19
1 Vsebina Bivalno ugodje v stavbah Raba energije v stavbah Kako zmanjšamo rabo energije v stavbah ? Nizko-energijske in pasivne stavbe Predavanje # 8 Varčna raba energije v stavbah Energija in okolje #8 prof. Sašo Medved Sonaravna bivališča Ljudje so svoja bivališča nekoč prilagajali okolju in jih gradili iz naravnih, lokalno dostopnih snovi. Glavni namen nekoč: zaščita pred naravnim okoljem

Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

1

Vsebina

Bivalno ugodje v stavbah

Raba energije v stavbah

Kako zmanjšamo rabo energije v stavbah ?

Nizko-energijske in pasivne stavbe

Predavanje # 8

Varčna raba energije v stavbah

Energija in okolje

#8 prof. Sašo Medved Sonaravna bivališča

Ljudje so svoja bivališča nekočprilagajali okolju in jih gradili iz naravnih, lokalno dostopnih snovi.

Glavni namen nekoč: zaščita pred naravnim okoljem

Page 2: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

2

#8 prof. Sašo Medved Sonaravne stavbe

Danes uporabljamo za tak način gradnje “učen” izraz bioklimatske stavbe !

upoštevamo lokalno podnebje

izkoriščamo obnovljive naravne vire in energijo (toploto in hlad) okolice

gradimo jih iz lokalno dostopnih naravnih materialov (smreka:tropski les)

Glavni namen nekoč: zaščita pred naravnim okoljem

Glavni namen danes: zdravo, prijetno, storilno in varno notranje okolje v stavbah

Sodobne stavbe so bistveno bolj odvisne od delovanja tehnoloških stavbnih sistemov, toda principi bioklimatskega načrtovanja morajo biti vključeni v

proces načrtovanja stavb.

Naloga načrtovalcev stavb – torej tudi naše stroke je:

Zgraditi stavbo z najboljšo možno kakovostjo bivanja ob čim manjši rabi energije in vplivih na okolje. .. in to ni enostavna naloga …

#8 prof. Sašo Medved Sonaravne stavbe = energijsko varčne stavbe

Page 3: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

3

široka

raba

stavbe

promet

industrija

ostalo

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Berlin

Bolog

na

Bruss

els

Copen

hage

n

Hanov

er

Helsink

i

Lond

on

En

d-u

se

of

en

erg

y (

%)

Domestic Commercial

Industry Transport

#8 prof. Sašo Medved Raba energije v stavbah

Stanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbeStanovanjske in poslovne stavbe

20

25

5

40

ogrevanje

klimatizacija

razsvetljava

ostalo

73

12

7 3

5ogrevanjetopla voda

razsvetljavanapravekuhanje

široka

raba

stavbe

promet

industrija

ostalo

Stanovanjske stavbe (%)

Poslovne stavbe (%)

#8 prof. Sašo Medved Raba energije v stavbah

Page 4: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

4

Toplotno ugodjeToplotno ugodje Kvaliteta zrakaKvaliteta zraka

IAQIAQ

Svetlobno ugodjeSvetlobno ugodje ZvoZvoččno ugodjeno ugodje

Primerno bivalno ugodje v stavbah dosežemo s primernimi toplotnim ugodjem, prezračevanjem stavb, osvetlitvijo in zaščito pred hrupom!

Bivalno ugodje IEQIndoor environment quality

#8 prof. Sašo Medved Ugodje bivanja

#8 Toplotno ugodje v stavbah

Človek je toplokrvno bitje. S toploto, ki jo proizvajamo v notranjih organih z zgorevanjem (oksidacijo) beljakovin, masti,…vzdržujemo v telesih stalno temperaturo. Ta proces imenujemo presnavljanje ali bazalni metabolizem.

Človek je razmeroma energijsko neučinkovit toplotni stroj, ki proizvaja mehansko delo in prenaša toploto v okolico. Le tako lahko deluje = preživi.

