sveuČiliŠte u zagrebu graĐevinski fakultet livija …kolegij : građevinska fizika mentor :...
TRANSCRIPT
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET
Livija Šperanda
DIPLOMSKI RAD
Zagreb, studeni 2018.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA
GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda
Kolegij : Građevinska fizika
Mentor : doc.dr.sc. Bojan Milovanović
JMBAG autora: 0149215965
Zagreb, studeni 2018.
ZAHVALA
Zahvaljujem mentoru doc.dr.sc. Bojanu Milovanoviću za vodstvo tijekom ovog rada, od
oblikovanja same ideje, a onda i do ostvarenja projekta.
Posebna zahvala mojim roditeljima Marceli i Tomislavu na neizmjernoj podršci,
strpljenju i razumijevanju tijekom cijelog perioda obrazovanja. Hvala braći i sestrama, djedu
i baki, te rodbini koji su bili oslonac i motivacija u teškim trenucima.
Želim se zahvaliti i svojim prijateljima i kolegama koji su doprinijeli ovom uspjehu,
osobito Ivi Pašalić kao velikoj inspiraciji i osobi koja je dijelila sa mnom sve teškoće i radosti.
IZJAVA O IZVORNOSTI
„Izjavljujem da je moj diplomski rad izvorni rezultat mog rada te da se u izradi istog nisam
koristio drugim izvorima osim onih koji su u njemu navedeni. Slažem se da se ovaj rad u
elektronskom obliku objavi na javnoj internetskoj bazi sveučilišne knjižnice u sastavu
sveučilišta te kopira u javnu internetsku bazu završnih radova Nacionalne sveučilišne knjižnice
te u Hrvatskoj znanstvenoj bibliografiji CROSBI.“
______________________________
Livija Šperanda, univ.bacc.ing.aedif.
U Zagrebu, studeni 2018.
SADRŽAJ
SAŽETAK .................................................................................................................................. 8
SUMMARY ............................................................................................................................... 9
1 UVOD .................................................................................................................................. 10
2 DEFINICIJE I OPĆI POJMOVI .......................................................................................... 12
3 REGULATIVA I CILJEVI ENERGETSKE POLITIKE ................................................ 14
Zakon o gradnji (NN 153/13, 20/17) ................................................................................. 15
Zakon o energetskoj učinkovitosti (NN 127/14) .............................................................. 16
Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN
128/15, NN 70/2018, NN 73/2018) ...................................................................................... 16
4 KLJUČNI FAKTORI ZA IZGRADNJU ZG0E .................................................................. 18
1. Orijentacija .................................................................................................................. 18
2. Oblik zgrade ................................................................................................................. 18
3. Optimalna razina toplinske izolacije ......................................................................... 19
4. Toplinski izolirani prozorski okviri s visokom kvalitetom stakla ........................... 19
5. Rješavanje toplinskog mosta ...................................................................................... 19
6. Zrakonepropusnost ..................................................................................................... 20
7. Ventilacija s povratom topline ................................................................................... 20
5 ALGORITAM ZA PRORAČUN POTREBNE ENERGIJE ZA GRIJANJE I HLAĐENJE
TE PRIMJENU VENTILACIJSKIH I KLIMATIZACIJSKIH SUSTAVA PREMA HRN EN
ISO 13790 ................................................................................................................................ 21
Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje, QH,nd ................................................ 22
Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje, QC,nd ............................................... 25
Toplinski gubici .................................................................................................................. 26
Toplinski dobici .................................................................................................................. 28
6 PROZIRNE POVRŠINE ...................................................................................................... 30
7 PROJEKT ZGRADE GOTOVO NULTE ENERGIJE .................................................... 37
1. Namjena i lokacija zgrade .......................................................................................... 37
2. Situacija ........................................................................................................................ 37
3. Meteorološki parametri .............................................................................................. 38
4. Konstrukcija ................................................................................................................ 40
5. Površina i volumen prostorija .................................................................................... 40
6. Ovojnica zgrade ........................................................................................................... 43
7. Definiranje slojeva građevinskih dijelova zgrade .................................................... 45
8. Prozirne površine ........................................................................................................ 49
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, ALUMINIJSKOG OKVIRA I ALUMINIJSKIH LETVICA . 49
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, ALUMINIJSKOG OKVIRA I TEFLONSKIH LETVICA ..... 52
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, PVC OKVIRA I ALUMINIJSKIH LETVICA ....................... 54
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, PVC OKVIRA I TEFLON LETVICAMA ............................. 56
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, ALUMINIJSKOG OKVIRA S ALUMINIJSKIM LETVICAMA ... 58
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, ALUMINIJSKOG OKVIRA S TEFLON LETVICAMA ................. 60
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, PVC OKVIRA S ALUMINIJSKIM LETVICAMA ......................... 62
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, PVC OKVIRA S TEFLON LETVICAMA ...................................... 64
9. Termotehnički sustavi ................................................................................................. 71
Sustav grijanja .................................................................................................................... 71
PODNO GRIJANJE ............................................................................................................ 73
Sustav pripreme potrošne tople vode ............................................................................... 76
Sustav hlađenja ................................................................................................................... 77
Ventilacija ........................................................................................................................... 77
8 PRORAČUN ENERGETSKE BILANCE ZGRADE .......................................................... 79
9 ZAKLJUČAK .................................................................................................................. 90
10 LITERATURA .................................................................................................................... 92
11 DODACI ............................................................................................................................. 96
Popis slika: ........................................................................................................................... 96
Popis tablica: ........................................................................................................................ 98
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 8
SAŽETAK
Cilj ovog diplomskog rada jest prikazati sve parametre koji utječu na energetsku bilancu
kod zgrade, kako se kvalitetnim idejnim arhitektonskim projektom može utjecati na energetsku
učinkovitost, te isplativost gradnje pasivnih kuća. Provest će se proračun potrebne energije za
grijanje i hlađenje za novu zgradu gotovo nulte energije. Model zgrade osmišljen je za
obiteljsku namjenu smještenu u kontinentalnom dijelu Hrvatske, u Aljmašu. Eksperimentalni
dio ovog rada predstavljat će variranje orijentacije zgrade, promatrat će se utjecaj vrste i
veličine prozirnih građevnih dijelova u odnosu na neprozirne kao i zaštita od sunca.
Veliku važnost kod projektiranja niskoenergetske zgrade ima sam oblik. Jednostavnijim
arhitektonskim oblikom moguće je smanjiti transmisijske gubitke koji se odvijaju preko vanjske
ovojnice zgrade (plašta koji dijeli vanjski i unutrašnji prostor). Također, izolacija mora biti
kontinuirana, pravilno projektirana slojevima koji štite unutrašnji prostor, te pravilno izvedena
da nema toplinskih mostova. Prozirne površine predstavljaju velik izazov kod smanjenja
potrošnje energije, te će se u ovome radu prikazati nekoliko kombinacija čije ćemo
karakteristike na kraju usporediti i vidjeti optimalnu za navedeni sustav.
Ključne riječi: ZG0E, niskoenergetska zgrada, orijentacija zgrade, prozori ZG0E,
energetska učinkovitost zgrada
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 9
SUMMARY
The aim of this graduate thesis is to show all the parameters that affect the energy
balance of the building, as a quality design project can influence the energy efficiency and cost-
effectiveness of building passive houses. Calculation of the required energy for heating and
cooling will be performed for a new building with almost zero energy. The building model was
designed for family purposes located in the continental part of Croatia, in Aljmaš. The
experimental part of this paper will represent the variation of the orientation of the building, the
effect of the type and size of transparent building parts will be observed in relation to opaque
as well as sun protection.
Of great importance, when designing a low-energy building, is the shape. With a simpler
architectural shape, it is possible to reduce the transmission losses occurring through the outer
shell of the building (a loop that divides the outer and inner space). Also, the insulation must
be a continuous, properly designed layer that protects the interior space and is properly
constructed without thermal bridges. Transparent surfaces represent a major challenge in
reducing energy consumption, and this paper will show several combinations whose
characteristics will eventually be compared and seen optimally for the given system.
Key words: nZEB (nearly zero energy building), low energy building, building
orientation, nZEB windows, energy efficiency of buildings
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 10
1 UVOD
Čovjekov odnos prema okolišu, iako u namjeri da se postigne bolja kvaliteta života, doveo
je do niza globalnih, regionalnih te lokalnih ekoloških problema. Problemi kao što su:
onečišćenje zraka, vode i tla te smanjenje bioraznolikosti, dovode do zaključka kako neke stvari
moramo promijeniti. Izvori energije dijele se na obnovljive i neobnovljive. Neobnovljivi izvori
kao što su nafta i plin svojim izgaranjem zagađuju okoliš. Njihove su zalihe ograničene, a cijene
relativno visoke. U građevinskom sektoru prepoznat je izniman potencijal za uštedu energije
primjenom načela o energetskoj gradnji o kojem ćemo govoriti u ovome radu.
Rješavanje problema energetske neučinkovitosti javnih zgrada čini okosnicu Direktive o
energetskoj učinkovitosti zgrada (2010/31/EU) koja predstavnicima javnog sektora postavlja
obvezu da od 2019. godine sve zgrade javne namjene moraju biti izgrađene po principu gotovo
nulte energije (engl. nearly Zero Energy Buildings, nZEB) dok obveza energetske obnove po
nZEB principima na snagu stupa početkom 2021. godine. Energetski gotovo nulta gradnja
bazira se na integraciji visokog stupnja energetske učinkovitosti i sustava obnovljivih izvora
energije, što preostale energetske potrebe takvih zgrada čini neznatnim (gotovo nultim). [1]
Kako potrošnja energije u kućanstvu najviše odlazi na grijanje samog sustava, potrebno je
vidjeti kojim parametrima možemo to promijeniti. Na slici 1. prikazani su postotci potrošnje
energije u kućanstvu u Hrvatskoj. Kod zgrada javnog sektora, postotci se nešto razlikuju, ali i
dalje grijanje predstavlja velik udio potrošnje čijim smanjenjem ujedno utječemo na smanjenje
troškova održavanja.
Slika 1. Struktura potrošnje energije u kućanstvima u Hrvatskoj [2]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 11
Toplinska zaštita i štednja energije, korištenje obnovljivih izvora i zaštita okoliša
postaju temeljem održivog razvoja. Sve se više obraća pozornost na toplinsku izolaciju kuća i
zgrada. Osim uštede na grijanju i hlađenju te toplinskoj i električnoj energiji, omogućuje se
ugodniji prostor za život i stanovanje. Prema Vodiču za energetski efikasnu gradnju (2005.),
kroz prozore se gubi i do 70 % ukupnih toplinskih gubitaka zgrade. Najbolji način da se utječe
na to predstavlja izgradnja kvalitetne izolacije vanjske ovojnice zgrade.
Vanjska ovojnica zgrade dijeli unutarnji prostor od okoline. Jedan od glavnih zadataka
vanjske ovojnice jest da zadrži temperaturu koja je čovjeku ugodna za život. Prozori su dio
vanjske ovojnice zgrade koji imaju ulogu puštanja Sunčevog svjetla u zgradu, provjetravanje
prostora, zaštita od atmosferilija, pogled i doticaj s okolinom. Kroz njega se propušta dnevna
svjetlost i njegova energija dok istovremeno služi kao zaštita od vanjskih utjecaja. Prozori
prenose toplinu vođenjem, strujanjem, zračenjem. Pri tome se prijelaz topline ostvaruje kroz
reške između okvirnica doprozornika i krila, sljubnicu doprozornika i zida, kroz materijal
okvirnice i staklo.
U nadolazećim poglavljima objasnit ćemo osnovne pojmove i definicije vezane uz gradnju
zgrade gotovo nulte energije, prikazati parametre koji utječu na energetsku učinkovitost,
predstaviti ideju obiteljske kuće i primjenu navedenog. Razradit ćemo 64 kombinacije zgrade
ovisno o orijentaciji, vrsti prozora i samoj veličini otvora. Analizirat ćemo potrebnu energiju za
grijanje i hlađenje objekta, koristeći suvremene termotehničke sustave.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 12
2 DEFINICIJE I OPĆI POJMOVI
Toplinska provodljivost, λ [W/(mK)]- svojstvo građevinskih materijala da provode toplinu
uslijed temperaturne razlike na dvije granične površine elementa. Ovisi o vrsti materijala,
njegovoj gustoći, homogenosti, vlažnosti, temperaturi, te atmosferskom tlaku. [3]
Prijenos topline- proces prelaska topline s područja više temperature na područje niže
temperature. [4] Načini prijenosa:
Kondukcija (vođenje)- toplinska se energija prenosi sa mjesta više temperature
titranjem i sudarima susjednih atoma na mjesta niže temperature. Vođenje je
karakteristično za krutine i fluide kada miruju.
Konvekcija (strujanje)- izmjena topline miješanjem, karakteristično za fluide.
Radijacija (zračenje)- jedini prijenos topline za koji nije potreban medij.
Elektromagnetski valovi prenose toplinu uglavnom u infracrvenom dijelu spektra (0,75-
1000μm). Prijenos valova moguć je i kroz vakuum.
Toplinska izolacija- svojstvo građevnog elementa zgrade da u određenoj mjeri smanji
prenošenje topline, zaštiti tijelo građevine uslijed vlage i topline, smanji potrebnu energiju za
grijanje i hlađenje, te pruži korisnicima higijensku i udobnu mikroklimu. [3]
Zgrade gotovo nulte energije (ZG0E)- građevine koje troše vrlo malo energije te preostalu
potražnju zadovoljavaju obnovljivim izvorima energije proizvedenima u neposrednoj blizini
potrošnje. [5]
Najveće dopuštene vrijednosti za zgrade gotovo nulte energije grijane i/ili hlađene na
temperaturu 18°C ili višu, za obiteljsku kuću u kontinentalnoj klimi[6]:
Godišnja potrebna primarna energija po jedinici ploštine korisne površine zgrade za
stvarne klimatske podatke:
Eprim= 45 kWh/(m2 a)
Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje po jedinici ploštine korisne
površine zgrade za stvarne klimatske podatke:
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 13
Q''H, nd= 40,5 kWh/(m2 a) za fo≤ 0,2
Q''H, nd= 32,39+40,58 kWh/(m2 a) za 0,2<fo<1,05
Q''H, nd= 75 kWh/(m2 a) za fo>1,05
Faktor oblika zgrade fo- odnos između ukupne vanjske površine i grijanog volumena zgrade
koju ta površina okružuje. [6]
Ovojnica zgrade- ugrađeni dijelovi zgrade koji odvajaju unutrašnjost zgrade od vanjskog
okoliša. [6]
Toplinski most- manje područje u ovojnici grijanog dijela zgrade kroz koje je toplinski tok
povećan radi promjene proizvoda, debljine ili geometrije građevnog dijela. [6] Razlikujemo
linijske i točkaste toplinske mostove.
Primarna energija, Eprim [kWh/(m2a)]- oblik energije uzet iz prirode bez pretvorbe ili
procesa transformacije. To je energija sadržana u kemijskom potencijalu fosilnih goriva, drva
ili biomase, nuklearnoj energiji, kinetičkoj energiji vjetra, potencijalnoj energiji vodenih tokova
ili toplinskoj energiji geotermalnih izvora. Izvori primarne energije mogu biti obnovljivi
(Sunce, vjetar, drvo, biomasa, biogoriva, geotermalna energija, energija mora…) ili
neobnovljivi (nuklearna energija, fosilna goriva- nafta, plin, ugljen...) [7]
Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje, QH,nd [kWh/a]- proračunski određena
količina topline koju je sustavom grijanja potrebno dovesti tijekom jedne godine u zgradu za
održavanje unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja grijanja zgrade. [6]
Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje, QC,nd [kWh/a]- proračunski određena
količina topline koju je sustavom hlađenja potrebno odvesti tijekom jedne godine iz zgrade za
održavanje unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja hlađenja zgrade. [6]
Energetska učinkovitost- suma isplaniranih i provedenih mjera čiji je cilj korištenje
minimalno moguće količine energije tako da razina udobnosti i stopa proizvodnje ostanu
sačuvane. [8]
Energetski certifikat- izdaje se za zgradu ili njezin poseban dio za koji je potrebno koristiti
energiju za održavanje unutarnje projektne temperature u skladu s njezinom namjenom. [9]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 14
3 REGULATIVA I CILJEVI ENERGETSKE POLITIKE
Kao što je navedeno u uvodu, sektor građevinarstva prepoznat je kao veliki potrošač
energije, a samim time i proizvođač visokih količina CO2. Stoga se Europska unija pobrinula
da se donesu razne direktive i zakoni koji bi smanjili štetan utjecaj u svrhu poboljšanja kvalitete
života. U zemljama Europske unije, zgrade troše oko 40% energije, što uzrokuje 36% emisije
CO2 plinova. [10] Kasniji podaci o ukupnoj energiji u Hrvatskoj, godišnji pregled za 2015.
godinu, pokazuje smanjenje potrošnje energije za 0,9% primjenom načela koja su donesena
ranije. Regulative, koju ćemo navesti u nastavku, treba se pridržavati i dalje kako bi smanjenje
potrošnje energije, te smanjenje proizvodnje štetnih plinova bilo osjetno. Energetska
učinkovitost, održiva gradnja, korištenje recikliranih resursa zajedno s obnovljivim izvorima
energije postaju prioritetni smjerovi suvremenog procesa gradnje.
