studentska membrain kuĆa - · pdf filekako bi potakli studente, buduće inženjere, na...

16
nove tehnologije 1 9-10/14 I deja o natjecanju sveučilišta u obliko- vanju energetski djelotvornih i samoo- drživih kuća razvila se u SAD-u tijekom 1990-ih godina. Kako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- hovim prednostima, Ministarstvo energe- tike SAD-a pokrenulo je početkom 2000. godine projekt Solar Decathlon. Prvo natjecanje održano je 2002. godine u Washingtonu, u poznatom parku Na- tional Mall. Nastupili su isključivo timovi Kako cijena energenata i materijala s godinama raste, a sirovina je sve manje, tako raste i potreba za štednjom energije i recikliranjem. Stoga pitanje održivosti u arhitekturi postaje sve važnije. O potrebi i metodama uštede energije i pojmu održivosti nužno je educirati i struku i javnost. Stoga se u Americi i Europi održavaju izložbe i studentska natjecanja Decathlon, na kojima budući inženjeri i stručnjaci koji će graditi za novu budućnost dobivaju priliku pokazati koliko su inovativni - i kolikim znanjem raspolažu. Ove godine se i studentski tim Sveučilišta u Zagrebu probio u finale tog natjecanja. s američkih sveučilišta, a izložene kuće razgledalo je više od 100.000 posjetitelja. Na sljedećem SD-natjecanju održanom 2005. sudjelovali su već i timovi iz Špa- njolske i Kanade. Od 2005. natjecanje Solar Decathlon održava se svake dvije godine na istome mjestu, a lista sudionika širi se na ostale kontinente. Broj posjetitelja stalno raste, a 2011. godine bilo ih je čak 350.000. Potaknuti uspjehom Solar Decathlona, Španjolska vlada i Ministarstvo ener- getike SAD-a potpisali su 2007. godine sporazum o organiziranju europskog natjecanja i izložbe studentskih projekata, Solar Decathlon Europe (SDE) koji se prvi put održao 2010. godine u Madridu, sa 190.000 posjetitelja. Za sudjelovanje se prijavilo 46 timova od kojih je izabrano 17 finalista. Nakon tog uspješnog početka, Španjolska je, opet u Madridu, natjecanje organizirala i 2012. godine. Od 2013. go- dine, natjecanje se proširilo i na područje Kine. Koncept natjecanja Pravo sudjelovanja na natjecanju imaju sva registrirana sveučilišta i stručni stu- diji koji sadrže fakultete arhitektonske, elektrotehničke, strojarske i građevinske struke, ali i ostalih struka koje pronalaze interese u temama energetske učinkovito- sti i održivosti. Natjecanje je prvenstveno namijenjeno studentima, no dozvoljeno je i sudjelova- Foto: Matija Pajić Solar Decathlon - olimpijada održive gradnje STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA

Upload: phamkhuong

Post on 08-Feb-2018

220 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

1 9-10/14

Ideja o natjecanju sveučilišta u obliko-vanju energetski djelotvornih i samoo-drživih kuća razvila se u SAD-u tijekom

1990-ih godina. Kako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji-hovim prednostima, Ministarstvo energe-tike SAD-a pokrenulo je početkom 2000. godine projekt Solar Decathlon.

Prvo natjecanje održano je 2002. godine u Washingtonu, u poznatom parku Na-tional Mall. Nastupili su isključivo timovi

Kako cijena energenata i materijala s godinama raste, a sirovina je sve manje, tako raste i potreba za štednjom energije i recikliranjem. Stoga pitanje održivosti u arhitekturi postaje sve važnije. O potrebi i metodama uštede energije i pojmu održivosti nužno je educirati i struku i javnost. Stoga se u Americi i Europi održavaju izložbe i studentska natjecanja Decathlon, na kojima budući inženjeri i stručnjaci koji će graditi za novu budućnost dobivaju priliku pokazati koliko su inovativni - i kolikim znanjem raspolažu. Ove godine se i studentski tim Sveučilišta u Zagrebu probio u finale tog natjecanja.

s američkih sveučilišta, a izložene kuće razgledalo je više od 100.000 posjetitelja. Na sljedećem SD-natjecanju održanom 2005. sudjelovali su već i timovi iz Špa-njolske i Kanade.

Od 2005. natjecanje Solar Decathlon održava se svake dvije godine na istome mjestu, a lista sudionika širi se na ostale kontinente. Broj posjetitelja stalno raste, a 2011. godine bilo ih je čak 350.000.

Potaknuti uspjehom Solar Decathlona, Španjolska vlada i Ministarstvo ener-

getike SAD-a potpisali su 2007. godine sporazum o organiziranju europskog natjecanja i izložbe studentskih projekata, Solar Decathlon Europe (SDE) koji se prvi put održao 2010. godine u Madridu, sa 190.000 posjetitelja. Za sudjelovanje se prijavilo 46 timova od kojih je izabrano 17 finalista. Nakon tog uspješnog početka, Španjolska je, opet u Madridu, natjecanje organizirala i 2012. godine. Od 2013. go-dine, natjecanje se proširilo i na područje Kine.Koncept natjecanja

Pravo sudjelovanja na natjecanju imaju sva registrirana sveučilišta i stručni stu-diji koji sadrže fakultete arhitektonske, elektrotehničke, strojarske i građevinske struke, ali i ostalih struka koje pronalaze interese u temama energetske učinkovito-sti i održivosti.

Natjecanje je prvenstveno namijenjeno studentima, no dozvoljeno je i sudjelova-

Foto

: Mat

ija P

ajić

Solar Decathlon - olimpijada održive gradnje

STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA

Page 2: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

29-10/14

http

://up

load

.wik

imed

ia.o

rg/w

ikip

edia

/com

mon

s/0/

0b/S

olar

_Dec

athl

on_0

9_ae

rial_

view

.jpg

GORE: Prvo natjecanje Solar Decathlon održano je 2002. u Washigntonu, a sljedeća smo sustavno pratitili i u Majstoru. Zato nam je posebno drago da se konačno i naš tim našao u tom društvu. LIJEVO: Otvorenje Solar Decathlon Europe 2014., u parku dvorca Versailles pokraj Pariza.

DOLJE: Predstavnici UNIZG tima na radionici u Parizu s organizatorima i predstavnicima ostalih timova.

nje profesora, te profesionalaca iz raznih područja, što je ponekad i neophodno.

Također, dozvoljene su i zajedničke prijave nekoliko sveučilišta unutar jedne države, kao i više sveučilišta iz raznih dr-žava.

Natjecanje se temelji na izgradnji sa-moodržive montažne kuće, koja potrebe za energijom zadovoljava iz obnovljivih ili prirodnih izvora, prvenstveno Sunca.

Natjecanje se odvija u dva dijela. Tije-kom prve faze koja traje nepuna dva mje-seca, treba napraviti idejno rješenje kojim natjecateljski tim dokazuje da ima znanja, mogućnosti i ambicije dovesti projekt do završetka, tj. izgraditi kuću,

Pritom se kao najvažniji kriterij nameće financijska i organizacijska mogućnost završetka projekta. Osim toga, za odabir finalista važna je i moguća integracija projekta u nastavni program sveučilišta te inovativnost cijele zamisli.

