim nam lahko pomagajo pri izbiri materialov in velikosti zasteklitve. S tem lahko

zmanjšamo porabo energijo ter posledično stroške.

2.3.3 ORIENTACIJA, OBLIKA

Na našem območju velja, da je najugodneje, če izberemo južno orientirano zemljišče, saj

lahko s tem izkoristimo čim več sončne energije. Velikega pomena je tudi, da sončni žarki

dosežejo objekt. Če je v neposredni okolici veliko dreves in drugih objektov, ti

onemogočajo pot sončnim žarkom. Zato je pomembno, da so odmiki dimenzionirani glede

na nizki vpadni kot zimskega sončnega sevanja. S tem omogočimo pot soncu tudi pozimi.


Slika 2.3: Razmik med objekti je določen z zimskim vpadnim kotom sonca (Zbašnik

Senegačnik, 2008).

V bližini objektov se priporočajo le listopadna drevesa, ki poleti dajejo senco, pozimi pa

sonce lahko neovirano obseva objekt. Iglasta drevesa ovirajo sonce tako poleti kot pozimi,

zato niso zaželena.

Količina sončnih dobitkov je odvisna od večih dejavnikov, in sicer od orientacije fasade,

letnega časa in dnevnega gibanja sonca. Ker se nahajamo na severni polobli Zemlje, sonce

potuje po južni strani neba glede na naš položaj. To pomeni, da so dobitki sončnega

obsevanja največji na južni strani, zato se tukaj projektirajo največje količine zasteklitve.

Obratno je na severni fasadi. Vzhodna fasada je najbolj obsijana zjutraj, zahodna pa

zvečer. Ker sonce poleti vzhaja bolj na severu kot pozimi, je ta fasada bolj obsijana v

toplejših mesecih. Podobno je z zahodno fasado. Na južni polobli se situacija obrne, kjer

pride do izraza severna fasada, ki je tako obrnjena proti ekvatorju.

Slika 2.4: Primerjava vzhajanja sonca poleti (levo) in pozimi (desno) glede na objekt na

sredini (vremenska datoteka, EnergyPlus).


Problem nastane, ko želimo nov objekt vključiti v urbano okolje. Tam namreč nimamo

veliko možnosti pri izbiri orientacije in oddaljenosti okoliških objektov. Zato sončne

energije ni možno vedno povsem izkoristiti.

Drugi pomembnejši parameter je faktor oblike. Ta pove razmerje med zunanjim ovojem

objekta in volumnom. Največ toplotnih izgub prihaja namreč po celotnem ovoju objekta.

Zato velja, da je potrebno graditi objekte z čim manjšim faktorjem oblike, torej s čim

manjšo površino toplotnega ovoja.

Faktor oblike predstavlja izraz:

kjer je:

A – zunanja površina ovoja stavbe,

Ve – ogrevana prostornina stavbe.

Faktor oblike je najugodnejši takrat, ko je objekt kompakten in enostaven. Posebej ugoden

faktor oblike je pri kvadratnih, okroglih, osemkotnih in elipsastih oblikah (Senegačnik

2009).

Slika 2.5: Faktor oblike stavbe različno oblikovanih enostanovanjskih stavb (Medved,

2010).


2.3.4 TOPLOTNI OVOJ

Toplotni ovoj predstavljajo vsi gradbeni elementi, ki tvorijo mejo med dvema

temperaturnima območjema. Temperatura v objektu se namreč večino časa razlikuje od

zunanje temperature. Ti gradbeni elementi so zunanji zidovi, notranje stene proti

neogrevanim delom zgradbe, streha, tla proti terenu ali neogrevanim prostorom, strop proti

neogrevanim prostorom, okna in zunanja vrata. Znotraj toplotnega ovoja morajo biti tisti

prostori, ki so stalno ogrevani, zunaj toplotnega ovoja pa so neogrevane kleti, shrambe,

garaže in ostali pomožni prostori.

Skozi toplotni ovoj pride do velikih transmisijskih izgub, zato mora toplotna izolacija

potekati po celotnem ovoju neprekinjeno ali z vsaj čim manjšimi prekinitvami. Prav tako je

potrebno preprečiti nekontrolirano uhajanje zraka skozi netesna mesta.

Slika 2.6: Neprekinjen toplotni ovoj (rumena) in zrakotesna ravnina (rdeča) (Zbašnik

Sengačnik, 2008)


U VREDNOSTI

Ovoj energetsko učinkovitega objekta mora imeti dobre toplotnoizolacijske lastnosti. V

Tabeli 2 so prikazane zahtevane vrednosti glede na različne standarde.

Toplotna prehodnost nizkoenergijska hiša PURES pasivna hiša

zunanje stene Uz 0,5

0,28

0,2 – lahke

konstrukcije

0,15

0,10 –

enodružinska hiša

streha Us 0,20 0,20 0,15

plošča Ut 0,25 0,30 - 0,35 0,15

zasteklitve Uw 1,1 1,3 0,8

Tabela 2: Toplotnoizolacijske lastnosti.

TOPLOTNA IZOLACIJA

Toplotna izolacija preprečuje prevelik prehod toplote skozi gradbene elemente, in sicer

poleti prehajanje toplote iz zunanjosti v notranjost, pozimi pa obratno. Hkrati vpliva na

možnost kondenzacije v notranjosti konstrukcije. Debelina toplotne izolacije je različna in

je odvisna od drugih slojev, vrste konstrukcije in klimatskih pogojev.

Uporabljajo se vse vrste izolacijskih materialov – sintetičnega izvora, mineralnega izvora

in naravna gradiva. Zaradi težnje po naravnih materialih se vedno več uporabljajo gradiva

naravnega izvora.

Izbor toplotne izolacije je odvisen od nosilne konstrukcije. Na masivno steno se

toplotnoizolacijske plošče ali lamele lepijo, sidrajo, žebljajo itd. pri lahkih konstrukcijah je

mogoče toplotno izolacijo (celulozne in lesene kosmiče, ovčjo volno, konopljo) tudi

vpihovati med nosilne elemente. Na ta način toplotna izolacija dobro zapolni prostor, pri

tem ni špranj, skozi katere bi uhajala toplota. Mehkejše toplotne izolacije potrebujejo za

pritrjevanje podkonstrukcijo.


ZRAKOTESNOT

Ob zagotavljanju enotnega toplotnega ovoja je potrebno misliti na zrakotesnost. Toplotne

izgube povzroča nekontrolirano prehajanje zraka skozi netesna mesta zaradi tlačnih razlik.

Netesna mesta lahko nastajajo ob stikih različnih gradbenih elementov, kar je mogoče

preprečiti z natančno izvedenimi detajli. S testom Blower Door se ugotavlja njena

učinkovitost. Pri pasivnih hišah se preverja zrakotesnost n50 ≤ 0,6 h-1

, kar pomeni, da se v

hiši pri tlačni razliki 50 Pa v eni uri zamenja 0,6 volumna zraka. Nizkoenergijske hiše

morajo dosegat vrednost n50 ≤ 1,5 h-1

.

TOPLOTNI MOSTOVI

Izogibati se je potrebno tudi mestom z manjšo izolativno sposobnostjo, torej toplotnim

mostovom. Ti podobno kor netesna mesta lahko nastajajo ob stikih gradbenih elementov.

Tam se poveča toplotna prehodnost, čemur se želimo izogniti. Zato vsaka prekinitev

toplotnega ovoja in nepravilno izvedeni detajli predstavljajo možnost nastanka toplotnih

mostov in s tem toplotnih izgub. Poleg povečanja porabe energije, še povzročajo rosenje in

nastaneke plesni, ki slabšata konstrukcijske lastnosti posameznih elementov, ter slabšajo

toplotno ugodje.

