· created date: 3/6/2016 2:49:13 pm

Trajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš Miha Praznik Martina Zbašnik-Senegačnik

Ljubljana, 2016

V Z O R

E C

1. Uvod

V zadnjem desetletju se dojemanje pomena energijske učinkovi-tosti stavb počasi spreminja. K večji ozaveščenosti novograditeljev je pripomogel predvsem splošni napredek v sami gradbeni pra-ksi, kjer so sprva prednjačili predvsem kakovostni tuji vzori [1, 2].

V širšem razumevanju pomena zahtevane višje energijske učinkovitosti stavb pa so pripomogle tudi zaostrene zahteve in kriteriji iz pravilnikov [3, 4], ki v Sloveniji opredeljujejo stanovanjsko gradnjo, ter energetsko označevanje stavb [5]. Povečuje se tudi število potencialnih investitorjev, ki se odločajo za gradnjo hiše iz naravnih gradiv, z zagotovljenim velikim bivalnim ugodjem in nizkimi stroški ogrevanja. Kljub razpoložljivemu domačemu tehničnemu znanju, tujim izkušnjam in tržno dosegljivim sodobnim tehnologijam pa smo še vedno pogosto priča relativnemu upadu kakovosti zgrajenih stavb. Celovito uvajanje novih tehničnih rešitev za stanovanjske novogradnje deloma zavira tudi inercija udeleženih akterjev (npr. investitorji, projektanti, izvajalci), ki ne sledijo dovolj hitro zadnjemu stanju tehnike ter se premočno oklepajo pretekle gradbene prakse, pri čemer jih od sodobnih tehnologij pogosto odvračajo tudi nasprotujoča mnenja stroke. Vse našteto pa vpliva predvsem na premajhno izrabo potencialov za doseganje boljših bivalnih pogojev, ob sočasni povišani energijski učinkovitosti stavb ter njihovem manjšem okoljskem vplivu, z niž-jimi dejanskimi skupnimi stroški gradnje in dolgoročnega obratovanja stavb, kar je za uporabnika stavbe seveda ključnega pomena.

V slovenskem prostoru, kljub pogostim poskusom parcialnega uvajanja so-dobnih rešitev oz. tehnologij v stanovanjski gradnji, ne moremo zaslediti šir-šega napredka pri celovito načrtovanih projektih. Posplošimo lahko tudi tr-ditev, da je v novogradnje še vedno vključenih premalo komponent oziroma rešitev, ki omogočajo manjšo odvisnost zgradb od neobnovljivih energetskih virov. Ob tem sta verjetno najbolj problematični celovita obravnava in iskanje razmerja v ukrepih za učinkovitejšo rabo energije (URE), v relaciji z ukrepi za souporabo obnovljivih virov energije (OVE) pri energetski oskrbi stavb. Gre za dinamični odnos oziroma preplet učinkov obeh segmentov (URE in OVE) pri zagotavljanju ugodnih vrednosti za različne energijske, okoljske in ekonom-ske kriterije, kjer poenotene t. i. unificirane rešitve za stanovanjske stavbe ni mogoče jasnejše definirati.

Pri izbiri tehnologij gradnje, toplotne zaščite ter energetskih sistemov še ve-dno ni ustrezno vključeno celovito okoljsko vrednotenje izbranih rešitev za visokoučinkovite stanovanjske novogradnje. V tem delu mora vrednotenje novih stavb vključevati obravnavo dodatnih začetnih vlaganj energije, materi-alov in finančnih sredstev v fazi gradnje ter njihovih kasnejših prihrankov, ki nastopajo v fazi obratovanja stavbe. Razlog za premalo široko vrednotenje no-vogradenj se običajno skriva v nezadostni integralnosti načrtovanja. Premalo je paralelnega vključevanja različnih strok v delo projektnih timov, nezado-stno pa je tudi védenje investitorjev o pomenu takšnega načrtovanja za dolgo-ročno obratovanje stavb in izboljšanje bivalnega ugodja.

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš

1.Uvod 18 – 19

V Z O R

E C

novogradnje tako na področju sistemov gradnje in toplotne zaščite kot tudi energetskih sistemov in strojnih instalacij. Poglobljeni vpogled v toplotni od-ziv energijsko visokoučinkovitih stavb in delovanje njihovih ključnih sistemov je v smislu identifikacije teh problemov obravnavan paralelno, t.j. teoretično ter praktično, na simuliranju obratovanja ter na meritvah reprezentativnih primerov visokoučinkovitih enodružinskih hiš.

Energijska učinkovitost nove stavbe se v praksi lahko opredeljuje z različni-mi modeli, bolj ali manj celovito, z boljšo ali slabšo natančnostjo dobljenih rezultatov. Večini teh modelov je skupna uporaba večjega števila parametrov kvantitativnega značaja. Ti parametri pa so za potrebe računskega ocenjevanja energijske učinkovitosti nove stavbe dosegljivi šele po zaključenem postopku projektiranja, včasih tudi šele po izvedbi. Modeli na takšen način omogočijo pridobitev natančnih rezultatov o računski energijski bilanci stavbe ter doseže-ni energijski učinkovitosti. Zaradi svoje narave se lahko v postopkih načrtova-nja stavb uporabijo šele v sklepni fazi priprave izvedbene dokumentacije, torej za končno optimizacijo, kjer se običajno modificirajo samo še tehnološke reši-tve in se spremlja zgolj njihov učinek. Za proces načrtovanja energijsko učin-kovite enodružinske hiše pa v tem trenutku na trgu še ni metode za hitro preli-minarno energijsko ocenjevanje konceptov, ki bi se lahko uporabila že v idejni fazi, zato je postala predmet naših raziskav. Z uporabo takšne nove metode se namreč poleg spreminjanja tehnologij lahko posega tudi v osnovne arhitektur-ne rešitve za novogradnjo ter se jih z njeno pomočjo optimira. Ker je ustrezno optimirana arhitekturna rešitev predpogoj za enostavnejše tehnološke rešitve s področja zagotavljanja energijske učinkovitosti, bi metoda preliminarnega ocenjevanja posredno zagotavljala večjo učinkovitost postopkov projektiranja. Ob tem bi v fazi gradnje vplivala tudi na nižja začetna energijska vlaganja in manjše investiranje v tehnologije za visokoučinkovito enodružinsko hišo.

Doseganje višje energijske učinkovitosti in okoljske sprejemljivosti stavb vodi v izbor različnih tehnoloških rešitev za gradnjo in energetske sisteme. Postopki optimiranja projektnih rešitev za stanovanjske novogradnje imajo lahko pov-sem različne pristope in rezultate, kar je zaradi narave procesa optimiranja pričakovano. Identificirati je namreč možno vrsto posamičnih kriterijev ali pa prioritetnih list teh kriterijev, ki so v praksi izhodišče za optimizacije. Ti so npr. koristna energija, primarna energija, emisije CO2 ter njihove kombinaci-je v obliki okoljskih indikatorjev. Aplicirajo se lahko samo na fazo obratovanja stavbe, kar je npr. običajno za dosedanjo raven presoje stavb ter je obenem zadnje stanje zahtev domače zakonodaje. Takšen parcialni pogled je seveda lahko zavajajoč, saj ne vključuje obravnave faze izgradnje stavbe, ki lahko na skupne energijske in okoljske rezultate projekta za novogradnjo bistveno vpli-va, kar kažejo tudi rezultati analiz. Presoje z več kriteriji v dosedanje dvodi-menzionalno razmišljanje (ukrepi URE in OVE ter posledična energijska učin-kovitost) načrtovalci sodobnih stavb uvajajo najmanj eno dodatno dimenzijo (okoljski vplivi izvedenih ukrepov na stavbi), ob dodatnem uvajanju analize vplivov skozi časovno komponento. Optimalnih rešitev, v posplošenem smi-slu, za učinkovito novogradnjo torej ni mogoče natančnejše opredeliti, nav-kljub pogostim nasprotnim pričakovanjem in željam stroke in investitorjev. Treba pa je identificirati in ustrezno predstaviti medsebojne relacije in vplivne

Med pripravami za gradnjo energijsko učinkovite stavbe lahko izpostavimo tudi dve trditvi, katerih upoštevanje bi občutno izboljšala sedanje utečene na-vade projektantov in investitorjev:

▹ Energijsko učinkovito stanovanjsko stavbo je treba razumeti integralno in hie-rarhično – arhitekturna zasnova pogojuje konstrukcijske in tehnološke rešitve za URE in OVE. Pravilno usklajeno interdisciplinarno projektiranje in posle-dično definirane rešitve so specifične za vsak projekt ter običajno ne dopušča-jo (nepremišljenih) naknadnih sprememb ali izvedbenih odstopanj od zasno-ve. Ob korektni izvedbi se lahko načrtovane rešitve odražajo v dolgoročnem zadovoljstvu uporabnika objekta ter minimalnih vplivih stavbe na okolje.

▹ Optimirano kombinacijo tehničnih rešitev za novogradnjo, ki je produkt vzporednega dela udeleženih strok, je treba prepričljivo predstaviti inve-stitorju, kar ob pravilni organizaciji načrtovanega procesa ni težko doseči. Končni rezultati korektno izpeljane gradnje vedno kažejo pozitivne bival-ne, ekonomske, energijske in okoljske kazalce.

Odločilna prednost v načrtovanju in izvedbi kakovostne energijsko učinkovi-te stanovanjske novogradnje so torej znanje in povezovanje udeleženih strok ter prepričljivo in pravočasno seznanjanje investitorjev z osvojenimi rešitvami za optimalno doseganje visokoučinkovitih rešitev v energijskem, okoljskem, ekonomskem in bivalnem pogledu.

Modeliranje rešitev za nove stavbeVsebina monografije se osredotoča na preučevanje segmenta energijsko učin-kovitih stanovanjskih novogradenj, ki so v slovenskem prostoru številčno najbolj prisotne. To so enodružinske hiše, kot vrsta stavb iz kategorije eno-stanovanjskih stavb. Navkljub terminološkemu razhajanju te besedne zveze z definicijami Zakona o graditvi objektov in standardnimi klasifikacijami objek-tov (npr. CC-SI 11100) [6] ugotavljamo, da je takšna terminološka opredelitev predmeta raziskav v javnem [7], strokovnem in znanstvenem smislu jasno prepoznavna doma [8] in v tujini [9]. S tem razlogom se v pričujočem delu uporablja pojem »enodružinska hiša«.

Raziskave obratujočih sodobnih slovenskih enodružinskih hiš ugotavljajo prednosti in morebitno sistemsko problematiko obratovanja novih energijsko učinkovitih stavb v slovenskem prostoru, to so podnebje, na področjih rabe energije, delovanje stavbnih sistemov in bivalno ugodje. Takšne širše razi-skave na področju povratnih uporabniških podatkov do sedaj še niso bile iz-vedene, kar se posredno odraža tudi na premajhnem sprejemanju celovitih sodobnih rešitev za gradnjo s strani stroke in investitorjev. Širina in vsebina povratnih uporabniških informacij pa je obenem tudi način za pridobivanje novih znanj za načrtovanje stavb, kot se oblikujejo v procesih analiziranja in korigiranja manj ustreznih primerov.

Sodobnih stavb se zaradi drugačnih toplotnih karakteristik in spremenjenih razmerij v energijski bilanci ne da primerjati s toplotnim odzivom starejših stanovanjskih stavb, kar je eden od pogostih vzrokov za napačno razumeva-nje in posledično izbor manj ustreznih projektnih rešitev za visokoučinkovite

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš 20 – 211.

Uvod

V Z O R

E C

V monografiji predstavljeni rezultati analiz so izoblikovali argumentirano ekonomsko stališče, ki nakazuje, da primerno optimirana gradnja energijsko visokoučinkovitih enodružinskih hiš, npr. pasivnih hiš, ne sme voditi k bi-stveno večji investiciji glede na gradnjo nizkoenergijskih stavb. Kot posebej pomemben rezultat pa je predpostavljena ugotovitev, da je pasivna zgradba najbolj ekonomična, če ob investiranju upoštevamo tudi stroške nadaljnjega obratovanja stavbe. Takšen rezultat bo imel v prihodnosti posebno težo in bo pomembno vplival na intenzivnejše odločanje za tehnologijo nizkoenergijske ter še posebej pasivne hiše. S tem bo v pomoč tako stroki kot investitorjem.

Za uporabnike stanovanjskih objektov je pomembno doseganje višjih parame-trov bivalnega ugodja. Ti so pri gradnji po nizkoenergijskem in pasivnem stan-dardu v primerjavi z običajno grajenimi zgradbami znatno višji. V monografiji so z analizo obratovanja novih energijsko učinkovitih stavb podani konkretni argumenti, ki z doseženimi mikroklimatskimi karakteristikami govorijo v prid sodobnim tehnologijam oz. celo izpostavljajo njihovo nujnost.

Energija v življenjskem ciklusu stavbeGrajeno okolje je v Evropi odgovorno za 30–40 % skupne rabe primarne energije, zato predstavlja velik potencial pri zmanjševanju rabe primarne energije in emisijah CO2 [18, 19, 20]. V zadnjih dveh desetletjih se je družba začela tega zavedati, zato se energijska učinkovitost v grajenem okolju zah-teva tudi v evropski zakonodaji. EPBD 2002/91/EC in 2010/31/EU zahteva-ta od držav članic, da predvidijo in izboljšajo energijsko učinkovitost stavb [20, 21]. Ukrepe so izvedle že številne države [22], med njimi leta 2010 tudi Slovenija [3], ko je celovito posodobila predhodne ohlapne zahteve v obrav-navanju energijske učinkovitosti stavb [23] in jih je nadgradila z definicijo za skoraj nič-energijske stavbe [24]. Zmanjšanje rabe energije v stavbah ne gre na račun manjšega ugodja uporabnikov. V skladu s trajnostnim razvo-jem si je treba prizadevati, da imajo stavbe enako bivalno ugodje ob omejeni rabi naravnih virov in čim manjšim negativnim vplivom na okolje v celo-tnem življenjskem ciklusu [25].

Vsaka stavba ima svoj življenjski ciklus, ki je sestavljen iz šestih faz: pridobi-vanje surovin, proizvodnja gradiv in komponent (naprav), prodaja, vgradnja, uporaba (obratovanje) in odstranitev. Vsaka od teh faz obremenjuje okolje z rabo energije in emisijami CO2 ter drugimi škodljivimi in nevarnimi substan-cami. Posamezne faze so med seboj lahko tudi zelo oddaljene, zato je med njimi potreben transport. Ta je vezan na energente iz neobnovljivih virov, povzroča pa emisije. Rabo energije in z njimi povezane emisije je treba torej gledati v luči celotnega življenjskega ciklusa stavbe [26, 27].

mehanizme, na podlagi katerih bi se lahko v različnih okoliščinah optimalno odločali za koncepte novogradenj ob različnih ciljnih kriterijih.

Kriteriji za trajnostno vrednotenje energijsko učinkovitih stavbPri načrtovanju sodobne energijsko učinkovite stavbe je treba upoštevati nuj-nost povezave gradbene zasnove ovoja stavbe ter zasnove strojnih instalacij, t.j. tehnologij za vzdrževanje želenega bivalnega ugodja. Ustrezna kombina-cija rešitev je namreč pogoj za enostavnejše doseganje visokoenergijske učin-kovitosti [10, 11, 12], ki se lahko odraža v doseganju nizkoenergijskih ali pa-sivnih obratovalnih karakteristik pri stanovanjski stavbi. Usklajene rešitve za učinkovito stavbo s tehničnega vidika zagotavljajo želene končne obratovalne rezultate, to so bivalni, ekonomski, energijski in okoljski. Optimalna stano-vanjska stavba je tista, ki dosega ugodne vrednosti v čim več parametrih. Pri tem pa moramo za celovitejše ocenjevanje stavb te parametre ovrednotiti za več faz življenjskega ciklusa [13].

V segmentu energijskega vrednotenja različnih tehnologij gradnje je poleg opredeljenih letnih energijskih potreb posebej izpostavljena energija, vgraje-na v komponente ovoja stavbe, ter njeni rabi pripadajoče emisije CO2. Ta vidik tehnologij gradnje v tujini že nekaj let nastopa kot izbirni element pri odloča-nju o načinu gradnje za večje stavbe javnega pomena. Presoja tehnologij po-teka tako s stališča rabe energije kot tudi s stališča uporabe gradbenih materi-alov naravnega izvora, pri čemer so posledično še posebej zanimivi materiali lokalnega izvora [14, 15]. Pri analizi vložene energije se posebej vrednoti de-lež, ki izhaja iz nosilcev energije fosilnega izvora. Premikom na tem področju smo priča tudi v Sloveniji, kjer naj bi se vsaj pri stavbah javnega značaja upo-rabljala pravila Zelenega javnega naročanja [16, 17]. Takšne zahteve so obe-nem prvi korak, ki ga bo treba v prihodnosti nadgraditi še z ostalimi spoznanji trajnostne gradnje. Širitvi zahtev za celovitejše presojanje novogradenj se ne bo izognila niti stanovanjska gradnja. Enodružinska hiša bo tudi v podporo oblikovanju novih zahtev za novogradnje, opredeljena kot objekt z začetnim energijskim in emisijskim vložkom ter kasnejšimi energijskimi tokovi in emi-sijami, ki so potrebni za zagotavljanje obratovanja stavbe.

Na podlagi različnih možnih izborov tehnologije gradnje oz. uporabe gradbenih materialov ter energijske učinkovitosti smo oblikovali nov pristop za vrednote-nje, ki upošteva skupne energijske potrebe in okoljske obremenitve stavbe v najbolj pomembnih delih življenjskega ciklusa, pri čemer se v analizah omeju-jemo na fazo gradnje in nadaljnjega obratovanja. S tem na novo identificiranim pristopom za vzročno-posledično vrednotenje želimo omogočiti nadzorovano odločanje, ki bo lahko vplivalo tudi na npr. intenzivnejšo uporabo gradiv biolo-škega izvora in lokalnih gradiv, ki ga izvajajo projektanti in investitorji.

Med ekonomskimi kriteriji želimo izpostaviti celovitejši vidik obravnave stro-škov v dveh ključnih delih življenjske dobe stavbe (gradnja in obratovanje), kjer se različne aktualne možnosti dodatnega investiranja v tehnološki nad-standard vrednotijo s kasnejšimi prihranki pri obratovalnih stroških ter tako omogočajo medsebojno primerljivost različnih tehnologij gradnje.


Uvod

V Z O R

E C

Potrebe po energiji za ogrevanje so se pri energijsko najbolj učinkovitih stavbah znatno zmanjšale. Težišče prihrankov pri vseh konceptih je na zmanjševanju rabe končne energije v fazi obratovanja, medtem ko je energija, potrebna za druge faze življenjskega ciklusa stavbe večinoma zapostavljena [25]. Dejstvo pa je, da ukrepi za zmanjšanje obratovalne energije povzročijo povečano rabo energije v fazi proizvodnje [25, 40]. Zaradi tega je treba v prihodnje več pozor-nosti nameniti vgrajeni energiji. Nekatere študije namreč kažejo, da je sku-pna raba energije v nizkoenergijskih stavbah - zaradi višjega deleža vgrajene energije - celo višja kot v stavbah z višjo obratovalno energijo [40]. Ukrepi, ki zmanjšujejo rabo energije v obratovanju, torej ne znižujejo nujno tudi primar-ne energije celotnega življenjskega ciklusa [39].

Z višanjem energijske učinkovitosti stavbe torej pričakovano narašča tudi delež vgrajene energije v skupni rabi energije v življenjskem ciklusu stavbe. Stavbni ovoj dobi dodatne količine gradiv in nove komponente, s katerimi se zagotavlja višja energijska učinkovitost. Številne študije kažejo, da izbira gra-div za stavbe z visoko energijsko učinkovitostjo postaja čedalje bolj pomemb-na [25, 29, 28, 30, 31], zato postajajo ključne strategije za zmanjšanje rabe primarne energije za proizvodnjo gradiv in komponent [39]. Industrija gradiv je energijsko intenzivna in velik povzročitelj emisij CO2.

V prihodnosti bodo ukrepi za zmanjšanje rabe energije v obratovanju stavb pripeljali do dodatnega povečanja uporabe gradiv in proizvodnje energije [39]. Zato je iskanje rešitev za zvišanje energijske učinkovitosti stavb, ob minimizi-ranih energijskih in okoljskih vlaganjih v tehnologije za stavbe, še posebnega pomena [41].

Energijsko visokoučinkovite stanovanjske stavbeVišjo energijsko učinkovitost stavb zapovedujejo evropska zakonodaja [21] in tudi nacionalne zakonodaje [3]. V Sloveniji je bila tako po zahte-vah PURES 2010 največja dovoljena potrebna toplota za ogrevanje eno-družinske hiše z oblikovanim faktorjem 0,6 m-1 tipično omejena na okoli 50 kWh/(m2 ∙ a). Ta omejitev se je z začetkom leta 2015 nadalje znižala na približno 40 kWh/(m2 ∙ a). S sočasno uvedbo minimalnih zahtev za skoraj nič--energijske stavbe pa se predvideva dodatno zmanjšanje največje potrebne to-plote za ogrevanje na 25 kWh/(m2 ∙ a) [24].

Največja dovoljena potrebna količina toplote za ogrevanje stavbe se torej približu-je tisti v pasivni hiši, kjer se visoka energijska učinkovitost ustrezno dopolnjuje z uporabo obnovljivih virov energije ter morebitno proizvodnjo energije. Pasivna hiša je v svetovnem merilu najbolj ambiciozna in znanstveno dokazana pot za trajnostno stavbo [45, 46], ki se poleg novogradenj tehnološko že aplicira tudi pri energijski prenovi obstoječih stanovanjskih in javnih stavb [47, 48]. V pri-merjavi s konvencionalnimi stavbami prihrani pasivna hiša 80–90 % energije za ogrevanje prostorov. Učinkovitost pasivne hiše dokazujejo številne realizacije. Njihovo število drastično narašča [49] in po ocenah [50] je bilo že ob koncu leta 2012 samo v Evropi dokumentiranih več kot 65.000 izvedb takšnih projektov.

PRIDOBIVANJE SUROVIN

PROIZVODNJAPOLIZDELKOV

E N E R G I J A

O N E S N A Ž E N J E

PRODAJA VGRADNJA UPORABA ODSTRANITEV

Slika 1.1: Življenjski ciklus stavbe

V razvitem svetu je kar 40 % rabe energije vezane na stavbe. Potrebujejo jo ne-posredno in posredno. Neposredno v fazi vgradnje, v času uporabe, za sanacijo in odstranitev. Posredno potrebujejo energijo za pridobivanje surovin ter pro-izvodnjo gradiv, iz katerih je stavba, in tehničnih naprav, ki jih potrebuje za obratovanje [28]. Delež energije za posamezne namene je pri stavbah zelo raz-ličen. Na to temo je bilo v zadnjih letih objavljenih več študij in raziskav. Sartori [29] na podlagi številnih analiziranih primerov iz literature ugotavlja, da je de-lež energije, ki jo potrebujeta fazi vgradnje in odstranitve ter transportiranje gradiv, zanemarljiv ali pa ocenjen na približno 1 % skupne potrebne energije v življenjskem ciklusu. Med 16 študijami samo 4 obravnavajo fazo recikliranja kot del življenjskega ciklusa stavbe, večina pa faze odpada ne obravnava [29].

Največji delež skupne rabe energije v življenjskem ciklusu stavbe predstavljata energija, ki je potrebna za obratovanje stavbe (energija za ogrevanje in prezra-čevanje prostorov, segrevanje sanitarne vode), in energija, ki je bila v stavbo vgrajena (energija za proizvodnjo gradiv in komponent za stavbo). Številne študije kažejo, da je pri konvencionalnih stavbah obratovalna energija glavni del skupne rabe energije v življenjski dobi stavbe (dolžina življenjskega ciklusa se med študijami razlikuje, od 50 do 80 let), saj obsega 85–95 % skupne rabe energije [25, 29, 30, 31, 32]. Zlasti to velja za stavbe v hladnih in zmernih klimah [30, 33]. Sartori [29] pregleda 60 primerov hiš iz literature (Švedska, Norveška, Nemčija, Švica, ZDA, Kanada, Avstralija, Nova Zelandija, Japonska) in ugotovi, da obratovalna energija predstavlja dominantni del skupne energi-je pri konvencionalnih in nizkoenergijskih stavbah.

Pomemben ukrep za zmanjšanje obratovalne energije stavbe je višanje njene energijske učinkovitosti. V zadnjih dveh desetletjih je bilo vloženega veliko napora v večjo toplotno izolativnost ovoja stavbe – z večjo debelino toplotne izolacije, okni z visoko toplotno izolativnostjo, z zrakotesnim ovojem brez to-plotnih mostov ter z vgradnjo kontroliranega prezračevanja z vračanjem to-plote odpadnega zraka. Razviti so bili številni tipi energijsko učinkovitih stavb z različnimi koncepti, ki se pojavljajo tudi v slovenski gradbeni praksi. Ti so-dobni koncepti so terminološko prepoznavni kot npr. zelo dobre nizkoenergij-ske [34] in pasivne hiše [35], nič-energijske hiše, plus-energijske hiše ali ener-gijsko aktivne hiše [36], energijsko samozadostne hiše, hiše Minergie [36,37]. Trenutna optimalna oblika energijsko učinkovite hiše je pasivna hiša [38].


Uvod

V Z O R

E C

Razvita so bila simulacijska orodja, ki vključujejo načrtovanje nizkoenergij-skih hiš [73], obravnavajo dinamično obratovanje stavb [74], so v pomoč pri načrtovanju energetskih sistemov za pasivne hiše [75] ter načrtovanju nZEB [76] ipd.

Pri ocenjevanju energijske učinkovitosti stanovanjskih stavb z uporabo različ-nih simulacijskih orodij ter tudi pri parcialnem metodološkem ocenjevanju energijske učinkovitosti posameznih komponent stavb je treba uporabiti večje število parametrov. Ta značilnost velja tudi za orodje PHPP, t.j. Passive House Planning Package - The energy balance and Passive House design tool [77], ki je bilo v evropskem prostoru razvito za podporo projektantom pri celovitem načrtovanju energijsko visokoučinkovitih stavb. Ker uporaba orodja zahteva več podatkov o projektu [78], se ga zato npr. še ne da uporabiti v fazi idejnega načrtovanja stavbe. Enostavno orodje za preverjanje ustreznosti zasnove stav-be bi zato v zgodnji fazi načrtovanja izboljšalo in olajšalo rezultate dela pro-jektantov. Najnovejše verzije tega projektantskega orodja vključujejo možnost uporabe obnovljivih virov energije oz. pričakovanih donosov fotonapetostnih sistemov, toplotnih črpalk in zemeljskih kolektorjev. Poleg tega je povezan tudi s komponentami certifikata Passivhaus Institut, kar omogoča hitrejše in natančnejše izračune energijske učinkovitosti stavb. Passivhaus Institut v Darmstadtu namreč dodeljuje posameznim komponentam certifikat, s ka-terim se dokazuje ustrezna kakovost. Trenutno je certificiranih več kot 500 komponent v različnih segmentih (okna, vrata, zasteklitve, rolete, žaluzije, detajli vgradnje stavbnega pohištva; stenski sistemi, stenski sistemi za pre-nove, temelji, detajli stikov, atike, balkonski priključki, pritrditev fasadnih oblog; prezračevalne naprave za manjše in velike stavbe, toplotne črpalke). Orodje DesignPH, ki vključuje 3D design software SketchUp, je nadgradnja orodja PHPP in omogoča 3D modeliranje [45].

Trenutno se t. i. standard pasivna hiša še nadalje razvija. V prihodnje ne bo pomembna samo energija, potrebna za ogrevanje, ampak tudi možnost ko-riščenja obnovljivih virov energije v bilanci stavbe, npr. s sončno elektrarno. Lastno proizvodnjo energije iz obnovljivega izvora se bo ocenjevalo glede na potencial, ki ga ima določena stavba. Koncept osnovne pasivne hiše bo s tem nadgrajen in se bo nadalje razvijal v tri kategorije [44]:

▹ passive house classic – osnovni koncept pasivne hiše: potreba po to-ploti za ogrevanje prostorov največ 15 kWh/(m2 ∙ a), skupna raba primar-ne energije obnovljivega izvora največ 60 kWh/(m2 ∙ a).

▹ passive house plus – učinkovitejša pasivna hiša, ki z lastnim sistemom proizvede približno toliko energije, kot jo rabi: potreba po toploti za ogre-vanje največ 15 kWh/(m2 ∙ a), skupna raba primarne energije obnovljivega izvora do 45 kWh/(m2 ∙ a), lastna proizvodnja obnovljive energije več kot 60 kWh/(m2 ∙ a).

▹ passive house premium – dodatno izboljšana pasivna hiša, ki ob pove-čani učinkovitosti in produktivnejšem sistemu za lastno proizvodnjo že iz-kazuje presežek energije: potreba po toploti za ogrevanje prostorov največ 15 kWh/(m2 ∙ a), skupna raba primarne energije obnovljivega izvora do 30 kWh/(m2 ∙ a), proizvodnja obnovljive energije več kot 120 kWh/(m2 ∙ a).

Pasivna hiša [51, 38] potrebuje za ogrevanje največ 15 kWh/(m2 ∙ a) koristne energije. To je le ena od posledic skrbnega interdisciplinarnega načrtovanja [52, 53, 54]. Ustrezna optimizacija tehničnih rešitev pa se ne odraža samo v višji energijski učinkovitosti, temveč tudi v manjši dodani investiciji v pasivno hišo. Glede na učinkovito gradnjo po dopustnih zahtevah slovenske zakono-daje je pasivna hiša v izvedbi dražja le za največ 10 % [55].

Za izredno majhne transmisijske toplotne izgube pasivne hiše je poleg ustre-zne arhitekturne rešitve zahtevan tudi dobro toplotno zaščiten in zrakote-sno izveden ovoj stavbe brez toplotnih mostov. Stavba mora imeti vgrajen sistem kontroliranega prezračevanja z visokoučinkovitim vračanjem toplote odpadnega zraka, s čimer se zmanjšajo tudi toplotne izgube prezračevanja. Toplotne izgube stavbe v konici ogrevalne sezone ne presegajo 10 W/m2 in jih je zato mogoče pokriti z dovodom toplote s pomočjo sistema kontroliranega prezračevanja. Klasični ogrevalni sistem v takšni racionalno zasnovani stav-bi zaradi tega ni več potreben [56]. V pasivni hiši se v tujini najbolj pogosto uporablja toplozračno ogrevanje [57]. Za generacijo toplote pa je največkrat uporabljana toplotna črpalka [58, 59]. Vzpostavili so se tudi sistemi za cer-tificiranje stavbnih komponent in izvedenih pasivnih hiš [60], kot izhajajo iz potreb projektantov, proizvajalcev opreme ter investitorjev.

Avtorji obravnavajo pasivno hišo in njene sestavne dele z različnih vidikov: energijska učinkovitost ter vpliv sestave ovoja stavbe na toplotne izgube [56], vrste toplotnih mostov in njihov vpliv na energijsko učinkovitost [61], vključe-vanje notranjih virov toplote v energijsko bilanco [62], optimizacija ogrevanja in prezračevanja [57]. Analizirajo vpliv toplotne vztrajnosti zunanjih sten na energijsko učinkovitost dobro izoliranih stavb in ugotavljajo, da uporaba sten z visoko toplotno vztrajnostjo vpliva na zmanjšanje rabe energije za ogrevanje in tudi za hlajenje. V poletnih mesecih v pasivnih hišah lahko pride do pregre-vanja [63]. Meritve [64] dokazujejo, da je poleti temperaturno ugodje mogoče zagotoviti z odpiranjem oken v nočnem času, s sončno zaščito na južno in za-hodno orientiranih oknih in z zmanjševanjem notranjih virov toplote. Bivalno ugodje je dodana vrednost pasivnih hiš, ki ga potrjujejo številne raziskave izku-šenj uporabnikov z bivanjem. Rezultati evropskega projekta CEPHEUS [56], ki temeljijo na fizikalnih meritvah več kot 100 stanovanjskih enot v 14 projektih iz različnih evropskih držav, in izkušnjah uporabnikov, ki v njih živijo, kažejo na visoko stopnjo zadovoljstva s kakovostjo in temperaturo zraka v prostorih v zimskem in poletnem obdobju. Še posebej se zadovoljstvo izraža po nekaj mesecih življenja v pasivni hiši, ko se uporabniki spoznajo z delovanjem hiše, predvsem sistemom prezračevanja in ogrevanja [65]. Uporabnikovi pomisleki so namreč lahko tudi posledica neustrezne uporabe [49, 66]. Vrednotenje ka-kovosti bivanja končnih uporabnikov se je izkazalo kot posebej pomembno za sprejemanje ali zavrnitev sodobnih energijskih konceptov v stavbah [67] ter za spreminjanje nepremičninskih stereotipov o bivalnem okolju [68].

Za pasivne hiše in njene komponente so bili razviti številni računski modeli in simulacijska orodja, ki pomagajo pri načrtovanju stavb na različnih ravneh. Modeli obravnavajo energijsko učinkovitost stavb [69], ogrevalne sisteme [70], zemeljski prenosnik toplote [71], termične solarne ogrevalne sisteme [72].


Uvod

V Z O R

E C

2. Energijsko okoljski kazalniki elementov toplotnega ovoja Okoljska primernost elementov toplotnega ovoja

Energijsko učinkovite stavbe potrebujejo za ogrevanje in vzdrževa-nje toplotnega ugodja precej manj energije kot konvencionalne stav-be, ki so se gradile še pred dobrim desetletjem, in imajo zaradi tega tudi manj negativnih vplivov na okolje in človeka. Vendar pa nove

tehnološke rešitve, ki omogočajo povišanje te učinkovitosti, zahtevajo doda-tna materialna in energijska vlaganja v novogradnje, ki so lahko tudi večja od prihrankov energije, ki jih omogočajo.

Pri odločitvi za energijsko učinkovito stavbo je zato bistveno preučiti nega-tivni potencial v celotnem življenjskem ciklusu stavbe, ki obsega naslednje tipične faze:

▹ pridobivanje surovin in proizvodnja gradiv ter komponent za stavbo, ▹ prodaja in vgradnja gradiv ter komponent, ▹ uporaba stavbe kot najdaljša faza življenjskega ciklusa, ▹ odstranitev stavbe in njenih sestavnih delov.

Kakšni so ti dodatni vložki na različnih gradbenih komponentah in kako hitro jih stavbe vračajo zaradi bolj učinkovitega obratovanja v primerjavi s stavbami, grajenimi v skladu s trenutno zakonodajo? Ali so odnosi med višjo energijsko učinkovitostjo stavb in neželenimi okoljskimi posledicami linearni? Kakšne smernice je mogoče izpostaviti, da novogradnje ne bodo energijsko potratne in okolju neprijazne že brez faze uporabe stavbe oz. njenega obratovanja?

V okviru raziskav je bila izdelana analiza ključnih okoljskih posledic, ki se po-javijo zaradi izboljšav na elementih stavbnega ovoja zaradi povečevanja njiho-ve toplotne izolativnosti. Analiza učinkov je v tem delu omejena na dva najbolj prepoznavna okoljska parametra, in sicer:

1. Uporabljena primarna energija za proizvodnjo gradbenega elementa, pri čemer je ta parameter omejen na količino energije neobnovljivega izvora (PECn.r. = primary energy content, non renewable).

2. Obremenjevanje okolja v fazi proizvodnje gradbenih elementov s snovmi, in sicer:

a.) snovi, ki imajo toplogredni učinek, torej imajo potencial globalnega segrevanja (GWP100 = global warming potential, 100 years) ter

b.) snovi, ki imajo regionalni učinek na potencial zakisljevanja okolja (AP = acidification potencial).

Kot vir obnovljive energije se za lastno proizvodnjo običajno uporablja son-ce, izkorišča pa se lahko tudi veter. Poleg razvoja in prilagajanja tehnologij, ki obnovljivo energijo pretvarjajo v širše uporabno električno energijo, se re-šuje tudi ostala vprašanja ter s tem povezane težave. Samo nekaj proizvede-ne energije se namreč lahko uporabi neposredno v stavbi, ostalo pa je treba bodisi shraniti za nadaljnjo lastno uporabo, tudi za daljše časovno obdobje, ali pa porabiti drugje na račun ostalih porabnikov v siceršnjem električnem omrežju. Najbolj pogosti sistemi za proizvodnjo električne energije v pasivnih hišah so fotonapetostni, ker je njihov donos največji poleti, ko so potrebe hiš po električni energiji najmanjše. Shranjevanje električne energije pa je sicer tehnično zahtevno in drago. V bližnji prihodnosti lahko torej pričakujemo ra-zvoj in optimizacijo prav na tem področju.


