vsebina - university of ljubljanalab.fs.uni-lj.si/kes/energije_in_okolje/eo-predavanje-o4.pdfje...

Vsebina

Bivalno ugodje v stavbah

Raba energije v stavbah

Kako zmanjšamo rabo energije v stavbah ?

Nizko-energijske in pasivne stavbe

Varčna raba energije v stavbah

Energije in okolje

Prof.dr. Sašo Medved, UL FS

Sonaravna bivališča

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

Glavni namen nekoč: zaščita pred naravnim okoljem


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 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 …

Sonaravne stavbe = energijsko varčne stavbe


http://images.google.si/imgres?imgurl=http://www.netstate.com/states/symb/flowers/images/wild_native_sunflower.jpg&imgrefurl=http://www.netstate.com/states/symb/flowers/ks_wild_native_sunflower.htm&h=300&w=300&sz=22&tbnid=KPsvNUC7Ff1TiM:&tbnh=116&tbnw=116&prev=/images%3Fq%3Dsunflower%26um%3D1&start=1&sa=X&oi=images&ct=image&cd=1

http://images.google.si/imgres?imgurl=http://www.netstate.com/states/symb/flowers/images/wild_native_sunflower.jpg&imgrefurl=http://www.netstate.com/states/symb/flowers/ks_wild_native_sunflower.htm&h=300&w=300&sz=22&tbnid=KPsvNUC7Ff1TiM:&tbnh=116&tbnw=116&prev=/images%3Fq%3Dsunflower%26um%3D1&start=1&sa=X&oi=images&ct=image&cd=1

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



20

25

5

40

ogrevanje

klimatizacija

razsvetljava

ostalo

Poslovne stavbe (%)

73

12

7 3

5ogrevanje

topla voda

razsvetljavanaprave

kuhanje

Stanovanjske stavbe (%)

Učinek in strošek

zmanjševanja

izpustov

“McKinsley

greenhouse gas

abatement cost

curve”


Direktiva o energijski učinkovitosti stavb EPBD ->

po letu 2018 bodo vse nove ali obnovljene (večje) javne stavbe morale

biti “skoraj nič energijske”: oskrba energijsko varčnih stavb z energijo

za ogrevanje, hlajenje, prezračevanje, TSV in osvetlitev pretežno s

pretvarjanjem obnovljivih virov energije na stavbi sami ali v bližini

stavbe (daljinski sistemi).

Principi Tehnologije

pasivne stavbe aktivne stavbe


Toplotno ugodje Kakovost zraka

IAQ

Svetlobno ugodje Zvočno ugodje

Primerno bivalno ugodje mora biti prijetno, zdravo, storilno !

V stavbah zagotavljamo s toplotnim ugodjem, primerno kakovostjo zraka v stavbi, osvetlitvijo in zaščito pred hrupom!

Bivalno ugodje IEQIndoor environment quality

Brez kompromisov: Ugodje bivanja


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+-0.8C

160

120

80

40

0

1410 18 22 26 30 34 38

odv

ajan

j et o

pl o

t e( W

)

temp. zraka (C)o

izparevanjekonvekcija

sevanje

116 g/h30 g/hW

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


temperatura zraka v prostoru (ti)

srednja (povprečna) sevalna temperaturaobodnih površin prostora (ts)

hitrost gibanja zraka v prostoru (v)

vlažnost zraka v prostoru (j)

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

nesimetričnost sevalne temperature (Dt)

spreminjanje temperature po višini prostora

prepih

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

nevtr

aln

o

hla

dno

prije

tno

toplo

vro

če

mrz

lo

prije

tno

hla

dno

toplo


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

Je relativna ocena 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.


solarni dobitki-naravno

ogrevanje s soncem

prehod toplote preko ovoja stavbe

prezračevanje stavb

notranji viri toplote

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

Prehod toplote skozi gradbene konstrukcije


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 SR !

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

Toplotna prehodnost U gradbene konstrukcije

SR = R1 + R2 + R3 + R4+ R5 + R6

U = 1/SR


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 !

Toplotna prehodnost U gradbene konstrukcije

V Sloveniji dovoljene toplotne prehodnosti U

Konvektivni in sevalni prestop toplote na notranji strani zasteklitve

Konvektivni in sevalni prestop toplote med stekli

Prevod toplote v steklu

Prehod toplote je bolj kompleksem, zato za določitev toplotno prehodnost oken določamo z računalniškimi orodji ali preskusi.

Toplotne prehodnosti zasteklitve so nekajkrat večje kot toplotna prehodnost kvalitetno toplotno izoliranega zidu !