Pri tem se presnavljanje uravnava tako, da je telo v toplotnem ravnotežju z okolico s pomočjo različnih mehanizmov prenosa toplote. Bolj ko smo aktivni, več energije potrebujemo in več toplote mora telo oddati.

Če tega prenosa toplote ne zaznamo in nas pri bivanju ne moti smo dosegli želen cilj:primerno toplotno ugodje !

Kelvinova definicija II. zakona termodinamike: ni mogoč toplotni stroj, ki bi toploto stalno pretvarjal v delo, brez prenosa toplote v okolico.

37+-0.8°°°°C37+-0.8°°°°C

160

120

80

40

0

1410 18 22 26 30 34 38

odv

aja n

jeto

plo

te(W

)

temp. zraka (C)o

izparevanjekonvekcija

sevanje

116 g/h30 g/hW

Page 5: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

5

Osnovni fizikalni parametri s katerimi opisujemo toplotno okolje v prostorih so:

#8 prof. Sašo Medved Toplotno ugodje v stavbah

temperatura zraka v prostoru (ti)

srednja (povprečna) sevalna temperatura obodnih površin prostora (ts)

hitrost gibanja zraka v prostoru (v)

vlažnost zraka v prostoru (ϕϕϕϕ)

Opomba: na toplotno ugodje na določenem delovnem mestu vplivajo tudi drugi parametri kot na primer:

nesimetričnost sevalne temperature (∆t)

spreminjanje temperature po višini prostora

prepih

temperatura poda (tp) in toplotna vpojnost (b) snovi s katerimi smo v stiku bosi, ….

nevtralno

hladno

prijetno

toplo

vroče

mrzlo

prijetno

hladno

toplo

#8 prof. Sašo Medved Toplotno ugodje v stavbah

Toplotno ugodje vrednotimo s pomočjo integralnega kazalnika PMV (predictedmean vote) napovedana stopnja toplotnega ugodja.

Je relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost PMV so po dogovoru med -3 (mrzlo), 0 nevtralno in +3 (vroče).

Opomba: to je najenostavnejša in najbolj razširjena skala imenovana po Fangerju.Z napravo na sliki lahko izmerimo

vse parametre, nastavimo aktiv-nost in oblečenost ljudi v prostoru ter odčitamo PMV vrednost.

S pomočjo znane PMV lahko ugotovimo odstotek ljudi, ki bo v takem okolju zadovoljnih.

Page 6: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

6

solarni dobitki-naravno

ogrevanje s soncem

prehod toplote preko ovoja stavbe

prezračevanje stavb

notranji viri toplote

#8 prof. Sašo Medved Raba energije za ogrevanje in hlajenje stavb

solarni dobitki -pregrevanje stavb zaradi sončnega

sevanja

prehod toplote preko ovoja stavbe

prezračevanje stavb

notranji viri toplote

Rabo energije za ogrevanje in hlajenje določimo z energijsko bilanco toplotnih tokov.

Varčno rabo dosežemo z:

dobro toplotno zaščito ovoja stavbe (poletje+zima)

učinkovitim prezračevanjem (zima)

nočnim prezračevanjem (poletje)

naravnim ogrevanjem s soncem (zima)

senčenjem steklenih površin (poletje)

nadzorom nad notranjimi viri energije (poletje+zima)

Energijski tokovi v

stavbi pozimi

Energijski tokovi v

stavbi poleti

Prehod toplote v gradbenih konstrukcijah je posledica razlik v temperaturi med notranjostjo stavbe in okolico. Na prehod toplote vplivajo vsi trije mehanizmi –prestop s konvekcijo in sevanjem ter prevod toplote.

Toplotni tok s konvekcijo in sevanjem prestopa na hladnejšo notranjo površino gradbene konstrukcije

Toplotni tok se prevaja skozi vsak od slojev gradbene konstrukcije

Toplotni tok s konvekcijo in sevanjem prestopa na hladnejšo notranjo površino gradbene konstrukcije

#8 prof. Sašo Medved Prehod toplote skozi gradbene konstrukcije

Page 7: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

7

Ena od najpomembnejših toplotnih lastnosti gradbene konstrukcije navaja toplotni tok, ki prehaja skozi m2 veliko površino gradbene konstrukcije pri razliki med temperaturo v stavbi in okolici 1 K. To lastnost imenujemo toplotna prehodnost gradbene konstrukcije U (W/m2K).