U prošlom stoljeću, 1997. godine sastavio se Kyoto protokol [11] međunarodni sporazum
o klimatskim promjenama, potpisan s ciljem smanjivanja emisije ugljičnog dioksida i drugih
stakleničkih plinova. Hrvatska je potpisala protokol 2007. godine kao jedna od 170 zemalja
potpisnica. No, to je bio samo početak razvitka regulativa vezanih uz energetsku učinkovitost,
održivu gradnju i korištenje obnovljivih izvora energije. Europska unija usvaja Direktivu o
energetskom svojstvu zgrada 2002/91/EC (EPBD- Energy Performance Building Directive).
Direktiva je nastala 2002. godine kao jedna od mjera za poticanje korištenja obnovljivih izvora
energije, te je nametnula obvezu štednje energije u zgradama. Ovu Direktivu Republika
Hrvatska usvojila je pristupom Europskoj uniji. Najbitniji zahtjevi Direktive uspostava su
minimalnih standarda energetske učinkovitosti, uvođenje energetskog certificiranja zgrada, te
uspostava redovite inspekcije zgrada i njihovih sustava. 2010. godine Direktiva je nadopunjena
(Direktiva 2010/31/EU), a sektor graditeljstva dobio je ključnu ulogu u energetskoj politici i
politici zaštite okoliša. Nova Direktiva sadržavala je strože zahtjeve vezane za energetska
svojstva zgrada, a zahtijeva od zemalja članica da pripreme nacionalne planove za povećanje
broja energetskih zgrada gotovo nulte energije.
Europska unija 2016. godine izmjenjuje Direktivu 2010/31/EU najnovijim paketom mjera
vezanih za veće korištenje čiste energije i novih pametnih tehnologija pod nazivom ˝Čista
energija za sve Europljane˝ (tzv. ˝Zimski paket˝). [12] U njemu se Europska unija obvezuje na
smanjenje emisija CO2 za 40% do 2030. godine kao i otvaranje novih radnih mjesta vezanih za
energetsku održivost. Kao tri glavna cilja ističu se: postizanje vrlo visokih energetskih ušteda,
vodstvo na području obnovljivih izvora energije u svijetu te pravedan odnos prema
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 15
potrošačima. Korištenjem novih pametnih tehnologija, korisnici će lakše kontrolirati vlastitu
potrošnju energije u skladu s udobnošću življenja. Također, pružit će im se preciznije
informacije o potrošnji energije i njenim troškovima.
Republika Hrvatska implementirala je EU Direktivu 2002/91/EC o energetskim svojstvima
zgrada u zakonodavni okvir temeljem Akcijskog plana za implementaciju [13] usvojenog 2008.
godine, kroz Zakon o prirodnom uređenju i gradnji (NN 76/07, 38/09, 55/11, 90/11) [14] i
Zakon o učinkovitom korištenju energije u neposrednoj potrošnji (NN 152/08) [15] te nizom
tehničkih propisa i pravilnika. Također, uvelo se i energetsko certificiranje zgrada, što je dovelo
do postavljanja uvjeta stručnog osposobljavanja ljudi za njihovu provedbu, propisali su se
minimalni zahtjevi za nove i postojeće zgrade te uvela metodologija proračuna energetskih
svojstava zgrada. [16]
Metodologijom provođenja energetskog pregleda zgrada [17] propisani su izgled i sadržaj
energetskog certifikata, klasifikacija zgrada u energetske razrede i metodologija izračuna.
Ovime su se definirale obveze investitora i vlasnika zgrade, način vođenja registra certifikata,
ali i uvjeti i mjerila za osobe koje provode energetske preglede, program njihova obrazovanja i
stručnog osposobljavanja.
Prošle godine (2017.), na snagu su stupili zakoni, pravilnici i tehnički propisi kojima se
regulira područje energetske učinkovitosti, pa tako i energetskog certificiranja i pregleda
zgrade. Kako u ovom radu obrađujemo područje izgradnje nove zgrade, u nastavku ćemo
navesti zakone koji se tiču toga.
Zakon o gradnji (NN 153/13, 20/17)
Zakon o gradnji [9] regulira projektiranje, građenje, uporabu i održavanje građevina te
provedbu upravnih postupaka radi osiguranja zaštite i uređenja prostora u skladu s propisima
koji reguliraju prostorno uređenje. U Zakonu se nalaze temeljni zahtjevi za građevinu, od kojih
su gospodarenje energijom i očuvanje topline te održiva uporaba prirodnih izvora noviji
zahtjevi potaknuti rješavanjem ekoloških problema. Jedno od poglavlja jest i energetsko
svojstvo zgrade koje nalaže da svaka zgrada, ovisno o vrsti i namjeni, mora biti projektirana,
izgrađena i održavana tako da tijekom uporabe ispunjava propisane zakone energetske
učinkovitosti, mora biti osigurano individualno mjerenje potrošnje energije, energenata i vode
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 16
s mogućnošću daljinskog očitanja za pojedine posebne dijelove zgrade. Ustanovljen je redoviti
pregled sustava grijanja i hlađenja u zgradi. Ovim zakonom utvrđena je obvezna energetska
certifikacija zgrada, tko može provesti i potpisati energetski certifikat, koliko dugo vrijedi, koje
su obveze investitora i vlasnika građevine, provedba izobrazbe za osobe koje stječu pravo
obavljati preglede. Time se obvezuju svi sudionici na uštedu energije i toplinsku zaštitu tako da
u odnosu na lokalne klimatske prilike potrošnja energije bude jednaka propisanoj razini ili nižoj
od nje, a da za osobe koje borave u zgradi budu osigurani zadovoljavajući toplinski uvjeti.
Zakon o energetskoj učinkovitosti (NN 127/14)
Zakon o energetskoj učinkovitosti [18] uređuje područje učinkovitog korištenja energije,
donose se planovi na lokalnoj, regionalnoj i nacionalnoj razini (Nacionalni akcijski plan,
Akcijski plan energetske učinkovitosti, Godišnji plan energetske učinkovitosti), te se definiraju
mjere i obveze energetske učinkovitosti. Obuhvaćene su obveze distributera i opskrbljivača
energije, posebice djelatnost energetske usluge, utvrđivanje ušteda energije te prava potrošača
u primjeni mjera energetske učinkovitosti. Svrha ovog Zakona jest smanjenje negativnih
utjecaja na okoliš iz energetskog sektora, poboljšanje sigurnosti opskrbe energijom,
zadovoljavanje potreba potrošača energije, te ispunjavanje međunarodnih obveza Republike
Hrvatske u području smanjenja stakleničkih plinova. U članku 18. ovog Zakona, regulira se
način obračuna potrošnje energije na temelju stvarne potrošnje energije jer su istraživanja [19]
pokazala kako se proračunske vrijednosti razilaze od stvarnih. Odstupanja su se javljala zbog
toga što se nisu uzimali u obzir kućanski aparati, broj korisnika i njihov životni stil i sl.
Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama
(NN 128/15, NN 70/2018, NN 73/2018)
Ovim se tehničkim propisom propisuju tehnički zahtjevi o racionalnoj uporabi energije i
toplinske zaštite građevnog dijela zgrade, tehničkih sustava grijanja, ventilacije, hlađenja,
pripreme potrošne tople vode i rasvjete koje treba ispuniti prilikom projektiranja i građenja
novih zgrada, ali i tijekom uporabe zgrada koje se griju na unutarnju temperaturu višu od 12°C.
[20] Definiran je sadržaj projekta zgrade, sadržaj iskaznice energetskih svojstava zgrade,
održavanje zgrade u odnosu na racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu. Ovim se
propisom provodi Direktiva 2010/31/EU Europskog parlamenta i Vijeća od 19.5.2010. o
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 17
energetskim svojstvima, navedeni su minimalni zahtjevi za energetska svojstva novih zgrada,
ali i postojećih na kojima se provode veće ili manje rekonstrukcije, minimalni zahtjevi za
dijelove zgrade koji čine ovojnicu, tehnički sustavi zgrade koji se ugrađuju ili zamjenjuju
modernijim, elaborat tehničke, ekološke, ekonomske primjenjivosti alternativnih sustava za
opskrbu energijom za nove zgrade i kod veće rekonstrukcije postojeće zgrade.
Ovo ljeto, 2018., Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja donijelo je neke izmjene
i dopune gore navedenog Tehničkog propisa. [21] Članak 13. odnosi se na zrakopropusnost, te
određuje da se ispitivanje vrši na novoj ili rekonstruiranoj postojećoj zgradi prema HRN EN
ISO 9972:2015, metodom određivanja A, prije tehničkog pregleda zgrade. Prilikom ispitivanja,
za razliku tlakova između unutarnjeg i vanjskog zraka od 50 Pa, izmjereni protok zraka, sveden
na obujam unutarnjeg zraka, ne smije biti veći od vrijednosti n50=3,0 h-1 kod zgrada i pojedinih
toplinskih zona zgrada bez mehaničkog uređaja za ventilaciju, odnosno n50=1,5 h-1 kod zgrada
ili pojedinih toplinskih zona zgrada s mehaničkim uređajem za ventilaciju. Članak 14. određuje
minimalne udijele obnovljivih izvora energije u ukupnoj isporučenoj energiji za rad
termotehničkih sustava: 25% iz sunčeva zračenja ili 30% iz plinovite biomase ili 50% iz čvrste
biomase ili 70% geotermalne energije ili 50% iz topline okoline ili 50% iz kogeneracijskog
postrojenja s visokom učinkovitošću u skladu s posebnim propisom.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 18
4 KLJUČNI FAKTORI ZA IZGRADNJU ZG0E
Postoji nekoliko načina kojima možemo utjecati na smanjenje potrošnje ukupne energije
održavanja građevine:
1. Orijentacija
Zgradu gotovo nulte energije (ZG0E) potrebno je orijentirati tako da na najbolji mogući
način iskoristi dobitke Sunčeva zračenja. Količina prikupljenih dobitaka ovisit će o godišnjem
dobu i kretanju sunca te orijentaciji pročelja. Istočno je pročelje najintenzivnije obasjano prije
podne, dok je zapadno u drugoj polovici dana. Tijekom zimskog razdoblja, južno pročelje jače
je izloženo suncu od ostalih strana. Prilikom projektiranja, potrebno je rukovoditi se
preporukama vezanim na orijentaciju pojedinih prostorija unutar stana obzirom na strane
svijeta, čime se postiže kvalitetniji i ugodniji boravak u svakoj prostoriji, ovisno o njenoj
namjeni. Primjerice, radnu sobu, kuhinju, kupaonicu poželjno je staviti na istočnu stranu, dok
se za dnevni boravak i blagovaonicu preporuča južna strana. Smatra se da je spavaće sobe
najbolje postaviti na sjever jer se u njima i tako provodi vrijeme noću, a preko dana nije izložena
nepoželjnom zagrijavanju. [6]
2. Oblik zgrade
Glavnu postavku u ZG0E predstavlja ograničavanje transmisijskih gubitaka. Transmisijski
gubici zapravo su toplinski gubici zbog prolaza topline kroz plašt zgrade koji se sastoji od zida,
krova i prozora, a smanjuje ih toplinska izolacija. Do njih dolazi po cijelom plaštu zgrade. Stoga
je vrlo važno da je vanjskih površina zgrade što manje u odnosu na njen volumen. Odnos
između površine i volumena izražava se tzv. faktorom oblika fo. On je najpovoljniji kada je
građevina kompaktna i jednostavnog oblika. [22] U usporedbi sa samostojećom obiteljskom
kućom, zgrade u nizu daju povoljniji faktor oblika.
Na slici 2. prikazani su koeficijenti oblika geometrijskih tijela s jednakim volumenom. [23]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 19
Slika 2. Koeficijent oblika geometrijskih tijela s jednakim volumenom
3. Optimalna razina toplinske izolacije
Odnosi se na osiguranje izvrsne toplinske zaštite ovojnice zgrade i bitna je za postizanje
visoke razine energetske učinkovitosti. Većina gubitaka topline u konvencionalnim zgradama
gubi se kroz ovojnicu: vanjske zidove, krov i pod. Inverzija principa javlja se u ljeto i u toplijim
klimatskim zonama: uz elemente vanjske zaštite od sunca i energetski učinkovitih kućanskih
aparata, toplinska izolacija osigurava da toplina ostaje vani, držeći unutrašnjost ugodno
svježom. [4]
4. Toplinski izolirani prozorski okviri s visokom kvalitetom stakla
Najčešće su u praksi upotrebljavani prozori s trostrukim staklom. Južno orijentirani prozori
privlače više sunčeve energije no što oslobađaju toplinsku energiju iz interijera zgrada. Tijekom
toplijih mjeseci, Sunce se nalazi više na obzoru tako da otvori privlače manje topline. Ipak je
vanjsko sjenčanje važno kako bi se spriječilo nepotrebno pregrijavanje.
5. Rješavanje toplinskog mosta
Toplina će putovati iz grijanog prostora prema negrijanom, slijedeći put manjeg otpora.
Toplinski mostovi slabe su točke u strukturi građevine koji dopuštaju da više energije prođe
kroz ovojnicu, no što bi trebalo. Izbjegavanje toplinskih mostova u dizajniranju i izgradnji
odličan je način da se izbjegne nepotrebni gubitak topline. Od iznimne je važnosti pažljivo
planiranje veza građevnih dijelova, prvenstveno međukatne konstrukcije i temelja.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 20
6. Zrakonepropusnost
Hermetična ovojnica obuhvaća cijeli unutarnji prostor i tako sprečava gubitak energije,
oštećenja nastala od vlage i propuh. Kako bi se ona postigla, pasivne kuće projektiraju se s
neprekinutim, hermetičnim slojem. Posebna pozornost treba se obratiti na spojevima i njihovim
detaljima.
7. Ventilacija s povratom topline
Ventilacija osigurava bogatu i dosljednu opskrbu svježeg i čistog zraka oslobođenog prašine
i peludi, ali pritom reducira gubitke. Do 90% topline iz otpadnog zraka može se vratiti putem
izmjene topline i kvalitetne izolacije. Ovi sustavi obično su vrlo tihi i jednostavni za korištenje.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 21
5 ALGORITAM ZA PRORAČUN POTREBNE ENERGIJE ZA
GRIJANJE I HLAĐENJE TE PRIMJENU VENTILACIJSKIH I
KLIMATIZACIJSKIH SUSTAVA PREMA HRN EN ISO 13790
Cilj ovog rada prikazati je kako orijentacija i vrsta prozora utječe na godišnje potrebnu
toplinsku energiju za grijanje i hlađenje jedne obiteljske kuće. Za proračun takvih energija
koristit ćemo se algoritmom za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje koji je temeljen
na normi HRN EN ISO 13790. Navedenim algoritmom koristi se programski paket KI Expert
kojim ćemo provesti proračun. U nastavku, pojasnit ćemo princip proračuna, temeljne formule
kojima se koristi, te potrebne ulazne podatke.
Algoritam za proračun potrebne energije za primjenu ventilacijskih i klimatizacijskih
sustava kod grijanja i hlađenja prostora zgrade zgradama temelji se na normama na koje upućuje
pravilnik koji se odnosi na energetsko certificiranje zgrada. Proračun obuhvaća sustave s
mehaničkom ventilacijom/klimatizacijom te sustave grijanja/hlađenja prostora putem ogrjevnih
i rashladnih tijela (sobni sustavi). [24] U prvom dijelu Algoritma, kao integralni dio proračuna
potrebne toplinske energije za grijanje i hlađenje, opisan je postupak određivanja protoka zraka
u zgradi uslijed infiltracije, otvaranja prozora te zraka dovedenog mehaničkom ventilacijom,
kao i njihove međusobne interakcije. Algoritam započinje s izračunom toplinske energije na
izlazu iz sustava predaje toplinske energije u prostor i završava izračunom toplinske energije
na ulazu u sustav proizvodnje toplinske energije. Temeljem toga se kao krajnji rezultat računaju
isporučena i primarna energija. Proračun je potrebno provesti iterativnim putem jer ulazne
veličine u proračun ovise o kasnije izračunatim veličinama (toplinskim gubicima).
