Zgrada predstavlja centralni dio Složenog Termotehničkog Sustava STS-a koji potražuje određene količine energije i medija u obliku toplinske i rashladne energije, vode, tople vode i potrošne tople vode, zraka, pare. Potrebnu energiju i medije osiguravaju mu davaoci koji za realizaciju potražuju određene količine energije i medija iz izvora. Iz zgrade izlaze otpadne topline i mediji. Parametri koji definiraju potrebe zgrade su meteorološki podaci na lokaciji i tehnološki procesi koji se u zgradi odvijaju.

Zgrada kao objekt analize mora zadovoljiti svoju namjenu što se ostvaruje odgovarajućim arhitektonsko građevinskim svojstvima vanjske ovojnice i unutrašnjih prostora, a čime su ujedno definirani gubici odnosno dobici topline koje treba namiriti (dovesti ili odvesti), a kako bi se održalo potrebno mikroklimatsko stanje unutar objekta. Uz ovo, u bilancu ulaze i pojedini tehnološki procesi koji se odvijaju u zgradi. Ostvarenje traženih mikroklimatskih uvjeta postiže se različitim složenim termotehničkim sustavima (STS) grijanja, klimatizacije, ventilacije i hlađenja i njihovim kombinacijama, te rasvjetom.

STS-i značajni su potrošači energije i medija. Veliki broj međusobnih interakcija koji se u njima odvija predstavlja problem prilikom izbora pojedinih varijanti u smislu smanjenja investicijskih i pogonskih troškova te zaštite okoliša. Kod realizacije STS-a zadatak je projektanta da uz što prihvatljiviju cijenu investicije udovolji zahtjevima koji su na sustav postavljeni, a isti osmisli tako da ostvaruje svoju funkciju uz što niže troškove. Zahtjev STS-a glede energije i medija vrlo je velik te se prije donošenja konačne odluke o izboru opreme mora provesti analiza određenog broja mogućih rješenja. Analiza mora obuhvatiti sve izvore energije i medija koji su na raspolaganju kao i različite varijante STS-a vodeći računa da se postavljeni zahtjevi ostvare. Ovo se dobrim dijelom odnosi i na izbor tehnologija koje se u zgradi odvijaju.

a. Ulazni parametri za zgradu
* Tehnološki proces definiran je namjenom zgrade (TEH)
* Meteorološki podaci (MET)
Meteorološki podaci unose se kao mjesečni podaci karakteristične godine za područje u kojem se zgrada nalazi. To su vlaga, temperatura, brzina vjetra, podaci o sunčevom zračenju. Oblikovanje podataka za karakterističnu godinu je definirano.

b. Unutrašnji parametri zgrade (OB)
Struktura zgrade definirana je njegovom ovojnicom, unutrašnjim prostorima (zidovi, krov, ostakljenja, zone) i orijentacijom na danoj lokaciji. Temeljem ovih podataka računaju se po mjesecima godišnja potrošnja energije i maksimalna toplinska i rashladna opterećenja te potrebe za medijima.

c. Davaoci (elementi STS-a)
Na osnovi tehnoloških parametara i unutrašnjih parametara dobivaju se potrebne količine energije i medija za zgradu koje moraju namiriti različiti podsustavi;
* Hladna voda (HV) za potrebe hlađenja i tehnologije
* Topla voda (TV) za potrebe grijanja i tehnologije
* Para (TP) za potrebe tehnologije
* Potrošna topla voda (PTV) za različite potrebe

d. Izvori
* Riječna voda (npr. SAVA)
* Električna energija (EL)
* Doknadna voda (DV)
* Geotermalna energija (GEO)
* Goriva (G), tu se podrazumijevaju i obnovljivi izvori

e. Izlazni parametri iz zgrade
* Proizvod (PR) bez obzira na oblik (apstraktan ili konkretan)
* Otpadne topline i mediji (OV)

 

Toplinsko opterećenje objekta (kW), predstavlja potrebnu snagu uređaja za podmirenje transmisijskih toplinskih gubitaka i toplinskih gubitaka zbog provjetravanja;

Godišnja isporučena energija, Edel [kWh/a], jest energija dovedena tehničkim sustavima zgrade tijekom jedne godine za pokrivanje energetskih potreba za grijanje, hlađenje, ventilaciju, potrošnu toplu vodu, rasvjetu, svih gubitaka sustava te pogon pomoćnih sustava (pumpe, regulacija itd.);

Godišnja primarna energija, Eprim [kWh/a], jest računski određena količina energije za potrebe zgrade tijekom jedne godine koja nije podvrgnuta nijednom postupku pretvorbe;

Godišnja potrebna toplinska energija za grijanje QH,nd [kWh/a], jest računski određena količina topline koju sustavom grijanja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu za održavanje unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja grijanja zgrade. Ona uključuje toplinske gubitke uslijed transmisije te prirodnog i/ili prisilnog(ventilatorskog) provjetravanja umanjene za toplinske dobitke od sunca i unutrašnjih izvora;

Godišnja potrebna toplinska energija za zagrijavanje potrošne tople vode, QW,nd [kWh/a], jest računski određena količina topline koju sustavom pripreme potrošne tople vode treba dovesti tijekom jedne godine za zagrijavanje vode;

Godišnja potrebna energija za ventilaciju, QVe [kWh/a], jest računski određena količina energije za pripremu zraka sustavom prisilne ventilacije, djelomične klimatizacije i klimatizacije tijekom jedne godine za održavanje stupnja ugodnosti prostora u zgradi;

Godišnja potrebna toplinska energija za hlađenje, QC,nd [kWh/a], jest računski određena količina topline koju sustavom hlađenja treba tijekom jedne godine odvesti iz zgrade za održavanje unutarnje projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja hlađenja zgrade;

Godišnja potrebna energija za rasvjetu, EL [kWh/a], jest računski određena količina energije koju treba dovesti zgradi tijekom jedne godine za rasvjetu.

Godišnja potrebna energija za pomoćne uređaje Waux (kWh/a), jest računski određena količina energije koju treba dovesti tijekom godine za pogon pomoćnih uređaja (pumpe, ventilatori, regulacija)

Godišnji toplinski gubici sustava grijanja, QH,ls (=QH,ls,nrvd ) [kWh/a], jesu energetski gubici sustava grijanja tijekom jedne godine koji se ne mogu iskoristiti za održavanje unutarnje temperature u zgradi;

Godišnji toplinski gubici sustava za zagrijavanje potrošne tople vode, QW,ls (=QW,ls,nrvd) [kWh/a], jesu energetski gubici sustava pripreme potrošne tople vode tijekom jedne godine koji se ne mogu iskoristiti za zagrijavanje vode;

Godišnji gubici sustava ventilacije, QVe,ls (=QVe,ls,nrvd ) [kWh/a] jesu energetski gubici sustava ventilacije tijekom jedne godine koji se ne mogu iskoristiti za održavanje unutarnje temperature u zgradi;

Godišnji gubici sustava hlađenja, QC,ls (=QC,ls,nrvd )[kWh/a], jesu energetski gubici sustava hlađenja tijekom jedne godine koji se ne mogu iskoristiti za održavanje unutarnje temperature u zgradi;

Koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka, Htr,adj [W/K] jest količnik između toplinskog toka koji se transmisijom prenosi iz grijane zgrade prema vanjskom prostoru i razlike između unutarnje projektne temperature grijanja i vanjske temperature; H'tr,adj = Htr,adj /A [W/(m²•K)], Godišnja isporučena energija, Edel [kWh/a], jest energija dovedena tehničkim sustavima zgrade tijekom jedne godine za pokrivanje energetskih potreba za grijanje, hlađenje, ventilaciju, potrošnu toplu vodu, rasvjetu, za pokrivanje svih gubitaka sustava te pogon pomoćnih sustava (pumpe, regulacija itd.); Ne uključuje obnovljivu energiju (npr. sunca, vjetra..) prikupljenu odgovarajućim sustavima.

Godišnja primarna energija, Eprim [kWh/a], jest računski određena količina energije za potrebe zgrade tijekom jedne godine koja nije podvrgnuta nijednom postupku pretvorbe; obuhvaća ukupnu primarnu energiju za grijanje, pripremu PTV-a, hlađenje i rasvjetu.

Godišnja primarna energija za grijanje i pripremu PTV-a EH,prim [kWh/a], je računski određena količina energije koja se koristi za potrebe grijanja i pripreme PTV-a. Izračunava se uz pomoć faktora primarne energije fp danom u Tablici 1.

Godišnja primarna energija za hlađenje EC,prim [kWh/a], je računski određena količina energije koja se koristi za potrebe hlađenja. Izračunava se uz pomoć faktora primarne energije fp danom u Tablici 1.

Faktor primarne energije, fp je pretvorbeni faktor (Tablica 1) koji uzima u obzir svu potrebnu dodatnu energiju onoj isporučenoj, pri dobivanju, pretvorbi i raspodjeli korištenih energenata kroz procesne lance izvan granice sustava zgrade.

