1. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacije5 GODINJA POTRONJA ENERGIJE ZA GREJANJE 5.1 PARAMETRI KOJI UTIU NA POTRONJU ENERGIJE Najvaniji uticajni parametri na potronju energije termotehnikih sistema u zgradi (sistema grejanja, ventilacije i klimatizacije) mogu se podeliti u pet grupa: 1. 2. 3. 4. 5.Klimatski faktori, koji su odreeni lokacijom na kojoj se zgrada nalazi; Termiki omota i geometrija zgrade, Karakteristike KGH sistema, izvora energije i nivoa automatske regulacije, Reim korienja i odravanja zgrade i tehnikih sistema i Eksploatacioni trokovi, odnosno cene energenata i energije.Klimatski faktori, kao to je godinje kretanje temperature vazduha i relativne vlanosti, insolacija i dozraeni intenzitet sunevog zraenja, vetrovitost, i drugo, odlika su lokacije na kojoj se zgrada nalazi. Prema tome, prilikom projektovanja zgrade i tehnikih sistema u njoj, neophodno je poznavati klimatske karakteristike podneblja, koje se, na odreen nain, uzimaju kao ulazni podaci za proraune. Kada su u pitanju KGH (Klimatizacija, Grejanje, Hlaenje) sistemi, neophodni ulazni podaci su: podaci o termikom omotau (koeficijenti prolaza toplote graevinskih elemenata, zaptivenost prozora i vrata), spoljna projektna temperatura za zimu i leto, duina perioda grejanja i hlaenja, vetrovitost predela, poloaj i orjentacija zgrade, itd. Zgrade iste namene, a koje se nalaze u bitno razliitim klimatskim podnebljima, veoma se razlikuju, kako po arhitekturi i primenjenim materijalima, tako i po tehnikim reenjima instalacija u njima. Termiki omota, geomerija zgrade, njen poloaj u odnosu na izloenost Suncu i vetrovima direktno utiu na energetske potrebe zgrade. to je bolja termika izolacija i zaptivenost prozora i vrata, a manji faktor oblika, potrebna instalisana snaga sistema za grejanje e biti manja. Dobra zaptivenost prozora moe znaajno umanjiti ventilacione gubitke toplote. Podatak o specifinom potrebnom instalisanom kapacitetu grejnih tela q (W/m2) govori o tome koja vrsta sistema za grejanje se moe primeniti u zgradi. Nain postavljanja termike izolacije i korienje toplotne inercije zgrade takoe je vaan podatak. Veliina prozora i korienje dnevnog svetla utie na vetako osvetljenje, potronju elektrine energije i dobitke toplote od unutranjih izvora. Naini zatite od Sunevog zraenja tokom leta u velikoj meri mogu sniziti toplotno optereenje zgrade, kao i instalisani kapacitet rashladnog postrojenja. Raspored prostorija unutar zgrade, atrijumski prostori i galerije mogu imati znaajan uticaj prilikom korienja prirodnog provetravanja zgrade. Paljivim i strunim izborom KGH sistema, izvora snabdevanja energijom i nivoa automatske regulacije mogue je ostvariti znaajne utede energije koju ovi sistemi troe tokom godine. Dve zgrade bliznakinje, koje su identine po nameni, geometriji i energetskim potrebama, mogu imati znaajno razliitu potronju energije u zavisnosti od vrste izvedenih tehnikih sistema u njima. Samo prilikom formiranja konceptualnog reenja neophodno je uzeti veliki broj ulaznih podataka u razmatranje. Namena, reim korienja, geomerija, termika zatita zgrade, kao i klimatski podaci samo su deo ulaznih parametara. Potrebno je razmotriti prostor za smeataj ureaja i opreme, naine voenja instalacija kroz zgradu i uklapanje u enterijer, raspoloive naine snabdevanja energijom, primenu obnovljivih izvora energije, integraciju rada razliitih sistema, kao i potreban nivo nadzora i upravljanja sistemima u zgradi. Kod sloenih i velikih zgrada, velikih investicionih vrednosti, esto se razmatraju varijantna reenja, na kojima rade multidisciplinarni timovi arhitekte, mainski i inenjeri elektrotehnike. 91

2. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeKako bi zgrada, tokom svog ivotnog veka, imala zadovoljavajue energetske performanse, potrebno je redovno i pravilno odravanje zgrade i sistema u njoj. Ukoliko izostane redovno odravanje a ne narui se u potpunosti funkcionalnost sistema, gotovo redovno se javlja sluaj neracionalne potronje energije. Osnovni primeri su: oteenje ili potpuno uklanjanje termike izolacije ureaja, cevovoda i kanala za vazduh, to za posledicu ima poveane gubitke toplote sistema, kondenzaciju vlage iz vazduha i oteenja ureaja i enterijera; zaprljanje distributivne mree i elemenata opreme, to rezultuje poveanim naporima pumpi i ventilatora a dovodi do vee potronje elektrine energije za njihov pogon; uklanjanje zaprljanih filtera za vazduh umesto njihove zamene dovodi do loeg kvaliteta vazduha; prestanak funkcije regulacione armature ili opreme, osim pogoranja termikih parametara sredine (pregrevanja zimi ili pothlaivanja leti) neminovno utie na poveanu potronju energije, dok u ekstremnim sluajevima moe izazvati havarijska oteenja sistema i veliku tetu, a ponekad ugroziti i ljudske ivote. Koliko je vano dobro projektovati i izvesti sisteme u zgradi, od jednake je vanosti njihovo odravanje i pravilno gazdovanje, kako bi oni mogli da prue svoj maksimum. Prilikom projektovanja novih sistema, a ee prilikom izvoenja projekata rekonstukcije postojeih, sastavni deo procedura je sprovoenje tehno-ekonomske analize, odnosno sagledavanja investicionih i eksploatacionih trokova kroz ivotni vek projekta. Meutim, ne moe se uvek sa dovoljnom preciznou predvideti na dui rok kretanje cena energije i energenata. Ukoliko postoji disparitet cena na tritu, doi e do pojave neracionalne potronje energije. Osnovna motivacija korisnika jeste cena koju plaaju za grejanje, odnosno klimatizaciju. Ekstremni primer je paualna naplata trokova grejanja zgrada koje se toplotom snabdevaju iz sistema daljinskog grejanja. Fiksni meseni troak za grejanje nije uslovljen potroenom energijom, pa samim tim ne postoji motiv korisnika da se racionalno odnosi prema potronji energije. Isto vai za ponaanje korisnika poslovnih zgrada u kojima sam korisnik ne plaa raune, ve to ini vlasnik. Niska cena pojedinog energenta uslovie neracionalnu potronju jer je ona jeftinija nego sprovoenje mera koje bi doprinele utedama. 