Uvod

V Z O R

E C

0.265 0.378 0.691 0.463 0.411 3.155 0.187 0.785 0.556 0.298 0.373 1.078 0.590 0.989 0.565 2.119 0.383 1.072 0.130 0.578 0.325 0.519 1.279 1.130 2.245 0.629 1.737 0.191 0.102 0.800 2.479 10.046 6.120 3.637 77.753 1.247 0.122 5.540 3.801

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

porobetonski zidak (≤400 kg/m³) beton (1.600 do 1.800 kg/m³)

armirani beton porobetonska stropna plošča

opečni zidak (≤800 kg/m³) silikatni omet, armirani

glineni omet (1700 kg/m³) mavčno apneni omet

cementni estrih penjeni polisIren (20 kg/m³) penjeni polisIren (25 kg/m³)

ekstrudirani polisIren, HFKW‐penjen ekstrudirani polisIren, CO2‐penjen

kamena volna (>40 kg/m³) kamena volna (25 do 40 kg/m³)

kamena volna (>100 kg/m³) steklena volna (15 do 25 kg/m³)

steklena volna (>40 kg/m³) perlit, ekpandirani

penjeno steklo, nasutje les, rezan, grobo obdelan, zračno sušen

les, rezan, grobo obdelan, tehnično sušen OSB plošča

iverne plošče vezane lesne plošče

mavčno kartonske plošče mavčno vlaknene plošče

celulozni kosmiči bale iz sIsnjene slame

lesno vlaknena plošča (160 do 200 kg/m³) lesno vlaknena plošča, poltrda (do 600 kg/

m³)

polieIlenska folija bitumenska folija guma, granulat

Al pločevina strešna opeka

pesek, gramoz, suh keramična talna obloga

masivni parket

potencial zakisljevanja okolja AP [kg SO2equ/m3]

AP

Slika 2.3: Okoljski parametri tipičnih gradbenih materialov – potencial zakisljevanja okolja, povzeto iz baze podatkov za gradbene proizvode [79]

Posamezna konstrukcijska in toplotnoizolacijska gradiva, s katerimi zagota-vljamo višjo energijsko učinkovitost toplotnega ovoja, t.j. njegovo boljšo to-plotno zaščito, smo združili v pet skupin:

▹ gradiva za masivno zidano konstrukcijo, ▹ gradiva za leseno lahko konstrukcijo, ▹ sintetična toplotnoizolacijska gradiva, ▹ mineralna toplotnoizolacijska gradiva, ▹ naravna toplotnoizolacijska gradiva.

Gradiva za nosilno konstrukcijo in toplotno zaščito se diferencirajo tudi glede na njihove toplotne prevodnosti, ki po podatkih proizvajalcev [80] znaša za toplotno izolacijske materiale l ≤ 0,05 W/(m ∙ K).

Za proizvodnjo gradiv uporabljena primarna energija neobnovljivega izvora, za pet izpostavljenih skupin, ne izkazuje posebnih izrazitih trendov. To naka-zuje, da je treba uporabo gradiv v toplotnem ovoju obravnavati individualno ter ne npr. skupinsko oziroma načelno. Gradiva za masivno zidano konstruk-cijo imajo vrednosti npr. 250–500 kWh/m3. Toplotnoizolacijska gradiva (slika 2.4) naravnega izvora imajo najnižje vrednosti v skupini, višje vrednosti ima-jo gradiva mineralnega izvora, najvišje pa gradiva sintetičnega izvora. Razlike med vrednostmi so v območju 0–1.200 kWh/m3.

Potencial globalnega segrevanja z vrednostmi za različna gradiva (slika 2.5) izkazuje pozitivne vidike uporabe nosilnih konstrukcijskih in toplotnoizola-cijskih gradiv naravnega izvora, npr. les in proizvodi iz lesa. Ta gradiva imajo namreč na račun v fazi rasti akumuliranega oziroma vezanega CO2 negativne vrednosti GWP100, ki znašajo za toplotnoizolacijska gradiva do -200 kg CO2equ/m3, pri nosilnih konstrukcijskih gradivih pa od -700 do -1.200 kg CO2equ/m3.

Tipični gradbeni materiali in njihovi relevantni parametriRazlična gradiva imajo v fazi nastanka (pridobivanje surovin, proizvodnja, pro-daja, transport), t.j. vse do plasiranja proizvoda na mesto vgradnje, različne energijske zahteve in s tem različne okoljske posledice. Izvorni podatki [79] za parametre PECn.r., GWP100 in AP, ki so uporabljeni v analizi, so prikazani v nada-ljevanju (sliki 2.1 in 2.3). Za skupine gradbenih materialov je prikazana odvi-snost teh treh okoljskih parametrov glede na toplotno prevodnost materialov.

331435664580586

3,0567501,193

6495546931,236997

444253951

344962

156666

3,9763,563

5,3525,600

7,4501,335

2,8683501,103

2,0335,941

13,0284,580

2,275156

7,8228,277

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

porobetonskizidak(≤400kg/m³)beton(1.600do1.800kg/m³)

armiranibetonporobetonskastropnaplošča

opečnizidak(≤800kg/m³)silikatniomet,armirani

glineniomet(1700kg/m³)mavčnoapneniomet

cementniestrihpenjenipolisIren(20kg/m³)penjenipolisIren(25kg/m³)

ekstrudiranipolisIren,HFKW‐penjenekstrudiranipolisIren,CO2‐penjen

kamenavolna(>40kg/m³)kamenavolna(25do40kg/m³)

kamenavolna(>100kg/m³)steklenavolna(15do25kg/m³)

steklenavolna(>40kg/m³)perlit,ekpandirani

penjenosteklo,nasutjeles,rezan,groboobdelan,zračnosušen

les,rezan,groboobdelan,tehničnosušenOSBplošča

iverneploščevezanelesneplošče

mavčnokartonskeploščemavčnovlakneneplošče

celuloznikosmičibaleizsIsnjeneslame

lesnovlaknenaplošča(160do200kg/m³)lesnovlaknenaplošča,poltrda(do600kg/

m³)

polieIlenskafolijabitumenskafolijaguma,granulat

Alpločevinastrešnaopeka

pesek,gramoz,suhkeramičnatalnaobloga

masivniparket

uporabljenaprimarnaenergija,obn.inneobnovljivegaizvoraPECn.r.inPECr.[kWh/m3]

PECn.r. PECr.

Slika 2.1: Energijski parametri tipičnih gradbenih materialov – uporabljena primarna energija, povzeto iz baze podatkov za gradbene proizvode [79]

91 175 334 159 146 605 ‐6 204 240 83 104 3,652 160 135 77 290 61 172 25 129 ‐1,153 ‐825 ‐702 ‐755 ‐549 192 103 ‐49 ‐149 ‐161 ‐621 2,581 901 825 16,710 465 39 1,558 48

‐1500 ‐1000 ‐500 0 500 1000 1500

porobetonski zidak (≤400 kg/m³) beton (1.600 do 1.800 kg/m³)

armirani beton porobetonska stropna plošča

opečni zidak (≤800 kg/m³) silikatni omet, armirani

glineni omet (1700 kg/m³) mavčno apneni omet

cementni estrih penjeni polisJren (20 kg/m³) penjeni polisJren (25 kg/m³)

ekstrudirani polisJren, HFKW‐penjen ekstrudirani polisJren, CO2‐penjen

kamena volna (>40 kg/m³) kamena volna (25 do 40 kg/m³)

kamena volna (>100 kg/m³) steklena volna (15 do 25 kg/m³)

steklena volna (>40 kg/m³) perlit, ekpandirani

penjeno steklo, nasutje les, rezan, grobo obdelan, zračno sušen

les, rezan, grobo obdelan, tehnično sušen OSB plošča

iverne plošče vezane lesne plošče

mavčno kartonske plošče mavčno vlaknene plošče

celulozni kosmiči bale iz sJsnjene slame

lesno vlaknena plošča (160 do 200 kg/m³) lesno vlaknena plošča, poltrda (do 600 kg/m³)

polieJlenska folija bitumenska folija guma, granulat

Al pločevina strešna opeka

pesek, gramoz, suh keramična talna obloga

masivni parket

potencial globalnega segrevanja GWP100 [kg CO2equ/m3]

GWP100

Slika 2.2: Okoljski parametri tipičnih gradbenih materialov – potencial globalnega segrevanja, povzeto iz baze podatkov za gradbene proizvode [79]


Energijsko okoljski kazalniki elementov toplotnega ovoja

V Z O R

E C

Najbolj pogosti sestavi konstrukcijskih sklopov toplotnega ovoja Za nadaljnje analize so za posamezne skupine sklopov toplotnega ovoja stavb prikazani najbolj pogosto uporabljeni konstrukcijski sklopi, ki se uporabljajo v novogradnjah za:

▹ masivne zidane (MZ) in lahke lesene (LL) stene, ▹ poševne (PS) in ravne strehe (RS) ter ▹ tla na terenu (TT) in tla nad neogrevanimi kletmi (TK).

Posamezni sklopi so zaradi spremljanja analize označeni s šiframi. V nada-ljevanju so predstavljeni skupaj s cilji in odločitvami, ki so vplivale na njihov izbor.

Masivna zidana stenaZa področje masivnih zunanjih sten je izbranih devet tipičnih sestavov (slika 2.6), ki so opisani v nadaljevanju (preglednica 2.1):

▹ MZ1 je izhodiščni osnovni sestav za zidane stene: opečna stena debeline 30 cm, na zunanji strani toplotna izolacija iz plošč mineralne volne, zuna-nji omet (kontaktna fasada). Toplotna izolativnost se veča s povečevanjem debeline toplotne izolacije.

▹ MZ2 izhaja iz sestava MZ1, opečni zid zmanjšan na debelino 20 cm, sistem toplotne zaščite ostaja isti.

▹ MZ3 izhaja iz sestava MZ1, uporabljena je drugačna toplotna izolacija - na-mesto mineralne volne je uporabljen ekspandirani polistiren.

▹ MZ4 izhaja iz sestava MZ1, na zunanji strani uporabljena mineralna volna manjše gostote (primerna za prezračevano fasado). Takšen sestav je izbran, da se preveri izvedba prezračevane fasade.

▹ MZ5 je preoblikovan sestav MZ1, mineralno volno nadomešča ekstrudira-ni polistiren (za izpostavljene in vkopane dele zidane stene).

▹ MZ6 izhaja iz sestava MZ1, mineralna volna manjše gostote je vgrajena v leseno podkonstrukcijo, zunaj zaključeno z lesno vlakneno ploščo. S tem sestavom se preverja učinek vključevanja lesa v sestave masivnih zidanih sten.

▹ MZ7 izhaja iz MZ6, v leseno podkonstrukcijo je namesto mineralne volne vpihana celulozna toplotna izolacija. S to fasadno rešitvijo se na opečnem zidu dosega popolna uporaba materialov biološkega izvora.

▹ MZ8 je sestav iz zidakov iz plinobetona, z debelino stene 30 cm, na zunanji strani toplotna izolacija iz plošč mineralne volne, zunanji omet (kontaktna fasada), kot pri MZ1. S tem sestavom se preverja, kakšen vpliv ima spre-memba nosilnega gradiva.

▹ MZ9 izhaja iz MZ8, namesto mineralne volne je uporabljen ekspandirani polistiren.

Vsa ostala gradiva imajo GWP100 vrednosti v pozitivnem območju in sicer 0–300 kg CO2equ/m3. Vrednosti za potencial zakisljevanja okolja AP niso odvisne od tega, v kateri skupini je gradivo. Raztros rezultatov je med vrednostmi 0,1–1,1 kg SO2equ/m3.

0

250

500

750

1000

1250

1500

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

PECn.r. [kWh/m

3]

toplotna prevodnost gradbenih materialov λ [W/(mK)]

zidana gradnja

lesna gradnja

TI sinte6čna

TI mineralna

TI biološka

Slika 2.4: Uporabljena primarna energija za proizvodnjo različnih skupin gradiv, v odvisnosti od njihove toplotne prevodnosti

‐1250

‐1000

‐750

‐500

‐250

0

250

500

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

GWP100 [kg CO2equ/m

3]

toplotna prevodnost materialov λ [W/(mK)]

zidana gradnja

lesna gradnja

TI sinte7čna

TI mineralna

TI biološka

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

AP [kg SO

2equ/m

3]

toplotna prevodnost materialov λ [W/(mK)]

zidana gradnja

lesna gradnja

TI sinte5čna

TI mineralna

TI biološka

A

B

Slika 2.5: Okoljski parametri skupin gradiv, potencial globalnega segrevanja (A) in potencial zakisljevanja okolja (B), v odvisnosti od toplotne prevodnosti gradiv



V Z O R

E C

MZ7 MZ8 MZ9

1 notranji omet notranji omet notranji omet

2 opečna stena z AB konstrukcijo porobetonska stena z AB konstrukcijo

porobetonska stena z AB konstrukcijo

3 lesena konstrukcija, celulozni kosmiči

mineralna volna ekspandirani polistiren

4 lesnovlaknena plošča zunanji omet zunanji omet

5 zunanji omet

Preglednica 2.1: Opis materialov v slojih konstrukcijskih sklopov, zunanji zidovi

Lesena lahka stenaLesena lahka konstrukcija je aktualni sestav energijsko varčnih stavb. Obstajata dva osnovna načina izvedbe – konstrukcija zunanjega ovoja se lahko izdela v delavnici, lahko pa se postavi tudi na gradbišču. Za analizo je izbranih devet tipičnih sestavov zunanjih lahkih lesenih sten (slika 2.7), ki so opisane v na-daljevanju (preglednica 2.2):

▹ LL1 je izhodiščni sestav za lahke lesene stene. Osnovna toplotna zaščita je vgrajena v konstrukcijsko ravnino debeline 16 cm, z mineralno volno manjše gostote. Na zunanji strani je dodatna plast toplotne izolacije iz mi-neralne volne (s kontaktnim ometom). Na notranji strani se instalacijska ravnina zapolni z mineralno volno.

▹ LL2 izhaja iz LL1, na zunanji strani je namesto mineralne volne uporabljen ekspandirani polistiren. S to izvedbo se na sklopu preverja učinek uporabe toplotne izolacije sintetičnega izvora.

▹ LL3 je konstrukcijsko drugače izvedena od predhodnih. Namesto konstruk-cije iz masivnih elementov so uporabljeni leseni »I« profili, med njimi pa mi-neralna volna manjše gostote. Na zunanji strani stene so uporabljene plošče mineralne volne manjše debeline in tankoslojni omet. Instalacijska ravnina na notranji strani sklopa se zapolni z mineralno volno. Za spreminjanje to-plotne zaščite se v tem primeru spreminja širina »I« profilov z izolacijo.

▹ LL4 je preoblikovan sestav LL3, na zunanji strani se namesto mineralne volne uporabi ekspandirani polistiren. S to izvedbo se na sklopu z »I« profi-li preverja učinek vključevanja fasadne izolacije sintetičnega izvora.

▹ LL5 je preoblikovan sestav LL3, uporabljena so izključno naravna toplo-tnoizolacijska gradiva: celulozni kosmiči med »I« profili, plošče iz lesnih vlaken pa na zunanji in notranji strani.

▹ LL6 je tipični sestav za lahke lesene stene, grajene na gradbišču (skele-tna konstrukcija). Med leseno nosilno konstrukcijo je toplotna izolacija iz mineralne volne. Na zunanji strani so uporabljene lesnovlaknene plošče. Fasada ima prezračevano fasadno oblogo.

▹ LL7 izhaja iz sestava LL6, v celoti so uporabljena naravna toplotnoizolacij-ska gradiva. Mineralno volno v konstrukcijski ravnini nadomeščajo celulo-zni kosmiči.

▹ LL8 izhaja iz LL6, med leseno nosilno konstrukcijo so bale iz slame. ▹ LL9 je stena iz plošč masivnega lepljenega lesa. Na zunanji strani stene je

podkonstrukcija iz lesenih »I« profilov, med katere je vpihana toplotna izola-cija iz celuloznih kosmičev. Fasadni sistem zaključuje plošča iz lesnih vlaken.

MZ1

MZ4

MZ7

MZ2

MZ5

MZ7

MZ3

MZ6

MZ8

Slika 2.6: Informativni prikaz najbolj pogostih konstrukcijskih sklopov, masivne zunanje stene, 9 primerov; slikovni vir: orodje Rechner für Bauteile [79]

MZ1 MZ2 MZ3


2 opečna stena z AB konstrukcijo opečna stena z AB konstrukcijo opečna stena z AB konstrukcijo

3 mineralna volna mineralna volna ekspandirani polistiren

4 zunanji omet zunanji omet zunanji omet

MZ4 MZ5 MZ6


2 opečna stena z AB konstrukcijo opečna stena z AB konstrukcijo opečna stena z AB konstrukcijo

3 mineralna volna ekstrudirani polistiren lesena konstrukcija, mineralna volna

4 zunanji omet zunanji omet lesnovlaknena plošča

5 zunanji omet



V Z O R

E C

LL4 LL5 LL6

1 mavčno-kartonska plošča mavčno-kartonska plošča mavčno-kartonska plošča

2 mavčno-kartonska plošča lesnovlaknena plošča mavčno-kartonska plošča

3 letve, mineralna volna parna ovira letve, mineralna volna

4 parna ovira iverne plošče plošče OSB

5 iverne plošče leseni »I« profil, celulozni kosmiči

lesena konstrukcija, mineralna volna

6 leseni »I« profil, mineralna volna leseni »I« profil, celulozni kosmiči


7 leseni »I« profil, mineralna volna leseni »I« profil, celulozni kosmiči


8 leseni »I« profil, mineralna volna iverne plošče lesnovlaknena plošča

9 iverne plošče lesnovlaknena plošča prezračevani sloj, letvanje

10 ekspandirani polistiren zunanji omet lesena fasadna obloga

11 zunanji omet

LL7 LL8 LL9

1 mavčno-kartonska plošča mavčno-kartonska plošča plošča iz lepljenega lesa

2 mavčno-kartonska plošča mavčno-kartonska plošča parna ovira

3 letve, celulozni kosmiči letve, slama leseni »I« profil, celulozni kosmiči

4 plošče OSB plošče OSB leseni »I« profil, celulozni kosmiči

5 lesena konstrukcija, celulozni kosmiči lesena konstrukcija, slama leseni »I« profil, celulozni

kosmiči

6 lesena konstrukcija, celulozni kosmiči lesena konstrukcija, slama lesnovlaknena plošča

7 lesena konstrukcija, celulozni kosmiči lesena konstrukcija, slama prezračevani sloj, letvanje

8 lesnovlaknena plošča lesnovlaknena plošča lesena fasadna obloga

9 prezračevani sloj, letvanje prezračevani sloj, letvanje

10 lesena fasadna obloga lesena fasadna obloga

Preglednica 2.2: Opis materialov v slojih konstrukcijskih sklopov, lesene zunanje stene

Poševne in ravne streheZa analizo so izbrani različni konstrukcijski sklopi za lahke lesene in masiv-ne poševne strehe ter lesene in masivne armiranobetonske ravne strehe (slika 2.8), ki so opisani v nadaljevanju (preglednica 2.3):

▹ PS1 je osnovni primer poševne strehe, v ravnini med špirovci je upora-bljena mineralna volna manjše gostote. Pod špirovci je z lesenimi profili ustvarjena dodatna ravnina, v kateri je vstavljeno enako toplotno izolacij-sko gradivo. Ta ravnina se lahko dimenzijsko prilagaja.

▹ PS2 je primer poševne strehe iz armiranobetonske plošče, na kateri so špi-rovci. Med njimi in pod njimi je vstavljena toplotna izolacija iz mineralne volne. S to rešitvijo se preverja vpliv v sestav dodanega betona.

LL1

LL4

LL7

LL2

LL5

LL8

LL3

LL6

LL8

Slika 2.7: Informativni prikaz najbolj pogostih sestavov lesene lahke stene, 9 primerov; slikovni vir: orodje Rechner für Bauteile [79]

LL1 LL2 LL3



3 letve, mineralna volna letve, mineralna volna letve, mineralna volna

4 parna ovira parna ovira parna ovira

5 iverne plošče iverne plošče iverne plošče

6 lesena konstrukcija, mineralna volna

lesena konstrukcija, mineralna volna leseni »I« profil, mineralna volna

7 iverne plošče iverne plošče leseni »I« profil, mineralna volna

8 mineralna volna ekspandirani polistiren leseni »I« profil, mineralna volna

9 zunanji omet zunanji omet iverne plošče

10 mineralna volna

11 zunanji omet



V Z O R

E C

Trajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš

avtorjaDr. Miha Praznik, u. d. i. s., Gradbeni inštitut ZRMK d. o. o., LjubljanaProf. dr. Martina Zbašnik-Senegačnik, u. d. i. a., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo

recenzentaProf. dr. Janez Kresal, u. d. i. a., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za arhitekturoDoc. dr. Zoran Veršić, d. i. a., Univerza v Zagrebu, Fakulteta za arhitekturo

lektoricaAndreja Cigale, prof. slov.

oblikovanjeLuks studio

tiskTiskarna Peterlin

naklada700 izvodov

založnikUniverza v Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo, Ljubljana

leto izida 2016

© Brez soglasja založnika je prepovedano vsakršno razmnoževanje ali prepis v katerikoli obliki

CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana

728.1 728.37:662.99

PRAZNIK, Miha Trajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš / Miha Praznik, Martina Zbašnik-Senegačnik. - Ljubljana : Fakulteta za arhitekturo, 2016

ISBN 978-961-6823-77-7 1. Zbašnik-Senegačnik, Martina 282786816

Predgovor

V zadnjih letih tudi v Sloveniji beležimo čedalje večje zavedanje pomena energijske učinkovitosti v stavbah. Od leta 2008 do konca leta 2015 je bilo pri nas zgrajenih več kot 400 pasivnih hiš, ki za ogre-vanje prostorov na leto potrebujejo največ QNH/Au = 15 kWh/(m2∙a)

toplote in vsaj dvakrat toliko nizkoenergijskih hiš s potrebo po toploti največ 35 kWh/(m2∙a). Na podlagi nekajletnih izkušenj je torej nastopil čas za siste-matično analizo in preverjanje ustreznosti konceptov pri načrtovanju, izvedbi in bivanju v energijsko visokoučinkovitih stavbah, predvsem enodružinskih hišah, ki pri nas v številu novozgrajenih močno prednjačijo. Rezultati razi-skav v obliki na novo identificiranih vplivnih mehanizmov med energijskimi, okoljskimi in ekonomskimi parametri so lahko v pomoč pri oblikovanju celo-vitejših pristopov za nove energijsko učinkovite enodružinske hiše.

V monografiji so v prvem delu stavbne komponente ocenjene glede na vgra-jeno primarno energijo ter ključne okoljske parametre (PECn.r., GWP100, AP). Predstavljena je primerjava karakterističnih vrednosti za nekatere konstrukcij-ske sklope zunanjega ovoja (stene, strehe, tla, okna). Izpostavljeni so parame-tri, ki na račun povečane energijske učinkovitosti zagotavljajo boljše bivalno ugodje in so povezani s tehnologijo gradnje. Za ključne konstrukcijske sestave in zunanje stavbno pohištvo je ocenjena dodatna količina vgrajene energije in emisij CO2, potrebnih za doseganje boljše toplotne zaščite, ovrednotena pa je tudi pričakovana vračilna doba finančnih vlaganj v te ukrepe.

Na vzorcu več kot sto novozgrajenih energijsko učinkovitih enodružinskih hiš so analizirani energijski tokovi, značilnosti energijskih bilanc ter njihove ključne povezave z nekaterimi parametri ter oceno njihovih vplivov na ener-gijske tokove v stavbah analiziranega vzorca. V nadaljevanju je predstavljena metoda za ocenjevanje energijskih tokov s pomočjo ključnih kvalitativnih pa-rametrov, s katero je mogoče hitro preverjanje zasnove stavbe v začetni, idejni fazi načrtovanja.

Predstavitev energijskih bilanc stavb se nadaljuje z ugotavljanjem značilnosti dinamičnega odzivanja energijsko učinkovitih stavb. Analiziran je vpliv teh-nologije zidane in lesene gradnje ter značilnih načinov ogrevanja prostorov na letne potrebe po toploti za ogrevanje stavbe.

Predstavljene so ugotovitve, nastale na podlagi izvedenih meritev na dveh sta-novanjskih stavbah (zelo dobra nizkoenergijska hiša in pasivna hiša) v okolici Ljubljane. Te so vključevale spremljanje mikroklime v stavbi ter okolici in de-lovanje kompaktne naprave, ki oskrbuje stavbo s toploto, svežim zrakom in toplo sanitarno vodo. Na ta način so bili pridobljeni podatki o obnašanju ener-gijsko učinkovite stavbe v konici zimskega obdobja, ki so služili kot izhodišča za oblikovanje smernic in kriterijev za načrtovanje novih energijsko učinko-vitih stavb. V nadaljevanju so ugotovitve dinamičnega obratovanja stavb vse-binsko nadgrajene z analizo rezultatov meritev.

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hišKolofon 2 – 3

V Z O R

E C

PS1 PS2 PS3

1 opečna kritina opečna kritina opečna kritina

2 letvanje letvanje letvanje

3 prezračevani sloj, letvanje prezračevani sloj, letvanje prezračevani sloj, letvanje

4 lesnovlaknena plošča paroprepustna folija paroprepustna folija

5 lesena konstrukcija, mineralna volna

podeskanje podeskanje

6 mineralna volna lesena konstrukcija, mineralna volna


7 iverne plošče mineralna volna mineralna volna

8 parna ovira armiranobetonska plošča parna ovira

9 letve, mineralna volna notranji omet porobetonske plošče

10 mavčno-kartonska plošča notranji omet

11 mavčno-kartonska plošča

PS4 PS5 RS1

1 opečna kritina opečna kritina prodec

2 letvanje letvanje gradbena folija

3 prezračevani sloj, letvanje prezračevani sloj, letvanje hidroizolacija

4 paroprepustna folija paroprepustna folija mineralna volna

5 lesnovlaknena plošča lesnovlaknena plošča hidroizolacija

6 leseni »I« profil, celulozni kosmiči

lesena konstrukcija, slama paroizenačevalna plast


lesena konstrukcija, slama lepljen les


plošče OSB mavčno-kartonska plošča

9 plošče OSB lesnovlaknena plošča mavčno-kartonska plošča

10 lesnovlaknena plošča mavčno-kartonska plošča

11 mavčno-kartonska plošča mavčno-kartonska plošča

12 mavčno-kartonska plošča

RS2 RS3 RS4

1 prodec prodec prodec

2 hidroizolacija hidroizolacija ekstrudirani polistiren

3 paroizenačevalna plast paroizenačevalna plast hidroizolacija

4 ekspandirani polistiren mineralna volna paroizenačevalna plast

5 hidroizolacija hidroizolacija armiranobetonska plošča

6 paroizenačevalna plast paroizenačevalna plast notranji omet

7 armiranobetonska plošča armiranobetonska plošča

8 notranji omet notranji omet

Preglednica 2.3: Opis materialov v slojih konstrukcijskih sklopov, strehe in stropi

▹ PS3 izhaja iz PS2, namesto armiranobetonske plošče so tu vgrajene plošče iz porobetona. Osnovna in dodatna toplotna izolacija se izvajata kot v pred-hodni rešitvi.

▹ PS4 je sestav, kjer masivno leseno konstrukcijo nadomeščajo leseni »I« profili. Boljšo toplotno izolativnost dosegamo s povečevanjem širine »I« profilov ter s tem debeline toplotne izolacije, ki je v tem primeru iz vpiha-nih celuloznih kosmičev. Po potrebi se lahko s ploščami iz lesnih vlaken dodatno toplotno zaščiti tudi instalacijska ravnina.

▹ PS5 izhaja iz PS4, celulozne kosmiče nadomešča povečana debelina toplo-tne izolacije iz slamnatih bal, vgrajenih v leseno konstrukcijo. Sistem se po potrebi izboljšuje na isti način, kot v predhodni različici.

▹ RS1 je primer ravne strehe iz lepljenega lesa. Toplotno zaščito na zgornji strani predstavlja mineralna volna.

▹ RS2 je primer ravne strehe z armiranobetonsko ploščo in toplotno izolacijo iz ekspandiranega polistirena, vgrajeno na zgornji strani.

▹ RS3 izhaja iz RS2, uporabljena je kamena volna. Preverja se vpliv izbire drugega toplotnoizolacijskega gradiva.

▹ RS4 je primer ravne strehe s toplotno izolacijo iz ekstrudiranega polistirena.

PS1

PS4

RS2

PS2

PS5

RS3

PS3

RS1

RS4

Slika 2.8: Informativni prikaz najbolj pogostih sestavov poševne in ravne strehe, 9 primerov; slikovni vir: orodje Rechner für Bauteile [79]



V Z O R

E C

10. Predstavitev pasivnih in zelo dobrih nizkoenergijskih hiš slovenskih izvajalcevV Sloveniji je čedalje več investitorjev, ki si ob odločitvi za nov dom izberejo tako hišo, ki bo za ogrevanje potrebovala malo energije, hkrati pa bo nudila visoko bivalno udobje – torej za pasivno ali zelo dobro nizkoenergijsko hišo. Po podatkih Eko sklada j.s., ki investitorjem takih stavb dodeljuje nepovratne finančne spodbude, jih je od leta 2008 do konca leta 2015 nastalo več kot 850. Ankete, izvedene med uporabniki kažejo, da svojih odločitev ne obžalujejo.

Pasivne in zelo dobre nizkoenergijske hiše so primerne za vsa klimatska ob-močja – za zmerna, pa tudi za vroča oz. hladnejša okolja, vsa imamo tudi pri nas. Prav tako ni tehnoloških omejitev. Lahko so grajene iz lesa, opeke, betona in ostalih konstrukcijskih materialov. Velika izbira je tudi med gradivi za to-plotno zaščito toplotnega ovoja. Ekološko najbolj osveščeni se lahko odločajo za številne naravne toplotne izolacije. Ustrezno toplotno zaščito dajejo tudi mineralna in sintetična gradiva, ki se v gradbeni praksi še vedno najbolj po-gosto uporabljajo. Arhitekturne rešitve se lahko prilagajajo regionalnim in ur-banističnim zahtevam. Edino priporočilo pri odločitvi za tehnologijo gradnje je izbor take, ki jo poznajo in obvladajo vsi, ki so v nastajanje stavbe vpleteni – torej načrtovalci in izvajalci. Kar pa v Sloveniji ni težava. Strokovnjaki na do-mačem trgu imajo ustrezno znanje, izvedene energijsko najučinkovitejše eno-družinske hiše pa se po kakovosti ne razlikujejo od tujih.

V nadaljevanju je predstavljenih 25 energijsko visokoučinkovitih stavb, zgra-jenih v zadnjih letih v različnih slovenskih regijah. Med seboj se razlikujejo po uporabljenih gradivih in tehnologijah gradnje ter arhitekturnih rešitvah. Pripadajo različnim okoljem in stanovalcem z različnimi interesi. Njihova skupna točka je samo visoka energijska učinkovitost. In, kot kažejo komentarji uporabnikov, jih druži tudi zadovoljstvo z bivanjem v njih.

Del slovenske gradbene industrije se je že prilagodil zahtevam in možnostim trga. V zadnjih letih so se profilirala številna podjetja, ki so razpoznavna prav po kvalitetni gradnji energijsko visokoučinkovitih hiš. Najboljša so se odzvala vabilu in predstavila nekaj enodružinskih stavb, ki so jih zgradili v zadnjih le-tih. Avtorja se zahvaljujeva podjetjem, da so se vključila v nastajanje monogra-fije z gradivom in finančnimi sredstvi, vsem investitorjem, ki so soglašali z ob-javo in bili pripravljeni deliti svoje izkušnje, pa želiva prijetno bivanje v hišah.

10.Predstavitev pasivnih in zelo dobrih nizkoenergijskih hiš slovenskih izvajalcev

V Z O R

E C

PRIMORSKA ▹ Hiša Flegi – Istra

NOTRANJSKA ▹ Hiša Fefer – Vrhnika ▹ Hiša Lesno Brdo – Vrhnika

DOLENJSKA ▹ Hiša Hrovača – Ribnica ▹ Hiša In Air – Trebnje

OSREDNJA SLOVENIJA ▹ Vrstna hiša – Ljubljana ▹ Hiša Rožna dolina – Ljubljana ▹ Hiša Classic 238 – Brezovica ▹ Hiša Sojer – Brezovica ▹ Hiša tip 173 – Dobrunje (Ljubljana) ▹ Hiša Gabrje – Gabrje pri Ljubljani ▹ Hiša tip 129 – Ig ▹ Hiša Primus-D 137d – Ig ▹ Hiša Golo Brdo – Medvode

GORENJSKA ▹ Hiša za najlepša leta – Trata pri Cerkljah ▹ Hiša Pangrščica – Golnik ▹ Hiša XS – Godič pri Kamniku ▹ Hiša Županje njive – Stahovica pri Kamniku ▹ Hiša Naklo – Naklo pri Kranju ▹ Hiša Predoslje – Predoslje pri Kranju ▹ Hiša Visoko – Visoko pri Kranju

ŠTAJERSKA ▹ Hiša Radmirje – Ljubno ob Savinji ▹ Hiša Posinek – Šešče pri Preboldu ▹ Hiša tip 262 – Braslovče

POMURJE ▹ Hiša Primus-L 150 – Velika Polana pri Lendavi

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš 202 – 203

V Z O R

E C

▹ TK1 je izhodiščni primer stropa nad neogrevanim prostorom. Na spodnji strani armiranobetonske plošče je spuščen strop, v katerem je mineral-na volna. Na zgornji strani pa je dodana izolacija iz mineralne volne. Za doseganje boljše toplotne zaščite se spreminja debelina spodnje plasti izolacije.

▹ TK2 izhaja iz TK1, medetažna plošča nad neogrevanim prostorom je iz po-robetona namesto armiranega betona.

▹ TK3 je primer lesenega stropa nad neogrevanim prostorom. Toplotna izo-lacija iz mineralne volne je med stropniki, debelina se po potrebi prila-gaja. Na zgornji strani je vgrajena mineralna volna, kateri se debelina ne spreminja.

▹ TK4 je primer stropa nad neogrevanim prostorom s ploščami iz lepljenega lesa. Na spodnji strani je toplotna izolacija iz mineralne volne, ki je vgra-jena med lesene profile in se po potrebi dimenzijsko prilagaja. Na zgornji strani sklopa pa je mineralna volna, kateri se debelina ne spreminja.

TT1 TT2 TT3

1 talna obloga talna obloga talna obloga

2 cementni estrih cementni estrih cementni estrih

3 PE folija PE folija PE folija

4 ekspandirani polistiren mineralna volna lesnovlaknena plošča

5 hidroizolacija hidroizolacija ekspandirani perlit

6 armiranobetonska temeljna plošča

armiranobetonska temeljna plošča

hidroizolacija

7 folija folija armiranobetonska temeljna plošča

8 prodec prodec folija

9 geotekstil geotekstil prodec

10 geotekstil

TT4 TT5 TK1

1 talna obloga talna obloga talna obloga

2 cementni estrih cementni estrih cementni estrih

3 PE folija PE folija PE folija

4 mineralna volna mineralna volna mineralna volna

5 armiranobetonska temeljna plošča

armiranobetonska temeljna plošča

armiranobetonska plošča

6 PE folija PE folija mineralna volna

7 hidroizolacija hidroizolacija mavčno-kartonska plošča

8 ekstrudirani polistiren penjeno steklo

9 podložni beton prodec

10 folija geotekstil

11 prodec

12 geotekstil

Tla na terenu in nad neogrevanimi kletmiZa analizo so izbrani sestavi masivnih tal na terenu ter sestavi za masivno in lahko leseno konstrukcijo stropa nad kletjo (slika 2.9), ki so opisani v nadalje-vanju (preglednica 2.4):

▹ TT1 predstavlja izhodiščni primer armiranobetonske temeljne plošče, ki je na zgornji strani toplotno zaščitena z ekspandiranim polistirenom. Debelina te izolacije se spreminja glede na potrebe po toplotni zaščiti.