Nakon uspješnog prolaza u drugu fazu natjecanja ulaskom među 20 najboljih, sveučilišni timovi imaju 18 mjeseci za do-vršetak izvedbenog projekta - i izgradnju objekta. Vrhunac natjecanja je dvotjedno izlaganje svih objekata te njihovo ocjenji-vanje u 10 kategorija:

izvo

r: ht

tp://

ww

w.s

olar

deca

thlo

n201

4.fr/

en/n

ews/

com

petit

ion-

dist

rict-

just

-pas

sed-

new

-mile

ston

e

Page 3: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

3 9-10/14

• arhitektonska izvedba• konstrukcije• energetska učinkovitost• ravnoteža proizvodnje i potrošnje električne energije• ugodnost stanovanja• funkcionalnost• industrijalizacija• inovativnost• održivost• društvena prihvatljivost

Ocjenjivanje svih projekata odvija se kroz cijelo vrijeme trajanja natjecanja. Svaki sveučilišni tim mora organizatorima periodički slati dokumentaciju koja prati razvoj projekta u praksi.Ciljevi SD natjecanja

Posebnost natjecanja je poticanje inter-disciplinarnoga rada. Time studenti dobi-vaju priliku steći ne samo tehničke i pro-jektantske vještine, već i vještine važne za njihovu buduću profesionalnu karijeru.

Danas se nijedna struka ne može ra-zvijati kao na pustome otoku, jer se i teh-nološki razvoj zasniva na uključenju spe-cijaliziranih znanja i iskustava iz nekoliko znanstvenih područja u ostalim strukama.

Stoga Solar Decathlon nastoji podići svijest studenata i šire javnosti o predno-stima obnovljivih izvora energije i održive gradnje, potičući ih na kreativno razmišlja-nje i primjenu inovativnih rješenja.

Sudjelovanje na natjecanju uči i potiče studente na primjenu materijala i sustava sa što manjim negativnim utjecajem na okoliš, a od natjecatelja traži stalno pro-širivanje znanja i edukaciju šire javnosti o racionalnoj potrošnji energije, obnov-ljivim izvorima, energetskoj efikasnosti i tehnologijama koje će smanjiti potrošnju energije.

Jedna od važnijih točaka aktualnog natjecanja (2014.) je integracija solarnih sustava u ovojnicu kuće. Tako ugrađeni sustavi ne prikupljaju samo energiju sun-ca, već bi trebali i poslužiti nekoj drugoj svrsi, poput zaštite od prejakog sunca, vjetra, pogleda, kiše...

Uza sve navedene ciljeve i zadatke koje natjecanje postavlja pred natjecatelje, završni parametar uspješnosti je financij-ska dostupnost i prihvaćenost projekta u javnosti.

Natjecanje Solar Decathlon u Europi se održalo 2010. i 2012. godine u Madridu. Dogovorom vlada SAD-a i Francuske, Solar Decathlon Europe 2014. organiziran je u Francuskoj, u Versaillesu, u parku po-znatog dvorca.

Pod pokroviteljstvom francuske vlade, poziv za prijavu objavljen je 10. listopada 2012. godine.

Na natjecanje su prijave poslala 44 tima

iz 23 zemlje svijeta, Europe, Azije i obiju Amerika. Također, neki su timovi bili kom-binacije sveučilišta raznih zemalja: SAD - Njemačka, Francuska - Italija, Čile - Špa-njolska, Španjolska - Danska...

Takvom suradnjom sveučilišta započela je i nova era natjecanja, ali i znanstvena suradnja na istraživanju i razvoju solarne energije.Tim UNIZG

Tim Sveučilišta u Zagrebu je osnovan u ljeto 2012. godine s relativno malim bro-jem članova, a danas je uključeno više od 60 studenata Sveučilišta u Zagrebu i 16 profesora-mentora s 14 različitih fakulte-ta: • Agronomski fakultet• Arhitektonski fakultet

Uz brojne radne sastanke, diskusije i detaljne razrade planova po specijaliziranim timovima, probna je gradnja započela 2013. u praznoj hali Zagrebačkog Velesajma.Materijal je dolazio sa svih strana, a timovi su paralelno izrađivali dijelove, kompletirali i provjeravali pojedine uređaje. Izrađivani su tesarski spojevi glulam-elemenata, kontrolirale su se mjere i bilježile minute

potrebne za svaki radni korak. Tako je kuća prvi put sastavljena od temelja do krova, zajedno sa svim instalacijama, od staklenog oplošja do strojarnice koja upravlja cijelim energetskim sustavom.

Page 4: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

49-10/14

• Ekonomski fakultet• Fakultet elektrotehnike i računarstva• Fakultet kemijskog inženjerstva• Fakultet političkih znanosti• Fakultet strojarstva i brodogradnje• Filozofski fakultet• Građevinski fakultet• Grafički fakultet• Prirodoslovno-matematički fakultet• Tekstilno-tehnološki fakultet• Šumarski fakultet• Prehrambeno-biotehnološki fakultet

Tim UNIZG sastoji se od sljedećih timo-va: arhitektura, konstrukcije i materijali, elektroenergetika, automatika, strojar-stvo, organizacija građenja, drvna tehno-logija, ekoinženjerstvo i marketing.

Članovi tima imaju pristup laboratorijima

na svojim fakultetima gdje obavljaju istra-živanja potrebna za izradu svih elemenata kuće. Također, ostvarena je suradnja i s nizom tvrtki koje pomažu timu u razvoju novih sustava za kuću.

UNIZG je prvi tim iz Hrvatske koji se uspio plasirati u finale natjecanja.

Studentski voditelj cijelog tima je Hrvoje Nikola Vučemilo, student Fakulteta elek-trotehnike i računarstva.

Glavni mentor je prof. Mladen Jošić s Arhitektonskog fakulteta u Zagrebu.

U sjeverni dio kućne membrane ugrađene su sve instalacije i svi uređaji za upravljanje energetskim sustavom, ventilacijom, grija-njem i hlađenjem, strujnim priključkom, vodom i odvodnjom, te sanitarnim čvorom i kuhinjom. Dva spremnika vode vezana uz dizalicu topline i rotacijski rekuperator topline Systemaira, u sustavu ventilacije nisu samo ugrađeni u planirani prostor, već ih je trebalo i isprobati. Uz njih su se ispod stropa našli i PCM-elementi kao najveća novost.Timovi raznih specijalnosti nastupali su u vrijeme određeno preciznim planom.Nakraju, sve je trebalo rastaviti, označiti i prevesti do Pariza... Zaista, golemi posao.

Page 5: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

5 9-10/14

Koncept MembrainU stanicama svih živih organizama

membrane su neophodne i nezaobila-zne za njihovo funkcioniranje. One su u izravnom dodiru s okolinom, a kroz njih se odabrane tvari kontrolirano propuštaju iz izvanstaničnoga u unutarstanični prostor i obrnuto.

Slično stanici, i kuća ima vanjsku mem-branu kroz koju se stalno odvijaju razni procesi i izmjenjuju utjecaji. Ona komuni-cira s vanjskim svijetom, propušta ili upija energiju i prenosi je u interijer - ili je pak zadržava s vanjske strane. Oba procesa bitna su za stvaranje i održanje ugodne mikroklime. Uspijemo li je održati uz naj-manji mogući utrošak dodatne energije, bliži smo optimalnom cilju.

