Niskoenergetske građevine su prvi korak od klasičnih i standardnih građevina u Hrvatskoj ka građevinama s niskom energetskom potrošnjom. Energetsko ograničenje grijanja građevine je oko 40-45 kWh/m2a na godišnjoj razini te se niskoenergetske građevine još nazivaju i tro-litarskim kućama. Građevine ovog tipa se smještaju u energetske klase A i B prema energetskom certifikatu. Niskoenergetska građevina predstavlja mali odmak od klasične građevine te se u njoj primjenjuju i klasični sustavi grijanja i hlađenja.
Energetski zahtjevi grijanja su vrlo niski u usporedbi s klasičnom gradnjom te se kao idealno tehničko rješenje pokazala plošna mreža. Plošna mreža podnog, zidnog i stropnog razvoda pri čemu se svaka mreža razlikuje po cijeni. Klasična podna mreža ima najnižu cijenu opreme na tržištu dok je po cijeni najviša stropna mreža. Plošna grijanja i hlađenja ne daju dobre rezultate kod klasične gradnje jer je ponekad potrebno ugraditi dodatni ventilokonvektor ili radijator te se lokalno mogu stvoriti previsoke temperature zbog visokih toplinskih tokova. Kod niskoenergetskih građevina rezultati su idealni i može se površinom predati više topline nego što je potrebno.
Plošno grijanje u režimu 35/30°C je niskotemperaturno i koristi se niski režim da se ostvare visoki energetski učinci grijanja dizalica topline do max COP 4,3-4,6. Temperaturni režimi su niži u usporedbi s klasičnim podnim grijanjem 45/40°C.
Plošno hlađenje u režimu 18/22°C je visokotemperaturno. U kombinaciji s geotermalnim dizalicama topline koristi se pasivno hlađenje pri čemu se mogu ostvariti učinci hlađenja do čak EER 20-25. Kod pasivnog hlađenja aktivne su samo cirkulacijske pumpe pri čemu se topline prenosi preko pločastog izmjenjivača hlađenja i dizalica topline nije aktivna. Da se što više pojednostavi instalacija za održavanje preporučljivo je odvojiti plohe grijanja i hlađenja kod večih sustava na zasebnu mrežu stropnog hlađenja građevine. Ne smije se prenisko ohladiti strop da ne dođe do kondenzacije vlage iz zraka na rashladnoj plohi stropa.
Zidna mreža plošnog grijanja ili hlađenja koristi predfabricirane elemente koji se postavljaju do visine od 1,5m da se omogući zavješenje elemenata na zidove. Moguće je koristiti i cijelu plohu zida, ali onda je potrebno obratiti pažnju što se postavlja na zidove. Isti elementi se mogu koristit i za stropnu mrežu koja je ožbukana žbukom s vlaknima i mrežicom. Nedostatak ovog sustava je debeli sloj žbuke na zidovima i stropu.
Geotermalne sonde su od svih izvora najpraktičnije za primjenu jer se mogu koristiti na svakoj lokaciji sa stabilnom zemljanom podlogom te bez podzemnih šupljina. U krškim krajevima mogu se javiti problemi u fazi bušenja sonde ako se naiđe na podzemnu šupljinu pri čemu u tom dijelu nema prijelaza topline te je upitno i postavljanje sonde u tim uvjetima. Prosječni energetski doprinos sonde je oko 50 W/m pri čemu toplinska izmjena ovisi o sastavu tla. Jedna sonda se sastoji od četiri međusobno povezane cijevi d32 koje na dnu imaju obješen uteg da sprijeći podizanje sonde te olakša polaganje sonde u bušotinu. Jedna sonda od 100m može u prosjeku osigurati 5kW toplinske energije u stalnom radu pri čemu je njezina cijena oko 40000 kn. Cijena sonde je velika prepreka kod masovnije primjene ove tehnologije.
Zemni kolektori su po cijeni najniži za postavljanje, ali njihov najveći nedostatak je što je potrebna velika površina uz građevinu. Sustav kolektora se do sada često koristio u ruralnim prigradskim naseljima te su se postavljali i ispod parkirališta trgovačkih centara. Prosječni energetski doprinos zemnog kolektora je oko 15 W/m pri čemu toplinska izmjena ovisi o sastavu tla te vlažnosti tla.