5.2 MERE UNAPREENJA ENERGETSKE EFIKASNOSTI ZGRADA Kada je u pitanju korienje energetskih resursa, danas su u primeni brojna tehnika reenja koja doprinose efikasnom sagorevanju fosilnih goriva, uz smanjenje gubitaka i poveanje stepena korisnosti. Meutim, na poetku treeg milenijuma, uz velike tehnike i tehnoloke prodore u mnogim oblastima, oveanstvo se suoava sa sve veim problemima iscrpljenja resursa energije i sirovih materijala, posebno minerala, oteenjem i zagaenjem ivotne sredine vazduha, vode, zemlje i sve brim smanjivanjem umskih i obradivih poljoprivrednih povrina. Interes za iskoriavanjem prirodnih resursa u uslovima intenzivnog tehnikog i ekonomskog razvoja je u porastu, a cilj je dostii odrivost, odnosno, zadovoljiti potrebe danas, ne dovodei u opasnost mogunost buduih generacija da zadovolje svoje potrebe za energijom. Pored racionalizacije potronje energije unapreenjem energetske efikasnosti u svim oblastima, danas se tei razvijanju to nezavisnijeg, vitalnijeg i elastinijeg sistema energetike u kome primena obnovljivih izvora energije moe da ima vanu ulogu u zadovoljavanju energetskih potreba. U tom smislu, intenzivirano je korienje alternativnih i obnovljivih izvora energije, kao to su: solarna energija (aktivini i pasivni sistemi), energija vetra, energija biomase, geotermalna energija, hidroenergija, kao i korienje "otpadne" toplote. Analize i studije energetike Beograda i drugih gradova u Srbiji su pokazale da se samo na toplotne svrhe (grejanje, klimatizacija, priprema tople sanitarne vode) kod nas odnosi ak 38% ukupnih potreba za energijom, obuhvatajui sve objekte, kako stambene, tako javne i industrijske (slika 5.13). Pri tome se najvei deo energije koristi za grejanje. 3Prema Energetskom bilansu RS za 2008. i Nacionalnom akcionom planu za energetsku efikasnost RS92 3. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeZgradeIndustrija2,361 toeSaobraajZgradeIndustrijaSaobraaj3,219 toe19%28%38%36% 45%34%2,832 toePrema podacima za 2008. godinuIndikativni ciljevi za budunost5.1 Potronja energije u Republici Srbiji i ciljevi za budunost Potronju energije u zgradama potrebno je minimizirati na nain tako da ne doe do naruavanja uslova komfora, to znai da je neophodno, tokom cele godine, odravati termike parametre unutranje sredine, kvalitet vazduha, potreban nivo osvetljenosti, dovoljnu koliinu tople sanitarne vode. Tehniki sistemi u zgradi, koji obezbeuju uslove komfora jesu poroai energije. Primenom razliitih mera mogue je poboljati energetsku efikasnost, pri emu treba voditi rauna o finansijskim efektima primenjenih mera. Od ukupne potronje energije u zgradama 70% se troi u domainsvima i stambenim zgradama, 18% u komercijalnim, dok se u zgradama javne namene potroi oko 12% energije (slika 5.2).Grejanje stanova u Srbiji: pomou individualnih sistema (elektrina energija, gas, drva i ugalj) 45%, kotlarnica 28% i mrea daljinskog grejanja 27% (najvie u Novom Sadu i Beogradu).Zgrade javne namene 12%Komercijalne zgrade 18%Domainstva 70%5.2 Potronja energije u Republici Srbiji i ciljevi za budunost Mere koje se primenjuju za poboljanje energetske efikasnosti u zgradama mogu se podeliti u tri osnovne grupe (slika 5.3): 1. Mere poboljanja karakteristika same zgrade kroz smanjenje potreba za grejanjem u zimskom i hlaenja u letnjem periodu (termika izolovanosti i zaptivenost, zatita od Sunevog zraenja leti); 2. Mere unapreenja termotehnikih instalacija kroz primenu opreme i ureaja sa visokim stepenom korisnosti, korienje otpadne toplote i obnovljivih izvora energije (bolje iskorienje primarne energije); 3. Mere optimizacije eksploatacije tehnikih sistema kroz uvoenje automatskog upravljanja rada instalacija grejanja, hlaenja, ventilacije i vetakog osvetljenja (termiki parametri sredine se odravaju na eljenom nivou samo u periodu korienja prostorija u zgradi). 93 4. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeTermiki mota zgradeIzvor snabdevanja zgrade energijom za grejanje i hlaenjeUnutranje osvetljenje, Elektrini uraajiTermotehniki sistemi u zgradi (odravanje t, j, w, istoa...)5.3 Mere za unapreenje energetske efikasnosti zgrada Prilikom analize primene mera unapreenja energetskih performansi vano je problemu pristupiti odreenim redosledom, poevi sa grupom mera poboljanja karakteristika same zgrade, preko mera smanjenja gubitaka toplote pri proizvodnji i distribuciji toplote, do grupe mera koje podrazumevaju zamenu ureaja i opreme sistema za grejanje, klimatizaciju i pripremu sanitarne tople vode ili sistema osvetljenja, uz uvoenje regulacije rada sistema. Primena svake pojedinane mere zavisi od namene zgrade, kao i od trenutnog ukupnog stanja u kome se zgrada nalazi. Ako je zgrada graena u periodu kada nije bilo propisa o termikoj zatiti, est je sluaj da su spoljni zidovi, krov, kao i konstrukcije ka negrejanim prostorima izvedeni bez termike izolacije. Takoe je vano razmatrati efekte svake primenjene mere pojedinano, a zatim zbirni efekat nekoliko primenjenih mera, u tenji da se postigne zadovoljavajui period otplate investicije. 94Redosled analize mera za unapreenje energetske efikasnosti zgrade: I grupa: poboljaanje termike izolovanosti i zaptivenosti zgrade uz primenu pasivnih mera zatite od Sunevog zraenja (rezultat: smanjenje potrebnog kapaciteta izvora toplote, instalisane snage grejnih tela i ukupnih toplotnih potreba zgrade; smanjenje potreba za hlaenjem i poboljanje termikog komfora) II grupa: izolacija toplovoda i dela cevne i kanalske mree (rezultat: smanjenje gubitaka u distribuciji toplote i potrebne primarne energije) III grupa: zamena izvora / energenta (rezultat: poveanje ukupnog stepena korisnosti postrojenja) IV grupa: centralna regulacija sistema grejanja - kvalitativna regulacija prema spoljnoj temperaturi (rezultat: smanjenje pregrevanja prostorija - 1oC via temperatura unutranjeg vazduha dovodi do poveanja potronje toplote za cca. 6%) V grupa: lokalna regulacija - termostatski ventili i cirkulacione pumpe sa promenljivim brojem obrtaja (kod zgrada sa vie zona i razliitog reima korienja) VI grupa: uvoenje CSNU sistema (kod zgrada sa sloenim termotehnikim sistemima: grejanje, ventilacija, STV, klimatizacija; mogunost povezivanja ostalih servisa: osvetljenje, protivprovalni...) VII grupa: primena OIE (npr. PSE za pripremu STV - rezultat: smanjenje potrebne primarne energije i emisije CO2; toplotna pumpa u kombinaciji sa niskotemperaturskim sistemom grejanja - rezultat: visok stepen korisnosti; mogunost snienja unutranje projektne temperature; mogunost korienja za potrebe hlaenja) ......Korienje otpadne toplote i tehnike none ventilacije..... 5. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacije5.3 FINALNA I PRIMARNA ENERGIJA Sva iskoristiva energija potie iz tri osnovna izvora energije: energije Sunca, energije iz Zemlje i energije gravitacije. Energija Sunca nastaje procesima termonuklearne fuzije vodika koji se odvijaju u sreditu Sunca. Produkti fuzije su helijum i velika koliine energije koja se prenosi prema povrini Sunca, prosene temperature 5760 K. Sa povrine Sunca energija se emituje u svemir elektromagnetskim talasima. Iako samo vrlo mali deo ukupne Suneve energije dolazi do povrine Zemlje, na nju tokom jedne godine dospe vea koliina energije od one sadrane u ukupnim rezervama uglja i nafte. Energija Sunevog zraenja na Zemlji pretvara se u druge oblike energije procesima fotosinteze, isparivanja i strujanja. Energija iz Zemlje posledica je toplote Zemljinog jezgra koja se iz unutranjosti provodi prema povrini. Zemlja se od svojih poetaka, kada je postojala kao kugla uarene mase, hladi i stvara vrsti deo Zemljine kore koji je debeo do 50 km. Prosena dnevna koliina energije koja se iz sredita Zemlje dovodi povrini iznosi 5,4 MJ/m2 (gustina toplotnog fluksa 0,063 W/m2), to je niska vrednost i nije pogodna za tehniko iskorienje. Toplotni gradijent po dubini Zemljine kore moe biti mestimino vrlo razliit, a on je merodavan za iskorienje toplote iz Zemlje. Energija iz Zemlje se najee koristi kao toplota izvora vrue vode ili pare i kao toplotni izvor za rad toplotnih pumpi. Energija gravitacije posledica je gravitacionih sila izmeu Sunca, Meseca i Zemlje. Gravitacione sile uzrokuju promene nivoa mora i time promenu potencijalne energije morske vode. Amplituda plime i oseke mestimino varira, a moe iznositi od nekoliko centimetara do esnaest metara. Izvori energije su prikazani dijagramom na slici 5.4 ENERGIJAPOTENCIJALNA - snaga vodotokova - energija plime i oseke - energija talasa-HEMIJSKA ugalj, treset, nafta, uljni kriljci, prirodni gasUNUTRANJATOPLOTNA - vrui izvori, - energija zemlje i moraNUKLEARNA - uran, - torijum, - laki atomi upotrebljeni za fuzijuKINETIKA - energija vetraZRAENJE5.4 Izvori energije Zakon o odranju energije: Energija se ne stvara niti unitava. U svim realnim (nepovratnim) procesima energija se pretvara iz jednog oblika u drugi, pri emu gubitak predstavlja deo koji se pretvara u neiskoristivu energiju. Zbir svih energija na ulazu u neki sistem jednak je zbiru energija na izlazu iz njega. 95 6. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijePretvaranje (transformacija) energije: prirodni oblici energije mogu se direktno koristiti ili se preko ureaja za transformaciju mogu pretvarati u korisne oblike, najee u mehaniku ili toplotnu energiju. Tu se moe govoriti o primarnoj, sekundarnoj, finalnoj i korisnoj energiji. Primarnom energijom se smatra ona energija koja je sadrana u energentu (nosiocu energije, kao to je hemijska energija goriva). Sekundarna energija je dobijena energetskom transformacijom iz primarne energije i predstavlja primarnu energiju umanjenu za gubitke pretvaranja (npr. elektrina energija proizvedena sagorevanjem goriva u termoelektrani). Finalna (ili neposredna) energija je ona energija koja dolazi do krajnjeg korisnika (sekundarna energija umanjena za gubitke pripreme i transporta). Konano, korisna energija je ona koja je utroena za zadovoljavanje potreba krajnjih korisnika (konana energija umanjena za gubitke pretvaranja kod korisnika). ematski prikaz tokova energije i meusobni odnosi navedenih oblika prikazani su na slici 5.55.5 Oblici energije i naini pretvaranja u sekundarnu i finalnu energiju 5.4 METODE PRORAUNA GODINJE POTRONJE TOPLOTE 5.4.1 Metod stepen dana Sam pojam STEPEN-DAN, koji je kljuni element ove metode, predstavlja, na neki nain, pokazatelj kretanja spoljne temperature vazduha u nekom mestu tokom perioda grejanja. Ako sa q oznaimo potrebnu koliinu toplote za grejanje pri jedininoj temperaturskoj razlici (temperatura vazduha spolja i unutra), onda se moe napisati: q=96QGUBu s[W/K], p(5.1) 7. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeonda je potrebna koliina toplote za grejanje po danima: Q1 = q ( u s1 ) 24 [Wh/dan] Q2 = q ( u s 2 ) 24 [Wh/dan] Q3 = q ( u s 3 ) 24 [Wh/dan] ... Qn = q ( u sn ) 24 [Wh/dan](5.2)pa je energija potrebna za ceo grejni period, odnosno celu grejnu sezonu: Qg =Z Qnn =1Z= 24 q ( u sn ) [Wh/god],(5.3)n =1gde je Z broj dana u grejnoj sezoni. Broj STEPEN-DANA je: SD =Z( u sn ) ,n =1(5.4)pa izraz (5.2) ima oblik: ZQ g = Qn = 24 q SD [Wh/god],(5.5)n =1Ako se uvede pojam srednje temperature grejnog perioda g, onda se broj stepen-dana moe napisati u obliku:()SD = Z u g ,(5.6)Ako se dodatno usvoji (to je odgovara realnim uslovima i zadatku sistema za grejanje) da je temperatura vazduha u prostoriji unutranja temperatura konstantna vrednosti, onda se moe napisati: ZSD = Z u sn ,(5.7)n =1Ovde se uvodi jo jedan pojam: temperatura grenice grejanje gg, to predstavlja temperaturu spoljnog vazduha pri kojoj poinje i pri kojoj se zavrava grejna sezona. Ako se ima u vidu da je grejna sezona ograniena temperaturom grenice grejanja, onda se moe napisati izraz za broj stepen dana u sledeem obliku: SD = Z ( u gg ) +Z ( gg sn ) ,(5.8)n =1Izraz (5.8) se koristi za praktino izraunavanje broja SD, to je grafiki prikazano na slici 5.6. Kada se rauna broj stepen-dana, polazi se od sledeih pretpostavki: -srednja unutranja temperatura vazduha u prostorijama iznosi tu = 19C (u veini prostorija je unutranja temperatura 20C, ali tu su i sporedne prostorije, ija je temperatura vazduha nia, pa se za prosenu vrednost usvaja 19C); temperatura granice grejanje iznosi gg,= 12C.97 8. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeSlika 5.6 Grafiki prikaz broja stepen-dana Ono to se razlikuje od mesta do mesta jeste: -tok spoljne temperature vazduha s = s (), srednja temperatura grejnog perioda g i duina trajanja grejne sezone, odnosno broj dana u grejnoj sezoni Z.Tabela 5.1 Broj stepen-dana SD, broj dana Z i srednja temperatura g za gradove u Srbiji MO Aleksinac Beograd Beej Bor Valjevo Vranje Vrac Gornji Milanovac Divibare Zajear Zlatibor Zrenjanin Jagodina Kikinda Kopaonik Kragujevac Kraljevo KruevacSD 2517 2520 2797 3100 2784 2675 2556 3078 3839 2880 3728 2748 2599 2763 5349 2610 2628 2654Z 176 175 184 200 192 182 180 208 243 192 239 182 178 183 311 180 180 183g 5,7 5,6 4,8 4,5 5,5 5,3 5,8 5,2 4,2 5 4,4 4,9 5,4 4,9 2,8 5,5 5,4 5,5MESTO Leskovac Poarevac Negotin Ni Novi Sad Panevo Pirot Prokuplje Senta Smederevo Sombor Sremski Karlovci Sremska Mitrovica Uice aak uprija abac idSD 2625 2588 2818 2613 2679 2712 2610 2604 2824 2610 2850 2496 2738 3015 2755 2380 2588 2686Z 181 181 183 179 181 182 180 186 187 180 190 177 185 201 190 163 181 184g 5,5 5,7 4,6 5,4 5,2 5,1 5,5 6 4,9 5,5 5 5,9 5,2 5 5,5 5,4 5,7 5,4Proraun godinje potronje energije za grejanje metodom broja stepen-dana odreuje se na sledei nain: Qg = 9824 QGUB SD u sp y e [Wh/god],(5.9) 9. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijegde su: y korekcioni faktor jednovremenosti, koji uzima u obzir injenicu da se svi nepovoljni uticaji (velika brzina vetra, visoka oblanost) ne javljaju istovremeno, a pri proraunu gubitaka toplote su uzeti u obzir (Tabela 5.2), e korekcioni faktor koji uzima u obzir prekid u zagrevanju (smatra se da u toku 24 asa dolazi do prekida u zagrevanju tokom noi od oko 8 asova), tako da postoji njegov uticaj na smanjenje potronje energije: e = et eb , (5.10) gde su: et faktor temperaturskog ogranienja, koji uzima u obzir ogranieno zagrevanje tokom noi kada se ne troi gorivo za grejanje. Noni prekid u zagrevanju utie na snienje unutranje temperature u odnosu na projektnu vrednost i izraava se na sledei nain: et = gde je: um g u g,(5.11) um sniena unutranja temperatura tokom noi.Meutim, raunski je jako teko odrediti tum, jer ona zavisi od vie uticajnih faktora, tako da se faktor et odreuje empirijski i usvaja se u zavisnosti od namene zgrade, odnosno dnevnog korienja postrojenja za grejanje u zgradi; eb faktor eksploatacionog ogranienja, koji uzima u obzir prekid u zagrevanju (ili ogranieno zagrevanje) tokom vikenda, praznika, raspusta ili kolektivnog odmora, i sl. I ovaj korekcioni faktor se odreuje empirijski i zavisi od namene objekta. Tabela 5.2 Koeficijent jednovremenosti Koeficijent y normalno vetroviti predeli i zaklonjen poloaj normalno vetroviti predeli i otvoren poloaj vetroviti predeli i zaklonjen poloaj vetroviti predeli i otvoren poloajvrednost 0,63 0,60 0,58 0,55Tabela 5.3 Koeficijent temperaturskog ogranienja et Vrsta zgrade Bolnice i zgrade sline namene Stambene zgrade sa grejanjem svih prostorija Stambene zgrade sa nonim ogranienjem u zagrevanju, administrativne zgrade, trgovine i drugi slini objekti velikih akumulacionih sposobnosti u podrujima umerene klime Administrativne zgrade sa manjon akumulacionom sposobnosti u podruju otre klime kole sa jednom smenom nastave i velikom akumulacionom sposobnou kole sa jednom smenom nastave i malom akumulacionom sposobnouet 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,7599 10. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeTabela 5.4 Koeficijent temperaturskog ogranienja eb Vrsta zgrade Stalno grejani objekti (stambene zgrade, bolnice) Stambene zgrade sa nonim ogranienjem u zagrevanju subotom, nedeljom i praznicima (kancelarije, administrativne zgrade, banke, trgovine i sli.) koleeb 1,000,90 0,755.4.2 Proraun metodom potpuno definisanog mesenog modela Godinja potrebna toplota za grejanje, QH,nd se prema SRPS EN ISO 13790, za sisteme koji rade bez prekida u zagrevanju, rauna po sledeoj formuli: Q H , nd = Q H , ht H , gn Q H , gn[kWh/a](5.12)gde su: QH ,ht - Godinja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote [kWh/a] H , gn - Faktor iskorienja dobitaka toplote za period grejanjaQH , gn - Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunevog zraenja [kWh/a] Specifina godinja potrebna toplota za grejanje, QH,an predstavlja kolinik godinje potrebne toplote za grejanje i korisne povrine zgrade:QH ,an =QH ,nd Af[kWh/(m2 a)](5.13)gde je: Af korisna povrina zgrade [m2] Godinja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote obuhvata toplotu koja je potrebna za nadoknadu transmisionih QT i ventilacionih gubitaka toplote Qv :QH ,ht = QT + Qv[kWh/a](5.14)Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunevog zraenja:QH , gn = Qint + Qsol[kWh/a]gde su:Qint - Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote [kWh/a] Qsol - Godinja koliina toplote koja potie od dobitaka usled Sunevog zraenja [kWh/a] 100(5.15) 11. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijepa se godinja potrebna toplota za grejanje moe izraziti na sledei nain: Q H ,nd = (QT + Qv ) H , gn (Qint + Q sol )[kWh/a](5.16)Godinja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote rauna se po formuli:QH ,ht = (H T + H V ) 24 HDD 10 3[kWh/a](5.17)gde su: HT - Koeficijent transmisionog gubitka toplote [W/K] HV - Koeficijent ventilacionog gubitka toplote [W/K] HDD - broj stepen dana za lokaciju zgrade (HDD - Heating Degree Days - Tabela 5.1) Koeficijent transmisionog gubitka toplote: HT = H D + H g + HU + H A[W/K](5.18)gde su: HD Koeficijent transmisionog gubitka toplote za povrine u dodiru sa spoljnim vazduhomu; Hg Koeficijent transmisionog gubitka toplote za povrine u dodiru sa tlom; HU Koeficijent transmisionog gubitka toplote za povrine u dodiru sa negrejanim prostorom; HA Koeficijent transmisionog gubitka toplote za povrine u dodiru sa susednom zgradom. Koeficijent transmisionog gubitka toplote za povrine u dodiru sa spoljnim vazduhom rauna se prema Proraunu transmisionih gubitaka usled toplotnih mostova prema SRPS ISO 10211: H D = Ai U i + l k k + j ik[W/K]j(5.19)gde su: Ai [m2] - povrina i-tog elementa omotaa zgrade Ui [W/(m2K)] - koeficijent prolaza toplote i-tog elementa omotaa zgrade lk [m] - duina k-tog linijskog toplotnog mosta k [W/mK] - linijski koeficijent prolaza toplote k-tog linijskog toplotnog mosta j [W/K] - takasti koeficijent prolaza toplote j-tog takastog toplotnog mosta Za proraun se moe koristiti i uproeni metod uticaja toplotnih mostova dat u poglavlju 2 (jednaine 2.25 2.27 i korienjem tabele 2.11 za korekciju temperature). Srednja vrednost koeficijenta prolaza toplote za zgradu: H ' HT = T [W/(m2K)] Af gde su:(5.20)HT - Koeficijent transmisionog gubitka toplote [W/K] Af povrina termikog omotaa zgrade [m2] Koeficijent ventilacionog gubitka toplote:H V = a c p Vi ni[W/K](5.21)igde su: 101 12. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeV zapremina grejanog prostora [m3] n broj izmena vazduha na as [h-1] J a c p = 1200[ 3 ] m K a - gustina vazduha [kg/m3] c p - specifini toplotni kapacitet vazduha pri konstantnom pritisku [J/kgK] Broj izmena vazduha na as se odreuje u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) prema tabelama 5.5 i 5.6:Tabela 5.5. Broj izmena vazduha na as u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) Stambene zgrade sa vie stanova i prirodnom ventilacijom Izloenost fasade vetru Zaptivenost Otvoren poloaj zgrade Umereno zaklonjen poloaj Veoma zaklonjen poloajBroj izmena vazduha n [h-1] Broj izmena vazduha n [h-1] Vie od jedne fasade Samo jedna fasada Loa Srednja Dobra Loa Srednja Dobra 1,2 0,7 0,5 1,0 0,6 0,5 0,9 0,6 0,5 0,7 0,5 0,5 0,60,50,50,50,50,5Tabela 5.6. Broj izmena vazduha na as u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) Pojedinane porodine kue sa prirodnom ventilacijom Zaptivenost Otvoren poloaj zgrade Umereno zaklonjen poloaj Veoma zaklonjen poloajBroj izmena vazduha n [h-1] Loa Srednja Dobra 1,5 0,8 0,5 1,1 0,6 0,5 0,760,50,5Faktor iskorienja dobitaka toplote za period grejanja rauna se pomou sledee formule: a 1 HH H , gn = (5.22) ( 1 HaH +1) gde su: H - bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa aH - bezdimenzioni numeriki parametar koji zavisi od vrednosti vremenske konstante Bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa predstavlja odnos godinje koliine toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunevog zraenja i godinje potrebne toplote za nadoknadu gubitaka toplote: Q H , gn H = Q H ,ht (5.23) Bezdimenzioni numeriki parametar aH zavisi od vrednosti vremenske konstante i rauna se prema formuli: 102 13. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijea H = a H ,0 + H ,0(5.24)gde je: - vremenska konstanta [h] i rauna se kao odnos dinamikog toplotnog kapaciteta i zbira koeficijenata transmisionih i ventilacionih gubitaka toplote: C / 3600 = m H T + HV (5.25) Cm - dinamiki toplotni kapacitet [J/K] Prosene vrednosti faktora iskorienja dobitaka toplote za period grejanja (za sezonski ili meseni metod) se usvajaju prema tipu gradnje, prema sledeim preporukama: H , gn = 1,00 - Teki tip gradnje; H , gn = 0,98 - Srednje-teki tip gradnje; H , gn = 0,90 - Laki tip gradnje. Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunevog zraenja:QH , gn = Qint + Qsol[kWh/a](5.26)Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote predstavlja zbir dobitaka toplote od ljudi i elektrinih ureaja (Tabela 5.8) i rauna se prema: Qint = A f (q P + q E ) [kWh/a](5.27)gde su: Af korisna povrina zgrade [m2] q P - dobici toplote od ljudi q E - dobici toplote od elektrinih ureajaTabela 5.7 Srednje mesene temperature vazduha, srednje mesene sume zraenja i broj stepen dana za svaki mesec grejne sezone ( SD=HDD) Mesec o ( C)IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIIZima0,93,07,312,517,620,622,322,017,712,77,22,65,6 e 2 (kWh/m )42,75 60,35 103,86 133,65 170,43 181,23 192,83 170,43 127,58 88,94J 2 (kWh/m )64,25 76,98 96,4386,73, 2 (kWh/m )32,57 55,35 79,8096,05 112,90 116,78 125,22 114,37 91,3267,2134,67 25,53310 2 (kWh/m )17,42 22,38 36,0444,6455,6956,8858,2752,8338,7829,1617,93 14,3114510200000101HDD = 252058545837086,2881,4390,3199,4345,50 33,87398107,38 109,22 66,52 52,80455373531103 14. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeTabela 5.8 Dobici toplote od ljudi i elektrinih ureaja (prema SRPS EN ISO 13790) JedinicaIndustrijske zgradeSkladitaUnutranji bazeni9) Ostale zgradeSale za sastanke i prezentacije8Sportski centri7Trgovinski centri6Restorani5Bolnice4Zgrade namenjene obrazovanju3Poslovna zgradaUnutranja projektna temperatura za zimski period Unutranja projektna temperatura za letnji period Povrina po osobi (zauzetost) Odavanje toplote po osobi Odavanje toplote ljudi po jedinici povrine Prisutnost tokom dana (proseno meseno) Godinja potronja elektrine energije po jedinici povrine grejanog prostora Protok sveeg vazduha po jedinici povrine grejanog prostora Protok sveeg vazduha po osobi (obrok po osobi) Toplota potrebna za pripremu STV po jedinici povrine grejanog prostora2 Stambena zgrada sa vie stanovaUlazni podaci1Stambena zgrada sa jednim stanomTip zgrade202020202220201820181828C262626262626262626262628C60402010305102052010020m2/per7070807080100901008010010060W/per1,21,84,07,02,7209,05,0165,01,03,0W/m2121264163463664h20302010303030102020660kWh/m20,70,70,70,71,01,20,70,71,00,70,30,7 m3/(hm2)42281473067145143014 m3/(hper)102010103060108010101,480kWh/m2Godinja koliina toplote koja potie od dobitaka usled Sunevog zraenja:Qsol = Fsh Asol I sol sol[kWh/a]gde su: Fsh - faktor osenenosti zgrade (iz Tabela 2.4, 2.5 i 2.6): Fsh = Fhor Fov F fin gde su Fhor , Fov , F fin korekcioni faktori za 45 SG prema tabelama 2.4, 2.5 i 2.6. 104(5.28)(5.29) 15. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeZa staklene spoljne povrine: Asol , gl = g gl (1 FF ) AW,(5.30)gde su: g gl - faktor propustljivosti Sunevog zraenja u zavisnosti od vrste stakla (Tabela 2.7); FF - faktor rama; AW - povrina prozora (graevinskog otvora)Za spoljne zidove: Asol ,C = s ,C R s ,C U C AC(5.31) s,C - emisivnost spoljne povrine zida (kratkotalasno zraenje Sunca); s , C = 0,6 - vrednost za svetlije boje fasade i mermer 1 R s ,C = - otpor prelazu toplote za spoljnu stranu zida [m2K / W] he Srednja vrednost otpora prelazu toplote za spoljnu stranu zida: R = 1 [m2K / W] s ,C 25 2 I sol sol [kWh/m ] - vrednosti date u tabeli 1.4 Tabela 5.9 - Faktor osenenosti zgrade usled okolnih objekata Korekcioni faktor Fhor za 45o SG o Ugao [ ] J I,ZS01,001,001,00100,970,951,00200,850,820,98300,620,700,94400,460,610,90Tabela 5.10 - Faktor osenenosti zgrade usled nastreica Korekcioni faktor Fov za 45o SG o Ugao [ ] J I,ZVertikalni presek S01,001,001,00300,900,890,91450,740,760,80600,500,580,66105 16. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeTabela 5.11 - Faktor osenenosti zgrade usled vertikalnih ispusta na fasadi Korekcioni faktor Ffin za 45o SG o Ugao [ ] J I,ZHorizontalni presekS01,001,001,00300,940,921,00450,840,841,00600,720,751,00Tabela 5.12 - Faktor propustljivosti Sunevog zraenja u zavisnosti od vrste stakla gglVrsta zastakljenjaJednosrtuko obino staklo Dvostruko obino staklo Dvostruko staklo sa selektivnim niskoemisionim premazom Trostruko obino staklo Trostruko staklo sa dva selektivna niskoemisiona premaza Dupli prozor0,85 0,75 0,67 0,7 0,5 0,75Godinja potrebna toplota za grejanje za sisteme koji rade sa prekidom: Q H , nd ,interm = a H , red Q H , nd[kWh/a](5.32)gde su: QH ,nd ,interm - Godinja potrebna toplota za grejanje za sisteme koji rade sa prekidom [kWh/a] a H , red - bezdimenzijski faktor redukcije u zagrevanju;Bezdimenzijski faktor redukcije u zagrevanju rauna se kao: a H ,red = 1 3 H ,0 H (1 f H ,hr ) (5.33) gde je: f H , hr - odnos broja sati rada sistema za grejanje u toku nedelje prema ukupnom broju sati u nedelji. H - bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa i rauna se po formuli (5.23) H , 0 , - vremenske konstante [h]5.5 FINANSIJSKI ASPEKTI PRIMENE MERA UNAPREENJA ENERGETSKE EFIKASNOSTI ZGRADAPrimenom razliitih mera mogue je poboljati energetsku efikasnost, pri emu treba voditi rauna o finansijskim efektima primenjenih mera. Svaka zgrada, bilo nova ili postojea, moe se dovesti na nivo koji je blizak nultoj potronji, ali su esto investiciona ulaganja visoka i nisu ekonomski isplatiljiva. Zato je poreban sistematian pristup prilikom izbora mera koje e 106 17. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijedovesti do smanjenja potronje energije u zgradi na godinjem nivou, a sa druge strane biti isplatiljive i imati razuman period povraaja investicije. Primena svake pojedinane mere zavisi od namene zgrade, kao i od trenutnog ukupnog stanja u kome se zgrada nalazi. Ako je zgrada graena u periodu kada nije bilo propisa o termikoj zatiti, est je sluaj da su spoljni zidovi, krov, kao i konstrukcije ka negrejanim prostorima izvedeni bez termike izolacije. U tim sluajevima obavezno se razmatra poboljanje termike izolovanosti omotaa zgrade, kao i sanacija ili zamena prozora u cilju smanjenja transmisionih i ventilacionih gubitaka objekta. Ukoliko se analizom obuhvati i zamena izvora toplote i rekonstrukcija sistema grejanja, onda e predviena mera poboljanja omotaa rezultovati manjim kapacitetom novog izvora toplote i manjom povrinom grejnih tela u zgradi. Takoe je vano razmatrati efekte svake primenjene mere pojedinano, a zatim zbirni efekat nekoliko primenjenih mera, u tenji da se postigne zadovoljavajui period otplate investicije. Tehniki vek projekta utvruje se na osnovu fizikog trajanja opreme neophodne za odreenu meru ili projekat. Kod projekata, koji su sastavljeni od vie mera sa razliitim fizikim trajanjem, mora se izraunati potrebno ponavljanje mera sa kraim tehnikim vekom, da bi se pokrilo vreme trajanja mera sa najduim tehnikim vekom. Ekonomski vek projekta predstavlja period u kome projekat donosi profit (utede), koji je planiran i unet u studiju opravdanosti projekta. Ekonomski vek se koristi za ocenu finansijske isplativosti i ekonomske opravdanosti mera i projekta energetske efikasnosti. Neto utede u tekuim trokovima za svaku godinu, koje su nastale kao rezultat investicionih ulaganja u mere i projekat EE izraavaju se kao [6]: nB = (Bt Pe Ce )(5.34)t =1gde su: B ukupne godinje utede, Bt uteda energije za jednu godinu (t = 1 do n), Pe cena energije za jednu godinu, Ce promena eksploatacionih trokova u odnosu na situaciju pre primene projekta. Prost period povraaja investicije pokazuje vreme potrebno da se iz buduih prihoda (ostvarenih uteda) naplate ukupna investiciona ulaganja [6]: PBP =I B(5.35)gde su: PBP prost period povraaja investicije, I ukupno investiciono ulaganje, B godinji neto prihod projekta (neto utede). Dinamiki period povraaja investicije pokazuje vreme potrebno da se iz buduih prihoda projekta svedenih na sadanju vrednost, naplate investiciona ulaganja u poetnom trenutku. Za njegov obraun potrebno je izvriti diskontovanje projektovanih buduih prihoda projekta. Dinamiki period povraaja investicije rauna se kao [6]: POP =ln (1 d PBP ) , ln (1 + d )(5.36) 107 18. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijegde je: d - realna diskontna stopa. Neto sadanja vrednost dobija se kada se od sadanje vrednosti prihoda projekta oduzme sadanja vrednost ukupnih investicionih trokova projekta: NPV =B0 Bn B1 B2 + + + + PVI 0 1 2 (1 + d ) (1 + d ) (1 + d ) (1 + d )n(5.37)gde su: n ekonomski vek projekta u izraen u godinama, B neto priliv projekta u posmatranoj godini, d diskontna stopa, PVI sadanja vrednost ukupnih investicionih trokova projekta. Projekat je rentabilan kada je neto sadanja vrednost vea od nule, odnosno kada su svedene utede tokom ekonomskog veka projekta vee od ukupnih svedenih investicija. U protivnom, nema smisla ulagati u takav projekat. Interna stopa rentabilnosti je diskontna stopa, pri kojoj su izjednaene sadanja vrednost prihoda od uteda i sadanja vrednost ukupnih trokova projekta, odnosno diskontna stopa pri kojoj je neto sadanja vrednost projekta jednaka nuli:B0 Bn B1 B2 + + + + = PVI ; IIR = d 0 1 2 (1 + d ) (1 + d ) (1 + d ) (1 + d )n gde je: IRR = d B n(5.38)interna stopa rentabilnosti, neto prihod u n-toj godini, rok trajanja projekta u godinama.IRR projekta treba da bude vea ili najmanje jednaka diskontnoj stopi, koja odraava cenu sredstva za finansiranje projekta. IRR izabrane opcije projekta, mora biti via ili bar jednaka IRR ostalih analiziranih opcija projekta ili mogueg ulaganja sredstava. 