Koeficijent utroška sustava, ep je količnik između godišnje primarne energije za grijanje i PTV Eprim,H i zbroja godišnje topline potrebne za grijanje i zagrijavanje potrošne tople vode (QH,nd + QW,nd )

Godišnja emisija ugljičnog dioksida, CO2 [kg/a], jest masa emitiranog ugljičnog dioksida u vanjski okoliš tijekom jedne godine koja je posljedica energetskih potreba zgrade; računa se u odnosu na godišnju isporučenu energiju Edel za svaki pojedini izvor tj. u odnosu na godišnji utrošak svakog pojedinog energenta.

Proračun se provodi prema važećem Tehničkom propisu kojim se propisuju tehnička svojstva za sustave grijanja i hlađenja u zgradama (TPSGHZ), Tehničkom propisu kojim se propisuju tehnički zahtjevi u pogledu racionalne uporabe energije i toplinske zaštite u zgradama (TPRUETZZ) i prema Pravilniku kojim se propisuje energetski pregled zgrade i energetsko certificiranje (PEPZEC).

Postupak izrade projekta započinje određivanjem toplinskog opterećenja zgrade (potrebne topline za grijanje i hlađenje) koje uključuje transmisijske gubitke i gubitke zbog provjetravanja, umanjene za toplinske dobitke, za odabrano arhitektonsko-građevinsko rješenje i to kod standardne vanjske i unutrašnje temperature.

Za zgradu se zatim definiraju termotehnički sustavi grijanja, hlađenja, ventilacije, potrošne tople vode i rasvjete te eventualni dodatni parametri energetske potrošnje. Pri tome se analiziraju varijante u kojima se koriste alternativni sustavi. Ukoliko predviđene varijante zahtijevaju izmjene u arhitektonsko građevinskom rješenju iste se provode u suradnji s nositeljima arhitektonsko-građevinskog rješenja i za novo rješenje se ponavlja proračun toplinskog opterećenja. Na temelju vršnih opterećenja određuju se nazivne snage uređaja termotehničkih sustava odnosno vrši se izbor opreme.

Za svaki se pojedini sustav potom određuju potrebna toplinska energija za grijanje, provjetravanje, ventilaciju i hlađenje za stvarne klimatske podatke po mjesecima, zatim toplina za pripremu potrošne tople vode, gubici samih izvora topline i gubici transporta medija nosioca topline te potrebna električna energija za rad pomoćnih uređaja termotehničkih sustava. Elementi termotehničkih sustava grupiraju se prema izvoru energije (plin, el. energija, tekuće gorivo, kruto gorivo) te se određuje ukupna potrebna isporučena energija po energentu i skupno. Koristeći faktore primarne energije određuje se potrebna godišnja primarna energija za objekt, koeficijent utroška sustava i emisija CO2. Na osnovi izabranih komponenata termotehničkih sustava radi se ekonomska analiza investicijskih troškova i ako je moguće izračun povrata investicije.

 

ZAKONODAVNA OSNOVA
Direktiva o energetskoj učinkovitosti zgrada 2002/91/EC (EPBD I) i njena novelacija Direktiva o energetskoj učinkovitosti zgrada 2010/31/EU (EPBD II) donesena je s ciljem uštede energije u zgradama, promocije energetske učinkovitosti i smanjenja emisije ugljičnog dioksida. Direktiva utvrđuje zahtjeve za poboljšanje energetske učinkovitosti:
* uspostavu općeg okvira za metodologiju proračuna energetske učinkovitosti zgrada
* primjenu minimalnih zahtjeva energetske učinkovitosti za nove zgrade
* primjenu minimalnih zahtjeva energetske učinkovitosti za postojeće zgrade prilikom značajne obnove zgrada
* povećanje broja zgrada gotovo nulte energije
* energetsko certificiranje zgrada
* redovite preglede sustava grijanja i klimatizacije u zgradama
* neovisne sustavekontrole energetskih certifikata i izvješća o pregledu

Implementacija EPBD I i EPBD II u hrvatsko zakonodavstvo i ciljevi zaštite okoliša stvorili su važan okvir za uvođenje energetskih mjerila za nove zgrade, energetsku obnovu postojećih i gradnju suvremenih, zgrada gotovo nulte energije i konačno energetsko certificiranje zgrada. Proces energetskog certificiranja zgrada donosi niz ključnih promjena koje će značajno utjecati na podizanje kvalitete gradnje, osuvremenjivanje postojećih zgrada, povećanje standarda i komfora u zgradama, smanjenje troškova održavanja zgrada, primjenu inovativnih tehnologija i rješenja, razvoj integralnog pristupa projektiranju i dugoročni pristup analizi zgrade uzimajući u obzir cijeli njen životni vijek.

Osnovni cilj Direktive 2010/31/EU (EPBD II) je obvezati na nužnost smanjenja potrošnje svih vrsta energije u cjelokupnom fondu budućih i postojećih zgrada. Uzimajući u obzir dugi životni vijek zgrada (od 50 do više od 100 godina) najveći je, kratkoročni i srednjoročni energetski potencijal u postojećem fondu zgrada. Nove zgrade moraju biti građene tako da udovoljavaju zadanim minimalnim zahtjevima energetske učinkovitosti. Za zgrade s ploštinom korisne površine 50 m2 i veće koje moraju ispuniti zahtjeve energetske učinkovitosti i koje se griju na unutarnju temperaturu ≥ 18 °C mora se istražiti isplativost primjene alternativnih energetskih sustava baziranih na decentralnim sustavima obnovljivih izvora energije, daljinskom/blokovskom grijanju i/ili hlađenju naročito ako se baziraju na obnovljivim izvorima energije, na sustavima kogeneracije, te dizalicama topline i sl. uz pretpostavku da je potrebna energija za grijanje i hlađenje svedena na troškovno optimalnu razinu. Elaborat je obavezan prilog projektnoj dokumentaciji i mora biti dostupan za provjeru nadležnim tijelima. Analiza alternativnih sustava može se provesti za pojedinačnu zgradu ili grupu sličnih zgrada ili sličnu tipologiju zgrada na istom području, ili za sve zgrade povezane na isti daljinski/blokovski sustav. Kod postojećih zgrada koje planiraju značajnu obnovu zgrada kojom se unaprjeđuje njihova energetska učinkovitost kako bi se ispunili minimalni zahtjevi energetske učinkovitosti, preporuča se korištenje visokoučinkovitih sustava koji se baziraju na alternativnim sustavima kada je to tehnički, funkcionalno i ekonomski izvedivo . Također, uvodi se obavezni redoviti pregled dostupnih dijelova sustava grijanja - proizvodnje, sustava upravljanja i cirkulacijskih crpki, za kotlove efektivne nazivne snage veće od 20 kW i obvezni redoviti pregled dostupnih dijelova sustava klimatizacije efektivne nazivne snage veće od 12 kW. Pregled uključuje ocjenu učinkovitosti i dimenzioniranja kotla i usporedbu snage kotla odnosno sustava klimatizacije sa stvarnim potrebama za energijom za grijanje ili hlađenje u zgradi. Vremenski period u kojem je obavezno provoditi pregled određuje država članica. Za kotlove efektivne nazivne snage 100 kW i veće redovni pregled se provodi svake 2 godine, a ako je energent plin pregled se provodi svake 4 godine. Minimalna preporučena mjera je osiguravanje savjeta korisnicima o zamjeni kotla, drugim promjena u sustavu grijanja i korištenju alternativnih sustava grijanja kako bi se ocijenila učinkovitosti i odredila potrebna snaga sustava grijanja. Iste minimalne mjere se odnose i na sustave klimatizacije u zgradama.

Zahtjevi za povećanje energetske učinkovitosti zgrada se primjenjuju i kod postojećih zgrada kada se provodi značajna obnove zgrade i kada je to svedeno na troškovno optimalnu razinu. Iz tog razloga potrebno je odrediti koji su minimalni zahtjevi energetske učinkovitosti za obnovljene dijelove ovojnice i tehničke sustave zgrade. Obnovu postojećih zgrada potrebno je usmjeravati prema zgradama gotovo nulte energije.