Podaci vezani uz proračun:
Klimatski podaci:
e - srednja vanjska temperatura za proračunski period [°C]
SS- srednja dozračena sunčeva energija za proračunski period [MJ/m2]
Proračunski parametri:
int - unutarnja proračunska temperatura pojedinih temperaturnih zona [°C]
n- broj izmjena zraka svake proračunske zone u jednom satu [h-1]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 22
Podaci o zgradi:
kA - ploština pojedinih građevnih dijelova zgrade (vanjski zidovi, zidovi između
stanova, zidovi prema garaži/tavanu, zidovi prema negrijanom stubištu, zidovi prema tlu,
stropovi između stanova, stropovi prema tavanu, stropovi iznad vanjskog prostora, stropovi
prema negrijanom podrumu, podovi na tlu, podovi s podnim grijanjem prema tlu, kosi krovovi
iznad grijanih prostora, ravni krovovi iznad grijanih prostora) [m2]
fA- površina kondicionirane zone zgrade s vanjskim dimenzijama [m2]
KA - ploština korisne površine zgrade [m2]
A - ukupna ploština građevnih dijelova koji razdvajaju grijani dio zgrade od vanjskog
prostora, tla ili negrijanih dijelova zgrade (omotač grijanog dijela zgrade) [m2]
eV - bruto obujam, obujam grijanog dijela zgrade kojemu je oplošje A [m3]
V - neto obujam, obujam grijanog dijela zgrade u kojem se nalazi zrak (određuje se
koristeći unutarnje dimenzije ili prema izrazu 0 76 eV , V za zgrade do tri etaže ili 0 8 eV , V u
ostalim slučajevima) [m3]
f - udio ploštine prozora u ukupnoj ploštini pročelja
Podaci o termotehničkim sustavima:
-načini grijanja zgrade
-izvori energije koji se koriste za grijanje i pripremu tople vode (PTV)
-vrsta ventilacije (prirodna, prisilna)
-vođenje i regulacija sustava grijanja
-karakteristike unutarnjih izvora topline
Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje, QH,nd
Kao što je već navedeno u pojmovima, godišnja potrebna toplinska energija za grijanje
predstavlja onu energiju dobivenu proračunom koju je potrebno dovesti sustavom grijanja
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 23
tijekom jedne godine kako bi se održala unutarnja projektna temperatura u zgradi tijekom
grijanog razdoblja. [25]
Potrebna toplinska energija za grijanje dobiva se izrazom:
H ,nd ,cont H ,ht H ,gn H ,gnQ Q Q [kWh] HRN EN (3)
gdje su:
H ,nd ,contQ - potrebna toplinska energija za grijanje pri kontinuiranom radu [kWh]
H ,htQ - ukupno izmijenjena toplinska energija u periodu grijanja [kWh]
H ,gnQ - ukupni toplinski dobici zgrade u periodu grijanja (ljudi, uređaji, rasvjeta,
Sunčevo zračenje) [kWh]
H ,gn - faktor iskorištenja toplinskih dobitaka [-]
Proračunska zona označava područje koje se promatra, a dijeli se na grijano i negrijano
područje, ovisno o namjeni. Obiteljska kuća koju ćemo promatrati u ovome radu u cjelini je
potrebno zagrijavati i hladiti, stoga će se cijela površina tretirati kao jedna zona. Unutarnja
proračunska temperatura zone za obiteljsku kuću u sezoni grijanja zimi iznosi 20 °C, dok je za
hlađenje u području kontinentalne Hrvatske ona 22 °C. [25]
Proračun H ,nd ,contQ uključuje i slijedeći izraz:
H ,nd ,cont Tr Ve H ,gn int solQ Q Q Q Q [kWh]
gdje su:
TrQ - izmijenjena toplinska energija transmisijom za proračunsku zonu [kWh]
VeQ - potrebna toplinska energija za ventilaciju/klimatizaciju za proračunsku zonu
[kWh]
H ,gn - faktor iskorištenja toplinskih dobitaka [-]
intQ - unutarnji toplinski dobici zgrade (ljudi, uređaji, rasvjeta) [kWh]
solQ - toplinski dobici od Sunčeva zračenja [kWh]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 24
Izmijenjena toplinska energija transmisijom i ventilacijom proračunske zone za
promatrani period računa se pomoću koeficijenta toplinske izmjene topline H [W/K]:
1000
TrTr int,H e
HQ t [kWh] HRN EN 13790 (16)
1000
VeVe int,H e
HQ t [kWh] HRN EN 13790 (20)
gdje su:
TrH - koeficijent transmisijske izmijene topline proračunske zone [W/K]
VeH - koeficijent ventilacijske izmijene topline proračunske zone [W/K]
int,H - unutarnja postavna temperatura grijane zone [°C]
e,m - srednja vanjska temperatura za proračunski period (sat ili mjesec) [°C]
t- trajanje proračunskog razdoblja [h]
Izrazi su nešto drugačiji za građevine koje su podijeljene u dvije ili više zona.
Trajanje sezone grijanja određuje se iz udjela broja dana u mjesecu koji pripada sezoni grijanja.
Parametar potreban za izračun granična je vrijednost omjera toplinskih dobitaka i gubitaka:
1,lim
HH
H
ay
a
[-]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 25
Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje, QC,nd
Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje QC,nd računski je određena količina
topline koju sustavom hlađenja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu za održavanje
unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja hlađenja zgrade. [25]
Potrebna toplinska energija za hlađenje proračunske zone:
, , , ,C nd C gn C Is C htQ Q Q [kWh] HRN EN 13790 (5)
,C ndQ -potrebna toplinska energija za hlađenje [kWh]
,C gnQ -ukupni toplinski dobici zgrade u periodu hlađenja: ljudi, rasvjeta, uređaji, solarni
dobici [kWh]
,C htQ -ukupno izmijenjena toplinska energija u periodu hlađenja [kWh]
,C Is -faktor iskorištenja toplinskih gubitaka kod hlađenja [-]
Proračun potrebne toplinske energije za hlađenje QC,nd [kWh/a]:
, int ,C nd sol C Is Tr VeQ Q Q Q Q [kWh]
intQ -unutarnji toplinski dobici zgrade: ljudi, rasvjeta i uređaji [kWh]
solQ -toplinski dobici od Sunčeva zračenja [kWh]
TrQ -izmijenjena toplinska energija transmisijom za proračunsku zonu [kWh]
VeQ -potrebna toplinska energija za ventilaciju/klimatizaciju za proračunsku zonu [kWh]
Vrijeme rada sustava hlađenja s normalnom postavnom vrijednošću iznosi td = 24 h/d
za stambene zgrade za sustave bez prekida rada tijekom noći, a za sustave s prekidom rada
tijekom noći iznosi td = 17 h/d (od 06:00 do 23:00 sati). Godišnja vrijednost potrebne toplinske
energije za hlađenje proračunske zone QC,nd,a [kWh/a], izračunava se kao suma pozitivnih
mjesečnih vrijednosti:
, , , , , , , , ,/C nd a C red i C m i C m i m i
i
Q Q L d [kWh/a] HRN EN 13790 (69)
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 26
gdje su:
. .C m iL -broj dana rada sustava hlađenja u i-tom mjesecu [d/mj]
,m id -ukupni broj dana u i-tom mjesecu [d/mj]
, ,C red i -bezdimenzijski redukcijski faktor koji uzima u obzir prekide u hlađenju i računa
se prema:
Sustavi bez prekida tijekom vikenda: , , 1C red i
Sustavi s prekidom tijekom vikenda: ,
, ,1 3 1C o
C red C C dayy f
HRN EN 13790 (70)
,C dayf -udio dana u tjednu tijekom kojih hlađenje radi s normalnom postavnom vrijednošću
unutarnje temperature (pr. hlađenje u pogonu 5 dana od 7 u tjednu 5/7=0,71)
, ,min ,
, ,max 1
C red C day
C red
f
Za stambene zgrade, što je i primjer ove obiteljske kuće, , 1C dayf .
Trajanje sezone hlađenja određuje se iz mjesečne vrijednosti potrebne energije za hlađenje i
udjela broja dana u mjesecu koji pripada sezoni hlađenja. Parametar potreban za proračun
granična je vrijednost:
1
lim
1 C
C C
a
y a
[-] HRN EN 13790 (15)
Toplinski gubici
Prijelaz topline događa se uslijed različitih temperatura vanjskog zraka i zraka unutar
zgrade. Kao što II. zakon termodinamike kaže, toplina prelazi s područja više temperature na
područje niže temperature. Prilikom velikih promjena temperatura u materijalima, događaju se
različite degradacije, kao što su: pojava površinske kondenzacije, oštećenja građevnog dijela
konstrukcije uslijed djelovanja vlage-gljivice, plijesan, korozija armature, otpadanje žbuke i dr.
Kako bismo spriječili pojavu navedenih šteta, te smanjili gubitak topline iz unutrašnjosti
grijanog prostora u vanjski okoliš, odnosno ulazak topline iz vanjskog okoliša u unutrašnjost
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 27
hlađenog prostora, potrebno je projektirati, ali i pravilno izvesti, energetski učinkovitu vanjsku
ovojnicu. Toplinske gubitke dijelimo na dva tipa:
-transmisijske toplinske gubitke koji nastaju zbog provođenja topline kroz građevne
dijelove prema vanjskom okolišu, tlu ili susjednim prostorijama s različitim temperaturnim
opterećenjima kao posljedica njegove provodljivosti. Prema algoritmu koeficijent transmisijske
izmjene topline HTr određuje se za svaki mjesec prema izrazu[24]:
HTr=HD+HU+HA+Hg,m [W/K] HRN EN 13790 (17)
gdje su:
HD-koeficijent transmisijske izmjene topline prema vanjskom okolišu [W/K]
HU-koeficijent transmisijske izmjene topline kroz negrijani prostor prema vanjskom okolišu
[W/K]
HA-koeficijent transmisijske izmjene topline prema susjednoj zgradi [W/K]
Hg,m-koeficijent transmisijske izmjene topline prema tlu za proračunski mjesec [W/K]
-ventilacijske toplinske gubitke koji nastaju kao posljedica strujanja zraka kroz
ovojnicu zgrade i između pojedinih njezinih dijelova/prostorija. Ventilacijski gubici smanjuju
se zrakonepropusnom ovojnicom, a navedeno postižemo dobro zabrtvljenom stolarijom i svim
pripadnim probojima na ovojnici zgrade. Koeficijent ventilacijske izmjene topline HVe određuje
se pojedinačno za period grijanja i period hlađenja[22]:
Period grijanja:
HVe=HVe,inf+HVe,win+HH,Ve,mech [W/K]
gdje su:
HVe,inf-koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed infiltracije vanjskog zraka [W/K]
HVe,win- koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed otvaranja prozora [W/K]
HH,Ve,mech-koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed mehaničke ventilacije/klimatizacije
kod zagrijavanja zraka [W/K]
Period hlađenja:
HVe=HVe,inf+HVe,win+HC,Ve,mech [W/K]
HC,Ve,mech-koeficijent ventilacijske izmjene topline uslijed mehaničke ventilacije/klimatizacije
kod hlađenja zraka [W/K]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 28
Toplinski dobici
Osim proračuna toplinskih gubitaka, prema Algoritmu, potrebno je provesti i proračun
toplinskih dobitaka. Toplinske dobitke dijelimo na dva tipa[22]:
, intH gn solQ Q Q [kWh] HRN EN 13790 (8)
-dobici od Sunčeva zračenja Qsol [kWh]- dolaze kroz prozirne površine zgrade
(ostakljenja ili stijene s prozirnom toplinskom izolacijom). Ukupna količina dobitaka ovisi o
orijentaciji prozirnih dijelova, njihovoj veličini, lokaciji zgrade i zaklonjenosti objektima iz
okoliša (pr. drvećem, susjednim zgradama). Osim toplinskih karakteristika same prozirne
površine, u obzir je potrebno uzeti i moguće zasjenjenje te upadni kut Sunčevih zraka.
U ovom radu promatrat ćemo obiteljsku kuću koja je samostojeća, te u blizini nema
zgrada koje bi ju zaklanjale. Prozirne površine varirat ćemo ovisno o toplinskim
karakteristikama koje ćemo objasniti u jednom od narednih poglavlja. Također, promatrat ćemo
i utjecaj povećanja prozirne površine, te orijentaciju. Što se tiče zasjenjenja, svi prozori u
proračunu imat će naprave s vanjske strane-rolete. Faktor umanjenja naprave za zaštitu od
Sunčeva zračenja Fc [-] prema Algoritmu [24] iznosi 0,30. Prema tehničkom propisu koji se
odnosi na racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu u zgradama, računska vrijednost
stupnja propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje g [-] za dva tipa ostakljenja koja ćemo
mi promatrati iznose kao što je navedeno u tablici 1.:
Tablica 1. Prikaz stupnja propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje g
Tip ostakljenja g [-]
Dvostruko izolirajuće staklo s jednim
staklom niske emisije (Low-e obloga)
0,6
Trostruko izolirajuće staklo s dva stakla
niske emisije (dvije Low-e obloge)
0,5
-unutarnji toplinski dobici Qint [kWh]- nastaju pri radu uređaja u zgradi, ali i od ljudi.
Kod proračuna, uzima se u obzir broj stalnih korisnika građevine. Specifični unutarnji dobici
računaju se s vrijednošću 5W/m2 ploštine korisne površine za stambene prostore, kao što je u
našem slučaju, dok za nestambene on iznosi 6W/m2. [24]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 29
Rezultati proračuna:
Izlazni rezultati proračuna prema HRN EN ISO 13790 mjesečni su podaci za svaku
zonu i ukupni sezonski podaci:
1) Režim grijanja
- transmisijski toplinski gubici
- ventilacijski toplinski gubici
- unutarnji toplinski dobici (ljudi, rasvjeta, uređaji)
- ukupni toplinski dobici od Sunčeva zračenja
- faktor iskorištenja toplinskih dobitaka za grijanje
- broj dana grijanja u mjesecu/godini
- potrebna toplinska energija za grijanje svedena na grijani prostor
2) Režim hlađenja
- ukupna izmijenjena toplina transmisijom
- ukupna izmijenjena toplina ventilacijom
- unutarnji toplinski dobici (ljudi, rasvjeta, uređaji)
- ukupni toplinski dobici od Sunčeva zračenja
- faktor iskorištenja toplinskih gubitaka za hlađenje
- broj dana hlađenja u mjesecu/godini
- potrebna toplinska energija za hlađenje svedena na hlađeni prostor
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 30
6 PROZIRNE POVRŠINE
Prozori su dio vanjske ovojnice zgrade koji imaju ulogu propuštanja Sunčevog svjetla u
zgradu, provjetravanje prostora, te zaštitu od atmosferilija. Prozori prenose toplinu vođenjem,
strujanjem i zračenjem. Pri tome se prijelaz topline ostvaruje kroz reške između okvirnica
doprozornika i krila, sljubnicu doprozornika i zida, kroz materijal okvirnice i staklo. (Slika 3.)
Slika 3. Prikaz prolaska topline kroz prozor [25]
Gubici kroz prozore dijele se na transmisijske i ventilacijske. Transmisijski gubici
nastaju prolaskom topline kroz prozor, a ventilacijski nastaju prilikom provjetravanja. Ukupni
gubici jednaki su zbroju transmisijskih i ventilacijskih, a u prosjeku njihov zbroj je preko 50%
ukupnih toplinskih gubitaka zgrade. Kroz prozore se gubi oko deset puta više topline nego kroz
zidove, stoga je jasno kolika je uloga prozora u energetskoj učinkovitosti zgrade.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 31
Za energetsku učinkovitost prozora najvažniji je faktor prolaska topline prozora Uw (w-
window). Uw vrijednost odnosi se na cijeli prozor što znači da se u njoj nalaze U-vrijednosti za
ostakljenje Ug (glazing), te za okvir Uf (frame). Na ukupnu vrijednost Uw također utječe linearni
koeficijent prolaska topline ψg i veličina prozora. [25] Uw pokazuje kolika količina topline
prolazi kroz prozor površine 1 m² kod razlike u temperaturi između dva prostora od 1˚K. Ug-
vrijednost ovisi o vrsti plina za ispunu međuprostora, razmak stakla i broj istih. Tako će za
troslojno staklo vrijednost Ug biti manja nego kod dvoslojnog stakla. Prostor između stakala
može biti ispunjen argonom ili kriptonom. Na vrijednost ψg za kutni spoj ostakljenja uglavnom
utječe materijal koji je korišten za izolacijski poveznik. U ovom radu promatrat ćemo učinak
aluminijskih letvica i onih izrađenih od teflona (''topli rub'').
Kod manjih dimenzija pogoršava se U-vrijednost, veći prozori postižu bolju vrijednost.
To je zato što je U-vrijednost ostakljenja bolja od U-vrijednosti okvira. Tako se većom
staklenom površinom postiže bolja izolacijska vrijednost.
Za izračun koeficijenta provodljivosti pojedinog prozora koristili izraz naveden niže,
prema normi HRN EN ISO 10077-1, a izraz glasi:
fg
gffgg
AA
LUAUAUw
Ag - površina stakla
Ug - koeficijent prolaska topline ostakljenja
Af - površina okvira
Uf - koeficijent prolaska topline okvira
L - dužina
Ψg - koeficijent dužinskog prolaska topline
Kako prolazak topline ovisi o materijalu, u ovome radu usporedit ćemo aluminijske
okvire s PVC okvirima, dvostruko i trostruko izolirano staklo s low-e premazima, te letvice
između stakala izrađene od aluminija i teflona.