Slika 2.7: Primer toplotnega mostu (Szokolay, 2004).


ZASTEKLITVE in SENČILA

Pri izbiri oken imamo veliko možnost izbire. Odločamo se lahko med enojnimi, dvojnimi,

trojnimi stekli, različnimi polnili ter emisijskimi ali odbojnimi premazi. Izbiramo lahko

tudi med različnimi načini odpiranja in senčenja.

Na področju zmanjševanja toplotnih izgub je pri zasteklitvah v zadnjih letih prišlo do

velikih sprememb. Od oken z enojnimi stekli z veliko toplotno prehodnosti smo prišli do

oken s trojnimi stekli in z raznimi premazi ter posledično veliko manjšo toplotno

prehodnostjo.

Slika 2.8: Primer okna, ustreznega za energetsko učinkovito hišo (Grobovšek, 2006).

Pri izbiri oken smo ponavadi pozorni na čim nižjo vrednost toplotne prehodnosti celotnega

okna (Uw) in faktor g. Slednji nam pove, kolikšen procent sončnega sevanja prepusti steklo

v notranjost objekta. Toplotno prehodnost celotnega okna določuje več faktorjev. Prvi je

toplotna prehodnost stekla (Ug), naslednji pa toplotna prehodnost okvirja (Uf). Okvirji so

lahko iz lesa, aluminija ali PVC. Velik vpliv ima tudi vrsta distančnika. Ta ločuje dve

stekli med seboj in zadržuje plin v medstekelnem prostoru. Uporabljajo se distančniki iz

aluminija ali iz umetnih snovi.

Paziti je potrebno na pregrevanje, do katerega pride ob preveliki izpostavljenosti sončni

energiji. Če želimo uporabiti učinkovit način senčenja, se odločimo za zunanja senčila, saj

notranja ne preprečijo prehajanje toplote, ampak le svetlobe.


Slika 2.9: Primer spreminjanja U-vrednosti in letne porabe energije pri različnih vrstah

zasteklitve (Grobovšek, 2006).

2.3.5 KONSTRUKCIJSKI SISTEM IN GRADBENI MATERIALI

Pri energetsko učinkoviti gradnji je izbira konstrukcijskega sistema prepuščena

investitorja, saj odločitev ni bistvenega pomena. Z masivnimi in lahkimi sistemi je moč

doseči primerljive rezultate. Na odločitev v večini primerov vpliva cena in znanje

gradbenih izvajalcev.

Pri masivni gradnji se pojavljajo kot nosilna konstrukcija opečni zidaki, zidaki iz betona ali

lahkega betona. Ta se obloži s plastjo toplotne izolacije. Fasada je lahko prezračevana ali

neprezračevana.

Vendar se investitorji vedno pogosteje odločajo za lahke konstrukcije, pri katerih je

osnovni material naravni material, in sicer les. Poslužujejo se naprej pripravljenih

elementov, ki jih sestavijo na samem gradbišču, ali prej v delavnici.

Izolacija se namešča med leseno konstrukcijo. Zaradi razlik med toplotno prevodnostjo

lesa in izolacije, prihaja v ravnini do toplotnih mostov. Različni proizvajalci za omenjen

problem ponujajo različne rešitve.


V primerjavi z masivnimi stenskimi konstrukcijami imajo lahko konstrukcije precej

manjšo lastno težo in s tem tudi slabšo sposobnost dolgotrajnega shranjevanja toplote.

Tako se prostori ponoči hitreje ohladijo. Načeloma je pri lahkih konstrukcijah tudi težje

doseči potrebno zrakotesnost objekta. Nekateri stiki lahko z leti izgubijo nekaj

zrakotesnosti, posebej če je zgradba izpostavljena običajnemu posedanju ali vetru. Tudi

vetrno tesnost fasadnega ovoja je dolgoročno lažje zagotoviti pri masivni gradnji (Zbašnk

Senegačnik, 2009).

2.3.6 AKTIVNI SISTEMI

V tem podpoglavju bodo predstavljeni tako naravni kot aktivni sistemi, brez katerih ne

moremo načrtovati pasivne hiše.

PREZRAČEVANJE

Prezračevanje predstavlja izmenjavo odtočnega zraka z zunanjim zrakom v prostorih in

doseganje njegove čistosti ter s tem povezanega ugodja oseb v prostorih.

Naravno prezračevanje je prezračevanje, pri katerem se izkoriščajo naravne fizikalne

lastnosti zraka pri različnih temperaturah v prostorih in zunaj njih, brez uporabe mehanskih

naprav. Razna netesna mesta v stavbi (okenske in vratne pripire, špranje pri roletnih

omaricah in netesno vgrajeno stavbno pohištvo), so glavni krivec za nekontrolirano

vdiranje zraka v bivalne prostore, čemur pravimo ventilacijske izgube. Netesna mesta je

potrebno čim bolj zmanjšati s pravilnim vgrajevanjem zasteklitev in vrat.

Zadostne količine zraka moramo zagotoviti na druge načinem, ki jih lahko sami čim bolj

kontroliramo. Naravno prezračevanje z odpiranjem oken je najbolj razširjena metoda, pri

katerem ločimo dolgotrajno ter kratkotrajno zračenje.

Drug način je mehansko prezračevanje, ki ni odvisno od atmosferskih razmer. Zagotavlja

dobro delujočo in energijsko učinkovito zračenje bivalnih prostorov. Zanj potrebujemo

kanalski razvod, ki vodi od posameznih bivalnih prostorov do centralne odvodne. To je

tudi edini način pri katerem lahko zagotovimo zadostno oziroma načrtovano število

izmenjav zraka v bivalnih prostorih. Za izvajanje prisilnega prezračevanja pa je predpogoj

učinkovito tesnenje oken v zgradbi.


REKUPERACIJA TOPLOTE

Sistem z rekuperacijo toplote je razširjen sistem prezračevanja in ogrevanja. Omogoča

vračanje toplote izstopnega zraka nazaj v prezračevalni sistem, prav tako pa omogoča tudi

ogrevanje ali ohlajevanje zraka, kar zagotavlja ustrezno temperaturo dovedenega zraka.

Pomemben element takšnega sistema je toplotni prenosnik. Njegov namen je prenašanje

dela toplote odpadnega zraka na svež zrak. Znova lahko porabimo 65% toplote, v

najboljših primerih pa celo 80%. Zgradba toplotnega prenosnika je takšna, da sta zračna

tokova odpadnega in dovedenega zraka ločena, zato se absolutna vlažnost tokov ne

spreminja. Tako je sistem z rekuperacijo toplote primeren za ogrevanje prostorov v

zimskem času in prav tako za ohlajevanje prostorov poleti.

Slika 2.10: Shema rekuperacije toplote (http://www.instalater.si/clanek/159/Izkoristek-

odpadne-energije, 25.8.2012).

OGREVANJE NOTRANJIH PROSTOROV IN SANITARNE VODE

Ob premišljenem prezračevanju in primernem ovoju zgradbe v energetsko varčni hiši ni

toliko toplotnih izgub. Posledično so potrebe po dodatni toploti za ogrevanje zelo nizke. Te

se lahko dosežejo le z rekuperacijo toplote, dodatno pa so v uporabi tudi toplotne črpalke

ali ogrevanje na biomaso. Sanitarna voda se ogreva skozi vso leto. Priporoča se uporaba

toplotne črpalke in solarnih kolektorjev.

http://www.instalater.si/clanek/159/Izkoristek-odpadne-energije



HLAJENJE

Ohladitev notranjih prostorov lahko dosežemo na več načinov, na primer z nočnim

prezračevanjem in s stenskim hlajenjem. Kjer je nočna temperatura dosti nižja v primerjavi

z dnevno, se lahko objekt ponoči prezrači in notranji prostori se ohladijo.