Posamezne mehanizme prehoda toplote (prestop toplote, prevod toplote,..) lahko ovrednotimo z njihovimi recipročnimi vrednostmi, ki jih imenujemo toplotne upornosti.

Toplotna prehodnost U gradbene konstrukcije je enaka recipročni vrednosti vsote vseh uporov prehodu toplote ΣR !

Toplotno prehodnost U najučinkoviteje zmanjšamo s toplotno izolacijskimi materiali. To so porozne snovi z zaprtimi zračnimi prostori v katerih zrak miruje.

#8 prof. Sašo Medved Toplotna prehodnost U gradbene konstrukcije

ΣR = R1 + R2 + R3 + R4+ R5 + R6

U = 1/ΣR

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (cm)

W/m2K

0,6

0

0,2

0,4

Toplotna prehodnost U zidu iz 19 cm debele opeke s toplotno izolacijo različnih debelin

Debelina toplotne izolacije

Toplotna prehodnost gradbenih konstrukcij ni linearno odvisna od debeline toplotne izolacije – podvojena debelina toplotne izolacije ne zmanjša toplotno prehodnost gradbene konstrukcije U na polovico !

#8 prof. Sašo Medved Toplotna prehodnost U gradbene konstrukcije

V Sloveniji dovoljene toplotne prehodnosti U

Page 8: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

8

Konvektivni in sevalni prestop toplote na notranji strani zasteklitve

Konvektivni in sevalni prestop toplote med stekli

Prevod toplote v steklu

Prehod toplote je bolj kompleksen, zato za določitev Uoken uporabljamo računalniška orodja ali preskuse. Toplotne prehodnosti zasteklitve so nekajkrat večje kot toplotna prehodnost kvalitetno toplotno izoliranega zidu !

Toplotna prehodnost zasteklitev zmanjšamo s povečanjem uporov konvektivnemuin sevalnemu prenosu toplote med stekli !

večjim številom stekel (2 -> 3) (U = 2 W/m2K)zamenjava zraka med stekli z žlahtnimi plini (Ar, Kr, Xe) (U = 1,4 W/m2K) z nizko-emisijskim nanosom na steklu (U = 0,8 W/m2K)

#8 prof. Sašo Medved Toplotna prehodnost U oken

Konvektivni in sevalni prestop toplote na zunanji strani zasteklitve

Izoliran zid

Streha neogrevanega podstrešja

Okno

Nezoliranzid Okno s spuščeno

roleto

Stavba je Stavba je Stavba je Stavba je ogrevanaogrevanaogrevanaogrevana

Vir: M. Zupan

#8 prof. Sašo Medved Preverjanje U na zgrajenih stavbah

Konstrukcije z visoko toplotno prehodnostjo imajo nižjo temperaturo na notranji površini, in višjo temperaturo na zunanji površini; z uporabo termografije ali IR slikanja stavb ugotavljamo “šibke toplotne točke” stavbe.

Page 9: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

9

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)

Prezračevanje stavb je proces s katerim razredčimo onesnaževala zraka v stavbi z zrakom iz okolice. Zrak v stavbah je onesnažen zaradi onesnaževal, ki jih oddajajo:

ljudje (oddajajo CO2, vodno paro, mnoge druge pline,..)

rastline (oddajajo vodno paro)

pohištvo, naprave (trdne delce, ozon, hlapljive ogljikovodike,..)

Prezračevanje je učinkovito kadar:

razredčimo onesnaževala v zraku, ki ga vdihujejo ljudje z najmanjšo možno količino svežega zraka (približno 40 – 50 m3 svežega zraka na uro vsaki osebi);

če za segrevanje (pozimi) ali hlajenje (poleti) zunanjega zraka s katerim stavbo prezračujemo porabimo čim manj energije.