▹ TT2 izhaja iz TT1, za toplotno zaščito na zgornji strani je izbrana mineralna volna. S tem sestavom se preverja vpliv izbora drugačnega toplotnoizolacij-skega gradiva.

▹ TT3 izhaja iz TT1, za toplotno zaščito na zgornji strani je uporabljen perlit kot primer toplotnoizolacijskega gradiva z drugačnimi okoljskimi parametri.

▹ TT4 je primer armiranobetonske temeljne plošče, ki je s spodnje strani to-plotno zaščitena z ekstrudiranim polistirenom, z zgornje strani pa z mine-ralno volno. Za spreminjanje toplotne prehodnosti se spreminja debelina plasti izolacije na spodnji strani.

▹ TT5 izhaja iz TT4, na spodnji strani se namesto ekstrudiranega polistirena uporablja nasutje iz penjenega stekla. Rešitev je izbrana s ciljem preverja-nja učinka uporabe izključno mineralnih toplotnoizolacijskih materialov.

TT1

TT4

TK2

TT2

TT5

TK3

TT3

TK1

TK4

Slika 2.9: Informativni prikaz najbolj pogostih sestavov za tla na terenu in nad kletjo, 9 primerov; slikovni vir: orodje Rechner für Bauteile [79]



V Z O R

E C

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

PECn.r.[kWh/m

2]

toplotnaprehodnostsklopaU[W/(m2K)]

MZ1

MZ2

MZ4

MZ3

MZ5

MZ6

MZ7

MZ8

MZ90.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

AP[kgSO

2equ/m

2]


opečni zid 30cm, kamena volna

>40kg/m3, kontaktno


>40kg/m3, kontaktno


<40kg/m3, kontaktno

opečni zid 30cm, pen. polistiren

20kg/m3, kontaktno

opečni zid 30cm, ekstr. polistiren

45kg/m3, kontaktno


<40kg/m3, montažno

opečni zid 30cm, celul. kosmiči

55kg/m3, montažno

porobeton 30cm, kamena volna

<40kg/m3, kontaktno

porobeton 30cm, pen. polistiren

20kg/m3, kontaktno

Slika 2.13: Kazalnik vplivov na potencial zakisljevanja okolja AP za masivne zunanje stene

25

50

75

100

125

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

točkovanje sklopov ΔOI3 [točk/m

2]

toplotna prehodnost sklopa U [W/(m2K)]

opečni zid 30cm, kamena

volna >40kg/m3, kontaktno


volna >40kg/m3, kontaktno


volna <40kg/m3, kontaktno

opečni zid 30cm, pen.

polis?ren 20kg/m3, kontaktno

opečni zid 30cm, ekstr.



volna <40kg/m3, montažno

opečni zid 30cm, celul. kosmiči

55kg/m3, montažno

porobeton 30cm, kamena

volna <40kg/m3, kontaktno

porobeton 30cm, pen.


Slika 2.14: Kombinirani okoljski indikator OI3 za masivne zunanje stene

Za masivne zunanje stene lahko za okoljski kazalnik AP podamo naslednje ugotovitve (slika 2.13):

▹ Vrednosti AP imajo za vse rešitve isti trend. Izhodiščni sklop MZ1 ima najvišje vrednosti, ki se glede na toplotne prehodnosti gibljejo v območju 0,23-0,50 SO2equ/m2.

▹ Glede na stopnjo obremenjevanja okolja po tem parametru so sklopi razvr-ščeni v naslednjem vrstnem redu: MZ2 in MZ6, MZ4 in MZ5, MZ7, MZ3 in MZ8 ter MZ9. Najnižje vrednosti torej pripadajo sestavom s porobetonom.

Pri skupnem točkovanju prikazanih primerov za masivne zunanje stene (slika 2.14) imata glede na kombiniran vpliv po indikatorju OI3 najboljše vrednosti

▹ Sestav opečne stene z uporabo lesene konstrukcije kaže na pozitivne učin-ke uporabe lesa, saj se s povečevanjem toplotne zaščite vrednosti pri tem kazalniku znižujejo. Pri sestavu z mineralno volno MZ6 se parameter pri povečevanju toplotne zaščite zmanjša za 50 % pri U = 0,20 W/(m2 ∙ K), glede na MZ1. Ob uporabi toplotne izolacije iz celuloznih kosmičev pa pri majhni toplotni prehodnosti stene U že dosegamo negativne vrednosti tega okoljskega parametra.

▹ Zunanji steni iz porobetona, MZ8 in MZ9, kažeta v primerjavi z opečnim sestavom MZ1 približno 45 % nižje vrednosti po celotnem območju toplo-tnih prehodnosti.

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

PECn.r.[kWh/m

2]


MZ1

MZ2

MZ4

MZ3

MZ5

MZ6

MZ7

MZ8

MZ9

Slika 2.11: Kazalnik rabe primarne energije PECn.r. za masivne zunanje stene

‐10

10

30

50

70

90

110

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

GWP100[kgCO2equ/m

2]


opečnizid30cm,kamenavolna

>40kg/m3,kontaktno


>40kg/m3,kontaktno


<40kg/m3,kontaktno

opečnizid30cm,pen.polisAren

20kg/m3,kontaktno

opečnizid30cm,ekstr.polisAren

45kg/m3,kontaktno


<40kg/m3,montažno

opečnizid30cm,celul.kosmiči

55kg/m3,montažno

porobeton30cm,kamenavolna

<40kg/m3,kontaktno

porobeton30cm,pen.polisAren

20kg/m3,kontaktno

Slika 2.12: Kazalnik vplivov na potencial globalnega segrevanja GWP100 za masivne zunanje stene



V Z O R

E C

12. Predstavitev izvajalcev in ponudnikov komponent za energijsko najučinkovitejše hišePasivna hiša potrebuje za ogrevanje največ 15 kWh/(m2 ∙ a), zelo dobra niz-koenergijska hiša pa največ 25 kWh/(m2 ∙ a). Preračunano v gorivo torej prva rabi na leto največ 1,5 litra, druga pa 2,5 litra kurilnega olja na kvadratni me-ter. Da se doseže tako nizka poraba, mora imeti stavba dobro toplotno izoliran in zrakotesen ovoj, brez toplotnih mostov. Bistvena je torej ustrezna debelina toplotne izolacije na stenah, strehi in pod temeljno ploščo ter najkvalitetnej-še stavbno pohištvo. Na ta način se doseže izredno nizke transmisijske toplo-tne izgube. Stavba mora imeti vgrajen sistem kontroliranega prezračevanja z vračanjem toplote odpadnega zraka, s čimer se zmanjšajo tudi prezračevalne izgube. Klasični ogrevalni sistem ni več potreben. Stavbo se lahko ogreva s to-plotno črpalko ali drugimi kurilnimi napravami, tudi na lesno biomaso.

Slovenski trg nudi vse komponente, ki so potrebne za gradnjo in delovanje ener-gijsko visokoučinkovite hiše. Najboljše imajo tudi certifikat Passivhaus Instituta dr. Wolfgang Feist iz Darmstadta, ki je na tem področju v zadnjih dveh desetle-tjih največja referenca. Nekatere komponente prihajajo na naš trg iz tujine pre-ko strokovno močno podkovane mreže ponudnikov. Velik del komponent pa je rezultat slovenskega znanja. Investitorji lahko zbirajo med vrhunskim stavbnim pohištvom, toplotnimi izolacijami, elementi za preprečevanje toplotnih mostov ter prezračevalnimi in ogrevalnimi napravami domačih in tujih ponudnikov. Daljša se tudi seznam domačih prejemnikov omenjenega certifikata za celovite konstrukcijske rešitve. Svojo kakovost in ustreznost gradnje v skladu s standar-dom pasivne hiše imajo tudi že zgrajene pasivne hiše slovenskih izvajalcev.

V nadaljevanju so predstavljeni najboljši ponudniki znanj, komponent in storitev na področju energijsko visokoučinkovitih stavb:

▹ ponudniki stavbnega pohištva (vhodna vrata, okna) ▹ ponudniki gradiv (toplotne izolacije, fasadni sistemi), sistemov

gradnje (opečna, lesena, porobetonska) in gradbenih elementov (prekinitev toplotnih mostov)

▹ ponudniki hišne tehnike (prezračevalni in ogrevalni sistemi) ▹ izvajalci (proizvajalci montažnih hiš, gradbena podjetja)

Predstavljeni ponudniki znanj, komponent in storitev dokazujejo, da v Sloveniji znamo zgraditi energijsko učinkovito hišo. Prav vsi so strokovno ustrezno usposobljeni, kar dokazujejo številne realizacije. Načrtovanje in izvedba ener-gijsko učinkovitih stavb je timsko delo različnih strok, česar se zavedajo tudi predstavljena podjetja. Zato so tudi z veseljem sodelovala pri nastanku mono-grafije, za kar sva jim avtorja zelo hvaležna.

258 – 259M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš

V Z O R

E C

Eko sklad,Slovenski okoljski javni sklad

Eko sklad je javni finančni sklad, katerega osnovna dejavnost je kreditiranje naložb na vseh področjih varstva okolja, ki prinašajo merljive okoljske učinke, skladno z nacionalnim programom varstva okolja in s skupno okoljsko politiko Evropske unije. Poleg kreditiranja Eko sklad od leta 2008 dodeljuje tudi nepovratne finančne spodbude za različne ukrepe učinkovite rabe in rabe obnovljivih virov energije, vse z namenom manjše rabe energije.Krediti se dodeljujejo na podlagi javnih pozivov. Tako so ugodni krediti Eko sklada namenjeni občanom in pravnim osebam, samostojnim podjetnikom in zasebnikom. Poleg naložb, ki zmanjšujejo emisije toplogrednih plinov ter drugih škodljivih emisij v zrak, so predmet kreditiranja naložbe v varstvo voda in učinkovite rabe vode ter v ravnanje in učinkovito gospodarjenje z odpadki. Z dodeljevanjem nepovratnih sredstev Eko sklad med drugim spodbuja ter s tem povečuje število odločitev za način gradnje, ki je v primerjavi z v Sloveniji predpisano gradnjo nadstandarden, ter za vgradnjo najučinkovitejših, tehnološko preverjenih materialov in opreme z visoko dodano vrednostjo, s katerimi se dosegajo veliki prihranki energije in manjše emisije toplogrednih plinov. Nepovratne finančne spodbude Eko sklada so imele pomemben vpliv na razvoj trajnostne gradnje v Sloveniji. Leta 2008, ko je Eko sklad prvič pričel z dodeljevanjem nepovratnih sredstev za nizkoenergijske in pasivne hiše, je poskusil slediti zgledu drugih razvitih evropskih držav in s tem spodbujati gradnjo hiš, ki še danes bistveno presega minimalne zahteve zakonodaje in predstavlja vrhunsko kakovost v smislu načrtovanja, izvedbe in energijske učinkovitosti. Z leti smo kriterije za dodeljevanje nepovratnih finančnih spodbud še zaostrovali, tako da sedaj nepovratna sredstva namenjamo le visoko učinkovitim pasivnim stavbam, z vedno večjim poudarkom na celoviti obnovi stavb. Danes ugotavljamo, da je bilo dodeljenih slabih 9 milijonov evrov nepovratnih sredstev za 700 nizkoenergijskih in pasivnih hiš, od tega je kar 40 % najučinkoviteje grajenih pasivnih hiš in da je kar 67 % hiš v energijskem razredu Qh ≤ 20 kWh/m2a, kar pomeni, da stavbe za ogrevanje porabijo manj kot 20 kWh na m2 neto ogrevane površine na leto. Nekatere izmed teh, za katere je Eko sklad dodelil nepovratna sredstva, so predstavljene tudi v tej knjigi.

Učinki dodeljenih nepovratnih finančnih spodbud so bistveno širši kot le okoljski. Država preko Eko sklada s politiko subvencioniranja naložb večje energijske učinkovitosti in rabe obnovljivih virov energije vpliva tako na vrsto kot na število odločitev za naložbe v stavbah, ki vodijo v trajnostno prilagajanje stavbne infrastrukture. S tem država pospešuje uvajanje strukturnih sprememb za prilagoditev aktualnim okoljskim, socialnim in gospodarskim razmeram, saj poleg izpolnjevanja pravno zavezujočih okoljskih ciljev izkorišča tudi strateški vir razvojnih priložnosti, ki jih prinašajo zelene tehnologije ter zelena delovna mesta z visoko dodano vrednostjo. S tovrstnim spodbujanjem trajnostnega razvoja država pripomore k izboljševanju okolja, pa tudi gospodarske in finančne situacije ter k boljši kakovosti življenja svojih prebivalcev.

V Z O R

E C

Konzorcij pasivna hiša je združenje ponudnikov znanj, storitev in komponent za pasivne in zelo dobre nizkoenergijske hiše in deluje v okviru Fakultete za arhitekturo UL. Od ustanovitve leta 2008 do danes je postal prepoznaven kot kompetentno združenje, ki dviguje nivo energijske učinkovitosti stavb v Sloveniji. Tudi zaradi Konzorcija pasivna hiša sta se osveščenost in zaupanje investitorjev pri nas povečala, saj dokazujemo, da znamo graditi energijsko najbolj učinkovite hiše. Torej tudi skoraj nič-energijske hiše, ki bodo v nekaj letih uveljavljene z zakonodajo. Glede na to, da obstajata znanje in tehnologija, namreč ni razloga, da bi imela skoraj nič-energijska hiša manjše zahteve po energijski učinkovitosti kot pasivna hiša. Glavne dejavnosti Konzorcija pasivna hiša:

- Predstavitev ponudnikov komponent, izvajalcev in načrtovalcev ter njihovo medsebojno povezovanje pri projektih

- Predstavljanje dosežkov članov na področju realiziranih novogradenj in sanacij - Preverjanje ustreznosti kvalitete komponent (izdajanje Certifikata Konzorcija

pasivna hiša) - Promocija energijsko učinkovitih stavb - Izobraževanje strokovne in laične javnosti (predavanja, seminarji, ekskurzije) - Organizacija Dnevov pasivnih hiš (predavanja, ogledi pasivnih hiš po vsej

Sloveniji)

Člani Konzorcij pasivna hiša so najboljša podjetja, inštitucije in tudi posamezniki, ki v tem trenutki v Sloveniji uspešno skrbijo za nemoteno načrtovanje, izvedbo in delovanje pasivnih hiš. To velja tako za novogradnje kot za prenove enodružinskih hiš, povečuje pa se tudi število večstanovanjskih stavb, vrtcev, proizvodnih in športnih objektov itd. Poleg Fakultete za arhitekturo in Gradbenega inštituta ZRMK ter posameznih svetovalcev z izjemnimi izkušnjami so člani Konzorcija pasivna hiša še proizvajalci montažnih hiš, gradbena podjetja, ponudniki kakovostnih materialov, izdelkov in sodobnih tehnologij za izvedbo pasivnih hiš: toplotnoizolativna gradiva in sistemi gradnje, gradiva in gradbeni elementi, stavbno pohištvo in zasteklitve, prezračevalne naprave, ogrevalne naprave ipd., s svojo ponudbo sta vključeni tudi dve slovenski banki. Člani izvajajo na pasivnih hišah tudi meritve in monitoring.

Konzorcij pasivna hiša se predstavlja na spletni strani Fakultete za arhitekturo UL

www.fa.uni-lj.si/konzorcijph

Konzorcij pasivna hiša je združenje ponudnikov znanj, storitev in komponent za pasivne in zelo dobre nizkoenergijske hiše in deluje v okviru Fakultete za arhitekturo UL. Od ustanovitve leta 2008 do danes je postal prepoznaven kot kompetentno združenje, ki dviguje nivo energijske učinkovitosti stavb v Sloveniji. Tudi zaradi Konzorcija pasivna hiša sta se osveščenost in zaupanje investitorjev pri nas povečala, saj dokazujemo, da znamo graditi energijsko najbolj učinkovite hiše. Torej tudi skoraj nič-energijske hiše, ki bodo v nekaj letih uveljavljene z zakonodajo. Glede na to, da obstajata znanje in tehnologija, namreč ni razloga, da bi imela skoraj nič-energijska hiša manjše zahteve po energijski učinkovitosti kot pasivna hiša.

Glavne dejavnosti Konzorcija pasivna hiša:• Predstavitev ponudnikov komponent, izvajalcev in načrtovalcev ter njihovo

medsebojno povezovanje pri projektih• Predstavljanje dosežkov članov na področju realiziranih novogradenj in sanacij • Preverjanje ustreznosti kvalitete komponent (izdajanje Certifikata Konzorcija

pasivna hiša)• Promocija energijsko učinkovitih stavb• Izobraževanje strokovne in laične javnosti (predavanja, seminarji, ekskurzije)• Organizacija Dnevov pasivnih hiš (predavanja, ogledi pasivnih hiš po vsej

Sloveniji)

Člani Konzorcij pasivna hiša so najboljša podjetja, inštitucije in tudi posamezniki, ki v tem trenutki v Sloveniji uspešno skrbijo za nemoteno načrtovanje, izvedbo in delovanje pasivnih hiš. To velja tako za novogradnje kot za prenove enodružinskih hiš, povečuje pa se tudi število večstanovanjskih stavb, vrtcev, proizvodnih in športnih objektov itd. Poleg Fakultete za arhitekturo in Gradbenega inštituta ZRMK ter posameznih svetovalcev z izjemnimi izkušnjami so člani Konzorcija pasivna hiša še proizvajalci montažnih hiš, gradbena podjetja, ponudniki kakovostnih materialov, izdelkov in sodobnih tehnologij za izvedbo pasivnih hiš: toplotnoizolativna gradiva in sistemi gradnje, gradiva in gradbeni elementi, stavbno pohištvo in zasteklitve, prezračevalne naprave, ogrevalne naprave ipd., s svojo ponudbo sta vključeni tudi dve slovenski banki. Člani izvajajo na pasivnih hišah tudi meritve in monitoring.

Konzorcij pasivna hiša se predstavlja na spletni strani Fakultete za arhitekturo ULwww.fa.uni-lj.si/konzorcijph

V Z O R

E C

V Z O R

E C

Vsebina18 1. Uvod20 Modeliranje rešitev za nove stavbe22 Kriteriji za trajnostno vrednotenje energijsko učinkovitih stavb23 Energija v življenjskem ciklusu stavbe25 Energijsko visokoučinkovite stanovanjske stavbe

28 2. Energijsko okoljski kazalniki elementov toplotnega ovoja28 Okoljska primernost elementov toplotnega ovoja30 Tipični gradbeni materiali in njihovi relevantni parametri33 Najbolj pogosti sestavi konstrukcijskih sklopov toplotnega ovoja33 Masivna zidana stena35 Lesena lahka stena37 Poševne in ravne strehe40 Tla na terenu in nad neogrevanimi kletmi42 Okna43 Analiza energijskih in okoljskih kazalnikov

za izbrane sestave toplotnega ovoja43 Energijska učinkovitost sestavov, vgrajena energija in CO2

57 Učinkovitost oken, vgrajena energija in CO2

61 Pričakovana vračilna doba dodatnih vlaganj za povečevanje energijske učinkovitosti

65 Skupni vplivi obratovanja za izbrane sestave toplotnega ovoja stavbe70 Rezultati analiz za celovitejše okoljsko načrtovanje

73 3. Oblikovanje kvalitativnih parametrov za energijsko učinkovite stavbe

73 Predstavitev raziskovanega vzorca učinkovitih novogradenj74 Bilančna analiza raziskovanega vzorca78 Analiza energijskih tokov z vplivnimi parametri in rezultati78 Toplotni ovoj in transmisijske toplotne izgube79 Prezračevanje prostorov, zrakotesnost stavb

in prezračevalne toplotne izgube80 Prosojni del stavbnega ovoja in dobitki sončnega obsevanja80 Bivanje in dobitki notranjih virov toplote81 Analiza vpliva posameznih parametrov87 Analiza občutljivosti na rezultatih vzorca

za identificirane ključne parametre90 Primerjava vzorca novogradenj in zahtev zakonodaje s področja URE91 Povezanost ključnih parametrov in ocena njihovih vplivov

na energijske tokove v stavbah vzorca91 Medsebojna povezanost energijskih tokov92 Medsebojna povezanost ključnih parametrov z energijskimi tokovi96 Metoda za ocenjevanje energijskih tokov

s pomočjo ključnih kvalitativnih parametrov96 Transmisijske toplotne izgube98 Prezračevalne toplotne izgube

Del vsebin je posvečen tudi analizi energijsko učinkovitih hiš, ki že obratuje-jo. Predstavljena je analiza ankete, ki je zajela več kot sedemdeset novih hiš, v katerih stanovalci bivajo že nekaj let. Spoznavanje uporabniških izkušenj je za načrtovanje novih stavb zelo pomembno, saj s takšnimi povratnimi infor-macijami kakovostno dopolnjujemo znanstvene in strokovne ugotovitve, ka-tere smo v preteklih letih pridobili z delom na področju načrtovanja in izvedbe energijsko visokoučinkovitih stavb.

V zadnjem delu vsebin so preverjeni vplivi kombiniranja različnih tehnologij gradnje stavbnega ovoja in energetskih sistemov. Predstavljenih je pet ključ-nih indikatorjev, ki se lahko uporabijo za celovitejše vrednotenje: energijska učinkovitost, raba primarne energije, emisije CO2, stroški in bivalno ugodje. Primer celovitega vrednotenja je prikazan na primeru petih različno energij-sko zasnovanih stavb z različnimi sistemi ogrevanja in prezračevanja.

V Sloveniji je čedalje več investitorjev, ki jim je ob odločitvi za gradnjo hiše po-membno zasledovati vsaj enega od kazalnikov, obravnavanih v monografiji; 25 pasivnih in zelo dobrih nizkoenergijskih hiš je tudi predstavljenih. Pri nji-hovem nastajanju so sodelovali slovenski strokovnjaki in izvajalci. Realizirani primeri dokazujejo, da so energijsko visokoučinkovite hiše primerne za vsa slovenska regijska in klimatska področja, zgrajene so lahko v različnih tehno-logijah gradnje, ki pa ne omejujejo arhitekturnega oblikovanja. Sodobne na-prave za ogrevanje in prezračevanje nudijo številne možnosti izbire. Optimalna zasnova energijsko učinkovite enodružinske hiše vedno lahko vključuje hie-rarhijo zahtev investitorja in načrtovalcev. Poleg tehničnih podatkov o stav-bah so zanimive izkušnje in komentarji uporabnikov, ki v teh stavbah že nekaj časa živijo. Vsi po vrsti se navdušujejo nad nizkimi stroški ogrevanja in visoko kakovostjo bivanja.

Da znamo in zmoremo tudi pri nas načrtovati in graditi energijsko visokou-činkovite hiše, dokazujejo tudi številni ponudniki znanj, komponent in sto-ritev, najboljši se predstavljajo na koncu monografije. Zahvala vsem – za trud na slovenskem trgu, predvsem pa, ker so z veseljem sodelovali pri nastajanju monografije in omogočili njen izid.

Monografija želi dokazati, da je energijsko učinkovitost stavbe mogoče ocenje-vati s ključnimi kvalitativnimi parametri – torej skozi energijsko učinkovitost, rabo primarne energije, emisije CO2, stroške in bivalno ugodje. Pomembna ugotovitev je dejstvo, da so dodatna vlaganja v energijsko učinkovitejše rešitve za gradnjo upravičena. Pri zasnovi stavbe jih je mogoče optimizirati z različ-nimi, lahko tudi hierarhično razvrščenimi prioritetami in kriteriji. V kolikor ustrezne kombinacije v načrtovanju niso identificirane ter izvedene, lahko pri sodobni enodružinski hiši ostane del možnih energijskih, ekonomskih in okoljskih prihrankov neizkoriščen, prav tako pa se lahko vplivi odražajo nega-tivno tudi na bivalnih pogojih. Naj bo pričujoča monografija v pomoč, da se to ne bi dogajalo.

Avtorja

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš 4 – 5Predgovor

V Z O R

E C

Spreminjanje dveh ključnih parametrov PECn.r. in GWP100 v nadaljevanju ni ana-lizirano samo na posameznih komponentah (steklo, profil), temveč tudi na kombinacijah, ki dosegajo različne skupne toplotne prehodnosti okna Uw. Za primerjavo je definirana izhodiščna kombinacija z referenčno vrednostjo Uw = 1,3 W/(m2 ∙ K), kot jo predstavlja največja dopustna toplotna prehodnost po ve-ljavni zakonodaji. S kombinacijami učinkovitejših zasteklitev in profilov pa so oblikovane rešitve (slika 2.30) s toplotno prehodnostjo, med referenčno vredno-stjo Uw = 1,3 W/(m2 ∙ K) in Uw = 0,7 W/(m2 ∙ K). Dobljeni rezultati so naslednji:

▹ Pri lesenih oknih s toplotno prehodnostjo Uw = 1,3–0,7 W/(m2 ∙ K) se raba primarne energije giblje 170–250 kWh/m2, pri čemer znaša razlika med referenčno in visokoenergijsko učinkovitostjo 45 %. V primeru dodatne zunanje zaščite okvirja iz pločevine se raba primarne energije poveča na 210–300 kWh/m2, t.j. 20 % glede na predhodne vrednosti. Pri PVC okvir-jih je raba primarne energije v razponu 360–450 kWh/m2, torej s 25 % razliko med referenčno in visokoenergijsko. Pri dodani zaščiti okvirja s pločevino pa se raba primarne energije poveča na 430–510 kWh/m2, kar zopet predstavlja do 20 % dodatek glede na izvedbo okna brez zaščite okvirja. Ob primerjavi izvedbe energijsko učinkovitih lesenih in PVC oken z Uw = 0,7 W/(m2 ∙ K) ugotovimo, da je raba primarne energije pri PVC iz-vedbi praktično 80 % večja.

▹ Podatki za okoljski parameter GWP100 kažejo pri leseni izvedbi okenskih okvirjev na pozitivne spremembe, ki nastopajo na račun intenzivnejšega vključevanja lesa kot gradiva za izdelavo okna. Pri oknih z manjšo toplotno prehodnostjo se zaradi večjega deleža uporabljenega lesa skupna vrednost parametra (15–30 kg CO2equ/m2) prične približevati rezultatom za okna z re-ferenčno toplotno prehodnostjo Uw = 1,3 W/(m2 ∙ K) (10–20 kg CO2equ/m2). Pri oknih z okvirjem iz PVC pa je naraščanje vrednosti parametra GWP100 nespremenjeno ob zmanjševanju toplotne prehodnosti Uw okna in se giblje pri visokoučinkovitih oknih 90–100 kg CO2equ/m2 ter pri referenčni toplotni prehodnosti 70–80 kg CO2equ/m2.

150

250

350

450

550

les‐Alu,

macesen

les‐Alu,

smreka

les,macesen

les,smreka

PVC

PVC‐Alu

PECn.r.[kWh/m2]

Uf=0,8Ug=0,5

Uw=0,72

Uf=0,8Ug=0,7

Uw=0,85

Uf=1,4Ug=0,5

Uw=0,91

Uf=1,4Ug=0,7

Uw=1,05

Uf=1,4Ug=1,1

Uw=1,3

0

25

50

75

100

125

les‐Alu,

macesen

les‐Alu,

smreka

les,macesen

les,smreka

PVC

PVC‐Alu

GWP100

[kgCO2equ/m2]

Uf=0,8Ug=0,5

Uw=0,72

Uf=0,8Ug=0,7

Uw=0,85

Uf=1,4Ug=0,5

Uw=0,91

Uf=1,4Ug=0,7

Uw=1,05

Uf=1,4Ug=1,1

Uw=1,3

A B

Uf=0,8 Ug=0,5Uw=0,72

Uf=0,8 Ug=0,7Uw=0,85

Uf=1,4 Ug=0,5Uw=0,91

Uf=1,4 Ug=0,7Uw=1,05

Uf=1,4 Ug=1,1Uw=1,3

Slika 2.30: Spreminjanje kazalnikov PECn.r. (A) in GWP100 (B) za stavbno pohištvo z različno toplotno prehodnostjo (vsi U v W/(m2 ∙ K))

Pričakovana vračilna doba dodatnih vlaganj za povečevanje energijske učinkovitosti Pri izboljševanju energijske učinkovitosti konstrukcijskih sklopov toplotnega ovoja vgrajujemo v novogradnjo več primarne energije neobnovljivega izvora in s tem okolje obremenjujemo s CO2, ki je v proizvode vgrajen v fazi njihove

‐100

‐50

0

50

100

150

200

250

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

GWP100[kgCO2equ/m

²]

toplotnaprehodnostUfinUg[W/(m2K)]

les‐Alu,macesen

les‐Alu,smreka

les,macesen

les,smreka

PVC

PVC‐Alu

zasteklitev

A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

AP[kgSO

2equ/m

²]

toplotnaprehodnostUfinUg[W/(m2K)]

les‐Alu,macesen

les‐Alu,smreka

les,macesen

les,smreka

PVC

PVC‐Alu

zasteklitev

B

Slika 2.28: Kazalnika vplivov na potencial globalnega segrevanja (A) in potencial zakisljevanja okolja (B) za okenske okvirje in zasteklitev v odvisnosti od toplotne prehodnosti

0

50

100

150

200

250

300

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

ΔOI3[točk/m

²]

Uf[W/(m2K)]

les‐Alu,macesen

les‐Alu,smreka

les,macesen

les,smreka

PVC

PVC‐Alu

zasteklitev

Slika 2.29: Kombinirani okoljski kazalnik za okenske okvirje in zasteklitev v odvisnosti od toplotne prehodnosti



V Z O R

E C

Pri analizi talnih sklopov je razviden učinek, ki nastane zaradi zmanjšanja to-plotnih izgub skozi sestave, ki mejijo na teren ali neogrevane cone (slika 2.40). Toplotne izgube skozi takšne sklope so namreč 40–60 % manjše, kot bi bile v primeru, če bi mejile na okoliški zrak.

Izenačitev kumulativnih vrednosti za primarno energijo dosegamo pri 15 in 27 letih, ob primerjavi toplotnih prehodnosti U talnih sestavov za nizko-energijske in pasivne stavbe, s sestavo z referenčno toplotno prehodnostjo. Izenačenje vrednosti za sestava nizkoenergijske in pasivne hiše sledi šele po 50 letih obratovanja. Izenačitev kumulativnih vrednosti emisij CO2 nastopa hitreje, glede na medsebojno primerjavo v 10, 15 in 30 letih. Na pridobljenih rezultatih za talne sklope lahko podamo naslednjo ugotovitev:

▹ Pri sestavih, ki mejijo na teren ali neogrevane toplotne cone, je treba izbor rešitev fokusirati v smeri tehnologij z minimalnim začetnim vlaganjem primarne energije in minimalnim vplivom emisij CO2. Energijsko visoko-učinkoviti sestavi so z vidika vračanja vlaganj opravičljivi le, v kolikor so dodatna energijska in emisijska vlaganja v izboljšave sestavov minimalna.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40 50

Kumula&va prim. energije [kWh/(m

2a)]

Leta obratovanja sklopa [a]

ref neh ph sečišča

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50

Kumula&vaemisijCO2[kWh/(m

2a)]

Letaobratovanjasklopa[a]


0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50


2a)]



A B

Slika 2.40: Obratovanje tal na terenu - rešitev TT1 – izhodiščne vrednosti parametrov rabe končne energije (A) in emisij CO2 (B)

0

1000

2000

3000

4000

0 10 20 30 40 50


2a)]



0

200

400

600

800

0 10 20 30 40 50Kumula&vaemisijCO2[kWh/(m

2a)]



0

200

400

600

800

0 10 20 30 40 50Kumula&vaemisijCO2[kWh/(m

2a)]



‐1200

‐1000

‐800

‐600

‐400

‐200

0

200

400

600

800

0 10 20 30 40 50


2a)]



‐300

‐250

‐200

‐150

‐100

‐50

0

50

100

150

0 10 20 30 40 50


2a)]



‐300

‐250

‐200

‐150

‐100

‐50

0

50

100

150

0 10 20 30 40 50


2a)]



A B

Slika 2.41: Obratovanje oken – PVC okvir in zunanja obloga – izhodiščne vrednosti parametrov (A) ter upoštevan vpliv sončnega obsevanja (B)

toplote (električna energija) se čas izenačevanja kumulativnih vrednosti skraj-ša 60–70 %, kar je posledica učinkov izredno potratnega in za okolje obre-menjujočega obratovanja. Z izborom načina generacije toplote z najmanjšimi vplivi (lesna biomasa) na primarno energijo in emisije CO2 pa se končne ku-mulativne vrednosti zmanjšajo do te mere, da se obdobja njihovega izenače-vanja lahko podaljšajo prek izteka siceršnje življenjske dobe sistema toplotne zaščite. Ugotovitve lahko strnemo v dveh smereh odločanja:

▹ V okoljsko manj obremenjujočih sistemih za generacijo toplote (npr. lesna biomasa) se lahko smiselno uporabljajo samo visokoučinkoviti sistemi to-plotne zaščite z najmanjšim začetnim energijskim in okoljskim vložkom (npr. sestavi z lesom in naravnimi gradivi). Okoljsko učinkovita generacija toplote posledično zahteva okoljsko učinkovite sestave toplotnega ovoja.

V okoljsko bolj obremenjujočih sistemih za generacijo toplote je treba vedno uporabiti energijsko učinkovitejši sestav za toplotni ovoj. Pri odločanju za se-stav ima njegova energijska učinkovitost prednost. Okoljski vidik tehnologije gradnje v tem primeru nima odločilnega pomena, saj je vplivanje začetnega energijskega in okoljskega vložka praktično minimalno.

V nadaljevanju prikazana lahka lesena stena (slika 2.39), sestav LL7, ima toplo-tno izolacijo iz celuloznih kosmičev. Predstavlja prikaz učinkov uporabe lesa v ovoju stavbe, kjer se s povečevanjem toplotne izolativnosti okoljski vpliv emisij CO2 zmanjšuje. Referenčni sklop ima toplotno prehodnost U = 0,20 W/(m2 ∙ K). Izbrani analizirani varianti pa imata toplotno prehodnost U = 0,15 W/(m2 ∙ K) in U = 0,10 W/(m2 ∙ K).

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50


2a)]



‐140

‐120

‐100

‐80

‐60

‐40

‐20

0

20

40

60

0 10 20 30 40 50


2a)]



‐140

‐120

‐100

‐80

‐60

‐40

‐20

0

20

40

60

0 10 20 30 40 50


2a)]



A B

Slika 2.39: Obratovanje lesene zunanje stene - rešitev LL7 – izhodiščne vrednosti parametrov rabe končne energije (A) in emisij CO2 (B)

Kumulativni tokovi primarne energije se sočasno izenačijo že pred 10. letom opravljanja funkcije na novogradnji. Na račun manjšega začetnega okoljskega vpliva sestava ter nadaljnjega učinkovitejšega obratovanja se visoka toplotna izolativnost tudi skozi kumulativni vpliv emisij CO2 izkaže kot prednostna re-šitev. Na rezultatih uporabljene lahke lesene stene z naravno toplotno izolaci-jo lahko podamo naslednjo ugotovitev:

▹ Pri gradnji z lesom in uporabi naravnih toplotnoizolacijskih gradiv ima pri vračanju vgrajene primarne energije in emisij CO2 vedno prednost energij-sko učinkovitejši sestav. Energijsko učinkovitejši sestavi, ki imajo upora-bljeno večjo količino naravnih gradiv, so z okoljskega vidika bolj upraviče-ni ter s tem bolj zaželeni.



V Z O R

E C

3. Oblikovanje kvalitativnih parametrov za energijsko učinkovite stavbe

Energijsko učinkovita enodružinska hiša, kot jo razumemo v okvi-rih uveljavljene evropske terminologije (zelo dobra nizkoenergijska hiša, pasivna hiša), se je pričela v slovenskem prostoru posamično pojavljati okoli leta 2005. Do razmaha gradnje energijsko učinkovitih

hiš je prišlo leta 2008, do konca leta 2015 pa je bilo evidentiranih [82] čez 800 takšnih projektov. Čeprav predstavljajo energijsko učinkovite hiše trenutno manj kot 5 % delež vseh novozgrajenih enodružinskih hiš v Sloveniji, je de-monstracijska vloga teh primerov dobre gradbene prakse izredno vplivala na širšo prepoznavnost novih projektnih in izvedbenih pristopov k zagotavljanju energijske učinkovitosti stavb.

