TP12_MetodologijaProracunaPotrebneGodisnjeEnergije_Handsout

KOMISIJA ZA POLAGANjE STRUNOG ISPITA ZA OBLAST ENERGETSKE EFIKASNOSTI ZGRADA

Tematsko poglavlje 12 Metodologija prorauna potrebne godinje energije

Prof. dr Maja Todorovi

INENjERSKA KOMORA SRBIJE

Metodologija prorauna potrebne godinje energije

1 Komisija za polaganje strunog ispita za oblast energetske efikasnosti

SADRAJ

12.1. Uvodna razmatranja - standardi podrke implementaciji Direktive 2010/31/EU 12.2. Metode prorauna godinje potrebne toplote za grejanje

12.2.1. Metoda stepen dana

12.2.2. Metoda potpuno definisanog mesenog modela prema SRPS EN ISO 13790

12.3. Proraun ukupne godinje potrebne toplote 12.3.1 Potrebna godinja energija za pripremu STV 12.3.2 Gubici u sistemu grejanja i sistemu za pripremu STV

12.4. Potrebna godinja energija za hlaenje i ventilaciju 12.5. Isporuena i primarna energija, godinja emisija CO2 12.6. Primeri



12.1 Uvodna razmatranja Direktiva EPBD i zakonski okvir

Uvoenjem Direktive o energetskim karakteristikama zgrada Evropska Unija odluno pokuava da obezbedi mehanizme podstaknute tritem kako bi poboljala energetsku efikasnost u zgradama, ili, drugim reima, odredila ekonomsku vrednost ouvanja energije. Sutina je u tome da se sistematski pristupi oceni energetskih karakteristika odreene zgrade, kao i integrisanih tehnikih sistema koji predstavljaju potroae energije. Direktiva je postala aktivni deo zakonodavstva u zemljama Evropske Unije krajem 2009. godine. Zakonom o planiranju i izgradnji (Sl. Glasnik RS, br. 72/2009) uvodi se obaveza izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada, koji e biti sastavni deo tehnike dokumentacije koja se prilae uz zahtev za izdavanje upotrebne dozvole. Od izuzetne je vanosti propisivanje jedinstvene metodologije prorauna potronje energije u zgradama koja e se primenjivati na nacionalnom nivou. Takoe je vano da podzakonska akta budu primenljiva u praksi, sadre sve porebne podatke i nephodne tehnike zahteve za projektovanje zgrada i elektro-mainskih sistema koji treba da obezbede uslove komfora.

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. 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 dovesti do smanjenja potronje energije u zgradi na godinjem nivou, a sa druge strane biti isplatiljive i imati razuman period povraaja investicije.

Potpisivanjem Ugovora sa Energetskom Zajednicom 1 , Republika Srbija je preuzela obavezu implementacije tri evropske direktive u nacionalno zakonodavstvo. To su sledee direktive:

- Direktiva 2006/32/EC o efikasnosti korienja finalne energije i energetskih usluga (engl. Directive on energy end-use efficiency and energy services);

- Direktiva 2010/31/EU o energetskim svojstvima zgrada (engl. Directive on the energy performance of buildings -referred to as EPBD);

- Directive 2010/30/EU o etiketiranju indikacije i standardne informacije o potronji energije proizvoda i drugih resursa (engl. Directive on the indication by labelling and standard product information of the consumption of energy and other resources by energy-related products).

Donoenjem Pravilnika o energetskoj efikasnosti zgrada i Pravilnika o uslovima, sadrini i nainu izdavanja sertifikata o energetskim svojstvima zgrada (Sl. Glasnik RS, br. 61/2011), detaljnije se ureuje oblast postupka energetske sertifikacije zgrada.

Praktina primena Direktive o energetskim karakteristikama zgrada (EPBD) zahtevala je niz standarda koji bi pomogli u njenoj implementaciji. Na slici 12.1 prikazane su grupe standarda razvrstane u sekcije, a koji se odnose na metodologije prorauna koji su neophodni prilikom ocenjivanja energetskih karakteristika zgrada.

1 Odluke Ministarskog Saveta Energetske zajednice od decembra 2009. i (Decision No 2009/05/MC-EnC) i

septembra 2010. (Decision No 2010/02/MC-EnC)



12.1 Pregled CEN standarda za EPBD, saglasno CEN/TR 15615 2 (Umbrella Document) Standard EN ISO 13790 daje metodologiju prorauna potrebne energije za grejanje i

hlaenje u zgradama i pokriva tri razliita pristupa prorauna: - potpuno definisani kvazi-stacionarni meseni metod prorauna (posebna opcija je

sezonski metod); - potpuno definisani uproeni dinamiki proraun baziran na asovnim vrednostima i - metod prorauna koji podrazumeva detaljnu dinamiku simulaciju ponaanja zgrade u

termikom smislu. Meseni metod daje korektne vrednosti na godinjem nivou, ali rezultati dobijeni za

pojedine mesece, naroito u prelaznim periodima (prolee, jesen) mogu imati velika relativna odstupanja. Uproeni asovni metod je ponuen kako bi se prorauni dopunili asovnim rasporedima u korienju prostora, ureaja, osvetljenja, sistema za grejanje i hlaenje, ventilaciju, senenja zgrade, itd. Ovaj metod daje asovne vrednosti potrebne energije za grejanje i hlaenje, ali pojedine vrednosti dobijene ovom metodom mogu imati velika relativna

2 http://www.cres.gr/greenbuilding/PDF/prend/set1/TR15615-CEN-BT-WG173-

N68_Umbrella_document_V7_excl_Annex_D-.pdf

Sekcija 3 - Proraun potrebne energije (grejanje, hlaenje, osvetljenje):

EN ISO 13790:2008 - potrebna energija za grejanje i hlaenje EN 15255 - hlaenje - sloeno - validacije EN 15265 - hlaenje - grejanje - dinamiki proraun - validacije

Sekcija 2 - Proraun isporuene energije:

EN 15316 - grupa standarda - grejanje; 2 naina, prema EN 13790 EN 15316-3 - potrona topla voda EN 15377 - grejanje - integrisani sistemi; 2 naina, prema EN 13790 EN 15243 - hlaenje; 2 naina, prema EN 13790 EN 15241 - ventilacija EN 15232 - automatika i kontrola; optimizacija EN 15193 - osvetljenje

Sekcija 1 - Proraun ukupne energije - iskoriena energija:

EN 15603 - relevantne energije i metode energetskih nivoa -nove i postojee zgrade EN 15217 - za l. 4, 5, 6 i 7 EPBD2 - energetske performanse EN 15459 - proraun ekonominosti sistema grejanja i drugih tehnikih sistema

Sekcija 4 - Standardi podrke - ulazni podaci za standarde iz Sekcije 3: EN ISO 13789:2007, EN ISO 13786:2007, EN ISO 10456:2007, EN 15242:2007, EN 13779:2007, EN ISO 13791:2004, EN ISO 13792:2005, EN ISO 15927

Sekcija 5 - Monitoring i verifikacija energetske performanse: EN 12599, EN 13829, EN ISO 12569, EN 13187, EN 15378:2007, EN 15239:2007, EN 15240:2007



odstupanja. Dinamika simulacija termikog ponaanja zgrade je svakako najbolja opcija, ali je dobijanje korektnih rezultata usko povezano sa korektno unetim ulaznim podacima za proraun. Ulazni podaci za dinamike simulacije su brojni, pa modeliranje svakog objekta ponaosob zahteva znaajno vreme i strunost u ovoj oblasti. Ukoliko se primenjuje asovni proraun ili dinamika simulacija, neophodno je imati ulazne podatke o spoljnoj klimi lokacije na kojoj se objekat nalazi u vidu tipine meteoroloke godine (TMG), u kojoj se daju asovne vrednosti uticajnih parametara na razmenu toplote sa okolinom.

Kada je u pitanju metodologija prorauna potronje energije koja se daje standardima, pojednostavljena ema je prikazana na slici 12.2.

12.2 Pregled standarda koji definiu metodologiju prorauna potronje energije u zgradama Direktiva se odnosi na nove objekte, kao i na postojee koji se rekonstruiu, izdaju ili

prodaju, sa posebnim osvrtom na zgrade javne namene. Data je podela zgrada prema nameni i definisano je 8 kategorija objekata:

1. Porodine kue sa jednom stambenom jedinicom; 2. Stambene zgrade sa vie stanova; 3. Administrativne i druge poslovne zgrade sa kancelarijskim prostorom, 4. kolske i fakultetske zgrade, vrtii i druge vaspitno-obrazovne ustanove, 5. Bolnice i ostale zgrade za zdravstvenu zatitu, 6. Hoteli i sline zgrade ugostiteljske namene, 7. Sportski centri i dvorane, 8. Zgrade veleprodaje i maloprodaje i 9. Ostale vrste zgrada koje troe energiju radi ostvarivanja odreenih uslova. Definisanje energetskih performansi podrazumeva, pre svega, definisanje potrebne

energije za: - grejanje, - hlaenje, - ventilaciju,

, 2 - N 15315

N 15251

EPBD - 2010/31/EU 3 -

7. - N 15217

4. - N 15217

N 13790

N 15241

N 15193

- N 15316

,

316N 15



- pripremu potrone tople vode i - ovetljenje. Nakon odreivanja potreba objekta za energijom (na osnovu EN ISO 13790), pristupa se

analizi elektro-mainskih instalacija, odnosno tehnikih sistema koje obezbeuju uslove komfora i ujedno predstavljaju potroae energije (standardi iz sekcije 2). U zavisnosti od primenjenog sistema i nivoa automatske regulacije, raunaju se gubici (u tranasformaciji energije, transportu...) svakog pojedinog sistema, kako bi se dolo do podatka o energiji koja treba da bude isporuena iz odgovarajueg izvora. Zbog razliitosti izvora snabdevanja energijom, izraunava se godinja potrebna primarna energija, preko odgovarajueg faktora primarne energije (standardi iz sekcije1).