EPBD I se u RH počela implementirati kroz Zakon o prostornom uređenju i gradnji (NN 76/07) na temelju Akcijskog plana za implementaciju EPBD I izrađenog u MZOPUG tijekom 2007. Krovni zakon za daljnju implementaciju EPBD I i EPBD II je Zakon o učinkovitom korištenju energije u neposrednoj potrošnji (NN 152/08, 55/12,101/13 i 14/14), te od 1. siječnja 2014. Zakon o gradnji (NN 153/13)) i prateći tehnički propisi i pravilnici. Osnovni su: Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti zgrada(NN 110/08, 89/09, 79/13 i 90/13) i Tehnički propis o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti zgrada (NN 97/14.), Tehnički propis o sustavima grijanja i hlađenja u zgradama (NN110/08), Pravilnik o energetskim pregledima građevine i energetskom certificiranju zgrada (NN 81/12, 29/13 i 78/13), Pravilnik o energetskom pregledu zgrade i energetskom certificiranju (NN 48/14), Pravilnik o uvjetima i mjerilima za osobe koje provode energetske preglede i energetsko certificiranje zgrada (NN 81/12, 64/13), Pravilnik o kontroli energetskih certifikata zgrada i izvješća o energetskim pregledima građevina (NN 81/12 i 79/13), Pravilnik o uvjetima i načinu izdavanja potvrde hrvatskim državljanima i pravnim osobama za ostvarivanje prava pružanja usluga regulirane profesije energetskog certificiranja i energetskog pregleda zgrade u državama ugovornicama Ugovora o Europskom ekonomskom prostoru (NN 47/14.), Metodologija provođenja energetskih pregleda građevina i Algoritam za izračun energetskih svojstava zgrada.

Članak 6. EPBD II „Nove zgrade
1. Države članice poduzimaju potrebne mjere kako bi osigurale da nove zgrade ispune minimalne zahtjeve energetske učinkovitosti određene u skladu s člankom 4.

Države članice osiguravaju da se kod novih zgrada prije početka gradnje razmotri i uzme u obzir tehnička, okolišna i gospodarska izvedivost visokoučinkovitih alternativnih sustava, poput onih koji su navedeni u nastavku, ako su oni raspoloživi:
(a) decentralizirani sustavi opskrbe energijom na temelju energije iz obnovljivih izvora; (b) kogeneracija;
(c) daljinsko ili blokovsko grijanje ili hlađenje, posebno ako se u cijelosti ili djelomično temelji na energiji iz obnovljivih izvora;
(d) dizalice topline.

2. Države članice osiguravaju da se analiza alternativnih sustava iz stavka 1. dokumentira i bude raspoloživa u svrhu provjere.

3. Ta se analiza alternativnih sustava može provesti za pojedinačne zgrade ili skupine sličnih zgrada ili za zgrade zajedničke tipologije na istom području. Što se tiče skupnih sustava grijanja i hlađenja, analiza se može provesti za sve zgrade koje su povezane na sustav na istom području."

Članak 7. EPBD II „Postojeće zgrade
Države članice poduzimaju potrebne mjere kako bi osigurale da se prilikom značajne obnove zgrada unaprijedi energetska učinkovitost čitave zgrade ili obnovljenog dijela zgrade kako bi se ispunili minimalni zahtjevi energetske učinkovitosti u skladu s člankom 4., u mjeri u kojoj je to tehnički, funkcionalno i gospodarski izvedivo.

Ti se zahtjevi primjenjuju na čitavu obnovljenu zgradu ili građevinsku cjelinu. Zahtjevi se osim toga, ili umjesto toga, mogu primjenjivati i na obnovljene građevinske elemente.

Države članice osim toga poduzimaju potrebne mjere kako bi osigurale da se kod naknadne ugradnje ili zamjene građevinskog elementa koji čini dio ovojnice zgrade i koji ima značajan utjecaj na energetsku učinkovitost ovojnice zgrade ispune minimalni zahtjevi energetske učinkovitosti za građevinski element, u mjeri u kojoj je to tehnički, funkcionalno i gospodarski izvedivo.

Države članice te minimalne zahtjeve energetske učinkovitosti utvrđuju u skladu s člankom 4.

Države članice potiču da se u slučaju zgrada koje se podvrgavaju značajnoj obnovi razmotre i uzmu u obzir visokoučinkoviti alternativni sustavi, kako je navedeno u članku 6. stavku 1., u mjeri u kojoj je to tehnički, funkcionalno i gospodarski izvedivo."

Općeniti okvir za izračun energetske učinkovitosti zgrada prema EPBD II (Annex I) zasniva se na izračunatoj ili stvarnoj godišnjoj potrošnji energije kako bi se zadovoljile različite potrebe s obzirom na tipično korištenje zgrade i koje će prikazati potrebe za energijom za grijanje i hlađenje (energija potrebna da se izbjegne pregrijavanje) kako bi se ostvarili predviđeni temperaturni uvjeti u zgradi te potrebe za potrošnom toplom vodom. Metodologija mora uključiti Europske norme i biti u skladu s relevantnim zakonodavstvom, uključujući i Direktivu 2009/28/EC o promociji korištenja obnovljivih izvora energije.

Energetska svojstva zgrade trebaju biti transparentno izražena i uključuju iskazivanje indikatora potrošnje energije i numerički indikator primarne energije prema faktorima primarne energije za pojedini energent (određenima prema nacionalnim ili regionalnim godišnjim prosjecima ili prema specifičnoj vrijednosti za proizvodnju na lokaciji).

Metodologija mora obuhvatiti najmanje slijedeće elemente:
* stvarne toplinske karakteristike zgrade uključujući i njezine unutarnje pregrade
Toplinski kapacitet
Toplinsku izolaciju
Pasivno grijanje
Elemente za hlađenje
Toplinske mostove
* Postrojenja za grijanje i opskrbu toplom vodom, uključujući i njihovu izolaciju
* Uređaje za kondicioniranje zraka
* Prirodnu i mehaničku ventilaciju što može uključivati i zrakopropusnost
* Rasvjetu (uglavnom kod nestambenog sektora)
* Oblikovanje, položaj i orijentaciju zgrade, uključujući i vanjske klimatske uvjete
* Pasivne solarne sustave i zaštitu od direktnog zračenja Sunca
* Unutarnje klimatske uvjete uključujući i zahtjeve definirane projektom
* Unutarnje opterećenje

Polazeći od činjenice da su zgrade i sustavi u njima integralno rješenje arhitektonske, građevinske, strojarske i elektrotehničke struke i da svaka grupa koja nudi određeno rješenje za zgradu na osnovi projektnog zadatka,postavlja koncepciju koja će se realizirati kroz ideju odnosno glavni projekt, predloženo se rješenje smatra osnovnim za daljnju analizu. Projekt zgrade mora biti usklađen sa zahtjevima TPRUETZZ. Projektanti koji nude određeno rješenje moraju isto izraditi u skladu s navedenim TPRUETZZ, propisanim normama i drugim tehničkim specifikacijama navedenim u TPRUETZZ, Algoritmu ili poznatim iz dobre inženjerske prakse.

Zahtjevi za nove i postojeće zgrade kod značajne obnove u smislu uštede energije i toplinske zaštite:
1. najvećom dopuštenom godišnjom potrebnom toplinskom energijom za grijanje po jedinici ploštine korisne površine zgrade, odnosno po jedinici obujma grijanog dijela zgrade,
2. najvećom dopuštenom primarnom energijom po jedinici ploštine korisne površine zgrade,

3. najvećim dopuštenim koeficijentom transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici ploštine ovojnice grijanog dijela zgrade,
4. sprječavanjem pregrijavanja prostorija zgrade zbog djelovanja sunčeva zračenja tijekom ljeta,
5. dopuštenom zrakopropusnosti ovojnice zgrade,
6. najvećim dopuštenim koeficijentima prolaska topline pojedinih građevnih dijelova ovojnice grijanog dijela zgrade i pojedinih građevnih dijelova između grijanih dijelova zgrade različitih korisnika,
7. smanjenjem utjecaja toplinskih mostova,
8. najvećom dopuštenom kondenzacijom vodene pare unutar građevnog dijela zgrade,

9. sprječavanjem površinske kondenzacije vodene pare,
10. učinkovitošću tehničkog sustava grijanja, hlađenja, ventilacije, klimatizacije i pripreme potrošne tople vode,
11. najvećom dopuštenom godišnjom potrebnom energijom za rasvjetu zgrade, osim jednoobiteljskih i višestambenih zgrada,
12. razredom učinkovitosti sustava automatizacije i upravljanja zgrade,
13. udjelom obnovljivih izvora energije u ukupnoj potrošnji primarne energije,

Zahtjevi za nove i postojeće zgrade kod značajne obnove u smislu korištenja obnovljivih izvora energije:
– najmanje 20 % ukupne potrebne energije za rad sustava u zgradi podmireno energijom iz obnovljivih izvora energije, ili je
– udio u ukupnoj finalnoj energiji za grijanje i hlađenje zgrade i pripremu potrošne tople vode dobiven na jedan od sljedećih načina:

1. najmanje 25 % iz sunčeva zračenja,

2. najmanje 30 % iz plinovite biomase,

3. najmanje 50 % iz čvrste biomase,
4. najmanje 70 % iz geotermalne energije,

5. najmanje 50 % iz topline okoline,
6. najmanje 50 % iz kogeneracijskog postrojenja s visokom učinkovitošću u skladu s posebnim propisom, ili je 50 % energetskih potreba zgrade podmireno iz daljinskog grijanja koje ispunjava zahtjev ili je godišnja potrebna toplina za grijanje zgrade izračunata po jedinici ploštine korisne površine zgrade ili po jedinici obujma grijanog dijela zgrade, za najmanje 30 % niža od dopuštene vrijednosti iz članaka 9., 10. odnosno 11. TPRUETZZ.