Takšna stavba lahko v praksi nastopa le kot posledica interdisciplinarnega načrtovanja, ki v vseh korakih zasnove sledi in preverja učinke projektnih re-šitev. Načrtovanje se prične z osnovnimi arhitekturnimi izhodišči ter se za-ključi s posledično usklajenimi tehnološkimi rešitvami. Za arhitekte je pri tem posebnega pomena dobro poznavanje ključnih pravil, ki vodijo v oblikovanje projektne rešitve za energijsko učinkovit in ekonomsko racionalen stanovanj-ski objekt. S tem namenom so predstavljeni rezultati raziskave, izvedene na vzorcu energijsko učinkovitih stanovanjskih stavb. V raziskavi so bili eviden-tirani ključni podatki o zgradbah, npr. velikost, število stanovalcev, orientaci-ja, faktor oblike, sestava toplotnega ovoja, letna potrebna toplota za ogrevanje in sanitarno vodo. Na podlagi analiz so bili osvetljeni vplivni mehanizmi ter logika razmišljanja, ki jih je treba konceptualno osvojiti za lažje oblikovanje ciljno usmerjenih rešitev. Raziskava osvetljuje mehanizme odzivanja projek-tne rešitve na ključnih odločitvah. S tem nudi hitrejše prepoznavanje ključnih parametrov, ki jih je smiselno na ustrezen način prenesti v projekte. V poglav-ju so izpostavljene nove ugotovitve ter novo oblikovani pogledi, ki se nanašajo na dosedanje ustaljeno razumevanje nekaterih ključnih mehanizmov pri za-gotavljanju energijske učinkovitosti stanovanjskih stavb.

Predstavitev raziskovanega vzorca učinkovitih novogradenjRaziskava energijsko učinkovitih stanovanjskih novogradenj je potekala na vzorcu 106 reprezentativnih enodružinskih hiš, izbranih iz nabora prijavlje-nih projektov za nepovratne finančne spodbude pri Eko skladu, j.s., z letno potrebno toploto za ogrevanje 10–40 kWh/(m2 ∙ a). Rezultati raziskave so v nadaljevanju predstavljeni v obliki bilančnih in parametričnih analiz, z ugoto-vitvami in zaključki. Prikazi rezultatov in ugotovitve se nanašajo izključno na analiziran vzorec!

vrednosti npr. že pred 10. letom obratovanja. Še boljši je sistem energijsko učinkovite lahke lesene konstrukcije, saj je kumulativna vrednost emisij CO2 pri njem v celotnem življenjskem ciklusu sestava pod vrednostmi za sestave, ki imajo referenčno toplotno prehodnost.

▹ Vpliv temperaturnega primanjkljaja se odraža tudi pri izboru ravni toplo-tne zaščite. V primeru ostrejše klime se toplotna zaščita pasivnih hiš izkaže kot okoljsko bolj ustrezna. Pri obratovanju v mili klimi pa izredno majh-ne toplotne prehodnosti U z okoljskega vidika niso več nujno v prednosti. V tem primeru so lahko sestavi za nizkoenergijsko hišo primernejši.

▹ Razmerja med začetnimi okoljskimi vplivi sistema gradnje stavbnega ovoja lahko postanejo pri obravnavi obratovanja celotnega objekta sekundarne-ga pomena, kadar se uporabijo različne okoljsko manj učinkovite rešitve za generacijo toplote. V kolikor bi v visokoučinkovitem objektu za generacijo toplote uporabljali okoljsko najbolj obremenjujoč način, ki ga v praksi pred-stavlja direktna pretvorba električne energije v toploto, se pojavijo bistve-no višji odkloni v končnih kumulativnih vrednostih ter se obenem skrajša-jo obdobja izenačevanja. Okoljsko manj ustrezni načini generacije toplote posledično zahtevajo sklope z večjo toplotno izolativnostjo. V nasprotnem primeru lahko uporabimo okolju najmanj obremenjujoč sistem za genera-cijo toplote, kot npr. prilagojene naprave na lesno biomaso. V tem primeru se izenačevanje kumulativnih vrednosti v življenjski dobi izkaže za spreje-mljivo pri sistemih toplotne zaščite v standardu nizkoenergijske hiše ali pa pri sistemih z minimalnim začetnim okoljskim vplivom.

▹ Pri oknih kot edinem od elementov toplotnega ovoja, ki poleg transmisijskih tokov toplotnih izgub omogoča tudi dobitke toplote, se energijsko bolj učin-kovite rešitve vedno izkažejo za okoljsko bolj sprejemljive. Tehnološke reši-tve za okna za pasivne hiše so boljše kot pri oknih za nizkoenergijske hiše.



V Z O R

E C

Prednosti so z energijskega vidika izkazane tudi skozi racionalizacijo velikosti stavbe oziroma skozi velikost kondicionirane površine na stanovalca (Au/P).

Manevrskega prostora je pri sodobnih tehnoloških rešitvah relativno malo, saj energijsko učinkovitost projekta v prvi vrsti omogoča izpolnjevanje prej na-štetih načel. Celovito arhitekturno rešitev lahko s tehnologijami za toplotno zaščito toplotnega ovoja in prezračevanjem stavbe samo dopolnjujemo. Njene izhodiščne energijske danosti torej ne moremo dramatično spremeniti.

Pri obravnavi letne energijske bilance, kot je definirana v standardih [84], se razmišljanje primarno usmeri v segment, ki je pri stanovanjskih stavbah že tradicionalno najbolj izrazit oziroma je običajno najbolj potraten, t.j. v rabo toplote za ogrevanje prostorov.

V postopku projektnega optimiranja energijsko učinkovite stanovanjske stav-be, npr. pasivne hiše, ki je v evropskem prostoru z metodološkega vidika naj-bolj prepoznavna [38], moramo zagotoviti ravnovesje med energijskimi tokovi prek toplotnega ovoja stavbe, kot je definiran s standardi [85]. Uskladitev teh osnovnih tokov vodi v ravnotežno stanje pogojev v objektu, pri čemer mora-mo vzpostaviti ustrezne razmere med tokovi toplotnih izgub QL (transmisijske toplotne izgube QT in prezračevalne toplotne izgube QV) in tokovi toplotnih dobitkov Qg (dobitki sončnega obsevanja Qs in notranjih virov Qi) in dovedene energije v sistemih aktivnega ogrevanja QNH, ki nastopa kot razlika toplotnih izgub in izkoristljivih dobitkov ter delovanja stavbne mase.

Postopek optimiranja stavbe v ciljni razred energijske učinkovitosti, ki se izka-zuje skozi doseženo vrednost QNH/Au, dopušča arhitektu iskanje rešitev v dveh različnih smereh. Isti končni rezultat je namreč možno doseči na dva načina, z dvema skrajnostima:a) stavba ima izredno reducirane toplotne izgube ter povprečne toplotne

dobitke alib) stavba ima povprečne toplotne izgube ter izrazito povečane toplotne

dobitke.

Prikaz možnih rešitev je razviden tudi na rezultatih optimiranih stavb iz ana-liziranega vzorca (slika 3.4). V primeru razvrstitve stavb glede na parameter QNH/Au, ki se postopoma dviguje od vrednosti 10–40 kWh/(m2 ∙ a), je znotraj posameznih skupin hiš z istim končnim rezultatom QNH/Au razvidno takšno razhajanje. Pri tem se na levi strani skupin nahajajo stavbe, opisane pod a), na desni pa stavbe, opisane pod b). Na primeru skupine hiš z enakim rezultatom QNH/Au = 20 kWh/(m2 ∙ a) je vidno razhajanje v višinah tokov skupnih toplotnih izgub in dobitkov celo v deležu ±20 % glede na povprečje skupine (slika 3.5).

Zaradi izredno velikega števila robnih parametrov ter njihovega medsebojnega vpliva na končne rezultate analiz je bil vzorec energijsko učinkovitih novogra-denj namenoma zelo obsežen, pri čemer so bili objekti za obravnavo izbrani naključno, brez predhodne selekcije, torej tako kot se novogradnje pojavljajo v praksi.

4

78

20

4

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4

številostavbvvzorcu[‐]

etažnost[‐]

2

24

45

21

8

2 3

0

10

20

30

40

50

100 150 200 250 300 350 400


Au[m2]

Slika 3.1: Število etaž Slika 3.2: Kondicionirana površina stavbe

V vzorec je vključenih 80 % enodružinskih hiš, preostali del predstavljajo hiše z dvema gospodinjstvoma ter dvodružinske hiše. 74 % stanovanjskih hiš vzor-ca ima dve etaži (tipično P + M ali P + E), 19 % jih ima tri etaže (tipično P + 2E ali K + P + M), preostalih 7 % pa predstavljajo pritlični ali objekti s štirimi etažami (slika 3.1). Kriterij kondicionirane površine (Au), t.j. ogrevane in prezračevane površine prostorov znotraj toplotnega ovoja v vzorcu stavb prav tako izkazuje (slika 3.2) značilnosti tipične stanovanjske gradnje, saj jih ima 42 % površino 150–200 m2. Manj kot 150 m2 kondicionirane površine ima 25 % stavb, nad 200 m2 pa 33 % stavb analiziranega vzorca. Energijska učinkovitost je raz-lična – 8 % novogradenj vzorca izkazuje (slika 3.3) letno potrebno toploto za ogrevanje v območju QNH/Au ≤ 15 kWh/(m2 ∙ a) (pasivne hiše), 76 % v obmo-čju 15 kWh/(m2 ∙ a) < QNH/Au ≤ 25 kWh/(m2 ∙ a) (zelo dobre nizkoenergijske hiše) in 16 % vzorca v območju 25 kWh/(m2 ∙ a) < QNH/Au ≤ 40 kWh/(m2 ∙ a) (nizkoenergijske hiše).

0

9

4239

13

2 10

10

20

30

40

50

10 15 20 25 30 35 40


QNH/Au[kWh/(m2a)]

Slika 3.3: Letna potrebna toplota za ogrevanje stavb

Bilančna analiza raziskovanega vzorcaOsnova koncepta za energijsko učinkovito novogradnjo izhaja iz optimalnih arhitekturnih rešitev na več področjih. Iz razumevanja energijske bilance to-plotnih tokov stavbe izhajajo jasna načela, ki preferirajo večjo kompaktnost oblikovanega objekta pred volumsko razgibanostjo in diktirajo načrtovanje prosojnega dela ovoja stavbe skladno z njegovo orientacijo. Pomembno je tudi samo umeščanje stavbe v prostor. Pri zasnovi je smiselno upoštevati toplotno coniranje stavbe in izločanje njenih neogrevanih delov iz toplotnega ovoja.


Oblikovanje kvalitativnih parametrov za energijsko učinkovite stavbe

V Z O R

E C

izhodišču zahteva topla sanitarna voda količino toplote, ki povprečno znaša Qw = 19,7 kWh/(m2 ∙ a), z minimalno in maksimalno vrednostjo 11,2 kWh/(m2 ∙ a) in 35,5 kWh/(m2 ∙ a).

Pri energijsko najbolj učinkovitih stavbah analiziranega vzorca (pasivne hiše) delež tople vode v letni potrebi po toploti v primerjavi s potrebno toploto za ogrevanje predstavlja večji delež (slika 3.6). Pri ostalih stavbah vzorca pa sta segmenta približno enakovredna oziroma postane ogrevanje prostorov zopet prevladujoče. Odvisnost obeh segmentov je parametrično najbolj značilno prikazana (slika 3.7) v primeru odvisnosti toplotnih potreb QNH/Au in Qw/Au od parametra stanovanjske površine Au/P. Ta parameter ima na obravnavanem vzorcu srednjo vrednost 39 m2/osebo, z minimalno in maksimalno vrednostjo 21–65 m2/osebo. Vrednosti QNH/Au in Qw/Au se izenačita pri vrednosti pribli-žno 20 kWh/(m2 ∙ a) in 35 m2/osebo. Stavbe z več stanovalci imajo večji delež toplotnih potreb za ogrevanje sanitarne vode. Pri stavbah z manj stanovalci pa prevladujejo večje toplotne potrebe za ogrevanje prostorov.

‐60

‐45

‐30

‐15

0

skupnap

otr

ebap

otoplo

5[

kWh/(

m2a)]

stavbeanaliziranegavzorca

Qw/Au Qnh/AuQw/Au QNH/Au

Slika 3.6: Letne toplotne potrebe – potrebna toplota za ogrevanje stavb in pripravo tople vode

5

10

15

20

25

30

35

40

15 30 45 60 75

potreba po toplo* [kWh/(m

2a)]

Stanovanjskih površin na osebo Au/P [m2/P]

Qnh/Au

Qw/Au

QNH/Au

Qw/Au

Slika 3.7: Spremembe v strukturi toplotnih potreb – toplota za ogrevanje stavb in pripravo toplo vode

‐75

‐50

‐25

0

25

50

75

toplotnitokovienergijskebilance[kWh(m

2a)]

Qg/Au Qnh/Au Ql/Au

QNH/Au=const.

a.)b.)

Qg/Au QNH/Au QL/Au

Slika 3.4: Rezultati projektnega optimiranja na tokovih energijske bilance

35 40 4247 47

5459

67 7

7 7

77

‐20 ‐20 ‐20 ‐20 ‐20 ‐20 ‐20

‐14 ‐15 ‐16 ‐20 ‐18‐28

‐39‐8‐12 ‐14

‐15 ‐17

‐15

‐10

‐75

‐50

‐25

0

25

50

75

toplotnitokovienergijskebilance[kWh/(m

2a)]

Qi/Au Qs/Au Qnh/Au Qv/Au Qt/AuQi/Au Qs/Au QNH/Au Qv/Au Qt/Au

Slika 3.5: Primeri novogradenj iste učinkovitosti, s prikazom razhajanja tokov toplotnih izgub in dobitkov

Pri običajnih, t.j. energijsko manj učinkovitih stanovanjskih stavbah predsta-vlja segment priprave tople sanitarne vode približno 20 % skupne rabe toplote [83]. Pri energijsko učinkovitih stavbah se takšna značilna razmerja občutno spreminjajo, kar je pojasnjeno na analizi vzorca. S prilagojeno zasnovo je za-gotovljena majhna letna potrebna toplota za ogrevanje, katere povprečna vre-dnost na analiziranem vzorcu znaša QNH/Au = 20,4 kWh/(m2 ∙ a), z minimalno in maksimalno vrednostjo 10,9 kWh/(m2 ∙ a) in 38,1 kWh/(m2 ∙ a). V segmen-tu tople sanitarne vode s povečevanjem učinkovitosti instalacij res zmanjšuje-mo potrebe po toploti, vendar pa ne moremo zmanjševati same količine pora-bljene tople vode v gospodinjstvu, saj je vezana na število stanovalcev. Ob tem



V Z O R

E C

188 7. Celovito vrednotenje učinkovitih novogradenj188 Ključni indikatorji, hierarhija in ponderiranje191 Primer rezultatov vrednotenja stavb s ključnimi indikatorji193 Celovito vrednotenje v praksi

196 8. Zaključne ugotovitve

200 9. Stvarno kazalo

202 10. Predstavitev pasivnih in zelo dobrih nizkoenergijskih hiš slovenskih izvajalcev

254 11. Recenziji

260 12. Predstavitev izvajalcev in ponudnikov komponent za energijsko najučinkoviteše hiše

283 13. Viri in literatura

Kazalo slik30 Slika 2.1: Energijski parametri tipičnih gradbenih materialov -

uporabljena primarna energija, povzeto iz baze podatkov za gradbene proizvode

30 Slika 2.2: Okoljski parametri tipičnih gradbenih materialov - potencial globalnega segrevanja, povzeto iz baze podatkov za gradbene proizvode

31 Slika 2.3: Okoljski parametri tipičnih gradbenih materialov - potencial zakisljevanja okolja, povzeto iz baze podatkov za gradbene proizvode

32 Slika 2.4: Uporabljena primarna energija za proizvodnjo različnih skupin gradiv, v odvisnosti od njihove toplotne prevodnosti

32 Slika 2.5: Okoljski parametri skupin gradiv, potencial globalnega segrevanja (A) in potencial zakisljevanja okolja (B), v odvisnosti od toplotne prevodnosti gradiv

34 Slika 2.6: Informativni prikaz najbolj pogostih konstrukcijskih sklopov, masivne zunanje stene

36 Slika 2.7: Informativni prikaz najbolj pogostih sestavov lesene lahke stene

38 Slika 2.8: Informativni prikaz najbolj pogostih sestavov poševne in ravne strehe

40 Slika 2.9: Informativni prikaz najbolj pogostih sestavov za tla na terenu in nad kletjo

44 Slika 2.10: Izračun energijskih in okoljskih kazalnikov s spletno aplikacijo Rechner für Bauteile – primer izvedbe za opečno zunanjo steno MZ2

46 Slika 2.11: Kazalnik rabe primarne energije PECn.r. za masivne zunanje stene

99 Skupne toplotne izgube stavbe100 Toplotni dobitki notranjih virov toplote100 Toplotni dobitki sončnega obsevanja102 Skupni toplotni dobitki stavbe103 Potrebna toplota za ogrevanje stavbe104 Testiranje modela poenostavljenega energijskega ocenjevanja105 Rezultati testiranja modela ocenjevanja na vzorcu 106 analiziranih stavb106 Rezultati testiranja modela ocenjevanja na dodatnem vzorcu 11 stavb108 Možnosti in omejitve pri uporabi modela

energijskega ocenjevanja stavb109 Rezultati analiz za oblikovanje kvalitativnih parametrov

112 4. Značilnosti dinamičnega odzivanja učinkovitih stavb112 Analiza dinamičnega odziva na primeru učinkovite stavbe

in posledice115 Toplotni odziv stavbnega ovoja121 Energijska bilanca in energijski tokovi122 Prezračevanje, kakovost zraka in toplotno ugodje123 Sistemi za ogrevanje prostorov123 Vpliv tehnologije gradnje in načina ogrevanja

na toplotni odziv stavbe126 Energijsko učinkovita stavba v različnih klimatskih razmerah in letnih

konicah

131 5. Energijsko učinkovite novogradnje v obratovanju131 Meritve na primerih učinkovitih novogradenj131 Predstavitev in izbor objektov133 Meritve na zelo dobri nizkoenergijski hiši in ugotovitve141 Meritve na pasivni hiši in ugotovitve146 Značilnosti bivalne klime v obratovanju merjenih stavb151 Termografija toplotnega ovoja pasivne hiše153 Obratovanje energijsko učinkovitih stavb anketiranega vzorca153 Podatki o analiziranem vzorcu anketiranih novogradenj155 Energijski rezultati obratovanja z analiziranimi vplivi161 Povzetek analiziranih podatkov o obratovanju stavb164 Analize podatkov o obratovanju stavb

167 6. Energijski, okoljski in ekonomski kazalci za načrtovanje in obratovanje stavb

167 Okoljski kazalniki stavbnega ovoja v izvedbi in obratovanju171 Okoljski kazalniki strojnih instalacij v izvedbi in obratovanju171 Sistem prezračevanja stavbe173 Sistem generacije toplote175 Okoljski in ekonomski kazalniki novogradnje

v izvedbi in obratovanju182 Konfiguracije sistemov za okoljsko, energijsko in ekonomsko učinkovito

stavbo184 Mehanizem soodvisnosti investiranja, energijske učinkovitosti

in okoljskega obremenjevanja

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš 6 – 7Vsebina

V Z O R

E C

Povprečne transmisijske toplotne izgube predstavljajo na obdelanem vzorcu QT/Au = 42 kWh/(m2 ∙ a), z minimalno in maksimalno vrednostjo 30 kWh/(m2 ∙ a) in 59 kWh/(m2 ∙ a). Vgrajeno zunanje stavbno pohištvo ima navkljub učinkovitim tehnoloških rešitvam največji posamični delež, ki znaša 41 %, vendar pa navedene izgube nadomeščajo toplotni dobitki, opisani v nadaljeva-nju. Fasade imajo 25 % delež, stropi oziroma strehe pa 13 %. Izpostavljenost in površina obeh navedenih elementov ovoja zahtevata, da prav na teh me-stih iščemo tehnološke rešitve z najmanjšim toplotnimi prehodnostmi. Tla na terenu ali proti kletem imajo delež 9 % ter vkopane stene 5 %, pri čemer milejše zahteve po toplotnih prehodnostih nastopajo predvsem zaradi nižjih specifičnih toplotnih izgub, tipično 50–60 %, katerih vzrok je manjša tempe-raturna razlika (ogrevani prostor proti terenu in ne okoliškem zraku). Podobni argumenti veljajo tudi za elemente, ki mejijo na neogrevane cone (delež 4 %). Toplotne izgube zaradi toplotnih mostov predstavljajo preostali delež, samo 3 %, saj so ta mesta v ovoju rešena že pri načrtovanju.

Prezračevanje prostorov, zrakotesnost stavb in prezračevalne toplotne izgubePoleg transmisijskih toplotnih izgub predstavlja prezračevanje stavbe po-memben segment toplotnih izgub. To področje sicer pri energijsko manj učin-kovitih novogradnjah z vidika uvajanja sodobnih rešitev tehnološko nekoliko zaostaja za stanjem tehnike. Pri sodobnih stanovanjskih stavbah pa mu pripi-sujemo izreden pomen, tako z vidika zagotavljanja bivalnega ugodja kot tudi z vidika energijske učinkovitosti. V kolikor se toplotne izgube prezračevanja projektno ne rešujejo na ustrezen način, bi lahko bile višje od transmisijskih toplotnih izgub. Pri energijsko učinkovitih stavbah obdelanega vzorca ener-gijsko varčnih hiš pa predstavljajo zgolj QL/Au = 7 kWh/(m2 ∙ a), z minimalno in maksimalno vrednostjo 5 kWh/(m2 ∙ a) in 10 kWh/(m2 ∙ a). Predstavljajo torej manj kot 15 % skupnih toplotnih izgub.

Pri izmenjavi ogrevanega zraka z zunanjim vplivamo na dva mehanizma pre-nosa toplote. Prvi mehanizem je kontrolirano prezračevanje, saj v stavbo do-vajamo določeno količino svežega zraka, ki je odvisna od števila stanovalcev in režima bivanja, obenem pa odvajamo odtočni (izrabljeni) zrak. Na analizi-ranih stavbah je povprečna urna izmenjava zraka n = 0,364 h-1, z minimalno in maksimalno vrednostjo v vzorcu 0,300 h-1 in 0,555 h-1, ki pripadata večjim in manjšim stavbam. Izmenjava zraka poteka mehansko, s pomočjo vračanja toplote v napravah z visoko učinkovitostjo (pri analiziranih stavbah med 80 % in 90 %). Enako količino toplote bi izgubljali pri urni izmenjavi zraka 0,06 h-1, če v izračunu energijskih bilanc ne bi uporabili vračanja toplote.

Drugi mehanizem prezračevalnih izgub nastopa zaradi nekontrolirane narav-ne izmenjave zraka z okolico, t.j. infiltracijo skozi nezrakotesen stavbni ovoj. Z izredno kakovostno izvedbo stavbnega ovoja v energijsko učinkovitih stav-bah dosegamo merjene vrednosti za zrakotesnost v območju n50 ≤ 0,6 h-1, ki so obenem projektno privzete tudi za potrebe analize. S tako izvedenim ovojem se odraža infiltracija v povprečni naravni izmenjavi zraka 0,043 h-1, z minimalno in maksimalno izračunano vrednostjo [77] v vzorcu 0,025 h-1 in 0,087 h-1, kar je obenem odvisno tudi od značilnosti mikrolokacije in izpostavljenosti stavbe

Analiza energijskih tokov z vplivnimi parametri in rezultatiAnaliza na vzorcu se v svojem prvem delu osredotoči na ključne energijske tokove letne toplotne bilance ter spoznavanje ključnih vplivnih parametrov, kot bodo izpostavljeni v naslednjem poglavju.

Toplotni ovoj in transmisijske toplotne izgubeV letni energijski bilanci predstavljajo največji posamični segment toplotne izgube skozi stavbni ovoj, to so transmisijske toplotne izgube. Na njihovo ko-ličino vpliva velikost in sestava toplotnega ovoja. Površina različnih ključnih elementov toplotnega ovoja je odvisna od oblikovanja stavbe. Sestavo elemen-tov toplotnega ovoja pa definirajo sistemi toplotne zaščite z doseženo toplotno prehodnostjo U.

46

3

212

31

135115

12

8%

1%

38%

6%

24%

21%

2%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

0

50

100

150

200

250

sp v zs vs ss / sc

površinskideleželementov

vovoju[%]

površinaelementovovoja[m

2]

Slika 3.8: Povprečne površine in njihovi deleži v toplotnem ovoju stavb analiziranega vzorca

Označevanje ključnih elementov toplotnega ovoja v prikazih na slikah (sliki 3.8 in 3.9) je naslednje: zs – zunanja stena, vs – vkopana stena, ss – streha ali strop, tt – tla na terenu ali proti neogrevani kleti, sc – stena proti neogrevani coni, z – zasteklitev, sp – vgrajeno zunanje stavbno pohištvo, v – zunanja vrata.

Na toplotnem ovoju stavb analiziranega vzorca (slika 3.8) predstavljajo najve-čji posamični površinski delež fasade (38 %), sledijo jim strehe/stropi s 24 % in tla z 21 %. Zaradi ustreznega toplotnega coniranja je površinski delež vko-panih sten in elementov v stiku z neogrevanimi conami relativno nizek in zna-ša 8 %. Zunanje stavbno pohištvo ima skupni delež 8 %. Povprečne vrednosti toplotnih prehodnosti elementov (slika 3.9), ki mejijo na okoliški zrak, se gi-bljejo U = 0,10–0,15 W/(m2 ∙ K), na teren in neogrevane cone meječi elementi z U = 0,15 – 0,18 W/(m2 ∙ K). Zasteklitve v toplotnem ovoju imajo v povprečju toplotno prehodnost U = 0,60 W/(m2 ∙ K), vgrajeno zunanje stavbno pohištvo U = 1,0 W/(m2 ∙ K).

0.94

0.13 0.16 0.10 0.15 0.18

0.60

1.01

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

v zs vs ss 0 sc z sp

toplotnaprehodnost[W/(m

2K])

Slika 3.9: Povprečne toplotne prehodnosti po skupinah elementov ovoja stavb analiziranega vzorca



V Z O R

E C

𝑂𝑂 =𝐴𝐴!!

!!!𝐴𝐴!

=𝐴𝐴𝐴𝐴!

−

Enačba 3.4: Definicija površinskega razmerja ovoja stavbe in ogrevane površin

V analiziranih stavbah vzorca je zaradi doslednega reševanja toplotnih mostov njihov delež v skupnih transmisijskih toplotnih izgubah manjši za 5 %. Zato se ob predpostavki rešenih toplotnih mostov lahko pri hitrih ocenah vrednosti Um in H'T osredotočamo predvsem na obravnavo površin in toplotnih preho-dnosti sestavov ovoja. Glede na definicijo obeh parametrov (enačbi 3.2 in 3.3) lahko ugotovimo, da je izračun Um poenostavljen, oziroma hitrejši v primerja-vi s H'T, kjer moramo računsko določevati še utežne temperaturne faktorje za sestave ovoja stavbe (ft).

V primeru povezave parametrov toplotne zaščite in površinskega razmerja O pa pridobimo kombinirani kvalitativni parameter, ki je s transmisijskimi to-plotnimi izgubami močno povezan. Tako lahko izpostavimo dva produkta pa-rametrov toplotne zaščite in oblikovanja stavbe:

▹ Specifične transmisijske toplotne izgube ogrevanih površin stavbe, H'T ∙ O (W/(m2 ∙ K)), so s transmisijskimi toplotnimi izgubami stavbe Qt/Au linear-no povezane (r = +1), kar je razvidno tudi na sliki 3.31. Za nadaljnje oce-njevanje transmisijskih toplotnih izgub s pomočjo tega kvalitativnega pa-rametra lahko uporabimo naslednjo enačbo (enačba 3.5):

𝑄𝑄!𝐴𝐴! ≈ 78,3 ∙ 𝐻𝐻′! ∙ 𝑂𝑂 kWh m! ∙ a

Enačba 3.5: Ocena transmisijskih toplotnih izgub Qt/Au s produktom H'T ∙ O

y = 78.31x + 0.063

R² = 0.992

0

20

40

60

80

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

energijski tok transm

isijskih

toplotnih izgub Q

T/A

u [kWh/(m

2a)]

H'T × (A/Au) [W/(m2K)]

y = 78.31x + 0.063R² = 0.992

Slika 3.31: Povezanost specifičnih transmisijskih toplotnih izgub ogrevanih površin stavbe H'T ∙ O s transmisijskimi toplotnimi izgubami stavbe Qt/Au

▹ Povprečna toplotna prehodnost ovoja na ogrevano površino stavbe, Um ∙ O (W/(m2 ∙ K)), je s transmisijskimi toplotnimi izgubami stavbe Qt/Au še vedno izredno močno povezana (r = +0,94). Do povečanega raztrosa rezultatov (sli-ka 3.32) prihaja zaradi izostanka utežnih faktorjev transmisijskih toplotnih izgub, npr. pri toplotnih izgubah skozi tla na terenu. V tem poenostavljenem primeru lahko za nadaljnje ocenjevanje, ki je obenem z vidika pridobivanja vhodnih podatkov hitrejše, uporabimo naslednjo enačbo (enačba 3.6):

𝑄𝑄!𝐴𝐴! ≈ 64,1 ∙ 𝑈𝑈! ∙ 𝑂𝑂 + 3,8 kWh m! ∙ a

Enačba 3.6: Ocena transmisijskih toplotnih izgub Qt/Au s produktom Um ∙ O

Metoda za ocenjevanje energijskih tokov s pomočjo ključnih kvalitativnih parametrovPredhodno podana medsebojna primerjava različnih parametrov s ključnimi energijskimi tokovi toplotnih izgub in toplotnih dobitkov stavbe ter predvsem parametrov z energijsko učinkovitostjo stavbe QNH/Au, kaže na majhno pove-zanost posameznih parametrov, ki imajo le parcialne vplive na energijsko bi-lanco stavb analiziranega vzorca, s končnim energijskim rezultatom.

Do energijsko učinkovite končne projektne rešitve za novogradnjo namreč vo-dijo ustrezno optimirane odločitve na večjem številu parcialnih parametrov, od katerih imajo vsi relativno majhen vpliv. Rezultati kažejo tudi, da imajo večjo povezanost z energijsko učinkovitostjo sistemski, t.j. kvalitativni pristo-pi (npr. oblikovanje ovoja stavbe, razmerje dobitkov steklenega dela glede na izgube toplotnega ovoja), v primerjavi s številčnejšimi posameznimi tehnolo-škimi, t.j. kvantitativnimi parametri (npr. površine in toplotne prehodnosti sestavov).

Eden od ključnih ciljev je identifikacija kvalitativnih parametrov, ki imajo naj-večji vpliv na energijske tokove v bilanci stavbe ter obenem kažejo na čim višjo povezanost z njimi. V nadaljevanju je oblikovana metoda, ki je eden od ključ-nih doprinosov in služi za ocenjevanje vrednosti ključnih energijskih tokov, za dva pristopa v t.i. hitrem ocenjevanju:

▹ Zahtevnejši pristop ocenjevanja energijskih tokov je povezan s parametri, ki običajno zahtevajo višjo raven priprave vhodnih podatkov. To se posle-dično odraža v boljši povezanosti rezultatov ocenjevanja, t.j. v njihovem manjšem odstopanju glede na dejanske računske vrednosti, ki so realni re-zultat računskih energijskih bilanc.

▹ Enostavnejši pristop v ocenjevanju energijskih tokov je vezan na upora-bo osnovnih kvalitativnih parametrov, ki izhajajo iz ključnih informacij o stavbi. Zanje je potrebna nižja raven priprave vhodnih podatkov. Ta pristop omogoča enostavnejše pridobivanje ocen, ki imajo posledično nižjo sto-pnjo povezanosti z realnimi rezultati energijske bilance, t.j. ocene lahko izkazujejo večje odstopanje glede na realne računske vrednosti.

Transmisijske toplotne izgubeToplotne izgube zaradi prehoda toplote skozi ovoj stavbe Qt/Au so v analizi iz-kazale le zmerno individualno povezanost z obema parametroma toplotne za-ščite: povprečno toplotno prehodnostjo ovoja stavbe Um in koeficientom spe-cifičnih transmisijskih toplotnih izgub H'T (enačbi 3.2 in 3.3). Istočasno pa so izkazale večjo povezanost z razmerjem površine ovoja na ogrevano površino stavbe O (A/Au) (enačba 3.4) kot z oblikovnim faktorjem (fo).

𝑈𝑈! =𝑈𝑈! ∙ 𝐴𝐴!!

!!! + (Ψ! ∙ 𝑙𝑙!)!!!!

𝐴𝐴!!!!!

W m! ∙ K

Enačba 3.2: Definicija povprečne toplotne prehodnosti ovoja stavbe

𝐻𝐻′! =𝑈𝑈! ∙ 𝐴𝐴! ∙ 𝑓𝑓!,!!

!!! + (Ψ! ∙ 𝑙𝑙! ∙ 𝑓𝑓!,!)!!!!

𝐴𝐴!!!!!

W m! ∙ K

Enačba 3.3: Definicija koeficienta specifičnih transmisijskih toplotnih izgub



V Z O R

E C

4. Značilnosti dinamičnega odzivanja učinkovitih stavb

Stanovanjske stavbe se skozi čas različno hitro odzivajo na spre-membe zunanjih in notranjih vplivov. V tem poglavju je obdelana ana-liza teh odnosov in identifikacija razmerij med posameznimi vplivi. V analizi smo osredotočeni izključno na (primarne) energijske ter (sekun-

darne) bivalne vidike, saj v okviru raziskav iščemo načine optimiranja pri na-črtovanju energijsko učinkovitih stavb izključno v tem smislu.

Med najbolj vplivnimi zunanjimi parametri, ki so odvisni od klimatskega po-dročja, so temperatura in relativna vlažnost zunanjega zraka, sončno obseva-nje s svojo direktno in difuzno komponento, hitrost in smer vetra. Na pojav naštetih parametrov vplivajo tudi dejavniki neposredne okolice objekta (npr. senčenja stavbe s sosednjimi ali s terenom) oziroma konfiguracije terena (npr. zastiranje stavbe in zmanjševanje izpostavljenosti pred vetrom). Na drugi strani pa notranje okolje v stavbi najbolje opisujemo z naslednjimi ključnimi parametri: dosežena temperatura in relativna vlažnost zraka v prostorih, kon-centracija CO2 v zraku, notranje površinske temperature ovoja stavbe, osve-tljenost prostorov z dnevno svetlobo, hitrost gibanja zraka, ipd. Med stalno spremenljivim zunanjim okoljem ter na drugi strani skrbno reguliranim no-tranjim okoljem nastopa vmesni člen, ki ga predstavlja stavba, torej objekt s svojimi grajenimi komponentami in podpornimi instalacijskimi sistemi. Med ključnimi lastnostmi elementov toplotnega ovoja so toplotna prehodnost U, sposobnost za prepuščanje sončnega obsevanja g in shranjevanje toplote ter zrakotesnost stavbe. Ključna lastnost elementov, ki tvorijo notranjost objekta z enotno toplotno cono, je sposobnost shranjevanja toplote. Podporni instala-cijski sistemi služijo za ogrevanje prostorov pozimi in pohlajevanje prostorov poleti ter izmenjavo izrabljenega zraka s svežim. Pri teh sistemih sta ključnega pomena odzivnost in energijska učinkovitost. Pri prvih je učinkovitost najbolj pomembna pri generaciji toplote in hladu ter zagotavljanju medija ustrezne temperature. Pri drugih pa je vidik učinkovitosti osredotočen na sposobnost vračanja toplote in transportu medija.

Analiza dinamičnega odziva na primeru učinkovite stavbe in poslediceAnalize dinamičnega odzivanja so potekale na 3D modelu stanovanjskega objekta (slika 4.1), ki je v arhitekturnem smislu izbran zaradi svoje ustrezne energijske učinkovitosti v standardu pasivne hiše. Model je povzet po dejan-skem objektu, ki je v eksperimentalnem delu uporabljen tudi za meritve.