Standardi iz sekcije 4 predstavljaju standarde podrke sekciji 3, odnosno daju metodologiju prorauna pojedinih veliina koje ine ulazni podatak za proraune prema EN ISO13790, kao to je, npr, koeficijent transmisionih gubitaka ili dinamika toplotna karakteristika. Sekciju 5 ine standardi koji propisuju naine ispitivanja i verifikacije energetskih performansi zgrada, kao to su: Ispitne procedure i metode merenja kod ventilacionih sistema (EN 12599), Odreivanje vazdune propustljivosti zgrada - Metod ventilatora - Diferencijalni pritisak (EN 13829), Odreivanje izmene vazduha u zgradama - Metod gasnog traga (EN ISO12569), Kvalitativna detekcija termikih iregularnosti u omotau zgrade - Infracrveni metod (EN 15378), Pregledi bojlera i sistema grejanja (EN 12599) itd.

Nain izraavanja energetskih svojstava vri se preko energetskog sertifikata (pasoa), to preporuuju standardi EN 15217 i EN 15603, na nain koji je prepoznatljiv i lako razumljiv. Izraavanje energetskih svojstava se vri preko odreenih indikatora koji odreuju energetski razred, ili su izraeni strelicom na skali u boji. Na slici 12.3 uporedo su prikazane prve strane energetskog pasoa iz standarda EN 15217 i pasoa Republike Srbije.

12.3 Izgled prve strane energetskog pasoa prema standardu (levo) i pasoa RS (desno)

1. 2.

, :

:

// :

: : / :

AN [m2]: QH,nd,rel

[%] QH,nd

[kWh/(m2a)] 45 34

15

25

50

100

150

200

250

> 250

: :

____________________________ .. () : EE :

____________________________ .. () :

/ :



Nacionalni energetski paso za stambene i nestambene zgrade se razlikuje, ali oba imaju pet strana na kojima se prikazuju sledei podaci:

Prva strana - opti podaci i podatak o energetskom razredu; Druga strana - podaci o klimi, termotehnikim sistemima i elementima term. omotaa; Trea strana - energetske potrebe, primarna energija i izmerena potronja energije; etvrta strana - predlog mera za unapreenje EE zgrade i Peta strana - objanjenje korienih tehnikih pojmova.

12.2 Metode prorauna godinje potrebne toplote za grejanje 12.2.1 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:

psu

GUBQq

= [W/K], (12.1)

onda je potrebna koliina toplote za grejanje po danima: 24)( 11 = suqQ [Wh/dan] (12.2) 24)( 22 = suqQ [Wh/dan] 24)( 33 = suqQ [Wh/dan]

...

24)( = snun qQ [Wh/dan] pa je energija potrebna za ceo grejni period, odnosno celu grejnu sezonu:

)(2411

snu

Z

n

Z

nng qQQ ==

==

[Wh/god], (12.3)

gde je Z broj dana u grejnoj sezoni. Broj STEPEN-DANA je:

)(1

snu

Z

n

SD = =

, (12.4)

pa izraz (12.3) ima oblik: SDqQQ

Z

n

ng ===

241

[Wh/god], (12.5)

Ako se uvede pojam srednje temperature grejnog perioda g, onda se broj stepen-dana moe napisati u obliku:

( )guZSD = , (12.6)



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:

=

=

Z

nsnuZSD

1 , (12.7)

Ovde 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:

=

+=Z

nsngggguZSD

1)()( , (12.8)

Izraz (12.8) se koristi za praktino izraunavanje broja SD, to je grafiki prikazano na slici 12.4.

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.

Slika 12.4 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 12.1 Broj stepen-dana SD, broj dana Z i srednja temperatura g za gradove u Srbiji MO SD Z g MESTO SD Z g

Aleksinac 2517 176 5,7 Leskovac 2625 181 5,5 Beograd 2520 175 5,6 Poarevac 2588 181 5,7 Beej 2797 184 4,8 Negotin 2818 183 4,6 Bor 3100 200 4,5 Ni 2613 179 5,4 Valjevo 2784 192 5,5 Novi Sad 2679 181 5,2 Vranje 2675 182 5,3 Panevo 2712 182 5,1 Vrac 2556 180 5,8 Pirot 2610 180 5,5 Gornji Milanovac 3078 208 5,2 Prokuplje 2604 186 6 Divibare 3839 243 4,2 Senta 2824 187 4,9 Zajear 2880 192 5 Smederevo 2610 180 5,5 Zlatibor 3728 239 4,4 Sombor 2850 190 5 Zrenjanin 2748 182 4,9 Sremski Karlovci 2496 177 5,9 Jagodina 2599 178 5,4 Sremska Mitrovica 2738 185 5,2 Kikinda 2763 183 4,9 Uice 3015 201 5 Kopaonik 5349 311 2,8 aak 2755 190 5,5 Kragujevac 2610 180 5,5 uprija 2380 163 5,4 Kraljevo 2628 180 5,4 abac 2588 181 5,7 Kruevac 2654 183 5,5 id 2686 184 5,4

Proraun godinje potronje energije za grejanje metodom broja stepen-dana odreuje se na sledei nain:

eySDQQ

spu

GUBg

=

24

[Wh/god], (12.9)

gde 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 12.2),

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:

bt eee = , (12.10) gde je: et faktor temperaturskog ogranienja (Tabela 12.3), 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:

gu

gumte

= , (12.11)

gde je: 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.

Tabela 12.2 Koeficijent jednovremenosti Koeficijent y vrednost normalno vetroviti predeli i zaklonjen poloaj 0,63 normalno vetroviti predeli i otvoren poloaj 0,60 vetroviti predeli i zaklonjen poloaj 0,58 vetroviti predeli i otvoren poloaj 0,55

Tabela 12.3 Koeficijent temperaturskog ogranienja et Vrsta zgrade et

Bolnice i zgrade sline namene 1,00 Stambene zgrade sa grejanjem svih prostorija 0,95 Stambene zgrade sa nonim ogranienjem u zagrevanju, administrativne zgrade, trgovine i drugi slini objekti velikih akumulacionih sposobnosti u podrujima umerene klime

0,90

Administrativne zgrade sa manjon akumulacionom sposobnosti u podruju otre klime

0,85

kole sa jednom smenom nastave i velikom akumulacionom sposobnou

0,80

kole sa jednom smenom nastave i malom akumulacionom sposobnou

0,75

Tabela 12.4 Koeficijent eksploatacionog ogranienja eb Vrsta zgrade eb

Stalno grejani objekti (stambene zgrade, bolnice)

1,00

Stambene zgrade sa nonim ogranienjem u zagrevanju subotom, nedeljom i praznicima (kancelarije, administrativne zgrade, banke, trgovine i sli.)

0,90

kole 0,75

12.2.2 Proraun metodom potpuno definisanog mesenog modela Godinja potrebna toplota za grejanje, QH,nd se prema SRPS EN ISO 13790:2008, za

sisteme koji rade bez prekida u zagrevanju, rauna po sledeoj formuli:



gnHgnHhtHndH QQQ ,,,, =

[kWh/a] (12.12)

gde su: htHQ , - Godinja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote [kWh/a] gnH , - Faktor iskorienja dobitaka toplote za period grejanja gnHQ , - 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:

f

ndHanH A

QQ ,,

= [kWh/(m2 a)] (12.13)

gde je: Af korisna povrina grejanog dela zgrade [m2]

Godinja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote obuhvata toplotu koja je potrebna za nadoknadu transmisionih TQ i ventilacionih gubitaka toplote vQ :

vThtH QQQ +=, [kWh/a] (12.14)

Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunevog zraenja:

solgnH QQQ += int, [kWh/a] (12.15)

gde su:

Qint - Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote [kWh/a] solQ - Godinja koliina toplote koja potie od dobitaka usled Sunevog zraenja [kWh/a]

pa se godinja potrebna toplota za grejanje moe izraziti na sledei nain:

( ) ( )solgnHvTndH QQQQQ ++= int,,

[kWh/a] (12.16)

Godinja potrebna toplota za nadoknadu gubitaka toplote rauna se po formuli: ( ) 3

,1024 += HDDHHQ VThtH

[kWh/a] (12.17)

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 12.1)

Koeficijent transmisionog gubitka toplote:

AUgDT HHHHH +++=

[W/K] (12.18)

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:

++=i k j

jkkiiD lUAH

[W/K] (12.19)

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. U tom sluaju koeficijent transmisionog gubitka toplote zgrade (ili dela zgrade), HT [W/K], izraunava se po obrascu:

( ) +=i

TBiixiT HAUFH (12.20)

gde su: Fxi - faktor korekcije temperature za i-ti graevinski element, koji se usvaja prema Tabeli 12.5; Ui [W/(mK)] - koeficijent prolaza toplote i-tog graevinskog elementa, povrine Ai [m2].