Dodatni tehnički zahtjevi dani su u TPRUETZZ. TPRUETZZ definira i sadržaj projekata zgrade u odnosu na racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu u zgradama. TPRUETZZ traži da se za zgrade s ploštinom korisne površine 50 m2 i veće zahtjevu za izdavanje građevinske dozvole, odnosno potvrdi glavnog projekta obavezno prilaže elaborat tehničke, ekološke i ekonomske izvedivosti alternativnih sustava opskrbe energijom. Iz iznesenog proizlazi da je u elaboratu potrebno dati poseban osvrt na primijenjene alternativne sustave s tehničkim opisom i proračunima za analizirane sustave. Da bi se dokazala tehnička, ekološka i ekonomska opravdanost primijenjenih sustava potrebno je provesti analizu iz koje su vidljive prednosti koje donose odabrana rješenja i to kroz potrebnu energiju, primarnu energiju i smanjenje emisije CO2. Ekonomsku opravdanost treba pokazati kroz cijenu investicije za pojedinu varijantu, ukoliko za to postoje dostupni podaci. Sve varijante moraju zadovoljiti minimalne zahtjeve što znači da pojedina izračunata potrebna energija mora biti najmanje u granicama propisanim TPRUETZZ, ili bolje od toga.

Arhitektonsko građevinski projekt – toplinske karakteristike vanjske ovojnice zgrade
Osnovna varijanta (primjer A) predstavlja polazno arhitektonsko rješenje (ili zatečeno stanje kod postojeće zgrade) s definiranom ovojnicom zgrade i namjenom prostora. Dobivena je na osnovi analize mogućih arhitektonsko-građevinskih rješenja te odabira investitora koji se je odlučio za jednu od predloženih izvedbi. Promatrane varijante (primjeri B i C) predstavljaju modificirano osnovno arhitektonsko-građevinsko rješenje u smislu primijenjenih složenih termotehničkih sustava odnosno alternativnih izvora energije. Sve promatrane varijante moraju zadovoljiti minimalne zahtjeve TPRUETZZ.

Kako o toplinskim svojstvima vanjske ovojnice zgrade ovise toplinski gubici a time i izbor sustava opskrbe energijom, potrebno je u ranoj fazi projektiranja donijeti strateške odluke vezano na postizanje određenog nivoa toplinske zaštite, kako bi se izbjeglo predimenzioniranje sustava, te omogućila primjena alternativnih sustava. Što su manji toplinski gubici iz zgrade odnosno viši nivo toplinske zaštite, to je veća mogućnost primjene alternativnih sustava opskrbe energijom. Ovdje dolazi do izražaja potreba integralnog projektiranja i razmatranja energetskog koncepta zgrade u najranijoj fazi projektiranja. Prije same analize tehničkih sustava zgrade potrebno je u suradnji svih projektanata donijeti odluku o nivou toplinske zaštite zgrade. Pri tome ona mora biti u skladu sa zahtjevima TPRUETZZ, ali može biti i bitno bolja, kako bi se ostvario energetski razred A ili A+.

TEHNIČKI ENERGETSKI ALGORITAM
Analiza započinje ispunjavanjem obrasca za osnovno rješenje sustava (Varijanta I) u kojem se nalaze glavni podaci o zgradi te opis sustava i korištenih izvora energije. Pri tome treba usvojiti osnovnu ili naprednu varijantu toplinske zaštite i s odabranom varijantom uči u daljnju analizu, te se eventualno, po potrebi vraćati na korekcije u arhitektonsko građevnom dijelu projekta u smislu toplinske zaštite. Potom se unose podaci o energijama potrebnim za grijanje (uključena i energija za zagrijavanje zraka dovedenog prirodnom i/ili mehaničkom ventilacijom), pripremu PTV-a, hlađenje, ventilaciju (samo za pripremu zraka bez gubitaka u sustavu) i rasvjetu.

Podatke o toplini za grijanje je potrebno provjeriti u odnosu na najveće dopuštene vrijednosti definirane u TPRUETZZ. Energetski gubici svakog pojedinog dijela sustava se unose u zasebna polja, kao i energija za pogon pomoćnih uređaja. Potom je potrebno izračunati godišnju isporučenu energiju građevini (onu koju plaća potrošač) te potrebnu ukupnu primarnu energiju (koja obuhvaća primarnu energiju za grijanje i PTV, hlađenje i rasvjetu). Na temelju podataka o primarnoj energiji za grijanje i PTV potrebno je izračunati koeficijent utroška energije ep.

Na kraju se na temelju podatka o potrošnji primarne energije izračunava emisija CO2 te zasebno daje udio obnovljivih izvora u energiji za grijanje i PTV. Postupak se ponavlja za svako slijedeće predloženo rješenje s primijenjenim alternativnim sustavima i prilagođenim eventualnim dodatnim građevnim mjerama. Ovdje se dodatno izračunavaju i godišnje uštede energije u odnosu na polazno rješenje, izražene u kWh/a i kn/a, te jednostavni period povrata investicije ukoliko je moguće procijeniti razliku cijene investicije osnovnog (Varijanta I) i alternativnog sustava (Varijanta II, III...).

Za brzi orijentacijski proračun može se koristiti dijagrame dane za tipske sustave u dodatku 1 norme DIN 4701-10. s time da se u tablice konačnog elaborata unose samo veličine dobivene za stvarni objekt detaljnim (vidi također Poglavlje 3.4), odnosno Algoritmima. U elaboratu je uz polazno rješenje potrebno priložiti analizu još najmanje dva alternativna sustava (Varijanta I i II) s primijenjenim mjerama za povećanje energetske učinkovitosti i korištenim alternativnim sustavima kao što su primjerice decentralizirani sustavi s obnovljivim izvorima (sunce, biomasa, vjetar..), daljinskim grijanjem/hlađenjem, dizalicama topline.

Odabir konačnog rješenja za izvođenje ostavlja se na izbor investitoru i projektantu temeljem provedene analize, uz uvjet da sva rješenja zadovoljavaju zahtjeve iz TPRUETZZ o najvišim dopuštenim vrijednostima QH,nd i Htr,adj . Na kraju elaborata je potrebno navesti koje je rješenje odabrano za izvođenje uz kratko objašnjenje.

 

PROJEKTNI PARAMETRI
Meteorološke podloge
Postizanje zadovoljavajućeg stupnja ugode u prostorijama u kojima se boravi u velikoj mjeri ovisi o vanjskim uvjetima – temperaturi, vlažnosti i strujanju zraka te Sunčevom zračenju. Za proračun fizikalnih svojstava zgrade u smislu racionalne uporabe energije i toplinske zaštite potrebno je raspolagati s nizom meteoroloških podataka.

Meteorološke veličine koje je potrebno primarno analizirati za primjenu u energetski učinkovitom projektiranju zgrada su slijedeće:
- temperatura zraka; - vlažnost zraka;
- strujanje zraka;
- globalno Sunčevo zračenje.

Unutarnja projektna temperatura grijanja
Za proračun potrebne topline za grijanje QH,nd primjenjuju se vrijednosti temperatura u skladu s TPRUETZZ odnosno tablicom 1.1. Unutarnje proračunske temperature „Algoritma za proračun potrebne energije za grijanje i hlađenje prostora zgrada prema HRN EN ISO 13790".

Projektna vanjska temperatura zraka
Proračunska ili normirana vanjska projektna temperatura zraka je ona vrijednost temperature vanjskog zraka koja se uzima u obzir pri proračunu toplinskog opterećenje sustava grijanja/hlađenja. Na temelju normiranih vrijednosti vanjskih temperatura za zimu i ljeto određuju se nazivne snage uređaja termotehničkih sustava odnosno vrši se izbor opreme. Projektna vanjska temperatura uzima se prema podacima danim u normi za proračun normiranog toplinskog opterećenja. Za proračun QH,nd koriste se podaci iz važećeg TPRUETZZ.

 

INTEGRALNO PROJEKTIRANJE
Energetski koncept je integralno i optimalno rješenje u smislu opskrbe energijom i potrošnje energije u projektiranim građevinama. Koncepcija cjelovitog ili integralnog energetski učinkovitog projektiranja podrazumijeva istovremeno razmatranje svih aspekata građevine, od arhitekture, pročelja i funkcije, preko konstrukcije, protupožarne zaštite, akustike, pa do potrošnje energije i ekološke kvalitete zgrade, te gospodarenje otpadom. Osnovne metode projektiranja energetski učinkovite zgrade uključuju tri bitna elementa:
(1) smanjenje potreba za energijom (energetske uštede),
(2) maksimiziranje korištenja obnovljivih izvora energije te
(3) postizanje mikroklimatskih uvjeta prostora.