OSVETLITEV

Poleg naravne svetlobe neposrednega in v ozračju razpršenega sončnega sevanja so ljudje

že pred tisočletji dopolnjevali dnevno svetlobo s sežigom živalskih masti in rastlinskih olj.

Temu je skozi stoletja sledila žarnica, naprava, ki pretvarja električno energijo v svetlobo.

V zadnjem stoletju so postale električne svetilke vse bolj svetlobno in energijsko

učinkovite ter glede na kakovost svetlobe vse bolj primerljive z dnevno svetlobo. V

sodobnih stavbah je raba energije močno povezana načinom dopolnjevanja naravne

osvetlitve z električno, učinkovitostjo in upravljanjem s svetili. Načrtovanje naravne in

električne osvetlitve je postalo ključno za učinkovito rabo v stavbah.

Ker električna energija v stavbah za osvetljevanje predstavlja velik delež porabljene

energije, prihaja do želj po velikih količinah zasteklitvah, s čimer se doseže velik količnik

dnevne svetlobe – KDS. Predstavlja razmerje med osvetljenostjo na točki v prostoru in

osvetljenostjo vodoravne nesenčene zunanje ravnine. Priporočljiva vrednost povprečnega

količnika dnevne svetlobe je približno 5%. Od 2 do 5% predstavlja zadovoljivo osvetlitev,

pod 2% pa premajhno. Priporočajo se stekla z veliko transmitivnostjo svetlobe in izbira

svetilk z veliko svetlobno učinkovitostjo idr.

Poraba električne energije za razsvetljavo običajno ni omejena, je pa vključena v podatek o

rabi končne energije v stavbi. Tako je potrebno pri načrtovanju upoštevati tako naravno kot

umetno svetlobo in se odločiti za smiselno kombinacijo le-teh.


2.3.7 DELOVANJE UPORABNIKOV

Število in delovanje uporabnikov močno vpliva na notranje dobitke. Ni namreč vseeno ali

en uporabnik sedi ali pet uporabnikov hodi. Tabela 3 prikazuje oddajanje toplote

posameznikov pri različnih dejavnostih.

Oddana toplota [W]

počivanje 115

delo za mizo 140

obedovanje 150

počasna hoja 160

lažje delo 235

srednje težko delo 265

težko delo 440

zelo težko delo 585

Tabela 3: Oddana toplota človeka glede na dejavnost (Szokolay, 2004).


3 ANALIZA OBSTOJEČIH RAZISKAV

Na področju raziskovanja vpliva oblik stavb na porabo energije in istočasno čim večjo

izrabo sončne energije je bilo narejenih že več raziskav. Eno izmed teh je naredila skupina

C. Hachem, A. Athienitis in P. Fazio (2011). Raziskovali so potencial sončne energije pri

dvoetažnih enodružinskih enot v zmernem podnebju. Uporabili so različne modele in

njihove variacije ter različne oblike streh. Ugotovili so, da nekonveksne oblike ponujajo

večjo fleksibilnost oblikovanja objekta in izpostavljenost soncu. Primernejše je manjše

razmerje med dolžino fasade, ki senči, in senčeno fasado za optimiziranje sončnih

dobitkov. Avtorji težijo k maksimiziranju soncu izpostavljene fasade, a hkrati k

vzdrževanju kompaktne oblike objekta.

Ralph. L Knowles (2003) je v svoji raziskavi ugotavljal, kako vpliva velikost in oblika

objekta ter gostota grajenih enot na dostopnost sonca in senčenje. Večji kot je faktor

oblike, večja je dostopnost svežega zraka. Večja je tudi senčenost objekta samega sebe ali

okoliških objektov, kar zmanjšuje možnost pregrevanja. Veliki objekti z manjšim

faktorjem oblike porabijo več energije za preprečevanje pregrevanja zaradi večje

izpostavljenosti soncu. S tem spodbuja arhitekte k ustvarjanju bolj razgibanih objektov

manjših razsežnosti.

Basam Behsh (2002) je preverjal vpliv sonca na ugodje v objektu. Ena izmed ugotovitev

kaže na to, da je oblika objekta, ki ima manjšo površino strehe, ugodnejša od tiste z večjo

pri enaki tlorisni površini, kar velja pri vseh pogojih. Hkrati poudarja, da faktor oblike ni

dovolj, ko ugotavljamo, kako se objekt odziva na lokalne podnebne razmere. Dodaja, da so

oblike, ki imajo večjo površino južne fasade (severna polobla), optimalne za prejemanje

manjših količin toplote poleti in večjih količin toplote pozimi. Splošno gledano je oblika

objekta z majhnim razmerjem površin strehe in zidov v spremljavi z velikim razmerjem

površin južne in zahodne fasade optimalna.


Raziskava V. Leskovar Žegarac in M. Premrova (2011) je pokazala, da se energija

potrebna za ohlajevanje ne glede na usmerjenost fasade veča z deležem zasteklitve.

Energija potrebna za ogrevanje je ob večanju deleža zasteklitve na jugu manjša, na severa

pa večja. Na vzhodno in zahodno fasado nima vpliva. Izkaže se, da je pri novogradnji

optimalen delež zasteklitve na južni fasadi odvisen od toplotne prehodnosti zunanjih zidov

in se giblje med 35% in 55%, medtem ko je pri sanaciji starejših objektov primernejša

uporaba večjih količin zasteklitev.


4 PROGRAM ECOTECT

4.1 PREDSTAVITEV PROGRAMA ECOTECT

V raziskavi je bil uporabljen program Ecotect Analysis 2011, ki je last podjetja Autodesk

in je eden izmed mnogih programom te organizacije. Gre za analitično orodje, ki se

ukvarja z okoljem in omogoča projektantom simulacijo obnašanja objekta v zgodnji fazah

načrtovanja in nudi prikaz porabe energije. Prav tako omogoča analizo in vpogled v

morebitne izboljšave že obstoječih stavb. Združuje mnoge analitične funkcije z odličnimi

vizualnimi in interaktivnimi predstavitvami, ki prikazujejo rezultate analiz neposredno na

modelu, ki je vključen v svoje okolje.

Slika 4.1: Autodesk Ecotect Analysis 2011.


4.2 PRIMERJAVA PROGRAMOV PHPP IN ECOTECT

Program PHPP 07 (Passive House Planning 2007) so razvili na Inštitutu pasivnih hiš

(Passivhaus Institut) v Nemčiji let 1998. Od takrat so razvili več različic. Namenjen je

izračunu energijske bilance objekta in nam nudi tako mesečni kot letni prikaz. Možno je

natančno preveriti potrebe po ogrevanju, hlajenju, prezračevanju, senčenju itd. Omogoča

sprotno preverjanje in spreminjanje posameznih vhodnih podatkov. Tako se lahko

pomanjkljivosti predčasno odpravijo.

Vendar pri tem programu ni možne izbire oblike objekta, kar pomeni, da če v koraku, kjer

vpisujemo velikosti posameznih fasad, uporabimo vrednosti v tabeli, lahko dobimo dva

različna modela, kar prikazujeta spodnji sliki.

Slika 4.2: Primer dimenzij fasad v programu PHPP 2007.

Slika 4.3: Možni rešitvi objektov iz podatkov, vnesenih v program PHPP 2007.