Tabela 12.5 Otpori prelazu toplote i korekcija temperature Otpor prelazu toplote,

u mK/W Toplotni protok ka spoljnjoj sredini, preko graevinskog elementa odreenog tipa Rsi Rse Rsi + Rse

Faktor korekcije

temperature, Fxi Graevinski elementi koji se granie sa spoljnim vazduhom

Spoljni zid neventilisan ventilisan

0,13 0,13

0,04 0,13

0,17 0,26

1,0 1,0

Ravni krovovi:

neventilisano ventilisano

0,10 0,10

0,04 0,10

0,14 0,20

1,0 1,0

Meuspratna konstrukcija iznad otvorenog prolaza: neventilisano ventilisano

0,17 0,17

0,04 0,17

0,21 0,34

1,0 1,0

Kosi krovovi: neventilisani ventilisani

0,10 0,10

0,04 0,10

0,14 0,20

1,0 1,0



- nastavak tabele 12.5 - Otpor prelazu toplote,

u mK/W Toplotni protok ka spoljnjoj sredini, preko graevinskog elementa odreenog tipa Rsi Rse Rsi + Rse

Faktor korekcije

temperature, Fxi

Graevinski elementi koji se granie sa negrejanim prostorima Zid ka negrejanom prostoru 0,13 0,13 0,26 0,5 Meuspratna konstrukcija ka negrejanom krovnom prostoru

0,10 0,10 0,20 0,8

Meuspratna konstrukcija iznad negrejanog prostora 0,17 0,17 0,34 0,5 Zid ka negrejanoj zimskoj bati (stakleniku), sa spoljnim zastakljenjem zimske bate: Jednostruko staklo, U > 2,5 W/(mK) Izolaciono staklo, U 2,5 W/(mK) Poboljano staklo, U 1,6 W/(mK)

0,13

0,13

0,26

0,7 0,6 0,5

Graevinski elementi u kontaktu sa tlom Zid u tlu, ili delimino ukopan 0,13 0,0 0,13 0,6 Pod na tlu 0,17 0,0 0,17 0,5 Meuspratna konstrukcija u tlu 0,10 0,0 0,10 0,6

Graevinski elementi izmeu dva grejana prostora razliite temperature Zid izmeu zgrada, zid koji razdvaja prostore razliitih korisnika, ili zid ka grejanom stepenitu 0,13 0,08 0,21 0,8 Meuspratna konstrukcija koja razdvaja prostor izmeu razliitih korisnika 0,10 0,08 0,18 0,8

Transmisioni toplotni gubitak zgrade (ili dela zgrade) usled uticaja toplotnih mostova u termikom omotau zgrade (ili dela zgrade), HTB [W/K], iznosi:

AUH TBTB = (12.21)

gde je A [m2] zbirna povrina spoljnih graevinskih elemenata (termiki omota objekta spoljne mere).

Usvaja se vrednost UTB = 0,10 W/(mK). Ukoliko je uticaj toplotnih mostova ve uzet u obzir pri proraunu koeficijenta prolaza

toplote U, graevinskog elementa, granina povrina kroz koju se toplota prenosi A, kod uvaavanja uticaja toplotnog mosta moe se umanjiti za povrinu graevinskog elementa za koji je koeficijent prolaza toplote na taj nain odreen. Transmisioni toplotni gubitak usled uticaja toplotnog mosta, HTB [W/K], tada iznosi:

corTBTB AUH = (12.22) gde je Acor [m2] zbirna povrina spoljnih graevinskih elemenata (spoljni omota objekta), umanjena za povrine graevinskih elemenata za koje su izraunati koeficijenti prolaza toplote sa ukljuenim toplotnim mostovima.

Toplotni mostovi Toplotni most je mesto smanjenog otpora prolazu toplote u odnosu na konstrukciju u

kojoj se nalazi, odnosno mesto u termikom omotau na kome se javlja poveani toplotni fluks. Pojava toplotnih mostova moe znaajno uticati na poveanje transmisionih gubitaka toplote zgrade.



Slika 12.5 Prikaz termovizijskog snimka fasade na kome se uoava toplotni most U zavisnosti od toga ta prouzrokuje pojavu toplotnog mosta, razlikujemo: - konstruktivni toplotni most (promena vrste materijala u konstrukciji, kao na sl.12.5) - geometrijski toplotni most (promena oblika konstrukcije, na primer uglovi, ljebovi,

ispupenja...) Na slikama 12.6 do 12.9 prikazani su tipini toplotni mostovi.

Slika 12.6 Geometrijski toplotni most na uglu kada nema toplotne izolacije (levo) i saniran toplotni most ugradnjom izolacije sa spoljne strane (desno)

Slika 12.7 Temperatura (levo) i toplotni fluks (desno) u preseku toplotnog mosta prouzrokovanog promenom materijala



Slika 12.8 Temperatura (levo) i toplotni fluks (desno) u preseku toplotnog mosta prouzrokovanog promenom debljine konstrukcije (pojava ljeba na fasadi)

Slika 12.9 Temperatura (levo) i toplotni fluks (desno) u preseku toplotnog mosta prouzrokovanog promenom geometrije konstrukcije (kod ispupenja na fasadi)

Toplotni mostovi prouzrokuju poveane gubitke toplote, pojavu kondenzacije na unutranjoj povrini spoljnog zida, kao i unutar same konstrukcije. Posledice koje se javljaju zbog pojave toplotnih mostova su: oteenja konstrukcije usled pojave vlage i bui, mehanika oteenja materijala zida i toplotne izolacije usled pojave smrzavanja kondenzata, naruavanje mehanike stabilnosti konstrukcije.

Proraun toplotnih mostova mogue je izvriti na nekoliko naina: - paualnim dodatkom na koeficijent transmisionog gubitka toplote; - pojednostavljenim metodama prema SRPS EN ISO 14683:2008 (katalog) - detaljhnim proraunom prema SRPS EN ISO 10211:2008.

Specifini transmisioni gubitak toplote:

Srednja vrednost koeficijenta prolaza toplote za zgradu:

f

TT A

HH ='

[W/(m2K)] (12.23)

gde su:

HT - Koeficijent transmisionog gubitka toplote [W/K] Af povrina termikog omotaa zgrade [m2]



Koeficijent ventilacionog gubitka toplote:

ii

ipaV nVcH = [W/K] (12.24) gde su:

V zapremina grejanog prostora [m3] n broj izmena vazduha na as [h-1]

]m

J[1200 3 Kc pa = a - gustina vazduha [kg/m3] pc - 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 12.6 i 12.7.

Tabela 2.20 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

Broj izmena vazduha n [h-1] Broj izmena vazduha n [h-1] Izloenost fasade vetru Vie od jedne fasade Samo jedna fasada Zaptivenost Loa Srednja Dobra Loa Srednja Dobra Otvoren poloaj zgrade 1,2 0,7 0,5 1,0 0,6 0,5 Umereno zaklonjen poloaj

0,9 0,6 0,5 0,7 0,5 0,5

Veoma zaklonjen poloaj 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Tabela 12.7 Broj izmena vazduha na as u zavisnosti od zaklonjenosti i klase zaptivenosti zgrade (prema SRPS EN ISO 13789) Pojedinane porodine kue sa prirodnom ventilacijom

Broj izmena vazduha n [h-1] Zaptivenost Loa Srednja Dobra Otvoren poloaj zgrade 1,5 0,8 0,5 Umereno zaklonjen poloaj 1,1 0,6 0,5 Veoma zaklonjen poloaj 0,76 0,5 0,5

Faktor iskorienja dobitaka toplote za period grejanja rauna se pomou sledee formule:

( )1, 11

+

=H

H

a

H

a

HgnH

(12.25)

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:

htH

gnHH Q

Q,

,

= (12.26)

Bezdimenzioni numeriki parametar aH zavisi od vrednosti vremenske konstante i rauna se prema formuli:

0,0,

HHH aa

+=

(12.27) gde je: - vremenska konstanta [h]

i rauna se kao odnos dinamikog toplotnog kapaciteta i zbira koeficijenata transmisionih i ventilacionih gubitaka toplote:

VT

m

HHC

+=

3600/

(12.28) 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:

00,1,

=gnH - Teki tip gradnje; 98,0

,=gnH - Srednje-teki tip gradnje;

90,0,

=gnH - Laki tip gradnje.

Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote i dobitaka usled sunevog zraenja:

solgnH QQQ += int, [kWh/a] (12.29)

Godinja koliina toplote koja potie od unutranjih dobitaka toplote predstavlja zbir dobitaka toplote od ljudi i elektrinih ureaja (Tabela 12.9) i rauna se prema:

( )EPf qqAQ +=int

[kWh/a] (12.30)

gde su: Af korisna povrina zgrade [m2],

Pq - dobici toplote od ljudi, Eq - dobici toplote od elektrinih ureaja.



Tabela 12.8 Srednje mesene temperature vazduha, srednje mesene sume zraenja i broj stepen dana za svaki mesec grejne sezone ( SD=HDD)

Mesec I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Zima

(oC) 0,9 3,0 7,3 12,5 17,6 20,6 22,3 22,0 17,7 12,7 7,2 2,6 5,6

(kWh/m2) 42,75 60,35 103,86 133,65 170,43 181,23 192,83 170,43 127,58 88,94 45,50 33,87 398

J (kWh/m2) 64,25 76,98 96,43 86,73 86,28 81,43 90,31 99,43 107,38 109,22 66,52 52,80 455

,

(kWh/m2) 32,57 55,35 79,80 96,05 112,90 116,78 125,22 114,37 91,32 67,21 34,67 25,53 310

(kWh/m2) 17,42 22,38 36,04 44,64 55,69 56,88 58,27 52,83 38,78 29,16 17,93 14,31 145

HDD = 2520 585 458 370 102 0 0 0 0 0 101 373 531

e

Godinja koliina toplote koja potie od dobitaka usled Sunevog zraenja:

solsolsolshsol IAFQ = [kWh/a] (12.31)

gde su: shF - faktor osenenosti zgrade (iz Tabela 12.10, 12.11 i 12.12):

finovhorsh FFFF = (12.32) gde su finovhor FFF ,, korekcioni faktori za 45 SG.

Za staklene spoljne povrine: ( ) WFglglsol AFgA = 1,

, (2.33) gde su:

glg - faktor propustljivosti Sunevog zraenja u zavisnosti od vrste stakla (Tabela 12.13); FF - faktor rama; WA - povrina prozora (graevinskog otvora)

Za spoljne zidove: CCCsCsCsol AURA = ,,, (12.34)

Cs ,

- emisivnost spoljne povrine zida (kratkotalasno zraenje Sunca); 6,0

,=Cs - vrednost za svetlije boje fasade i mermer

e

Cs hR 1

,= - otpor prelazu toplote za spoljnu stranu zida [m2K / W]



Srednja vrednost otpora prelazu toplote za spoljnu stranu zida: 251

,=CsR [m

2K / W]

solsolI [kWh/m2] - vrednosti date u tabeli 12.8.