Ključni podatki za model stavbe so naslednji: bruto površina obeh etaž skupaj znaša 148 m2, bruto prostornina stavbe pa 386 m3, skupna površina zunanje-ga toplotnega ovoja 334 m2, površina stekla v ovoju predstavlja 8,4 % delež, oblikovni faktor stavbe znaša 0,86 m-1 in povprečna toplotna prehodnost U

ovoja znaša 0,151 W/(m2 ∙ K). Model ima bivalne prostore v dveh etažah, pri čemer je z vidika obratovanja pomembno, da je pritličje pretežno v dnevni uporabi, prostori mansarde pa so v uporabi pretežno ponoči. Dovoljena tem-peratura zraka se giblje za obe horizontalni toplotni coni v območju vredno-sti 20–25 °C. V stavbi je modelirano bivanje štirih oseb. Sistem centralnega prezračevanja z vračanjem toplote deluje na stalnem pretoku zraka 160 m3/h. V prvem delu analize je na predstavljenem modelu predvidena uporaba t. i. idealnega sistema ogrevanja in hlajenja, torej sistemov z idealno odzivnostjo in toplotno močjo. Prav tako je izločena uporaba zunanjih senčil v zimskem obdobju. S tako izločenimi vplivi instalacijskih sistemov dobimo jasen vpo-gled v odzivanje stavbnega dela na spremembe v okolju, brez motenj, ki jih za-radi svojih lastnosti predstavljajo instalacijski sistemi. Ti vplivi pa bodo ločeno analizirani v nadaljevanju.

Simulacije dinamičnega odziva so izvedene s programskim orodjem IDA ICE [88], z validirano uporabo na področju gradbene fizike v stavbah [89]. Kot vho-dni podatki za dinamične izračune so uporabljene urne vrednosti za klimatske podatke za Ljubljano (slika 4.2).

Slika 4.1: 3D prikaz modeliranega objekta, s tlorisom pritličja, izbranega za analize dinamičnega odziva; slikovni vir: generirano z uporabo orodja IDA ICE 4 [88]


Značilnosti dinamičnega odzivanja učinkovitih stavb

V Z O R

E C

▹ V pričetku meseca februarja nastopijo izredno nizke temperature zunanje-ga zraka, ki se v izbranem dnevu (1. februar, delavnik) gibljejo med -20 °C in -5 °C (najhladnejši dan v letu). Dan je izrazito sončen, z malo vetra v nočnem času. Najhladnejši dan v letu ima polovične potrebe po toplotni moči glede na decembrsko konico.

▹ Ob izteku meseca februarja (23. februar, delavnik) nastopi tipična kombi-nacija hladnega zimskega vremena, s temperaturo zunanjega zraka med -7 °C in +7 °C, izrazito sončnim in obenem vetrovnim vremenom. Izbrani zimski dan ima značilno kombinacijo vplivov, zaradi katerih dodatno ogre-vanje prostorov ni potrebno (zimski dan brez ogrevanja).

Toplotni odziv stavbnega ovojaElementi stavbnega ovoja se na pričakovano večje spremembe parametrov zu-nanjega okolja in nekoliko manjše spremembe parametrov notranjega okolja odzivajo različno intenzivno, z različnim časovnim zamikom. Ti nestacionar-ni procesi prehoda toplote so odvisni predvsem od njihove toplotne prevodno-sti in mase.

Primerjava toplotnega odziva je za dve tipični klimatski možnosti (konica ogre-vanja in najhladnejši dan) podana v diagramih, kjer je za posamezne skupine sestavov toplotnega ovoja (tla, stene, okna, strop) obeh toplotnih con modelira-nega objekta prikazan transmisijski toplotni tok (slika 4.3) in površinske tem-perature na notranjih straneh zunanjih sten ogrevanih prostorov (slika 4.5).

Prehod toplote skozi stavbni ovoj nastopa v dokaj stabilni obliki v času me-glenega vremena, ko so transmisijski tokovi usmerjeni izključno navzven. V intenzivnem sončnem vremenu, ko dotoki energije prek dneva občutno dvi-gnejo temperaturo zraka v prostorih, pa ti tokovi posledično občutno zanihajo ter glede na situacijo celo spremenijo smer.

A

A B

B

Slika 4.3: Transmisijski toplotni tok skozi toplotni ovoj con - pritlična cona (A), mansarda (B) – skupna legenda

‐25

0

25

50

75

100

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec

Temperatura in relat. vlažnost zraka [°C, %]

TAir

RelHum

‐25

0

25

50

75

100

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec

Temperatura in relat. vlažnost zraka [°C, %]

TAir

RelHum

povprečne urne vrednosti za temperaturo in relativno vlažnost zunanjega zraka

‐10

‐8

‐6

‐4

‐2

0

2

4

6

8

10

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec

Hitrost gibanja zraka [m/s]

WindX

WindY

‐10

‐8

‐6

‐4

‐2

0

2

4

6

8

10

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec

Hitrost gibanja zraka [m/s]

WindX

WindY

povprečne urne vrednosti za hitrost gibanja zraka v X in Y smeri

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec

Povprečno urno sončno obsevanje [kW/m

2]

IDirNorm IDiffHor

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec


2]

IDirNorm IDiffHor

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1. Jan

1. Feb

1. Mar

1. Apr

1. May

1. Jun

1. Jul

1. Aug

1. Sep

1. Oct

1. Nov

1. Dec


2]

IDirNorm IDiffHor

povprečno urno sončno obsevanje na horizontalno ploskev, direktna in difuzna komponenta

Slika 4.2: Klimatske podlage za dinamične simulacije obratovanja stavb, urne vrednosti za Ljubljano: vir podatkov: ASHRAE Fundamentals 2001 for Slovenia

V izračunih so za zimsko obdobje obratovanja modela, ki je z energijskega vi-dika za stavbe pri nas najbolj pomembno, izbrane naslednje značilne klimat-ske situacije:

▹ Ob izteku meseca decembra nastopa konica toplotnih potreb (konična po-trebna moč za ogrevanje prostorov), ki je posledica meglenega vremena. V izbranih dveh dneh (30. in 31. december) se zunanja temperatura giblje med -9 °C in 0 °C. Vetra v teh dneh praktično ni. Z vidika uporabe objekta pa sta izbrana dva dneva na prehodu delavnika v vikend.



V Z O R

E C

74.8 59.0

31.0 48.3 37.8

19.4

11.2

9.0

4.8

7.7 6.1

3.2

‐38.9 ‐28.7 ‐20.6 ‐29.8 ‐21.4 ‐14.3

‐17.2 ‐15.1

‐10.1 ‐13.9

‐12.5 ‐7.6

‐29.8

‐24.2

‐5.1 ‐12.2

‐10.1 ‐0.7

‐90

‐60

‐30

0

30

60

90

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a

Energijski tokovi toplotne

bilance [kWh/(m

2a)]

potreba po toploA za ogrevanje

dobitki notranjih virov

dobitki sončnega obsevanja

prezračevalne toplotne izgube

transmisijske toplotne izgube

74.8 59.0

31.0 48.3 37.8

19.4

11.2

9.0

4.8

7.7 6.1

3.2

‐38.9 ‐28.7 ‐20.6 ‐29.8 ‐21.4 ‐14.3

‐17.2 ‐15.1

‐10.1 ‐13.9

‐12.5 ‐7.6

‐29.8

‐24.2

‐5.1 ‐12.2

‐10.1 ‐0.7

‐90

‐60

‐30

0

30

60

90

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a


bilance [kWh/(m

2a)]

potreba po toploA za ogrevanje



prezračevalne toplotne izgube


18.9 18.4 11.4 13.4 13.1

8.1

5.0 4.9

3.1 3.7 3.7

2.3

‐1.7 ‐1.5 ‐2.1 ‐1.7 ‐1.5 ‐2.1 ‐1.6 ‐1.6 ‐1.6 ‐1.6 ‐1.6 ‐1.6

‐20.6 ‐20.2

‐10.7 ‐13.9 ‐13.7 ‐6.7

‐25

‐20

‐15

‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a

Toplotni tok [W/m

2]

potreba po toploA za ogrevanje dobitki notranjih virov dobitki sončnega obsevanja

prezračevalne toplotne izgube transmisijske toplotne izgube

B

A

25 kWh/(m2a)4000° dan/a

25 kWh/(m2a)3300° dan/a

25 kWh/(m2a)2400° dan/a

10 kWh/(m2a)4000° dan/a

10 kWh/(m2a)3300° dan/a

10 kWh/(m2a)2400° dan/a

ZDNEH, Jesenice

ZDNEH, Ljubljana

ZDNEH, Nova Gorica

PH, Jesenice

PH, Ljubljana

PH, Nova Gorica

Slika 4.15: Energijska bilanca za ogrevalno sezono (A) ter konična toplotna moč v ogrevalni sezoni (B), nizkoenergijska in pasivna stavba v obratovanju

Ugotovitve na podlagi dobljenih rezultatov energijske bilance modelne stavbe v obdobju ogrevalne sezone so naslednje (slika 4.15):

▹ Medsebojna primerjava rezultatov sezonske energijske bilance modela nizkoenergijske in pasivne hiše v enakih klimatskih pogojih kaže na pri-čakovano linearno sledljivost toplotnih izgub glede na temperaturni pri-manjkljaj. Pri toplotnih dobitkih pa na sezonske rezultate energijskih to-kov, poleg ključnega parametra (sončno obsevanje in notranji viri toplote), vpliva tudi sposobnost izkoriščanja toplotnih dobitkov in trajanje sezone ogrevanja. Rezultati kažejo, da se toplotni dobitki zmanjšujejo s povečeva-njem energijske učinkovitosti stavbe ter z zmanjševanjem temperaturnega primanjkljaja na lokaciji stavbe. Razmerje toplotnih dobitkov in toplotnih izgub vpliva na izkoriščenost toplotnih dobitkov v stavbi v le nekaj odstot-kih. Največji vpliv na zmanjševanje izkoriščenosti toplotnih dobitkov ima torej krajša ogrevalna sezona. Ta se krajša zaradi manjših toplotnih izgub stavbe in sicer ob enakih ali podobnih razpoložljivih toplotnih dobitkih. Ob primerjavi pasivnega modela z nizkoenergijskim se ogrevalna sezona krajša v treh klimatskih okoljih od 13 % do 20 %, več v ostrejši klimi. Ob primerjavi vpliva klime na trajanje ogrevalne sezone nizkoenergijskega modela je ugotovljeno, da se sezona v ostri klimi podaljša za +25 %, v nizki pa skrajša za -24 %, oboje glede na rezultate v referenčni srednji klimi. Pri pasivnem modelu pa sta spremembi v trajanju ogrevalne sezone +15 % in -29 %, ob istih izhodiščih primerjave.

▹ Z arhitekturnimi in tehnološkimi ukrepi za povečevanje toplotnih dobit-kov, predvsem dobitkov sončnega obsevanja, dosegamo največje učinke pri energijsko manj učinkoviti stavbi v klimatsko ostrejših razmerah. Ob is-kanju rešitev za te ukrepe je treba v fazi načrtovanja stavb skrbno spremlja-nje njihovih učinkov ter določanje optimalne vrednosti. Na prikazanem

učinkovitost objekta. Tipična pojava sta: doseganje previsoke temperature zraka v prostorih glede na siceršnjo termostatirano vrednost (npr. 21 °C) ter zmanjšanje izkoristka energije sončnega obsevanja.

Na osnovi teh izhodiščnih ugotovitev lahko ob rezultatih dinamičnega obrato-vanja izhodiščnega modela z različnimi sistemi ogrevanja izpostavimo nasle-dnje ugotovitve:

▹ Glede na svojo povečano toplotno vztrajnost je talni sistem ogrevanja manj odziven in s tem manj ustrezen v primerjavi s stenskim ali stropnim ogre-vanjem. Talni sistem ogrevanja mora biti izveden manj masivno, delovati mora na nizki temperaturi medija, ustrezno prilagojen pa mora biti tudi sistem regulacije.

▹ Stenski sistem ogrevanja je glede na dosežen rezultat najbolj odziven ter s tem najustreznejši sistem z vodnim medijem.

▹ Za radiatorski sistem ogrevanja je ugotovljena slabša odzivnost, ki izhaja iz temperature ogrevalnega medija ter večje količine vode v sistemu.

▹ Za sistem toplozračnega ogrevanja lahko glede na spremenjen medij po-trdimo najvišjo odzivnost ter približevanje t. i. idealizirani obliki sistema ogrevanja za energijsko visokoučinkovite stavbe. Ključnega pomena pri tem načinu ogrevanja je sposobnost sistema za pokrivanje toplotnih potreb v konici, kar se kaže v primeru energijskega deficita tudi na modeliranem primeru (dovedena energija je nekoliko manjša od potrebne).

Energijsko učinkovita stavba v različnih klimatskih razmerah in letnih konicah Pod pojmom energijsko učinkovita stavba razumemo arhitekturno in tehno-loško konfiguracijo, ki je optimalno prilagojena specifičnim razmeram na mi-krolokaciji. Te med drugim predstavljajo tudi klimatske razmere (temperatur-ni primanjkljaj, trajanje in intenzivnost sončnega obsevanja poleti in pozimi), izpostavljenost stavbe vetru, senčenje in naravne ovire, ipd. Glede na spre-menljivost teh parametrov je očitno, da mora biti energijsko učinkovita stavba za primere izrazito odstopajočih mikroklim različno zasnovana.

V naslednji analizi je preverjen vpliv mikrolokacije novogradnje na energijsko bilanco obratovanja v zimskem in poletnem času. V njej je uporabljen arhitek-turni model stavbe, ki je predstavljen na začetku poglavja, tehnološko modi-ficiran v dve različici energijske učinkovitosti: v zelo dobro nizkoenergijsko (ZDNEH, QNH/Au = 25kWh/(m2 ∙ a)) in izboljšano pasivno hišo (PH, QNH/Au = 10kWh/(m2 ∙ a)). S spreminjanjem glavnih vplivnih mikroklimatskih para-metrov želimo preveriti ključne energijske značilnosti zimskega in poletnega obratovanja v energijski bilanci nizkoenergijske in pasivne hiše za tri izbrana klimatska področja. Za velik del Slovenije (npr. Ljubljana, Maribor, Celje) je značilna projektna vrednost za temperaturni primanjkljaj 3.300°dan/a, zato je izbrana ta vrednost kot referenčna, z uporabo klimatskih podatkov za mesto Ljubljana. Za preučitev obeh obravnavanih klimatskih ekstremov na področju Slovenije pa sta izbrani lokaciji Jesenice in Nova Gorica, s projektnim letnim temperaturnim primanjkljajem 4.100°dan/a in 2.500°dan/a.

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš

4.Značilnosti dinamičnega odzivanja učinkovitih stavb 126 – 127

V Z O R

E C

sta npr. intenzivnejše senčenje steklenih površin in še intenzivnejše nočno prezračevanje. V tem izračunu sta izhodiščni vrednosti za oba navedena ukrepa naslednji: nočno prezračevanje nastopa z dodatno urno izmenjavo zraka 0,2 h-1, ko je zunanja temperatura nižja od 22 °C, zunanje senčenje steklenih površin je 50 % (polovična zastrtost stekla). Pri stavbah v sicer milejši klimi pa so potrebe po energiji za pohlajevanje prostorov izrazito povečane in so celo večje kot potrebe po energiji za ogrevanje prostorov. Ohlajevanje se ne more več izvajati s t. i. pasivnimi ukrepi, potrebna je uporaba sistemov za aktivno pohlajevanje prostorov.

▹ Potreba po hladilni moči v konici poletja, do katere prihaja v okolju z visoko zunanjo temperaturo in sončnim obsevanjem, je pri energijsko učinkovitih hišah na področjih ostrejše klime relativno majhna in je obenem glede na majhne potrebe po hlajenju s tem praktično zanemarljiva. Potrebna hladilna moč v konici se v primeru referenčne klime poveča, vendar vključevanje ak-tivnih sistemov še ni potrebno zaradi ostalih ukrepov za zmanjševanje toplo-tnih obremenitev ter dejstva, da je trajanje takšnih potreb relativno krajše.

▹ Pri obravnavanju koničnih potreb po hlajenju za stavbe v milejšem kli-matskem področju se pojavi posebnost, ko transmisijski in prezračevalni energijski tok spremenita smer in postaneta del toplotnih obremenitev. Obenem se zmanjša tudi možnost uporabe sistema nočnega prezračeva-nja, ki igra pri nizkoenergijski stavbi le še minimalno vlogo, pri pasivni pa se ga zaradi specifičnih razmer ne da več koristno uporabiti.

▹ Za stavbe v milejši klimi velja, da so energijske potrebe za ogrevanje prosto-rov minimalne, pri pasivni hiši pa so praktično zanemarljive. Tej prednosti pa je treba pridružiti tudi vidik potreb po ohlajevanju, kjer potreba po energi-ji za hlajenje in konična hladilna moč narekujeta uvajanje aktivnih sistemov hlajenja. Konična hladilna moč je v teh razmerah lahko pri nizkoenergijski in pasivni stavbi celo izenačena, različno pa je trajanje potreb po hlajenju.

29.5 25.3 30.9 23.9 17.8 19.9

12.0 10.3

12.9 13.4

9.9 11.3

3.3 4.4

5.4 7.0

7.1 8.4

‐26.2 ‐23.4 ‐32.6 ‐25.7 ‐21.0

‐30.4

‐19.0 ‐19.0

‐25.4

‐19.0 ‐17.1

‐23.2

0.4 2.4 8.8 0.4

3.3 14.0

‐60

‐40

‐20

0

20

40

60

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a


bilance [kWh/(m

2a)]

potreba po energiji za hlajenje



prezračevalne toplotne izgube, zrač.

prezračevalne toplotne izgube, meh.


2.5 0.9

‐1.3 1.6 0.5

‐1.0

0.6

‐0.1 ‐0.9

0.5

‐0.1 ‐0.9

1.5 0.0

0.4

1.5 0.0 0.0

‐2.6 ‐5.3

‐4.0

‐2.5 ‐5.2

‐3.9 ‐3.9

‐3.9 ‐3.9

‐3.9

‐3.9 ‐3.9

2.0 8.4 9.7 2.8 8.7 9.7

‐10

‐8

‐5

‐3

0

3

5

8

10

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a

Toplotni tok [W/m

2]

potreba po energiji za hlajenje dobitki notranjih virov

dobitki sončnega obsevanja prezračevalne toplotne izgube, zrač.

prezračevalne toplotne izgube, meh. transmisijske toplotne izgube

B

A

29.5 25.3 30.9 23.9 17.8 19.9

12.0 10.3

12.9 13.4

9.9 11.3

3.3 4.4

5.4 7.0

7.1 8.4

‐26.2 ‐23.4 ‐32.6 ‐25.7 ‐21.0

‐30.4

‐19.0 ‐19.0

‐25.4

‐19.0 ‐17.1

‐23.2

0.4 2.4 8.8 0.4

3.3 14.0

‐60

‐40

‐20

0

20

40

60

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a


bilance [kWh/(m

2a)]

potreba po energiji za hlajenje



prezračevalne toplotne izgube, zrač.

prezračevalne toplotne izgube, meh.


25 kWh/(m2a)4000° dan/a

25 kWh/(m2a)3300° dan/a

25 kWh/(m2a)2400° dan/a

10 kWh/(m2a)4000° dan/a

10 kWh/(m2a)3300° dan/a

10 kWh/(m2a)2400° dan/a

ZDNEH, Jesenice

ZDNEH, Ljubljana

ZDNEH, Nova Gorica

PH, Jesenice

PH, Ljubljana

PH, Nova Gorica

Slika 4.16: Energijska bilanca izven ogrevalne sezone (A) in konična hladilna moč (B), nizkoenergijska in pasivna stavba v obratovanju

modelu pasivne hiše je možno v primerjavi z nizkoenergijsko hišo ob ena-kih ukrepih na zasteklenem delu toplotnega ovoja stavbe v energijski bi-lanci pridobiti od 22 % do 29 % manj dotokov.

▹ Primerjava rezultatov za toplotne tokove v konici ogrevalne sezone kaže na skoraj enak rezultat v potrebni konični toplotni moči za ogrevanje stavbe, ki se nahaja v področju referenčne ali pa ostre klime, in znaša 20 W/m2 za nizkoenergijsko in 14 W/m2 za pasivno hišo. Glede na siceršnja razhajanja v predhodno prikazanih rezultatih sezonske energijske bilance tega ne bi pričakovali. Analiza rezultatov pa kaže, da je vzrok za podobno konico v potrebni ogrevalni moči značilna zimska klimatska situacija z daljšim ob-dobjem nižjih zunanjih temperatur brez intenzivnega sončnega obseva-nja. Ta situacija pa nastopa v identični obliki v obeh klimatskih področjih, s temperaturo zunanjega zraka med -8 °C in -9 °C in globalnim sončnim obsevanjem 20 W/m2. V drugi značilni klimatski situaciji, ki jo predstavlja-jo neprimerno hladnejši zimski dnevi z bolj intenzivnim sončnim obseva-njem, pa je potreba po toplotni moči manjša od konične vrednosti.

▹ Konična vrednost za nizkoenergijsko ali pasivno stavbo v področju mile kli-me se giblje na približno polovici vrednosti, ki je izračunana za referenčno ali ostro klimo. Ker ta vrednost znaša največ 10 W/m2, je možno stavbe v teh milejših klimatskih razmerah ogrevati s t. i. toplozračnim ogrevanjem.

▹ Predhodno prikazane vrednosti za potrebno toplotno moč za ogrevanje stavbe kažejo na pomembno ugotovitev, da obratovanja v konici ogrevalne sezone ne moremo ocenjevati s pomočjo letnih potreb stavbe po toploti za ogrevanje ali temperaturnega primanjkljaja na lokaciji objekta, kar je sicer tipično za hitre ocene energijske učinkovitosti stavb.

▹ Prav tako lahko podamo ugotovitev tudi za značilno enotno klimatsko ko-nico, ki pa nastopa le pri sodobnih stavbah z oblikovanjem toplotnega ovoja z večjim deležem stekla. Pri stavbah z manjšim deležem stekla v toplotnem ovoju ali pa njihovo pretežno orientacijo proti severu lahko nastopa konica v potrebni toplotni moči za ogrevanje v dneh, ko je zunanja temperatura najnižja, kajti intenzivnejše sončno obsevanje nima izrazitega vpliva na to-plotno bilanco takšnih stavb.

Ugotovitve na podlagi dobljenih rezultatov energijske bilance modelne stavbe v obdobju izven ogrevalne sezone so naslednje (slika 4.16):

▹ Energijsko bilanco v času izven ogrevalne sezone, ko prihaja do potreb po energiji za hlajenje prostorov, oblikuje razmerje toplotnih obremenitev in toplotnih izgub. Pri toplotnih obremenitvah imajo največji pomen dobitki sončnega obsevanja in s tem tudi ukrepi za senčenje steklenih površin. Ker je zaradi klimatskih značilnosti sezona pohlajevanja prostorov v različnih kli-matskih okoljih različno dolga, se to posledično odraža tudi na energijskih tokovih toplotnih obremenitev. Pri toplotnih izgubah stavbe se transmisij-skim toplotnim izgubah in toplotnim izgubam zaradi mehanskega prezrače-vanja pridružujejo tudi toplotne izgube nočnega prezračevanja, ki se običaj-no izvaja, ko so zunanje temperature nižje od temperature zraka v stavbi.

▹ Potrebe po energiji za pohlajevanje prostorov so v klimatsko ostrejših po-dročjih praktično zanemarljive, kar velja tako za nizkoenergijske kot pa-sivne stavbe. V področjih z referenčno klimo so energijske potrebe po hla-jenju nekoliko povečane, kar se običajno ustrezno rešuje z ukrepoma, kot



V Z O R

E C

5. Energijsko učinkovite novogradnje v obratovanjuMeritve na primerih učinkovitih novogradenj

Eksperimentalni del je bil izveden na dveh stanovanjskih objek-tih, in sicer na zelo dobri nizkoenergijski hiši (ZDNEH) ter na pasivni hiši (PH), obe sta locirani v okolici Ljubljane. Meritve so bile na obeh objektih izvajane v zimskem obdobju leta 2011 (od januarja do marca)

v trajanju do približno tri tedne ter so vključevale spremljanje delovanja kom-paktne naprave ter mikroklime v ključnih prostorih stavbe ter okolici. Poleg rezultatov navedenih meritev so bili na razpolago tudi ostali ključni vhodni podatki za dodatne analize, ki so jih lastniki objektov sami spremljali skozi daljše obdobje: raba električne energije na objektu, trajanje obratovanja siste-mov za generacijo toplote ipd.

Temeljni cilj meritev in analize dobljenih rezultatov je spoznavanje principov obnašanja energijsko učinkovite stavbe v konici zimskega obdobja, ki je ener-gijsko najbolj zahteven, z identifikacijo prednosti ter eventualnih šibkih mest. Ugotovitve so služile kot izhodišča za oblikovanje smernic in kriterijev za na-črtovanje novih energijsko učinkovitih objektov.

Predstavitev in izbor objektov Merjena objekta sta bila poleg same razpoložljivosti za izvedbo eksperimental-nega dela ter delno že izvedenega spremljanja rabe energije izbrana na osnovi več kriterijev (preglednica 5.1). Pri tem so bili ključnega pomena tudi: pre-verjena kakovost načrtovanja in izvedbe novogradnje (demonstracijski primer sodobne gradnje), lokacija (podobna mikroklima, z referenčnimi vrednostmi na ravni RS), primerljivost v sistemu gradnje (podobne tehnološke rešitve za stavbni ovoj), primerljivost v tehnološki opremljenosti (enaka tehnologija za ogrevanje, prezračevanje in pripravo tople vode) ter režimu uporabe (stalno naseljen objekt, mlada družina). Seveda pa določene razlike med objektoma nastopajo v samih projektnih izhodiščih, npr. velikosti kondicioniranih po-vršin, arhitekturni rešitvi (oblikovanje, coniranje) ter rezultatih energijskega optimiranja (kriterij QNH/Au), ipd. Te razlike pa bistveno ne vplivajo na meha-nizme, katere želimo z meritvami spoznavati oziroma identificirati.

Zmanjševanje energijskih potreb stavbe se v segmentu pohlajevanja prostorov lahko izvaja že s prilagojeno uporabo stavbe v poletnem času. V predhodni analizi uporabljene tipične ukrepe za zmanjševanje toplotnih obremenitev se lahko glede na zmožnosti tudi nadgrajuje. Za nadaljnjo analizo je uporabljena prva možnost izboljšanih ukrepov za zmanjševanje toplotnih obremenitev, ki jo predstavlja intenzivnejše zunanje senčenje steklenih površin (75 % name-sto predhodno uporabljenih 50 %) ter intenzivnejše nočno prezračevanje (0,3 namesto 0,2 h-1). V drugi dodani možnosti pa tem izboljšanim uporabniškim ukrepom pridružimo še investicijski ukrep, ki ga predstavlja ohlajevanje sve-žega zraka s toploto zemlje.

Učinki teh možnosti obratovanja stavbe v poletnem času kažejo (slika 4.17) na naslednje rezultate:

▹ Pri stavbah v ostrejšem klimatskem področju lahko že z ustreznimi bival-nimi navadami uporabnikov zmanjšamo potrebo po energiji za hlajenje in konično hladilno moč na zanemarljive vrednosti.

▹ V področju referenčne klime lahko z dodatnimi ukrepi učinkovito zmanj-šamo potrebe stavbe po energiji za pohlajevanje prostorov. Manjše pregre-vanje nastopa le v ozki poletni konici, ki pa je časovno omejena do te mere, da se večina uporabnikov stavb običajno ne odloča za uporabo naprav za aktivno hlajenje.

▹ Za stavbe v milejši klimi velja, da je uporaba aktivnih sistemov za pohla-jevanje praktično neizbežna. Z dodatnimi ukrepi za preprečevanje toplo-tnih obremenitev v manjši meri vplivamo na zmanjšanje potrebne konične hladilne moči. Bolj pomembno pa je dejstvo, da s temi ukrepi zmanjšamo potrebe po energiji za hlajenje za npr. 2/3 pri nizkoenergijski hiši ter za več kot 1/2 pri pasivni hiši. V primeru pasivne hiše se je ta energijska potreba izkazala kot enkrat večja v primerjavi z nizkoenergijsko hišo.

0.4 2.4 8.8 0.4 3.3 14.00.1 0.6 3.0 0.0 0.9 6.90.0 0.5 2.6 0.0 0.6 6.20

5

10

15

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a

Hladilnaenergija

[kWh/(m

2a)]

8pičniukrepi izboljšaniukrepi izboljšaniukrepi+zem.pohl.

0.4 2.4 8.8 0.4 3.3 14.00.1 0.6 3.0 0.0 0.9 6.90.0 0.5 2.6 0.0 0.6 6.20

5

10

15

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a

Hladilnaenergija

[kWh/(m

2a)]

8pičniukrepi izboljšaniukrepi izboljšaniukrepi+zem.pohl.

2.0 8.4 9.7 2.8 8.7 9.70.1 5.7 7.5 0.9 6.1 7.80.0 4.8 6.7 0 5.1 6.90

3

5

8

10

25kWh/(m2a),

4000°dan/a

25kWh/(m2a),

3300°dan/a

25kWh/(m2a),

2400°dan/a

10kWh/(m2a),

4000°dan/a

10kWh/(m2a),

3300°dan/a

10kWh/(m2a),

2400°dan/a

Hladilnam

oč[W

/m2]

9pičniukrepi

izboljšaniukrepi

izboljšaniukrepi+zem.pohl.

B

A

25 kWh/(m2a)4000° dan/a

25 kWh/(m2a)3300° dan/a

25 kWh/(m2a)2400° dan/a

10 kWh/(m2a)4000° dan/a

10 kWh/(m2a)3300° dan/a

10 kWh/(m2a)2400° dan/a

ZDNEH, Jesenice

ZDNEH, Ljubljana

ZDNEH, Nova Gorica

PH, Jesenice

PH, Ljubljana

PH, Nova Gorica

Slika 4.17: Vplivi uporabniških in investicijskih ukrepov potreb po energiji za hlajenje (A) in na poletno hladilno konico (B), nizkoenergijska in pasivna stavba v treh značilnih klimah



V Z O R

E C

situacija in prečni prerez

tloris pritličja in mansarde

Slika 5.2: Arhitekturne podlage za merjeni objekt, PH, vir: Lumar IG d. o. o., Hiša Primus 137, 2009

Meritve na zelo dobri nizkoenergijski hiši in ugotovitvePrvi merjeni objekt je sicer grajen kot pasivna montažna enodružinska hiša. Dejanski rezultati obratovanja pa novogradnjo uvrščajo – glede na (v nadalje-vanju) ocenjeno dejansko rabo energije za ogrevanje – v razred zelo dobrih niz-koenergijskih hiš.

Za objekt so za obdobje več kot enega leta na razpolago podatki o skupni me-sečni rabi električne energije ter podatki o obratovalnih urah in električnih močeh komponent v strojnici. Na osnovi teh informacij lahko oblikujemo na-slednje zaključke o energijskem obratovanju objekta, prikazane v naslednjih diagramih (slika 5.3):

▹ Letna raba električne energije v stavbi znaša 9,2 MWh, t.j. 53 kWh/(m2 ∙ a). Raba električne energije v strojnici za ogrevanje prostorov in pripravo tople vode s toplotno črpalko in centralno prezračevanje stavbe predstavlja 40 % delež, t.j. 21 kWh/(m2 ∙ a). Preostala raba v gospodinjstvu znaša 32 kWh/(m2 ∙ a) in s tem presega vrednost 18 kWh/(m2 ∙ a), ki je npr. definirana kot zgornja mejna vrednost za standard pasivne hiše. V poletnih mesecih ta delež upade na manj kot 30 %, v konici zime pa naraste na več kot 50 %.

▹ Ocena skupne generirane toplote s toplotno črpalko znaša 48 kWh/(m2 ∙ a). Glede na podatke o delovanju toplotne črpalke v času izven ogre-valne sezone je segment priprave tople sanitarne vode ocenjen skozi pora-bo na stanovalca 1050 kWh/a oziroma v ekvivalentnih 24 kWh/(m2 ∙ a). Ogrevanje prostorov pa se glede na dve različni zimski konici giblje v ob-močju 23–25 kWh/(m2 ∙ a).

Oznaka merjenega objekta ZDNEH PH

Lokacija stavbe Brezovica pri Ljubljani Ig pri Ljubljani

Etažnost P+M (K)+P+M

Toplotno coniranje izven ovoja garaža s tehniko neogrevana klet izven ovoja

Način gradnje montažna panelna montažna panelna

Število stanovalcev (P) 4 3

Kondicionirana površina (Au) 173 m2 133 m2

Površina toplotnega ovoja (A) 476 m2 454 m2

Topl. preh. elementov ovoja (Um) 0,10 – 0,11 W/(m2 ∙ K) 0,09 – 0,10 W/(m2 ∙ K)

Zunanje stavbno pohištvo Ug/Uf = 0,60/0,73 W/(m2 ∙ K) Ug/Uf = 0,50/0,73 W/(m2 ∙ K)

Delež stekla na ogr. površino 21 % 22 %

Koeficient trans. topl. izgub (H'T) 0,155 W/(m2 ∙ K) 0,133 W/(m2 ∙ K)

Računski energijski razred (QNH/Au) 15 kWh/(m2 ∙ a) 10 kWh/(m2 ∙ a)

Generacija toplote TČ 2,5kWth , zemeljski kolektor TČ 2,5kWth , geosonda

Sistem ogrevanja talni sistem, dogrevanje zraka talni sistem, dogrevanje zraka

Vračanje toplote pri prezrač. (hrek) 85-93 % 85-93 %

Pretok zraka v obratovanju 180 m3/h 120 m3/h

Ostali sistemi / fotovoltaika, 8 kWp

Preglednica 5.1: Ključni parametri za primerjavo dveh merjenih objektov

tloris pritličja tloris mansarde

prečni prerez in južna fasada

Slika 5.1: Arhitekturne podlage za merjeni objekt, ZDNEH, vir: Tomori Arhitekti d. o. o., Stanovanjska hiša Ceklin, maj 2007


Energijsko učinkovite novogradnje v obratovanju

V Z O R

E C

‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

30

07

/02

/11

00

:01

07

/02

/11

04

:01

07

/02

/11

08

:01

07

/02

/11

12

:01

07

/02

/11

16

:01

07

/02

/11

20

:01

08

/02

/11

00

:01

08

/02

/11

04

:01

08

/02

/11

08

:01

08

/02

/11

12

:01

08

/02

/11

16

:01

08

/02

/11

20

:01

09

/02

/11

00

:01

Temperaturam

edija[°C]

Zunanji,sever

Zunanji,pred

slanicoZavrženi,po

ohladitviVpihovani,po

dogrev.Vpihovani,po

rekup.Odvodiz

prostorovZunanji,poslanici

Vpih,dnevnasoba

Odvod,kuhinja

Zunanji,zajem,

jugTlavdnevnisobi

Slanicadovod

Slanicapovratek‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

30

07

/02

/11

00

:01

07

/02

/11

04

:01

07

/02

/11

08

:01

07

/02

/11

12

:01

07

/02

/11

16

:01

07

/02

/11

20

:01

08

/02

/11

00

:01

08

/02

/11

04

:01

08

/02

/11

08

:01

08

/02

/11

12

:01

08

/02

/11

16

:01

08

/02

/11

20

:01

09

/02

/11

00

:01

Temperaturam

edija[°C]

Zunanji,sever

Zunanji,pred

slanicoZavrženi,po


dogrev.Vpihovani,po

rekup.Odvodiz


Vpih,dnevnasoba

Odvod,kuhinja

Zunanji,zajem,

jugTlavdnevnisobi

Slanicadovod

Slanicapovratek

zunanji, sever

zunanji, pred slanico

zavrženi, po ohladitvi

vpihovani, po dogrev.

vpihovani, po rekup.

odvod iz prostorov

zunanji, po slanici

vpih, dnevna soba

odvod, kuhinja

zunanji, zajem, jug

tla v dnevni sobi

slanica dovod

slanica povratek

07.0

2.11

00:

01

07.0

2.11

04:

01

07.0

2.11

08:

01

07.0

2.11

12:

01

07.0

2.11

16:

01

07.0

2.11

20:

01

08.0

2.11

00:

01

08.0

2.11

04:

01

08.0

2.11

08:

01

08.0

2.11

12:

01

08.0

2.11

16:

01

08.0

2.11

20:

01

09.0

2.11

00:

01

Slika 5.12: Meritve temperatur v strojnici, dva hladna sončna zimska dneva brez ogrevanja, PH

▹ V meglenih zimskih dnevih mora za doseganje temperature ogrevanja, ki se v referenčnem prostoru giblje med 20 °C in 23 °C, delovati sistem tal-nega ogrevanja, prav tako pa je aktivno tudi dogrevanje vpihovanega zra-ka. Sistem talnega ogrevanja ima v daljših obdobjih delovanja temperaturo dovoda od 25 °C do 27 °C, povratek pa ima temperaturo nižjo za 3 °C. Ob trenutkih izklopa delovanja toplotne črpalke, po zaključenem ogrevanju sanitarne vode, v sistem talnega ogrevanja trenutno vstopi medij s tempe-raturo prek 40 °C, vendar pa se na povratku talnega ogrevanja takšen skok odraža le s temperaturno spremembo 3 °C. Takšne situacije se na površinski temperaturi tal, ki se giblje med 21 °C (zjutraj) in 23 °C (popoldne), ne odra-žajo. Vpihovani zrak se v napravi dogreje na največ 27 °C, vendar pa ima na mestu vpiha temperaturo največ 25 °C. Zanimiva je tudi temperatura zuna-njega zraka, ki ima na severu vedno nekoliko nižjo temperaturo kot na jugu.

‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

30

16

/02

/11

00

:01

16

/02

/11

04

:01

16

/02

/11

08

:01

16

/02

/11

12

:01

16

/02

/11

16

:01

16

/02

/11

20

:01

17

/02

/11

00

:01

17

/02

/11

04

:01

17

/02

/11

08

:01

17

/02

/11

12

:01

17

/02

/11

16

:01

17

/02

/11

20

:01

18

/02

/11

00

:01

Temperaturam

edija[°C]

Zunanji,sever

Zunanji,pred

slanicoZavrženi,po


dogrev.Vpihovani,po

rekup.Odvodiz


Vpih,dnevnasoba

Odvod,kuhinja

Zunanji,zajem,

jugTlavdnevnisobi

Slanicadovod

Slanicapovratek‐10

‐5

0

5

10

15

20

25

30

07

/02

/11

00

:01

07

/02

/11

04

:01

07

/02

/11

08

:01

07

/02

/11

12

:01

07

/02

/11

16

:01

07

/02

/11

20

:01

08

/02

/11

00

:01

08

/02

/11

04

:01

08

/02

/11

08

:01

08

/02

/11

12

:01

08

/02

/11

16

:01

08

/02

/11

20

:01

09

/02

/11

00

:01

Temperaturam

edija[°C]

Zunanji,sever

Zunanji,pred

slanicoZavrženi,po


dogrev.Vpihovani,po

rekup.Odvodiz


Vpih,dnevnasoba

Odvod,kuhinja

Zunanji,zajem,

jugTlavdnevnisobi

Slanicadovod

Slanicapovratek

zunanji, sever

zunanji, pred slanico

zavrženi, po ohladitvi

vpihovani, po dogrev.

vpihovani, po rekup.

odvod iz prostorov

zunanji, po slanici

vpih, dnevna soba

odvod, kuhinja

zunanji, zajem, jug

tla v dnevni sobi

slanica dovod

slanica povratek

16.0

2.11

00:

01

16.0

2.11

04:

01

16.0

2.11

08:

01

16.0

2.11

12:

01

16.0

2.11

16:

01

16.0

2.11

20:

01

17.0

2.11

00:

01

17.0

2.11

04:

01

17.0

2.11

08:

01

17.0

2.11

12:

01

17.0

2.11

16:

01

17.0

2.11

20:

01

18.0

2.11

00:

01

Slika 5.13: Meritve temperatur v strojnici, dva meglena zimska dneva z ogrevanjem, PH

se na račun toplotnih izgub na razvodu temperatura medija v povprečju zniža za -0,13 °C. Izmerjeno maksimalno ohlajanje je -4,0 °C. Prišlo pa je tudi do situacij, ko se je nedogret vpihovani zrak v kanalu segrel, pri čemer je izmerjen maksimalni prirast na temperaturi z vrednostjo +1,7 °C. Tudi v tem delu sovpada primerjava s prejšnjim merjenim objektom: obe ekstre-mni vrednosti sta podobni (pri pasivni hiši sta nekoliko manjši), povpreč-na vrednost pa je bistveno nižja zaradi pogostejšega izostanka aktivnega ogrevanja. Naslednji razlog za manjše ohlajanje pri pasivni hiši je ta, da je strojnica izvedena znotraj ogrevanega volumna. Pri prejšnjem primeru pa se nahaja v hladnejšem toplotnem medprostoru. Zaključimo lahko, da je vključitev strojnice v ogrevani volumen stavbe ustreznejša rešitev iz več ra-zlogov: zaradi izkoriščanja toplotnih virov tehnologije, zaradi zmanjševa-nja temperaturnih razlik na trasah kanalskih razvodov itd.

▹ Odtočni zrak se od mesta najbolj intenzivnega odsesovanja (kuhinja) do naprave ohladi v povprečju za -1,8 °C. V primeru visokih popoldanskih temperatur pa se lahko ta zrak na poti ohladi tudi za izmerjeni maksimum, ki znaša -4,2 °C. Ker je ta zrak praktično vedno toplejši od stavbne mase, se na tej poti nikoli ne dogreje. V povprečju se je zavrženi zrak v rekupera-torju ohladil za -8,9 °C, pri čemer je bila izmerjena maksimalna vrednost -12,7 °C.

Obratovanje pasivnega objekta v dveh tipičnih zimskih konicah je prikazano v diagramih (sliki 5.12 in 5.13), kjer so zbrane meritve za dvodnevna obdobja, skupaj z ugotovitvami:

▹ V hladnih sončnih dnevih hiša ni bila aktivno ogrevana, temperatura v osončenem referenčnem prostoru pa se je gibala od jutranjih 23 °C (mini-mum) do popoldanskih 26 °C (maksimum). Zgornjo temperaturo v času meritev na objektu še niso mogli uravnavati, saj sistem zunanjega senčenja na novogradnji še ni bil izveden. V diagramu je razvidno nihanje tempe-rature medija iz geosonde s povprečnim dovodom približno +9 °C in po-vratkom približno +7 °C, ki nakazuje pogoste vklope za delovanje toplotne črpalke v funkciji priprave tople sanitarne vode. V trenutkih izklopov to-plotne črpalke, po obdobju segrevanja vode, so vidni kratkotrajni skoki v temperaturi vpihovanega zraka, zaradi katerih pa še vedno ne govorimo o aktivnem ogrevanju. Potrditev tej trditvi je tudi merilni rezultat, ki kaže, da temperatura zraka na poti od rekuperatorja do mesta vpiha vedno na-raste, kar kaže na dogrevanje tega medija s stavbno maso. Površinska tem-peratura tal v referenčnem prostoru s talnim ogrevanjem je vedno nižja od temperature zraka, ki se iz tega prostora odsesava ter mu s svojim spremi-njanjem sledi.



V Z O R

E C

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

10/02/1100:01

10/02/1104:01

10/02/1108:01

10/02/1112:01

10/02/1116:01

10/02/1120:01

11/02/1100:01

11/02/1104:01

11/02/1108:01

11/02/1112:01

11/02/1116:01

11/02/1120:01

12/02/1100:01

12/02/1104:01

12/02/1108:01

12/02/1112:01

12/02/1116:01

12/02/1120:01

13/02/1100:01

13/02/1104:01

13/02/1108:01

13/02/1112:01

13/02/1116:01

13/02/1120:01

14/02/1100:01

14/02/1104:01

14/02/1108:01

14/02/1112:01

14/02/1116:01

14/02/1120:01

15/02/1100:01

15/02/1104:01

15/02/1108:01

15/02/1112:01

15/02/1116:01

15/02/1120:01

16/02/1100:01

16/02/1104:01

16/02/1108:01

16/02/1112:01

16/02/1116:01

16/02/1120:01

17/02/1100:01

temperatura[°C]

Soba,jugP Odvod,kuhinja StopniščemansardaUGlitymansarda Odvodkopalnicamansarda SpalnicamansardaDnevnasoba Tlavdnevnisobi

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

25

30

35

40

45

50

55

60

65

10/02/1100:01

10/02/1104:01

10/02/1108:01

10/02/1112:01

10/02/1116:01

10/02/1120:01

11/02/1100:01

11/02/1104:01

11/02/1108:01

11/02/1112:01

11/02/1116:01

11/02/1120:01

12/02/1100:01

12/02/1104:01

12/02/1108:01

12/02/1112:01

12/02/1116:01

12/02/1120:01

13/02/1100:01

13/02/1104:01

13/02/1108:01

13/02/1112:01

13/02/1116:01

13/02/1120:01

14/02/1100:01

14/02/1104:01

14/02/1108:01

14/02/1112:01

14/02/1116:01

14/02/1120:01

15/02/1100:01

15/02/1104:01

15/02/1108:01

15/02/1112:01

15/02/1116:01

15/02/1120:01

16/02/1100:01

16/02/1104:01

16/02/1108:01

16/02/1112:01

16/02/1116:01

16/02/1120:01

17/02/1100:01

koncentracijaCO2[ppm]

temperatura[°C],rela6vnavlažnost[%]

Odvodkopalnicamansarda Spalnicamansarda Dnevnasoba Dnevnasoba

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

25

30

35

40

45

50

55

60

65

10/02/1100:01

10/02/1104:01

10/02/1108:01

10/02/1112:01

10/02/1116:01

10/02/1120:01

11/02/1100:01

11/02/1104:01

11/02/1108:01

11/02/1112:01

11/02/1116:01

11/02/1120:01

12/02/1100:01

12/02/1104:01

12/02/1108:01

12/02/1112:01

12/02/1116:01

12/02/1120:01

13/02/1100:01

13/02/1104:01

13/02/1108:01

13/02/1112:01

13/02/1116:01

13/02/1120:01

14/02/1100:01

14/02/1104:01

14/02/1108:01

14/02/1112:01

14/02/1116:01

14/02/1120:01

15/02/1100:01

15/02/1104:01

15/02/1108:01

15/02/1112:01

15/02/1116:01

15/02/1120:01

16/02/1100:01

16/02/1104:01

16/02/1108:01

16/02/1112:01

16/02/1116:01

16/02/1120:01

17/02/1100:01

koncentracijaCO2[ppm]

temperatura[°C],rela6vnavlažnost[%]

Odvodkopalnicamansarda Spalnicamansarda Dnevnasoba Dnevnasoba

B

A

Slika 5.14: Spremljanje mikroklime v zimskem tednu, PH: temperatura zraka (A) ter relativna vlažnost zraka in koncentracija CO2 (B)

Meritve ključnih parametrov mikroklime na pasivni hiši (slika 5.14) v ob-dobju prehoda iz sončnega zimskega vremena v megleno vreme, prikazujejo energijski odziv stavbe na zunanje in notranje vplive ter posledične spremem-be mikroklime v bivalnem okolju, ki so opisane v nadaljevanju:

▹ V pasivni hiši so v času meritev bivale tri osebe, z običajnim režimom pri-sotnosti v času delavnika ter stalne prisotnosti za vikend. Sistem prezrače-vanja je v času meritev neprekinjeno deloval s pretokom 120 m3/h ter se ni spreminjal. V referenčnem prostoru – dnevna soba s kuhinjo v pritličju – je bila spremljana koncentracija CO2. V terminih dnevne zasedenosti tega prostora je koncentracija narasla 800–850 ppm, vidni sta bili jutranja oz. dopoldanska ter popoldanska oz. večerna konica, ki je sovpadala z inten-zivnejšim bivanjem v tem prostoru. V času vikenda, ko je bil prostor bolj zaseden, je koncentracija v konici narasla 1.000–1.100 ppm. Ko prostor ni bil v intenzivni rabi, se je koncentracija (ob enakem dovodu svežega zra-ka) postopoma spustila na minimalno vrednost 550 ppm. Kakovost zraka lahko v tem merjenem primeru ocenimo kot visoko in posledično sistem prezračevanja v njegovem delovanju kot popolnoma zadovoljiv. Podati je treba komentar, da na izmerjene vrednosti kuhanje nima vpliva, saj se zanj uporablja izključno električna energija.

▹ Merjena pasivna stavba je s svojimi steklenimi površinami v bivalnih pro-storih južno orientirana, pri čemer v času meritev zasteklitve niso imele

Značilnosti bivalne klime v obratovanju merjenih stavbZa energijsko učinkovite sodobne stavbe je značilno [51], da ob doseženi višji energijski učinkovitosti ter sočasno manjših stroških za energijo nudijo ob-čutno večjo kakovost bivanja. Pri tem so mišljeni tipični parametri bivalnega ugodja, kot so npr.:

▹ Višja notranja površinska temperatura na sklopih zunanjega toplotnega ovoja je posledica izredno dobre toplotne zaščite in posledično nizkih to-plotnih prehodnosti, ki so od predpisanih najvišjih dopustnih vrednosti običajno vsaj 50 % nižje. Višja površinska temperatura je v korelaciji z dvi-gom občutene temperature v prostoru, ob enaki temperaturi zraka v pro-storu, lahko pa se temperatura zraka v prostoru za enako bivalno ugodje celo zniža. Uporaba energijsko manj učinkovitih stavb je torej dražja ne samo zaradi večjih letnih toplotnih izgub skozi stavbni ovoj, temveč tudi zaradi višje temperature zraka v prostorih, ki je potrebna za enakovredno temperaturno ugodje.

▹ Temperaturne asimetrije površin v bivalnih prostorih so zmanjšane, saj so na račun toplotne izolacije temperaturne razlike med notranjimi povr-šinami ovoja in temperaturo zraka v prostoru minimalne. Termografske meritve (slika 5.19) na primeru merjene pasivne hiše prikazujejo in obe-nem potrjujejo to dejstvo: merjena površinska temperatura tal na terenu, zunanjih sten in stropa je praktično enaka in se giblje okrog 18 °C, površin-ska temperatura steklenih površin pa znaša 17 °C. Na račun arhitekturno rešenih toplotnih mostov imajo linijska robna področja višjo temperaturo ter so površinsko zelo omejena in kot takšna praktično ne povzročajo tem-peraturnih asimetrij.

▹ V zrakotesno grajenih sodobnih objektih je osnovni sistem prezračeva-nja prostorov mehanski, z vračanjem toplote zavrženega zraka. Delovanje tega sistema je lahko v regulacijsko najbolj enostavnih primerih količin-sko nespremenljivo, kar je primer obeh merjenih stavb, ne glede na dnev-no spreminjajoč režim rabe stavbe. Vprašanje, ki se postavlja ob različnih možnostih regulacije prezračevanja za manjše stavbe (v odvisnosti od re-lativne vlažnosti zraka, koncentracije CO2 ipd.), pa se nanaša na potrebno razmerje kompleksnosti regulacije in pričakovanega učinka. Rezultati iz-vedenih meritev v nadaljevanju prikazujejo, da je mogoče visoko kakovost zraka dosegati tudi z najbolj enostavnimi sistemi regulacije, ob predhodni zagotovitvi določenih projektnih rešitev.



V Z O R

E C

uporaba obtočne nape. Običajni režim uporabe kopalnic povzroča kratkotraj-ne skoke relativne vlažnosti zraka, na izmerjenih okoli 60 % ali več, ki pa se v nadaljnjih 8 urah samo s pomočjo centralnega prezračevanja postopoma spu-sti na osnovno vrednost, tipično okoli 40 %.

V sistemu centralnega prezračevanja je energijska učinkovitost zagotovljena z vračanjem toplote odpadnega zraka. Višja učinkovitost rekuperatorja lahko do neke mere kompenzira tudi negativne učinke manj ustreznih projektnih odločitev na instalacijah prezračevanja. Načeloma je treba upoštevati nasle-dnje smernice za načrtovanje sistemov:

▹ Zajem svežega zraka naj v zimskem času poteka na osončeni južni strani objekta, nasproten pristop naj velja za poletno obdobje, saj je s tem doseže-na ustreznejša višja oziroma nižja vstopna temperatura.

▹ Sistem za razvod hladnega svežega in hladnega zavrženega zraka naj bo znotraj toplotnega ovoja stavbe čim krajši ter naj bo izredno dobro toplotno zaščiten, saj nam lahko v nasprotnem primeru preveč intenzivno ohlaja stavbo, ki je sicer sama po sebi izredno dobro toplotno zaščitena.

▹ Predgrevanje svežega zraka s toploto zemlje naj se izvaja ob ustrezno fleksi-bilnem regulacijskem sistemu, saj je v nasprotnem učinek tega sklopa pod pričakovanji.

▹ V primeru ogrevanja prostorov s toplim zrakom mora biti sistem za razvod zraka čim krajši in izredno dobro toplotno zaščiten, saj se v nasprotnem toplota na poti medija izgublja v prostorih, kjer to ni zaželeno.

Ogrevanje prostorovSistemi talnega ogrevanja so v energijsko učinkovitih novogradnjah najbolj pogosto načrtovani in izvajani sistemi za ogrevanje prostorov. Takšen izbor obenem sovpada tudi s sicer najbolj pogosto rabo toplotnih črpalk kot edine-ga generatorja toplote v hišah. Dovod toplote s svežim vpihovanim zrakom v prostore običajno služi le kot dopolnilni sistem. V visokoučinkovitih objektih lahko ta, trenutno dopolnilni sistem, postane osnovi sistem ogrevanja ter s tem omogoča dodatno racionalizacijo gradnje. V obeh merjenih visokoučin-kovitih stavbah je bil sistem talnega ogrevanja napajan z medijem nizke tem-perature, ki je imela v dovodu povprečno 25 °C, kar zagotavlja dobro naravno samoregulativnost oddaje toplote glede na spreminjanje temperature zraka v prostoru. Dopolnilno dogrevanje vpihovanega zraka je bilo prav tako izvajano z enako maksimalno temperaturo. S ciljem boljše učinkovitosti talnega ogre-vanja, ki ima relativno veliko vztrajnost, ter sočasnim visokim izkoriščanjem toplotnih dotokov v dnevnem času, je ena od prikazanih ugodnih rešitev tudi korigirana regulacijska nastavitev delovanja ogrevanja (primer merjene PH). V nočnem času, ko so izvori toplote najmanjši, je lahko sistem talnega ogre-vanja reguliran za delovanje na višji, t.j. dnevni temperaturi. Pred pričetkom dneva in nastopom toplotnih dotokov se sistem lahko preklopi na nižjo, t.j. običajno nočno temperaturo. S tem do sočasnega pojava intenzivne toplotne oddaje v talnem ogrevanju in notranjih ter dobitkov sončnega obsevanja – v izogib pregrevanju – ne bi smelo priti.

Zimsko sonce z nizkim vpadnim kotom lahko dosega talne površine zelo glo-boko v prostoru ter ima obenem intenziven toplotni tok. Meritve na primeru

– 42 % anketirancev ima več kot 75 % nižje letne stroške za energijo in energente v primerjavi s prejšnjim bivališčem. Pri 35 % anketirancev je strošek manjši od 65 % do 75 %.

– Dodatno investiranje v energijsko učinkovitejšo gradnjo je vsekakor upravičeno po mnenju 74 %, sprejemljivo pa je v 25 % odgovorov. Samo 1 % odgovorov govori o neupravičenosti takšnega dodatnega investiranja.

Analize podatkov o obratovanju stavb Na osnovi izvedenih meritev in predhodno prikazanih analiz lahko strnemo ključne ugotovitve za posamezne segmente energijskega koncepta učinkovite novogradnje in za ustrezno obratovanje ter bivanje, ki so ključnega pomena za konfiguriranje strojnih instalacij za energijsko učinkovite hiše.

Prezračevanje prostorovProjektne rešitve za sistem centralnega prezračevanja stanovanjske stavbe te-meljijo na principu con z vpihovanim zrakom, pretočnih con in con z odtoč-nim zrakom. Glede na časovno spremenljivo uporabo posameznih prostorov, relativno majhno število stanovalcev in predvidljivo obremenjevanje zraka (funkcija bivanja) lahko visoko kakovost zraka v stavbi zagotavljamo že z re-lativno majhnim pretokom zraka. Posebno kompleksna regulacija pretoka v takšnih pogojih ni nujno potrebna, kar dokazujejo rezultati meritev. V času bivanja v prostoru koncentracija CO2 in količina vnesene vlage naraščata in obenem ne prekoračita ciljnih vrednosti, v času nezasedenosti prostora pa se oba parametra vrneta v izhodišče vrednosti. Na obeh merjenih objektih je bilo prezračevanje izvajano s stalnim dovodom svežega zraka na stanovalca s količino 45 m3/h in 40 m3/h (ZDNEH in PH) ter pripadajočo urno izmenjavo zraka v stavbi z 0,40 h-1 in 0,35 h-1. Ugodni rezultati dokazujejo, da lahko v stanovanjski stavbi korektno obratujemo tudi z znižanimi vrednostmi, npr. z minimalno količino stalno dovedenega svežega zraka na osebo 35 m3/h ter izpolnjenem kriteriju izmenjave zraka pri srednje velikih enodružinskih hišah vsaj 0,35 h-1.

Sistem centralnega prezračevanja prostorov zagotavlja energijsko in bivalno ustrezen osnovni način stalne izmenjave zraka za sodobne stavbe v stanovanj-ski funkciji. Meritve kažejo, da kratkotrajna konična koncentracija CO2 v refe-renčnih dnevnih prostorih med tednom dosega vrednost do 850 ppm, v času vikenda pa do 1.100 ppm. Kapaciteta in ostale značilnosti sistema central-nega prezračevanja morajo biti z vidika racionalnosti prilagojene osnovnemu režimu uporabe stavbe. Morebitna večja občasna odstopanja od siceršnjega načina osnovne uporabe stavbe zahtevajo posledične prilagoditve za ohranja-nje kakovosti zraka, za katere pa ni treba, da jih izvaja osnovni sistem. Npr. po intenzivnejši zasedenosti prostorov lahko le-te prezračimo tudi z odpiranjem oken, v času kuhanja dosledno uporabljamo kuhinjsko napo, po intenzivnem kuhanju naravno prezračimo prostore ipd. Posebno pozornost je treba pri na-črtovanju nameniti razgovoru z novograditelji. V kolikor npr. uporabnik ne namerava za kuhanje uporabljati električne kuhalne plošče, temveč plin, je treba to obremenjevanje zraka v prostoru reševati z vodenjem odtočnega zraka s kuhinjsko napo na prosto. V primerih manj intenzivnega kuhanja zadošča



V Z O R

E C

6. Energijski, okoljski in ekonomski kazalci za načrtovanje in obratovanje stavb

Energijsko učinkovitost novogradnje lahko spremljamo in ustre-zno vrednotimo parametrično in fazno oziroma časovno. Z vidika ključnih parametrov, kot so bili obenem že predstavljeni v predho-dnih poglavjih, se analiza učinkovitosti osredotoča na kazalnike rabe

primarne energije in generiranih emisij CO2. Tem okoljskim oziroma ener-gijskim vidikom sedaj v nadaljnji analizi pridružimo tudi ekonomski, t.j. stroškovni vidik. Analiza se glede na časovni okvir osredotoča na dve ključni fazi: na čas gradnje stavbe (zajeto pridobivanje surovin, proizvodnja gradiv, polizdelkov in komponent za stavbe, prodaja, vgradnja) ter čas obratovanja stavbe. Faza odstranitve objekta zaradi časovne oddaljenosti in nepoznavanja ključnih tehnoloških in okoljskih parametrov, kot bodo aktualni v času čez npr. 100 let, v to analizo ni vključena, kar v analizah enako obravnavajo tudi drugi avtorji. Različne koncepte zasnove novogradnje tako lahko spremljamo skozi čas nastanka in obratovanja ter jim podamo ocene z vidika učinkovitosti na energijskem, okoljskem in ekonomskem področju. Rezultati analize dajejo vpogled v posledice različnih tipičnih projektnih rešitev, s tem pa tudi usme-ritve za ustrezno energijsko, okoljsko in ekonomsko odločanje pri snovanju učinkovitih novogradenj.

V analizi je uporabljen arhitekturni model energijsko učinkovite enodružin-ske novogradnje, kot je bil že predstavljen v predhodnih vsebinah. Ta model se v nadaljnji analizi preučuje z različnimi rešitvami za tehnologije gradnje, kot so bili analizirani predhodno, in se nadalje nadgrajuje s tipičnimi rešitva-mi za strojne instalacije področja prezračevanja in generacije toplote. Skupaj z identificiranimi vplivnimi mehanizmi za konfiguriranje konceptov za ener-gijsko učinkovite enodružinske hiše predstavljajo dodaten doprinos vsebini monografije.

Okoljski kazalniki stavbnega ovoja v izvedbi in obratovanjuZ izhodiščno odločitvijo za izbrano tehnologijo gradnje stavbe oziroma sestava toplotnega ovoja se že v projektni fazi oblikuje okoljski odtis novogradnje, kot bo povzročen z njegovo gradnjo, in energijsko učinkovitostjo v prihodnjem obratovanju.

Pri načelni odločitvi za sistem gradnje se zavestno odločamo o posledičnem energijskem in okoljskem učinkovanju novogradnje. Odločitve sprejemamo na sistemski ravni, t.j. z vidika same tehnološke rešitve ter nadalje v procesu

površinske temperature tal v bivalnem prostoru so pokazale, da je le-ta v sonč-nih urah dneva samo za 1 °C nižja od spreminjajoče se temperature zraka v prostoru. V nočnem času pa se obe temperaturi postopoma izenačita, pri čemer segreta stavbna masa zavira ohlajanje prostora ter obenem zaustavlja vklope sistema ogrevanja. V hladnih sončnih zimskih dnevih je ogrevanje običajno manj potrebno kot v toplejših meglenih zimskih dnevih. Da bi doto-ke sončnega obsevanja optimalno izkoristili je smiselno steklene površine v konici ogrevalne sezone ohranjati nezastrte. Temperatura zraka in tal v južno orientiranih prostorih v času običajne dnevne odsotnosti stanovalcev, kon-kretno do opoldneva, postopoma narašča. V času najbolj pogoste ponovne, t.j. popoldanske uporabe stavbe, je temperatura pasivno ogretih prostorov za-gotovo pod 25 °C. Uporabnikov stavbe naravno pregrevanje prostorov v vme-snem obdobju tako v času delavnikov ne moti.



V Z O R

E C

A

B

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

50

100

150

200

250

montažna,

eps+miner.

montažna,

celuloza

opečna,eps opečna,

mineralna

porobeton,

mineralna

PEC n.r.[kWh/m

2]

PEC n.r.[M

Wh]

okna streha fasada strop tla

‐215

‐115

‐15

85

185

285

385

‐30

‐20

‐10

0

10

20

30

40

50

60

montažna,

eps+miner.

montažna,

celuloza


mineralna

porobeton,

mineralna

GWP100[kgCO2equ/m

2]

GWP100[tCO2equ]


‐215

‐115

‐15

85

185

285

385

‐30

‐20

‐10

0

10

20

30

40

50

60

montažna,

eps+miner.

montažna,

celuloza


mineralna

porobeton,

mineralna

GWP100[kgCO2equ/m

2]

GWP100[tCO2equ]


Slika 6.1: Izvedba novogradnje in okoljske potrebe faze gradnje, PECn.r. (A) in GWP100 (B), pasivna izvedba

Ovrednoteni podatki za identificirane kombinacije oziroma sisteme gradnje v standardu pasivne hiše nam dajejo vpogled (slika 6.1) v naslednje značilnosti. Za toplotni ovoj stavb v standardu pasivne hiše se vrednosti za energijski ka-zalnik rabe primarne energije gibljejo 150–220 MWh/stavbo oziroma 1.100–1.600 kWh/m2 ogrevane površine stavbe. Najbolj ugodno vrednost po tem pa-rametru dosegata lahka lesena konstrukcija z uporabo toplotne izolacije iz ce-luloznih vlaken (varianta 2) in masivna konstrukcija iz porobetona z uporabo mineralne volne (varianta 5). Najmanj ugodna vrednost pa se nanaša na ma-sivno opečno konstrukcijo s toplotno izolacijo iz ekspandiranega polistirena (varianta 3). V področju srednjih vrednosti pa sta izenačena lahka montažna konstrukcija s toplotno izolacijo iz mineralne volne in ekspandiranega polisti-rena (varianta 1) ter opečna konstrukcija z mineralno volno (varianta 4).

Ob tem je razvidno, da so energijsko najbolj potratni konstrukcijski sklopi zu-nanjih sten in tal, ki v skupnem predstavljajo skoraj 2/3 delež v fazi gradnje ra-bljene primarne energije. Izvedba strehe in medetažne konstrukcije, ki sicer ni del toplotnega ovoja, zahteva bistveno manjšo rabo primarne energije. Zunanje stavbno pohištvo ima najmanjšo rabo primarne energije, 5–10 % delež.

Okoljski kazalnik emisij CO2 ima vrednosti pričakovano razporejene v dru-gačnem vrstnem redu v primerjavi s predhodnim energijskim kazalnikom. Vrednosti se po variantah gradnje gibljejo -25-55 ton CO2equ/stavbo oziroma od -60 do 400 kg CO2equ/m2 ogrevane površine stavbe, pri čemer najnižja pri-pada varianti 2 in najvišja varianti 4. Stavbe s konstrukcijskimi sestavi iz lesa imajo najnižje vrednosti, pri čemer je na končnem rezultatu prevladujoč vpliv

optimiranja tudi skozi nadgrajevanje izbrane tehnologije gradnje, s ciljem do-seganja višje energijske učinkovitosti v obratovanju. Za potrebe nadaljnje ana-lize in spoznavanja značilnih učinkov je izbranih pet tipičnih kombinacij za sestave konstrukcij, kot se pojavljajo v energijsko učinkovitih sodobnih novo-gradnjah. Za lesene konstrukcije sta izbrani dve najbolj pogosti konstrukciji. Za masivne opečne konstrukcije sta prav tako izbrani dve najbolj pogosti reši-tvi. Peto rešitev pa predstavlja konstrukcija iz porobetona. Posamezne kombi-nacije so naslednje:

▹ Varianta 1: v lahki leseni konstrukciji stavbnega ovoja kot prevladujoč to-plotnoizolacijski material nastopa mineralna volna, ki se z uporabo eks-pandiranega polistirena dopolnjuje samo na fasadi ter na zgornji strani sklopa tal na terenu. Zunanje stavbno pohištvo je iz PVC.

▹ Varianta 2: lahka lesena konstrukcija celovito uporablja les in toplotne izo-lacije iz celuloznih kosmičev. Ekspandirani polistiren je uporabljen samo na zgornji strani sklopa tal na terenu. Zunanje stavbno pohištvo je leseno.

▹ Varianta 3: masivna opečna stavba, kjer se za toplotno zaščito uporablja pretežno ekspandirani polistiren. Mineralna volna je uporabljena samo za toplotno zaščito strehe. Zunanje stavbno pohištvo je iz PVC.

▹ Varianta 4: masivna opečna stavba za toplotno zaščito pretežno uporablja mineralno volno. Ekspandirani polistiren je uporabljen samo na sklopu tal na terenu. Zunanje stavbno pohištvo je leseno.

▹ Varianta 5: masivna zidana stavba je iz porobetona, za toplotno zaščito je pretežno uporabljena mineralna volna. Ekstrudirani polistiren je upora-bljen samo na sklopu tal na terenu. Zunanje stavbno pohištvo je leseno.

Z vidika odločanja za energijsko učinkovitost zunanjega stavbnega ovoja, zno-traj petih predstavljenih variant, sta izbrani dve tipični učinkoviti izvedbi. T. i. razred pasivne hiše predstavljajo sestavi toplotnega ovoja stavbe, ki imajo toplotno prehodnost U = 0,10 W/(m2 ∙ K), ter zunanje stavbno pohištvo s to-plotno prehodnostjo U = 0,80 W/(m2 ∙ K). V t. i. razredu zelo dobre nizkoener-gijske hiše pa imajo sestavi toplotno prehodnost U = 0,15 W/(m2 ∙ K), zunanje stavbno pohištvo pa toplotno prehodnost U = 1,0 W/(m2 ∙ K).

Vhodni podatki za nadaljnjo analizo so pridobljeni v predhodnih poglavjih, pri obravnavanju posameznih rešitev za konstrukcijske sklope stavbnega ovo-ja in za zunanje stavbno pohištvo. Za predhodno opisanih pet možnosti so uporabljene tehnološke rešitve za toplotni ovoj, kot so prikazane skozi oznake sestavov in konfiguracijo za analizirane variante 1 do 5 (preglednica 6.1).

varianta 1 varianta 2 varianta 3 varianta 4 varianta5

tla na terenu TT1 TT2 TT1 TT2 TT2

fasada LL2 LL5 MZ3 MZ1 MZ8

streha PS1 PS4 PS2 PS2 PS3

okna PVC les PVC les les

Preglednica 6.1: Sestavni elementi toplotnega ovoja za pet analiziranih variant


Energijski, okoljski in ekonomski kazalci za načrtovanje in obratovanje stavb

V Z O R

E C

A

B

0

100

200

300

400

500

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&va prim.en. [M

Wh]

PH, montažna, celuloza

PH, opečna, eps

NEH, montažna, celuloza

NEH, opečna, eps

‐20

0

20

40

60

80

100

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&va emisij CO2equ [t]

Leta obratovanja sistema

PH, montažna, celuloza PH, opečna, eps

NEH, montažna, celuloza NEH, opečna, eps

0

100

200

300

400

500

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&va prim.en. [M

Wh]

PH, montažna, celuloza

PH, opečna, eps

NEH, montažna, celuloza

NEH, opečna, eps

Slika 6.3: Tehnološka rešitev za toplotni ovoj stavbe s pripadajočimi kazalniki, energijski kazalnik (A) in kazalnik emisij CO2 (B), za izvedbo in obratovanje

Okoljski kazalniki strojnih instalacij v izvedbi in obratovanjuPredhodno analiziranim učinkom grajenega ovoja stavbe se v nadaljnji analizi pridružujejo tudi strojne instalacije, s katerimi vplivamo na energijsko učinko-vitost stavbe ter njene potrebe po energiji za obratovanje. Pri tem sta ključnega pomena sistem prezračevanja stavbe ter sistem za generacijo toplote. Vhodni energijski in okoljski podatki za te sisteme oziroma komponente sistemov so pridobljeni iz istega vira [79] kot podatki za stavbni ovoj.

Sistem prezračevanja stavbeSistem kontroliranega prezračevanja z vračanjem toplote odpadnega zraka je na obravnavanem modelu stavbe konfiguriran v dveh tipičnih variantah. Glede na izbor gradiv in komponent sistema prezračevanja sta oblikovani t. i. maksimalna in optimalna varianta. Prva predstavlja konfiguriran sistem, ki v fazi gradnje zahteva največji energijski in okoljski vložek. Druga pa predstavlja sistem s konfiguracijo elementov in gradiv, ki povzroča najmanjše energijsko in okoljsko obremenjevanje. Energijska učinkovitost sistemov prezračevanja v obratovanju je identična, saj pri obeh variantah spreminjamo le uporablje-ne materiale za razvod zraka po stavbi (fleksibilne cevi ali pločevinasti kanali) ter sistem za predgrevanje zraka s toploto zemlje, s pripadajočimi materiali (tekočinski kolektor s posrednim predgrevanjem ali zračni kanal za direktno predgrevanje).

Za tako oblikovani varianti je ob uporabi vhodnih podatkov za komponente [79] ocenjena izvedba prezračevalnega sistema v stavbi (slika 6.4), z vredno-stjo energijskega kazalnika 11 MWh/stavbo in 26 MWh/stavbo in okoljskega

toplotnoizolacijskega gradiva. Pri zidanih stavbah ima ugodnejše nižje vredno-sti na kazalniku emisij CO2 porobetonska pred opečno konstrukcijo ter obenem mineralna izolacija pred polistirensko. Velik delež med posameznimi sestavi toplotnega ovoja ima talna konstrukcija, zato je tudi po tej plati treba iskati ustrezne rešitve za uporabo okoljsko manj obremenjujočih izolacijskih gradiv.