Posledično program ne upošteva senčenja fasad s samim objektom. Zaradi tega lahko pride

do razlik v posameznih rezultatih. Zato smo se odločili za program Ecotect, kjer objekt

modeliramo in imamo ves čas pred seboj njegovo vizualizacijo. Izvedemo lahko tudi

različne simulacije dnevne poti sonca v odvisnosti od lege, letnega časa in meseca.

Slika 4.4: Primer delovnega okolja v programu Ecotect.

Program Ecotect sicer omogoča široko izbiro raznih aktivnih in ostalih sistemov ter

parametrov, ki vplivajo na energetsko učinkovitost in jo s tem omogočajo.


5 PARAMETRIČNA ANALIZA

Parametrična analiza je sestavljena iz štirih delov. Prvi del predstavlja različne modele s

stalno tlorisno površino, volumnom iz zasteklitvijo. Služi primerjavi rezultatov, ki so bili

pridobljenih s programom PHPP v diplomski nalogi iz leta 2011, študentke Nine Taje

Kegl. Drugi, tretji in četrti del pa predstavljajo analize enakih modelov s prilagojenimi

deleži zasteklitve. V vseh delih bomo preverjali dobitke in izgube, poudarek pa bo na

solarnih dobitkih in transmisijkih izgubah. Prav tako bomo spremljali spremembe na dveh

različnih lokacijah.

OSNOVNI PODATKI OBJEKTA

Vsi modeli skozi celotno analizo imajo notranjo tlorisno površino 81 m2 in svetlo višino

3m. Notranji (ogrevani) volumen je tako 243 m3. Predpostavljeni so trije uporabniki.

Vertikalni ovoj objekta je narejen v panelnem okvirnem sistemu s stenami debeline 45,7

cm in toplotno prehodnostjo Uz = 0,102 W/m2K. Ravna streha z debelino 46 cm ima

toplotno prehodnost Us = 0,103 W/m2K. Toplotna prehodnost 61,1 cm debele talne plošče

znaša Ut = 0,135 W/m2K.

Uporabljena so okna s trojno zasteklitvijo in toplotno prehodnostjo Uw = 0,71 W/m2K.

Pomožni in aktivni sistemi so izbrani kot elementi energetsko varčne hiše in se skozi

celotno analizo ne spreminjajo.

LOKACIJA

Uporabili smo dve različni lokaciji. Vremenski datoteki sta zbrani iz baze vremenskih

datotek na spletni strani programa EnergyPlus, ki je namenjen podobnim analizam kot

Ecotect.


Prva izbrana lokacija je Ljubljana, Slovenija. Nahaja se na približno 46° severne

zemljepisne širine. Podnebje je oceansko z značilnostmi celinskega podnebja. Močan vpliv

ima lega v kotlini in okoliške Alpe. Vpliv Sredozemskega morja povzroča tople in sončne

poletne dni. Zaradi lege v kotlini se pozimi pojavlja temperaturni obrat, ki povzroča meglo

in zadrževanje hladnega in vlažnega zraka v nižjih plasteh. Povprečna najvišja letna

temperatura je 15,1°C, najnižja pa 5,9°C. Povprečna letna temperatura je 9,8°C.

Najhladnejše mesec je januar (3,0°C), najtoplejši pa julij (26,5°C). Letna količina padavin

znaša približno 1400 mm, kar prinese približno 115 deževnih dni na leto. Megla se pojavi

predvsem jeseni in pozimi in traja povprečno 121 dni na leto. Količina letnega sončnega

obsevanja je približno 1712 ur.

Slika 5.1: Klimogram Ljubljana (www.wordtravels.com).

Druga lokacija je München, Nemčija. Nahaja se na 48° severne zemljepisne širine. Ima

celinsko podnebje, na katero močno vplivajo Alpe. Padavine so pogoste in večinoma

nepričakovane. Temperaturne razlike med dnevom in nočjo ter med poletjem in zimo so

lahko ogromne. Topel veter iz Alp lahko v kratkem času zelo poviša temperaturo, tudi

pozimi. Zime trajajo od decembra do marca in so hladne. Najhladnejši mesec je mesec

januar s povprečno temperaturo -2,2°C, najtoplejši pa julij s povprečno temperaturo

20,4°C. Poletja trajajo od maja do septembra. Povprečna letna temperatura je 8,2°C. Letna

količina padavin znaša 967 mm. Deževnih dni je približno 134 na leto. Količina letnega

sončnega obsevanja je približno 1708 ur.

http://www.wordtravels.com/


Slika 5.2: Klimogram München (www.wordtravels.com).

Ljubljana München

Povprečna letna temperatura [°C] 9,8 8,2

Količina padavin [mm] 1368 967

Količina letnega sončnega obsevanja [ur] 1712 1708

Letna sončna radiacija [kWh/m2] 1200-1300 1100-1200

Tabela 4: Osnovni podnebni podatki.

Slika 5.3: Graf povprečnih ur na leto potrebnih za ogrevanje (rdeča), ohlajevanje (modra)

in sončne izpostavljenosti (rumena) v Ljubljani (vremenska datoteka, EnergyPlus).



Slika 5.4: Graf povprečnih ur na leto potrebnih za ogrevanje (rdeča), ohlajevanje (modra)

in sončne izpostavljenosti (rumena) v Münchnu (vremenska datoteka, EnergyPlus).

Podatki so zbrani iz spletne strani www.arso.gov.si , www.wikipedia.org in

http://solargis.info in vremenske datoteke.

Slika 5.5: Zemljevid z označenimi izbranimi lokacijami (lasten vir).

http://www.arso.gov.si/

http://www.wikipedia.org/

http://solargis.info/


OBLIKA OBJEKTA

Oblika objekta je izražena z že omenjenim FAKTORJEM OBLIKE. Izračunan je kot

razmerje med zunanjo površino objekta, skozi katero pride do transmisijkih izgub, in

notranjim volumnom objekta.

Poleg faktorja oblike so v nadaljevanju uporabljeni še drugi parametri, ki kažejo na

dostopnost oziroma izpostavljenost sončnim žarkom, ter tako bolje razlagajo kompleksnost

oblike in s tem razgibanost fasade.

Razmerje med dolžino južne in stranske fasade objekta – »ASPECT RATIO« (AR)

Slika 5.6: Razmerje dolžin fasad (lasten vir).

W – širina fasade obrnjene k ekvatorju (width)

L – dolžina stranske fasade (length)

Razmerje med dolžino fasade, ki senči, in dolžino senčenimi fasadami – »DEPTH

RATIO« (DR)

Slika 5.7: Razmerje dolžin fasad (lasten vir).

a – dolžina fasade, ki senči

b – dolžina senčene fasada


Razmerje med površino zasteklitve in površino fasade – AGAW

Slika 5.8: Razmerje površin (lasten vir).

bela barva – zasteklitev

siva + bela barva – površina fasade

Modeli se skozi posamezne stopnje niso spreminjali in so naslednji:

MODEL 1 – osnovni model

Slika 5.9: Tloris (levo) in južna fasada (desno) modela 1.


MODEL 2


MODEL 3


MODEL 4



MODEL 5


MODEL 6

Slika 5.14: Tloris (zgoraj) in južna fasada (spodaj) modela 6.


MODEL 7


MODEL 8

Slika 5.16: Tloris (zgoraj) in južna fasada (spodaj) modela 8.

Oblike modelov in začetki analize izhajajo iz diplomskega dela avtorice Nine Taje Kegl.

Dodan je en model in spremenjena je razvrstitev vseh modelov zaradi drugačnega načina

izračuna faktorja oblike, po katerem so razvrščeni modeli. Dodana je tudi ena nova

lokacija, in sicer München.