Energetski koncept treba obuhvatiti:
* Kvalitetnu analizu lokacije, orijentacije i oblika zgrada
* Primjenu visokog nivoa toplinske zaštite cijele vanjske ovojnice (posebno prozori, vanjski zidovi i krov)
* Izbjegavanje toplinskih mostova
* Iskorištavanje toplinskog dobitka od Sunca i zaštite od pretjeranog osunčanja
* Korištenje energetski učinkovitog sustava klimatizacije, grijanja, hlađenja i ventilacije (KGHV)
* Korištenje energije iz obnovljivih izvora energije

Integralni pristup projektiranju definira se kao pristup koji sve bitne arhitektonske i građevne elemente i sve energetske sustave zgrade povezuje u jedan sustav kako bi se postigle optimalne karakteristike u smislu energetske učinkovitosti, ekološkog utjecaja i unutarnje kvalitete i standarda. Ovakav pristup projektiranju i gradnji vodi konstantnom poboljšanju i unaprjeđenju graditeljstva, povećava kvalitetu korištenih energetskih izvora, i potiče korištenje obnovljivih izvora energije. Također se potiče korištenje novih tehnologija i višefunkcionalnih konstruktivnih elemenata zgrade. Sve to vodi i boljem razumijevanju integralnog procesa projektiranja i boljoj suradnji svih projektanata i svih sudionika u gradnji.

Integralno planiranje temelji se na:
* cjelovitom pristupu i integriranju tehničkih, energetskih, ekonomskih, ekoloških i društvenih parametara
* visokom nivou komunikacije između članova projektnog tima
* dugoročnom pristupu analizi zgrade, uzimajući u obzir cijeli životni vijek zgrade, uključivo gradnju, korištenje, održavanje, obnovu i rušenje

Integralno planiranje je najučinkovitije ako je započeto u ranoj fazi projektiranja. Ukoliko se održive tehnologije počnu primjenjivati u kasnijoj fazi projektiranja, rezultat će biti skromna integracija mjera koje će vjerojatno biti preskupe za implementaciju.

Za integralni pristup projektiranju zgrade potrebno je u fazi idejnog rješenja (kod novih zgrada) odnosno kod planiranja zahvata za rekonstrukciju (kod postojećih zgrada) odrediti karakteristike građevinskih i energetskih sustava zgrade i analizirati potencijal uštede energije, odnosno definirati jedinstveni energetski koncept koji je dio projektnog zadatka.

Ulazni podaci za energetski koncept su:
* Karakteristike lokacije u smislu orijentacije parcele, dostupni izvori energije, potencijal za korištenje alternativnih izvora energije
* Tip i veličina građevine te način korištenja
* Toplinska zaštita zgrade
* Karakteristike energetskih sustava

Energetski koncept treba biti podloga za određivanje razine potrošnje svih vrsta energije, vrste korištenih energenta i energetskog sustava. Svako ulaganje u primjenu energetski učinkovitih tehnologija, obnovljive izvore energije i mjere za povećanje toplinske zaštite zgrada potrebno je izraziti kroz energetske, ekološke i ekonomske doprinose. Analizom svih elemenata zgrade moguće je smanjiti potrebe za energijom, odrediti optimalne karakteristike vanjske ovojnice i energetskih sustava. Na taj način se osim troškova za izvedbu zgrade planiraju i troškovi za energiju i održavanje koji imaju značajnu ulogu u ukupnoj vrijednosti zgrade kroz cijelo razdoblje korištenja.

Karakteristike lokacije
Pri projektiranju je potrebno analizirati karakteristike lokacije i parcele u smislu:

* Klimatskih karakteristika
* Orijentacije (obzirom na strane svijeta) i smještaja (obzirom na druge zgrade ili krajolik)

* Pasivnog korištenja Sunčevog zračenja
* Ruže vjetrova
* Postojeće mreže energetske infrastrukture (centralna gradska ili blokovska toplana, plinovod)
* Dostupnih prirodnih resursa za sustave koji koriste obnovljive izvore energije

Karakteristike lokacije su osnovni ulazni podatak za određivanje energetskog koncepta zgrade. Klimatske karakteristike utječu na određivanje toplinskih karakteristika građevinskih konstrukcija, dok orijentacija i smještaj parcele utječu na organizaciju prostora i arhitektonsko oblikovanje. U analizi lokacije dovoljno se ne koriste prirodne značajke kao intenzitet Sunčevog zračenja i ruža vjetrova iako omogućuju smanjenje potreba za toplinskom energijom za grijanje i hlađenje. Planiranjem dubokih nadstrešnica s južne strane omogućuje se korištenje toplinskih dobitaka od Sunca zimi (omogućuje horizontalni upad Sunčevih zraka), a smanjuju se potrebe za energijom za hlađenje ljeti (štiti od upada kosih Sunčevih zraka). Također je bitno planirati maksimalno korištenje prirodnog osvjetljenja. Povoljna orijentacija zgrade je ona koja je zaštićena od dominantnih vjetrova na mikro lokaciji što je moguće ostvariti izvedbom vjetrobrana i sličnih zaštitnih konstrukcija ili orijentacijom velikih staklenih površina (i prostora u zgradi koji ih zahtijevaju) na zaklonjenim pročeljima.

Toplinska zaštita zgrade
Potrebe za toplinskom energijom za grijanje i hlađenje u zgradi u najvećoj mjeri ovise o toplinskim karakteristikama vanjske ovojnice. Građevinska ovojnica u prvom redu treba koristiti povoljan utjecaj klimatskih karakteristika lokacije kako bi se ostvarili povoljni uvjeti u unutarnjem prostoru. U toku definiranja projektnog zadatka i izrade idejnog rješenja (projekta) potrebno je istražiti mogućnosti povećanja energetske učinkovitosti, a u skladu s navedenim karakteristikama:
* Ostvariti povoljan faktor oblika zgrade, odnosno f0=A/Ve količnik oplošja i obujma (odnos ukupne ploštine građevnih dijelova koji razdvajaju grijani dio zgrade od vanjskog prostora, tla ili negrijanih dijelova zgrade i obujma grijanog dijela zgrade)
* Odrediti povoljnu orijentaciju zgrade kako bi se maksimalno iskoristili toplinski dobici i tako smanjile toplinske potrebe unutar zgrade
* Kontrolirati ulazak toplinskog zračenja od Sunca kako bi se smanjile potrebe za toplinskom energijom za grijanje i hlađenje
* Omogućiti prirodnu ventilaciju prostora i noćno hlađenje
* Korištenje toplinske mase zgrade (ovješeni stropovi, dvostruki podovi)
* Za staklene površine koje pokrivaju cijelo pročelje ostvariti maksimalni koeficijent prolaska topline Uw=1,4 W/m2K, uz stupanj propuštanja energije ostakljenja g┴‹0,50, svjetlopropusnost τLT 0,6-0,7 i zvučnu izolaciju od 38 do 44 dB
* Za pune (neprozirne) dijelove vanjske ovojnice postići što niži koeficijent prolaska topline
* Omogućiti maksimalan ulazak dnevnog osvjetljenja kako bi se smanjila potreba za električnom energijom
* Definirati unutrašnju projektnu temperaturu u skladu s namjenom prostora

Ove smjernice kod novih zgrada upućuju na primjenu suvremenih sustava vanjske ovojnice, koja uzima u obzir granične parametre u okolišu i unutarnjem prostoru i nastoji ostvariti što manju potrošnju energije uz ostvarenje povoljnih unutarnjih klimatskih uvjeta. Kod zgrada u kojima se planira rekonstrukcija smjernice upućuju na primjenu mjera energetske učinkovitosti kako bi se smanjile potrebe za energijom.

 

PROJEKTI NOVIH ZGRADA
Kod gradnje nove zgrade važno je već u fazi idejnog projektiranja integralnim pristupom predvidjeti sve
* analizirati lokaciju, orijentaciju i oblik kuće
* primijeniti visoki nivo toplinske izolacije cijele vanjske ovojnice i izbjegavati toplinske mostove
* iskoristiti toplinske dobitke od Sunca i zaštititi se od pretjeranog osunčanja
* koristiti energetski učinkovit sustav grijanja, hlađenja i ventilacije te ga kombinirati s obnovljivim izvorima energije

Na početku svakog projekta potrebno je analizirati lokacijske i klimatske uvjete te u skladu s njima početi planirati energetski koncept kuće. Pri tome treba imati na umu da je dodatno ulaganje u povećanje energetske učinkovitosti i smanjenje toplinskih gubitaka na novogradnji višestruko isplativo. Povećanje cijene gradnje za 10 do 20 posto može značiti energetske uštede 50 do 80 posto. Potrebno je analizirati optimalni nivo toplinske izolacije i u skladu s tim planirati energetske sustave u kući. Važnu ulogu ima i zaštita od pretjeranog osunčanja prostora, koja vrlo često može bit u sklopu vizualnog arhitektonskog elementa, pa je i to važno razmotriti u fazi idejnog projekta. Posebno je važna suradnja svih sudionika u projektiranju, kao i budućih korisnika zgrade, u pažljivoj optimizaciji i planiranju energetskog koncepta.