Neučinkovito prezračevanje lahko povzroči “učinek bolnih stavb” (sick buildingssindrome) v katerih ljudje bolj pogosto zbolijo (astma, virusni prehladi, obolenja dihal,…)

#8 prof. Sašo Medved Prezračevanje stavb

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)

Stavbe prezračujemo naravno ali mehansko:

naravno prezračevanje poteka skozi netesne rege stavbnega pohištva ali prezračevalne odprtine; je posledica razlike v tlaku zraka zaradi razlike v gostoti zraka zaradi različnih temperatur v okolici in stavbi;

pri mehanskem prezračevanju ustvarja potrebno tlačno razliko ventilator, po ceveh ali kanalih dovajamo pa svež zrak dovajamo v bivalne prostore in iz njih odvajamo onesnažen (“star”) zrak.

#8 prof. Sašo Medved Prezračevanje stavb

Zaradi učinkovite rabe energije – oboje za segrevanje in hlajenje zraka ter delovanje sistemov – morajo stavbe biti primerno tesne. Tesnost preverjamo z različnimi metodami, med njimi z metodo “vrat z ventilatorjem” (“Blowerdoor”) in navajamo kot število izmenjav zraka na uro (n [h-1] pove kolikokrat se zrak v prostoru zamenja z zunanjim vsako uro). Je opredeljena v predpisih o varčni rabi energije v stavbah.

∆∆∆∆p = 50 PaV.

Page 10: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

10

Povprečna koncentracija radona v naravnem okolju SLO je 74 Bq/m3

(Taborska jama 6000 Bq/m3).

Rešitev: tesnjenje razpok, odprtin v stiku s terenom in prezračevanje - v slabo prezračevanih stavbah namesto 100 Bq/m3 kar 1000 – 2000 Bq/m3

Kem

ijsk

i si

mb

ol

in š

tevil

o p

roto

no

v

masno število (protoni+neutroni)

202 222210 230206 226218214 234 238

U 92

Pa 91

230Th

234Th

234U

238U

αα

α

α

α

αα α

α

β

β

β

β

β β

β

226Ra

222Rn

218Po

214Pb

214Po210

Po

206Pb

210Tl

Th 90

Ac 89

Ra 88

Fr 87

Rn 86

At 85

Po 84

Bi 83

Pb 82

TI 81

Pozor!

Radon Rn-222 je radioaktivni žlahtni plin, ki nastaja pri razpadu urana;

Oddaja αααα delce, ki se nahajajo v zraku in jih vdihujemo, naša čutila ga ne zaznajo, povzroča maligna obolenja;

V stavbe prihaja iz okoliškega terena, greznic, netesnih instalacijskih vodov, drenaž

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Prezračevanje stavb – problem radona

Pozor!

Pri sanaciji starejših objektov najpogosteje stanovalci zamenjajo okna, z novimi bolj tesnimi

Posledica je bistveno višja vlažnost zraka in občutek zatohlega zraka.

Rešitev:

prenova ogrevalnega sistema (prostori se ne pregrevajo);

toplotna izolacija ovoja (temperature zidu znotraj so višje in razvoj plesni preprečen);

mehansko prezračevanje po potrebi.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Prezračevanje stavb – ali so stavbe lahko pretesne

Page 11: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

11

S posebnimi prenosniki toplote prenašamo toploto iz toplega odpadnega zraka na sveži zrak, ki vstopa v prostore. V prenosniku sta svež in onesnažen zrak ločena. Te naprave imenujemo rekuperatorji toplote.

Uporabljamo dve izvedbi: križne in protitočne rekuperatorje.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Zmanjšanje toplotnih izgub pri prezračevanju

filter

dovod svežega zrakaiz okolice

odvod odpadnegazraka

ventilator zaodpadni zrak

lamelniprenosnik toplote

gumijasti podstavekpreprečuje širjenje

tresljajev

odvod svežega zrakav prostore

dovod odpadnega zrakaiz prostorov

ventilator za sveži zrakz zaščito proti zmrzovanju

posoda za kondenzat

ohišje

Tout,stavba

Tin,stavba

Tokolica

Učinkovitost rekuperatorjev navajamo s temperaturnim izkoristkom:

Teoretični izkoristek križnih prenosnikov 75%, protitočnih 100%. V praksi do 95%.