Kućna membrana je slojevita i svojim se fizikalnim svojstvima stalno prilago-đuje vanjskim i unutrašnjim uvjetima. To je opna koja regulira prolaz topline u oba smjera, kontrolira difuziju vodene pare, prigušuje buku, propušta sunčeve zrake zimi, a zasjenjuje ih ljeti...

U tu vanjsku membranu integriran je najčešće i glavni nosivi sustav objekta, ali i instalacije, kontrolirani prodori za razne priključke, putovi komunikacije s okol-nim prostorom... Nakraju, ta membrana određuje vanjsku granicu kuće, a daje joj i prepoznatljivo lice. Napravimo li je tako da se svojom uslojenom strukturom sama prilagođuje promjenama unutar kuće i u okolini, ona postaje i svojevrsni nepri-mjetni mozak koji nam na pasivan način osigurava ugodan boravak u svako doba godine.

Unutrašnji prostor namijenjen stanarima nazvali smo „jezgrom“. Poput jezgre u stanici, i čovjek sa sobom nosi svoj jedin-stveni identitet, navike, potrebe, ukus... Stoga mu treba omogućiti da unutar membrane lako oblikuje prostor u kojem će boraviti prema vlastitim afinitetima.

Dok se elementi ovojnice slažu prema određenim pravilima i fizikalnim zakoni-ma, čime osiguravaju maksimalnu učin-kovitost cijeloga sklopa, nove „jezgre“, ili manje stambene jedinice, slažu se prema pretpostavljenom modularnom sustavu, a svatko ih može izdvojiti odvaja horizontal-nim i vertikalnim panelima - pregradama. Dakako, sve ovisi o zaštićenom volumenu unutar membrane. Stoga dimenzije treba unaprijed promisliti i uskladiti ih s mjera-ma ljudskog tijela kojemu će funkcionalno odgovarati i kasnija modularna podjela prostora.

Kuća pretpostavlja ljudski životni ciklus tijekom mnogih godina, pa je predviđen širok spektar njene iskoristivosti - od prostora za samca, mladi bračni par bez

STAKLENIK

djece, bračni par s djecom, baku i dje-da... a nakon toga i mogućnost ponovne prilagodbe nekom od prethodnih životnih razdoblja.

U osnovi unutrašnje modularne struk-ture moguće je funkcionalno izdvojiti prostor za rad, odmor i rekreaciju, a kao dodatnu vrijednost predvidjeli smo i pro-store za proizvodnju hrane (npr. staklenik).

Nakon završetka natjecanja i prezenta-cije po Hrvatskoj, kuća će biti postavljena u prostor zagrebačkog Kampusa Boron-gaj. Služit će prezentacijama, nastavi i ra-znim ispitivanjima za razvoj novih rješenja.Materijali

Namještaj u našoj samoodrživoj kući Membrain concept potpuno je prilago-đen konceptu pametne prilagodljive kuće.

Kako se kuća sastoji od pametne mem-brane u kojoj se nalaze svi sustavi nužni za njeno funkcioniranje, a život stanara odvi-ja se u staničnom prostoru, i namještaj se moralo prilagoditi takvom konceptu. Zato je kuhinja sa svim svojim uređajima uklo-pljena u konstrukciju membrane, zajedno s ostalim sustavima, dok je namještaj u jezgri kuće lako pomičan, jednostavan

i sklopiv. Napravljen je od materijala koji omogućuju takvu fleksibilnost.

Kuhinja je izrađena od suvremenih ma-terijala, uobičajenih u izradi današnjeg ku-hinjskog namještaja. To su ploče iverala, lagane ploče sa saćastom ispunom, fur-nirske ploče od brezovine, inoks i aluminij.

Oko primjene iverala i vlaknatica opće-nito bilo je dosta rasprave glede održivo-sti. Iako je to materijal napravljen usitnja-vanjem manje kvalitetnog drva i otpada iz pilana, zbog punila, ljepila i uslojene melaminske površine, dvojbeno je konač-no zbrinjavanje zbog suženih mogućnosti (skupog) recikliranja.

Prevagnuli su argumenti kako je riječ o prerađenom otpadnom drvu ili pak reci-kliranom drvu koje uspješno zamjenjuje ploče od masiva, čime se smanjuje sječa kvalitetnih stabala. Namještaj izrađen od drvnih vlaknatica na kraju svojeg životnog vijeka može iskoristiti za izradu biogori-va...

Ostali namještaj u jezgri kuće napravljen je od hrastovine, tradicionalog hrvatskog materijala za izradu namještaja i opre-manje interijera, a visokokvalitetno drvo hrasta lužnjaka ima izuzetna fizikalna, mehanička i estetska svojstva. Štoviše, hrast lužnjak je i međunarodno poznat kao Slavonian oak.

Kako bi masivnom namještaju dali suvremeniji izgled, drvo je površinski obrađeno ekološki prihvatljivim uljem. Od

GORE: Poput stanice živog organizma, Membrain kuća ima jezgru i membranu.Kao u pravoj stanici, i jezgra i membrana u stalnoj su interakciji, a u njima se odvijaju složeni procesi koje stanari mogu kontrolirati zahvaljujući inovativnim rješenjima i studentskoj dosjetljivosti.

STROJARNICA KUHINJA

VJETRO-BRAN

GARD.ORMAR

STAKLENIK

ZIMSKI VRT

KUPAONICA

POMIČNI KUHINJSKI OTOK

TUŠ

RASKLOPIVITROSJED

RASKLOPIVI KREVET

RADNISTOL

VODENI IZMJENJIVAČ I PUFFERUZ DIZALICU TOPLINE

TERASA

STOLAC/ORMARIĆ

MEMBRANA KUĆE S UGRAĐENIM UREĐAJIMA NA SJEVERNOJ STRANI

Page 6: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

69-10/14

hrastovine je i sav parket u našoj kući. Za unutarnju oblogu zidova i unutarnjih

vrata izrađene su furnirske ploče od bre-zovine. Breza je relativno jeftino drvo i ne spada u ugrožene vrste.

Takvim izborom pokazali smo kako se tradicionalni hrvatski materijal kao što je hrastovina može kombinirati sa suvreme-nim materijalima poput vlaknatica i iveri-ce. Ambijent je minimalistički, a istodobno topao, optimističan i vizualno zanimljiv.Koncept namještaja

Studenti Šumarskog fakulteta projek-tirali namještaj koji se lako prilagođuje potrebama, na raznim mjestima, ovisno o željama i aktivnostima stanara.

Sav namještaj je lako pomičan, a u

LIJEVO: Park u Versaillesu pokraj Pariza pretvoren je početkom ljeta u golemo i užurbano gradilište svojevrsnog sajma za izložbu samoodrživih kuća s dominantnom ulogom prirodnih i obnovljivih izvora energije. Prava olimpijada studentskog inovatorstva i primjene najnovijih tehničkih rješenja u arhitekturi i graditeljstvu. DOLJE: Dok je u velikoj montažnoj hali trajao susret uzvanika - ministara, diplomata, profesora i stručnjaka iz raznih institucija i tvrtki - s timovima europskih sveučilišta, na gradilištu hrvatske Membrain kuće užurbano su se postavljali temelji montažne konstrukcije.