Na zgradi se nalazi 5 različitih dimenzija prozora. Za svaku vrstu izražena je dimenzija
otvora, visina okvira bf, površina ostakljenja Ag, površina okvira Af, postotak okvira u odnosu
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 32
na veličinu stakla, te koeficijent prolaska topline Uw. Najpovoljnija dozvoljena vrijednost U-
koeficijenta za otvore na omotaču stambenih zgrada (prozore i balkonska vrata) iznosi Uw=1,60
W/m²K. Iz tablica vidimo da Uw vrijednost varira ovisno o dimenziji prozora. Na prozorima
manjih dimenzija Uw vrijednost veća je nego na onima većih dimenzija. To je zbog toga što
staklo s premazima ima kvalitetnija izolacijska svojstva od samog okvira. Vrijednost
koeficijenta prolaska topline ostakljenja Ug ovisi o vrsti plina za ispunu međuprostora, razmaku
stakla i broju istih. [26] Tipične U-Vrijednosti za izolirana stakla su:
- 2-slojno izolirano staklo 24 mm punjeno plinom argonom: 1,1 W/m2K
- 3-slojno izolirano staklo 36 mm punjeno plinom argonom: 0,7 W/m2K
- 3-slojno izolirano staklo 44 mm punjeno plinom argonom: 0,6 W/m2K
- 3-slojno izolirano staklo 36 mm punjeno plinom kriptonom: 0,5 W/m2K
Koeficijent prolaska topline kroz okvir Uf za aluminij kreće se u rasponu od 1,5-3,2 W/m2K.
Raspon je takav jer razlikujemo profile bez i sa prekinutim toplinskim mostom. Na slijedećim
slikama možemo vidjeti navedene presjeke okvira.
a) b)
Slika 4. a) Profil bez prekinutog toplinskog mosta, b) Profil s prekinutim toplinskim
mostom [27]
PVC okviri mijenjaju svoj Uf koeficijent ovisno o broju komora od kojih se sastoje.
Vrijednosti variraju u rasponu od 0,9-1,4 W/m2K. Primjer takvog profila s više komora prikazan
je na slici.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 33
Slika 5. PVC prozor- višekomorni profil [27]
Stakla niske emisije (low-e) jesu stakla kod kojih se u proizvodnji na površinu deponira
osobito selektivan broj molekula oksida koji reflektiraju samo toplinsko zračenje (IC-zrake).
Kroz stakla niske emisije gubi se manje topline jer se dio energije vraća u natrag u pravcu iz
kojeg ona dolazi. Na slici prikazana je shema protoka topline dvostrukog stakla s jednim low-
e premazom. Premaz u zimskim uvjetima potpuno propušta infracrvene zrake, a tijekom ljetnih
mjeseci ponaša se poput filtra i sprječava prolaz toplinskog zračenja kroz staklo. Kako pritom
potpuno propušta svjetlost, u nekim slučajevima prozoru ne treba nikakvo sjenilo. Kemijskim
sastavom i postupkom nanošenja tog sloja na staklo se unaprijed određuje granica na kojoj filter
postaje propustan, a podesiva je između 0°C i 70°C. Primjenom ovih stakala u graditeljstvu,
uštede na energiji su znatne, a mogu dostići i do 50% energije za klimatizaciju.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 34
Slika 6. Shema protoka topline dvostrukog stakla s jednim low-e premazom [27]
Stakla s niskom emisijom kontroliraju gubitak energije. Na slici možemo vidjeti kako
upadom Sunčeva zračenja prikupljamo besplatnu toplinsku energiju, a nisko emisivnim
depozitom ne dopuštamo da ona u potpunosti ode natrag, nego se akumulira, a time dolazimo
do smanjenja potrebe za grijanjem što čini ovaj princip štednim.
Slika 7. Princip stakla s nisko emisivnim premazom [27]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 35
Prednost low-e stakla je i to da se može u proizvodnji mijenjanjem udjela nanesenih
materijala proizvoditi staklo točno za određena klimatska područja. Razlika u cijeni običnog i
pametnog stakla je 20%, no energetska bi ušteda mogla brzo nadoknaditi povećane troškove
ulaganja. Druga razina pametnih stakala zahtjeva još jedno svojstvo - samočišćenje. Nanese li
se na staklo tanak sloj titanovog oksida, na površini će se odvijati redoks-proces, pri čemu se
organske nečistoće na površini stakla uglavnom razlažu na CO2 i vodu. Debljina sloja
vanadijevog dioksida je oko 100 nanometara, a njegovo nanošenje na staklenu površinu tijekom
proizvodnje stakla jamči mu jednak vijek trajanja. Sa stakla ga neće ukloniti nikakvi vremenski
utjecaji, uništiti ga može samo razbijanje stakla.
Približne vrijednosti linearnog koeficijenta prolaska topline ψg za aluminijski i teflonski
(''topli rub'') odstojnik (letvicu između stakala):
- Aluminijski odstojnik: 0,08 W/Mk
- „Topli rub“ odstojnik: 0,04 W/Mk
Promatrat ćemo još dva parametra koja utječu na kvalitetu prozora, a to su: temperatura
ruba stakla Tsi i faktor temperature fRsi. Temperatura površine u prostoriji nije samo parametar
za prosuđivanje udobnosti u pogledu topline, već može poslužiti i za ograničenje rizika od
stvaranja kondenzata i plijesni. Pritom se treba rukovoditi bezdimenzionalnim kvocijentom
temperaturnih razlika, odnosno temperaturnim faktorom f prema EN ISO 10 211-1. Izraz kojim
dolazimo do faktora temperature glasi:
si e
Rsi
i e
f
gdje su:
Rsif - temperaturni faktor [-]
si - temperatura površine na strani prostorije [°C]
e - temperatura vanjskog zraka [°C]
i - temperatura zraka u prostoriji [°C]
Temperatura ruba stakla mjeri se s unutrašnje strane prostorije, dok je vanjska temperatura -
10°C, a vanjska +20°C. Vidjet ćemo u tablicama niže da je kod dvoslojnog stakla ta vrijednost
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 36
niža nego kod troslojnog stakla. Povoljna vrijednost za udobnost u prostoriji bliža je navedenoj
unutrašnjoj temperaturi. Što je temperatura površine stakla niža (hladnija), stvara se hladniji
zrak u neposrednoj blizini prozora, a time potiče strujanje koje smanjuje udobnost boravka u
prostoriji. [26]
Aluminijski prozorski okviri imaju veliku postojanost oblika, što je je od bitne važnosti
kod velikih prozorskih okvira i veliku postojanost na vremenske utjecaje (npr. sol). Oni ne stare
i laki su za održavanje. No, on ima veliku toplinsku vodljivost, tako je presudno njegovo
unutarnje punjenje koje mora biti dobar toplinski izolator kao što je npr. drvo.
Plastični (PVC) prozorski okviri imaju bolju toplinsku zaštitu od aluminijskih, ali imaju
problematičan vijek trajanja i nisu prihvatljivi sa ekološkog aspekta jer njihova proizvodnja i
reciklaža zagađuju okoliš (zato što najčešće sadrže kadmij, omekšivače i sredstva za zaštitu od
požara). Prednost im je lako održavanje u odnosu na drvene prozorske okvire.
Iz tih razloga usporedit ćemo navedene vrste okvira, te pronaći optimalnu varijantu za
klimu u kojoj se zgrada nalazi, te njenu namjenu.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 37
7 PROJEKT ZGRADE GOTOVO NULTE ENERGIJE
1. Namjena i lokacija zgrade
Projektom će se prikazati utjecaj raznih parametara na obiteljsku kuću. Radi se o
prizemnici koja se proteže na približno 100 m2. Zgrada je postavljena kao samostojeća, a ni u
blizini se ne nalaze građevine koje bi ju zaklanjale. Mjesto izgradnje smješteno je na istoku
kontinentalne Hrvatske u Aljmašu.
2. Situacija
Zemljište se nalazi u Aljmašu u ulici Čauševac. Na slici 8. možemo vidjeti stariju
postojeću konstrukciju koja će se srušiti. Nova konstrukcija predviđa se na istom mjestu s time
da će se promatrati utjecaj orijentacije kuće, rotirat ćemo tlocrtno rješenje na osnovne četiri
strane svijeta. Građevina je okružena poljima, a na sjeveru podalje nalazi se rijeka Dunav.
Slika 8. Lokacija građevine (preuzeto iz katastra)
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 38
3. Meteorološki parametri
Meteorološke veličine koje je potrebno primarno analizirati za primjenu u energetski
efikasnom projektiranju zgrada su: temperature zraka, vlažnost zraka, oborine, strujanje zraka,
sunčevo zračenje. U programskom paketu KI Expert nalaze se referentni klimatski podaci za
Osijek, koji je blizu Aljmaša pa podatke za njega možemo uzeti mjerodavnim. Osnovni
klimatski podaci prikazani su u tablicama niže:
Tablica 2. Temperature zraka [°C]
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
min -16,1 -14,3 -8,8 -0,1 7 8,4 13,7 11,2 7,9 -0,6 -6 -15 -16,1
m 0,2 2,2 6,5 12 17,5 20,6 22,1 21,7 16,3 11,6 6,3 1,1 11,6
max 11,6 13,7 17,5 22,5 25,8 29,4 31,5 29,1 27,9 21,2 17,6 14 31,5
Tablica 3. Relativna vlažnost zraka [%]
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
m 88 81 74 71 69 71 69 71 77 79 85 89 77
Tablica 4. Tlak vodene pare [Pa]
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
m 530 610 730 980 1360 1680 1780 1760 1460 1080 820 620 1120
Tablica 5. Brzina vjetra [m/s]
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
> 1,6 1,9 2,1 2,1 1,8 1,6 1,5 1,5 1,4 1,6 1,6 1,7 1,7
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 39
Tablica 6. Sunčevo zračenje [MJ/m2]
S I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
0° 131 195 361 482 601 617 622 577 401 288 135 95 4544
15° 165 235 408 508 606 610 660 598 442 348 166 117 4863
30° 192 265 436 511 587 581 634 594 463 391 190 134 4975
45° 210 281 442 492 544 530 582 563 461 414 204 145 4868
60° 216 284 427 451 480 461 508 507 437 415 209 149 4546
75° 212 272 392 391 401 379 418 432 393 395 203 146 4033
90° 197 247 338 316 311 291 320 342 331 355 187 135 3370
E,W I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
0° 131 195 361 482 601 617 662 577 401 288 135 95 4544
15° 131 195 360 478 595 609 654 572 398 288 135 95 4509
30° 131 193 354 466 576 588 633 556 391 286 134 94 4402
45° 127 188 342 445 546 555 599 530 377 280 131 91 4210
60° 121 178 322 414 504 510 552 493 353 266 124 86 3925
75° 112 164 294 374 452 456 495 445 322 245 114 79 3551
90° 99 145 259 327 392 394 429 388 283 218 101 70 3103
N I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII God
0° 131 195 361 482 601 617 662 577 401 288 135 95 4544
15° 91 146 299 433 566 590 627 527 341 215 99 69 4003
30° 79 105 225 365 500 529 554 450 267 142 83 64 3362
45° 74 99 169 282 412 443 456 353 191 126 78 60 2743
60° 69 92 154 205 310 342 341 248 162 117 72 55 2167
75° 62 83 141 182 229 237 235 206 149 108 65 50 1746
90° 54 74 127 164 207 213 214 187 135 97 57 43 1573
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 40
4. Konstrukcija
Nosivi zidovi projektirani su od porobetona marke Ytong debljine 25cm, dok su
pregradni zidovi debljine 12cm napravljeni od istog materijala. Stropne konstrukcije izvedene
su kao bijeli strop. Nisu predviđeni spušteni stropovi. Konstrukcija je prizemnica s kosim
krovom i bez podruma.
5. Površina i volumen prostorija
Sve prostorije u kući potrebno je zagrijavati i hladiti, stoga su u tablici 7. istaknute
korisne površine, a obujam zgrade smatramo obujmom grijanog zraka, odnosno neto obujmom.
Tablica 7. Površine i volumeni prostorija
PROSTORIJA POVRŠINA [m2] VOLUMEN [m3]
Spavaća soba 1 11,64 32,01
Spavaća soba 2 11,17 30,72
Kupaonica 1 4,49 12,35
Hodnik 9,04 24,86
Dnevni boravak, kuhinja, blagovaonica 35,53 97,71
Spremište/praonica 5,32 14,63
Kupaonica 2 3,76 10,34
Radna prostorija 17,78 48,90
UKUPNO 98,73 271,52
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 41
Slika 9. Tlocrt obiteljske kuće
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 42
Slika 10. Krovište obiteljske kuće
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 43
Slika 11. Presjek A-A obiteljske kuće
6. Ovojnica zgrade
Ovojnica zgrade jesu ugrađeni dijelovi zgrade koji odvajaju unutrašnjost zgrade od
vanjskog okoliša. [6] Najveći utjecaj na kvalitetu zgrade u smislu energijske učinkovitosti ima
ovojnica zgrade, ne samo upotreba najkvalitetnijih materijala s najboljim izolacijskim
svojstvima, nego i izvedba detalja, pravilna ugradnja, redoslijed i tretiranje pojedinog sloja.
[30]
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 44
Potrebno je grijati sve prostorije, osim tavana, tako da u ovojnicu ulaze svi zidovi, pod
na tlu i stop.
Oplošje grijanog dijela:
A) (40+900+990)×305= 588650 cm2= 58,87 m2
Otvori: (3×120×120)+(2×60×80)+(140×100)+(80×205)= 83200 cm2= 8,32 m2
Rolete 1,86 m2
A=58,87-8,32-1,86=48,69 m2
B) (40+650+125)×305= 248575 cm2= 24,86 m2
Otvori: 0
B=24,86 m2
C) (40+680+1210)×305= 588650 cm2= 58,87 m2
Otvori: (120×120)+(400×200)+(2×60×60)+(80×205)= 118000 cm2= 11,8 m2
Rolete 1,92 m2
C=58,87-11,8-1,92= 45,15 m2
D) (40+610+165)×305= 248575 cm2= 24,86 m2
Otvori: (60×60)+(120×120)= 18000 cm2= 1,8 m2
Rolete 0,54 m2
D=24,86-1,8-0,54= 22,52 m2
Kako bismo povećali razinu svjetlosti unutar zgrade te solarne dobitke, promotrit ćemo na koji
način utječe povećanje dimenzija otvora na potrebnu energiju za grijanje i hlađenje.
Oplošje grijanog dijela (površina prozora uvećana 20%):
A) 58,87 m2
Otvori: (3×120×144)+(2×60×96)+(140×120)+(80×205)= 96560 cm2= 9,66 m2
Rolete 1,86 m2
A=58,87-9,66-1,86=47,35 m2
B) 24,86 m2
Otvori: 0
B=24,86 m2
C) 58,87 m2
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 45
Otvori: (120×144)+(480×200)+(2×60×72)+(80×205)= 138320 cm2= 13,83 m2
Rolete 1,92 m2
C=58,87-13,83-1,92=43,12 m2
D) 24,86 m2
Otvori: (60×72)+(120×144)= 21600 cm2= 2,16 m2
Rolete 0,54 m2
D=24,86-2,16-0,54=22,16 m2
Pod na tlu (grijani dio): 1260800 cm2= 126,08 m2
Izloženi opseg poda na tlu:
690+900+125+1030+650+1210+165+720=5490 cm2= 54,9 m2
Ukupni volumen Ve (bruto površina×H): 126,08×3,05= 384,54 m3
Površina krova: 1712700 cm2= 171,27 m2
Volumen krova (negrijano): (1260840,89×188)/3= 79012695,77 cm3= 79,01 m3
Ukupno oplošje ovojnice (zidovi, pod, strop)= 141,22+126,08+125,12=392,42m2
Faktor oblika zgrade: 419,62/384,54= 1,09
7. Definiranje slojeva građevinskih dijelova zgrade
Za nosivu konstrukciju odabran je porobeton marke Ytong, a podrazumijeva asortiman
elemenata za zidanje različitih dimenzija. Materijal odlikuju razne karakteristike kao što su -
vrhunska toplinska izolacija, iznimna nosivost, požarna otpornost, protupotresnost te
višenamjenska upotreba. YTONG je jednostavan za obradu te omogućuje veoma brzu gradnju.