Energijska učinkovitost (ang. COP coefficient of performance)) rekuperatorjev je razmerje med preneseno toploto in porabljeno električno energijo za delovanje v istem časovnem obdobju. Najboljše izvedbe imajo COP do 20.

Učinkovitost delovanja povečamo s senzorji zasedenosti prostorov, vsebnosti CO2ali vlažnosti zraka (v stanovanjskih stavbah), ki poskrbijo, da se prezračevanje vklopi le ko je potrebno.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Zmanjšanje toplotnih izgub pri prezračevanju

Vgradnja rekuperatorjev toplote v prezračevalne sisteme je obvezna:

v vseh večjih stavbah v katerih potrebujemo za prezračevanje velike količine svežega zraka;

v energijsko varčnih stavbah, saj zgolj dobra toplotna izolacija ovoja stavbe ne zadostuje za izpolnitev zahtev in moramo uporabiti mehansko prezračevanje.

−η =

in,stavba okolicarek

out,stavba okolica

T T

T T

Page 12: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

12

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Kako navajamo rabo energije ?

kot primarno energijo –notranja energija goriva;

kurilnost premoga v TE-TO Ljubljana

Kot končno energijo –elektrika, toplota, bencin, ..energija v obliki, ki jo lahko uporabimo za delovanje naprav; toplota, ki jo prenesemo v stavbo v toplotni postaji (€)

kot koristno energijosvetloba, kinetična energija,,

toplota, ki jo prenesemo na zrak v prostoru, da je njegova

temperatura 20°C

Koristna energija

Toplotno ugodje Svetlobno ugodje

Zaščita pred

hrupom

Kakovost

zraka

StavbaStavba

Zakaj ogrevanje s soncem?

Zakaj ogrevanje s soncem?

Zakaj ogrevanje s soncem?

Zakaj ogrevanje s soncem?

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Kako navajamo rabo energije v stavbah ?

Page 13: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

13

Primarna energija Končna energija

Energenti, vplivi na okoljeEnergenti, vplivi na okolje Sistemi, napraveSistemi, naprave

Koristna energija

Svetlobno ugodje

Kakovost

zraka

StavbaStavba

Toplotno ugodje

Zaščita pred

hrupom

Zakaj ogrevanje s soncem?

Zakaj ogrevanje s soncem?

Zakaj ogrevanje s soncem?

Zakaj ogrevanje s soncem?

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Kako navajamo rabo energije v stavbah ?

Primarna energija Končna energija Koristna energija

Lastnosti stavbeLastnosti stavbe

inin

navadenavade

prebivalcevprebivalcev

LastnostiLastnosti

sistemovsistemov

stavbnihstavbnih

instalacijinstalacij

LastnostiLastnosti

energetskihenergetskih

sistemov, sistemov,

izbira izbira

energentovenergentov

2006200620062006

Lastnosti sistemov Lastnosti sistemov

stavbnihstavbnih

instalacijinstalacij

Lastnosti elektriLastnosti električčnih nih

aparatov in napravaparatov in naprav

2009200920092009

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Kako navajamo rabo energije v stavbah ?