5.6 PRIMERI PRIMENE MERA UNAPREENJA ENERGETSKE 5.6.1 Unapreenje sistema grejanjaMerenja potronje toplote za grejanje u zgradi koja se nalazi na Novom Beogradu (slika 5.7) i koja je povezana na sistem daljinskog grejanja, zapoela su sa grejnom sezonom 2002/03, nakon rekonstrukcije toplotne podstanice. Podstanica je rekonstruisana u potpunosti uz ugradnju cirkulacionih pumpi sa promenljivim brojem obrtaja koje rade sa promenljivim protokom grejnog fluida i ugraeno je merilo uroene toplote. Sva grejna tela kune instalacije opremljena su radijatorskim ventilima sa termostatskim glavama i deliteljima toplote. Na taj nain je omoguena lokalna regulacija toplotnog uinka, kao i praenje potronje toplote za grejanje na svakom grejnom telu, odnosno u svakom stanu. Stambena zgrada je blokovskog tipa gradnje, iz 80-tih godina prolog veka, sastoji se iz 5 lamela (sa zasebnim ulazima), spratnosti P+5+Pot, sa 135 stambenih jedinica i ukupne korisne povrine stambenog prostora od 6580 m2. Izmerena potronja toplote za grejanje u reprezentativnoj zgradi, koja je tokom projekta nazvana radna poreena je sa potronjom u zgradi bliznakinji, u kojoj nije vrena nikakva108 19. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijerekonstrukcija, osim ugradnje merila utroene toplote (kontrolna zgrada), i na taj nain je omogueno praenje uteda koje su postignute rekonstrukcijom grejnog sistema.Slika 5.7 Reprezentativna zgrada na Novom Beogradu na kojoj su vrena merenja Prosena godinja ostvarena uteda u potronji energije se kree na nivou od 10%. Na dijagramu prikazanom na slici 5.8 levo vidi se uporedna kumulativna potronja toplote radne i kontrolne zgrade. Uteda elektrine energije za pogon cirkulacionih pumpi sa promenljivim brojem obrtaja je znaajna i iznosi oko 2 MWh na godinjem nivou odnosno oko 40% (slika 5.8.desno). 3000 2002/032003/0430002004/052002/03 2003/04 2004/05250020002000 Uteda (kWh)Potronja toplote (MWh)250015001000 Radna38,1% 32,4%1000Kontrolna500150041,6%500 01.05.05.01.04.05.01.03.05.01.02.05.01.01.05.01.12.04.01.11.04.01.10.04.01.05.04.01.04.04.01.03.04.01.02.04.01.01.04.01.12.03.01.11.03.01.10.03.01.05.03.01.04.03.01.03.03.01.02.03.01.01.03.01.12.02.01.11.02.01.10.02.00Slika 5.8 Kumulativna potronja toplote za grejanje u radnoj i kontrolnoj zgradi tokom 3 grejne sezone (levo) i uteda elektrine energije za pogon cirkulacionih pumpi (desno) 5.6.2 Unapreenje termikog omotaaZa istu zgradu, na kojoj se prati potronja toplote iz godine u godinu, uraena je simulacija mera poboljanja termikog omotaa. Osnovni model zgrade M0 postavljen je za trenutno stanje zgrade, dok su unapreeni modeli oznani kao M1 do M5, kao to je prikazano u tabeli. Dodatno, model M00 je takoe uzet u razmatranje, i odnosi se na stanje zgrade pre rekonstrukcije sistema grejanja 2002. godine. Kao mere unapreenja razmatrano je poboljanje termike izolovanosti spoljnih zidova (dve razliite debljine i vrste termike izolacije), izolacija krova mineralnom vunom, zamena prozora i balkonskih vrata, kao i zbirni uticaj predloenih mera.109 20. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacije Model M00 M0 M1 M2 M3 M4 M5Mere unapreenja Stanje pre rekonstrukcije 2002 (bez lokalne regulacije) Postojee stanje Izolacija spoljnih zidova: 5 cm stiropor (=0.037 W/mK) Izolacija spoljnih zidova: 8 cm neopor (=0.031 W/mK) Izolacija spoljnih zidova: 8 cm neopor + Izolacija krova: 10 cm mineralna vuna (=0.041 W/mK) Zamena drvenih prozora i balkonskih vrata (U=2.9 W/m2K) novim PVC prozorima i balkonskim vratima (U=1.1 W/m2K) Izolacija spoljnih zidova: 8 cm neopor + Zamena drvenih prozora i balkonskih vrataDijagramima prikazanim na slikama 5.9 i 5.10 dati su rezultati analize primene mera unapreenja termikog omotaa zgrade. 70000 Pre rekonstrukcijeSpecifina potronja (kWh/m god)Gubici toplote (kW)2600 500potronjaTrenutno stanje120700trokovi Unapreeni modeli10060000 50000300 20040000603000040200002040080Trokovi grejanja (Euro/god)14080010000100 000 M00M0a)M1M2M3M4M0M1M2M3M4M5M5Slika 5.9 Uticaj mera na gubitke toplote zgrade (a) i na specifinu potronju toplote za grejanje i trokove grejanja (b) 40000080000 70000Investicija Eksploatacija25000050000200000400001500003000010000020000 100000a)M2M3M4M5Utede u novcu40 3020 100 M1Energetske utede50Uteda (%)6000050000Investicioni trokovi (Euro)30000060Esploatacioni trokovi (Euro/god)350000700b)M1M2M3M4M5Slika 5.10 Investicioni i eksploatacioni trokovi (a) i utede u energiji i novcu (b) Sa energetskog aspekta najbolji je model M5, meutim, ozimajui u obzir finansijeske aspekte, najisplativije je reenje koje nudi model M3, jer je period povraaja investicije najkrai.110 21. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacije5.6.2.1 Finansijski pokazatelji i analiza osetljivosti Za predloene setove mera unapreenja energetske efikasnosti zgrade (modeli od M1 do M5) sprovedena je analiza isplativosti i finansijske opravdanosti projekta unapreenja. ivotni vek projekta procenjen je na 20 godina. Na dijagramima koji slede (slika 5.11 i 5.12) prikazan je kumulativni tok novca (za model M4), kao i prost i dinamiki period povraaja incesticije i interna stopa rentabilnosti za sve modele.Slika 5.11 Kumulativni tok novca od trenutka ulaganja u unapreenje 7256PBP POP515IRR (%)Period otplate (godine)20104325 10a)0M1M2M3M4M5b)M1M2M3M4M5Slika 5.12 Period povraaja investicije (a) i interna stopa rentabilnosti (b) Na dijagramima 5.13 i 5.14 prikazana je analiza osetljivosti, odnosno promena finansijskih pokazatelja (POP i IIR) u funkciji promene cene energije i promene stope inflacije.Slika 5.13 Uticaj promene cene energije na dinmiki period otplate investicije i internu stopu rentabilnosti 111 22. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeSlika 5.14 Uticaj promene stope inflacije na dinmiki period otplate investicije i internu stopu rentabilnosti 5.6.3 Zamena prozora i utede u funkciji izvora snabdevanja toplotomZa istu zgradu, na kojoj se prati potronja toplote iz godine u godinu, uraena je simulacija mera zamene prozora i to: M1. Drveni dvostruki prozori obino staklo (postojee stanje) Uw= 2, 9 W/m2K M2. PVC trokomorni dvostruko zastakljeni, ispuna vazduh Uw= 1, 8 W/m2K M3. Al PVC petokomorni, dvostruko Low E staklo, argon Uw= 1, 1 W/m2K Potronja toplote za grejanje na godinjem nivou po kvadratu stana: M1. 137 kWh/m2 M2. 92 kWh/m2 uteda u toploti za grejanje od 45 kWh/m2 ili 32, 8% M3. 