Objekti građeni YTONG-om su trajni, sigurni i zdravi. [31]
Mineralna vuna odabrana je kao izolacijski materijal iz mnogih razloga: njena toplinska
provodljivost kreće se u području između 0,03 i 0,045 W/mK, kemijski je neutralna, ne mrvi
se, ne stari, postojana je pri visokim temperaturama, te pruža dobru zvučnu izolaciju. [28]
Otporna je na mikroorganizme i insekte, a jedno od važnijih svojstava joj je i paropropusnost
što omogućuje zgradi ˝disanje˝ pa ne dolazi do pojave vlage, gljivica ni plijesni.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 46
Tablica 8. Zidovi iz grijanog prostora prema van (nosivi)
Rbr. MATERIJAL DEBLJINA
[cm]
TOPLINSKI OTPOR R
[m2K/W]
1 vapneno-cementna žbuka 2 0,02
2 porobeton 25 2,273
3 polimer-cementno ljepilo armirano staklenom
mrežicom
0,5 0,006
4 Knauf Insulation ploča za kontaktne fasade
FKD-S thermal
20 5,714
5 polimer-cementno ljepilo 0,5 0,006
6 Rofix Silikaputz silikatna završna žbuka 0,2 0,003
Uw=0,12 W/m2K
Tablica 9. Pregradni zidovi u grijanom prostoru- ne čine ovojnicu
Rbr. MATERIJAL DEBLJINA
[cm]
TOPLINSKI OTPOR R
[m2K/W]
1 vapneno-cementna žbuka 2 0,02
2 porobeton 12 1,091
3 vapneno-cementna žbuka 2 0,02
Uw=0,72 W/m2K
Tablica 10. Pod na tlu (suhe prostorije)
Rbr. MATERIJAL DEBLJINA
[cm]
TOPLINSKI OTPOR R
[m2K/W]
1 drvo-tvrdo-bjelogorica 1,5 -
2 Rofix mort za lijepljenje i armiranje 0,3 -
3 cementni estrih 9 -
4 PE-folija (pričvršćena metalnim spojnicama) 0,015 -
5 Knauf Insulation podna ploča NaturBoard TP 5 1,429
6 bitumenska ljepenka 0,5 0,022
7 beton s laganim agregatom 10 0,143
8 ekstrudirana polistirenska pjena XPS 12 3,636
9 armirani beton 25 0,096
10 pijesak, šljunak, tucanik (drobljenac) 20 0,247
Uw=0,17 W/m2K
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 47
Tablica 11. Pod na tlu (vlažne prostorije i terasa)
Rbr. MATERIJAL DEBLJINA
[cm]
TOPLINSKI OTPOR R
[m2K/W]
1 keramičke pločice 1 -
2 Rofix mort za lijepljenje i armiranje 0,1 -
3 tekući hidroizolacijski premaz 0,02 -
4 cementni estrih 9 -
5 PE-folija (pričvršćena metalnim spojnicama) 0,015 -
6 Knauf Insulation podna ploča NaturBoard TP 5 1,429
7 bitumenska ljepenka 0,5 0,022
8 betons s laganim agregatom 10 0,143
9 ekstrudirana polistirenska pjena XPS 12 3,636
10 armirani beton 25 0,096
11 pijesak, šljunak, tucanik (drobljenac) 20 0,247
Uw=0,17 W/m2K
Tablica 12. Strop
Rbr. MATERIJAL DEBLJINA
[cm]
TOPLINSKI OTPOR R
[m2K/W]
1 vapneno-cementa žbuka 1 0,014
2 porobeton 15 1,364
3 cementni mort 2 0,013
4 polietilenska folija 0,025 0,001
5 Knauf Insulation podna ploča NaturBoard TP 12 3,429
6 polietilenska folija 0,15 0,008
7 cementni estrih 5 0,031
Uw=0,19 W/m2K
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 48
Tablica 13. Kosi krov- ne čini ovojnicu
Rbr. MATERIJAL DEBLJINA
[cm]
TOPLINSKI OTPOR R
[m2K/W]
1 vapneno-cementa žbuka 2 0,02
2 porobeton 15 1,364
3 HOMESEAL LDS 5 parna kočnica 0,02 -
4 Heterogeni sloj (20%rog, 80% Knauf
Insulation Unifit 035)
18 -
5 Knauf Insulation ploča za kose krovove
TERMO
8 2
6 eurotop 135/135 sk 0,02 -
7 dobro provjetravani sloj zraka (letve,
kontraletve)
6 -
8 crijep (krovni) glina 2 -
Uw=0,15 W/m2K
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 49
8. Prozirne površine
U ovom poglavlju prikazat ćemo promjenu prolaska topline ovisno o materijalu okvira
i letvica, te broju stakala. Slike su preuzete iz programa Sommer Informatik WinUw za svaku
vrstu koju promatramo u radu. [30]
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, ALUMINIJSKOG OKVIRA I ALUMINIJSKIH
LETVICA
PRESJEK MATERIJALA IZOTERME
PROLAZAK TOPLINE TEMPERATURA
Slika 12. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, aluminijskog okvira i
aluminijskih letvica
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 50
Tablica 14. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica
gꓕ 0,6
OKVIR Al
LETVICE Al
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,580
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,812
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,594
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,855
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 1,402
Tsi [°C] 4,70
fRsi 0,49
bf-visina okvira, Ag-površina ostakljenja, Af- površina okvira, frame ratio- postotak ostakljenja u odnosu na okvir
Tablicu 14. prati dijagram niže, zelenom bojom označili smo površinu ostakljenja,
plavom površinu okvira, a žutom koeficijent provodljivosti. Vrijednosti koeficijenta
provodljivosti koje ne zadovoljavaju normu obojane su svijetlo crvenom.
Slika 13. Prikaz odnosa površine ostakljenja i okvira s koeficijentom provodljivosti
0.000
0.000
0.001
0.001
0.001
0.002
0.002
0.002
0
1
2
3
4
5
6
7
P1 P2 P3 P4 P5
Uw
[W
/m2
K]
Ag,
Af
[m2
]
VRSTE PROZORA
POVRŠINA OSTAKLJENJA Ag POVRŠINA OKVIRA Af KOEFICIJENT PROVODLJIVOSTI Uw
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 51
Na slici 13. možemo vidjeti na koji način površina ostakljenja i okvira utječe na
koeficijent provodljivosti. Što je površina ostakljenja manja, koeficijent Uw raste. Površina
otvora najveća je kod staklene stijene P5, udio površine okvira prozora ondje je najmanji, time
dobivamo i najnižu vrijednost koeficijenta provodljivosti. Vrijednosti iz dijagrama odnose se
na aluminijski okvir s aluminijskim letvicama, dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, ali
odnosi vrijede i za druge vrste prozora.
Tablica 15. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica, dimenzije prozora povećane za 20%
gꓕ 0,6
OKVIR Al
LETVICE Al
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,548
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,790
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,553
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,826
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 1,381
Tsi [°C] 4,70
fRsi 0,49
Kako u ovom slučaju imamo aluminijski okvir, koji je najlošiji izolator kada ga
uspoređujemo s PVC i drvenim okvirima, koeficijenti Uw kod prozora pozicija P2 i P4
(istaknute vrijednosti crvenom bojom u tablici) ne zadovoljavaju normu. Također, temperatura
na površini stakla s unutarnje strane Tsi prilično je niska vrijednost, bliža je vanjskoj
temperaturi, što znači visoku toplinsku provodljivost koja nije povoljna za udobnost i
izolacijska svojstva zgrade. No, kasnije ćemo vidjeti mogu li oni zadovoljiti kriterije za
niskoenergetske zgrade, što se tiče potrebne energije za grijanje i hlađenje.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 52
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, ALUMINIJSKOG OKVIRA I TEFLONSKIH
LETVICA
PRESJEK MATERIJALA
PROLAZAK TOPLINE
IZOTERME
TEMPERATURA
Slika 14. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, aluminijskog okvira i
teflonskih letvica
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 53
Tablica 16. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i teflonskih letvica
gꓕ 0,6
OKVIR Al
LETVICE teflon
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,395
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,551
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,403
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,586
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 1,276
Tsi [°C] 10,80
fRsi 0,07
Tablica 17. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i teflonskih letvica, površine otvora povećane za 20%
gꓕ 0,6
OKVIR Al
LETVICE teflon
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,374
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,534
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,337
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,563
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 1,264
Tsi [°C] 10,80
fRsi 0,07
Za slučaj dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, aluminijskog okvira i teflonskih
letvica, sve Uw vrijednosti zadovoljavaju propisane. Vidimo da je koeficijent prolaska topline
najniži kod najveće staklene stijene. Također, temperatura na površini Tsi više je nego dvostruko
veća u odnosu na cijeli aluminijski okvir, što ovaj okvir čini povoljnijim odabirom. Vidimo da
odstojnik (letvica) od teflona čini veliku razliku.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 54
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, PVC OKVIRA I ALUMINIJSKIH LETVICA
Slika 15. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, PVC okvira i
aluminijskih letvica
PRESJEK MATERIJALA IZOTERME
PROLAZAK TOPLINE TEMPERATURA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 55
Tablica 18. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i aluminijskih letvica
gꓕ 0,6
OKVIR PVC
LETVICE Al
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,337
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,440
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,343
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,454
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 1,256
Tsi [°C] 5,30
fRsi 0,51
Tablica 19. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i aluminijskih letvica, površine otvora povećane za 20%
Kod prozora s dvostrukim staklom s jednim low-e premazom, PVC okvira i aluminijskih
letvica koeficijenti provodljivosti topline Uw niži su nego kod aluminijskih okvira, no
aluminijski odstojnik čini temperaturu površine na unutrašnjosti niskom.
gꓕ 0,6
OKVIR PVC
LETVICE Al
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,322
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,433
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,324
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,445
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 1,254
Tsi [°C] 5,30
fRsi 0,51
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 56
DVOSTRUKO STAKLO S JEDNIM LOW-E PREMAZOM, PVC OKVIRA I TEFLON LETVICAMA
PRESJEK MATERIJALA IZOTERME
PROLAZAK TOPLINE TEMPERATURA
Slika 16. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, PVC okvira i teflon
letvicama
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 57
Tablica 20. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i teflon letvica
gꓕ 0,6
OKVIR PVC
LETVICE teflon
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,227
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,286
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,231
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,296
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 1,181
Tsi [°C] 10,40
fRsi 0,68
Tablica 21. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i teflon letvica, povećanih površina otvora za 20%
Kao što smo vidjeli ranije, PVC okvir predstavlja bolji izolator od aluminija, a također i
teflon letvica. Ovom kombinacijom dobili smo najniže Uw vrijednosti što se tiče dvostrukog
ostakljenja. Isto tako, temperatura na rubu viša je od prethodnih.
gꓕ 0,6
OKVIR PVC
LETVICE teflon
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,219
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,281
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,220
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,289
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 1,175
Tsi [°C] 10,40
fRsi 0,68
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 58
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, ALUMINIJSKOG OKVIRA S ALUMINIJSKIM
LETVICAMA
Slika 17. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, aluminijskog okvira s
aluminijskim letvicama
PRESJEK MATERIJALA IZOTERME
PROLAZAK TOPLINE TEMPERATURA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 59
Tablica 22. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica
gꓕ 0,5
OKVIR Al
LETVICE Al
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,329
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,651
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,347
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,719
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 1,084
Tsi [°C] 7,00
fRsi 0,57
Tablica 23. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica, površina otvora uvećana 20%
Kod trostrukog stakla s dva low-e premaza koeficijenti Uw znatno su niži od dvostrukog
stakla s jednim low-e premazom. No aluminijski okvir i dalje predstavlja problem, pogotovo
kod prozora manjih dimenzija, te on opet odstupa od najviše dopuštene vrijednosti.
Temperatura površine viša je u odnosu na dvostruko staklo.
gꓕ 0,6
OKVIR Al
LETVICE Al
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,287
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,618
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,293
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,674
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 1,058
Tsi [°C] 7,00
fRsi 0,57
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 60
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, ALUMINIJSKOG OKVIRA S TEFLON LETVICAMA
Slika 18. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, aluminijskog okvira s teflon
letvicama
PRESJEK MATERIJALA IZOTERME
PROLAZAK TOPLINE TEMPERATURA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 61
Tablica 24. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i teflon letvica
gꓕ 0,5
OKVIR Al
LETVICE teflon
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,136
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,380
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,149
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,439
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 0,953
Tsi [°C] 12,80
fRsi 0,76
Tablica 25. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i teflon letvica, povećane dimenzije prozora 20%
Trostruko staklo s dva low-e premaza, aluminijskog okvira i teflonskih letvica daje vrlo
dobra izolacijska svojstva i vrijednosti koeficijenata toplinske provodljivosti za sve dimenzije
koje imamo u zgradi. Također, temperatura na unutrašnjoj strani stakla, za ovaj slučaj, daje
optimalnu vrijednost. U analizi dobivenih rezultata potrebne energije za grijanje i hlađenje
vidjet ćemo hoće li nam ova kombinacija dati najpovoljnije rješenje.
gꓕ 0,6
OKVIR Al
LETVICE teflon
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,105
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,350
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,110
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,400
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 0,936
Tsi [°C] 12,80
fRsi 0,76
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 62
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, PVC OKVIRA S ALUMINIJSKIM LETVICAMA
PRESJEK MATERIJALAIZOTERME
PROLAZAK TOPLINETEMPERATURA
Slika 19. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC okvira s aluminijskim
letvicama
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 63
Tablica 26. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i aluminijskih letvica
gꓕ 0,5
OKVIR PVC
LETVICE Al
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 1,091
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,287
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 1,102
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,326
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 0,942
Tsi [°C] 6,80
fRsi 0,65
Tablica 27. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i aluminijskih letvica, površine povećane 20%
Troslojno staklo s dva low-e premaza, PVC okvira i aluminijskih letvica daje
zadovoljavajuće vrijednosti koeficijenta provodljivosti topline, no aluminijski odstojnik utječe
na smanjenje izolacijskih svojstava, što vidimo po nižoj vrijednosti temperature na površini Tsi.
gꓕ 0,6
OKVIR PVC
LETVICE Al
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 1,065
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,267
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 1,069
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,300
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 0,934
Tsi [°C] 6,80
fRsi 0,56
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 64
TROSTRUKO STAKLO S DVA LOW-E PREMAZA, PVC OKVIRA S TEFLON LETVICAMA
Slika 20. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC okvira s teflon letvicama
PRESJEK MATERIJALA
IZOTERME
PROLAZAK TOPLINE
TEMPERATURA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 65
Tablica 28. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i teflon letvica
gꓕ 0,5
OKVIR PVC
LETVICE teflon
POVRŠINA
A1
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,2 0,13 0,88 0,56 39 0,976
P2 0,6×0,8 0,13 0,18 0,30 62 1,126
P3 1,4×1,0 0,13 0,84 0,56 40 0,984
P4 0,6×0,6 0,13 0,12 0,24 68 1,160
P5 4,0×2,0 0,13 6,28 1,72 21 0,864
Tsi [°C] 11,90
fRsi 0,73
Tablica 29. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i teflon letvica, površine povećane 20%
Za trostruko staklo s dva low-e premaza, PVC okvira i teflon letvica, dobivene su još niže,
odnosno povoljnije vrijednosti toplinske provodljivosti, a vrlo je dobra i temperatura površine
Tsi.
gꓕ 0,6
OKVIR PVC
LETVICE teflon
POVRŠINA
A2
DIMENZIJE
[m2]
bf
[m]
Ag
[m2]
Af
[m2]
frame ratio
[%]
Uw
[W/(m2K)]
P1 1,2×1,4 0,13 1,11 0,62 36 0,957
P2 0,6×0,96 0,13 0,24 0,34 59 1,108
P3 1,4×1,2 0,13 1,07 0,61 36 0,960
P4 0,6×0,72 0,13 0,16 0,28 64 1,137
P5 4,8×2,0 0,13 7,67 1,93 20 0,852
Tsi [°C] 11,90
fRsi 0,73
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 66
Na slijedećem dijagramu prikazane su temperature površine stakla s unutarnje strane
prozora. Kao što smo već ranije naveli, Tsi mjerimo pri vanjskoj temperaturi od -10°C te
unutarnjoj 20°C. Iz dijagrama vidimo da najniže vrijednosti dobivamo kada se radi o
aluminijskoj letvici, te da ona predstavlja opasnost od toplinskog mosta. Uslijed lokalno
povećanog odvođenja topline, pada temperatura površine na unutrašnjoj strani građevinskog
elementa. Time raste rizik povećanja vlažnosti. Do toga dolazi kada temperatura površine
unutrašnje strane građevinskog elementa u području toplinskog mosta padne ispod temperature
rošenja zraka površine. Posljedica je nastajanje kondenzata na površini građevinskog elementa.