Toplotna prehodnost U oken

Konvektivni in sevalni prestop toplote na zunanji strani zasteklitve

Us

Uokv

Y

z zmanjšanjem toplotnih izgub skozi zasteklitev

Us

Uokv

Y

večjim številom stekel (2 -> 3 -> 4)

zamenjavo zraka med stekli z žlahtnimi plini (Ar, Kr, Xe)

z nizko-emisijskimi nanosom na steklu

z zmanjšanjem toplotnih izgub na distančniku stekel

z zmanjšanjem toplotnih izgub skozi okvir oken

Izoliran zid

Streha neogrevanega podstrešja

Okno

Nezoliran zid Okno s spuščeno

roleto

Stavba je ogrevana

Vir

: M

. Z

up

an

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.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Preverjanje tesnosti stavb na zgrajenih stavbah

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” (“Bloower door”) 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.

Dp = 50 PaV.


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 buildings sindrome) v katerih ljudje bolj pogosto zbolijo (asma, virusni prehladi, oboljenja dihal,…)

Prezračevanje stavb


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

(Taborska jama 6000 Bq/m3).

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

Kem

ijsk

i si

mb

ol

in š

tevil

o p

roto

no

vmasno število (protoni+neutroni)

202 222210 230206 226218214 234 238

U 92

Pa 91

230Th

234Th

234U

238U

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; ga vdihujemo, razpada v polonij

Ko izotop polonija razpade, nastane ionizirajoče sevanje (delci), ki povzročajo maligna obolenja dihal;

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

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)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)Prezračevanje stavb – ali so stavbe lahko pretesne



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. Tako prezračevanje je kontrolirano

Preverjanje tesnosti stavb na zgrajenih stavbah


higrosenzibilno

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.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Zmanjšanje toplotnih izgub pri prezračevanju

filter

dovod svežega zrakaiz okolice

odvod odpadnega zraka

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


2.000

do 20.000 m³/h 800 m³/h do 6000 m³/h

do 350 m³/h

Učinkovitost rekuperatorjev navajamo s temperaturno učinkovitostjo:

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 CO2

ali vlažnosti zraka (v stanovanjskih stavbah), ki poskrbijo, da se prezračevanje vklopi le ko je potrebno.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Zmanjšanje toplotnih izgub pri prezračevanju

in,stavba okolicarek

out,stavba okolica

T T

T T

ovoj ovoj

stavbestavbe

prezraprezraččevanjeevanje toplatopla

sanitarna sanitarna

vodavoda

rab

a e

ne

rgij

e z

a o

gre

va

nje

ovoj ovoj

stavbestavbe


sanitarna sanitarna

vodavoda

rab

a e

ne

rgij

e z

a o

gre

va

nje

rab

a e

ne

rgij

e z

a o

gre

va

nje

ovoj ovoj

stavbestavbe


sanitarna sanitarna

vodavoda

Kakovost zraka v stavbah (IAQ) Low-ex sistemi stavbnih instalacij

V stavbah z nizko rabo energije 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)Primeri low-ex tehnik: kondenzacijski kotli

Pri gorenju ogljikovodikov (snovi s pretežno vsebnostjo ogljika in vodika) nastaja pri oksidaciji vodika vodna para. Toploto, ki se pri tem sprosti iz enote mase goriva imenujemo kurilnost (staro - spodnja kurilnost).

Če pa iz vodne pare (ta nastane pri oksidaciji vodika) -odvzememo toploto in vodno paro utekočinimo je količina toplote, ki nastane v generatorju večja. Imenujemo jozgorevalna toplota (staro - zgornja kurilnost); razlika 11% ZP, 6% pri ELKO

Kurilnost in zgorevalno toploto goriv določimo teoretično, če poznamo maso (oz. delež) vseh elementov, ki jih vsebuje gorivo ali z eksperimenti s kalorimetri.


Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Primeri low-ex tehnik: kondenzacijski kotli

Generatorji tolote so lahko zasnovani tako, da se v njih vodna para utekočini -> grelni medij z 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

kurilnost

zgorevalna

toplota


Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Primeri low-ex tehnik: toplotne črpalke

Pretvarjajo navidez nekoristno toploto okolja (anergijo) (0K -> 293K) v koristno (eksergijo) (293 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 3,5 - 6 Možni viri toplote v okolju za delovanje TČ

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Primeri low-ex tehnik: toplotne črpalke

Teoretično grelno

število e (=COP) je

odvisno od absolutne temperature vira

toplote in temperature ponora (~

temperature ogrevalnega medija)

kompresor

kondenzator

Toplota oddana stavbo

Vloženo delo = električna energija (delo=energija)