Page 7: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

7 9-10/14

prostoru nenametljiv. Stoga je i kuhinja napravljena u dva dijela.

Nepomični dio s ugrađenim uređajima uklopljen je u membranu kuće, dok se pomični kuhinjski otok može, po potrebi, izvući u središnji prostor kuće. Zatreba li stanarima više prostora, kuhinjski se otok može lako maknuti ustranu ili naprosto pospremiti u membranu - i zatvoriti.

Slike prikazuju kuhinju u raznim fazama otvorenosti. Kuhinjski otok je projektiran iz tri dijela kako bi se uštedio prostor i po-većala funkcionalnost samog namještaja. U njemu je šank, sklopiv blagovaonički stol za šest osoba i jedan kuhinjski ele-ment. U svojim dimenzijama i volumenu taj element krije i dodatnu funkciju. Kad zatreba, u nj se mogu spremiti dva visoka barska stolca.

U membrani je uz kuhinju smješten i gar-derobni ormar koji se izvlači iz zida. Dok je zatvoren, izgleda kao dio zida, a jezgru kuće ne opterećuje nikakva monumental-na forma. Bez glomaznih korpusa jezgra djeluje uredno i prostrano, a u skrivenom ormaru ima dovoljno mjesta za mnogo raznih predmeta i odjeće.

U jezgri nema mnogo namještaja. Tu je radni stol s ladičarom na kotačima, preklopivi bračni krevet, četiri pokretna ormarića na kojima se može i sjediti, šest blagovaoničkih stolaca i preklopivi trosjed kao dodatni ležaj...

Pri projektiranju namještaja svakom se komadu tražila dodatna funkcionalnost. Tako pokretni ormarići na kotačima imaju

dosta veliko spremište, prikladni su za sjedenje, a nude i površinu za odlaganje raznih predmeta. Može ih se postaviti uz radni stol, u kuhinju ili uz krevet, pa i uz trosjed. Sastave li se ispred trosjeda, pretvaraju se u dulji čajni stolić. Dakako vodilo se računa i o kvaliteti, trajnosti i održivosti izrađenog namještaja.GLULAM

Nosivi elementi kuće su izgrađeni od lijepljenog lameliranog drva (LLD). To je građevinski materijal dobiven uslo-javanjem tankih drvenih lamela koje su međusobno lijepljene posebnim ljepilom. Tijekom projektiranja i gradnje, zbog velike čvrstoće, krutosti i male mase, LLD se iskazao kao idealan materijal za brzu, efikasnu i održivu gradnju. Ovisno o uvjetima opterećenja, lamelirana greda može biti nekoliko puta lakša od klasične betonske grede jednake nosivosti.

Štoviše, u slučaju požara LLD je sigur-niji od nezaštićene čelične konstrukcije, a plamen i visoku temperaturu podnosi čak i duže od armiranobetonskih elemenata. Naime, uslojeno drvo izloženo vatri na po-vršini brzo pougljeni, a taj ugljeni sloj spre-čava daljnje prodiranje plamena u jezgru nosivog elementa - i vatra se polako guši. Taj je drveni materijal istodobno i dobar toplinski izolator, a u svojem životnom ciklusu ima čak i negativan CO2 otisak.Drvena vuna

Proizveli smo je sami - za zvučnu i se-kundarnu toplinsku izolaciju strojarnice. Cilj je bio napraviti ekološki najprihvatlji-

viji jeftin materijal s odličnim izolacijskim svojstvima, pogodan i za fasadne površi-ne. Ugrađen je i u našu Membrain kuću, u sjevernu fasadu membrane (slika desno). Izolacijske panele izradili smo od tzv. dr-venih rezanaca koji se u pilanama tretiraju kao otpad. Vlaknastim rezancima dodali smo smjesu cementa s udjelom klinkera manjim od 30 % te 70 % zgure (troske) koja je otpadni nusproizvod u proizvodnji željeza. Uz minimalnu potrošnju energije panele smo oblikovali u kalupu od letava i dobili materijal otporan na vlagu, insekte i vatru. Izradu takvih panela preporučujemo svakomu tko želi jeftin izolator s visokim udjelom prirodnog materijala.

DESNO: Ručna izrada izolacijskih panela od drvene vune. Ploče napravljene na velesajmu stigle su u Pariz spremne za ugradnju.Vrlo jeftin, tvrd i -izdržljiv izolator

DESNO: Montažna gradnja s prefabriciranim glulam-elementima tekla je brzo, jer sve je odavno provjereno i označeno tijekom prvog sastavljanja u Zagrebu. U detaljima je bilo manjih iznenađenja, no drvo je lako obradivo... Cijelu kuću na okupu drže donirani vijci tvrtke Kranjec.

Page 8: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

89-10/14

Ovčja vunaZa toplinsku izolaciju primijenili smo

ovčju vunu. Odličan je izolator, no u Hrvat-skoj ne odgovara ni tekstilnoj industriji, pa goleme količine tog prirodnog materijala završavaju na smetlištu ili na livadama i u kamenjaru gdje ih raznosi vjetar... Kako je riječ o održivom materijalu s odličnim izo-lacijskim svojstvima sličnim onima kakva ima mineralna vuna - nije štetna za ljude - ugradili smo je u podne, stropne i zidne panele. Dakako, prije toga smo je oprali na ekološki prihvatljiv način koji nije štetan ni okolišu ni ljudima. Ako nije zagađena kemikalijama, suha se vuna može na kraju uporabnog ciklusa nasjeckati i u odmjere-

Teška fasadna stakla, donacija Gorica stakla, postavljana su uz pomoć dizalice.

Zastakljeni zimski vrt.

Ugradnja stakala doniranim Bosch-alatima u drvene profile dizajnirane po našoj zamisli.

Izrada sjeverne fasade.

Page 9: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

9 9-10/14

noj količini dodati kompostu. Grijanje i hlađenje

Oko grijanja i hlađenja Membrain kuće bilo je dosta rasprave, no nakraju smo spojili dvije različite strategije koje su nam u sinergiji dale najbolji učinak. Radi se o pasivnom i aktivnom pristupu za uspo-stavu ugodne mikroklime unutrašnjeg prostora kuće.

U aktivni dio strategije uključili smo pod-no grijanje i hlađenje s dizalicom topline

koju su projektirali studenti u suradnji s Dalmacija klimom. Zbog strogih pravila pariškog natjecanja to je morala biti dizali-ca topline zrak-voda.

Uz dizalicu topline i instalaciju podnog grijanja i hlađenja ugradili smo i dva spre-mnika - jedan za potrošnu toplu vodu, a drugi kao puffer u kojem se, ovisno o se-zoni, nalazi pričuva tople ili hladne vode.

Dizalicu topline (toplinsku pumpu) oda-brali smo i zato što je ta tehnologija svoje-

vrsni standard u zelenoj gradnji, održivosti i primjeni obnovljivih izvora energije. Kako s tim uređajem možemo na jednostavan način iz jednog kilovata utrošene električ-ne energije dobiti tri ili više kilovata toplin-ske energije, a istodobno smanjujemo i emisiju CO2, danas je to bitan dio svakog sustava hlađenja i grijanja.