Tabela 12.9 Dobici toplote od ljudi i elektrinih ureaja (prema SRPS EN ISO 13790) Tip zgrade 1 2 3 4 5 6 7 8 9) Ostale zgrade Jedi-

nica

Ulazni podaci

Stam

ben

a zg

rada

sa

jedn

im st

ano

m

Stam

bena

zgra

da sa

v

ie

stan

ova

Poslo

vn

a zg

rada

Zgra

de nam

enjen

e

obr

azov

anju

Boln

ice

Res

tora

ni

Trgo

vin

ski c

entr

i

Sport

ski c

entr

i

Sale

za

sa

stan

ke i

prez

enta

cije

Indu

strij

ske

zgra

de

Skla

dita

Un

utr

an

ji baz

eni

Unutranja projektna temperatura za zimski period

20 20 20 20 22 20 20 18 20 18 18 28 C

Unutranja projektna temperatura za letnji period

26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 28 C

Povrina po osobi (zauzetost) 60 40 20 10 30 5 10 20 5 20 100 20 m

2/per

Odavanje toplote po osobi 70 70 80 70 80 100 90 100 80 100 100 60 W/per

Odavanje toplote ljudi po jedinici povrine

1,2 1,8 4,0 7,0 2,7 20 9,0 5,0 16 5,0 1,0 3,0 W/m2

Prisutnost tokom dana (proseno meseno)

12 12 6 4 16 3 4 6 3 6 6 4 h

Godinja potronja elektrine energije po jedinici povrine grejanog prostora

20 30 20 10 30 30 30 10 20 20 6 60 kWh/m2

Protok sveeg vazduha po jedinici povrine grejanog prostora

0,7 0,7 0,7 0,7 1,0 1,2 0,7 0,7 1,0 0,7 0,3 0,7 m3/(hm2)

Protok sveeg vazduha po osobi (obrok po osobi)

42 28 14 7 30 6 7 14 5 14 30 14 m3/(hper)

Toplota potrebna za pripremu STV po jedinici povrine grejanog prostora

10 20 10 10 30 60 10 80 10 10 1,4 80 kWh/m2



Tabela 12.10 - Faktor osenenosti zgrade usled okolnih objekata

Tabela 12.11 - Faktor osenenosti zgrade usled nastreica

Tabela 12.12 - Faktor osenenosti zgrade usled vertikalnih ispusta na fasadi

Korekcioni faktor Fhor za 45o SG

Ugao [o] J I,Z S

0 1,00 1,00 1,00

10 0,97 0,95 1,00

20 0,85 0,82 0,98

30 0,62 0,70 0,94

40 0,46 0,61 0,90

Korekcioni faktor Fov za 45o SG

Ugao [o] J I,Z S

0 1,00 1,00 1,00

30 0,90 0,89 0,91

45 0,74 0,76 0,80

60 0,50 0,58 0,66

Vertikalni presek

Korekcioni faktor Ffin za 45o SG

Ugao [o] J I,Z S

0 1,00 1,00 1,00

30 0,94 0,92 1,00

45 0,84 0,84 1,00

60 0,72 0,75 1,00

Horizontalni presek



Tabela 12.13 Toplotna svojstva transparentnih graevinskih elemenata - STAKLO Tip stakla Ug

W/(mK) g

jednostruko, 6 mm 5,8 0,83 2-struko, prozirno, 6-8-6 mm 3,2 0,71 2-struko, prozirno, 4-12-4 mm 3,0 0,71 2-struko, prozirno, 6-12-6 mm 2,9 0,71 2-struko, prozirno, 6-16-6 mm 2,7 0,72 3-struko, prozirno, 6-12-6-12-6 mm 1,9 0,63 2-struko, niskoemisiono, 4-12-4 mm (vazduh) 1,6 0,63 2-struko, niskoemisiono, 4-16-4 mm (vazduh) 1,5 0,61 2-struko, niskoemisiono, 4-15-4 mm (Ar) 1,3 0,61 2-struko, niskoemisiono, 4-12-4 mm (Kr) 1,1 0,62 2-struko, niskoemisiono, 4-12-4 mm (Xe) 0,9 0,62 3-struko, niskoemisiono, 4-8-4-8-4 mm (Kr) 0,7 0,48 3-struko, niskoemisiono, 4-8-4-8-4 mm (Xe) 0,5 0,48 2-struko, reflektujue, 6-15-6 mm (Ar) 1,3 0,25 0,48 2-struko, reflektujue, 6-12-4 mm (Ar) 1,4 0,27 0,44

Vrednosti koeficijenata prolaza toplote prozora bez termoizolacionog stakla (staklopaketi) usvajaju se sa vrednostima: Uw = 3,5 W/(m2K) (za prozore krilo na krilo); Uw = 5,0 W/(m2K) (za prozore sa jednostrukim staklom).

Vrednosti koeficijenata prolaza toplote za okvire prozora date su tabelama 12.14 do 12.16, a faktor korekcije za toplotne mostove izmeu stakla i okvira je dat u tabeli 12.17.

Tabela 12.14 Koeficijent prolaza toplote okvira drveni okvir debljina

df mm

Uf W/(mK)

meko drvo (500 kg/m), = 0,13 W/(mK)

tvrdo drvo (700 kg/m), = 0,18 W/(mK)

30 2,3 2,7 50 2,0 2,4 70 1,8 2,0 90 1,6 1,8

110 1,4 1,6

Tabela 12.15 Koeficijent prolaza toplote okvira PVC-okvir Materijal Tip okvira - profil Uf

W/(mK) 2-komorni 2,2 3-komorni 1,7 - 1,8 5-komorni 1,3 - 1,5

PVC-uplji profili

6-komorni 1,2 1,3



Tabela 12.16 Koeficijent prolaza toplote okvira metalni okvir Vrsta metalnog okvira Uf

W/(mK) elini, sa termikim prekidom 4,0 elini, bez termikog prekida 6,0 aluminijumski, sa termikim prekidom 2,8 - 3,5 aluminijumski, poboljani 1,4 1,5 specijalni sistemi profila za pasivne kue 0,7 0,8

Tabela 12.17 Koeficijenti korekcije za toplotne mostove izmeu okvira i stakla Koeficijent korekcije, g

2-struko i viestruko staklo, bez sloja za poboljanje

2-struko i viestruko staklo, sa slojem za

poboljanje Drveni i PVC okviri 0,04 0,06

Metalni okviri, sa prekinutim toplotnim mostom 0,06 0,08

Metalni okviri, bez prekinutog toplotnog mosta 0,00 0,02

Godinja potrebna toplota za grejanje za sisteme koji rade sa prekidom:

ndHredHintermndH QaQ ,,,, = [kWh/a] (12.35) gde su:

intermndHQ ,, - Godinja potrebna toplota za grejanje za sisteme koji rade sa prekidom [kWh/a] redHa , - bezdimenzijski faktor redukcije u zagrevanju;

Bezdimenzijski faktor redukcije u zagrevanju rauna se kao:

( )hrHHHredH fa ,0,, 131

=

(12.36) gde je:

hrHf , - 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 (12.26), ,0,H - vremenske konstante [h].



12.3 Proraun ukupne godinje potrebne toplote

Ukupna godinja potrebna toplota obuhvata finalnu toplotnu energiju potrebnu grejanje tokom zimske sezone, kao i toplotnu energiju za pripremu sanitarne tople vode. S obzirom da od izvora toplote pa do krajnjeg korisnika postoje gubici koji se javljaju u sistemu, neophodno je i njih uzeti u obzir. Metodologija prorauna data je tabelom 12.18.

12.3.1 Potrebna godinja energija za pripremu STV Tabela 12.18 Metodologija za odreivanje ukupne godinje potrebne toplote: Veliina Nain prorauna Primenjeni gran. uslovi 1 2 3 Godinja potrebna toplota za pripremu sanitarne tople vode, QW [kWh/a]

( )oWWWWW VcQ = WV - godinja potronja vode [m3/a] W - temperatura vode u rezervoaru [oC] o - temperatura vode iz vodovoda [oC]

Prema SRPS EN 15316-3-1 16,1= WW c

[kWh/(m3K)], Specifina vrednost data je u tabeli 6.5

Godinji toplotni gubici sistema za grejanje, QH,ls [kWh/a]

lsgenHlsstHlsdisHlsemHlsH QQQQQ ,,,,,,,,, +++= , lsemHQ ,, - gubici toplote pri razmeni u prostoru

prema 15316-2-1 [kWh/a], lsdisHQ ,, - gubici toplote u cevnoj mrei prema

15316-2-3 [kWh/a], lsstHQ ,, - gubici toplote pri skladitenju u

rezervoaru prema 15316-3-3 [kWh/a], lsgenHQ ,, - gubici toplote pri proizvodnji prema

15316-4-1 [kWh/a].

Prema SRPS EN 15316

Godinji toplotni gubici sistema za pripremu sanitarne tople vode, QW,ls [kWh/a]

lsgenWlsstWlsdisWlsW QQQQ ,,,,,,, ++= lsdisWQ ,, - gubici toplote u cevnoj mrei razvoda

tople vode prema 15316-3-2 [kWh/a], lsstWQ ,, - gubici toplote pri skladitenju u

rezervoaru prema 15316-3-3 [kWh/a], lsgenWQ ,, - gubici toplote pri proizvodnji ili

pripremi tople vode prema 15316-3-3 [kWh/a].

Prema SRPS EN 15316

Godinja potrebna toplota QH [kWh/a]

lsWlsHWndHH QQQQQ ,,, +++=

Gubici koji se javljaju u sistemu grejanja potiu usled proizvodnje (transformacije hemijske energije goriva u toplotu i toplotnih gubitaka kotla u okolinu), prilikom distribucije (toplotnih gubitaka u okolinu prilikom transpotra grejnog fluida od izvora do grejnih tela), prilikom skladitenja (toplotni gubici u okolinu od rezervoara za skladitenje tople vode) i usled gubitaka u razmini toplote u samom grejanom prostoru (koji su vezani za sistem regulacije rada grejnog sistema). Prema tome, ukupni stepen korisnosti postrojenja za grejanje obuhvata stepen korisnosti kotla, cevne mree i sistema automatske regulacije:

rck = [-], ime su obuhvaeni gubici sistema za grejanje lsHQ , .