Razrada projekta mora svakako obuhvatiti rješavanje bitnih detalja za izbjegavanje toplinskih mostova. Najbolji način izbjegavanja toplinskih mostova je postava toplinske izolacije s vanjske strane zida, bez prekida te dobro brtvljenje reški i spojeva. U projektu posebnu pažnju treba obratiti na detalje koji mogu biti toplinski mostovi, ukoliko nisu pravilno toplinski izolirani. Tako treba obratiti posebnu pažnju postavi prozora u odnosu na toplinsku izolaciju u vanjskom zidu, te dobrom brtvljenju prozora. Također su bitni svi spojevi konstrukcija, prodori stropnih ploča i rubne obrade.

Tehnički zahtjevi za racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu u zgradama utvrđuju se :
1. najvećom dopuštenom godišnjom potrebnom toplinskom energijom za grijanje po jedinici ploštine korisne površine zgrade, odnosno po jedinici obujma grijanog dijela zgrade,
2. najvećom dopuštenom primarnom energijom po jedinici ploštine korisne površine zgrade,
3. najvećim dopuštenim koeficijentom transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici ploštine ovojnice grijanog dijela zgrade,
4. sprječavanjem pregrijavanja prostorija zgrade zbog djelovanja sunčeva zračenja tijekom ljeta,
5. dopuštenom zrakopropusnosti ovojnice zgrade,
6. najvećim dopuštenim koeficijentima prolaska topline pojedinih građevnih dijelova ovojnice grijanog dijela zgrade i pojedinih građevnih dijelova između grijanih dijelova zgrade različitih korisnika,
7. smanjenjem utjecaja toplinskih mostova,
8. najvećom dopuštenom kondenzacijom vodene pare unutar građevnog dijela zgrade,

9. sprječavanjem površinske kondenzacije vodene pare,
10. učinkovitošću tehničkog sustava grijanja, hlađenja, ventilacije, klimatizacije i pripreme potrošne tople vode,
11. najvećom dopuštenom godišnjom potrebnom energijom za rasvjetu zgrade, osim obiteljskih stambenih zgrada s jednim stanom i višestambenih zgrada,
12. razredom učinkovitosti sustava automatizacije i upravljanja zgrade,

13. udjelom obnovljivih izvora energije u ukupnoj potrošnji primarne energije

Tehnički zahtjevi propisani su u važećem Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (»Narodne novine« br. 97/14), a glavni projekt zgrade u kojemu je tehničko rješenje zgrade dano prema Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (»Narodne novine« br. 110/08, 89/09, 79/13 i 90/13) smatra se valjanim dokumentom za izdavanje akata na temelju kojega se odobrava građenje ako je zahtjev za izdavanje tog akta zajedno s glavnim projektom podnesen do 31. prosinca 2014. godine.

Važećim TPRUETZZ propisani su zahtjevi za zgrade grijane i/ili hlađene na temperaturu 18°C i višu, zahtjev za zgrade grijane na temperaturu višu od 12 °C, a manju od 18°C kao i zahtjev za zgrade koje se ne griju.

Za zgrade koje se griju na temperaturu višu od 12˚C, a manju od 18˚C dozvoljene su veće vrijednosti koeficijenta transmisijskog gubitka po jedinici oplošja grijanog dijela zgrade, a najveća dopuštena vrijednost potrebne topline za grijanje ostaje ista. Proračun godišnje potrebne toplinske energije za grijanje, QH, ht i hlađenje zgrade, Qc, nd (kWh/a) se izvodi u skladu s normom HRN EN ISO 13790:2008.

 

NUL-ENERGETSKE ZGRADE
U skladu sa smjernicama EPBD II, planiranje potrošnje energije ne treba stati na zadovoljavanju minimalnih kriterija potrošnje energije definiranog nacionalnim zakonodavstvom već treba:
* planirati zgrade gotovo nulte energije gradnje
* uvesti upravljanje energijom u zgradi tokom cijelog razdoblja korištenja

Zgrade gotovo nulte energije imaju vrlo visoka energetska svojstva koja, između ostalog ostvaruju i manjim vrijednostima koeficijenata prolaska topline pojedinih konstrukcija vanjske ovojnice, čime ostvaruju manje toplinske gubitke i manju potrebnu energiju za grijanje i hlađenje.

Vanjska ovojnica koja je toplinski izolirana osigurava ugodne temperature u unutrašnjem prostoru. Najveći utjecaj za povećanje energetske učinkovitosti u zgradama je poboljšanje toplinskih karakteristika građevinskih konstrukcija. Treba uskladiti toplinske karakteristike pojedinih konstrukcija kako bi se ostvarila zadovoljavajuća potrošnja energije. Stoga je potrebno s obzirom na namjenu zgrade:
* Odrediti zone različitih unutrašnjih temperatura ili načina korištenja prostora
* Primijeniti odgovarajući sastav konstrukcije vanjske ovojnice
* Toplinski izolirati sve konstrukcije prema negrijanim prostorima i prema van
* Smanjiti utjecaj toplinskih mostova

U svrhu uštede energije zgradu je potrebno podijeliti u više zona ukoliko je predviđen različit način korištenja ili se unutarnje projektne temperature razlikuju više od 4˚C. Svi koeficijenti prolaska topline graničnih konstrukcija (između zona i prema van) moraju ispuniti zahtjeve određene u TPRUETZZ, Tablici 1. „Najveće dopuštene vrijednosti koeficijenta prolaska topline, U [W/(m2•K)], građevnih dijelova novih zgrada, malih zgrada i zgrada s manjom ploštinom korisne površine grijanog dijela zgrade (AK < 50 m2) i nakon zahvata na postojećim zgradama" iz Priloga »B«, kako bi se ostvarila minimalna toplinska zaštita. Da bi se ostvarila racionalna upotreba energije potrebno je poboljšati toplinske karakteristike elemenata vanjske ovojnice odnosno smanjiti koeficijent prolaska topline U [W/(m²•K)] i smanjiti toplinske gubitke po jedinici površine elementa [kWh/m²•].

 

IZOLACIJSKI MATERIJALI
Dobro poznavanje toplinskih svojstava građevinskih materijala jedan je od preduvjeta za projektiranje energetski učinkovitih zgrada. Toplinski gubici kroz građevni element ovise o sastavu elementa, orijentaciji i koeficijentu toplinske vodljivosti. Koeficijent toplinske vodljivosti λ (W/mK) je količina topline koja prođe u jedinici vremena kroz sloj materijala površine 1 m2, debljine 1 m kod razlike temperature od 1 K. Vrijednost koeficijenta različita je za različite materijale, a ovisi o gustoći, veličini i povezanosti pora i stanju vlažnosti materijala. Bolju toplinsku izolaciju postižemo ugradnjom materijala niske toplinske vodljivosti, odnosno visokog toplinskog otpora. Toplinski otpor materijala povećava se s obzirom na debljinu materijala.

Pri izboru materijala za toplinsku zaštitu treba osim toplinske vodljivosti uzeti u obzir i druge karakteristike materijala kao što su požarna otpornost, faktor otpora difuziji vodene pare, tlačna čvrstoća, stišljivost, trajnost, otpornost na vlagu i drugo. Također je važan i način proizvodnje materijala, te korištenje energije u proizvodnji, a i cijena. Na izbor materijala utječe i vrsta konstrukcije u koju ga ugrađujemo, tako da nije isto da li se radi o izolaciji poda, podrumskog zida, nadzemnog zida, ravnog ili kosog krova.

Osnovna podjela toplinsko izolacijskih materijala je na anorganske i organske materijale. Najpoznatiji predstavnik anorganskih izolacija je kamena i staklena vuna, a organskih materijala polistiren – ekspandirani i ekstrudirani, te poliuretan, odnosno poliuretanska pjena.

Mineralna vuna - kamena i staklena, dobar je toplinski izolator s toplinskom provodljivosti λ= 0,035 i 0,050W/mK, što je uvrštava među najbolje toplinske izolatore. To je izolacijski materijal mineralnog porijekla za toplinsku, zvučnu i protupožarnu izolaciju u graditeljstvu, industriji i brodogradnji. Mineralna vuna ima visoku otpornost na požar, paropropusna je i djelomično vodootporna. Otporna je na starenje i raspadanje, te na mikroorganizme i insekte. Koristi se u svim vanjskim konstrukcijama za toplinsku zaštitu, te u pregradnim zidovima za zvučnu zaštitu. Jedino mjesto gdje se ne preporuča je za izolaciju podrumskih zidova pod zemljom.