Dizalicom topline i ostalim tehničkim sustavima u kući upravlja little PLC koji su u cijelosti projektirali studenti. Tako je pa-metnim upravljanjem i optimizacijom rada stvoren autonomni energetski sustav koji uz minimalnu potrošnju električne energije zadovoljava potrebe kuće i stanara.

LIJEVO: Pošljunčani zimski vrt na južnoj strani kuće važan je dio pasivne komponente energetskog sustava. Vidljive su ventilacijske cijevi koje omogućuju prilagodbu sezonskim promjenama. Kroza nj se izlazi na terasu, a po kišnom vremenu može poslužiti i kao lođa. Kad je zatvoren, nudi debeli izolacijski sloj zraka koji prima ili izbacuje toplinu.U staklenicima na istočnoj i zapadnoj strani za izložbu su ovješene vrećice s cvijećem i zelenilom. Uz dodatak hidroponske tehnike, tu se može razrasti i ozbiljno zeleno sjenilo koje zamjenjuje zavje-se kao zaštitu od pogleda izvana...

DOLJE: Veliki prostor fleksibilne namjene jezgra je Membrain kuće, sa svih strana okružena multifukcionalnom membranom koja je povezuje s okolinom, a istodobno i zaštićuje od neželjenih vanjskih utjecaja.

Page 10: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

109-10/14

VentilacijaKuća ima dva odvojena sustava venti-

lacije. Ventilacija staklenika je klasična, s izmjenom zraka bez rekuperacije topline. Jedina joj je zadaća sprečavanje pregrija-vanja staklenika.

Drugi sustav ventilacije zadužen je za izmjenu zraka u glavnom prostoru. Glavni dio je rotacijska rekuperatorska jedinica koja uz izmjenu topline rekuperira i vlagu

iz zraka. Sustav je tako oblikovan da kroz reške panela na sjevernom zidu isisava istrošeni zrak iz zatvorenog prostora, a svježi se zrak u kuću upuhuje najprije u spušteni strop, gdje struji oko PCM-plo-ča, a potom ulazi u stambeni prostor kroz rešku uz južnu staklenu stijenu.PCM

U strategiji pasivnog grijanja i hlađenja svakako je najvažniji PCM (phase change

Kuhinja u raznim fazama otvorenosti. Zatvorena, poluotvorena, otvorena sa spremljenim kuhinjskim otokom, otvorena s izvučenim kuhinjskim otokom i izvučenom dodatnom radnom pločom... ...

umetnutog stola koji se rasklapa i za blagovanje. Vidljiv je rotacijski rekuperator, a donirana bijela tehnika Bosch uklopila se u mjere precizno projektiranog prostora.

material) koji je u pločastom aluminijskom pakovanju smješten iznad nepropusnog platnenog stropa unutar kuće.

PCM je organski parafin koji svoje agre-gatno stanje mijenja pri određenoj tempe-raturi, prelazeći iz krutog u tekuće stanje i obrnuto. U ovom slučaju ta se promjena događa u temperaturnom rasponu od 21°C do 26 °C, optimalnom za stambeni prostor. Tijekom promjene PCM upija

Page 11: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

11 9-10/14

ili otpušta toplinu, a kapacitet upijanja i akumuliranja topline mu je relativno velik. Također, pri svakoj promjeni agregatnog stanja izbacuje ili upija mnogo energije, čime utječe i na temperaturu okolnog zraka u zatvorenom prostoru. Kao regu-lator temperature unutar kuće funkcionira isključivo na osnovi temperaturnih razlika i nema nikakvih pokretnih dijelova.

Ovisno o temperaturnoj razlici između zatvorenog i vanjskog prostora te smjeru zračne struje u ventilacijskom sustavu, PCM-elementi hlade ili dogrijavaju pro-stor.

Radi poboljšanja efikasnosti smješten je u aluminijske posude koje odlično pro-vode toplinu. Ovisno o temperaturama, PCM je uz pasivno djelovanje istodobno i dio aktivnog ventilacijskog sustava s rekuperatorskom jedinicom. Strujanje zraka ubrzava izmjenu topline i potpuniju promjenu faze (agregatnog stanja).

Iako je isplativost PCM-a bila jedno od važnijih pitanja u razradi projekta, priklo-nili smo se stavu da je Membrain koncept istodobno i naš pokusni centar za nove tehnologije. Zato je PCM ugrađen u kuću okružen temperaturnim sondama kako bi-smo kroz duže razdoblje mogli prikupljati podatke i analizirati učinak. Bit će to i naša konačna spoznaja o njegovoj isplativosti.

U pasivno održavanje temperature prostora nisu uključeni samo inovativni materijali, već u tome važnu ulogu ima i pokretni dio krova s nosačima fotonapon-skih panela. Fotopaneli na teleskopskim nosačima imaju ljeti i ulogu sjenila, pa izvlačenjem nosača preko južnog ruba krova velike staklene plohe dobivaju i djelotvorno sjenilo. Pomicanje nosača je automatsko, a ovisi o godišnjem dobu i položaju (visini) sunca. Kuća tijekom da-na ima i optimalno zasjenjenje i dovoljno dnevnog svjetla. Analize su pokazale da takvo rješenje ima vrlo velik učinak na održanje ugodne ljetne temperature, jer sunčeve zrake ne dosežu u dubinu kuće. Elektroenergetika

Fotonaponski sustav Membrain kuće morao je zadovoljiti dva uvjeta - osigurati maksimalnu proizvodnju struje iz sunče-vog zračenja na raspoloživoj površini, a pritom unaprijediti arhitektonski dojam i

funkcionalnost kuće. Kako je to uspješno ostvareno, elektroenergetski opis započi-njemo upravo fotonaponskim sustavom kojim je oblikovan najuočljiviji dio kuće, a to je takozvana harmonika.

Kako nam je svima dobro poznato, sunce svakog dana putuje od istoka pre-ma zapadu, opisujući po nebu široki luk. Tijekom godine, sunce u podne nije uvijek na istoj visini iznad južnog obzora, već sa pomiče niže ili više, južnije ili sjevernije. Pritom se mijenja i upadni kut sunčevih zraka na Zemljinu površinu.

Uobičajeno je da se u našim geo-grafskim širinama fotonaponski moduli postavljaju po nekoj srednjoj vrijednosti nagiba prema horizontali, pri čemu se određena prednost daje zimskom razdo-blju. No, takvi nepomični FN-moduli nisu uvijek optimalno usmjereni prema Suncu i ne mogu zahvatiti svu ponuđenu energiju sunčevog zračenja.