TČW

Qin

Qout

outTČ

out in

TCOP 1

T T

outTČ

QCOP 1

W

Pretok zraka 0,15 m3/h na 1 kW; COP: 2,8 to 4,3

Pretok podtalnice 200-300 l/h na 1 kW; COP: 5 to 6

20 to 35 W na m dolžine, 10 -30 W/m2 ; COP: 4 to 4,5

Primeri low-ex tehnik: toplotne črpalke

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Primeri low-ex tehnik: zemeljski prenosnik toplote

Pred vstopov v prezračevalni sistem lahko zrak predgrejemo (pozimi) ali predhladimo (poleti) v zemeljske 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


Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Primeri low-ex tehnik: zemeljski prenosnik toplote


-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

1 731 1461 2191 2921 3651 4381 5111 5841 6571 7301 8031 8761

hours [h]

Tair

,in-

Tair

,out

(°C

)

deepness 2,9 m

deepness 2,3 m

deepness 1,7 m

Trendi v lastnostih in arhitekturi stavb, kot npr. povečevanje razmerja prosojnih ter neprosojnih površin ovoja stavbe (vse do popularnih popolnoma steklenih zgradb) so vzrok za večje solarne dobitke.

Boljši življenjski standard in novi gospodinjski aparati povečujejo notranje toplotne dobitke zgradb.

Zagotavljanje dobrega notranjega okolja je bistveno bolj pomembno kot sama raba energije; prebivalstvo EU postaja vse starejše in je zato bolj ranljivo na toplotne šoke.

Zato je hlad eden bolj pomembnih nosilcev energije v zgradbah.

Hlajenje stavb

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Primeri low-ex tehnik: hlapilno hlajenje


Termodinamične procese vlažnega zraka prikazujemo v psihometričnem ali Mollierovem T-x diagramu.

Vsebnost vodne pare v zraku navajamo z relativno j [1

ali %]in absolutno vlažnostjo x [g vodne pare v kg suhega zraka]

Dx

Če ob fontani 4 g vode izhlapi v 1 kg zrak s temperaturo 29°C in relativno vlažnostjo 30% se bo zrak ohladil na temperaturo 20°C. Proces poteka pri konstantni entalpiji.

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)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+

H2O

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 kW


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)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).


Osnovni zahtevi svetlobnega ugodja: nivo osvetlitve

je opredeljen z gostoto svetlobnega toko na kvadratni meter osvetljene površine (lm/m2= lx).

Da prepoznamo (navpičen) obraz ljudi mora biti ta osvetljen s približno 10 lx, kar ustreza osvetlitvi vodoravne ploskve 20 lx.

Za prepoznavanje detajlov na obrazu pa mora biti osvetlitev precej večja, vsaj 200 lx. Potreben nivo osvetlitve je odvisen od zahtevnosti vizualnih opravil v prostorih.

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



osvetlitev E

(lx)

zahtevnost vizualnih opravil, prostori v stavbah

50 ni potrebno zaznavanje detajlov, omogo?ena varna

hoja; skladiš?a, hodniki

100 ob?asno uporabljeni prostori, pravilno prepoznavanje

predmetov, sanitarni prosotri, hodniki

200 dolgotrajno delo, zaznavanje ve?jih detajlov, strežni

pulti,

300 dolgotrajno delo, lažja vizualna opravila zaznavanje

detajlov velikosti > 10 kotnih min ob velikem

kontrastu, sejne sobe

500 srednje zahtevna vizualna opravila, zaznavanje

detajlov velikosti 5 do 10 kotnih min ob majhnem

kontrastu; sejne sobe, jedilnice, pisarne, u?ilnice,

toaletni prostori

750 Zahtevna vizualna opravila, prepoznavanje detajlov

velikost 3 do 5 kotnih min; dobro prepoznavanje

barv, samopostrežne trgovine, biroji, risalnice

1000 zelo težka vizualna opravila, prepoznavanje detajlov

velikosti 2 do 3 kotne min; majhen contrast;

natan?no prepoznavanje barv; montažni prostori,

pregled barv

> 1500 zelo težka opravila, prepoznavanje detajlov velikost

< 1 kotno minuto, priporo?ena uporaba opti?nih

pripomo?kov, fina mehanska dela, kontrola barv

Enakomernost osvetlitve po globini prostora

z razporeditvijo oken na več vzporednih sten in vgradnjo svetlobnikov

s preusmerjanjem svetlobnega toka proti stropu in v globino prostora z refleksijskimi žaluzijami, prizmatičnimi elementi in holografskimi filmi;

Visokoodbojne obokenske površine, ki jih namestimo na zunanji ali notranji strani okna in jih imenujemo svetlobne police.