Sledi predstavitev posebnosti posameznih stopenj analize.


5.1 PRVI DEL – KONSTANTNA POVRŠINA ZASTEKLITVE

Kot že rečeno, imamo v prvem delu modele s konstantno površino zasteklitve na vseh

fasadah. Površine zasteklitev so prikazane v tabeli 5.

Število oken Velikost okna š x v [m] Površina vseh oken [m2]

Fasada sever 2 0,90 x 1,50 2,70

Fasada vzhod 3 0,90 x 1,50 4,05

Fasada zahod 3 0,90 x 1,50 4,05

Fasada jug 3 2,50 x 2,00 15,00

Tabela 5: Razporeditev zasteklitve.

Vidimo, da je na jugu več steklenih površin, saj se tam predvidevajo večji solarni dobitki.

Obratno je na severu predvidenih manj solarnih dobitkov.

Podatki modelov:

model 1 model 2 model 3 model 4 model 5 model 6 model 7 model 8

Atloris 81 81 81 81,05 81,008 81 81 81

h 3 3 3 3 3 3 3 3

Vogrevan 243 243 243 243,15 243,024 243 243 243

Aovoj 358,014 359,011 365,492 373,069 387,357 394,903 402,879 429,425

fo 1,4733 1,4774 1,5041 1,5343 1,5939 1,6251 1,6579 1,7672

AR 1,00 0,83 1,69 1,27 1,68 1,90 1,45 2,47

št.

zasenčenih

fasad

n/a n/a n/a 1 2 1 1 1

DR / / / 2,77 0,91 0,375 0,5 0,5

AGAWs 7,87 8,66 6,09 6,55 5,53 5,06 5,41 4,13

AGAWj 43,73 48,10 33,81 36,39 30,72 28,13 30,08 22,92

AGAWv 11,81 10,73 15,17 12,43 13,91 14,43 11,81 15,27

AGAWz 11,81 10,73 15,17 12,43 13,91 14,43 11,81 15,27

Tabela 6: Podatki modelov.


5.2 DRUGI DEL – AGAW 0,35

V drugem delu smo se zaradi največjih solarnih dobitkov osredotočili na južno fasado, zato

smo okna na ostalih fasadah (severna, vzhodna in zahodna) odstranili. V drugem delu smo

prilagodili delež zasteklitve na južni fasadi na 35%. Študija (Žegarac Leskovar, Premrov,

2011) je pokazala, da je prav ta delež zasteklitev optimalen. Tako smo količino zasteklitve

na južni fasadi pri vseh modelih ustrezno povečali ali pomanjšali. Višina zasteklitve je

ostala enaka, razen v primerih, kjer je opomba. Širina zasteklitev se je enakomerna

povečala ali pomanjšala v levo in desno stran.

Prikaz prilagoditve steklenih površin na posameznih modelih:

MODEL 1 – osnovni model MODEL 2

Slika 5.17: Tloris (zgoraj) in Slika 5.18: Tloris (zgoraj) in

južna fasada (spodaj) modela 1. južna fasada (spodaj) modela 2.


MODEL 3 MODEL 4



MODEL 5 MODEL 6




MODEL 7 MODEL 8

Višina oken je bila povečana na 2,6m.



Podatki modelov:


faktor

oblike fo 1,4733 1,4774 1,5041 1,5343 1,5939 1,6251 1,6579 1,7672

As,j 12,000 10,914 15,528 14,43 17,094 18,666 17,454 22,909

AGAWj 35



5.3 TRETJI DEL – AGAW 0,45

V tretjem delu smo delež zasteklitve prilagodili na 45% površine celotne južne fasade.

Pogoji prilagoditve zasteklitve so ostali enaki kot v drugem delu razen v primerih, kjer je

drugače razloženo.




MODEL 3 MODEL 4





MODEL 5 MODEL 6




MODEL 7 MODEL 8

Površina južne fasade je manjša od potrebne

površine zasteklitve, zato model ne obstaja.

Slika 5.31: Tloris (zgoraj) in

južna fasada (spodaj) modela 7.

Podatki modelov:


faktor

oblike fo 1,4733 1,4774 1,5041 1,5343 1,5939 1,6251 1,6579 1,7672

As,j 15,438 14,346 19,968 18,548 21,978 24,001 22,442 /

AGAWj 45



5.4 ČETRTI DEL – AGAW 0,55

V četrtem delu smo delež zasteklitve prilagodili na 55%. Ta del služi zgolj za primerjavo.

Že iz tlorisne zasnove posameznih modelov je jasno, da prilagoditev na ta delež v vseh

primerih ni bila mogoča. Natančnejše pojasnitve so navedene sproti v besedilu.


Višina oken je bila povečana na 2,5m. Višina oken je bila povečana na 2,5m.



MODEL 3 MODEL 4

Višina oken je bila povečana na 2,5m. Višina oken je bila povečana na 2,9m.




MODEL 5 MODEL 6


Površina južne fasade je manjša od

potrebne površine zasteklitve, zato model

ne obstaja.



MODEL 7 MODEL 8


Površina južne fasade je manjša od potrebne

površine zasteklitve, zato model ne obstaja.



Podatki modelov:


faktor

oblike fo 1,4733 1,4774 1,5041 1,5343 1,5939 1,6251 1,6579 1,7672

As,j 18,862 17,153 24,577 22,672 26,858 / 27,427 /

AGAWj 55



5.5 REZULTATI

5.5.1 Prvi del – konstantna površina zasteklitve

V prvem delu smo imeli konstantno površino zasteklitve na vseh fasadah, torej se je

spreminjal delež zasteklitve na posameznih fasadah. Na Slikah 5.38 do 5.41 so prikazane

količine toplotnih dobitkov in izgub za posamezne modele.

Slika 5.38 prikazuje količine internih dobitkov za vse modele.

Slika 5.38: Interni dobitki.

Kot je razvidno iz Slike 5.38 vidimo, da se vrednost internih dobitkov v Ljubljani pri

posameznih modelih ne spreminja in je enaka za München. Enako je pri vseh ostalih

količinah oziroma deležih zasteklitve, tako v Münchnu kot Ljubljani.


Slika 5.39 prikazuje solarne dobitke v Ljubljani in Münchnu.

Slika 5.39: Solarni dobitki.

Iz grafa solarnih dobitkov (Slika 5.39) lahko razberemo, da se ti spreminjajo kljub temu, da

je količina zasteklitve pri vseh modelih enaka. Pri modelih 5, 6 in 7 je teh nekoliko manj,

saj je del južne fasade senčene zaradi razgibanosti oblike. Najmanj sončnih dobitkov ima

tako model 5 (20,042 kWh/m2a v Ljubljani oziroma 14,819 kWh/m

2a v Münchnu), kjer je

okno na sredini pomaknjeno povsem navznoter. Temu sledi model 7, kjer je okno

zasenčeno del dneva, ampak je vrednost dobitkov še vedno manjša kot pri modelu 6.


Transmisijske izgube so prikazane na naslednjem grafu (Slika 5.40).

Slika 5.40: Transmisijske izgube.

Transmisijske izgube se večajo z večanjem površine zunanjega ovoja, vendar prihaja do

manjših odstopanj.

Slika 5.41 prikazuje graf ventilacijskih izgub v Ljubljanu in Münchnu.

Slika 5.41: Ventilacijske izgube.

Ventilacijske izgube se med modeli ne spreminjajo veliko (največ 0,9%). Razlike med

krajema so v razmerju kot kaže graf.


5.5.2 Drugi del – AGAW = 0,35

V tem je bil delež zasteklitve na južni fasadi (AGAWj) prilagojen na 35% celotne površine

južne fasade. Sledi graf solarnih dobitkov (Slika 5.42).