Pod određenim rubnim uvjetima (vlažnost, temperatura, dostava hranjivih tvari, trajanje
izloženosti) može doći do stvaranja plijesni. To ne predstavlja samo optički nedostatak, već
može izazvati i zdravstvene poteškoće, npr. alergijske reakcije. [33]
Slika 21. Ovisnost temperature Tsi o vrsti okvira i letvica
0
2
4
6
8
10
12
14
Al Al teflon teflon
Al PVC Al PVC
TEM
PER
ATU
RA
Tsi
[°C
]
LETVICE/OKVIR
DVOSTRUKO STAKLO TROSTRUKO STAKLO
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 67
Određivanje faktora temperature fRsi prikazali smo u poglavlju 8. Prema EnEV
građevinske elemente zgrada koje se grade treba izvesti prema zahtjevima na minimalnu
toplinsku zaštitu, u skladu s prihvaćenim pravilima tehnike. DIN 4108-2 definira minimalnu
toplinsku zaštitu kao mjeru koja u svakoj točki unutrašnje površine osigurava higijensku klimu
prostora, stoga se navodi kretanje kondenzata kroz unutrašnje površine vanjskih građevinskih
elemenata koje su smanjene radi toplinskih mostova, i to i u cjelini i u uglovima. Pritom je
temelj uobičajena upotreba kod dobrog grijanja i prozračivanja. Kao što je već spomenuto, u
području toplinskog utjecaja toplinskih mostova mogu se pojaviti značajno niže temperature
gornje površine. Moguće su posljedične pojave-povišenje udjela kondenzata, kao i nastajanje
plijesni. Stoga temperatura površine u prostoriji nije samo parametar za prosuđivanje udobnosti
u pogledu topline, već može poslužiti i za ograničenje rizika od stvaranja kondenzata i plijesni.
Pritom se treba rukovoditi bezdimenzionalnim kvocijentom temperaturnih razlika, odnosno
temperaturnim faktorom fRsi prema EN ISO 10 211-1. [32] Na dijagramu vidimo prikaz faktora
za prozore kao i za građevne dijelove. Što se tiče iznosa za građevne dijelove faktor temperature
mora biti veći od 0,7. Prozori su izuzeti iz toga. Za njih vrijedi E DIN EN ISO 13788.
Slika 22. Prikaz faktora temperature za pojedini okvir prozora dvostrukih i trostrukih
ostakljenja, te građevnih dijelova
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Al Al teflon teflon
Al PVC Al PVC
zid pod strop kosi krov
FAK
TOR
TEM
PER
ATU
RE
frsi
[-]
OKVIRI PROZORA/GRAĐEVNI DIJELOVI
DVOSTRUKO STAKLO TROSTRUKO STAKLO GRAĐEVNI DIO
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 68
Na slijedećem dijagramu prikazani su transmisijski gubici kroz prozore. Varijante za koje
vrijede gubici prikazani su u tablici niže. Odabrali smo prikazati V49-V56 jer smo njima dobili
najpovoljnije vrijednosti potrebnih energija za grijanje i hlađenje.
Slika 23. Prikaz transmisijskih gubitaka kroz otvor
Tablica 30. Varijante V49-V56
V49 V50 V51 V52 V53 V54 V55 V56
J-S J-S J-S J-S J-S J-S J-S J-S
2STR
1LOW-E
2STR
1LOW-E
2STR
1LOW-E
2STR
1LOW-E
3STR
2LOW-E
3STR
2LOW-E
3STR
2LOW-E
3STR
2LOW-E
0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5
Al PVC Al PVC Al PVC Al PVC
Al Al teflon teflon Al Al teflon teflon
Najviše transmisijske gubitke imamo kod dvostrukog ostakljenja aluminijskih okvira i
aluminijskih letvica. Najpovoljniji slučaj odgovara varijanti trostrukog ostakljenja PVC okvira
i teflonskih letvica. Razlika između najgore i najbolje kombinacije iznosi 12,862 W/K što je
32% manje gubitaka. Transmisijski gubici kroz građevne dijelove znatno su manji od onih kod
otvora zbog vrlo kvalitetnih materijala kojima se zgrada izolira.
V49 V50 V51 V52 V53 V54 V55 V56
OTVORI 40,873 36,341 37,228 34,208 34,711 30,221 31,038 28,011
GRAĐEVNI DIO 19,558 19,558 19,558 19,558 19,558 19,558 19,558 19,558
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
TRA
NSM
ISIJ
SKI
GU
BIC
I GR
AĐ
EVN
IH D
IJEL
OV
A [
W/K
]
TRA
NSM
ISIJ
SKI
GU
BIC
I OTV
OR
A [
W/K
]
OTVORI GRAĐEVNI DIO
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 69
Pogledajmo utjecaj letvice na Uw vrijednost prozora. Na dijagramu smo prikazali PVC
prozore dvostrukog stakla za svaku različitu veličinu prozora koje predviđamo projektom.
Koeficijent provodljivosti niži je kod prozora s teflonskim letvicama 8-14% od onog s
aluminijskim ovisno o veličini otvora, udjelu ostakljenja i okvira.
Slika 24. Utjecaj vrste letvice na koeficijent provodljivosti
Nadalje, promotrimo utjecaj ostakljenja na koeficijent provodljivosti na slici 25.
Prikazane vrijednosti odnose se na PVC okvire s teflonskim letvicama koje nude povoljnija
izolacijska svojstva od aluminijskih. Najizraženiju razliku vidjet ćemo na stupcu 5 koji se
odnosi na najveću staklenu stijenu, gdje je udio okvira mnogo manji u odnosu na udio stakla.
Kod takvih površina, vrlo je važno izabrati staklo koje ima niži koeficijent provodljivosti.
Pogledamo li stupac 2 ili 4, gdje su površine prozora manje u odnosu na ostale, vidjet ćemo da
dvostruko staklo ima veći Uw za oko 12%, dok je kod P5 trostruko ostakljenje nižeg Uw za skoro
28%.
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
1,600
1 2 3 4 5
KO
EFIC
IJEN
T P
RO
VO
DLJ
IVO
ST U
w
[W/m
2K
]
VRSTA PROZORA PVC Al PVC teflon
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 70
Slika 25. Utjecaj vrste ostakljenja na koeficijent provodljivosti
Na slici 26. prikazan je utjecaj površine na koeficijent provodljivosti. Ranije smo već
spomenuli kako se Uw smanjuje povećanjem ostakljenja, jer je staklo bolji izolator od okvira,
no vidimo kako nisu izražene posebne razlike. Površina A2 veća je u odnosu na A1 20%, a
koeficijent Uw razlikuje se 1,5-2%.
Slika 26. Utjecaj površine prozora na koeficijent provodljivosti
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1,400
1 2 3 4 5
KO
EFIC
IJEN
T P
RO
VO
DLJ
IVO
STI
Uw
[W
/m2
K]
VRSTA PROZORA 2STR 3STR
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1 2 3 4 5
KO
EFIC
IJEN
T P
RO
VO
DLJ
IVO
STI
Uw
[W/m
2K
]
VRSTA PROZORA POVRŠINA A1 POVRŠINA A2
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 71
9. Termotehnički sustavi
Termotehnički sustavi jedni su od ulaznih podataka u Algoritmu za grijanje i hlađenje, a
pod tim pojmom podrazumijevamo opremu za grijanje, hlađenje, ventilaciju, klimatizaciju i
pripremu potrošne tople vode zgrade.
Sustav grijanja
Sustav za grijanje predstavljaju elementi: izvor topline, ogrjevno tijelo, razvod cijevi,
regulacija te opskrba energentom koji služe za ostvarivanje osjećaja toplinske ugodnosti zgrade.
Kod obiteljskih kuća, sustave možemo podijeliti prema energentu, načinu zagrijavanja te
izvedbi ogrjevnih tijela.
Podjela prema energentu temelji se na izvoru energije koji se koristi za pretvorbu u toplinu,
a oni su slijedeći:
-električni
-plinski (zemni plin, ukapljeni, naftni…)
-loživo ulje
-kruta goriva (drvena sječka, peleti, ugljen…)
-toplina iz okoliša
Sustav grijanja prema načinu zagrijavanja može biti[34]:
Pojedinačni (lokalni)- ložište ili generator topline nalazi se u grijanoj prostoriji. Toplina
se prenosi zračenjem i konvekcijom. Ogrjevna tijela mogu biti: grijalice na kruta goriva,
uljne peći, ali i električni uređaji kao npr. dizalica topline.
Daljinskog izvora- ložište je u centralnoj toplani iz koje se toplinom snabdijeva jedna ili
više grupa građevina, stambeni blokovi ili gradske četvrti.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 72
Centralni- generator topline smješten je na jednom mjestu u građevini, dok su ogrjevna
tijela smještena u pojedinačnim prostorijama. Sustav centralnog grijanja sastoji se od:
generatora topline (kotao, dizalica topline, uređaj za pretvorbu Sunčeve energije ili
uređaj za korištenje drugih izvora topline), dimovodnog sustava (u slučaju kotla),
razvoda toplinske energije (razvod cijevne mreže kod toplovodnih grijanja), ogrjevnih
tijela, cirkulacijskih pumpi, zaporne i regulacijske armature, ekspanzivnog sustava te
sustava regulacije i upravljanja. Kao nosioci topline koriste se voda, para ili zrak, pa se
govori o toplovodnom, parnom ili zračnom grijanju. Ukoliko centralno grijanje grije
samo jednu jedinicu riječ je o etažnom grijanju.
Etažni- ostvaruje se plinskim bojlerom koji zagrijava vodu i pomoću pumpe kruži kroz
grijaća tijela (radijatori, cijevi podnog grijanja, konvektori). Istovremeno je moguće
zagrijavati i potrošnu toplu vodu.
Mješoviti
Prema tipu ogrjevnog tijela, sustave dijelimo na:
-izravni (kamini, peći…)
-radijatorski (pločasti, člankasti, kupaonski cijevni…)
-konvektorski- rade na principu prirodne izmjene zraka (konvekcije), ne isijavaju
direktnu toplinu, nego privlači hladan zrak u prostoriji i zagrijava ga. Konvektor je električni
uređaj koji indirektno zagrijava prostor.
-ventilokonvektorski (zidni, kazetni, parapetni, kanalni)- grijanje ili hlađenje
omogućeno je cirkulacijom tople ili hladne vode. Ventilatorom se ostvaruje prisilno strujanje
zraka iz prostorije preko izmjenjivačkih ploha čime se zrak hladi ili grije.
-površinski (podno, zidno, stropno)
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 73
Slika 27. Sustav podnog grijanja na mokro
Slika 28. Sustav podnog grijanja na suho
PODNO GRIJANJE
Sustav odabran za ovu obiteljsku kuću bit će podno grijanje. Ono se ostvaruje putem
plastičnih, čeličnih ili bakrenih cijevi ugrađenih u estrih ili ispod u toplinsku izolaciju. Kako
radi u području niske temperature idealno je za štednju energije koja nam je potrebna za ovakav
projekt. Zrak u prostoriji, na ovaj način, zagrijavat će se zračenjem, a manjim dijelom
konvekcijom. Odlučujući faktor udobnosti je temperatura površine poda. Maksimalna
dozvoljena temperatura u zoni boravka iznosi 29°C, dok je u kupaonici ona 33°C.
Razlikujemo dva sustava postavljanja podnog grijanja[35]:
-sustav postavljanja na mokro- grijaće cijevi postavljene su potpuno ili djelomično u
estrih. Na slici 27. prikazan je primjer presjeka poda gdje su istaknuti slojevi i prikazane cijevi
sustava podnog grijanja.
1-podna obloga
2-estrih
3-grijaća cijev
4- toplinska izolacija
5-temeljna ploča
-sustav postavljanja na suho- grijaće cijevi postavljene su u kontaktu s elementima za
toplinsku provodljivost ispod estriha. (Slika 28.)
1-podna obloga
2-suha estrih ploča
3-folija
4-grijaća ploča
5-ploča za polaganje
6-lim za toplinsko
provođenje
7-temeljna ploča
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 74
U projektu je postavljen sustav grijaćih cijevi u estrihu. Debljina estriha proračunava se
iz podataka o sposobnosti preuzimanja tereta i klase savojne čvrstoće prema normama.
Nominalna debljina preko grijaćih cijevi (visina prekrivanja) mora iznositi minimalno trostruko
od maksimalne granulacije, no najmanje 30mm. Kako bi se poboljšala toplinska provodljivost
estriha, dodaju se aditivi koji svojim djelovanjem smanjuju udio vode, a time i pora u suhom
stanju. Time se povećava gustoća sirove tvari estriha.
Što se tiče podne obloge, potrebno je provjeriti kompatibilnost s estrihom. Njihov
maksimalan dozvoljeni toplinski otpor iznosi 0,15 m2K/W. Također, važno je prilagoditi
materijale prema koeficijentu širenja pri zagrijavanju. Kako bi se neutralizirao temperaturni rad
između pločica i estriha, postavlja se mort za lijepljenje.
Grijaći se estrih zbog toplinskog opterećenja više rasteže od negrijanog estriha. Zbog
toga je potrebna veća mogućnost rastezanja na sve strane. Ona se omogućuje postavljanjem
rubnih izolacijskih traka najmanje debljine 10 mm. Postavlja se na svim zidovima koji
obuhvaćaju prostoriju. Također i na stupovima, kaminima itd.
Površine estriha smiju iznositi maksimalno 40m2. Bočna dužina ne smije prekoračiti
8m. Ako su prostorije veće od 40m2 potrebno je uz rubne fuge postaviti dilatacijske i to tako da
nastanu pravi kutovi, odnosno kvadrati s prethodno navedenim mjerama. Kod prolaza
dilatacijskih fuga moraju se upotrijebiti zaštitne cijevi koje sežu do 25cm u svako polje estriha.
Cirkulacija vode u sustavu postiže se pomoću toplovodne cirkulacijske pumpe.
Prednosti sustava s prisilnom cirkulacijom su: brzo zagrijavanje sustava, dobro centralno i
lokalno upravljanje te manji promjeri cijevne mreže. Nedostaci sustava jesu da ovisi o opskrbi
električnom energijom, te ju stalno troši. Razlikujemo dva sustava cijevi: jednocijevne i
dvocijevne.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 75
Jednocijevni sustav najjednostavniji je i najjeftiniji toplovnodnog grijanja, a na
ogrjevna tijela se spaja serijski. Jedan cjevovod koristi se i za polaznu i povratnu cirkulaciju
vode. Protok vode kroz ogrjevna tijela je konstantan, pri čemu voda prostruji kroz sve radijatore
na pojedinoj dionici. Zbog toga je potrebna pumpa s većom visinom dobave. Shema spajanja
prikazana je na slici 29.
Slika 29. Shema spajanja radijatora kod sustava jednocijevnog grijanja
Nedostatak starijih sustava predstavlja toplinski učinak ogrjevnih tijela koji se često ne
može lokalno regulirati. Svako ogrjevno tijelo nalazi se u hidrauličkoj i paralelnoj vezi s
polaznom vodom, tako da kroz ogrjevno tijelo i ogranak struji voda. Na priključku povratnog
voda u ogranku ogrjevnog tijela vrši se miješanje dvije struje zbog čega se snižava temperatura.
Slijedeće ogrjevno tijelo u smjeru strujanja radi hidraulički na isti način, ali sa nešto nižom
temperaturom polaznog voda u odnosu na prethodno ogrjevno tijelo. Ostala ogrjevna tijela u
pravcu strujanja rade po istom principu, odnosno svako slijedeće ogrjevno tijelo ima nižu
temperaturu od prethodnog, što je važno pri dimenzioniranju ogrjevnih tijela kako bi se sa
povećanjem ogrjevne površine pokrio temperaturni pad. Jedini način da se to izbjegne je
primjena dvocijevnog sustava.
Dvocijevni sustav- najčešći je sustav dovođenja topline do potrošača. Svako
ogrjevno tijelo priključeno je na odvojeni polazni i povratni vod te dobiva vodu približno iste
temperature iz polaznog voda. Iz tog razloga, odabran je kao sustav grijanja u ovome projektu.
Regulacija toplinskog učinka vrši se pomoću regulacijskog ventila prigušivanje m protoka
vode. Shema spajanja prikazana je na slici 30.
Slika 30. Shema spajanja radijatora kod horizontalnog sustava dvocijevnog grijanja
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 76
Ogrjevno tijelo kod podnog grijanja, predstavljaju panelni grijači. Njihova je svrha da
toplinu dobivenu od ogrjevne vode konvekcijom ili zračenjem prenesu na zrak u prostoriji. Oni
su integrirani u građevinskom elementu (u podu kod podnog grijanja, ali mogu biti u zidovima
i stropovima).
Temperaturni režim može se slobodno birati. Način regulacije može ovisiti o vanjskoj
temperaturi ili o unutarnjoj. Tipovi razvoda kreću se od niskotemperaturnog (projektna
temperatura sustava razvoda 35°C), srednjetemperaturnog (50°C) do visokotemperaturnog
(70°C). Bitna prednost podnog grijanja jest niski temperaturni režim, što znači da vodu unutar
sustava nije potrebno zagrijavati na visoke temperature kao npr. kod radijatora.
Sustav pripreme potrošne tople vode
Za pripremu potrošne tople vode predviđa se protočni plinski bojler. Zahvaljujući
protočnom načelu te modulirajućem plameniku, voda koja protječe zagrijava se na namještenu
konstantnu temperaturu toliko dugo dok se troši topla voda. Protočni grijač smješta se u blizini
mjesta potrošnje i neovisno o sustavu grijanja brine o udobnom korištenju vode. Za ispravan
rad uređaja potreban je priključak na dimnjak. [36] Zapremina plinskih bojlera kreće se u
rasponu od 120-220 litara. Kod protočnih bojlera snaga se kreće u rasponu od 7-9 kW uz
potrebno vrijeme zagrijavanja vode na temperaturu 45°C od 10-20 min. U odnosu na električne
bojlere, plinski su cjenovno povoljniji 1,7-3,2 puta. [37] Na slici 31. prikazana je shema
navedenog sustava.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 77
Slika 31. Shema protočnog plinskog bojlera
Sustav hlađenja
Hlađenje zgrade provodit će se sobnim uređajima. Rashladni sustav je hladna voda, a
pomoćna energija provodit će se ventilokonvektorima. Ventilokonvektori idealna su nadopuna
sustava grijanja/hlađenja s dizalicom topline. Upravlja se termostatom, a uređaji mogu biti
zidni, parapetni ili kanalni.