Osim kamene i staklene vune, na našem tržištu najviše se koristi polistiren ili stiropor. Stiropor je zapravo naziv prvog proizvedenog polistirena u Njemačkoj, 1954. godine. Naziv stiropor postao je sinonim za ekspandirani polistiren, EPS. Zbog dobrih izolacijskih svojstava = 0,035-0,040 W/mK, te niske cijene i jednostavne ugradnje, danas je to jedan od najpopularnijih izolacijskih materijala. Koristi se najviše kao toplinska zaštita, u svim vanjskim konstrukcijama, te kao plivajući pod u podnim međukatnim konstrukcijama. Ima znatno slabija protupožarna svojstva od kamene vune, te nije otporan na temperature više od 80°C. Često se koristi za toplinsku zaštitu podrumskih zidova – ekstrudirani polistiren. Ekstrudirani polistyren XPS je najčešće obojen u plavo ili ružičasto, za razliku od bijelog ekspandiranog polistirena EPS.

Poliuretanska pjena također se dosta koristi, naročito pri sanacijama krovova. Ima još bolja toplinsko izolacijska svojstva 0,020 i 0,035 W/mK. Ima dobra svojstva na vlagu i temperaturne promjene. Međutim, znatno je skuplja od prva dva navedena materijala, te zbog toga nije u široj primjeni.

Na tržištu se polako pojavljuju i drugi izolacijski materijali kao što su celuloza, glina, perlit, vermikulit, trstika, lan, slama, ovčja vuna i drugi. Imaju nešto slabija izolacijska svojstva, pa su potrebne veće debljine. Ovi se materijali u svijetu koriste lokalno, prema porijeklu i izvoru sirovine za proizvodnju. Za pravilan izbor materijala za toplinsku izolaciju potrebno je dobro poznavati njegova fizikalno kemijska svojstva, te prednosti i mane primjene.

Transparentna toplinska izolacija - Toplinska izolacija (polikarbonat i sl.) koja omogućava prijem sunčeve energije i prijenos u zgradu, a istovremeno sprečava kao i obična toplinska izolacija gubitke topline iz zgrade. Posebno je korisna za izoliranje južnog fasadnog zida. Presjek materijala transparentne izolacije sadrži sitne kapilarne cijevi koje idu poprečno s jedne na drugu stranu ploče. Postavljanjem u presjek vanjskog zida stvara se gusta mreža kanala koji omogućuju prodor sunčevih zraka i time grijanje masivnih dijelova zidova. Na ovaj način akumulirana toplina koristi se za zagrijavanje prostora, pri čemu se učinak može dodatno pojačati postavljanjem izo-stakla i toplinske rolete u zračni sloj ispred transparentne izolacije.

Vakuumska toplinska izolacija - Kod konvencionalne toplinske izolacije se dobra izolacijska svojstva postižu uz pomoć zraka koji se nalazi u poroznom materijalu. Ako odstranimo zrak iz materijala, izolacijska svojstva se povećavaju zbog vakuuma. Za to se koriste stisnuta staklena vlakna, polistirenska pjena i sl. Vakuumska izolacija radi se u modularnim panelima, a zbog izuzetnih izolacijskih svojstava potrebne su znatno manje debljine od konvencionalne toplinske izolacije za ista toplinska svojstva. Ova je izolacija još uvijek vrlo skupa i primjenjuje se najviše kod sanacija objekata gdje nije moguće ugraditi veće debljine izolacije zbog npr spomeničke vrijednosti objekta.

Aerogel - Aerogel je izuzetan materijal, još uvijek u eksperimentalnoj primjeni u graditeljstvu, nalik smrznutom dimu koji ima najvišu vrijednost toplinske izolacije, najnižu gustoću, najnižu provodljivost zvuka, najniži indeks loma svjetlosti i najnižu dielektričnu konstantu od svih danas poznatih čvrstih materijala. Izuzetno lagana kruta pjena, nastaje iz gela (silicij, aluminij, krom kositar ili ugljik) u kojem se tekuća komponenta zamjenjuje plinovitom (zrak ili vakuum). Krute rešetkaste strukture molekula, ali lomljiv na pritisak. Mogući su različiti stupnjevi transparentnosti, a najčešće je polutransparentan. Vatrootporan. Higroskopan. Izuzetno dobar toplinski izolator jer gotovo u potpunosti sprječava sva tri mehanizma prijenosa topline: zrak ne može strujati kroz strukturu materijala (konvekcija), kao materijal slabo provodi toplinu (kondukcija), a ako sadrži ugljik koji apsorbira IC zračenje ne prenosi toplinu (zračenje). Rezultati eksperimentalne primjene aerogela u graditeljstvu pokazuju kako će to biti najlakši građevinski materijal i izuzetno kvalitetna sirovina za proizvodnju izolacijskih materijala. Zbog visoke transparentnosti imat će značajnu ulogu i u proizvodnji prozora i vrata, ostakljenih stijena i svjetlarnika.

 

GRAĐEVINSKA STOLARIJA
Prozori i staklene stijene imaju ulogu propuštanja Sunčeve svjetlosti i omogućuju prirodno osvjetljenje, uz ostvarenje zaštite od vanjskih utjecaja i toplinskih gubitaka. Transmisijski gubici prozora i gubici provjetravanjem čine oko 50 posto ukupnih toplinskih gubitaka zgrade.

U ukupnim toplinskim gubicima prozora sudjeluju staklo i prozorski profili. Prozorski profili, neovisno o vrsti materijala od kojeg se izrađuju, moraju osigurati: dobro brtvljenje, prekinuti toplinski most u profilu, jednostavno otvaranje i nizak koeficijent prolaska topline. Stakla se danas izrađuju kao izolacijska stakla, dvoslojna ili troslojna, s različitim punjenjem (plinovi, gelovi ili kristali) ili premazima koji poboljšavaju toplinske karakteristike. Utjecaj na toplinske gubitke imaju i letvice (inox, aluminij ili plastika, ispunjene molekularnim higroskopnim sitom) za određivanje razmaka između stakala i brtvilo (butil, silikon) za ostvarivanje hermetičkog zatvaranja. Između stakala je moguća postava venecijanera za zaštitu od Sunca.

U skladu s TPRUETZZ, koeficijent prolaska topline za prozore i balkonska vrata može, ovisno o klimatskom području i projektnim zahtjevima za grijanje iznositi maksimalno U=2,80 W/m2K. Dok se na starim zgradama koeficijent U prozora kreće oko 3,00-3,50 W/m2K i više (gubici topline kroz takav prozor iznose prosječno 240-280 kWh/m2 godišnje), europska zakonska regulativa propisuje sve niže vrijednosti i one se danas najčešće kreću u rasponu od Uw =1,40-1,80 W/m2K. Na suvremenim niskoenergetskim i pasivnim kućama taj se koeficijent kreće između Uw= 0,80-1,40 W/m2K. Preporuka za gradnju suvremene energetski učinkovite zgrade je koristiti prozore s koeficijentom Uw < 1,40 W/m2K.

Na niži U-koeficijent stakla (Ug) utječu sljedeći čimbenici:
* Debljina i broj međuprostora U-koeficijent smanjujemo većim brojem međuprostora. Manji U-koeficijent možemo postići upotrebom dvoslojnih ili troslojnih izo stakla. Npr. 4+10+4+10+4, što znači 3 stakla debljine 4 mm na razmacima od 10-12 mm.
* Punjenje međuprostora Napunimo li međuprostor izo stakla nekim od već spomenutih plinova (argon, krypton i sl.) U-koeficijent će se bitno smanjiti.
* Odabir stakla

Debljina stakla vrlo malo utječe na U-koeficijent, ali ga zato upotreba stakla niske emisije (Low-e staklo) značajno smanjuje. Low-e stakla premazana su sa strane koja dolazi u međuprostor izo stakla posebnim metalnim filmom koji propušta zračenja kratke valne duljine (Sunčeva svjetlost), a reflektira zračenja dugih valnih duljina (IC zračenja).

Koriste se različiti materijali okvira za prozore: drvo, čelik, aluminij, pvc i kombinacija materijala: drvo i aluminij, a šupljine okvira mogu se ispuniti toplinskom izolacijom. O vrsti materijala okvira ovisi debljina okvira i mogućnost ugradnje toplinski i zvučno kvalitetnog stakla. Debljine kvalitetnog prozorskog okvira su od 68 do 93 mm za pvc i drvo, dok su kod aluminija moguće i veće debljine.

Potrebno je osigurati brtvljenje stakla i samog prozorskog okvira te prozorskog okvira i doprozornika – trostruko (ili peterostruko, ovisno o broju stakala) brtvljenje kao zaštita od vjetra, kiše i nanosa kiše kako vlaga ne bi ušla izvana. Povezivanje prozora i zida mora biti izvedeno zrakonepropusno. Tako se osigurava od prodora vlage i toplog unutrašnjeg zraka u fugu koji bi se ohladio i došlo bi do pojave kondenzata i gljivica.

