ENERGY CONSUMPTION IN BELGRADE RESIDENTIAL STOCKENERGY CONSUMPTION IN BELGRADE RESIDENTIAL STOCKP t 1 M d li d i l ti f b ildi d h fP t 1 M d li d i l ti f b ildi d h fPart 1: Modeling and simulation of buildings and houses from Part 1: Modeling and simulation of buildings and houses from

representative samplerepresentative sample

O. Ećim-Đurić***, M. Kavgić**, V. Turanjanin*, B. Vučićević*, Ž. Stevanović* and M. Jovanović*

ENERGY CONSUMPTION IN BELGRADE HOUSEHOLDS SECTORENERGY CONSUMPTION IN BELGRADE HOUSEHOLDS SECTORPart 2: Possibilty of energy efficiency increasingPart 2: Possibilty of energy efficiency increasing

V Turanjanin* M Kavgić** O Ećim Đurić*** B Vučićević*V. Turanjanin*, M. Kavgić**, O. Ećim-Đurić***, B. Vučićević*, M. Jovanović* i V. Spasojević*

Institute of Nuclear Sciences VINČA, Laboratory for Thermal Engineering and Energy, PO Box 522, 11001 Belgrade*gy g

„Partner Inženjering“, Belgrade, Ilije Garašanina 26 – 28, 11000 Belgrade**University of Belgrade, Faculty of Agriculture, Nemanjina 6, 11080 Belgrade ***

Radovi su rezultati projekta TR18004A:Radovi su rezultati projekta TR18004A: "Modelovanje i numerička simulacija energetskih karakteristika objekata reprezentativnog uzorka stambenog fonda p g gBeograda " , finansiranog od strane Ministarstva za nauku i tehnologijuMinistarstva za nauku i tehnologiju Republike Srbije

Globalno zagrevanjeGlobalno zagrevanjeGlobalno zagrevanjeGlobalno zagrevanjeIPCC IPCC -- Intergovernmental Panel Global warming Intergovernmental Panel Global warming

Climate ChangeClimate ChangeNi k bi d š ji Ni k bi d š ji Nivo okeana bi po sadašnjim procenama mogao Nivo okeana bi po sadašnjim procenama mogao

porasti i za nekoliko metara do porasti i za nekoliko metara do 21021000

Topli talas u Evropi 2003. godineTopli talas u Evropi 2003. godine

Rekordne temperature u avgustu 2003. godine u Evropi Rekordne temperature u avgustu 2003. godine u Evropi odnele su skoro odnele su skoro 35.000 35.000 ljudiljudi. .

Samo u Francuskoj, Samo u Francuskoj, 14.802 14.802 umrlo je od visokih umrlo je od visokih umrlo je od visokih umrlo je od visokih temperatura, što jetemperatura, što je 19 19 puta puta više života od epidemijeviše života od epidemiješe ota od ep de ješe ota od ep de jeSARSSARS--a. Temperatura je a. Temperatura je prelazila preko prelazila preko 40 40 °°C, C, a topli a topli

ččtalas trajao je neuobičajeno talas trajao je neuobičajeno dugo, preko dve nedeljedugo, preko dve nedelje. .

PotrebnoPotrebnoEnergetska efikasnost, čista energija i tehnologije koje Energetska efikasnost, čista energija i tehnologije koje smanj j emito anje agađi ača i p e ađ j otpadsmanj j emito anje agađi ača i p e ađ j otpadsmanjuju emitovanje zagađivača i prerađuju otpad.smanjuju emitovanje zagađivača i prerađuju otpad.

NasuprotNasuprotTrenutnog iscrpljivanja postojećih prirodnih resursa, fosilnih Trenutnog iscrpljivanja postojećih prirodnih resursa, fosilnih goriva i “neharmoničnog” tehničkogoriva i “neharmoničnog” tehničko--tehnološkog razvojatehnološkog razvoja..

**neke tehnologije su razvojene isključivo za svrhu neke tehnologije su razvojene isključivo za svrhu dobiti,bez obrzira na uticaj na životnu sredinu i efekte koje dobiti,bez obrzira na uticaj na životnu sredinu i efekte koje j jj jmogu imati na ljudsko zdravljemogu imati na ljudsko zdravlje

LJUDI

Kompleksni sistemi pzahtevaju uzimanje u obzir dinamičkih

iljGRADNJA OPREMA

veza u cilju kompleksnog ponašanja zgrade

DINAMICKAINTERAKCIJA

ponašanja zgrade.