Preporučljiva je uvijek primjena podzemne vode i bunara ako postoji podzemna voda na lokaciji jer se mogu ostvariti i najveći faktori učina grijanja čak do COP 5,5. No sustavi s bunarima su primjenjivi samo kod velikih sustava gdje se može opravdati investicija u bunare. Dubina postavljanja pumpe ne bi smjela biti veća od 25m da se smanje gubitci cjevovoda i energija potrebna za podizanje vode do strojarnice.
Primarna regulacija je sklop osjetnika temperature, troputih ventila i crikulacijskih pumpi smještenih unutar strojarnice te povezano sve na centralnu regulaciju uređaja. Svrha primarne regulacije je upravljanje glavnim uređajima te priprema vode na traženu temperaturu za grijanje ili za hlađenje građevine.
Sekundarna regulacija predstavlja u plošnoj mreži sklop lokalnih osjetnika temperature koji su povezani sa sabirnicama smještenim u ormarićima plošne mreže. Moguća je direktna veza korektora temperature sa elektromagnetnim ventilima svakog kruga, sve ovisno o proizvodnom programu proizvođača opreme plošne mreže. Moguće je izvesti i zonsku regulaciju koja upravlja svi krugovima jedne zone, no taj način regulacije je trom i neprecizan jer se cijelom etažom upravlja iz jedne točke, ali je dobro primjenjiv kod niskoenergetskih građevina zboz malih energetskih potreba. Svi vodovi sekundarne regulacije su povezani 24V BUS vezama i spojeni su na centralni regulator kojim se može upravljati cijelim sustavom.
Dizalica topline je glavni toplinski agregat u niskoenergetskim građevinama te da se ostvare visoki učinci koriste se geotermalni toplinski izvori kolektori i sonde ili podzemne vode. Sustavi moraju biti što jednostavniji sa što manje električnih elemenata da ukupna potrošena energija bude što niža. Ukupna cijena investicije se kreće na razini 1500-2000 kn/m2 zbog složene distributivne plošne mreže grijanja i hlađenja te složenog izvora topline. Investicija u sustav ove složenosti je na razini složenosti kondenzacijske plinske tehnike s rashladnikom vode pri čemu se koristi ista plošna mreža.
Niskoenergetske građevine su prvi korak od klasičnih i standardnih građevina u Hrvatskoj ka građevinama s niskom energetskom potrošnjom. Energetsko ograničenje grijanja građevine je oko 40-45 kWh/m2a na godišnjoj razini te se niskoenergetske građevine još nazivaju 3 litarskim kućama.
Građevine ovog tipa se smještaju u energetske klase A i B prema energetskom certifikatu. Niskoenergetska građevina predstavlja mali odmak od klasične građevine te se u njoj primjenjuju i klasični sustavi grijanja i hlađenja. Energetski zahtjevi grijanja su vrlo niski u usporedbi s klasičnom gradnjom te se kao idealno tehničko rješenje pokazala plošna mreža. Plošna mreža podnog, zidnog i stropnog razvoda pri čemu se svaka mreža razlikuje po cijeni. Klasična podna mreža ima najnižu cijenu opreme na tržištu dok je po cijeni najviša stropna mreža. Plošna grijanja i hlađenja ne daju dobre rezultate kod klasične gradnje jer je ponekad potrebno ugraditi dodatni ventilokonvektor ili radijator te se lokalno mogu stvoriti previsoke temperature zbog visokih toplinskih tokova. Kod niskoenergetskih građevina rezultati su idealni i može se površinom predati više topline nego što je potrebno.
Plošno grijanje u režimu 35/30°C je niskotemperaturno i koristi se niski režim da se ostvare visoki energetski učinci grijanja dizalica topline do max COP 4,3-4,6. Temperaturni režimi su niži u usporedbi s klasičnim podnim grijanjem 45/40°C.
Plošno hlađenje u režimu 18/22°C je visokotemperaturno. U kombinaciji s geotermalnim dizalicama topline koristi se pasivno hlađenje pri čemu se mogu ostvariti učinci hlađenja do čak EER 20-25. Kod pasivnog hlađenja aktivne su samo cirkulacijske pumpe pri čemu se topline prenosi preko pločastog izmjenjivača hlađenja i dizalica topline nije aktivna. Da se što više pojednostavi instalacija za održavanje preporučljivo je odvojiti plohe grijanja i hlađenja kod večih sustava na zasebnu mrežu stropnog hlađenja građevine. Ne smije se prenisko ohladiti strop da ne dođe do kondenzacije vlage iz zraka na rashladnoj plohi stropa.