Okna na ostalih fasadah smo izvzeli, saj nas njihov učinek ni zanimal. Količina zasteklitve

na južni fasadi je pri vseh modelih različna in posledično tudi izpostavljenost sončnim

žarkom, torej vrednost solarnih dobitkov.


Slika 5.43 prikazuje transmisijske izgube.

Slika 5.43: Transmisijske izgube.

Transmisijske izgube so v Münchnu in Ljubljani približno enake, zato je na grafu prikaz

vrednosti le za Ljubljano. Razmerje med modeli in krajema se ponovi tudi v nadaljevanju,

vendar so vrednosti nekoliko večje.

V nadaljevanju vidimo graf ventilacijskih izgub (Slika 5.44).

Slika 5.44: Ventilacijske izgube.


Za ventilacijske izgube velja enako kot že v prvem delu, torej da se v posameznem kraju

med modeli ne spreminja preveč in da so razlike med krajema primerljive. Enako velja za

tretji in četrti del analize, vendar so tam vrednosti izgub malo večje.

5.5.3 Tretji del – AGAW = 0,45

V tretjem delu smo prilagodili delež zasteklitve na južni fasadi na 45%, solarni dobitki so

prikazani v grafu na Sliki 5.45. Zaradi velikih površin zasteklitve smo izločili model 8.


Zaradi velike količine zasteklitve, smo morali izločiti model 8. Solarni dobitki se

spreminjajo, kakor se spreminja količina zasteklitve. Nanje kot že prej vpliva tudi senčenje

samega objekta.


5.5.4 Četrti del – AGAW = 0,55

V četrtem delu je zaradi prilagoditve zasteklitve na južni fasadi na 55% izvzet tako model

8 kot 6, kot vidimo na grafu solarnih dobitkov na Sliki 5.46. Zaradi velikih površin

zasteklitve smo izločili model 6 in 8.


Solarni dobitki se znova spreminjajo v povezavi s količino zasteklitve in jih je več kot pri

prejšnjih manjših deležih zasteklitve.


5.5.5 Skupaj

Grafa (Slika 5.47 in Slika 5.48) prikazujeta transmisijske izgube (Qt) in solarne dobitke

(Qs) za obe mesti pri AGAW 0,35.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

8

12

16

20

24

28

32

Qt

Qs

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Slika 5.47: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Münchnu pri AGAW 0,35.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

8

12

16

20

24

28

32

Qt

Qs

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Slika 5.48: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Ljubljani pri AGAW 0,35.




1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

8

12

16

20

24

28

32

Qt

Qs

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]


1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

8

12

16

20

24

28

32

Qt

Qs

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]





1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

8

12

16

20

24

28

32

Qt

Qs

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]


1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

8

12

16

20

24

28

32

Qt

Qs

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]


Če primerjamo razdalje med premicami, ki nakazujejo srednje vrednosti teh izgub oziroma

dobitkov, vidimo, da do največjih razlik pride pri AGAW 0,55 v Münchnu, najmanj pa pri

AGAW 0,35 v Ljubljani.


Sledijo grafi razlik transmisijskih izgub in solarnih dobitkov za obe mesti pri vseh deležih

zasteklitve na južni fasadi na Slikah 5.53 do 5.55.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,803

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Qt-Qs Munchen

Qt-Qs Ljubljana

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Slika 5.53: Razlika med solarnimi dobitki in transmisijskimi izgubami v Münchnu (modra)

in Ljubljani (zelena) pri AGAW 0,35.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,803

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Qt-Qs Munchen

Qt-Qs Ljubljana

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]




1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,803

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Qt-Qs Munchen

Qt-Qs Ljubljana

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]



Ob pogledu na grafe, ki prikazuje razliko med transmisijskimi izgubami in solarnimi

dobitki (ventilacijske izgube in notranji dobitki so, kot smo videli, bolj ali manj

konstantni), opazimo, da so nakloni premic, ki nakazujejo Ljubljano, bistveno manjši kot

pri Münchnu. Za obe mesti pa velja, da je AGAW 0,35 dosti bolj ugoden kot 0,55.


V nadaljevanju vidimo grafe, ki prikazujejo specifično letno energijo potrebno za

ogrevanje (Qh), za ohlajevanje (Qk) in skupno energijo (Qtot) pri Ljubljani (Slika 5.56 do

5.58).

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,806

8

10

12

14

16

18

20

22

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Qtot

Qh

Qk

Slika 5.56: Poraba toplote v Ljubljani pri AGAW 0,35.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,806

8

10

12

14

16

18

20

22

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Qtot

Qh

Qk



1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,806

8

10

12

14

16

18

20

22

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Qtot

Qh

Qk


Če pogledamo grafe, vidimo, da je naklon premice, ki prikazuje srednjo vrednost za

skupno energijo (Qtot) pri AGAW 0,35 najmanjši. Tudi same vrednosti so najnižje. Hkrati

premica energije za ohlajevanje (Qk) pri AGAW 0,35 najmanj pada.

Slike 5.59 do 5.61 prikazujejo grafe specifične letne energije potrebne za ogrevanje (Qh),

za ohlajevanje (Qk) in skupno energijo (Qtot) pri Münchnu.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,806

8

10

12

14

16

18

20

22

[kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Qtot

Qh

Qk

Slika 5.59: Poraba toplote v Münchnu pri AGAW 0,35.


1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,806

8

10

12

14

16

18

20

22[k

Wh

/m2

a]

faktor oblike [m-1]

Qtot

Qh

Qk

Slika 5.60: Poraba toplote v Münchnu pri AGAW 0,45.

1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,806

8

10

12

14

16

18

20

22

kW

h/m

2a]

faktor oblike [m-1]

Qtot

Qh

Qk

Slika 5.61: Poraba toplote v Münchn pri AGAW 0,55.

Če pogledamo grafe za München, opazimo, da se situacija ponovi. Znova se namreč izkaže

AGAW 0,35 za najugodnejši.


5.6 DISKUSIJA

Na podlagi analize smo opazili, da se toplotne izgube in dobitki spreminjajo glede na

obliko objektov in lokacijo. Interni dobitki in ventilacijske izgube smo zaradi ponavljanja

ter konstantnosti vrednosti izvzeli in se osredotočili le na solarne dobitke in transmisijke

izgube.

Z večanjem faktorja oblike se je večal zunanji ovoj objektov. Z njim so se hkrati večale

transmisijke izgube. Solarni dobitki pa se niso nujno večali z večanjem površine

zasteklitev, saj so na njihove vrednosti vplivali tudi drugi dejavniki, ne le količina

zasteklitve.

Tako vidimo razlike že pri v prvem delu, kjer smo analizirali modele s konstantno količino

zasteklitve na vseh fasadah. Modeli 5, 6 in 7 odstopajo od ostalih modelov, saj imajo bolj

razgibano fasado in posledično manjše vrednosti solarnih dobitkov zaradi senčenja objekta

samega s seboj. V nadaljevanju, kjer smo prilagodili zasteklitev na enak delež pri vseh

modelih, vidimo, da znova pride do odstopanj. Sam graf ima enako obliko tudi pri

prilagoditvah na delež 45% in 55%, vrednosti pa so primerno večje.

Povedati je potrebno, da so solarni dobitki v vseh primerih večji v Ljubljani kot v

Münchnu. Obratno so transmisijke izgube nekoliko večje v Münchnu. Sicer so rezultati

med seboj primerljivi, saj so grafi podobni.