Optimizacija zgrade kao sistema u celini

ij i t št iKGH SISTEMI OKOLINA

nije isto što i optimizacija podsistema ilipodsistema ili komponenata.

Struktura stambenog fonda Beograda:Struktura stambenog fonda Beograda:g gg g

• centar grada – kuće i zgrade izgrađene pre II svetskog rata

• noviji delovi grada – blokovi zgrada igrađeni od betonskih blokovaigrađeni od betonskih blokova

Stambeni fond Beograda prema godini izgradnjeStambeni fond Beograda prema godini izgradnje

2Godina izgradnje

Površina [m2]

Zgrade Kuće

do 1945. 37732191946. – 1970. 5066702 54267181971. – 1980. 4972901 38132151981 – 1990 4083710 33694431981. 1990. 4083710 33694431990. – 2006. 3567598 3567598

Σ 37641104Σ 37641104

Tipovi grejanja:p g j j

• daljinsko grejanje – pokriva najviše zgrade u novijim delovima grada

grejanje na gas karakteristično za kuće• grejanje na gas - karakteristično za kuće

• grejanje na električnu energiju – pristuno i ugrejanje na električnu energiju pristuno i u kućama i u zgradama

• grejanje na čvrsti ogrev – karakteristično za starije kućestarije kuće

Karakteristike simuliranih modela

Godina Ti bj kt Ti j j Ti d / b j t TiPovršina

bj ktizgradnje Tip objekta Tip grejanja Tip zgrade/ broj spratova Tip prozora objekta(m²)

1962 Zgrada Daljinsko grejanje 6 Dupli drveni(2,7 W/m2K) 1210( )

1980 Zgrada Daljinsko grejanje 20 Dupli drveni(2,7 W/m2K) 4998

1981 Zgrada Daljinsko grejanje 18 Dupli drveni 45801981 Zgrada Daljinsko grejanje 18 (2,7 W/m2K) 4580

2006 Zgrada Podno grejanje,prirodni gas 4 PVC

(2,83 W/m2K) 1180

D li d i1960 Kuća Električna energija prizemlje Dupli drveni(2,7 W/m2K) 102

1975 Kuća Podno grejanje, električna energija 2 Dupli drveni

(2,7 W/m2K) 124g j ( , )

1989 Kuća Daljinsko grejanje 2 Dupli drveni(2,7 W/m2K) 245

2000 Kuća Daljinsko grejanje 2 Dupli drveni 4502000 Kuća Daljinsko grejanje 2 (1,72 W/m2K) 450

Parametri uzeti u analizi:Parametri uzeti u analizi:

• omotač zgrade

• tipovi prozora i vrata

• struktura krova

Modeli:Modeli:Model 0Model 0 – osnovni model, objekat u trenutnom stanju, prozori sa lošim koeficijentom prolaza toplote (1.72 – 2.83 W/m2K)

Model 1Model 1 – poboljšanje zamenom prozora sa malim koeficijentom prolaza toplote (1.5 W/m2K)

Model 2Model 2 – poboljšanje postavljanjem izolacije URSA SF35 debljine 5cm na spoljašnjim zidovima i krovu

Model 3Model 3 – poboljšanje postavljanjem izolacije URSA SF debljine 10cm na spoljašnjim zidovima i krovu

Model 4Model 4 - poboljšanje postavljanjem izolacije URSA SF debljine 10cm na spoljašnjim zidovima i krovu i zamenom j p j jprozora sa malim koeficijentom prolaza toplote (1.5 W/m2K)

Koeficijent prelaza toplote na spoljašnjim

smvvv 2250 >

j p p p j jpovršinama

smvvsmvvv

l

l

250225.0

<=>=

Strana izložena vetrusmvvl 25.0 <

vv 5030 += Strana u zavetrinivvl 5.03.0 += Strana u zavetrini

lv6.55.3 +=α lsp v6.55.3 +α

Koeficijent prelaza toplote na unutrašnjim j p p jpovršinama

[ ]m

mmpT

1

⎥⎤

⎢⎡ ⎤⎡ ⎞⎛ Δ ( )[ ]mqTb

dTa

⎥⎥

⎦⎢⎢

⎣Δ+

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Δ=α

⎦⎣ ⎥⎦⎢⎣ ⎠⎝

Površina a b p Q m

Vetikalna 1.5 1.23 1/4 1/3 6

Horizontalna 1.4 3.63 1/4 1/3 6

22

20

] calculated

16

18

erat

ure

[ºC

]

measured

12

14

Tem

pe

10

700 720 740 760 780 800 820 840 860

Hour [h]