Tabela 12.19 Stepen korisnosti postrojenja za grejanje 1. Kotlovi Kotlovi bez regulacije 0,65

Kotlovi do 50 kW sa runom regulacijom 0,68 Kotlovi preko 50 kW sa dobrom runom regulacijom 0,72

Kotlovi do 175 kW sa mehanikom regulacijom 0,75 vrsto gorivo

Kotlovi preko 175 kW sa dobrom mehanikom regulacijom 0,83 Kotlovi do 50 kW sa runom regulacijom 0,81 0,83 Teno gorivo Kotlovi preko 50 kW sa automatskom regulacijom 0,83 0,87

Kotlovi do 100 kW sa prirodnom promajom 0,80 0,88 Kotlovi preko 100 kW sa prinudnom promajom 0,88 0,94 Gasovito gorivo

Kondenzacioni kotlovi 1,08 2. Cevna mrea

Neizolovana cevna mrea unutar termikog omotaa zgrade 0,95 Izolovana cevna mrea u delu negrejanog prostora zgrade 0,98 Predizolovane cevi toplovodne mree daljinskog grejanja 0,88 0,92

3. Sistem regulacije Nain regulacije sa podelom na zone bez podele na zone

Automatska centralna i lokalna regulacija 1,0 0,95 Automatksa centralna regulacija 0,95 0,92

Runa centralna regulacija 0,92 0,90

Kod projektovanje centralnih sistema za pripremu sanitarne tople vode, vano je poznavati njenu ukupnu potronju, kao i dnevnu dinamiku potronje. Vrednosti potronje i temperatura za razliite potroae prikazane su u tabelama 12.20, 12.21 i 12.22. Tabela 12.20 Potronja i temperatura STV za razliite zgrade Zgrada Potrebna koliina vode Temperatura vode [C] Bolnica 100 - 300 l/dnevno krevet 60 Kasarna 30 - 50 l/dnevno osoba 45 Poslovna zgrada 10 - 40 l/dnevno osoba 45 Spa centar/banjsko leilite 200 - 400 l/dnevno osoba 45 Robna kua 10 - 40 l/dnevno osoba 45 kola bez tueva 5 - 15 l/dnevno uenik 45 kola s tuevima 30 - 50 l/dnevno uenik 45 Sportski tereni s tuevima 50 - 70 l/dnevno osoba 45 Frizerski salon 150 -200 l/dnevno osoba 45 Perionica vea 250 - 300 l/100 kg vea 75

Tabela 12.21 Potronja i temperatura STV za ugostiteljske objekte Dnevna potronja po osobi [l/dnevno] Potrono mesto 60C 45C

Restorani po gostu 8 20 12 - 30 Hoteli - sobe s kupatilom i kadom 100 150 140 - 220 Hoteli - sobe s tuem 50 -100 70 - 120 Hoteli - sobe s umivaonikom 10 15 15 - 20 Odmaralita i pansioni 25 50 35 - 70



Tabela 12.22 Potronja i temperatura STV za stambene zgrade

Potrono mesto Koliina pri jednom uzimanju [l]

Temperatura vode [C]

Trajanje [min]

Ispusni ventil DN10 poluotvoren 5 40 1 DN10 potpuno otvoren 10 40 1 DN15 poluotvoren 10 40 1 DN15 potpuno otvoren 18 40 1 DN20 poluotvoren 25 40 1 DN20 potpuno otvoren 45 40 1 Sudopera jednodelna 30 55 5 dvodelna 50 55 5 Umivaonik samo pranje ruku 5 35 1.5 umivaonik, mali 10 35 2 umivaonik jednodelni 15 40 3 umivaonik dvodelni 25 40 3 Kada za kupanje mala (100) 100 40 15 srednja (160) 150 40 15 velika (180) 250 40 20 Tuiranje 50 40 6 Kada za sedenje 50 40 5 Bide 25 40 8 Ukupna dnevna potronja za domainstva Manji zahtevi 10 - 20 l/dnevno osoba Srednji zahtevi 20 - 40 l/dnevno osoba Veliki zahtevi 40 - 80 l/dnevno osoba

Naravno, ne koristi se voda na svim potronim mestima istovremeno, pa je potreban uinak za koji se projektuju centralni sistemi za pripremu sanitarne tople vode manji. Zato se u obzir uzima faktor jednovremenosti koji zavisi od broja potroaa povezanih na zajedniki centralni sistem. Pretpostavlja se da je dnevna potronja vode ograniena na razdoblje od zA sati, pri emu je realna pretpostavka da ova vrednost varira zA = 0,5 2,5 h. U tabeli 12.23 date su vrednosti faktora jednovremenosti u zavisnosti od broja stanova, kao i potrebni kapaciteti kotlova i zapremine rezervoara (bojlera) za toplu vodu.



Tabela 12.23 Vrednosti faktora jednovremenosti, kapaciteti kotla i veliina bojlera Veliima bojlera Vs [m3] za zA [h]

0,5 1 2,5 Broj

stanova

Faktor jednovr

e-menosti

Kapacitet kotla Qk [kW] pri zA [h]

oW [K]

n 0,5 1 2,5 30 50 30 50 30 50 1 1,15 14 12 8 200 150 350 200 600 350 2 0,86 21 17 12 300 200 500 300 900 500 4 0,65 31 26 7 450 300 750 450 1200 750 6 0,56 40 34 22 600 400 1000 600 1600 950 8 0,50 48 40 27 700 450 1150 700 2000 1200

10 0,47 56 47 31 800 500 1350 800 2200 1400 12 0,47 68 57 38 1000 600 1650 1000 2700 1600 15 0,44 79 66 44 1150 700 1900 1150 3200 1900 18 0,42 91 78 50 1300 800 2300 1350 3600 2200 20 0,40 96 80 53 1400 850 2400 1400 3800 2300 25 0,38 114 95 63 1600 1000 2700 1700 4500 2700 30 0,36 130 108 72 1900 1200 3100 1900 5200 3100 36 0,36 151 127 84 2200 1300 3600 2200 6000 3600 50 0,32 192 161 106 2800 1700 4600 2800 7600 4600 60 0,31 223 187 124 3200 2000 5400 3200 8900 5300 80 0,29 278 233 155 4000 2400 6700 4000 11100 6700 100 0,28 336 281 186 4800 2900 7100 4800 13300 8000 120 0,27 389 326 215 5600 3400 9400 5600 15400 9300 150 0,26 468 392 260 6700 4100 11300 6700 18600 11200 200 0,25 600 502 333 8600 5200 1 4400 8600 23900 14300

Zapremina bojlera za pripremu potrone tople vode znaajna je i za potronju energije. Suvie mala zapremina bojlera za potronu vodu esto se u korienju kompenzuje povienjem temperature vode, kako bi se meanjem sa hladnom vodom na mestu potronje dolo do eljene temperature, a predviena akumulacija zadovoljila kapacitetom. Poviena temperatura vode ima za posledicu vee toplotne gubitke u bojleru i mrei, gubitke vode vezane za ostvarenje eljene temperature na potroau meanjem (vee kod primene dvorunih nego kod primene jednorunih slavina) i u nepovoljnim rasponima temperature poveano taloenje kamenca u bojleru i na grejnim povrinama grejaa. Za potronju energije takoe je vano osigurati merenje potronje sanitarne tople vode. Praenjem potronje mogu se utvrditi odstupanja od uobiajenih vrednosti ili neracionalno troenje, a uz dodatno merenje temperature i udeo toplote za pripremu sanitarne tople vode u energetskom bilansu zgrade.



Izolacija cevovoda Zadatak izolacije je da se gubici toplote svedu na minimalne vrednosti ili da se iz drugih

razloga ogranii povrinska temperatura cevi. Ugrauje se na kotlovima, rezervoarima tople vode, cevovodima, armaturi, razmenjivaima toplote i ureajima smetenim u negrejanim prostorima.

Dimenzionisanje debljine izolacije moe biti izvreno po razliitim kriterijimima: - da se ostvari ekonomski optimalno snabdevanje toplotom (ulaganja u izolaciju trebaju

biti opravdana utedom na toploti u toku vremenu rada postrojenja), - da se osigura promena temperature grejnog fluida u odgovarajuim granicama, - da se ogranii uticaj na okolinu (npr. ogranieno zraenje, ograniena povrinska

temperatura - dodir). Optimalna debljina izolacije Rast cena energije namee potrebu da se vodi rauna o ekonominosti. S poveanjem

debljine izolacije rastu i trokovi izvoenja, a trokovi usled gubitaka toplote se smanjuju (slika 12.10). Najekonominija debljina izolacije je ona kod koje je suma za obe vrste trokova najnia. Optimalna debljina zavisi od cene energije, ali i od cene izolacionog materijala sa ugradnjom. Problem kod izbora moe predstavljati injenica da optimalnu debljinu izolacije treba odrediti za dui vremenski period nakon ugradnje, uz nepoznate trine uslove u budunosti. esto se u razliitim prirunicima, katalozima i sl. pronalaze podaci takve vrste. Jedan primer prikazan je na slici 12.11.

Tro

kovi

Debljina izolacije

A - optimalna debljina

A

Cena izo

lacije

Cena toplote

Ukupna cena

200

150

100

50

0

0 100 200 300 400 500 600

Debl

jina

izo

lacije

[m

m]

480 Co

280 Co180 Co

80 Co

380 Co

Pre [mm]nik cevi

Slika 12.10 Optimalna izolacija u funkciji ukupne cene

12.11 Optimalna izolacija u zavisnosti od nazivnog prenika cevi i temperature fluida koji se transportuje

U tabeli 12.24 prikazane su ekonomski opravdane debljine izolacije za cevi nazovnog prenika do DN 40, koje vae za dananje cene energije i izolacije.