Ventilacija
S obzirom da je zgrada prilično izolirana, otvori su dobro zabrtvljeni te s niskim
koeficijentom provodljivosti, planirana je mehanička ventilacija u zgradi kako bi se omogućila
ugodna i zdrava izmjena zraka unutar prostorija. Postoji nekoliko vrsta ventilacija, no ona
učinkovita koju smo odabrali za ovaj projekt je ona s rekuperacijom. Ona funkcionira na način
da ubacuje svježi zrak izvana te odvodi potrošeni zrak iz prostorija van. Odvođenjem
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 78
potrošenog zraka ujedno se odvodi i ugljični dioksid i vlaga. Izmjena zraka provodi se preko
izmjenjivača topline tako da će se toplina s potrošenog zraka prenijeti na svježi zrak, što će
naravno smanjiti potrebu za grijanjem. Prije nego što se svježi zrak dovode u prostor u kojemu
boravimo, on se najprije filtrira. Sustav filtracije usisanog zraka sprečava ulaz prašine, peludi i
drugih alergena što je vrlo bitno za ljude koji imaju problema s alergijom. Kontrolom udjela
vlage u zraku sprečava se nastanak plijesni. Na slici 32. prikazan je rekuperator. [38]
Slika 32. Rekuperator
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 79
8 PRORAČUN ENERGETSKE BILANCE ZGRADE
Potrošnja energije u zgradi ovisi o karakteristikama same zgrade tj. o njezinom obliku i
konstrukcijskim materijalima, o karakteristikama energetskih sustava u njoj tj. sustava grijanja,
električnih uređaja i rasvjete, ali i o klimatskim uvjetima podneblja gdje se zgrada nalazi.
Također, zgrada osim gubitaka energije ima i unutarnje toplinske dobitke (ljudi, uređaji,
rasvjeta) te toplinske dobitke od Sunčeva zračenja. Zbog toga se uvodi pojam energetske
(toplinske) bilance. Energetska bilanca zgrade podrazumijeva sve energetske gubitke i dobitke
zgrade tj. razmatramo koliko je energije potrebno da bi se zadovoljile toplinske potrebe zgrade.
Sve dok toplinski dobitci pokrivaju toplinske gubitke energije, zgrada će biti ugodna za
stanovanje odnosno u njoj će se održavati željeni uvjeti toplinske ugodnosti. [39] Zbog toga
vrijedi jednakost: energetski dobici = energetski gubici. Pod energetske dobitke ulazi energija
sustava za grijanje, unutarnji toplinski dobici i toplinski dobici od sunca, a pod gubitke spadaju
transmisijski gubici, ventilacijski gubici i gubici sustava grijanja. Transmisijski gubitci topline
nastaju prolazom (transmisijom) topline kroz elemente ovojnice zgrade te takvi gubitci ovise o
konstrukcijskim elementima zgrade, debljini toplinske zaštite na zidovima, prozorima i vratima.
Njima se pribrojavaju ventilacijski gubitci koji nastaju zbog provjetravanja. Oni se određuju na
temelju potrebnog broja izmjena zraka, koje su propisane normama HRN 832:2000 i HRN EN
832/AC:2004. [39]
Proračun je napravljen u programskom paketu „KI Expert v.7.4.1.2“. Geometrijske
karakteristike navedene su u poglavlju 6. Ostali postavljeni parametri u programu:
Vrijeme rada sustava: Sustav bez prekida rada noću
Prijenos topline prema tlu: S horizontalnom rubnom izolacijom (XPS debljine 12 cm
širine rubne izolacije 3,5 m)
Toplinski mostovi: Korekcija koeficijenta prolaska topline – Toplinski mostovi u
niskoenergetskoj zgradi (UTM = 0,02 W/m2K)
Gubici preko negrijanih prostora: Negrijani tavan
Gubici kroz susjednu zgradu: nema susjednih zgrada, samostojeća
Ventilacijski gubici: Infiltracija – Kategorija zrakopropusnosti Ia (n50 = 0,6 h-1);
izloženo više od jedne fasade
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 80
Mehanička ventilacija s rekuperacijom (Shema 8- dovod i odvod zraka s rekuperacijom
topline te priprema zraka grijanjem i hlađenjem) – pločasti izmjenjivač, faktor povrata osjetne
topline 0,85, protok zraka 330 m3/h.
Fotonaponski sustavi- postavljen je sustav fotonapona ukupne efektivne površine 20
m2, vrste poli-kristalnog silicija, osrednje dobro ventilirani modul, pod nagibom 30°
(nagib kosog krova koji se ugrađuje)
Zgradu smo odlučili rotirati na glavne 4 strane svijeta. Uz to, varirali smo vrstu ostakljenja,
okvir i odstojnik prozora, te promatrali na koji način će povećana površina otvora 20% utjecati
na potrebnu energiju za grijanje i hlađenje. Na slici 33. prikazani su ukupni rezultati potrebnih
energija za grijanje, hlađenje, te primarnu energiju za 64 varijante koje smo definirali. Na prvi
pogled možemo vidjeti kako orijentacija utječe na primarnu energiju. Velike skokove kod
primarne energije vidjet ćemo u slučajevima gdje je zgrada okrenuta svojim većim površinama
na istok i zapad. Staklene površine predstavljaju velike solarne dobitke preko u ljetnim
mjesecima, što stvara veću potrebu za hlađenjem. Također, preko zime ostakljenjem se gubi
dio toplinske energije, te je potrebno zgradu više zagrijavati. Optimalne rezultate dobili smo
onim varijantama gdje je najveći dio ostakljenja postavljen na južnu stranu. Varijante V1-V32
uključuju početne dimenzije prozora, dok smo kod varijanti V33-V64 postavili prozore
povećanih dimenzija 20% u odnosu na početne. Možemo primijetiti da povećanje površine
ostakljenja nije znatnije utjecalo na potrebnu energiju za grijanje, dok je potrebna energija za
hlađenje ipak malo porasla. Najviše potrebne energije za grijanje dobiveno je u kombinaciji
V33 gdje je zgrada orijentirana S-J, korišteni su prozori većih dimenzija s dvostrukim staklom,
jednim low-e premazom, aluminijskog okvira s aluminijskim letvicama. Varijanta V60 u kojoj
smo zgradu okrenuli na Z-I, koristili dvostruko staklo s jednim low-e premazom, PVC okvira i
teflonskih letvica zahtjeva najviše energije za hlađenjem.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 81
Slika 33. Prikaz ukupnih rezultata potrebne energije za grijanje, hlađenje, te primarna energija
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 82
Slijedeći dijagram prikazuje ukupne solarne dobitke u godini ovisno o orijentaciji
zgrade i ostakljenju. Najniži solarni dobici prikupljeni su u slučaju V4-V8, kada je građevina
orijentirana S-J, gdje je najveća staklena stijena zapravo na sjevernoj strani, dok se na zapadnoj
strani ne nalazi niti jedan prozor, a radi se o trostrukom ostakljenju. Najveći solarni dobici
dogodili su se u slučaju orijentacije zgrade na Z-I, ali kod onih varijanti gdje su otvori povećanih
dimenzija 20%, te dvostrukog ostakljenja. Dobici od preko 3700 kWh godišnje, zahtijevaju
povećanu energiju za hlađenjem, što možemo vidjeti ako se vratimo na sliku 33.
Slika 34. Prikaz solarnih dobitaka
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 83
Slijedeći dijagram prikazuje rezultate koje smo dobili za orijentaciju zgrade S-J. Prve
četiri kombinacije odnose se na prozore s dvostrukim staklom, dok su preostale napravljene s
trostrukim ostakljenjem. Aluminijski okvir a aluminijskim letvicama zahtjeva najviše energije
za grijanje, dok najmanje energije treba dovesti u slučaju PVC okvira s teflonskim letvicama.
Također, možemo primijetiti da trostruko ostakljenje općenito smanjuje potrebnu energiju, bilo
za grijanje, hlađenje ili primarnu energiju.
Slika 35. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V1-V8
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Al Al teflon teflon Al Al teflon teflon
Al PVC Al PVC Al PVC Al PVC
2STR 1LOW-E
2STR 1LOW-E
2STR 1LOW-E
2STR 1LOW-E
3STR 2LOW-E
3STR 2LOW-E
3STR 2LOW-E
3STR 2LOW-E
V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8
ENER
GIJ
E [k
Wh
/m2
a]
S-J
GRIJANJE HLAĐENJE PRIMARNA ENERGIJA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 84
Slika 36. dijagram je dobivenih energija za orijentaciju kuće I-Z. Kao što smo ranije
spomenuli, u ovim kombinacijama javljaju se velike primarne energije od kojih gotovo sve
prelaze dopuštene vrijednosti za ZG0E. Problem predstavlja postavljanje fotonapona na krov
kuće, praksa je pokazala da je južna strana optimalno mjesto prikupljanja solarne energije. No,
u ovom slučaju nemamo toliku površinu izloženu na jugu, te se istočna strana nije pokazala kao
dovoljno dobra zamjena. Ovim kombinacijama, dobili smo nešto nižu potrebnu energiju za
grijanje nego kod slučaja kada je zgrada bila orijentirana S-J, ali je porasla energija za hlađenje.
Vrlo slične vrijednosti dobivene su orijentacijom kuće Z-I. Dijagram 37. prikazuje
gotovo identične vrijednosti potrebnih energija kao varijante V9-V16.
Slika 36. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V9-V16
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Al Al teflon teflon Al Al teflon teflon
Al PVC Al PVC Al PVC Al PVC
2STR 1LOW-E 2STR 1LOW-E 2STR 1LOW-E 2STR 1LOW-E 3STR 2LOW-E 3STR 2LOW-E 3STR 2LOW-E 3STR 2LOW-E
V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16
ENER
GIJ
A [
kWh
/m2
a]
I-Z
GRIJANJE HLAĐENJE PRIMARNA ENERGIJA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 85
Slika 37. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V25-V32
Slijedeći dijagram prikaz je dobivenih energija za orijentiranu kuću J-S. Ovim
kombinacijama dobili smo još malo niže potrebne energije za grijanjem u odnosu na prijašnje
V1-V16, zatim energija za hlađenje nešto je viša od slučajeva orijentirane zgrade S-J, no
rezultati primarne energije dali su najbolje vrijednosti svih kombinacija početnih dimenzija
prozora (bez povećanja 20%).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
V25 V26 V27 V28 V29 V30 V31 V32
ENER
GIJ
A [
kWh
/m2
a]
Z-I
GRIJANJE HLAĐENJE PRIMARNA ENERGIJA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 86
Slika 38. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V17-V24
Što se tiče povećanja površina otvora 20%, varijante V33-V64, dale su vrlo slične
rezultate potrebnih energija za grijanje te primarne energije kao kod početnih površina, no
potreba za hlađenjem je povećana zbog većih solarnih dobitaka koje smo prikazali na slici 34.
Stoga zaključujemo da je moguće napraviti niskoenergetsku kuću koja zadovoljava potrebne
energije, a ostvaruje i estetske zahtjeve kao i one za potrebom veće dnevne svjetlosti.
Promotrimo još najbolju i najgoru varijantu sustava.
Kombinacija koja je dala optimalan rezultat odgovara V56, gdje je potrebna energija za
grijanje manja od najgore varijante V41 za 5,61 kWh/m2a, što čini 14% manje energije. Kod
potrebne energije za hlađenjem, tu se energije razlikuju za 4,1 kWh/m2a, odnosno 24%.
Primarna energija potrebna u slučaju V41 iznosi više od dopuštene vrijednosti za ZG0E, 48,16
kWh/m2a, a to je više od V56 za 11,63 kWh/m2a ili 24%. Usporedba najbolje i najgore varijante
prikazana je na slici 39. U kombinaciji V41 korišteno je dvostruko staklo s jednim low-e
premazom, aluminijski okvir i aluminijski odstojnik, zgrada je orijentirana I-Z, a površine
otvora povećane su 20%. Kod V56, orijentacija je J-S, radi se o troslojnom staklu s dva low-e
premaza, PVC okvira i teflon letvice.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Al Al teflon teflon Al Al teflon teflon
Al PVC Al PVC Al PVC Al PVC
2STR 1LOW-E
2STR 1LOW-E
2STR 1LOW-E
2STR 1LOW-E
3STR 2LOW-E
3STR 2LOW-E
3STR 2LOW-E
3STR 2LOW-E
V17 V18 V19 V20 V21 V22 V23 V24
ENER
GIJ
A [
kWh
/m2
a]
J-S
GRIJANJE HLAĐENJE PRIMARNA ENERGIJA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 87
Slika 39. Usporedba najbolje i najgore varijante
Znajući da se radi o približno 100 m2, te cijeni struje od 0,77kn/kWh, pojednostavljenim
proračunom dobivamo slijedeći podatak:
2
25 100 500 0,77 385 10 3850
kWh kWh kn kngodm kn god
m a a a a
Dakle, u deset godina ušteda električne energije iznosi 3850kn. Koliko se isplati ugraditi
prozore troslojnog stakla prema takvim brojkama, pogledat ćemo na slijedećim podacima o
cijeni prozora. Ponudu je izdao A.B.S.d.o.o. ALU I PVC Perković, ukupno imamo 12 prozora
dimenzija i količine kao što je prikazano u tablici 31.
Tablica 31. Vrste, količine i dimenzije prozora potrebnih za ugradnju
PROZOR KOLIČINA [kom] DIMENZIJE A1 [cm2] DIMENZIJE A2 [cm2]
P1 5 120×120 120×144
P2 2 60×80 60×96
P3 1 140×100 140×120
P4 3 60×60 60×72
P5 1 400×200 480×200
UKUPNO 12 PROZORA
0
10
20
30
40
50
60
ENER
GIJ
A [
kWh
/m2
a]
V41 V56
GRIJANJE
HLAĐENJE
PRIMARNA ENERGIJA
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 88
Dijagram na slici 40. prikazuje odnos cijena prozora. Smeđom bojom prikazane su
površine prozora A1, dok su žuto prozori površina A2. Povećanje dimenzija prozora 20%
poskupljuje investiciju za 12%. Aluminijski okvir u odnosu na PVC iznosi čak 40% više, dok
cijena teflonske letvice u odnosu na aluminijsku skuplja za 7%. Prva četiri stupca prikazuju
dvostruko staklo, a preostali trostruko. Cijena trostrukog stakla veća je od dvostrukog za 8%.
Slika 40. Cijene prozora u odnosu na vrste ostakljenja, okvira, letvica i
površina
U tablici 32. dane su konkretne vrijednosti prozora. Najpovoljnija varijanta odnosi se na
PVC-Al kombinaciju okvira, dvostruko staklo i površinu A1. Najskuplja kombinacija trostruko
je staklo aluminijskog okvira i teflonske letvice površine A2. Uzevši u obzir i energetske
vrijednosti prozora, prozori najjeftinije varijante, u mogućnosti su zadovoljiti potrebe ove
obiteljske kuće što se tiče potrebnih energija za grijanje, hlađenje te primarnu energiju.
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Al-
Al
PV
C-A
l
Al-
tefl
on
PV
C-t
efl
on
Al-
Al
PV
C-A
l
Al-
tefl
on
PV
C-t
efl
on
2STR 3STR
CIJ
ENA
[kn
]
VRSTA OKVIRA/STAKLO POVRŠINA A1 POVRŠINA A2
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 89
Tablica 32. Ukupne cijene prozora po vrstama ostakljenja, okvira, letvica i površina
STAKLO 2STR 3STR
VRSTA
OKVIRA
Al-Al PVC-Al Al-teflon PVC-
teflon
Al-Al PVC-Al Al-teflon PVC-
teflon
CIJENA
A1 [kn]
29797,63 21284,02 31883,46 22773,9 32338,29 23098,78 34601,97 24715,69
CIJENA
A2 [kn]
33471,47 23908,19 35814,46 25581,76 36722,56 26230,4 39293,14 28066,53
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 90
9 ZAKLJUČAK
U ovom diplomskom radu promatrali smo utjecaj orijentacije te veličinu i vrstu
prozirnih površina na zgradi smještenoj u kontinentalnoj Hrvatskoj. Složili smo 64 kombinacije
varirajući orijentaciju po glavnim stranama svijeta, veličinu prozirnih površina, vrstu okvira,
ostakljenja i materijal letvice između stakala. Proračunom provedenim u KI Expertu, dobili smo
vrijednosti energija potrebnih za grijanje, hlađenje, te primarnu energiju- odnosno vrijednosti
kojima po normi ocjenjujemo pripada li određena građevina niskoenergetskoj zgradi koju nam
je bio cilj projektirati.