Da bi se tome doskočilo, moduli se često postavljaju na okretna postolja s automatskim praćenjem Sunca, od zore do sumraka, pri čemu Sunčeve zrake cijeloga dana okomito padaju na izloženu površinu. Za takva fotonaponske uređaje udomaćio se naziv trakeri ili trekeri (od engleskog tracking = praćenje). Kako postavljanje takvog trekera na ravni krov Membrain kuće nije dolazilo u obzir, osmi-šljeno je inovativno rješenje. Harmonika na krovu

U smjeru sjever-jug postavljeni su tele-skopski aluminijski nosači s trokutastim osloncima za module. Tako je nastao jed-noosni (ili linearni) treker koji se razvlači u smjeru sjever-jug, pri čemu se šire ili suža-vaju trokutasti oslonci modula i mijenjanju im nagib prema sunčevim zrakama.

Kad se taj pomični dio krova pogleda u akciji, naziv harmonika nameće se sam po sebi...

DESNO: Postavljanje hidroizolacijske folije koju nam je po mjeri izradila tvrtka Belina na toplinski izoliran ravni krov, brtvljenje trostrukih stakala zimskog vrta i staklenika, te priprema toplinske dizalice za ugradnju.DOLJE: Ugradnja rasvjetnih tijela (LED) i postavljanje vodova za senzore i uprav-ljački sustav kuće smješten u strojarnici.

LJETNI SUNČANI DAN LJETNA NOĆ

ZIMSKI SUNČANI DAN ZIMSKA NOĆ

Krovna harmonika s fotonaponskim panelima dopunjuje cijeli koncept...

RASTEGNUTA KROVNA HARMONIKA I POLOŽENI FOTONAPONSKI PANELI DAJU TERASI I KUĆI UGODAN HLAD POD VISOKIM LJETNIM SUNCEM. TOPLI ZRAK ISPUŠTA SE IZ ZIMSKOG VRTA.

USPRAVLJENI FOTOPANELI NA UVUČENIM TELESKOPSKIM NOSAČIMA PROIZVODE STRUJU, A NISKO SUNCE PRODIRE DUBOKO U PROSTOR I ZAGRIJAVA ZATVORENI ZIMSKI VRT I STAKLENIKE.

Page 12: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

129-10/14

U našim krajevima, tijekom ljetnih mje-seci, kad je Sunce visoko iznad obzora, optimalan kut fotonaponskih panela u od-nosu na horizontalu iznosi od 10° do 25°, dok u zimskim mjesecima, kad je Sunce nisko, optimalan je kut između 20° i 50° - ovisno o lokaciji i usmjerenosti modula (kuće) prema jugu. Zbog konstrukcijskih razloga i mogućnosti širenja i sužavanja trokutastih postolja, fotonaponski sustav Membrain kuće može mijenjati nagib mo-dula u rasponu od 10° do 45° u odnosu na vodoravnu plohu - koliko se harmonika na krovu može razvući ili stisnuti.

Ipak, ima u tome i sretne podudarnosti. Ljeti, kad je Sunce visoko, a fotopaneli položeni, krovni nosači su najdalje izvu-čeni, pri čemu zasjenjuju južno pročelje i terasu, poput nadstrešnice.

Zimi, kad je Sunce nisko i duboko oba-sjava pod kuće, paneli su uspravljeni, a

GORE: Pregled i provjera svih detalja hidroizolacijske krovne folije, a posebno oslonaca za teleskopske nosače fotonaponskog sustava kojemu treba osigurati i sve prodore kabela preko kojih se njime upravlja. Ljetna ugradnja solara može biti vrlo naporna...

Podizanje montiranih nizova fotonaponskih panela na pripremljene teleskopske nosače krovne harmonike koja Membrain kući daje prepoznatljivost i privlači pozornost znatiželjnih posjetitelja.

PCM-elementi u stropu tehnološka su novost koja je u sustav uključena i zbog analize učinka na grijanje i hlađenje. Nakraju je strop prekriven napetom Belina-tkaninom.

LJETNI SUNČANI DAN LJETNA NOĆ

ZIMSKI SUNČANI DAN ZIMSKA NOĆ

... štednje energije pasivnim i aktivnim sustavima prilagodbe vanjskim uvjetima.

KAKO JE KUĆA PREKO DANA BILA U HLADU, UGODNU TEMPERATURU PROSTORA MOŽE SE LAKO ODRŽAVATI ISPUŠTANJEM TOPLIJEG ZRAKA KOJI NADOMJEŠĆUJE HLADNIJI NOĆNI ZRAK.

POVRŠINE ZAGRIJANE SUNCEM I SUSTAVOM GRIJANJA NOĆU IŽARUJU TOPLINU U DOBRO IZOLIRANI PROSTOR. DEBELA MEMBRANA OKO KUĆE USPORAVA GUBLJENJE TOPLINE.

Page 13: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

13 9-10/14

nosači uvučeni. Time se ljeti smanjuje potreba za aktivnim hlađenjem, a zimi se ostvaruju veliki pasivni toplinski dobici.

I jedno i drugo osigurava značajne ušte-de energije.

No, osim prikupljanja energije za pro-izvodnju struje, linearni treker-sustav Membrain kuće ima i funkciju zasjenjenja krova koja je pojačana razapetim tek-stilnim sjenilima između fotonaponskih nizova. Naime, kad je ljeti Sunce visoko, a harmonika razvučena dokraja (kako bi moduli bili položeni, a pročelje i terasa u sjeni), cijeli je krov u hladu koji mu osigu-ravaju moduli i tekstilna sjenila.

Sve u svemu, ta je harmonika veliki dobitak glede udobnosti boravka u Mem-brainu.

Međutim, kako se jednoosni treker ne može optimalno usmjeriti prema Suncu na istočnom ili zapadnom dijelu neba, čime su smanjeni i energetski dobici, po-stavljena su 54 fotonaponska panela koji u većem dijelu dana osiguravaju punjenje baterija i normalan rad sustava.

Pritom se pazilo da prednji paneli ne zasjenjuju one u stražnjim nizovima, što je uvelike odredilo dimenzije modula i njihov razmještaj po dubini. Očito, trebalo je razmišljati o mnogim elementima za koje u literaturi nije bilo praktičnog primjera.

Uza sve to, trebalo je zadovoljiti i propo-zicije ovogodišnjeg natjecanja.

Nakraju, postavljeno je fotonaponsko polje od 54 modula po 100 Wp, a instalira-ni sustav dosegnuo je 5,4 kWp. Sofisticirana strojarnica

Manje vidljiv, ali ne i jednostavniji dio fotonaponskog sustava Membrain kuće čine mrežni izmjenjivač, inverter te bate-rije. U svemu ima puno elektronike i auto-

U slučaju ispada vanjske mreže pre-tvarač Multiplus će odspojiti kuću s mreže, a kuća će prijeći u otočni rad.

Po potrebi, pretvarač Multiplus povisit će izlaznu frekvenciju i time ograničiti proizvodnju energije u mrežnom izmje-njivaču na količinu energije potrebne za punjenje baterija i nadomještanje potreba kućnih trošila. Pretvaračem Multiplus upravlja softver koji se može prilagoditi potrebama sustava.

Detaljniji opis tog fotonaponskog sustava možete u ovom broju Majstora pročitati u članku koji prethodi ovom prikazu Decathlon natjecanja.

Kako bi se postiglo što veći učinak i poboljšalo iskoristivost sustava, u strop ispred strojarnice postavljene su četiri VRLA-baterije. Baterije i tokove energije kontrolira mrežni izmjenjivač MultiPlus.