Tabela 12.24 - Ekonomski opravdane debljine izolacije za razliite tipove cevi do DN 40 Navojne eline cevi - - DN10 DN15 DN20 - DN25 DN32 - DN40 avne eline cevi - - - - - DN25 - DN32 - DN40 Bakrene cevi* 12 15 18 22 - 28 35 - 44 -

POTREBNA DEBLJINA IZOLACIJE CEVI u [mm] 0.025 10 11 11 11 12 17 18 18 23 24 0.030 15 15 15 15 15 23 23 24 31 31 0.035 20 20 20 20 20 30 30 30 40 40 0.040 27 27 26 26 25 38 38 38 51 50 0.045 36 35 34 33 30 49 47 47 63 69

Toplotna provodljivost [W/mK]

0.050 48 45 43 41 39 61 59 57 78 77 * Spoljni prenik cevi

U tabeli 12.25 prikazana je potrebna debljina termike izolacije cevovoda i rezervoara koji se koriste u centralnim sistemima grejanja i sistemima za pripremu sanitarne tople vode. Tabela 12.25 Potrebna minimalna debljina termike izolacije cevovoda i rezervoara

Spoljanji prenik [mm] 30 - 83 89 - 159 191 - 267 292 - 394 219 521 rezervoari

Debljina izolacije [mm] 40 50 60 70 80

12.4 Potrebna godinja energije za hlaenje i ventilaciju

Ukupna godinja potrebna energija za hlaenje obuhvata potrebnu finalnu energiju uveanu za gubitke koji nastaju u sistemu. Toplota hlaenja koju je potrbno odvesti iz prostorija odgovara koliini toplote koja u letnjem periodu optereuje prostor usled dobitaka toplote koji potiu iz razliitih izvora (unutranjih i spoljnih). Rashladni uinak postrojenja se odreuje na osnovu maksimalnog toplotnog optereenja u projektnim uslovima (kao to se grejni uinal postrojenja za grejanje odreuje na osnovu gubitka toplote u zimskim uslovima).

Kod klimatizacionih sistema koji rade sa sveim vazduhom potrebnim za ventilaciju, odvaja se ona koliina toplote koja je potrebna za pripremu spoljnog vazduha (bilo da je re o zagrevanju vazduha u zimskom ili o hlaenju u letnjem periodu. Kod ventilacionih sistema, putem kojih se mehaniki ubacuje vazduh u prostorije, potrebno je izraunati potrebnu energiju za pripremu sveeg vazduha. Kod ventilacionih sistema kojima se vazduh samo izvlai iz prostorija (tako da se one nalaze u podpritisku), rauna se uticaj rada mehanikog sistema ventilacije na poveanu infiltraciju spoljaenjeg vazduha.

Iz navedenih razloga, metodologija prorauna potrebne energije za hlaenje i potrebne energije za ventilaciju i klimatizaciju tretirana je razliitim standardima, to je prikazano u tabeli 12.26.



Tabela 12.26 Potrebna minimalna debljina termike izolacije cevovoda i rezervoara Veliina Nain prorauna Primenjeni gran. uslovi 1 2 3

Godinja potrebna energija za hlaenje, QC,nd [kWh/a]

( ) ( )VTlsCsolndC QQQQQ ++= ,int, , Specifina vrednost:

f

ndCanC A

QQ ,,

= [kWh/(m2 a)],

lsC , - faktor iskorienja gubitaka toplote [-] Af korisna povrina zgrade [m2]

Prema SRPS EN ISO 13790

Godinji gubici sistema za hlaenje QC,ls [kWh/a]

Prema SRPS EN 15243

Prema SRPS EN 15243

Godinja potrebna energija za hlaenje, QC [kWh/a]

lsCndCC QQQ ,, +=

Godinja potrebna energija za ventilaciju i klimatizaciju, QVe [kWh/a]

Prema: SRPS EN 15243, SRPS EN 15241, SRPS EN ISO 13790

Prema: SRPS EN 15243, SRPS EN 15241, SRPS EN ISO 13790

Godinja energija za osvetljenje, El [kWh/a]

Prema: SRPS EN 15193

Prema: SRPS EN 15193

12.5 Isporuena i primarna energija, godinja emisija CO2

Ukupna godinja isporuena energija rauna se kao zbir energija potrebnih za grejanje i pripremu sanitarne tople vode, za hlaenje, za ventilaciju i klimatizaciju, za grejanje, za osvetljenje i za rad pomonih sistema (kao to su pumpe i ventilatori sistema grejanja i klimatizacije):

auxlVeCHdel QEQQQE ++++= [kWh/a].

Vano je napomenuti da nije mogue sabiranje potrebnih energija razliitog oblika, kao na primer toplotne energije i elektrine energije, tako da prethodno navedena jednaina ima figurativni karakter. Sabiranje je mogue tek kada se svi vidovi energije svedu na primarnu energiju, uz poznavanje iz kog izvora je dobijena finalna energija i kakvi su gubici nastali prilikom transformacije i distribucije.

Za konverziju finalne energije u primarnu se koriste faktori pretvaranja za pojedine izvore toplote koji se koriste u sistemima grejanja, koji su prikazani u tabeli 12.27.



Tabela 12.27 Faktori pretvaranja za proraunavanje godinje primarne energije za pojedine vrste izvora toplote

ENERGENT FAKTOR PRETVARANjA

Ulje za loenje 1,2 Gas 1,1 Ugalj 1,3 Drvena biomasa 0,1 Elektrina energija 2,5 Daljinsko grejanje na fosilna goriva 1,8 Daljinsko grejanje kogeneracijom 1,0

Godinja primarna energija za funkcionisanje zgrade odreuje se tako to se godinja isporuena energija za rad sistema u zgradi pomnoi sa faktorom pretvaranja odreenim u tabeli 12.27, u zavisnosti od izvora snabdevanja energijom.

Specifine emisije CO2 prikazane su u tabeli 12.28. Tabela 12.28 Specifine emisije CO2 za pojedine vrste energenata Energent Po jedinici goriva Po jedinici energije zemni gas 1,9 kg/m3 0,20 kg/kWh

teni naftni gas 2,9 kg/kg 0,215 kg/kWh ekstra lako ulje za loenje 2,6 kg/l 0,265 kg/kWh lako ulje za loenje 3,2 kg/kg 0,28 kg/kWh daljinska toplota 0,33 kg/kWh 0,33 kg/kWh* elektrina energija 0,53 kg/kWh 0,53 kg/kWh smei ugalj (domai) 1,5 kg/kg 0,32 kg/kWh smei ugalj (strani) 1,88 kg/kg 0,40 kg/kWh lignit (domai) 1,0 kg/kg 0,33 kg/kWh

*Napomena: Podaci se koriste u sluaju kada isporuilac energenta ne navede emisiju za svoj izvor energenata, odnosno energije. Proraun emisije CO2 i pokazatelji:

1) Emisije CO2, koje nastanu tokom funkcionisanja objekta, odreduju se na osnovu podataka specifine emisije CO2 za pojedine izvore energije, tako to se godinja potrebna primarna energija za funkcionisanje objekta, prema odreenom izvoru energije, pomnoi pripadajuim podatkom specifine emisije CO2, koji je dat u tabeli 6.13 ovog pravilnika i vrednosti saberu.

2) Pokazatelji emisije CO2 izraavaju se u obliku godinjih emisija CO2 [kg/a] i specifinih godinjih emisija na jedinicu povrine CO2 [kg/m2a].



12.6 Primeri 12.6.1 Uticaj debljine termike izolacije na koeficijent prolaza toplote

Izraunati uticaj promene debljine izolacionog sloja u fasadnom zidu na ukupni povrinski koeficijent prolaenja toplote. Varirati sledee debljine izolacije: 3, 5, 8, 10, 12, 15 i 20cm. Fasadni zid se sastoji iz sledeih slojeva:

12.6.1.1 Konstrukcija zida Tip 1 (slika P 12.1):

a) Cementni malter debljine d=3cm b) Izolacija (mineralna vuna) c) Puna opeka debljine d=20cm d) Kreni malter debljine d=2cm

Slika P12.1 Konstrukcija spoljanjeg zida od opeke

Slika P12.2 Konstrukcija spoljanjeg zida

2.8.1.2 Konstrukcija zida Tip2 (Slika P12.2):

a) Cementni malter debljine d=3cm b) Izolacija (ekstrudirani polistiren) c) Puni blokovi od lakog betona debljine d=20cm d) Kreni malter debljine d=2cm

Ukupni povrinski koeficijent prolaenja toplote U [W/(mK)], za graevinski element jednostavne heterogenosti rauna se, prema SRPS EN ISO 6946, prema sledeoj formuli:

se

m m

m

si Rd

RU

++=

1

gde su: siR - unutranji otpor prelaenju toplote [m2K/W]



seR - spoljanji otpor prelaenju toplote [m2K/W] md - debljina m-tog sloja zida [m] m - toplotna provodljivost m-tog sloja zida [W/(mK)]

Promena koeficijenta prolaenja toplote U [W/(mK)] za konstrukciju zida Tip 1, u funkciji od razliitih debljina izolacije prikazana je na slici P 12.3:

0,68

0,48

0,33 0,27

0,23 0,19 0,15

-

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

3cm 5cm 8cm 10cm 12cm 15cm 20cm

Koef

icije

nt p

rola

za

to

plo

te (W

/m2 K

) Koef. prolaza toplote

Max. vrednosti premastarom propisu

Max vrednosti premanovom propisu

Slika P 12.3. Promena koeficijenta prolaenja toplote U [W/(mK)] za konstrukciju zida Tip 1, u funkciji od razliitih debljina izolacije

Promena koeficijenta prolaenja toplote U [W/(mK)] za konstrukciju zida Tip 2, u funkciji od razliitih debljina izolacije prikazana je na slici P 12.4:

0,83

0,59

0,410,34

0,290,24

0,19

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

3cm 5cm 8cm 10cm 12cm 15cm 20cm

Koef

icije

nt p

rola

za to

plo

te (W

/m2 K

) Koef.prolaza toplote

Max vrednost prema novom propisu

Max vrednost prema starompropisu

Slika P 12.4. Promena koeficijenta prolaenja toplote U [W/(mK)] za konstrukciju zida Tip 2, u funkciji od razliitih debljina izolacije



12.6.2.1 Uticaj izolacionog materijala na otpor prolazu toplote kroz zid

Izraunati ukupni otpor prolaenju toplote kroz zid konstrukcije Tip1 (Slika P12.1), za razliite vrste izolacije: staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom. Varirati sledee debljine izolacije: 3, 5, 8, 10, 12, 15 i 20cm.