800

1000

1200

1400

1600

montažna,eps

+miner.

montažna,celuloza

opečna,epsopečna,mineralna

porobeton,

mineralna

PECn.r.

[kWh/m2]PH NEH

800

1000

1200

1400

1600

montažna,eps

+miner.

montažna,celuloza


porobeton,

mineralna

PECn.r.

[kWh/m2]PH NEH

‐100

0

100

200

300

400

montažna, eps

+miner.

montažna, celuloza

opečna, eps opečna, mineralna

porobeton,

mineralna

GWP100

[kg CO2equ/m2] PH NEH

‐100

0

100

200

300

400

montažna, eps

+miner.

montažna, celuloza


porobeton,

mineralna

GWP100


800

1000

1200

1400

1600

montažna,eps

+miner.

montažna,celuloza


porobeton,

mineralna

PECn.r.

[kWh/m2]PH NEH

800

1000

1200

1400

1600

montažna,eps

+miner.

montažna,celuloza


porobeton,

mineralna

PECn.r.

[kWh/m2]PH NEH

‐100

0

100

200

300

400

montažna, eps

+miner.

montažna, celuloza


porobeton,

mineralna

GWP100


BA

Slika 6.2: Razlika v energijskem kazalniku (A) in kazalniku emisij CO2 (B) za fazo gradnje, pri pasivni in nizkoenergijski izvedbi

Izboljševanje sistemov toplotne zaščite stavbnega ovoja povzroči večjo rabo primarne energije v izvedbeni fazi ter posledično višje okoljsko obremenjeva-nje (slika 6.2). Pri pasivni stavbi je, v primerjavi z nizkoenergijsko, raba pri-marne energije po tehnologijah gradnje od 10 % do 20 % višja. Pri masivni zi-dani konstrukciji se emisije CO2 povečujejo od 10 do 15 %. Pri lahki montažni konstrukciji pa so lahko vrednosti za obe izvedbi celo enake (varianta 2).

Izboljševanje toplotne zaščite stavbnega ovoja vodi v povečan okoljski vpliv faze gradnje. Z izboljšavami toplotne zaščite pa se posledično zagotavlja energijsko učinkovitejše obratovanje stavbe, ki nastopa na račun manjših transmisijskih toplotnih izgub. Primerjava izvedbe toplotnega ovoja v razredu pasivne in niz-koenergijske hiše je prikazana za okoljsko najmanj in najbolj obremenjujočo varianto gradnje (varianta 2 in 3), (slika 6.3). Ti dve skrajni situaciji namreč najbolje ponazarjata razmerje začetnih vložkov in dodatnih (energijskih ter okoljskih) vlaganj v času obratovanja ter obdobja izenačevanja teh vrednosti. V diagramih so prikazane kumulativne vrednosti kazalnikov, ki se pričnejo z vrednostmi, ki izhajajo iz faze gradnje. V obratovanju pa je ovrednoten letni transmisijski energijski tok skozi stavbni ovoj, z vrednostjo 40 kWh/(m2 ∙ a) in 56 kWh/(m2 ∙ a), z utežnimi faktorji za primarno energijo in emisije CO2, kot pripadajo najbolj pogostemu sistemu za generacijo toplote (električna energi-ja s toplotno črpalko). Izkaže se, da se dodatno vložena primarna energija v to-plotni ovoj v razredu pasivne stavbe z energijsko učinkovitejšim obratovanjem povrne v 5 do 10 letih. Pri okoljskem kazalniku pa se povečane emisije CO2 iz faze gradnje povrnejo v obratovanju v obdobju 0–10 let, pri čemer so najnižje vrednosti vezane na gradnjo z lesom. V grobem lahko povzamemo, da se naj-bolj učinkoviti sistemi toplotne zaščite stavbnega ovoja povrnejo skozi energij-sko učinkovitejše obratovanje v obdobju, ki je krajše od 25 % življenjske dobe sistema toplotne zaščite.



V Z O R

E C

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&vaprim.en.[M

Wh]

TČz‐v+HT

TČv‐v(kolektor)+HT

TČv‐v(geosonda)+HT

KNpele>+HT+SSE

KNplin+HSV+SSE

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&vaprim.en.[M

Wh]

TČz‐v+HT



KNpele>+HT+SSE

KNplin+HSV+SSE

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&vaemisijCO2equ[t]

Obratovanjesistema[leto]

TČz‐v+HT TČv‐v(kolektor)+HT TČv‐v(geosonda)+HT

KNpele?+HT+SSE KNplin+HSV+SSE

0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25 30


Obratovanjesistema[leto]

TČz‐v+HT TČv‐v(kolektor)+HT TČv‐v(geosonda)+HT

KNpele?+HT+SSE KNplin+HSV+SSE

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&vaprim.en.[M

Wh]

TČz‐v+HT



KNpele>+HT+SSE

KNplin+HSV+SSE

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30

Kumula&vaprim.en.[M

Wh]

TČz‐v+HT



KNpele>+HT+SSE

KNplin+HSV+SSE

A

B

Slika 6.8: Tipični sistemi generacije toplote za novogradnjo: energijske potrebe (A) in emisije CO2 (B) za izvedbo in obratovanje

Dobljeni rezultati (slika 6.8) prikazujejo iste trende za sisteme generacije to-plote po energijskem in okoljskem kazalniku. Pričakovano najbolj ugodni re-zultati so pri obratovanju kurilne naprave na lesno biomaso, kjer je razkorak glede na ostale štiri sisteme izrazito velik. Končni rezultati za ostale štiri sis-teme kažejo na relativno majhen raztros, ki znaša na energijskem kazalniku približno ±10 %, na okoljskem kazalniku pa ±15 %. Najmanj ugoden končni rezultat je pri obratovanju sistema s toplotno črpalko tipa zrak-voda, kjer je sicer začetno investicijsko vlaganje relativno majhno, kar je posledica inten-zivnejše rabe električne energije. Sistema z uporabljeno toplotno črpalko, ki koristita toploto zemlje, dajeta podoben končni rezultat. Obratovanje plinske kurilne naprave v kombinaciji s sprejemniki sončne energije se uvršča v konč-ne rezultate med obema tipoma toplotnih črpalk. Tako ugoden rezultat kaže na izreden pomen ustreznega kombiniranja okoljsko bolj obremenjujočih sis-temov generacije toplote s sistemi, ki souporabljajo obnovljive vire energije.

Okoljski in ekonomski kazalniki novogradnje v izvedbi in obratovanju Predhodnim parcialnim analizam ključnih stavbnih komponent oziroma sis-temov se v tem delu pridružuje skupni pregled energijskih in okoljskih kazal-nikov na značilno konfiguriranih stavbah. Izpostavljene konfiguracije stavb so ovrednotene tudi v stroškovnem smislu, investicijsko in obratovalno, kar omogoča nadaljnjo primerjavo po ekonomskih kazalnikih. Pregled rezultatov za značilno konfigurirane novogradnje po navedenih treh kazalnikih daje ce-lovitejši vpogled v aktualnost različnih rešitev ter obenem omogoča obliko-vanje ugotovitev za logiko konfiguriranja tehnologij gradnje in sistemov za generacijo toplote.

Za potrebe analize so grobo ocenjeni kazalniki rabe primarne energije in emi-sij CO2 za izvedbo petih tipičnih sistemov generacije toplote, kot so navedeni po vrstnem redu pogostosti uporabe v gradbeni praksi:

1. Toplotna črpalka tipa zrak-voda s prigrajenim hranilnikom toplote,2. Toplotna črpalka z zajemom toplote iz horizontalnega zemeljskega

prenosnika toplote,3. Toplotna črpalka z zajemom toplote iz vertikalnega prenosnika toplote

oziroma geosonde,4. Plinski kotel z dodanimi sprejemniki sončne energije, za pripravo tople

sanitarne vode,5. Kurilna naprava za centralno ogrevanje s peleti in sprejemniki sončne

energije za pripravo sanitarne vode.

Vrednosti so izračunane za navedene izvedbe sistemov ob upoštevanju vho-dnih podatkov [79] za posamezne komponente oziroma sestavne dele siste-mov. Navedeni sistemi generacije toplote (slika 6.7) v izvedbi izkazujejo rabo primarne energije 11–46 MWh/stavbo ter pripadajoče emisije CO2 0,8–2,9 ton CO2equ/stavbo. Z vidika rabe primarne energije ima sistem generacije toplote 6–25 % delež, glede na skupne potrebe gradbenih ukrepov za izvedbo stavb-nega ovoja v pasivnem razredu. Pri emisijah CO2 pa ta delež znaša 3–9 %.

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

TČz‐v+HT



KNplin+HSV+SSE

KNpeleC+HT+SSE

GWP100[tCO2equ]

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

TČz‐v+HT



KNplin+HSV+SSE

KNpeleC+HT+SSE

GWP100[tCO2equ]

0 10 20 30 40 50

TČz‐v+HT



KNplin+HSV+SSE

KNpeleC+HT+SSE

PECn.r.[MWh]0 10 20 30 40 50

TČz‐v+HT



KNplin+HSV+SSE

KNpeleC+HT+SSE

PECn.r.[MWh]

BA

Slika 6.7: Tipični sistemi generacije toplote za novogradnjo: energijske potrebe (A) in emisije CO2 (B) v fazi gradnje

Izbor sistema generacije toplote vpliva na energijsko učinkovitost obratovanja stavbe, in sicer glede na energijski kazalnik letne rabe primarne energije in okoljski kazalnik generiranih emisij CO2. Izhodišče za primerjavo obratovanja različnih sistemov je letna generacija toplote za stavbo v višini 7,5 MWh, kot je potrebna za ogrevanje energijsko učinkovite enodružinske novogradnje s QNH/Au = 30 kWh/(m2 ∙ a) in pripravo tople sanitarne vode za štiri stanovalce. Ta količina koristne toplote je za potrebe primerjave obremenjena z različni-mi utežnimi faktorji za primarno energijo in emisije CO2, kot pripadajo petim analiziranim sistemom. V analizi je upoštevano, da se naprava za generacijo toplote po 15 letih obratovanja zamenja z novo, ostali deli sistema (npr. hra-nilnik toplote, zemeljski prenosnik toplote ali geosonda, sprejemniki sončne energije) pa se lahko tudi nadalje uporabljajo.



V Z O R

E C

V primerjavi opisanih primerov se upošteva obdobje obratovanja stavb 60 let. To obdobje namreč vključuje dve 30-letni fazi uporabe stavbe, po katerih je treba na ovoju stavbe zaradi iztrošenih delov izvajati manjša gradbena dela. Ta dela s 30-letno periodiko so z vrednostnega vidika ocenjena na 2 % glede na začetno investicijo novogradnje. Poleg teh gradbenih posegov so potrebni tudi vzdrževalni ter posodobitveni ukrepi na strojnih instalacijah generacije toplote ter prezračevanja in ogrevanja prostorov, ki imajo 15-letno periodiko. Po teh obdobjih obratovanja se namreč menjajo ključni deli ali naprave, ki ge-nerirajo toploto in prezračujejo prostore. S periodiko 30 let pa se zamenjujejo npr. sprejemniki sončne energije, hranilniki toplote in sanitarne vode itd.

V petih obravnavanih primerih imamo različne začetne investicije ter posle-dično tudi različna finančna vlaganja ob posodobitvah vsakih 15 let. Poleg različnih finančnih vlaganj nastopajo razlike tudi z vidika vgrajene primarne energije in emisij CO2. Investicije so v segmentu gradbenih del vezane na kal-kulacije za montažno stavbo, ki jih je posredovalo podjetje Lumar Ig d. o. o., za tipsko enodružinsko hišo Lumar Primus 137. Te investicije so z lastnimi ocenami dopolnjene v segmentu strojnih instalacij. Ocene za kazalnike rabe primarne energije in emisij CO2 v fazi izvedbe stavbe so povzete iz predhodnih vsebin naloge. Na enakih osnovah so oblikovane tudi lastne ocene za ukrepe vzdrževanja in posodabljanja.

Ker imajo objekti v zasnovi definirano različno energijsko učinkovitost (QHN/Au), imajo pa enako potrebo po toploti za pripravo sanitarne tople vode, so različne tudi letne toplotne potrebe v obratovanju stavb. Za specifično konfigurirane sisteme za generacijo toplote so posledično ovrednoteni letni stroški za energijo (stanje cen november 2012) ter pripadajoča raba primarne energije in generirane emisije CO2.

Kumulativne vrednosti za stroške, uporabljeno primarno energijo in emisije CO2 so prikazane na diagramih (slika 4.9), za predhodno opisano 60-letno ob-dobje. Začetne vrednosti, vsota faznih posodobitev in obratovalne vsote pa so prikazane (slika 6.10) za oblikovanje ugotovitev za isto skupno obdobje.

Prikazi v diagramu (slika 6.9) nakazujejo smisel predhodno opisanega obliko-vanja petih variant oziroma konfiguracij za novogradnje. Prvi dve varianti sta izbrani predvsem zaradi medsebojne primerjave, t.j. vidikov dodatnega investi-ranja v manjše gradbene izboljšave na toplotnem ovoju ob zmanjševanju inve-stiranja v sisteme generacije toplote. Druga in tretja varianta prikazujeta pred-vsem primerjavo zelo dobre nizkoenergijske in pasivne stavbe, kjer se ob doda-tnih investicijskih vložkih na toplotnem ovoju lahko izvaja investicijska optimi-zacija na sistemu ogrevanja. Zadnja, peta varianta pa prikazuje vpliv dodatnega investiranja v uporabo naravnih gradiv, ki imajo manjši vpliv na okolje.

Za medsebojno primerjavo je uporabljenih pet lahkih lesenih novogradenj, ki izhajajo iz predhodnega arhitekturnega modela, ob modificiranem toplotnem ovoju in ciljnih razredih energijske učinkovitosti QNH/Au ter sistemih za gene-racijo toplote:

▹ Varianta 1: novogradnja, ki z zasnovo že izpolnjuje zahteve po minimal-ni energijski učinkovitosti. Potrebe stavbe po toploti za ogrevanje znašajo QNH/Au = 50 kWh/(m2 ∙ a). Povprečna toplotna prehodnost stavbnega ovoja znaša Um = 0,25 W/(m2 ∙ K). V toplotnem ovoju prevladuje uporaba mi-neralne volne. Zrakotesnost stavbnega ovoja znaša, n50 = 1,0 h-1. Zunanje stavbno pohištvo je iz PVC. Stavba se prezračuje naravno. Zaradi večje po-trebe po toploti za ogrevanje prostorov je pri generaciji toplote izbran eko-nomsko in okoljsko učinkovitejši sistem. To je kurilna naprava na pelete, s sprejemniki sončne energije za podporo pri pripravi tople sanitarne vode. Ogrevanje je radiatorsko.

▹ Varianta 2: gre za energijsko učinkovitejšo zasnovo stavbe (QNH/Au = 40 kWh/(m2 ∙ a)) z boljšo toplotno zaščito ovoja (Um = 0,21 W/(m2 ∙ K)). V toplotnem ovoju prevladuje uporaba mineralne volne. Zrakotesnost stavbnega ovoja znaša, n50 = 1,0 h-1. Zunanje stavbno pohištvo je iz PVC. Za ohranjanje investicijske vrednosti je izbran enostavnejši sistem gene-racije toplote, ki je dolgoročno ekonomsko in okoljsko manj učinkovit. Tega predstavlja kondenzacijska kurilna naprava na zemeljski plin, ki pri pripravi tople sanitarne vode souporablja sprejemnike sončne energije. Ogrevanje stavbe je radiatorsko. Prezračevanje prostorov je naravno.

▹ Varianta 3: novogradnja je zelo dobra nizkoenergijska stavba (QNH/Au = 25 kWh/(m2 ∙ a)), kjer je toplotna zaščita stavbnega ovoja nekoliko nad-grajena (Um = 0,20 W/(m2 ∙ K)), prav tako je izboljšana njegova zrakotesnost (n50 = 0,8 h-1). Zunanje stavbno pohištvo je iz lesa. V toplotnem ovoju pre-vladuje uporaba mineralne volne. Višjo energijsko učinkovitost stavbe za-gotavlja predvsem centralni sistem prezračevanja s 85 % vračanjem toplote odpadnega zraka. Toploto za ogrevanje prostorov in pripravo tople vode ge-nerira toplotna črpalka s horizontalnim zemeljskim prenosnikom toplote. Ogrevanje prostorov poteka s talnim sistemom ogrevanja.

▹ Varianta 4: novogradnja v standardu pasivna hiša (QNH/Au = 15 kWh/(m2 ∙ a)), kjer je toplotna zaščita stavbnega ovoja močno izboljšana (Um = 0,16 W/(m2 ∙ K)), prav tako je izboljšana njegova zrakotesnost (n50 = 0,6 h-1). Okna so iz lesa. V toplotnem ovoju prevladuje uporaba mine-ralne volne. Glede na zahteve standarda pasivne hiše je toplotna izolacija vgrajena pod temeljno ploščo – uporabljen je ekstrudirani polistiren. Sistem prezračevanja dosega višje vračanje toplote (90 %). Toploto za ogrevanje prostorov in pripravo tople vode generira toplotna črpalka s horizontalnim zemeljskim prenosnikom toplote. Sistem ogrevanja prostorov je integriran v sistem prezračevanja, kar zmanjšuje investicijo v strojne instalacije.

▹ Varianta 5: Energijsko in okoljsko še nekoliko izboljšana novogradnja v standardu pasivna hiša. Potrebe po toploti za ogrevanje so zmanjšane (QNH/Au = 10 kWh/(m2 ∙ a)) na račun toplotno bolj zaščitenega stavbnega ovoja (Um = 0,14 W/(m2 ∙ K)). Zrakotesnost ovoja znaša n50 = 0,6h -1. Okna so iz lesa. Da bi imela stavba boljše okoljske kazalnike, je v ovoju namesto mineralne volne izbrana toplotna izolacija iz celuloznih kosmičev. Pod te-meljno ploščo je toplotna izolacija iz ekstrudiranega polistirena.



V Z O R

E C

125

150

175

200

225

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Kumula&vastroškov[1000€]

Letaobratovanjastavbe

50kWh/(m2a),KNLB+SSE

40kWh/(m2a),KNZP+SSE

25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

125

150

175

200

225

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60





25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

125

150

175

200

225

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60





25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

125

150

175

200

225

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60





25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

A

50 kWh/(m2a), KNLB+SSE40 kWh/(m2a), KNZP+SSE25 kWh/(m2a), TČ zk15 kWh/(m2a), TČ zk10 kWh/(m2a), TČ zk

0

200

400

600

800

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Kumula&vaprim.en.[M

Wh]


50kWh/(m2a)

40kWh/(m2a)

25kWh/(m2a)

15kWh/(m2a)

10kWh/(m2a)

0

200

400

600

800

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Kumula&vaprim.en.[M

Wh]


50kWh/(m2a)

40kWh/(m2a)

25kWh/(m2a)

15kWh/(m2a)

10kWh/(m2a)

‐50

0

50

100

150

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



50kWh/(m2a)40kWh/(m2a)25kWh/(m2a)15kWh/(m2a)10kWh/(m2a)

‐50

0

50

100

150

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



50kWh/(m2a)40kWh/(m2a)25kWh/(m2a)15kWh/(m2a)10kWh/(m2a)

B

C

Slika 6.9: Energijski (B), okoljski (C) in ekonomski (A) kazalniki novogradnje, kumulativa za gradnjo in 60 let obratovanja stavbe

Primerjava petih variant daje po treh opazovanih kazalnikih naslednje rezul-tate in ugotovitve:

▹ Ne glede na visoko razhajanje primerjanih stavb po kriteriju rabe energije za ogrevanje (QHN/Au), ki je med prvo in zadnjo rešitvijo celo v razmerju 5 : 1, je razlika v začetnem investiranju v novogradnjo relativno nizka. Med variantama 1 in 2 znaša razlika v investiciji manj kot 2 %. Razlika med vari-anto 3 in 4, t.j. razlika med zelo dobro nizkoenergijsko hišo in pasivno hišo, znaša prav tako manj kot 2 %. Ob tem znaša razlika med izhodiščnima va-riantama 1 in 3 (ZDNEH) 6 % ter med variantama 1 in 4 (PH) 8 %. Najbolj učinkovit analizirani primer gradnje, t. j. varianta 5, je od izhodiščne vari-ante 1 v investicijskem smislu zahtevnejši za 19 %. Ker znaša razlika med variantama 4 in 5 približno 11 %, lahko zaključimo, da večji del razlike v investiciji pri varianti 5 nastane zaradi izbire naravnih toplotnoizolacijskih gradiv ter ne z dodatnim povišanjem energijske učinkovitosti. Sami pre-skoki v energijski učinkovitosti stavb torej bistveno ne višajo investicije, v kolikor jih spremljajo logične optimizacije investiranja med gradbenim in instalacijskim segmentom.

1,053

1,068

1,117

1,136

1,257

234

165

202

202

202

242

322

164

148

136

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

Skupnistroškizastavbo,60let[€/m2]

izvedba

posodobitve

obratovanje

1,053

1,068

1,117

1,136

1,257

234

165

202

202

202

242

322

164

148

136

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk


izvedba

posodobitve

obratovanje

1,053

1,068

1,117

1,136

1,257

234

165

202

202

202

242

322

164

148

136

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk


izvedba

posodobitve

obratovanje

1,053

1,068

1,117

1,136

1,257

234

165

202

202

202

242

322

164

148

136

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk


izvedba

posodobitve

obratovanje

10 kWh/(m2a), TČ zk



40 kWh/(m2a), KNZP+SSE

50 kWh/(m2a), KNLB+SSE

izvedba

posodobitve

obratovanje

A

1.3

1.3

1.5

1.6

1.5

0.6

0.3

0.5

0.5

0.5

1.7

4.0

2.9

2.6

2.4

0 1 2 3 4 5 6



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

Skupnarabaprimarneenergije,60let[MWh/m2]

izvedba posodobitve obratovanje

1.3

1.3

1.5

1.6

1.5

0.6

0.3

0.5

0.5

0.5

1.7

4.0

2.9

2.6

2.4

0 1 2 3 4 5 6



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

Skupnarabaprimarneenergije,60let[MWh/m2]


75

101

103

164

‐34

39

19

38

38

38

292

799

619

559

449

‐100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

SkupneemisijeCO2,60let[kgCO2equ/m2]


75

101

103

164

‐34

39

19

38

38

38

292

799

619

559

449

‐100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

SkupneemisijeCO2,60let[kgCO2equ/m2]


1,053

1,068

1,117

1,136

1,257

234

165

202

202

202

242

322

164

148

136

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk


izvedba

posodobitve

obratovanje

1,053

1,068

1,117

1,136

1,257

234

165

202

202

202

242

322

164

148

136

0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 1,750



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk


izvedba

posodobitve

obratovanje











B

C

Slika 6.10: Energijski (B), okoljski (C) in ekonomski (A) kazalniki novogradnje, vsota po 60 letih obratovanja

▹ Stroški ukrepov posodobitve, ki nastopajo v obravnavanem obdobju v šti-rih fazah, se gibljejo 15–20 % glede na začetno investicijo. Na stroške po-sodobitve vplivajo predvsem zahteve po ukrepih na instalacijah, saj imajo te komponente bistveno krajše življenjske dobe kot stavbni ovoj. Največji stroški posodobitev sistemov za generacijo toplote izhajajo iz uporabe teh-nologij, ki imajo manj obremenjujoče kazalnike v obratovanju (varianta 1).

▹ Stroški za energijo v obratovanju lahko predstavljajo 10–30 % delež gle-de na začetno investicijo v stavbo. Največji navedeni delež ima energijsko manj učinkovita stavba, ki uporablja investicijsko najmanj obremenjujoč sistem generacije toplote (varianta 2). Stroški za energijo so v tem prime-ru dvakrat večji od stroškov posodobitev. Ob optimalni kombinaciji ener-gijske učinkovitosti stavbe in sistemov za generacijo toplote so stroški za energijo manjši od stroškov posodabljanja objekta. Povzamemo lahko, da je v primerih energijsko učinkovite stavbe (variante 3 do 5) glavnina stro-škov v obdobju 60 let namenjena »izogibanju« nastopa stroškov, ki so ve-zani na rabo energije.



V Z O R

E C

Energijsko visokoučinkovita stavba (slika 6.12) zahteva večjo investicijo, kar se skozi proces projektnega optimiranja rešitev odraža v sistemu učinkovi-tejše toplotne zaščite stavbnega ovoja, učinkovitejšem sistemu prezračevanja stavbe (povečevanje URE) ter v okoljsko ustreznejših tehnologijah za generaci-jo toplote (večje vključevanje OVE).

Večje investiranje v URE, t.j. ∆XTO1+∆XPP1 zmanjša prek VXY1 potrebe stavbe po toploti za ∆Y1 in s tem poviša energijsko učinkovitost novogradnje. Dodatno investiranje v OVE za ∆XGT1 pa prek VXZ1 zmanjša okoljsko obremenjevanje za ∆Z1, ki nastane zaradi uporabljenih energentov.

Energijsko najmanj učinkovita stavba z minimalnim okoljskim vplivom (slika 6.13) je skrajni primer razmišljanja v nasprotni smeri glede na običajne procese projektnega optimiranja. Pri enaki skupni investiciji glede na predho-dno prikazani primer spremenimo strukturo vlaganj v tehnologije za URE in OVE na novogradnji.

Manj finančnih sredstev (∆XTO2) je vloženih v toplotno zaščito ovoja stavbe. Stavba nima prezračevalnega sistema, kar prav tako zmanjša skupno inve-sticijo (za XPP0). Tako prihranjena sredstva namenimo investiranju v komple-ksnejše sisteme generacije toplote za stavbo (∆XGT2 = ∆XTO2+ XPP0), katerih de-lovanje temelji na obnovljivih virih energije, npr. energija sonca. Zmanjšano investiranje v toplotni ovoj stavbe in sistem prezračevanja (URE), glede na prvi vplivni vzvod VXY2, močno poveča toplotne potrebe stavbe za ∆Y2, na zakonsko predpisano mejo energijske učinkovitosti. Povečano investiranje pri genera-ciji toplote (OVE) pa se, glede na drugi vplivni vzvod VXZ2, odraža v ugodnem okoljskem vidiku obratovanja, ki je glede na oba predhodna primera minima-len, zmanjšan za ∆Z2.

Y

Z

X

XGT0 + XGT1

XTO0 + XTO1 XPP0 + XPP1

Y0 - Y1

Z0 - Z1

VXY1

VXZ1

Slika 6.12: Prikaz vpliva povečanega investiranja v URE in OVE na toplotne potrebe in okoljske vidike za energijsko visokoučinkovito stavbo

▹ Za okolju prijaznejšo novogradnjo iščemo rešitve, ki vključujejo tehnologi-je gradnje z lesom in toplotne zaščite z naravnimi gradivi, ob sočasni izved-bi sistema generacije toplote, ki obratuje s pomočjo lesne biomase. Takšne so običajno dražje, imajo pa najnižjo porabo primarne energije in manjše emisije CO2.

Mehanizem soodvisnosti investiranja, energijske učinkovitosti in okoljskega obremenjevanjaZa obe predhodno opisani situaciji, ki opisujeta uravnotežene in manj uravno-težene rešitve za konfiguracijo sistemov v stavbah, je ključnega pomena pre-poznavanje vplivnih mehanizmov med posameznimi deli projektne zasnove novogradenj, ki do sedaj v slovenskem prostoru še niso prepoznani ter prene-seni v prakso.

Investicijsko optimiranje novogradenj, s katerim se dosega energijsko in okoljsko učinkovitejše obratovanje stavb, lahko simbolično prikažemo na na-slednjih treh primerih (slike 6.11 do 6.13) s pomočjo oblikovanega mehaniz-ma, ki pojasnjuje soodvisnost teh treh parametrov: investiranje v stavbo (X), vidik okoljskega obremenjevanja (Z) ter energijska učinkovitost stavbe, ki je izražena s potrebo po toploti za obratovanje stavbe (Y).

Energijsko manj učinkovita stavba (slika 6.11) je v investicijskem smislu za-snovana s pripadajočimi finančnimi vlaganji v ukrepe URE na toplotnem ovoju stavbe XTO0 ter instalacijah prezračevanja XPP0 (zaradi zmanjševanja toplotnih izgub stavb), s pripadajočo rešitvijo za investiranje v URE in delno tudi OVE na generaciji toplote XGT0 (zaradi zmanjševanja okoljskega vpliva rabe energije). Prvi dve komponenti investicije vplivata prek VXY0 na potrebe stavbe po doda-ni toploti za ogrevanje prostorov Y0 (lokalni vidik obratovanja stavbe). Tretja investicijska komponenta pa se glede na tehnološke vidike URE in OVE pri ge-neraciji toplote odraža z VXZ0 skozi okoljski vpliv obratovanja novogradnje na okolje Z0 (globalni vidik obratovanja stavbe).

potreba po toploti za obratovanje stavbe (Y)

vidik okoljskega obremenjevanja (Z)

investiranje v stavbo (X)

generacija toplote (XGT)

toplotni ovoj stavbe (XTO)

prezračevanje prostorov (XPP)

Z0

Y0

XGT0 XTO0 XPP0

VXY0

VXZ0

Slika 6.11: Prikaz vplivov investiranja v URE in OVE na toplotne potrebe in okoljske vidike za energijsko manj učinkovito stavbo



V Z O R

E C

učinkovitosti ∆Y1 na račun dodatnih vlaganj v ukrepe za URE, za ∆XTO1+ ∆XPP1, je običajno manjše. Povzamemo lahko, da ima pri energijsko učinkoviti stavbi zmanjšanje osnovnih vlaganj v URE večji negativ-ni učinek na njeno energijsko učinkovitost, kot bi ga imelo povečanje vlaganj v isti vrednosti na poviševanje njene energijske učinkovitosti. Ob isti absolutni vrednosti odvzetih ali dodanih finančnih sredstev je običajno povzročena škoda na energijski učinkovitosti stavbe večja od siceršnje možne koristi.

– Analize učinkov različnih sistemov za generacijo toplote vodijo v oceno velikosti VXZ1, ki je običajno manjša od VXZ2. Pri energijsko učinkoviti stavbi so dodatna vlaganja v generacijo toplote ∆XGT1 navzgor omejena ter se običajno osredotočajo le na manjše izboljšave sistema v smislu po-viševanja njegove energijske učinkovitosti ali nekoliko večjega vključe-vanja deleža OVE pri energijski oskrbi. Zato je dodatni okoljski učinek ∆Z1 teh vlaganj relativno majhen. Ob večjih finančnih vlaganjih ∆XGT2 je možna konceptualna sprememba sistema generacije toplote za stav-bo, ki temelji na izključni rabi OVE, zato je v tem primeru sprememba ∆Z2 nesorazmerno višja. Povzamemo lahko, da imajo dodatna vlaganja v izboljšave, na enakih sistemih za generacijo toplote, manjši okoljski učinek kot vlaganja v konceptualne spremembe sistemov za generacijo toplote. Ob dodatnih vlaganjih v izboljšave sistemov je treba vedno pre-učiti tudi možnosti in učinke konceptualnih sprememb sistemov, saj imajo kvalitativne izboljšave prednost pred kvantitativnimi.

XGT0 + XGT2

XTO0 - XTO2 XPP=0

Y0 + Y2

Z0 - Z2 X

Z

Y

VXY2

VXZ2

Slika 6.13: Prikaz vpliva povečanega investiranja v OVE na toplotne potrebe in okoljske vidike, za energijsko najmanj učinkovito stavbo

Razmerja v odnosih X, Y in Z, ki jih povzročata t. i. vzvoda VXY in VXZ, je na prikazanem modelu glede na kompleksnost spreminjanja vseh vključenih pa-rametrov težko natančneje opredeliti oziroma ovrednotiti. Na podlagi osnov-nih analiz, ki izhajajo iz trenutno razpoložljivih podatkov, lahko zaključimo naslednje:

▹ Velikost vzvoda, ki ga predstavlja vrednost faktorja VXY in VXZ, ni konstanta. Povezava X z Y in Z torej ni linearna, vprašljiva pa je tudi zveznost teh dveh funkcijskih odvisnosti. Vzroki za to so običajno tehnološki preskoki, ki se pojavljajo ob uvajanju in izboljševanju ukrepov za URE in OVE na stavbah.

– Pri povečevanju investiranja na toplotnem ovoju stavb ∆XTO rezulta-ti analiz kažejo na praviloma zvezno, vendar nelinearno spreminjanje energijske učinkovitosti ∆Y, ki je tipično v primerih toplotne izolacije sestavov ovoja stavbe ter pri zunanjem stavbnem pohištvu. Natančnejša funkcijska opredelitev povezave ni mogoča, saj se ob siceršnjih zveznih spremembah mestoma pojavljajo tudi preskoki, ki so posledica tehno-loških sprememb v uvedenih ukrepih za URE.

– Pri ukrepih na sistemu prezračevanja se povečevanje ∆XPP praviloma prav tako odraža na zveznem spreminjanju energijske učinkovitosti ∆Y. Tudi v tem primeru lahko pri funkcijski povezanosti mestoma prihaja do večjih odstopanj, ki jih povzroča uvajanje tehnoloških sprememb na tem področju ukrepov URE.

– Uvajanje različnih sistemov za URE in OVE na strani generacije toplote je razlog, da funkcijske povezave med ∆XGT in ∆Z ni mogoče jasno opre-deliti. Zagotovo pa je zaradi različnih tehnoloških rešitev narava te od-visnosti nezveznega značaja.

▹ Vrednost ter funkcijska odvisnost VXY0 ni enaka VXY1 in VXY2, saj pripada-jo različnim tehnološkim rešitvam. Vzroki so opisani v predhodni aline-ji. Vrednost in funkcijska odvisnost VXZ0 iz istega razloga ni enaka VXZ1 in VXZ2.

– Na podlagi predhodnih analiz lahko ocenimo, da je vrednost VXY1 obi-čajno manjša od VXY2. Z zmanjševanjem osnovnih vlaganj v ukrepe za URE, za ∆XTO2+ XPP0, se namreč energijska učinkovitost stavbe izrazi-to poslabša. Pri tem je ∆Y2 večja od ∆Y1. Dodatno povišanje energijske



V Z O R

E C

Pri energijsko učinkoviti stanovanjski stavbi želimo racionalnost izkazovati na več ravneh, zato so vpeljane različne ravni kriterijev. S pomočjo vrednosti različnih indikatorjev, ki so razvrščeni po ravneh kriterijev, vrednotimo širše vplive zasnov novih stavb:

▹ Izhodiščna, t.j. primarna raven vrednotenja se nanaša na energijsko učin-kovitost stavbe. Gre za vzročno raven, na kateri je uvrščen samo indikator rabe toplote za ogrevanje stavbe QNH/Au. Ta raven ocenjevanja je bila vpe-ljana že v preteklosti ter se je uporabljala za presojo zasnovanih novogra-denj (npr. zahteve zakonodaje za novogradnje) ter obratujočih stavb (npr. energetski pregledi stavb). Vidiki in interesi obeh udeleženih strani so na tej ravni enakovredni.

▹ Na sekundarni ravni vrednotenja stavb, ki jo lahko označimo kot posle-dično raven, se s štirimi indikatorji vrednotijo ključni vplivi stavbe na rabo primarne energije, emisije CO2, stroški in bivalno okolje. Gre za novo raven vrednotenja stavb, ki še ni vpeljana v prakso. Ker so interesi in prioritete obeh udeleženih strani v primeru teh štirih indikatorjev različni, so na tej ravni vidiki učinkovite zasnove stavbe lahko že popolnoma različni. Obe udeleženi strani si lahko posledično v postopku vrednotenja koncepta stav-be indikatorje različno ponderirata. Za uporabnika stavbe sta pri presoji večjega pomena bivalno ugodje in stroški. Z nacionalnega vidika pa imata večjo težo raba primarne energije in emisije CO2.