Ugrađene baterije Membrain kuće mo-gu napajati maksimalnu snagu od 3 kW tijekom 3 sata i 50 minuta što omogućuje otočni rad i kroz duže razdoblja, ali uz smanjenu potrošnju ili slabija trošila.

Tijekom izvedbe trebalo je odraditi i manje vidljive ali vrlo važne radove, poput poliranja aluminijskih profila teleskopskih nosača.

žom, dok je drugi priključen na SunnyBoy inverter.

Izlazi mrežnog izmjenjivača povezani su s razvodnim ormarom koji napaja sve električne potrošače u kući. U slučaju ne-dovoljne proizvodnje električne energije iz fotonaponskih panela, mrežni izmjenjivač MultiPlus nadomjestit će potrebnu elek-tričnu energiju iz vanjske električne mreže ili iz baterija, ovisno o stanju napunjenosti baterija i potrebama za električnom ener-gijom.

U slučaju proizvodnje električne energije veće od trenutne potrošnje u kući, mrežni izmjenjivač će iskoristiti višak električne energije za punjenje baterije i/ili će tu elek-tričnu energiju poslati u javnu električnu mrežu.

Strojarnica

BATERIJE

Pojednostavljeni prikaz fotonaponskog sustava na kući Membrain concept, najvažnijeg dijela elektroenergetike, razvijen u suradnji sa Schrack Technik.

JAVNA ELEKTRIČNA MREŽA

PRETVARAČ I PUNJAČ MULTIPLUS

MREŽNI PRETVARAČ

DC/AC

TROŠILA

FOTONAPONSKO POLJE NA KROVU

Gibanje Sunca nebom određuje i količinu prikupljene energije, koja se mijenja i tijekom godine i tijekom dana. Boje označuju mogući učinak - od najvećeg (žuto) do najmanjeg (tamnoplavo).

matike, no UNIZG je imao timove za sve funkcionalne dijelove kuće. Istosmjerna električna struja proizvedena iz solarnih panela pretvara se u izmjeničnu struju u SunnyBoy inverteru.

Ulaz izmjenične struje (AC-ulaz) na mrežnom izmjenjivaču MultiPlus povezan je s vanjskom javnom električnom mre-

Page 14: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

149-10/14

To je itekako značajno za hijerarhiju trošila koja se prilagođuju stanju sustava, pri čemu je važna i fleksibilnost dizalice topline.

Svi električni uređaji u Membrain kući, najmoderniji su električni uređaji dostupni na tržištu u Hrvatskoj i svi su klase A.

Sustavom automatizacije moguće je kontrolirati kućanske aparate i upravljati kompletnom rasvjetom kuće, a potrošnju kućanskih uređaja prilagoditi proizvodnji fotonaponskog sustava.

U to je uključena i procjena proizvodnje struje za nekoliko sati ili dana, unaprijed, čime se postiže maksimalna energetska učinkovitost i uštede na razini mikroelek-tričnog sustava. Rasvjeta

Membrain kuća je s tri strane zatvorena staklom i uživa maksimalnu dnevnu rasvi-jetljenost. Noću je unutrašnjost osvijet-ljena primjenom najmodernijih rješenja u području LED-rasvjete. U sustavu je kom-binacija difuznih LED-traka i rasvjetnih tijela s usmjerenim LED svjetlom. Jačina

GORE: U Membrain kući su dva ventilacijska sustava - klasičan, s ventilatorima, i aktivan, s uređajem za rekuperaciju topline i vlage u zračnoj struji. Cijevi su posvuda, no uglavnom nevidljive. Međutim, u održavanje ugodne mikroklime u vrlo različitim klimatskim uvjetima uključena je i dizalica topline zrak-voda, podno grijanje i hlađenje vodom, te PCM-članci koji promjenom agregatnog stanja preuzimaju ili otpuštaju toplinu iz zraka koji struji sustavom.

osvjetljenja i vrijeme paljenja pojedinih rasvjetnih tijela moguće podešavati po-moću tableta za upravljanje svim kućnim uređajima, ali i ručno, na sklopkama. Upravljački sustav

Sustav upravljanja Membrain kućom većim je dijelom proizvod studenata Fa-kulteta elektrotehnike i računarstva.

Ideju za razvoj vlastitog sustava potakla je i akademska priroda projekta.

Naime, cilj je projekta i natjecanja Solar Decathlon - demonstrirati inovativnost i znanje studenata sveučilišta.

Kao dokaz da kreativnosti ima i na za-grebačkom FER-u, sustav automatike su gotovo u cijelosti projektirali i proizveli studenti. Iako je optimalno prilagođen upravljanju ove kuće, primjenjiv je i šire, naročito u automatizaciji stambenih zgra-da.

Glavni cilj je povećanje energetske efikasnosti kuće, uz održavanje idealnih uvjeta stanovanja. Grijanje i hlađenje ku-će dizalicom topline, kontrolira nekoliko elektromehaničkih aktuatora i senzora koji

daju povratne informacije o njenom radu. U praksi se dizalice topline uglavnom

reguliraju komercijalnim PLC-uređajima (programmabile logic controller).

Tijekom projektiranja našeg sustava pretpostavili smo primjenu modernih al-goritama (modelsko prediktivna kontrola povezana s hidrometeorološkim zavodom i strojno učenje) čime bi se optimirala po-trošnja električne energije nužne za održa-vanje ugodne unutrašnje temperature.

Međutim, pokazalo se da komercijalni PLC-uređaji ne nude dovoljno moćne pro-cesore koji bi zadovoljili tu razinu složeno-sti. Stoga su studenti krenuli u dizajniranje vlastitog PLC-a, radnog imena „littlePLC“.

Kao ulazne podatke algoritam upravlja-nja preuzima mjerenja DHMZ-a, kao i mje-renja s bežične senzorske mreže razvijene za kuću. Također, sustav prati potrošnju i proizvodnju električne energije te uči na-vike stanara. Naprimjer, strojnim učenjem sustav može predvidjeti potrebu za to-plom vodom (ujutro, kad stanari započinju dan), zagrijavati vodu u noćnim satima