Zidna mreža plošnog grijanja ili hlađenja koristi predfabricirane elemente koji se postavljaju do visine od 1,5m da se omogući zavješenje elemenata na zidove. Moguće je koristiti i cijelu plohu zida, ali onda je potrebno obratiti pažnju što se postavlja na zidove. Isti elementi se mogu koristit i za stropnu mrežu koja je ožbukana žbukom s vlaknima i mrežicom. Nedostatak ovog sustava je debeli sloj žbuke na zidovima i stropu.
Geotermalne sonde su od svih izvora najpraktičnije za primjenu jer se mogu koristiti na svakoj lokaciji sa stabilnom zemljanom podlogom te bez podzemnih šupljina. U krškim krajevima mogu se javiti problemi u fazi bušenja sonde ako se naiđe na podzemnu šupljinu pri čemu u tom dijelu nema prijelaza topline te je upitno i postavljanje sonde u tim uvjetima. Prosječni energetski doprinos sonde je oko 50 W/m pri čemu toplinska izmjena ovisi o sastavu tla. Jedna sonda se sastoji od četiri međusobno povezane cijevi d32 koje na dnu imaju obješen uteg da sprijeći podizanje sonde te olakša polaganje sonde u bušotinu. Jedna sonda od 100m može u prosjeku osigurati 5kW toplinske energije u stalnom radu pri čemu je njezina cijena oko 40000 kn. Cijena sonde je velika prepreka kod masovnije primjene ove tehnologije.
Zemni kolektori su po cijeni najniži za postavljanje, ali njihov najveći nedostatak je što je potrebna velika površina uz građevinu. Sustav kolektora se do sada često koristio u ruralnim prigradskim naseljima te su se postavljali i ispod parkirališta trgovačkih centara. Prosječni energetski doprinos zemnog kolektora je oko 15 W/m pri čemu toplinska izmjena ovisi o sastavu tla te vlažnosti tla.
Preporučljiva je uvijek primjena podzemne vode i bunara ako postoji podzemna voda na lokaciji jer se mogu ostvariti i najveći faktori učina grijanja čak do COP 5,5. No sustavi s bunarima su primjenjivi samo kod velikih sustava gdje se može opravdati investicija u bunare. Dubina postavljanja pumpe ne bi smjela biti veća od 25m da se smanje gubitci cjevovoda i energija potrebna za podizanje vode do strojarnice.
Primarna regulacija je sklop osjetnika temperature, troputih ventila i crikulacijskih pumpi smještenih unutar strojarnice te povezano sve na centralnu regulaciju uređaja. Svrha primarne regulacije je upravljanje glavnim uređajima te priprema vode na traženu temperaturu za grijanje ili za hlađenje građevine.
Sekundarna regulacija predstavlja u plošnoj mreži sklop lokalnih osjetnika temperature koji su povezani sa sabirnicama smještenim u ormarićima plošne mreže. Moguća je direktna veza korektora temperature sa elektromagnetnim ventilima svakog kruga, sve ovisno o proizvodnom programu proizvođača opreme plošne mreže. Moguće je izvesti i zonsku regulaciju koja upravlja svi krugovima jedne zone, no taj način regulacije je trom i neprecizan jer se cijelom etažom upravlja iz jedne točke, ali je dobro primjenjiv kod niskoenergetskih građevina zboz malih energetskih potreba. Svi vodovi sekundarne regulacije su povezani 24V BUS vezama i spojeni su na centralni regulator kojim se može upravljati cijelim sustavom.
Dizalica topline je glavni toplinski agregat u niskoenergetskim građevinama te da se ostvare visoki učinci koriste se geotermalni toplinski izvori kolektori i sonde ili podzemne vode. Sustavi moraju biti što jednostavniji sa što manje električnih elemenata da ukupna potrošena energija bude što niža. Ukupna cijena investicije se kreće na razini 1500-2000 kn/m2 zbog složene distributivne plošne mreže grijanja i hlađenja te složenog izvora topline. Investicija u sustav ove složenosti je na razini složenosti kondenzacijske plinske tehnike s rashladnikom vode pri čemu se koristi ista plošna mreža.
Autor: Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.