Emax

Eav

Emin

Emin

E

E

Eav

Emax

Eav

Emin

E

Kakovostna in energijsko varčna osvetlitev:

optimalna in usklajena kombinacija naravne in električne osvetlitve

energijsko učinkovite sijalke in svetilke


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

etl

javo

(kW

h/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


LED 4 -5 W/m2

Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Nadzor in upravljanje sistemov v stavbah

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


Uvajanje sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) in vgradnjo centralnega nadzornega sistema (CNS) je mogoč nadzor nad delovanjem vseh povezanih krmilnikov in podsistemov, kar zelo poenostavi krmiljenje in upravljanje s porabo energije. Najpogostejši podrazred SCADE v stavbah so BMS (Building Managment Systems ali Stavbni nadzorni sistemi).

osnovni nivo (field lavel)

upravljalni nivo (control &

automatization level)

nadzorni nivo (management level)


Sodobne stavbe so zato opremljene s centralnimi nadzornimi sistemi (ang.BMS Building 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


Nadzor in upravljanje sistemov v stavbah


Uporabniški vmesniki


Nadzor in upravljanje sistemov v stavbah

IT tehnologije

www.ee.fs.uni-lj.si/celica

Kakovost zraka v stavbah (IAQ) 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°CProf.dr. Sašo Medved, UL FS

Končna energija Primarna energija

Potrebna primarna energija za delovanje stavbe (neobnovljivi viri katerih zaloge v naravi zmanjšujemo

Emisije CO2

Sistemi, napravePotrebna končna

energija za delovanej stavbe

Koristna energija

Svetlobno ugodje

Kakovost

zraka

StavbaPotrebna koristna

energija za delovanje stavbe

Toplotno ugodje

Zaščita pred

hrupom

Zakaj og

revanje

s s

oncem

?Kakovost zraka v stavbah (IAQ)Kako vrednotimo rabo energije v stavbah ?



koristna energija

vračljiva energija

končna energijaenergija za delovanje stavbe

stavba

ogrevanje Q’NH

obnovljivi viri energije:

sončna energija,

geotermalna energija,

toplota okolja

električna energija

potrebna primarna

energija Q’p

izpusti CO2

specifične emisije CO2

faktor pretvorbe primarne

energije

goriva: fosilna, biomasaprezračevanje

hlajenje Q’NC

klimatizacija

topla sanitarna voda

razsvetljava

daljinska toplota

izkori

stek o

z.

učin

kovit

ost

napra

v

in s

iste

movtoplo

taele

ktr

ična

energ

ija

primarna energija

Kako vrednotimo rabo energije v stavbah ?

Faktor pretvorbe za izračun emisij CO2 in potrebne primarne energije za delovanje stavbe

kurilno olje 2,6 kg/l; 0,265 kg/kWh 1,1 kWh/kWh

zemeljski plin 1,9 kg/Sm3; 0,20 kg/kWh 1,1

UNP 2,9 kg/kg; 0,216 kg/kWh 1,1

daljinska top. 0,33 kg/kWh 1,0(kogen)

daljinska top. 0,33 kg/kWh 1,2(brez kogen)

električna energija 0,55 kg/kWh 2,5

sončna energija 0 0

geotermalna energija 0 0

biomasa 0 0,1

Kako vrednotimo rabo energije v stavbah ?

Se spreminja

glede na delež

energentov

Kakovost zraka v stavbah (IAQ) Indikatorji energijske učinkovitosti


Sp

ecif

ičn

a (

na

m2)

ko

ristn

a e

ne

rgij

a z

a

og

reva

nje

v l

etu

dn

i

0

100

200

300

400

500

600

700

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Površina stavbe [m2]

Top

lota

za

ogr

eva

nje

[kW

h/m

2] Ajdovščina

Sežana

Nova Gorica

Koper

Ljubljana

Zagorje ob Savi

0

50

100

150

200

250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Površina stavbe [m2]

Rab

a e

lekt

ričn

e e

ne

rgije

[kW

h/m

2]

Ljubljana

Zagorje ob Savi

Ajdovščina

Sežana

Nova Gorica

Koper

Indikatorji energijske učinkovitosti

Računska EI

Merjena EI

Indikatorji energijske učinkovitosti

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 nizkoenergijskih in pasivnih stavbah ?

Kaj veste o varčevanju z energijo pri osvetljevanju stavb ?

Zakaj uporabljamo v stavbah CNS ?

Kaj navaja Energetska izkaznica stavbe ?

Možna izpitna vprašanja


vsebina - university of ljubljanalab.fs.uni-lj.si/kes/energije_in_okolje/eo-predavanje-o4.pdfje...

Documents