Če se osredotočimo le na solarne dobitke in transmisijke izgube (ventilacijske izgube in

interni dobitki so konstantni) ter jih med seboj primerjamo pri različnih deležih zasteklitve

na južni fasadi in obeh lokacijah, ugotovimo, da se večajo s faktorjem oblike in da je

najbolj ugoden delež zasteklitve 35%. Čeprav pri deležu zasteklitve 55% dobimo več

solarnih dobitkov, so hkrati transmisijske izgube skozi zasteklitve tako velike, da se se

takšen delež ne izplača. Tako se je za optimalnega izkazal AGAW 35%, saj je razlika med

transmisijskimi izgubami in solarnimi dobitki najmanjša.

Ob primerjavi rezultatov Münchna in Ljubljane vidimo, da se Ljubljana izkaže za bolj

ugodno lokacijo kot München. Ljubljana ima večje solarne dobitke in hkrati manjše

transmisijke izgube.


Rezultati in primerjave med lokacijama so pokazale, da je v Ljubljani veliko bolj primerna

gradnja objektov z razgibano obliko. Razlika med transmisijskimi izgubami in solarnimi

dobitki med modeloma z najmanjšim in največjim faktorjem oblike je zelo majhna in v

primerjava z razliko pri Münchnu veliko bolj ugodna. Iz tega sledi, da se je v Münchnu

potrebno odločiti za kompaktnejše oblike objektov, medtem ko se v Ljubljani lahko

odločimo tudi za kompleksnjše oblike. Hkrati smo ugotovili, da je primernejša izbira

manjšega deleža zasteklitve na južni fasadi, torej 35%.

Potrebno bi bilo narediti nadaljne analize in dodati še kakšno lokacijo. Preverili bi lahko še

več različnih oblik modelov, k čemur bi dodali modifikacije bolj razgibanih oblik in na ta

način bolj natančno preverjali dostopnost sončnim žarkom.


6 ZAKLJUČEK

Energetsko učinkovita gradnja je način gradnje, h kateremu teži vedno več investitorjev in

uporabnikov. K temu jih na nek način prisiljujejo okoljski problemi in pravilniki ter

zahteve posameznih držav. Posledično se pojavljajo nove raziskave in ugotovitve, kako

graditi, da bi čim manj obremenili okolje in izkoristili naravne danosti.

Najprej smo predstavili osnove energetsko učinkovite gradnje. Videli smo, da so vsi

parametri pomembni in da je potrebno najti primerno kombinacijo. Izpostavili smo

nekatere naravne danosti, ki vplivajo na energetsko učinkovitost, in jih je potrebno

upoštevati pri samem načrtovanju.

S parametrično analizo smo preverjali, kako faktor oblike vpliva na energijsko učinkovitost

objekta. Osredotočili smo se na transmisijke izgube in sončne dobitke. Rezultati so

pokazali, da je njuna odvisnost pogojena z lokacijo, obliko objekta oziroma členjenostjo

fasade in deležem zasteklitve. Izkazalo se je, da je Ljubljana primernejša lokacija za

kompleksnejše oblike kot München.

Zaključimo lahko, da je pri načrtovanju energetsko učinkovitega objekta potrebno

razmišljati o veliko dejavnikih hkrati in da lahko naredimo veliko že z upoštevanjem

značilnosti posamezne lokacije.


7 VIRI IN LITERATURA

Behsh, B., 2002. Building form as an option for enhancing the indoor thermal

conditions. Building Physics 2002, 6th Nordic Symposium.

Feist, W., Pfluger R., Kaufmann B., Schnieders J., Kah, O., 2007. Passive House

Planning Package 2007, PHPP 2007. Darmstadt: Passiv Haus Institut.

Hachem, C., Athienitis, A., Fazio, P., 2011. Parametric investigation of geometric

form effects on solar potential of housing units. Solar Energy 85, str. 1864-1877.

Kegl, N. T., 2011. Vpliv faktorja oblike na energijsko učinkovitost lesenega

okvirnega objekta, diplomsko delo. Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za

gradbeništvo.

Knowles, R. L., 2003. The solar envelope: its meaning for energy and buildings.

Energy and Buildings 35, str. 15-25.

Lechner, N., 2008. Heating, Cooling, Lighting. Suistainable Design Methods for

Architects. New Jersey: John Wiley & Sons Inc.

Medved, S., 2010. Gradbena fizika. Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za

arhitekturo.

Szokolay, S., 2004. Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable

Design. Oxford: Architectural Press.

Zbašnik Senegačnik, M., 2008. Pasivna hiša. Ljubljana: Univerza v Ljubljani,

Fakulteta za arhitekturo.

Žegarac Leskovar, V., Premrov, M., 2011. An approach in architectural design of

energy – efficient timber buildings with a focus on the optimal glazing size in the

south – oriented facade. Energy and Building 43, str. 3410-3418.

Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah – PURES (Ur. l. RS, št. 52/2010).


Pravilnik o metodologiji izdelave in izdaji energetskih izkaznic stavb (Ur. l. RS, št.

77/2009).

Pravilnik o minimalnih tehničnih zahtevah za graditev stanovanj in stanovanjskih

stavb (Ur. l. RS, št. 125/03).

Analysis tools for the exergy chain. Dostopno na:

http://www.lowex.net/guidebook/analysis_tools_for_the_exergy_chain/analysis_to

ols_for_the_exergy_chain.htm [25.7.2012]

Direktiva o energetski učinkovitosti stavb. Dostopno na: http://www.enforce-

een.eu/slo/direktiva-epbd/direktiva-o-energetski-ucinkovitosti-stavb [21.8.2012]

Evropski program Green Building: Tehnični modul o ovoju stavbe. Dostopno na:

http://www.rcp.ijs.si/ceu/files/Modul_ovoj_stavbe_V3-0I.pdf [31.8.2012]

Grobovšek, B., 2006. Pasivna hiša – toplotne, optične in zvočne lastnosti

zastekljenih površin. Dostopno na: http://gcs.gi-

zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT267.htm [20.8.2012]

Grobovšek, B. Prezračevanje z izkoriščanjem odpadne toplote zraka. Dostopno na:

http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT23.htm [19.8.2012]

Izkoristek odpadne energije. Dostopno na:

http://www.instalater.si/clanek/159/Izkoristek-odpadne-energije [25.8.2012]

Ljubljana, podnebni podatki. Dostopno na:

http://www.arso.gov.si/vreme/napovedi%20in%20podatki/ljubljana.html

[25.8.2012]

Ljubljana, München, podnebni podatki. Dostopno na: http://solargis.info/

[25.8.2012]

Ljubljana, München, podnebni podatki. Dostopno na: http://www.wordtravels.com/

[25.8.2012]

http://www.lowex.net/guidebook/analysis_tools_for_the_exergy_chain/analysis_tools_for_the_exergy_chain.htm

http://www.lowex.net/guidebook/analysis_tools_for_the_exergy_chain/analysis_tools_for_the_exergy_chain.htm

http://www.enforce-een.eu/slo/direktiva-epbd/direktiva-o-energetski-ucinkovitosti-stavb

http://www.enforce-een.eu/slo/direktiva-epbd/direktiva-o-energetski-ucinkovitosti-stavb

http://www.rcp.ijs.si/ceu/files/Modul_ovoj_stavbe_V3-0I.pdf

http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Clanki/Grobovsek/PT267.htm




http://www.arso.gov.si/vreme/napovedi%20in%20podatki/ljubljana.html

http://solargis.info/



Ljubljana, Wikipedija. Dostopno na: http://en.wikipedia.org/wiki/Ljubljana

[25.8.2012]

München, Wikipedija. Dostopno na: http://en.wikipedia.org/wiki/Munich

[25.8.2012]