Ukupni otpor prolaenju toplote R [(mK)/W], za graevinski element jednostavne heterogenosti rauna se, prema sledeoj formuli:

se

m m

m

si Rd

RR ++=

gde su: siR - unutranji otpor prelaenju toplote [m2K/W] seR - spoljanji otpor prelaenju toplote [m2K/W] md - debljina m-tog sloja zida [m] m - toplotna provodljivost m-tog sloja zida [W/(mK)]

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Debljina (cm)

Ukupn

i otp

or pr

olaz

enju

topl

ote

(m2 K

/W) ekspandirani polistiren sa grafitom

staklena vunapoliuretankamena vunaekstrudirani polistirenekspandirani polistirenpluta

Slika P 12.5. Ukupni otpor prolaenju toplote kroz zid konstrukcije Tip1 u funkciji od razliitih vrsta izolacionog materijala (staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta,

poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom) i razliitih debljina izolacije

12.6.2.2 Uticaj izolacionog materijala na koeficijent prolaza toplote kroz zid

Izraunati ukupni povrinski koeficijent prolaenja toplote kroz zid konstrukcije Tip1 (Slika P 12.1), za razliite vrste izolacije: staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren sa grafitom. Varirati sledee debljine izolacije: 3, 5, 8, 10, 12, 15 i 20cm.



0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Debljina (cm)

Ukupn

i pov

rin

ski k

oefic

ijent p

rola

enja

topl

ote

(W/m

2 K)

plutaekspandirani polistirenekstrudirani polistirenpoliuretankamena vunastaklena vunaekspandirani polistiren sa grafitom

Slika P 12.6. Ukupni povrinski koeficijent prolaenja toplote kroz zid konstrukcije Tip1 u funkciji od razliitih vrsta izolacionog materijala (staklena mineralna vuna, kamena mineralna vuna, pluta, poliuretan, ekspandirani polistiren, ekstrudirani polistiren, ekspandirani polistiren

sa grafitom) i razliitih debljina izolacije

12.6.3.1 Porebna toplota za grejanje - primeri prorauna na pilot objektu

Merenja potronje toplote za grejanje u zgradi koja se nalazi na Novom Beogradu zapoela su sa grejnom sezonom 2002/03, nakon rekonstrukcije toplotne podstanice. Saradnja sa JKP "Beogradske elektrane" i Mainskog fakulteta u Beogradu podrana je od strane Ministarstva za nauku i tehnoloki razvoj Republike Srbije kroz dvogodinji istraivaki projekat. Zatim je usledio novi projekat u okviru Nacionalnog Programa Energetske Efikasnosti u oblasti zgradarstva, a merenja su nastavljena na istom pilot objektu. 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 6653 m2.

Srednje mesene temperature su prikazane na slici P 12.7, i dato je poreenje sa vrednostima dobijenim iz TMG. Jasno se moe uoiti da je model godina dobar reprezent vremenskih prilika tokom zime u Beogradu. Najvea odstupanja javljaju se tokom februara, to se takoe odrazilo na proraunsku vrednost potrebne toplote za grejanje.



-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr

ts, m

es (o C

)

2002/032003/042004/052005/06TMG

Slika P 12.7 Srednje mesene temperature spoljnog vazduha tokom 4 grejne sezone u poreenju sa srednjim mesenim temperaturama prema TMG

Proraun porebne toplote za grejanje sproveden je uz korienje 3 razliite metode: 1. Metod stepen-dana, 2. Meseni metod prema EN ISO 13790 i 3. asovni metod prema EN ISO 13790. Na slikama P.12.8 i P.12.9 date su uporedno vrednosti potrebne toplote za grejanje

dobijene merenjem i putem 3 razliite metode. Metod stepen-dana daje najvee vrednosti, to se i moglo oekivati, s obzirom da ovaj metod ne uzima u obzir dobitke toplote koji doprinose smanjenju toplotnih gubitaka i potrebe za grejanjem. Najvea odstupanja se javljaju u prelaznom periodu, kada je uticaj toplotnih dobitaka vei.

0

5

10

15

20

25

30

Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr

Q (kW

h/m

2 )

IzmerenoSDEN13790 - meseniEN13790 - asovni

Slika P 12.8 Proseno izmerena vrednost mesene potronje toplote za grejanje u poreenju sa izraunatim vrednostima prema razliitim metodama



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

Q (kW

h/m

2 god

)

Proseno izmereno Metod SDEN13790 - meseni EN13790 - asovni

+8,8% -5,7% -2,2%

Slika P 12.9 Proseno izmerena vrednost potronje toplote za grejanje na godinjem nivou u poreenju sa raunskim vrednostima

Odstupanja koja se dobijaju primenom mesene i asovne metode prema EN ISO 13790 manja su u odnosu na metod broja stepen-dana. Ipak, primenom ovih metoda dobijaju se nie vrednosti od izmerenih, to je posledica sledeih uticaja:

- Proraunske vrednosti su dobijene korienjem klimatskih podataka iz TMG, - Dnevni rasporedi korienja prostora i dobitaka toplote od unutranjih izvora usvojeni

su za tipinu stambenu zgradu, - proraunske vrednosti su dobijene za unutranju projektnu temperaturu od 20oC, dok

su izmerene temperature vazduha u pojedinim stanovima tokom grejnih sezona iznosile iznad 22oC.

Kada je u pitanju proraun potrebne koliine toplote za grejanje, uproene metode mogu dati zadovoljavajue rezultate na godinjem nivou, sa odreenim odstupanjima tokom grejne sezone. Prilikom unosa ulaznih podataka mora se voditi rauna o izboru onih vrednosti koje se preporuuju i koje se uzimaju iz tablica za odreeni tip objekta. Izbor klimatskih podataka je takoe vaan i mora biti auriran i u skladu sa lokacijom na kojoj se objekat nalazi. Dinamika promene spoljnih uslova, koji diktiraju potrebu za grejanjem, nije izraena za razliku od letnjeg perioda. Najvea odstupanja proraunskih vrednosti za grejnu sezonu dobijaju se upravo u prelaznim periodima. Tokom leta, uticaj Sunevog zraenja je gotovo dominantan, kao i uticaj termike mase objekta na njegovo ponaanje. Uvoenjem pasivnog hlaenja tokom noi znaajno je mogue sniziti toplotna optereenja tokom dana. Dakle, kada je u pitanju odreivanje potrebne toplote hlaenja u letnjem periodu, za pravilan pristup potrebno je koristiti detaljnu dinamiku simulaciju termikog ponaanja objekta.

12.6.3.2 Potronja toplote za grejanje uticaj ponaanja korisnika

Na istom objektu praena je godinja potronja energije po svakom radijatoru. Na osnovu rezultata merenja tokom 8 grejnih sezona bilo je mogue uoiti prosenu potronju po stanovima, kao i navike korisnika. Sa dijagrama na slici P 12.10 uoava se da pojedini stanovi imaju poveanu potronju toplote za grejanje iz godine u godinu. Iz tog razloga analizirani su identini stanovi u zgradi (po svojoj veliini, geometriji i rasporedu prostorija, orijentaciji i poloaju izmeu dva sprata). Izabrani stanovi, ija kvadratura iznosi 69 m2, obeleeni su zelenim takama na dijagramu, dok je plavom takom obeleen stan sa potronjom toplote iznad proseka.



0

50

100

150

200

250

300

1 2A 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Appartment

Spec

ific

hea

t co

nsu

mpt

ion (kW

h/m2

a

n)

Average mesured per appartment

Building average

Slika P 12.10 Srednja izmerena godinja potronja toplote za grejanje po stanovima za 8 grejnih sezona

Slika P 12.11 Reprezentativni stan u zgradi 3D (a) i osnova stana sa rasporedom radijatora (b)

Postavljen je osnovni model ponaanja korisnika, u smislu odravanja unutranje temperature vazduha u stanu, koji je kalibrisan prema izmerenoj potronji u zgradi. Ostali modeli su prikazani u tabeli.

Prema postavljenim modelima ponaanja korisnika, odreen je potencijal utede energije i izraunati su trokovi grejanja kada bi se primenio tarifni sistem naplate trokova prema utroenoj toploti. Dodatno je razmatran potencijal utede na nivou grada Beograda, odnosno uteda koja se postie u zgradama prikljuenim na sistem daljinskog grejanja.

Rezultati su prikazani dijagramima na slikama P 12.12 i P 12.13.