55 kWh/m2 uteda u toploti za grejanje od 82 kWh/m2 ili 59, 8% Na slici 5.15 prikazani su godinji trokovi za grejanje zgrade, kao i utede u novcu u fukciji vrste izvora toplote. 8001400 Struja700 Godinja uteda (din/m god)Daljinsko Ugalj10002Cena grejanja (din/m 2 god)1200800 600 400 200Daljinsko Ugalj500 400 300 200 10000M1a)Struja600M2M3M2M3b)Slika 5.15 Eksploatacioni trokovi (a) i utede u novcu (b) 5.6.4 Setovi mera unapreenja i finansijski pokazateljiKao primer je korieno deset postojeih zgrada na teritoriji optina Kanjia, oka i Novi Kneevac, za koje je sprovedena analiza potronje energije i primena mera unapraenja energetske efikasnosti. Na osnovu postojeeg stanja zgrada koje su obuhvaene analizom unapreenja energetske efikasnosti pristupilo se primeni sledeih mera: - izolacija spoljnih zidova mineralnom vunom debljine 10 mm; 112 23. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacije- zamena prozora sa drvenim ramom novim PVC prozorima sa dvostrukim staklom ili zaptivanje postojeih prozora; - uvoenje centralne regulacije rada sistema centralnog grejanja; - ugradnja radijatorskih ventila sa termostatskim glavama i novih cirkulacionih pumpi kod sistema grejanja koji ne koriste vrsto gorivo; - zamena starih kotlova novim, bez promene energenta. Dijagramom na slici 5.16 prikazani su ukupni investicioni trokovi primene mera unapreenja energetske efikasnosti zgrada po strukturi. Uteda u potrebnoj toploti za grejanje koja se postie na godinjem nivou razlikuje se u zavisnosti od stanja zgrade i termotehnikih instalacija u njoj, koje je zateeno pre rekonstrukcije. Veina zgrada nije imala nikakvu izolaciju spoljnih zidova i krova, dok su kotlarnice i kotlovi bili u prilino nezavidnom stanju. Zbirnom primenom navedenih mera ukupni gubici u zgradama smanjeni su za preko 30%, osim u hemiskoprehrambenoj srednjoj koli, gde su ulaganja minimalna i odnosila su se samo na izolaciju dela termikog omotaa i zaptivanje postojeih prozora. Zaptivanje prozora, umesto kompletne zamene predvieno je i u O.. Tihomir Ostoji u oki. U kotlarnicama dve kole nije predviena zamena postojeeg kotla, dok srednja kola Dositej Obradovi ima toplotnu podstanicu i vezu sa daljinskim sistemom grejanja. 250000100%80%20000070% 60%15000050% 40%10000030% 20%5000010%ProzoriO UO br " "DSOOmota RegulacijaZg ra da"J"J JZ "JZ "T O pr ehPOO He m"D rT"B J"F" iO S"K"JO kt "O "1 0 O O st "0JZ "0%Ukupna investiciona ulaganja (EUR)Struktura investicionih trokova (%)90%Kotao InvesticijaSlika 5.16 Struktura investicionih trokova mera unapreenja za deset postojeih zgradaUGALJ35 UGALJKotao60Regulacija30GASGASGAS40UGALJProzoriGAS5030 25DALJINSKOGASOmota20 150 O br "O Zg ra da"D"J O SZ" "J J POemO pr ehTO st " rT H"D O SF""J J"K i O O O U0 JZ "5"B J"10Z"10O kt "20Ukupni period povraaja investicije (god)UkupnoGAS70"1 0Period povraaja investicije za pojedinane mere (god)Dijagramom na slici 5.17 prikazan je period povraaja investicije za svaku od primenjenih mera pojedinano, kao i zbirni period povraaja investicije za sve primenjene mere.Slika 5.17 Period povraaja investicionih ulaganja za pojedinane mere i zbirni period povraaja investicionih trokova 113 24. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeKada se analizira mera unapreenja sistema grejanja, kroz zamenu postojeeg kotla i uvoenje automatske regulacije rada sistema, moe se zakljuiti da je ova mera izuzetno znaajna sa aspekta racionalnog korienja energije, poveanja stepena korisnosti, spreavanja pregrevanja prostorija, kao i njihovo grejanje u periodima kada se ne koriste, kao to su asovi tokom noi i tokom vikenda. To se jasno uoava kroz period povraaja investicije. Ulaganje u termiku izolaciju i zamenu prozora znaajno umanjuje toplotne gubitke zgrade, naroito kod zgrada iji su spoljni zidovi izvedeni bez izolacije. Najvei uticaj na period povraaja investicije ima vrsta energenta koji se koristi u sistemu centralnog grejanja. S obzirom da je cena uglja znaajno nia od cene gasa, zgrade kod kojih se koristi ugalj kao energent imaju jako nepovoljan period povraaja investicionih ulaganja u sanaciju termikog omotaa zgrade. 5.6.5 Uticaj izbora izvora snabdevanja energijom za novu zgraduZgrada koja se koristi u ovom primeru je novo projektovana zgrada u centru Beograda. U pitanju je stmbeno poslovni objekat ukupne korisne povrine 1300m2. Termiki omota zgrade je projektovan sa dobrom termikom zatitom (U = 0.37 W/m2K za spoljne zidove), i prosenim kvalitetom prozora (Uw =1.8 W/m2K, a=0.4 m3/mhPa2/3). Model zgrade je prikazan na slici 5.18.Slika 5.18 3D model zgrade u Cvijievoj ulici u Beogradu Na slici 5.19 prikazana je potrebna finalna energija za grejanje i hlaenje zgrade tokom godine, a na slici 5.20 struktura potrebne finalne i primarne energije - za bazni model M0. 30000 Mesene energetske potrebe (kWh)Grejanje200002Grejanje: 55 kWh/m Hlaenje: 88 kWh/m2Hlaenje100000-10000-20000-30000 JanFebMarAprMajJunJulAvgSeptOktNovSlika 5.19 Potrebena finalna energija za grejanje i hlaenje model M0114Dec 25. Energetska efikasnost sistema grejanja i klimatizacijeo Osnovni model (M0): Prikljuak na daljinsko grejanje, Lokalni klimatizeri (split-sistemi), individualna priprema STV po stanovima kotienjem elektrinih bojlera; o Model M1: lokalna kotlarnica na gas, Lokalni klimatizeri (multi split sistemi) za svaki stan, individualna priprema STV po stanovima kotienjem elektrinih bojlera; o Model M2: geotermalna toplotna pumpa sa tlom kao izvorom toplote, koja se koristi i u reimu hlaenja, centralni solarni sistem sa rezervoarom za pripremu STV i dodatnim elektrinim grejaem.2Godinja potrebna energija (kWh/m )300 Osvetljenje STV Hlaenje Grejanje250 200 150 100 50 0FinalnaIsporuenaPrimarnaSlika 5.20 Potrebena finalna i primarna energija model M0 Na slici 5.21 dat je prikaz potrebne primarne energije za funkcionisanje tehnikih sistema u zgradi na godinjem nivou, u zavisnosti od razliitih izvora snabdevanja energijom, uz poreenje osnovnog modela M0, sa unapreenim modelima M1 i M2.2Godinja primarna energija (kWh/m )300 Osvetljenje STV Hlaenje Grejanje250200150100500 M0M1M2Slika 5.21 Potrebena primarna energija za modele M0, M1 i M2115