Malovrh, M., Pranik, M., Pravilno zračenje in prezračevanje. Dostopno na:

http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Publikacije.URE/URE1-11.htm [25.7.2012]

Zbašnik Senegačnik, M., 2012. Kaj je pasivna hiša? Dostopno na:

http://www.fa.uni-lj.si/default.asp?id=2497 [25.8.2012]

Zbašnk Senegačnk, M., 2010. Arhitekturno načrtovanje pasivne hiše. Dostopno na:

http://www.fa.uni-lj.si/filelib/8_konzorcijph/arhit_nactorvanje-kph.pdf [25.7.2012]

http://en.wikipedia.org/wiki/Ljubljana

http://en.wikipedia.org/wiki/Munich

http://gcs.gi-zrmk.si/Svetovanje/Publikacije.URE/URE1-11.htm

http://www.fa.uni-lj.si/default.asp?id=2497

http://www.fa.uni-lj.si/filelib/8_konzorcijph/arhit_nactorvanje-kph.pdf


8 PRILOGE

8.1 Seznam slik

Slika 2.1: Energijski tokovi v objektu (lasten vir). ............................................................................................ 5

Slika 2.2: Izračun energije potrebne za ogrevanje (lasten vir). .......................................................................... 7

Slika 2.3: Razmik med objekti je določen z zimskim vpadnim kotom sonca (Zbašnik Senegačnik, 2008). ..... 9

Slika 2.4: Primerjava vzhajanja sonca poleti (levo) in pozimi (desno) glede na objekt na sredini (vremenska

datoteka, EnergyPlus). ....................................................................................................................................... 9

Slika 2.5: Faktor oblike stavbe različno oblikovanih enostanovanjskih stavb (Medved, 2010). ..................... 10

Slika 2.6: Neprekinjen toplotni ovoj (rumena) in zrakotesna ravnina (rdeča) (Zbašnik Sengačnik, 2008) .... 11

Slika 2.7: Primer toplotnega mostu (Szokolay, 2004). .................................................................................... 13

Slika 2.8: Primer okna, ustreznega za energetsko učinkovito hišo (Grobovšek, 2006). .................................. 14

Slika 2.9: Primer spreminjanja U-vrednosti in letne porabe energije pri različnih vrstah zasteklitve

(Grobovšek, 2006). .......................................................................................................................................... 15

Slika 2.10: Shema rekuperacije toplote (http://www.instalater.si/clanek/159/Izkoristek-odpadne-energije,

25.8.2012). ....................................................................................................................................................... 17

Slika 4.1: Autodesk Ecotect Analysis 2011. .................................................................................................... 22

Slika 4.2: Primer dimenzij fasad v programu PHPP 2007. .............................................................................. 23

Slika 4.3: Možni rešitvi objektov iz podatkov, vnesenih v program PHPP 2007. ........................................... 23

Slika 4.4: Primer delovnega okolja v programu Ecotect. ................................................................................ 24

Slika 5.1: Klimogram Ljubljana (www.wordtravels.com). ............................................................................. 26

Slika 5.2: Klimogram München (www.wordtravels.com)............................................................................... 27

Slika 5.3: Graf povprečnih ur na leto potrebnih za ogrevanje (rdeča), ohlajevanje (modra) in sončne

izpostavljenosti (rumena) v Ljubljani (vremenska datoteka, EnergyPlus). ..................................................... 27

Slika 5.4: Graf povprečnih ur na leto potrebnih za ogrevanje (rdeča), ohlajevanje (modra) in sončne

izpostavljenosti (rumena) v Münchnu (vremenska datoteka, EnergyPlus). ..................................................... 28

Slika 5.5: Zemljevid z označenimi izbranimi lokacijami (lasten vir). ............................................................. 28

Slika 5.6: Razmerje dolžin fasad (lasten vir). .................................................................................................. 29

Slika 5.7: Razmerje dolžin fasad (lasten vir). .................................................................................................. 29

Slika 5.8: Razmerje površin (lasten vir). ......................................................................................................... 30

Slika 5.9: Tloris (levo) in južna fasada (desno) modela 1. .............................................................................. 30

Slika 5.10: Tloris (levo) in južna fasada (desno) modela 2. ............................................................................ 31

Slika 5.11: Tloris (levo) in južna fasada (desno) modela 3. ............................................................................ 31


Slika 5.12: Tloris (levo) in južna fasada (desno) modela 4. ............................................................................. 31


Slika 5.14: Tloris (zgoraj) in južna fasada (spodaj) modela 6. ......................................................................... 32



Slika 5.17: Tloris (zgoraj) in južna fasada (spodaj) modela 1 .......................................................................... 35





















Slika 5.38: Interni dobitki. ............................................................................................................................... 42

Slika 5.39: Solarni dobitki. .............................................................................................................................. 43

Slika 5.40: Transmisijske izgube. .................................................................................................................... 44

Slika 5.41: Ventilacijske izgube. ...................................................................................................................... 44


Slika 5.43: Transmisijske izgube. .................................................................................................................... 46

Slika 5.44: Ventilacijske izgube. ...................................................................................................................... 46



Slika 5.47: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Münchnu pri AGAW 0,35. ........................................... 49

Slika 5.48: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Ljubljani pri AGAW 0,35. ............................................ 49

Slika 5.49: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Münchnu pri AGAW 0,45. ........................................... 50


Slika 5.50: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Ljubljani pri AGAW 0,45. ........................................... 50

Slika 5.51: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Münchnu pri AGAW 0,55. .......................................... 51

Slika 5.52: Solarni dobitki in transmisijske izgube v Ljubljani pri AGAW 0,55. ........................................... 51

Slika 5.53: Razlika med solarnimi dobitki in transmisijskimi izgubami v Münchnu (modra) in Ljubljani

(zelena) pri AGAW 0,35. ................................................................................................................................ 52


(zelena) pri AGAW 0,45. ................................................................................................................................ 52


(zelena) pri AGAW 0,55. ................................................................................................................................ 53

Slika 5.56: Poraba toplote v Ljubljani pri AGAW 0,35. ................................................................................. 54



Slika 5.59: Poraba toplote v Münchnu pri AGAW 0,35. ................................................................................. 55

Slika 5.60: Poraba toplote v Münchnu pri AGAW 0,45. ................................................................................. 56

Slika 5.61: Poraba toplote v Münchn pri AGAW 0,55. ................................................................................... 56

8.2 Seznam tabel

Tabela 1: Razredi energetske učinkovitosti po PURES. .................................................................................... 4

Tabela 2: Toplotnoizolacijske lastnosti. .......................................................................................................... 12

Tabela 3: Oddana toplota človeka glede na dejavnost (Szokolay, 2004). ....................................................... 19

Tabela 4: Osnovni podnebni podatki. .............................................................................................................. 27

Tabela 5: Razporeditev zasteklitve. ................................................................................................................. 34

Tabela 6: Podatki modelov. ............................................................................................................................. 34





8.3 Naslov študenta

Kaja Vidovič

Sernčeva ulica 7

2000 Maribor

Tel.: 031 793 630

e-mail: [email protected]

8.4 Kratek življenjepis

Rojena: 19.6.1990

Kraj rojstva: Maribor

Šolanje: 1997 – 2005: Osnovna šola Bojana Ilicha

2005 – 2009: II. gimnazija Maribor

2009 – 2012: Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, smer

arhitektura

Documents

VPLIV GEOMETRIJSKIH PARAMETROV NA …Indirektni solarni dobitki so posredni dobitki zaradi odbijanja svetlobe od okoliških površin. Drugi dobitki so notranji (interni) dobitki oziroma