Model Ponaanje korisnika M0 Trenutno stanje unutranja temperatura od 24oC u celom stanu M1 Unutranja temperatura od 22oC u celom stanu M2 Unutranja temperatura od 22

oC u dnevnoj sobi/trpezariji i kuhinji Unutranja temperatura od 20oC u spavaim sobama

M3 Unutranja temperatura od 20oC u celom stanu M4 Unutranja temperatura od 21

oC u dnevnoj sobi/trpezariji i kuhinji Unutranja temperatura od 19oC u spavaim sobama

M5 Unutranja temperatura od 21oC u dnevnoj sobi/trpezariji i kuhinji

Unutranja temperatura od 19oC u spavaim sobama + Unutranja temperatura od 12oC tokom 10 dana godinjeg odmora

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

M0 M1 M2 M3 M4 M5

Hea

t con

sum

ptio

n (kW

h/ye

ar)

Kitchen

Dining room

Bedroom1

Bedroom2

Sitting room

0

20

40

60

80

100

120

140

160

M0 M1 M2 M3 M4 M5

Speci

fic h

eat c

on

sum

ptio

n (kW

h/m2

an

)

0

4

8

12

16

20

24

28

32

Ene

rgy

savi

ngs

(%)

Slika P 12.12 Modeli ponaanja korisnika i njihov uticaj na potronju energije i potencijal utede

0

100

200

300

400

500

600

700

800

M0 M1 M2 M3 M4 M5

Annu

al bil

l (Eur

o)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

Mon

ey sa

vin

gs (%

)

Per square meterAccording to consumptionMoney savings

0

100

200

300

400

500

600

700

M1 M2 M3 M4 M5

Tota

l ann

ual e

nerg

y sa

ving

s (G

Wh)

b)

Slika P 12.13 Modeli ponaanja korisnika, njihov uticaj raun za grejanje (levo) i mogue utede u stambenom sektoru povezanom na sistem daljinskog grejanja (desno)



12.6.4.1 Proraun godinje primarne energije i emisije CO2 na primeru stambene zgrade u Beogradu

Za novu stambenu zgradu u Beogradu koja pripada srednje-tekom tipu gradnje, neto korisne povrine 494 m2, izraunata je potrebna toplota za grejanje kada sistem radi bez prekida:

20684,

=ndHQ kWh/a

Sistem radi sa nonim prekidom od 8 h , bez nedeljnog prekida u zagrevanju, pa faktor redukcije u zagrevanju iznosi:

( ) ( ) 776.0667.01667.03131131

,

0,,

==

= hrHH

HredH fa

,

gde je odnos vremenskih konstanti za meseni model:

0,H= 0.2 za laki tip gradnje,

0,H= 0.333 za srednje-teki tip gradnje,

0,H= 0.4 za teki tip gradnje,

htH

gnHH Q

Q,

,

= - bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa i

hrHf , - odnos broja sati rada sistema za grejanje u toku nedelje prema ukupnom broju sati u nedelji ( 667.0247

167,

=

=hrHf ).

1605020684776.0,,,,

=== ndHredHintermndH QaQ kWh/a

Specifina potrebna finalna energija za grejanje:

5.32494

16050,

==ndHq kWh/m2a

%54,,

=relndHQ - zgrada ima energetski razred C.

Gubici u sistemu iznose:

256110.198.088.0

11605011,,

=

=

=

ndHlsHQQ kWh/a

Isporuena toplota iznosi:



18611256116050,,

,

=+=+=

= lsHndHrck

ndHH QQ

QQ

kWh/a

Energija potrebna za rad cirkulacione pumpe:

2801.028001.016175 ==== paux PnQ kWh/a,

gde je:

n broj sati rada pumpe (175 dana grejne sezone i 16 sati dnevno), Pp prosena snaga pumpe (instalisana nazivna snaga kod pumpi sa konstantnim brojem obrtaja, odnosno prosena snaga kod pumpi sa promenljivim brojem obrtaja).

:

2,1, primauxprimHprim fQfQE += 21172700204725.22801.118611 =+=+=primE kWh/a

C2 :

446553.070020.02047222

=+== COprim EMECO kg/a, :

04.949444652 ==CO kg/m2a.

12.6.4.1 Proraun godinje primarne energije i emisije CO2 na primeru stambene zgrade u Novom Sadu

Za novu stambenu zgradu u Novom Sadu koja pripada srednje-tekom tipu gradnje, neto korisne povrine 413.37 m2, izraunata je potrebna toplota za grejanje kada sistem radi bez prekida:

23.18987,

=ndHQ kWh/a

Sistem radi sa nonim prekidom od 8 h , bez nedeljnog prekida u zagrevanju, pa faktor redukcije u zagrevanju iznosi:

( ) ( ) 873.0667.0138.03131131

,

0,,

==

= hrHH

HredH fa

,

gde je odnos vremenskih konstanti za meseni model:

0,H= 0.2 za laki tip gradnje,



0,H= 0.333 za srednje-teki tip gradnje,

0,H= 0.4 za teki tip gradnje,

38.0,

,

==

htH

gnHH Q

Q

- bezdimenzioni odnos toplotnog bilansa i

hrHf , - odnos broja sati rada sistema za grejanje u toku nedelje prema ukupnom broju sati u nedelji ( 667.0247

167,

=

=hrHf ).

1657623.18987873.0,,,,

=== ndHredHintermndH QaQ

Specifina potrebna finalna energija za grejanje:

1.4037.413

16576,

==ndHq kWh/m2a

%8.66,,

=relndHQ - zgrada ima energetski razred C.

Gubici u sistemu iznose: a) Kada se koristi kondenzacioni kotao:

108195.095.008.1

11657625.011,11, =

=

=

ndHlsHQxQ kWh/a

b) Kada se koristi geotermalna toplotna pumpa: 16241

95.095.098.011657675.011

,22, =

=

=

ndHlsHQxQ kWh/a

Ukupni gubici sistema grejanja iznose: 17321624108

,=+=lsHQ kWh/a

Isporuena toplota za grejanje iznosi:

183081624108165762,1,,,

=++=++=

= lsHlsHndHrck

ndHH QQQ

QQ

kWh/a

Elektrina energija potrebna za rad cirkulacione pumpe:

2881.028801.016175 ==== paux PnQ kWh/a,

gde je:

n broj sati rada pumpe (180 dana grejne sezone i 16 sati dnevno),



Pp prosena snaga pumpe (instalisana nazivna snaga kod pumpi sa konstantnim brojem obrtaja, odnosno prosena snaga kod pumpi sa promenljivim brojem obrtaja).

Potrebna primarna energija za rad sistema grejanja iznosi:

3,2,21,1 primauxprimHprimHprim fQfQxfQxE ++= 5.2288

8.45.2)16241657675.0(1.1)1081657625.0( ++++=primE

127187208.73202.4677 =++=primE kWh/a

Godinja emisija CO2, koja potie od sistema za grejanje, iznosi:

519753.0)7208.7320(20.02.467722

=++== COprim EMECO kg/a, odnosno:

57.1237.413

51972 ==CO kg/m2a.

Godinja potrebna toplotna energija za STV:

4.82672037.413 === WfW qAQ kWh/a

Gubici u sistemu iznose: a) Kada se koristi kondenzacioni kotao u zimskom reimu rada:

196192.095.008.1

14.826740.01111, =

=

=

WlsWQxQ kWh/a

b) Kada se koristi elektrina energija u letnjem periodu: 1381

92.095.098.014.826710.01122, =

=

=

WlsWQxQ kWh/a

b) Kada se koristi solarni sistem: 11211

92.095.090.014.826750.01133, =

=

=

WlsWQxQ kWh/a

Ukupni gubici u sistemu iznose: 14551121138196

,=++=lsWQ kWh/a

Godinja isporuena toplotna energija za STV:

972214558267,,

=+=+= lsWWWH QQQ kWh/a

Potrebna primarna energija za rad sistema za STV iznosi:

2,21,1 primWprimWprim fQxfQxE += 6265241238535.2)1384.82671.0(1.1)1964.82674.0( =+=+++=primE kWh/a



Godinja emisija CO2, koja potie od sistema za STV, iznosi:

2049127877153.0241220.0385322

=+=+== COprim EMECO kg/a, odnosno:

95.437.413

20492 ==CO kg/m2a.

Energetske potrebe zgrade prikazane su na sledeem dijagramu:

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

Korisna energija Isporuena toplota Primarna energija

God

inja

potre

bna

ener

gija

(kWh/

a)

STVGrejanje

Slika P 12.14 Potrebna godinja energija za rad sistema grejanja i sistema za pripremu STV

Sa dijagrama se jasno moe uoiti doprinos obnovljivih izvora energije u smanjenju potrebne primarne energije koja se u zgradi troi za sistem grejanja i sistem za pripremu sanitarne tople vode.

Uticaj izvora za snabdevanje energijom je dalje analiziran: za istu zgradu, ija potreba za korisnom energijom za grejanje iznosi 16576 kWh/a, sprovedena je analiza potrebne primarne energije ukoliko bi se koristili razliiti neobnovljivi izvori. Na dijagramima dole prikazana je potrebna korisna, isporuena i primarna energija u zavisnosti od vrste izvora, kao i godinja emisija CO2.



05000

100001500020000250003000035000400004500050000

El. e

ne

rgija

Da

ljinsk

o

Uga

lj

Lo

ulje

Gas

Kon

d. ko

tao

Kon

d. ko

tao

+ TP

kWh/

aKorisnaIsporuenaPrimarna

Slika P 12.15 Godinja korisna, isporuena i primarna energija potrebna za rad sistema grejanja u zavisnosti od izvora za snabdevanje toplotom

0

5

10

15

20

25

30

El. e

ne

rgija

Da

ljinsk

o

Uga

lj

Lo

ulje

Gas

Kon

d. ko

tao

Kon

d. ko

tao

+ TP

CO2

(t/a)

Slika P 12.16 Godinja emisija CO2 koja nastaje radom sistema za grejanje u zavisnosti od izvora za snabdevanje toplotom

Primenom obnovljivih izvora, kao to su geotermalne toplotne pumpe, u kombinaciji sa efikasnim elementima sistema grejanja, mogu doprineti znaajnom smanjenju potrebne primarne energije. Na primeru stmbene zgrade, koja je bila predmet istraivanja u ovom radu, smanjenje potrebne primarne energije iznosi od 34 do ak 73%. Emisija CO2 je takoe znaajno nia u poreenju sa elektrinom energijom ak i do 5 puta, a u poreenju sa vrstim fosilnim gorivom do 2 puta.

TP12_MetodologijaProracunaPotrebneGodisnjeEnergije_Handsout

Documents