Page 14: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

14

60 60

0 0

15 15

30 30

kWhkWh/m/m22aa

180 + 180 +

120 120

“Pasivne stavbe”

Stavbe z nizko rabo toplote

Kvalitetno toplotno izolirane stavbe

“Zero energy house”

“Energy +” - stavbe s presežkom energije

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Nizko-energijske in pasivne stavbe

trenutno na osnovi rabe koristne energije za ogrevanje

60 60

0 0

15 15

30 30

kWhkWh/m/m22aa

180 + 180 +

120 120

“Pasivne stavbe”

Stavbe z nizko rabo toplote

Kvalitetno toplotno izolirane stavbe

“Zero energy house”

“Energie +” - stavbe s presežkom energije

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Nizko-energijske in pasivne stavbe

vv

Dobra toplotna zaščita ovoja stavbe

Stavbne instalacije

OVE

Energija okolja

Page 15: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

15

ovoj ovoj

stavbestavbeprezraprezraččevanjeevanje toplatopla

sanitarna sanitarna

vodavoda

raba energije za ogrevanje

ovoj ovoj

stavbestavbeprezraprezraččevanjeevanje toplatopla

sanitarna sanitarna

vodavoda

raba energije za ogrevanje

raba energije za ogrevanje

ovoj ovoj

stavbestavbeprezraprezraččevanjeevanje toplatopla

sanitarna sanitarna

vodavoda

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Nizkoenergijske in pasivne stavbe

V NE in PS se poleg bistvenega zmanjša rabe energije in izboljšanega bivalnega ugodja, bistveno zmanjša tudi potrebna moč ogrevalnih in hladilnih sistemov.

To pomeni, da lahko uporabimo za ogrevanje nižje (namesto 60+°C ->25°C), za hlajenje pa višje temperature (namesto 7°C ->18°C) nosilcev toplote in/ali hladu (najpogosteje voda ali zrak) t.i. nizko-eksergijske sisteme.

Izkoriščanje OVE in toplote/hladu okolja postane veliko bolj učinkovito!

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Primeri low-ex tehnik: kondenzacijski kotli

Naprave v katerih zgorevajo fosilna goriva, biomasa, ….

Pri gorenju (oksidaciji) vodika iz goriva nastane vodna para; če jo utekočinimo pridobimo še nekaj toplote.

Utekočinjenje je mogoče, če ima grelni medij zadosti nizko temperaturo -> nizko-energijske in pasivne stavbe.

Ker “tradicionalno” merimo izkoristek kotla brez upoštevanja toplote pridobljene s kondenzacijo vodne pare v dimnih plinih, imajo take naprave:

COP 1,05 (1,07)

kurilnostkurilnost

zgorevalnazgorevalna

toplotatoplota

Page 16: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

16

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Primeri low-ex tehnik: toplotne črpalke

Pretvarjajo navidez nekoristno toploto okolja, ki jo je v okolju ogromno (0K -> 283K) v koristno (303 K – 323 K)

S TČ tekočino (imenujemo jo hladivo) spremenimo v plin z veliko količino toplote, ki jo imenujemo uparjalna toplota; ker ima tekočina v uparjalniku nizek tlak se uparja pri temperaturah okolja (zrak, podtalnica, zemlja)

kompresor

kondenzator

visok tlak hladivanizek

tlak hladiva

kompresor

kondenzator

visok tlak hladivanizek

tlak hladiva

Za delovanje rabimo električno energijo, toda porabimo jo mnogo manj kot je v stavbo prenesena količina toplote !

COP 5 Možni viri toplote v okolju za delovanje TČ

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Primeri low-ex tehnik: zemeljski prenosnik toplote

Pred vstopov v prezračevalni sistem lahko zrak predgrejemo (pozimi) ali predohladimo (poleti) v zemeljskem prenosniku toplote.

Cevni prenosnik dolžine 60 do 80 m premera 120 mm (enodružinska stavba)

Ker za delovanje porabimo le nekoliko več električne energije za pogon ventilatorja je

COP 50

Tokolica

Tvstop

Page 17: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

17

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Primeri low-ex tehnik: hlapilno hlajenje

Drobne kapljice vode v zraku hlapijo, za kar črpajo toploto iz zraka. Zrak se zato ohladi – učinek fontane .

Ker porabimo za brizganje vode v tok zraka zelo malo energije je

COP 100+

H2OČe v odpadni zrak, ki ga poleti sesamo iz stavbe brizgamo kapljice vode dobimo enak učinek.