▹ Terciarna raven vrednotenja zasnov novih stavb se nanaša na vrednotenje inženirskih ukrepov različnih strok, s katerimi se zagotavljajo zahteve s primarne in sekundarne ravni. Na tej ravni je treba z optimiranjem različ-nih indikatorjev arhitekturne, gradbene in energetske zasnove interdisci-plinarno uskladiti in izpolniti različne vidike učinkovitosti, kot so izposta-vljeni s strani uporabnikov in države. Zahteve te ravni se torej presojajo in-terno, zgolj na ravni udeleženih strok. To raven internega vrednotenja zato še ni treba vključevati v procese celovitega vrednotenja stavb, saj posredno presojamo le rezultate doseženih ukrepov skozi učinke na predhodnih dveh ravneh. Na tej ravni lahko postopki internega presojanja zasnov potekajo z uporabo nove metode enostavnega ocenjevanja energijske učinkovitosti stavb s ključnimi kvalitativnimi parametri. Enako velja za vključevanje ugotovitev, ki so posledica uporabe novega mehanizma soodvisnosti inve-stiranja, energijske učinkovitosti in okoljskega obremenjevanja. V proces pa je treba vzporedno vključiti tudi ugotovitve ostalih delov, ki so povezane z vplivi tehnologij gradnje in energetskimi sistemi.

Za celovito vrednotenje racionalnosti novogradenj je predlagana obravnava učinkov projektnih zasnov stavb s pomočjo izbranih petih indikatorjev, v po-dročju vrednosti med 0 % in 100 %, kot so prikazani na prvi in drugi ravni kriterijev. S petimi izbranimi indikatorji se lahko vrednotijo vplivi zasnove stavbe na:

▹ doseženo energijsko učinkovitost: nižja vrednost indikatorja QNH/Au izka-zuje višjo energijsko učinkovitost zasnove,

▹ rabo primarne energije za gradnjo stavbe in generacijo toplote v obratova-nju: nižja vrednost indikatorja PECn.r. pri tem pomeni manjše okoljsko obre-menjevanje ter s tem višjo okoljsko učinkovitost zasnove,

▹ generirane emisije CO2 v fazi gradnje ter pri generaciji toplote v obratovanju:

7. Celovito vrednotenje učinkovitih novogradenj

Predhodno obravnavane vsebine so podlaga za izbor ključnih para-metrov, ki se lahko uporabijo za nove načine celovitejšega vrednotenja energijsko učinkovitih novogradenj. V zadnjem vsebinskem poglavju je prikazan način za celovito vrednotenje novih stavb s petimi ključ-

nimi indikatorji. Gre za novi način enostavnega vrednotenja, t.j. novo meto-do, ki upošteva sistemsko hierarhijo ključnih indikatorjev. Na primerih stavb pridobljeni rezultati vrednotenja po novi metodi omogočajo širši vpogled na posledice različnih konceptov za nove stavbe.

Ključni indikatorji, hierarhija in ponderiranjeZahteve po višji energijski učinkovitosti stavb so splošno sprejete, tako z na-cionalnega vidika kot tudi z vidika posameznikov, ki so lahko lastniki in/ali uporabniki stavb. Zahteve po višji učinkovitosti stavb v obratovanju vplivajo na različne koncepte in projektne rešitve za nove stavbe. Posledice teh projek-tnih odločitev se v obratovanju stavbe odražajo ne samo na manjši rabi kori-stne energije za ogrevanje prostorov, temveč tudi na rabi primarne energije, na generiranih emisijah CO2, na stroških za energente ter seveda posredno tudi na vzpostavljenem bivalnem okolju. Zahteve po energijski učinkovito-sti stavbe se posledično odražajo, t.j. preslikajo na vrednostih na vseh štirih glavnih indikatorjih obratovanja stavbe (slika 7.1), ki so relevantni s širšega nacionalnega vidika ter z vidika uporabnika stavbe. Projektne odločitve seve-da zaznamujejo tudi fazo gradnje stavbe. V njej so vplivi zahtev po energijski učinkovitosti stavbe vidni na treh indikatorjih: na v komponente stavbe vgra-jeni primarni energiji in generiranih emisijah CO2 ter na stroških gradnje. Pri celovitem vrednotenju vplivov stavbe vrednosti za indikatorje ne obravnava-mo ločeno, za različne faze življenjskega cikla, temveč kumulativno, kar po-večuje preglednost obravnave.

M. Praznik, 2014: Kvalitativni parametri za energijsko učinkovite enodružinske hiše. 127 Doktorska disertacija. UL, FA, Ljubljana

7. CELOVITO VREDNOTENJE UČINKOVITIH NOVOGRADENJ Predhodno obravnavane vsebine so podlaga za izbor ključnih parametrov, ki se lahko uporabijo za nove načine celovitejšega vrednotenja energijsko učinkovitih novogradenj. V zadnjem vsebinskem poglavju je prikazan način za celovito vrednotenje novih stavb s petimi ključnimi indikatorji. Gre za novi način enostavnega vrednotenja t.j. novo metodo, ki upošteva sistemsko hierarhijo ključnih indikatorjev, ter je kot takšen izviren prispevek znanosti te disertacije. Na primerih stavb pridobljeni rezultati vrednotenja po novi metodi omogočajo širši vpogled na posledice različnih konceptov za nove stavbe.

7.1. KLJUČNI INDIKATORJI, NIVOJSKA HIERARHIJA IN PONDERIRANJE Zahteve po višji energijski učinkovitosti stavb so splošno sprejete, tako z nacionalnega vidika kot tudi z vidika posameznikov, ki so lahko lastniki in/ali uporabnikom stavb. Zahteve po višji učinkovitosti stavb v obratovanju vplivajo na različne koncepte in projektne rešitve za nove stavbe. Posledice teh projektnih odločitev se v obratovanju stavbe odražajo ne samo na nižji rabi koristne energije za ogrevanje prostorov, temveč tudi na rabi primarne energije, na generiranih emisijah CO2, na stroških za energente ter seveda posredno tudi na vzpostavljenem bivalnem okolju. Zahteve po energijski učinkovitosti stavbe se posledično odražajo, t.j. preslikajo na vrednostih na vseh štirih glavnih indikatorjih obratovanja stavbe (Slika 7-1), ki so relevantni s širšega nacionalnega vidika ter z vidika uporabnika stavbe. Projektne odločitve seveda zaznamujejo tudi fazo gradnje stavbe. V njej so vplivi zahtev po energijski učinkovitosti stavbe vidni na treh indikatorjih: na v komponente stavbe vgrajeni primarni energiji in generiranih emisijah CO2 ter na stroških gradnje. Pri celovitem vrednotenju vplivov stavbe vrednosti za indikatorje ne obravnavamo ločeno, za različne faze življenjskega cikla, temveč kumulativno, kar povečuje preglednost obravnave.

Slika 7-1 Prikaz prvih dveh ravni zahtev oz. kriterijev za vrednotenje, s petimi ključnimi indikatorji

Pri energijsko učinkoviti stanovanjski stavbi želimo racionalnost izkazovati na več ravneh, zato so vpeljani različni nivoji kriterijev. S pomočjo vrednosti različnih indikatorjev, ki so razvrščeni po nivojih kriterijev, vrednotimo širše vplive zasnov novih stavb:

- Izhodiščna, t.j. primarna raven vrednotenja, se nanaša na energijsko učinkovitost stavbe. Gre za vzročno raven, na kateri je uvrščen samo indikator rabe toplote za ogrevanje stavbe QNH/Au. Ta raven ocenjevanja je bila vpeljana že v preteklosti ter se je uporabljala za presojo zasnovanih novogradenj (npr. zahteve zakonodaje za novogradnje) ter obratujočih stavb (npr. energetski pregledi stavb). Vidiki in Interesi obeh udeleženih strani so na tej ravni enakovredni.

- Na sekundarni ravni vrednotenja stavb, ki jo lahko označimo kot posledično raven, se s štirimi indikatorji vrednotijo ključni vplivi stavbe na rabo primarne energije, emisije CO2, stroške in bivalno okolje. Gre za novo raven vrednotenja stavb, ki še ni vpeljana v prakso. Ker so interesi in prioritete

emisije CO2

bivalno okolje

stroški

nacionalni vidik vplivov uporabniški vidiki vplivov

primarna raven kriterijev (vzroki): energijske zahteve

sekundarna raven kriterijev (posledice): okoljske, ekonomske in bivalne zahteve

terciarna raven kriterijev (ukrepi): arhitekturne, gradbene in energetske zahteve

arhitektura

gradbeništvo energetika

ostale stroke

inženirski vidiki vplivov

energijska učinkovitost t.j. raba toplote za ogrevanje stavbe

raba primarne energije

Slika 7.1: Prikaz prvih dveh ravni zahtev oz. kriterijev za vrednotenje, s petimi ključnimi indikatorji


Celovito vrednotenje učinkovitih novogradenj

V Z O R

E C

Primer rezultatov vrednotenja stavb s ključnimi indikatorjiPrimer celovitega vrednotenja stavb s pomočjo petih indikatorjev je prikazan na primeru petih različno energetsko zasnovanih stavb, analiziranih predho-dno. Stavbe, ki imajo isto arhitekturno rešitev, dosegajo s tehnologijami na toplotnem ovoju in sistemu prezračevanja različno energijsko učinkovitost ter imajo različne sisteme generacije toplote.

0

50

100

150

200

250

300

350

0 500 1,000 1,500 2,000

stroškiobratovanja[€/m

2]

stroškigradnjeinposodobitev[€/m2]



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

0

50

100

150

200

250

300

350

0 500 1,000 1,500 2,000


2]




25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

0 1,000 2,000 3,000

rabaprimarneenergije

zaobratovanje[kWh/m

2]

rabaprimarneenergijezagradnjo

inposodobitve[kWh/m2]

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

0 1,000 2,000 3,000


zaobratovanje[kWh/m

2]

rabaprimarneenergijezagradnjo

inposodobitve[kWh/m2]

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 100 200 300

emisije CO

2 v obratovanju

[kgCO2eq/m

2]

emisije CO2 v gradnji in posodobitvah

[kgCO2eq/m2]






0

50

100

150

200

250

300

350

0 500 1,000 1,500 2,000


2]




25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

0

50

100

150

200

250

300

350

0 500 1,000 1,500 2,000


2]




25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzk

A

B C

Slika 7.3: Prikaz vrednosti za stroške (A), rabo primarne energije (B) in emisij CO2 (C) za pet variant (obdobje 60 let), s skupno legendo

Vrednosti, ki so osnova za izračun štirih indikatorjev (QNH/Au, PECn.r., GWP100 in Cost), so za pet variant zasnove stavb izračunane in prikazane predhodno (slika 6.10). Na tem mestu so vrednosti za stroške, rabo primarne energije in emisije CO2 prikazane še z vidika razmerja vlaganj (gradnja ter posodobitve) in obratovanja (slika 7.3). Vrednosti se indikatorjem dodelijo ob primerja-vi rezultatov petih različnih zasnov. Pri tem se najvišja vrednost (100 %) za indikatorje QNH/Au, PECn.r., GWP100 in Cost dodeli za varianto zasnove, ki ima najmanj ugoden kumulativni rezultat. Za ostale variante zasnove se vrednost indikatorja sorazmerno zniža, glede na odstopanje njihovih rezultatov od ma-ksimalne vrednosti v primerjalni skupini variant. Tako dodeljene vrednosti indikatorjem, ki so podlaga za nadaljnje vrednotenje, so primerjalno prikaza-ne za vseh pet primerih zasnov novogradnje (slika 7.4).

nižja vrednost indikatorja GWP100 pri tem pomeni manjše okoljsko obreme-njevanje ter s tem višjo okoljsko učinkovitost zasnove,

▹ stroški za izvedbo novogradnje ter stroški energentov za generacijo toplote v obratovanju stavbe: nižja vrednost indikatorja Cost (stroški) pri tem po-meni manjše stroškovno obremenjevanje lastnika in uporabnika stavbe ter s tem boljšo ekonomsko učinkovitost zasnove,

▹ posredni vplivi koncepta novogradnje na pojav neželenih razmer v zago-tavljanju bivalnega ugodja: nižja vrednost indikatorja LE (living enviro-nment = bivalno okolje) pri tem pomeni boljše bivalne razmere in s tem za uporabnike učinkovitejšo zasnovo.

20% 14% 14%

20% 29%14%

20%29%

14%

20%

14%

29%

20% 14%29%

ponderiranje,

enakeutežitve

ponderiranje,

nacionalnividik

ponderiranje,

uporabnik

0%

20%

40%

60%

80%

100%

bivalnougodje

stroški

emisijeCO2


energijskaučinkovitost20% 14% 14%

20% 29%14%

20%29%

14%

20%

14%

29%

20% 14%29%

ponderiranje,

enakeutežitve

ponderiranje,

nacionalnividik

ponderiranje,

uporabnik

0%

20%

40%

60%

80%

100%

bivalnougodje

stroški

emisijeCO2


energijskaučinkovitost

bivalno ugodje

stroški

emisije CO2

raba primarne energije

energijska učinkovitost20% 14% 14%

20% 29%14%

20%29%

14%

20%

14%

29%

20% 14%29%

ponderiranje,

enakeutežitve

ponderiranje,

nacionalnividik

ponderiranje,

uporabnik

0%

20%

40%

60%

80%

100%

bivalnougodje

stroški

emisijeCO2


energijskaučinkovitost20% 14% 14%

20% 29%14%

20%29%

14%

20%

14%

29%

20% 14%29%

ponderiranje,

enakeutežitve

ponderiranje,

nacionalnividik

ponderiranje,

uporabnik

0%

20%

40%

60%

80%

100%

bivalnougodje

stroški

emisijeCO2


energijskaučinkovitost

Slika 7.2: Prikaz učinka ponderiranja petih ključnih indikatorjev v vrednotenju stavbe

Neodvisni presojevalec lahko objektivno vrednoti novogradnjo ob enakomer-ni, t.j. enakovredni obtežitvi vseh petih indikatorjev. Prikazani pa sta tudi situaciji subjektivnega vrednotenja novogradnje, kot bi nastopala s širšega nacionalnega vidika ali s strani uporabnika stavbe. V prvem primeru bi tako lahko dodelili dvojno obtežbo indikatorjema rabe primarne energije in emisij CO2, ki sta najbolj relevantna z nacionalnega vidika. V drugem primeru pa bi dvojno obtežbo dodelili indikatorjema stroškov in bivalnega ugodja. Različna razmerja med indikatorji so primerjalno prikazana za objektivno vrednotenje ter obe obliki subjektivnega vrednotenja (slika 7.2).


Celovito vrednotenje učinkovitih novogradenj

V Z O R

E C

enako obtežitev. Pri dveh subjektivnih pristopih vrednotenja pa so indikator-jem podane različne obtežitve (slika 7.2) glede na različne vidike presojevalca.

Rezultati (slika 7.5) potrjujejo predpostavko, da ima ustrezno optimiran kon-cept za energijsko najbolj učinkovito novogradnjo (dve varianti za pasivno hišo) tudi najboljšo skupno oceno pri celovitem vrednotenju, ki vzporedno sovpa-da za objektivni in oba subjektivna načina ocenjevanja. Koncept za zelo dobro nizkoenergijsko hišo ima pri celovitem vrednotenju, po treh načinih ocenje-vanja, naslednjo, t.j. tretjo uvrstitev. Najslabši rezultat skupnega vrednotenja ima koncept energijsko manj učinkovite novogradnje, kjer se toplota generira pretežno s fosilnim gorivom. Celovito vrednotenje konceptov s tem nadalje potrjuje tudi dejstvo, da lahko tudi v primeru energijsko najmanj učinkovite novogradnje sprejemljivost koncepta izboljšamo z ustrezno korigiranimi nači-ni toplotne oskrbe, ki v celoti izhajajo iz uporabe obnovljivih virov energije.

85%

100%

78%

68%

58%

76%

100%

80%

73%

61%

93%

100%

77%

66%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk

10kWh/(m2a),TČzkponderiranje,uporabnikponderiranje,nacionalnividikponderiranje,enakeutežitve

85%

100%

78%

68%

58%

76%

100%

80%

73%

61%

93%

100%

77%

66%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk


85%

100%

78%

68%

58%

76%

100%

80%

73%

61%

93%

100%

77%

66%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk


85%

100%

78%

68%

58%

76%

100%

80%

73%

61%

93%

100%

77%

66%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%



25kWh/(m2a),TČzk

15kWh/(m2a),TČzk







Ponderiranje, uporabnik

ponderiranje, naciolnalni vidik

ponderiranje, enake utežitve

Slika 7.5: Prikaz vpliva povečanega investiranja v OVE na toplotne potrebe in okoljske vidike

Celovito vrednotenje v praksiZahteve za višjo energijsko učinkovitost enodružinskih hiš, kar se razume kot potrebo po toploti za ogrevanje prostorov, so temeljni in obenem že uvelja-vljeni kriterij za presojo zasnov novih stavb. Pojem učinkovite gradnje se po-stopoma širi tudi na druga področja vplivov stavb na okolje. Zahteve domače zakonodaje s področja energijsko učinkovite gradnje so v presoje novogradenj vključile tudi izpolnjevanje kriterijev glede rabe primarne energije in emisij CO2, posredno pa tudi osnovne kriterije za bivalno ugodje (slika 7.6).

Analize kažejo, da so te v praksi že uporabljene zahteve preveč parcialne ter ne dajejo realne ocene učinkovitosti zasnov. Trije navedeni kriteriji se nana-šajo izključno na obratovanje stavbe, zato je z vidika celovitejše presoje stav-be takšna ocena lahko tudi zavajajoča. Kriterij rabe primarne energije je treba razširiti tudi na vrednotenje dela življenjskega cikla stavbe, v katerem objekt zgradimo ter ga periodično posodabljamo oziroma vzdržujemo. Raba primar-ne energije lahko v npr. 60 letih obratovanja sodobne stavbe predstavlja vgra-jeni energiji enakovreden delež, kar potrjujejo tudi druge raziskave. Podobno velja tudi za širitev zahtev za obravnavanje emisij CO2, kjer pa je obratovalni delež večji (slika 6.10). Ekonomski kriterij, ki je z vidika lastnika in uporab-nika stavbe ključnega pomena, je običajno zgolj predmet sočasne projektne

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE


Qnh/Au Qnh/Au

PECn.r. PECn.r.

GWP100 GWP100

50 kWh/(m2a), KNLB+SSE 40 kWh/(m2a), KNZP+SSE

A B

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

15kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

15kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

10kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

10kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

25kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

25kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

15kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

15kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

25kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

25kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

10kWh/(m2a),TČzk

0%

20%

40%

60%

80%

100%Qnh/Au

PECn.r.

GWP100Cost

LE

10kWh/(m2a),TČzk

Qnh/Au

Qnh/Au

Qnh/Au

PECn.r.PECn.r.

GWP100GWP100




C

E

D

Slika 7.4: Prikaz dodeljenih vrednosti za pet ključnih indikatorjev, za pet variant zasnove novogradnje (A do E)

Za novo definiran indikator LE se vrednost dodeljuje glede na tri področja oce-njevanja. Za dosežene negativne vplive na toplotno ugodje v prostoru, ki je pred-vsem posledica toplotne zaščite ovoja, se dodeli vrednost med 0 % in 35 %, npr. 0 % pri varianti s toplotnim ovojem najvišje učinkovitosti ter 35 % pri varianti s še dopustno toplotno zaščito. Negativne vplive načrtovanega sistema ogrevanja na zagotavljanje temperaturnega ugodja se ocenjuje v istem velikostnem razre-du. Vrednost 0 % se dodeli za sistem z minimalnimi negativnimi vplivi, 35 % pa za sistem s še sprejemljivimi značilnostmi delovanja. Tretje področje se na-naša na negativne vplive načinov prezračevanja prostorov, ki se odražajo skozi zagotavljanje kakovosti zraka in s tem povezanega bivalnega ugodja. Vrednost 0 % se dodeli za način prezračevanja z minimalnimi negativnimi vplivi, 30 % pa za primer načinov s še sprejemljivimi vplivi na bivalno ugodje.

Celovito vrednotenje različnih variant zasnove lahko poteka na tri predhodno opisane načine. Pri objektivnem vrednotenju indikatorjev imajo v skupni oceni

M. Praznik, M. Zbašnik–SenegačnikTrajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš 192 – 193

7.Celovito vrednotenje učinkovitih novogradenj

V Z O R

E C

energijsko učinkovite stavbe v konici zimskega obdobja, ki so služili kot iz-hodišča za oblikovanje smernic in kriterijev za načrtovanje novih energijsko učinkovitih stavb. V poglavju Energijski, okoljski in ekonomski kazalci za na-črtovanje in obratovanje stavb so ugotovitve dinamičnega obratovanja stavb vsebinsko nadgrajene z analizo rezultatov meritev, t.j. obratovalnega monito-ringa. Predstavljeno je sovpadanje s ključnimi rezultati simulacij dinamičnega odzivanja stavb v konici ogrevalne sezone in značilnosti bivalne klime v prak-tičnem obratovanju. V poglavju z naslovom Celovito vrednotenje učinkovitih novogradenj je predstavljenih pet ključnih indikatorjev, ki se lahko uporabijo za celovitejše vrednotenje (QNH/Au, PECn.r., GWP100, Cost, LE). Primer celovite-ga vrednotenja je prikazan na primeru petih različno energijsko zasnovanih stavb, ki so bile predhodno analizirane. Dodana vrednost teoretičnim študi-jam o pasivni in zelo dobri nizkoenergijski stavbi je zadnje poglavje, v katerem avtorja predstavita energijsko učinkovite novogradnje, ki so v zadnjih letih nastale v Sloveniji. Predstavljene stavbe so grajene v različnih tehnologijah in stojijo v različnih klimatskih področjih. Izkušnje načrtovalcev, izvajalcev in uporabnikov stavb so pomemben vir informacij tako za bodoče investitor-je, kot tudi številne projektante. Na koncu monografije se na temo energijske učinkovitosti v stavbah s svojo ponudbo predstavljajo številna podjetja, kar je pomembno kot dokaz, da imamo tudi v Sloveniji znanje, komponente in izva-jalce in zato energijska učinkovitost stavb že nekaj let ni več le črka na papirju.

Monografija je napisana v razumljivem jeziku in zato zanimiva tako za stro-kovnjake kot za laike. Sicer pa v Sloveniji velja, da je prav investitor, čeprav ni strokovnjak, pomemben del načrtovalske ekipe, zato je pomembno vse znanje, ki ga dobi skozi neformalno izobraževanje s pomočjo strokovne lite-rature. Tekstovni del je bogato opremljen s slikovnim gradivom. Za strokov-njake je pomemben zahtevnejši del vsebine monografije, kjer je predstavljena enostavna metoda za hitro preliminarno ocenjevanje energijske učinkovitosti enodružinskih hiš s pomočjo ključnih kvalitativnih parametrov ter nov sistem za enostavno in celovito vrednotenje racionalnosti zasnov enodružinskih hiš s pomočjo petih indikatorjev. Avtorja sta identificirala mehanizem soodvisnosti investiranja v ukrepe URE in OVE, doseženo energijsko učinkovitost in okolj-sko obremenjevanje. Izdelala sta novo hierarhično razvrstitev kriterijev za zagotavljanje racionalnosti konceptov za energijsko učinkovito novogradnjo, s pripadajočimi vzročno-posledičnimi odnosi in načini zagotavljanja energij-ske, okoljske, ekonomske učinkovitosti in bivalne sprejemljivosti. Oblikovala sta kompendij znanj za načrtovanje racionalnih stavb z različnimi toplotnimi ovoji, in sicer s preverjenimi rešitvami, ki izhajajo iz analiz vplivov rabe ener-gije, vplivov na okolje in ekonomskih vplivov ter vključujejo različne sisteme prezračevanja in generacije toplote. Prispevala sta nove ugotovitve o dina-mičnem odzivanju in specifičnem obratovanju energijsko učinkovitih stavb v Sloveniji, s katerimi se omogoča boljše izkoriščanje razpoložljivih potencialov energijskih prihrankov ob višjem bivalnem ugodju.

Monografija Trajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš Mihe Praznika in Martine Zbašnik-Senegačnik prinaša nov, potreben in po-memben doprinos znanj, potrebnih pri načrtovanju in gradnji in jo toplo pri-poročam v branje.

11. RecenzijiIzr. prof. dr. Janez Kresal, u. d. i. a.Univerza v Ljubljani, Fakulteta za arhitekturo

Monografija Trajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružin-skih hiš avtorjev Mihe Praznika in Martine Zbašnik-Senegačnik je obširno delo, ki ga je slovenska strokovna javnost že nekaj časa potrebovala. Število pasivnih in zelo dobrih nizkoenergijskih hiš,

ki so bile zgrajene v zadnji letih, namreč kaže, da se poznavanje te problemati-ke in energijska osveščenost povečujeta tako med strokovno kot laično javno-stjo, potrebna pa je bila analiza, ki je potrdila, da tudi v Sloveniji veljajo smer-nice za načrtovanje in gradnjo stavb z optimalno energijsko učinkovitostjo.

V uvodnem delu monografije so predstavljeni kriteriji za trajnostno vrednote-nje energijsko učinkovitih stavb in življenjski ciklus stavb v luči rabe energi-je. Pasivna in zelo dobra nizkoenergijska hiša sta predstavljeni kot optimalni energijsko učinkoviti stavbi. V poglavju z naslovom Energijsko okoljski kazal-niki elementov toplotnega ovoja so stavbne komponente ocenjene glede na vgrajeno primarno energijo ter nekatere ključne okoljske parametre (PECn.r., GWP100, AP). Izdelana je primerjava karakterističnih vrednosti za nekatere konstrukcijske sklope zunanjega ovoja (stene, strehe, tla, okna). Izpostavljeni so parametri, ki na račun povečane energijske učinkovitosti zagotavljajo višje bivalno ugodje in so povezani s tehnologijo gradnje. Za ključne konstrukcij-ske sestave in zunanje stavbno pohištvo je ocenjena dodatna količina vgraje-ne energije in emisij CO2 za doseganje boljše toplotne zaščite ter pričakovana vračilna doba finančnih vlaganj v te ukrepe. V 3. poglavju, Oblikovanje kva-litativnih parametrov za energijsko učinkovite stavbe, so na vzorcu 106 ener-gijsko učinkovitih enodružinskih novogradenj analizirani energijski tokovi, značilnosti energijskih bilanc ter njihove ključne povezave z nekaterimi para-metri ter oceno njihovih vplivov na energijske tokove v stavbah analiziranega vzorca. Izdelana je metoda za ocenjevanje energijskih tokov s pomočjo ključ-nih kvalitativnih parametrov, s katero bo mogoče hitro preverjanje zasnove stavbe v začetni, idejni fazi načrtovanja, na dva načina: zahtevnejši pristop ocenjevanja energijskih tokov s parametri, ki zahtevajo več vhodnih podat-kov, daje rezultate z manjšim odstopanjem od realnih izračunov, enostavnejši pristop pa uporablja le osnovne kvalitativne parametre, vendar rezultati lahko bolj odstopajo od realnih računskih vrednosti. Oba načina poenostavljenega ocenjevanja energijskih tokov sta bila testirana na dveh vzorcih energijsko učinkovitih stavb. V poglavju z naslovom Značilnosti dinamičnega odzivanja učinkovitih stavb so bili analizirani vplivi tehnologije zidane in lesene gra-dnje ter značilnih načinov ogrevanja prostorov na letne potrebe po toploti za ogrevanje stavbe. V poglavju z naslovom Energijsko učinkovite novogradnje v obratovanju, so predstavljene meritve na dveh stanovanjskih stavbah v okolici Ljubljane. Vključevale so spremljanje mikroklime v stavbi ter okolici in delo-vanje kompaktne naprave. Na ta način so bili pridobljeni podatki o obnašanju


Recenziji

V Z O R

E C

Večina današnjih zahtev za energijsko učinkovitost se nanaša izključno na energijo v fazi uporabe stavbe. Pri tem se zapostavlja analiza rabljene energije v vseh ostalih fazah življenjskega ciklusa.

Za gradnjo stavb se uporabljajo različni materiali in ti imajo specifične ener-gijske zahteve ter z njimi povezan vpliv na okolje. Industrija gradbenih mate-rialov je tako občuten porabnik energije in povzročitelj emisij CO2 in ostalega onesnaževanja okolja.

Za obratovanje stavbe rabljena energija predstavlja dominantni del v sku-pni rabi energije, ki je sicer vezana na vse faze življenjskega ciklusa stavbe. Povečevanje energijske učinkovitosti tako predpostavlja tudi povečevanje ko-ličine uporabljenih materialov in proizvodov, ki doprinašajo k povečevanju rabe energije v industriji gradbenega materiala in opreme. Takšna odvisnost lahko vodi v situacijo, v kateri zmanjšana potreba po energiji v obratovanju stavbe ne doprinese nujno tudi k zmanjšanju skupne količine rabljene primar-ne energije v celotnem življenjskem ciklusu.

Analiza izbranih tehnologij gradnje in sestavov toplotnega ovoja stavbe ter z njimi povzročeni vplivi na okolje za doseganje višje energijske učinkovitosti so podrobno obdelani v prvem delu te knjige.

V drugem delu knjige avtorja na podlagi dolgoletnih bogatih izkušenj na po-dročju projektiranja energijsko učinkovitih stavb obdelujeta temo načrtovanja in izbora kvalitativnih parametrov za energijsko visokoučinkovite stavbe, na podlagi analize zgrajenih stavb.

Projektiranje energijsko visokoučinkovite stavbe je interdisciplinarno delo, pri katerem so neizbežno povezane arhitekturne rešitve za toplotni ovoj stavbe in rešitve za strojne instalacije. Vpliv teh projektantskih rešitev na končni rezultat se preverja v vseh fazah načrtovanja. Za arhitekte je pri tem posebno pomembno poznavanje ključnih pravil, ki vodijo v projektne rešitve za energijsko učinkovite in ekonomsko racionalne hiše. Preverjanje energijske učinkovitosti stavb se iz-vaja na različnih modelih, ob uporabi različnih parametrov, ki vplivajo na ener-gijsko učinkovitost stavb. Pri analizi je treba določiti, kateri parametri so ključni ter kako se lahko na najbolj učinkovit način usmerijo v projektne rešitve.

Avtorja v knjigi prikazujeta rezultate analiz, ki so izdelane na vzorcu več kot sto slovenskih energijsko učinkovitih hiš. Analiza vpliva posameznih parame-trov na rezultat in doseženo energijsko učinkovitost, kot tudi medsebojna po-vezanost posameznih parametrov, sta omogočila prikaz optimizacije rešitev za doseganje energijsko učinkovitih družinskih hiš.

V knjigi so prikazani tudi rezultati izvedenih meritev na dveh energijsko učin-kovitih stanovanjskih stavbah. Z dobljenimi rezultati analiz in predhodno obdelanimi parametri, ki vplivajo na energijsko učinkovitost, so oblikovane ključne smernice za posamične segmente energetskega koncepta učinkovitih hiš ter za določitev sistema strojnih instalacij.

Doc. dr. Zoran Veršić, dipl. inž. arh.Fakulteta za arhitekturo, Univerza v Zagrebu

Varčevanje z energijo je v zadnjih dveh desetletjih prioritetna zahteva v vseh segmentih njene rabe. Osnovni cilj varčevanja z ener-gijo, še posebej pa z energijo iz neobnovljivih virov, ni samo manjša poraba zaradi zavedanja o omejenosti njenih izvorov, temveč tudi

zaščita okolja. Poraba in pretvorba neobnovljivih virov energije rezultira tudi v emisijah CO2 ter drugih škodljivih in nevarnih snoveh v okolju, kar povzroči niz sprememb v okolju, klimi in življenju na Zemlji.

Po podatkih Evropske unije predstavlja povprečna poraba energije v zgradbah več kot eno tretjino skupne porabe energije. Zaradi tega je postalo omejevanje rabe energije v stavbah predmet niza regulativ Evropske unije in zakonov v državah članicah.

Zmanjševanje stroška za energijo v stavbah se dosega s povišanjem energijske učinkovitosti, ki predpostavlja manjšo rabo energije za ogrevanje in hlajenje prostorov, prezračevanje, pripravo tople sanitarne vode in razsvetljavo, ob ne-zmanjšani ravni bivalnega udobja.

Z upoštevanjem navedenih zahtev so postale energijsko visokoučinkovite hiše standard gradnje. Minimalne zahteve po energijski učinkovitosti stavb so defi-nirane v predpisih. Stopnjo dejansko pričakovane višje energijske učinkovito-sti definirajo zahteve investitorjev, ki so spoznali kakovost življenja in bivanja v prostorih energijsko učinkovitih stavb ter se obenem zavedajo ogroženosti okolja zaradi neracionalne rabe energije.

Prve rešitve za povečevanje energijske učinkovitosti stavb so bile usmerjene v izboljšave toplotne zaščite stavbnega ovoja, tipično s povečevanjem debeline toplotno izolacijskih materialov, ter oken in vrat z boljšo toplotno izolativno-stjo. Naslednja stopnja je predpostavljala zrakotesno izvedbo toplotnega ovoja ter zmanjševanje toplotnih mostov v njem. Po teh arhitekturnih in gradbenih ukrepih za zvišanje energijske učinkovitosti stavb se je pozornost usmeri-la na zvišanje učinkovitosti sistemov za ogrevanje in ohlajevanje prostorov, na zmanjševanje toplotnih izgub prezračevanja ogrevanih prostorov, kjer se vgrajujejo sistemi za mehansko prezračevanje z učinkovitim vračanjem toplo-te, ter na energijske prihranke pri pripravi tople sanitarne vode in razsvetljavi. Vsi našteti ukrepi so pripomogli k zvišanju energijske učinkovitosti oziroma k zmanjševanju rabe energije, potrebne za obratovanje stavb.

Vendar pa strošek za energijo ni povezan samo z rabo energije za vsakodnev-no obratovanje stavbe. Življenjska doba stavbe predstavlja več ključnih faz, od nastanka, uporabe, pa vse do razgradnje stavbe. Raba energije za stavbo se tako prične že z izkoriščanjem in predelavo surovin za gradbene materiale, s transportom materialov in vgradnjo v stavbo, največja je v fazi uporabe in vzdrževanja stavbe, nato pa se v prihodnosti zaključi z njeno razgradnjo in od-stranitvijo vgrajenih materialov.


Recenziji

V Z O R

E C

V knjigi se nahajajo prikazi petindvajsetih pasivnih in zelo dobrih nizkoener-gijskih hiš, zgrajenih v Sloveniji, z osnovnimi podatki o hišah, energetskih karakteristikah, tehnologiji gradnje, uporabljenih materialih, vgrajenih siste-mih za ogrevanje in prezračevanje, grafičnimi prikazi in drugimi posebnostmi vsake posamične stavbe.

Knjiga Trajnostna zasnova energijsko učinkovitih enodružinskih hiš avtorjev dr. Mihe Praznika in izr. prof. dr. Martine Zbašnik-Senegačnik je kakovostno strukturirana in pisana na jasen in razumljiv način, pri čemer je predstavi-tev vsebin pojasnjena s številnimi slikovnimi primeri in diagrami. V knjigi je na zelo natančen in sistematičen način prikazan novi pristop v načrtovanju in izgradnji energijsko učinkovitih stavb, s poudarkom na družinskih hišah. Obdelane teme predstavljajo temelje za nove postopke načrtovanja energijsko visokoučinkovitih stavb, ki upoštevajo številne parametre in indikatorje za ce-lovito oceno energijske učinkovitosti.

Knjigo s takšnimi vsebinami sta lahko pripravila samo avtorja z bogatimi izku-šnjami na področju dela in načrtovanja energijsko učinkovitih stavb. Avtorja se s svojim poklicnim delom nadgrajujeta v skupnem cilju in dokazovanju ne-izbežne povezanosti arhitekture in energetskih sistemov v reševanju zahtev za energijsko visokoučinkovite stavbe. Znanstveno in strokovno delo avtorjev je tudi do sedaj rezultiralo v nizu opaznih del in projektov s tega področja, ki so odstopali od standardnih rešitev. Knjiga je namenjena strokovnjakom in znanstvenikom s področja energijske učinkovitosti v stavbah. Predstavlja nad-gradnjo do sedaj pridobljenih znanj o energijsko učinkovitih stavbah, temelje za nadaljnje delo in je v veliko pomoč na področju analiziranja in načrtovanja novih energijsko visokoučinkovitih stavb.


Recenziji

V Z O R

E C

· created date: 3/6/2016 2:49:13 pm

Documents