LJETNO HLAĐENJE DANJU ZIMSKO GRIJANJE DANJU

SUNČEVO ZRAČENJE FN-PANELI PRETVARAJU SVJETLO U STRUJU

JUŽNA FASADA PCM-ELEMENTI DODATNO HLADE ZRAK

RASTEGNUTAHARMONIKA OSIGURAVASTAKLENIKUHLADOVINU

UVUČENA HARMONIKA PROPUŠTA SUNČEVE ZRAKE U DUBINU KUĆE

LJETNO HLAĐENJE NOĆU

OPTIMALNASOBNA TEMPERATURA

VRUĆ VANJSKI ZRAK

ISPUŠTANJETOPLOGZRAKAPODNO HLAĐENJE

DODATNO HLADI ZRAKPODNO GRIJANJE ZAGRIJAVA ZRAK

HLADAN VANJSKI ZRAK

ISPUŠTANJETOPLOGISTROŠENOG ZRAKA

OPTIMALNASOBNA TEMPERATURA

TOPLIJI ZRAK IZ REKUPERATORA

TOPLIJI ZRAK IZ REKUPERATORA

HLADAN VANJSKI ZRAK

ISPUŠTANJETOPLOGISTROŠENOG ZRAKA

OHLAĐENI ZRAK IZ REKUPERATORA

VANJSKI ZRAK

ISPUŠTANJETOPLIJEGZRAKA

PCM-ELEMENTI PRILAGOĐUJU TEMPERATURU ZRAKA

OPTIMALNASOBNA TEMPERATURA

OHLAĐENI ZRAK IZ REKUPERATORA

JUŽNA FASADA

PODNO GRIJANJE ZAGRIJAVA ZRAK

JUŽNA FASADA

OPTIMALNASOBNA TEMPERATURA

SUNCE ZAGRIJAVA ZRAK U ZIMSKOM VRTUI STAKLENICIMA

ZAGRIJANI ZRAK U ZIMSKOM VRTUI STAKLENICIMADUGO ZADRŽAVA TOPLINU I SMANJUJE GUBITKE

ZIMSKO GRIJANJE NOĆU

Page 15: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

15 9-10/14

dok je struja jeftinija... itd. Sustav isto-dobno prati proizvodnju fotonaponskih panela kojima nagib prilagođuje upadnom kutu sunčevih zraka, pomicanjem linear-nih nosača i razvlačenjem ili stiskanjem solarne harmonike.

Ispis mjerenja te ručno upravljanje su-stavima, kao i savjeti za povećanje ener-getske efikasnosti dostupni su na Android aplikaciji koja pametni telefon pretvara u daljinski upravljač Membrain kuće.

Aplikacija je i edukativna, jer stanari mogu pratiti potrošnju električne energije i sami brinuti o povećanju efikasnosti.Filtriranje vode

Kanalizacijska odvodnja, siva voda iz kupaonice i perilica, ali i kišnica - obrađuju se kombinacijom sustava membranskog bioreaktora i reverzibilne osmoze, a krajnji je rezultat - destilirana voda. Takva je vo-da prikladna za sve potrebe u kućanstvu osim za piće, dok se pitka voda dovodi iz vodoopskrbnog sustava. Sustav štedi oko 78 posto vode, a u kupaonici i kuhinji dopunjuje ga instalacija koja miješanjem vode i zraka štedi i do 60 posto vode.Organizacija građenja

Organizatori Solar Decathlona postavili su stroge uvjete glede rokova i sigurnosti građenja. Tako smo za kompletnu izgrad-nju kuće u Parizu imali na raspolaganju samo 10 dana. Da bi ispunili te zahtjeve, kuću smo od početka projektirali kao montažni objekt. U Zagrebu smo izradili sve konstrukcijske elemente i probno za-gradili kuću u hali Zagrebačkog velesajma a zatim sve rastavili, prevezli tegljačima u Pariz i sastavili klik-sistemom.

U tu svrhu oformljen je tim za organi-zaciju građenja. Zadaća im je bila izraditi elaborat zaštite na radu, vremenski plan građenja, logistiku transporta i odabir mehanizacije.

Naprimjer, da bi od organizatora dobili odobrenje za gradnju, trebalo je mjesec dana prije početka natjecanja poslati de-taljni plan građenja i radnih smjena.

Da bi zadovoljili stroge francuske pro-pise o zaštiti na radu, u suradnji s našim partnerima proveli smo obuku studenata - za rad na siguran način, tečajeve prve po-moći, certificiranja rukovatelja strojevima i obavezne medicinske preglede. Nakraju,

Upravljački sustav memBrain kuće

u Versaillesu smo sami rukovali svom me-hanizacijom - osim velikog krana.

Kako se radilo o nekonvencionalnom objektu i visokoobrazovanoj, ali neisku-snoj radnoj snazi, našim je članovima naj-veći izazov predstavljala procjena trajanja pojedinih radnih operacija glede vremena i resursa. Stoga je cijeli proces probne

gradnje na Velesajmu sniman kamerama da bismo kasnije proveli istraživanje produktivnosti rada i odredili vremenske okvire pojedinih faza.

U Parizu se pokazalo da smo plan gra-đenja pratili zaista uspješno. Neusklađe-nost s planom pojavila se tek u završnim fazama gradnje, jer pojedine dijelove kuće

Page 16: STUDENTSKA MEMBRAIN KUĆA - · PDF fileKako bi potakli studente, buduće inženjere, na primjenu obnovljivih izvora energije i razvili svijest i znanje o nji- ... završetka, tj. izgraditi

nove tehnologije

169-10/14

Upravljački sustav memBrain kuće

nismo stigli unaprijed napraviti u Zagrebu te smo ih prvi put montirali na licu mjesta. Unatoč tome, bilo je dovoljno vremenske rezerve da kuću završimo u zadanom roku.

Nakraju, ostaje za pamćenje angažman svih članova tima UNIZG koji su skromni budžet kompenzirali snalažljivošću i fanatičnom željom da sve bude najbolje moguće. Uspjeli su završiti projekt, a Sve-učilište u Zagrebu predstavili su svjetskoj publici u najboljem svjetlu. Iskustva s izložbe

Kuća je tijekom te natjecateljske izložbe bila otvorena za javnost od 28. lipnja do 14. srpnja 2014. godine. Samoodrživu ku-ću Koncepta Membrain posjetili su mno-gi, od profesionalaca, studenata i spon-zora, do znatiželjnih prolaznika.Dobili smo mnogo pozitivnih komentara, a osobito su profesionalci i sponzori bili oduševljeni

našim konceptom. Hvalili su studentske ideje i funkcioniranje sustava u kući, a ne-ki su nam članovi drugih timova priznali da im je drago što se ne natječemo jer bismo im bili preopasna konkurencija.

Moramo reći kako je iza naše kuće bio jedan od skromnijim budžeta, a bili smo i jedan od rijetkih timova koji pri razvijanju projekta i izgradnji kuće nisu imali pomoć profesionalaca.

Sve što se našlo u konstrukciji i unu-trašnjosti te hrvatske kuće u Francuskoj, osmislili su i realizirali isključivo studenti - uz pomoć profesora mentora.

Vikendima je kuća bila najposjećenija, no tijekom cijelog tjedna stizale su orga-nizirane grupe koje bi se razmiljele solar-nim selom. Atmosfera je tijekom trajanja izložbe i brojnih sastanaka bila iznimno pozitivna te su se svi timovi iz cijelog svije-ta svijeta upoznali, povezali i međusobno pomagali tijekom natjecanja. (tt)

Pripremio: Matija PajićNa kraju izložbe - svi timovi na okupu.

Nekoliko slika na ovim stranicama dobili smo od organizatora, a sve ostalo, crteži, fotografije, dijagrami i sheme djelo su studenata. Želite li o projektu saznati više, posjetite nas na internet-adresi: http://www.solardecathlon2014.fr/en/

Solar Decathlon Europe 2014 zatvoren je vatrometom i koncertom.

Susret UNIZG tima s francuskom ministricom graditeljstva ispred Membrain kuće koju su dizajnirali studenti Sveučilišta u Zagrebu.

Prorektor Bojan Baletić, naš mentor Mladen Jošić, Hrvoje Nikola Vučemilo i Edwin Rodriguez, organizator natjecanja.