Hlad se v rekuperatorjuprenese na svež zrak, ki se zato pred vstopom v prostore zato ohladi.

8

12

16

20

24

28

32

0 300 600 900 1200 1500 1800 2100

number of hours per year

ve

nti

lati

on

air

te

mp

era

ture

(°C

)

Ta TevaporativeV večji predavalnici:

-40 kWp

Zahteve svetlobnega okolja izhajajo iz psiholoških in fizioloških potreb ljudi:

osvetlitev usmerja pri gibanju in orientiranju v prostoru

sovpada z interno uro v našem telesu

naredi predmete prostorsko prepoznavne

usmerja pozornost in pripomore k razločevanju pomembnosti informacij

zagotavlja občutek individualnosti z bolj ali manj osvetljenimi deli velikih prostorov

odpravlja občutek strahu v okolju kjer pričakujemo nevarnost (hodniki, podhodi)

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Varčna raba energije pri osvetlitvi stavb

20

25

5

40

ogrevanje

klimatizacija

razsvetljava

ostalo

Kakovostna osvetlitev pomembno vpliva na storilnost in je predvsem v poslovnih stavbah povezava z veliko rabo (električne) energije).

Page 18: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

18

Kakovostna in energijsko varčna osvetlitev:

optimalna in usklajena kombinacija naravne in električne osvetlitve

energijsko učinkovite sijalke in svetilke

Osnovni zahtevi svetlobnega ugodja:

nivo osvetlitve, merimo v lx, odvisno od zahtevnosti del 50 – 500 lx)

enakomernost osvetlitve delovnih površin v globini prostora (1:3, 1:6)

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Varčna raba energije pri osvetlitvi stavb

8

4

2

0

0

6

10

12

14

16

18

20

15 30 45 60 75 90

Aok/ Atal = 16%

Aok/ Atal = 50%

Po

rab

a e

lektr

ičn

e e

nerg

ije z

a r

azsv

etlja

vo

(k

Wh/m

a)

2

Transmitivnost svetlobe zasteklitve (%)

vir umetne svetlobe

električna

moč (W/m2)

poraba električne energije

(kWh/m2) žarnica z žarilno nitko

25 9,6

halogenska

žarnica

20 7,6

fluorescentna sijalka

6 2,3

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Nizkoenergijske in pasivne stavbe

Varčna raba energije v sodobnih stavbah ni odvisna zgolj od zasnove in toplotne zaščite stavb, temveč (predvsem) od učinkovitih in usklajeno delujočih sistemov stavbnih instalacij !

Page 19: Varčna raba energije v stavbah - University of Ljubljanalab.fs.uni-lj.si/ee/EIO_uni/EO_Predavanje08.pdfJe relativna vpliva naštetih parametrov toplotnega okolja na ljudi. Vrednost

19

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)#8 prof. Sašo Medved Nizkoenergijske in pasivne stavbe

Sodobne stavbe so zato opremljene s centralnimi nadzornimi sistemi (ang.BMSBuilding Management System), ki preko senzorjev, krmilnikov in kontrolnih elementov v stavbi usklajujejo delovanje sistemov …..

… povezane z računalniki pa omogočajo tudi nadzor nad rabo energije. Spremljanje rabe energije pa je pogoj za varčno rabo energije v stavbah !

Senzorja: magnetno stikalo, temperaturno zaznavalo

Krmilnik v klima-

konvektorju Kontrolni elementi v napravi

Kaj je bioklimatsko načrtovanje stavb ?

Opišite parametre in kazalnike s katerimi vrednotimo toplotno ugodje v stavbah ?

Kako zmanjšamo toplotne izgube stavb ?

Kako zmanjšamo rabo energije pri prezračevanju stavb ?

Kaj so nizko eksergijske tehnologije, ki jih uporabljamo v nizkoenergijskihin pasivnih stavbah ?

Kaj veste o varčevanju z energijo pri osvetljevanju stavb ?

Zakaj uporabljamo v stavbah CNS ?

#8 prof. Sašo Medved Možna izpitna vprašanja