Merene i računate temperature u dnevnoj sobi zgrade za nekoliko dana zimi

22

23

24

calculated

measured

20

21

22

ratu

re [º

C] measured

18

19

Tem

per

16

17

700 720 740 760 780 800 820 840 860

Hour [h]

Merene i računate temperature u spavaćoj sobi zgrade za nekoliko dana zimi

24.0

20 0

22.0

ure

[ºC

]

18 0

20.0

Tem

pera

tu

calculated

measured

16.0

18.0

16.0

700 720 740 760 780 800 820 840 860

Hour [h]

Merene i računate temperature u dnevnoj sobi kuće za nekoliko dana zimi

20 020.0

18.0

erat

ure

[ºC

]

16.0

Tem

pe

calculated

measured

14.0

700 720 740 760 780 800 820 840 860

Hout [h]

Merene i računate temperature u spavaćoj sobi kuće za nekoliko dana zimi

Potrošnja energije po m2 u simuliranim objektima za različite modele

Heating consumption per square meter (kWh/m2)Heating consumption per square meter (kWh/m2)Potrošnja energije (kWh/m2)

različite modele

Current state Model

Multi apartment 0 1 2 3 4

Current state Model

Multi apartment 0 1 2 3 4

Potrošnja energije (kWh/m )Trenutno Model

Zgrade 0 1 2 3 4pbuildings 0 1 2 3 4

1962 149 86 107 98 35

1980 122 110 49 38 24

pbuildings 0 1 2 3 4

1962 149 86 107 98 35

1980 122 110 49 38 24

Zgrade 0 1 2 3 41962 149 86 107 98 351980 122 110 49 38 241981 147 92 108 103 65

2006 67 / 56 54 43

Single family houses

1981 147 92 108 103 65

2006 67 / 56 54 43

Single family houses

1980 122 110 49 38 241981 147 92 108 103 652006 67 / 56 54 43

1960 204 127 144 133 120

1975 169 121 121 109 59

1989 141 94 111 102 54

1960 204 127 144 133 120

1975 169 121 121 109 59

1989 141 94 111 102 54

2006 67 / 56 54 43Kuće

1989 141 94 111 102 54

2000 110 87 / 83 82

1989 141 94 111 102 54

2000 110 87 / 83 821960 204 127 144 133 1201975 169 121 121 109 591989 141 94 111 102 542000 110 87 / 83 82

200Year of built

160h/

m2 )

Year of built 1962 19801981

120

ion

(kW

h 1981 2006

80

onsu

mpt

i

40

eatin

g co

0 1 2 3 40

He

Model

Potrošnja energije po m2 u zgradama za različite modelePotrošnja energije po m2 u zgradama za različite modele

240 Year of built

200

Wh/

m2 ) 1960 1975 1989

120

160pt

ion

(kW 2000

80

g co

nsum

0

40

Hea

ting

0 1 2 3 40

Model

Potrošnja energije po m2 u kućama za različite modelePotrošnja energije po m2 u kućama za različite modele

Smanjenje potrošnje energije u simuliranim objektima za različite modele

Ušteda (%)

za različite modele

ModelZgrade 1 2 3 41962 42.2 28 34.1 76.61980 10 59.6 68.5 80.61981 37.6 26.4 29.6 55.92006 / 15.2 19.6 35.4Kuće 1 2 3 41960 37.8 29.6 35 40.91960 37.8 29.6 35 40.91975 28.7 28.9 35.8 65.11989 33 4 21 3 28 61 41989 33.4 21.3 28 61.42000 21 / 24.3 25.2

100Year of built

80 1962 19801981

60

s (%

)

1981 2006

40

Savi

ngs

20

1 2 3 40

Model

Smanjenje potrošnje energije u zgradama za različite modele

80

Year of built

60

Year of built 1960 19751989

40gs (%

)1989 2000

20

Savi

ng

20

1 2 3 40

Model

Smanjenje potrošnje energije u kućama za različiteSmanjenje potrošnje energije u kućama za različite modele