Što se tiče orijentacije, mnoge literature navode da je povoljno zgradu postaviti tako da
su na južnoj strani veće staklene površine, a ovim proračunom smo to i dobili. Najpovoljnije
potrebne energije za održavanje udobnosti boravka unutar zgrade dobivene su kada je zgrada
bila postavljena svojim dužim stranicama na sjever-jug, gdje je na južnijoj strani predviđeno
veće ostakljenje. Tim potezom, osiguravamo veće prikupljanje sunčeve energije za svijetlost i
toplinu nego u preostalim slučajevima. Kako bi preko ljeta to mogao biti problem, predlaže se
koristiti zasjenjenja poput roleta ili listopadnog drveća ispred objekta. Listopadno drveće štitit
će od pretjeranog upada sunčeva zračenja, dok će preko zime, kada listovi otpadnu,
omogućavati dovoljno prikupljanje istog.
Prve 32 kombinacije proveli smo s jednom površinom stakla, a u preostalim
kombinacijama povećali smo ih 20%. To je neznatno djelovalo na potrebnu energiju za grijanje,
te primarnu energiju, ali je povećalo potrebnu energiju za hlađenje za 11%.
Zatim smo promatrali utjecaj dvostrukog stakla s jednim low-e premazom u odnosu na
trostruko staklo s dva low-e premaza. Trostruko staklo posjeduje niži koeficijent provodljivosti,
ali njegov utjecaj došao je do izražaja kod većih površina. Kod prozora manjih dimenzija,
provodljivost samog stakla nije predstavljala uštede energije koje bismo mogli zamijetiti.
Velika staklena stijena P5 trostrukog stakla manje je provodljivosti od dvostrukog stakla čak
28%.
Nadalje, uspoređivali smo aluminijski i PVC okvir prozora. Aluminijski okviri nižeg su
koeficijenta provodljivosti od PVC-ovih, te su zahtijevali više potrebne energije za grijanje i
hlađenje. Gledajući s energetske, a onda i ekonomske strane, PVC okviri optimalan su odabir
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 91
radi postizanja bolje izolacije, te su cjenovno najpovoljniji. No, s ekološkog stajališta,
proizvodnja PVC okvira vrlo je nepovoljna jer zagađuje okoliš. Također, valja uzeti u obzir i
trajnost materijala, a dobro je poznato da PVC stari i propada pod utjecajem sunčeva zračenja.
Zatim, pogledajmo doprinos letvice, odnosno distancera između stakala. Do sada se
uvijek koristila aluminijska letvica, no počeo se primjenjivati i noviji materijal-teflon. Kao i
kod okvira, aluminij provodi više topline 8-14% od teflonskih, ovisno o dimenziji prozora.
Usporedivši sve dobivene rezultate, najpovoljnija kombinacija bila je V56, gdje je
potrebna energija za grijanje manja od najgore varijante V41 za 5,61 kWh/m2a, što čini 14%
manje energije. Kod potrebne energije za hlađenjem, tu se energije razlikuju za 4,1 kWh/m2a,
odnosno 24%. Primarna energija potrebna u slučaju V41 iznosi više od dopuštene vrijednosti
za ZG0E, 48,16 kWh/m2a, a to je više od V56 za 11,63 kWh/m2a ili 24%. U kombinaciji V41
korišteno je dvostruko staklo s jednim low-e premazom, aluminijski okvir i aluminijski
odstojnik, zgrada je orijentirana I-Z, a površine otvora povećane su 20%. Kod V56, orijentacija
je J-S, radi se o troslojnom staklu s dva low-e premaza, PVC okvira i teflon letvice. No, kada
smo zaista usporedili uštedu električne energije, vidjeli smo da se ne radi o vrijednosti koja bi
nas potakla da uzmemo prozore toliko manje toplinske provodljivosti. Najboljom varijantom
dobili smo uštedu od 3850 kn u 10 godina. Nadalje, kada pogledamo cijene proizvoda,
najpovoljniji su oni dvostrukog stakla s PVC okvirom i aluminijskom letvicom koji u
potpunosti zadovoljavaju potrebe energije za ZG0E. Stoga, ovim radom, možemo zaključiti da
odabirom najjeftinijeg prozora možemo ostvariti zgradu gotovo nulte energije, te da je
osigurana udobnost boravka u njoj.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 92
10 LITERATURA
[1] Budućnost zgradarstva, nZEB: http://www.regea.org/newsletter-objave/nzeb-
budu%C4%87nost-zgradarstva.html posjećeno: 20.7.2018.
[2] “Energy efficiency in Croatia (1992 - 2004)”, Energetski institut Hrvoje Požar, Zagreb,
2005., dostupno na http://www.eihp.hr/hrvatski/pdf/Energy_Efficiency_ Croatia.pdf
[3] Šimetin, V. Građevinska fizika, Zagreb: GI, Fakultet građevinskih znanosti Sveučilišta u
Zagrebu, 1983.
[4] Milovanović B. Građevinska fizika, predavanja
[5] Maras, M., Feist, W.: Definiranje zgrada gotovo nulte energije, Pasivne kuće i obnovljivi
izvori energije, Passive House Institute, Zagreb, 2015.
[6] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja: Tehnički propis o racionalnoj uporabi
energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN128/15). Narodne Novine, 128, 11-68.
[7] Primarna energija:
http://powerlab.fsb.hr/enerpedia/index.php?title=PRIMARNA_ENERGIJA
posjećeno: 18.9.2018.
[8] Energetska učinkovitost: https://hr.wikipedia.org/wiki/Energetska_u%C4%8Dinkovitost
posjećeno: 18.9.2018.
[9] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja: Zakon o gradnji, NN153/13, 20/17,
dostupno: https://www.zakon.hr/z/690/Zakon-o-gradnji
[10] Ministarstvo gospodarstva: Energija u Hrvatskoj, godišnji energetski pregled, Republika
Hrvatska, Zagreb, 2012.
[11] United Nations, “Kyoto Protocol To the United Nations Framework Kyoto Protocol To
the United Nations Framework,” 1998.
[12] Ruth Losch, L. V. D.: “European Commission presents Energy Winter Package 2016,”
Linklaters LPP, no. November, p. 12, 2016.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 93
[13] Ministarstvo gospodarstva rada i poduzetništva, “Prvi nacionalni akcijski plan za
energetsku učinkovitost,” Zagreb, 2008.
[14] Ministarstvo Graditeljstva: Zakon o prostornom uređenju i gradnji: NN 76/07, NN 38/09,
NN 55/11, NN 90/11, Zagreb, 2011., pp. 1–117.
[15] Ministarstvo graditeljstva, Zakon o učinkovitom korištenju energije u neposrednoj
potrošnji. NN 152/08, Zagreb, 2010.
[16] Andrassy, M., Balen, I., Boras, I., Dović, D., Hrs Borković, Ž., Lenić, K., Lončar, D.,
Pavković, B., Soldo, V., Sučić, B., Švaić, S.: Priručnik za energetsko certificiranje zgrada.
2010.
[17] Ministarstvo Graditeljstva, Metodologija provođenja energetskog pregleda građevina.
2014.
[18] Hrvatski sabor: Zakon o energetskoj učinkovitosti, NN 127/14, dostupno: https://narodne-
novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2014_10_127_2399.html
[19] Cayre, E., Allibe, B., Laurent, M., i Osso, D.: There are people in the house ! how the
results of purely technical analysis of residential energy consumption are misleading for energy
policies, no. Epbd 2002. 2011, pp. 1675–1683.
[20] Ministarstvo graditeljstva, Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj
zaštiti u zgradama. 2015, pp. 11–68.
[21] Ministarstvo graditeljstva i prostornog uređenja: Tehnički propis o izmjenama i dopunama
Tehničkog propisa o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama, NN 70/2018,
NN 73/2018 https://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2018_08_70_1422.html posjećeno
14.11.2018.
[22] Biondić, Lj.: Uvod u projektiranje stambenih zgrada. Golden marketing, Zagreb, 2011.
[23] Zbašnik Senegaĉnik, M. "Pasivna kuća", Zagreb, SUN ARH d.o.o. 2009.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 94
[24] Dović, D., Ferdelji, N.: Algoritam za proračun potrebne energije za primjenu ventilacijskih
i klimatizacijskih sustava kod grijanja i hlađenja prostora zgrade, 2017.
[25] Toth, T.: Ne bacajte novac kroz prozor, u: Majstor² (Moderna kuća), 2009.
[26] Inoutic: Savjeti za kupovinu prozora: http://www.inoutic.hr/hr/savjeti-za-kupovinu-
prozora/uteda-energije/u-vrijednost-za-prozore/u-vrijednost-prozora.html posjećeno:
23.8.2018.
[27] Veršić, Z.: Tehnička regulativa gradnje: Prozori i stakla, zahtjevi i toplinsko izolacijske
karakteristike, TVZ, Zagreb, 2014. Dostupno na:
http://seminar.tvz.hr/materijali/materijali17/17A05.pdf posjećeno: 3.11.2018.
[28] Gradimo.hr: Portal za graditeljstvo, nekretnine i uređenje interijera. Izolacijski materijali.
Dostupno na: http://www.gradimo.hr/izolacijski-materijali posjećeno: 17.8.2018.
[29] Sommer Informatik: http://www.winuw.de/ posjećeno: 14.8.2018.
[30] Soldo, V., Novak, S., Horvat, I.,: Algoritam za proračun potrebne energije za grijanje i
hlađenje prostora zgrade prema HRN EN ISO 13790, Zagreb, 2017.
[31] Mikulić, D., Štirmer, N., Milovanović, B., Banjad Pečur, I.: Energijsko certificiranje
zgrada, Građevinar, 62 (2010) 12, pp. 1087-1096
[32] Ytong porobeton d.o.o.: Porobeton. Dostupno na: https://www.ytong.hr/ytong.php
posjećeno: 14.8.2018.
[33] Ytong porobeton d.o.o.: Toplinski mostovi. Dostupno na:
https://www.ytong.hr/hr/docs/Toplinski_mostovi_08_2011(1).pdf posjećeno: 8.11.2018.
[34] Nacionalni portal energetske učinkovitosti: Grijanje i hlađenje. Vrste sustava grijanja.
Dostupno na: https://www.enu.hr/gradani/info-edu/grijanje-i-hladenje/vrste-sustava-grijanja/
posjećeno: 17.10.2018.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 95
[35] Pipelife: Tehnički priručnik: Sustav podnog grijanja. Dostupno na:
https://www.pipelife.hr/hr/media/pdfs/Podno_grijanje.pdf?m=1526019639& posjećeno:
17.10.2018.
[36] Termometal: Protočni plinski bojler. Dostupno na: https://termometal.hr/vaillant-
atmomag-14-xz-dimnjak-proizvod-1246/ posjećeno: 22.10.2018.
[37] Gašpar Energetić: Poticanje energetske efikasnosti u Hrvatskoj. Priprema potrebne tople
vode plinskim kotlovima. Dostupno na: http://www.enu.fzoeu.hr/ee-savjeti/priprema-potrosne-
tople-vode/priprema-ptv-plinskim-kotlovima posjećeno: 22.10.2018.
[38] Arkiteko: Rekuperacija zraka. Dostupno na:
http://www.arhiteko.hr/menu.html?http://www.arhiteko.hr/_ventilacija-rekuperacija.html
posjećeno 22.10.2018.
[39] Bukarica, V., Dović, D., Hrs Borković, Ž., Soldo, V., Sučić, B., Švaić, Š., Zank , V.:
“Priručnik za energetske savjetnike 2008,” Prvo izdanje, Zagreb, 2008.
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 96
11 DODACI
Popis slika:
Slika 1. Struktura potrošnje energije u kućanstvima u Hrvatskoj [2]
Slika 2. Koeficijent oblika geometrijskih tijela s jednakim volumenom
Slika 3. Prikaz prolaska topline kroz prozor [24]
Slika 4. a) Profil bez prekinutog toplinskog mosta, b) Profil s prekinutim toplinskim mostom
[26]
Slika 5. PVC prozor- višekomorni profil [26]
Slika 6. Shema protoka topline dvostrukog stakla s jednim low-e premazom [26]
Slika 7. Princip stakla s nisko emisivnim premazom [26]
Slika 8. Lokacija građevine (preuzeto iz katastra)
Slika 9. Tlocrt obiteljske kuće
Slika 10. Krovište obiteljske kuće
Slika 11. Presjek A-A obiteljske kuće
Slika 12. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, aluminijskog okvira i
aluminijskih letvica
Slika 13. Prikaz odnosa površine ostakljenja i okvira s koeficijentom provodljivosti
Slika 14. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, aluminijskog okvira i teflonskih
letvica
Slika 15. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, PVC okvira i aluminijskih letvica
Slika 16. Prikaz dvostrukog stakla s jednim low-e premazom, PVC okvira i teflon letvicama
Slika 17. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, aluminijskog okvira s aluminijskim
letvicama
Slika 18. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, aluminijskog okvira s teflon letvicama
Slika 19. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC okvira s aluminijskim letvicama
Slika 20. Prikaz trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC okvira s teflon letvicama
Slika 21. Ovisnost temperature Tsi o vrsti okvira i letvica
Slika 22. Prikaz faktora temperature za pojedini okvir prozora dvostrukih i trostrukih
ostakljenja, te građevnih dijelova
Slika 23. Prikaz transmisijskih gubitaka kroz otvor
Slika 24. Utjecaj vrste letvice na koeficijent provodljivosti
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 97
Slika 25. Utjecaj vrste ostakljenja na koeficijent provodljivosti
Slika 26. Utjecaj površine prozora na koeficijent provodljivosti
Slika 27. Sustav podnog grijanja na mokro
Slika 28. Sustav postavljanja na suho
Slika 29. Shema spajanja radijatora kod sustava jednocijevnog grijanja
Slika 30. Shema spajanja radijatora kod horizontalnog sustava dvocijevnog grijanja
Slika 31. Shema protočnog plinskog bojlera
Slika 32. Rekuperator
Slika 33. Prikaz ukupnih rezultata potrebne energije za grijanje, hlađenje, te primarna energija
Slika 34. Prikaz solarnih dobitaka
Slika 35. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V1-V8
Slika 36. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V9-V16
Slika 37. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V25-V32
Slika 38. Prikaz potrebnih energija za kombinacije V17-V24
Slika 39. Usporedba najbolje i najgore varijante
Slika 40. Cijene prozora u odnosu na vrste ostakljenja, okvira, letvica i površina
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 98
Popis tablica:
Tablica 1. Prikaz stupnja propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje
Tablica 2. Temperature zraka [°C]
Tablica 3. Relativna vlažnost zraka [%]
Tablica 4. Tlak vodene pare [Pa]
Tablica 5. Brzina vjetra [m/s]
Tablica 6. Sunčevo zračenje [MJ/m2]
Tablica 7. Površine i volumeni prostorija
Tablica 8. Zidovi iz grijanog prostora prema van (nosivi)
Tablica 9. Pregradni zidovi u grijanom prostoru- ne čine ovojnicu
Tablica 10. Pod na tlu (suhe prostorije)
Tablica 11. Pod na tlu (vlažne prostorije i terasa)
Tablica 12. Strop
Tablica 13. Kosi krov- ne čini ovojnicu
Tablica 14. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica
Tablica 15. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e
premazom, aluminijskog okvira i aluminijskih letvica, dimenzije prozora povećane za 20%
Tablica 16. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i teflonskih letvica
Tablica 17. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
aluminijskog okvira i teflonskih letvica, površine otvora povećane za 20%
Tablica 18. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i aluminijskih letvica
Tablica 19. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i aluminijskih letvica, površine otvora povećane za 20%
Tablica 20. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i teflon letvica
OPTIMIZACIJA GRAĐEVNIH DIJELOVA ZA GRADNJU ZG0E
Livija Šperanda_Diplomski rad 99
Tablica 21. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor dvostrukog stakla s jednim low-e premazom,
PVC okvira i teflon letvica, povećanih površina otvora za 20%
Tablica 22. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica
Tablica 23. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i aluminijskih letvica, površina otvora uvećana 20%
Tablica 24. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i teflon letvica
Tablica 25. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza,
aluminijskog okvira i teflon letvica, povećane dimenzije prozora 20%
Tablica 26. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i aluminijskih letvica
Tablica 27. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i aluminijskih letvica, površine povećane 20%
Tablica 28. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i teflon letvica
Tablica 29. Prikaz Uw koeficijenata za svaki otvor trostrukog stakla s dva low-e premaza, PVC
okvira i teflon letvica, površine povećane 20%
Tablica 30. Varijante V49-V56
Tablica 31. Vrste, količine i dimenzije prozora potrebnih za ugradnju
Tablica 32. Ukupne cijene prozora po vrstama ostakljenja, okvira, letvica i površina