Danas staklene fasade mogu ostvariti toplinske karakteristike gotovo kao i kompaktni dio ovojnice. Ukoliko se u oblikovanju pročelja koristi dvostruka fasada moguće je postići transparentnost, klimatehničku fleksibilnost te toplinsku i zvučnu izolaciju. Dvostruka fasada sastoji se od dvije ovojnice koje mogu biti izvedene od različitih materijala, a najčešće su od stakla. Između njih je ventilirana zračna šupljina čija širina može varirati od nekoliko centimetara do jednog metra (u posebnim slučajevima i više) ovisno o planiranim karakteristikama vanjske ovojnice, uvjetima okoliša i cjelokupnoj koncepciji zgrade koja uključuje i energetske sustave. U šupljini su smještene naprave za zaštitu od Sunca i zasjenjenje koje se reguliraju ručno, mehanički ili pomoću centralnog sustava za upravljanje. Projektiranje dvostrukih staklenih fasada zahtijeva integralni pristup koji uključuje usklađivanje vanjskih klimatskih parametara, toplinskih karakteristika ovojnice zgrade i energetskih sustava kako bi se izbjegli parametri koji nepovoljno utječu na ostvarenje unutarnjih klimatskih uvjeta.

Prirodno ventilirana dvostruka fasada koju čini jednostruko staklo s vanjske strane ispred naprave za zaštita od Sunca, prostor između dvije staklene opne koji je prirodno ventiliran prema van i unutarnja staklena stijena koju čini izolacijsko staklo s LOWe premazom i šupljinom s plinovitom ispunom.

Karakteristike ventilirane dvostruke fasade:
* Koeficijent prolaska topline U=1,4 – 1,5 W/m2K
* Svjetlopropusnost τLT 0,6-0,7
* Stupanj propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje (g┴) kod okomitog upada Sunčevog zračenja 0,5-0,8
* Zvučna izolacija Rw (dB) 38-44

Zrak koji pri dnu slobodno ulazi u šupljinu između dvije staklene opne zagrijava se i pri vrhu izlazi van. Tako zrak u kretanju u šupljini ljeti prima na sebe dio topline koji bi prošao u zgradu i vraća je u okoliš. Naprava za zaštitu od Sunca kontrolira prolaz topline i osvjetljenja u zgradu, a zaustavljena toplina se odvodi prirodnim strujanjem zraka. Zimi je moguće zatvoriti otvore za zrak i ostvariti dodatnu toplinsko-izolacijsku zonu. Unutarnja staklena stijena je zaštićena od padalina čime je smanjen rizik od prodora vode. Ovakva fasada ima debljinu, od 20 do 50 i 80 cm, stoga nije uvijek moguća izvedba s obzirom na veliku potrebnu tlocrtnu površinu i veće troškove održavanja i izgradnje.

Toplinski mostovi se uvijek pojavljuju u građevinskim konstrukcijama, no njihov utjecaj na ugodnost boravka, trajnost i stabilnost konstrukcije je potrebno smanjiti pravilnim projektiranjem bitnih detalja konstrukcije:
* Prozore treba ugraditi tako da su barem dijelom u nivou toplinske izolacije

* Kutija za roletu mora biti toplinski izolirana
* Toplinsku izolaciju zida treba povući do temelja, a po potrebi treba izolirati i temelj
* Osigurati kontinuitet toplinske izolacije svih konstrukcija, bez prekida toplinske izolacije

* Projektirati zgrade tako da se izbjegnu konstruktivni detalji tipičnih toplinskih mostova prodori konstrukcija, istake i slično
* Uvažavanjem ovih kriterija ostvaruje se potrebni kontinuitet toplinske izolacije koji je po završetku izgradnje moguće dodatno provjeriti termografskim snimanjem.

Zaštita od Sunca
U ukupnoj energetskoj bilanci kuće važnu ulogu igraju i toplinski dobici od Sunca. U suvremenoj arhitekturi puno pažnje posvećuje se prihvatu Sunca i zaštiti od pretjeranog osunčanja, jer se i pasivni dobici topline moraju regulirati i optimizirati u zadovoljavajuću cjelinu. Sustavi za zaštitu od Sunca usklađeni sa vanjskim uvjetima okoline osiguravaju dobre uvjete rada i boravka u zgradi. Ako se osigura odgovarajuće tehničko rješenje postiže se prilagodljiv ulaz Sunca u zgradu i sprečava pregrijavanje prostorija zgrade zbog djelovanja Sunčevog zračenja tijekom ljeta i smanjuje potrebna energija za hlađenje.

Ljetna toplinska zaštita obuhvaća:
* Toplinsku zaštitu prozirnih elementa pročelja tijekom ljeta
* Toplinsku zaštitu vanjskih neprozirnih građevnih dijelova plošne mase < 100 kg/m2 tijekom ljeta
* Zrakonepropusnost građevnih dijelova koji čine omotača grijanog prostora zgrade

* Zrakopropusnost reški prozora, balkonskih (vanjskih) vrata i krovnih prozora
* Vanjski neprozirni građevni dijelovi, koji su izloženi Sunčevu zračenju, moraju imati odgovarajuće dinamičke toplinske karakteristike kako bi se smanjio njihov doprinos zagrijavanju zraka u zgradi tijekom ljetnih mjeseci
* Dinamičke toplinske karakteristike građevnih dijelova, ovisne o promjenjivosti toplinskih tokova, nisu još u potpunosti donesene u EN normama, te se dokazuje posredno preko koeficijenta prolaska topline - U [W/(m2K)]

Elementi zaštite od Sunca mogu se postavljati:
* na fasadi
* u unutrašnjem prostoru

Elementi mogu biti fiksirani ili pokretni, klizni, rolo i uz to automatizirani. Mogu biti postavljeni kao pojedinačni vertikalni ili horizontalni elementi ili kao plohe, u oba slučaja izvana ili unutra. Elementi trebaju biti lagani, a postavljaju se na potkonstrukciju koja je odmaknuta od nosive konstrukcije zgrade.

Materijali od kojih se izrađuju elementi zaštite od Sunca su :

* aluminij (ekstrudiran, anodiziran, pjeskaren)
* drvo (otporno na vanjske uvjete)
* tkanine (fiberglas, impregnirane ili prirodni materijal)

Korisni elementi zaštite od Sunca su nadstrešnice ili trjemovi određene dubine na južnom pročelju koje sprječavaju upad Sunca ljeti, a propuštaju ga zimi. U pravilu se na južnoj strani postavljaju horizontalni elementi jer ljetno južno Sunce upada pod visokim kutom pa ga horizontalna ploha ne propušta do ostakljenja. Zimsko Sunce upada pod blagim kutom pa horizontalni elementi ne sprečavaju prolaz do ostakljenja. Na zapadnoj i istočnoj strani se postavljaju vertikalni elementi koji mogu raspršiti zrake budući zapadno Sunce uvijek upada pod blagim kutom. Dodatno, moguće je upotrebom mobilnih i automatiziranih elemenata optimalno koristiti dobitke od Sunčevog zračenja za pojedine prostore prema trenutnoj potrebi. Ipak, zaštiti od Sunca najviše doprinosi pravilna orijentacija zgrade, odnosno grupiranje prostorija po namjeni prema karakteristikama pojedine orijentacije.

 

AKTIVNI TEHNIČKI SUSTAVI
Dio sustava za korištenje OIE je potrebno smjestiti na vidljivom mjestu, u neposrednoj blizini zgrade ili na samom pročelju. Tako oni postaju elementi oblikovanja pročelja i ukupnog izgleda zgrade. Elementi za korištenje obnovljivih izvora energije trebaju se na zgradu uklopiti na skladan način uz pažljivo usklađivanje boja, materijala i oblika te inovativnost u primjeni. Omogućuju proizvodnju energije, ostvarivanje ekonomskih i ekoloških ušteda i dinamičko oblikovanje pročelja.

FOTONAPONSKI MODULI
Za smještaj fotonaponskih modula prednost ima južna orijentacija i nagib pod određenim kutom, ali moguća je postava na istočno i zapadno pročelje te na vertikalne i horizontalne plohe uz manju učinkovitost proizvodnje energije, vodeći računa o mogućem zasjenjenju. Inovativna primjena fotonapona na fasadi smanjuje toplinsko opterećenje zgrade i potrebu za korištenjem klimatizacije. Mogućnosti primjene fotonaponskih modula su:
* horizontalne ili vertikalne lamele kao dio sustava za zaštitu od Sunca – fiksni ili pokretni (tehnologija tankog filma ili neprovidni moduli u svim izvedbama)
* elementi koji se postavljaju po principima krovnih pokrova – fotonaponske šindre, crjepovi ili krovne ploče (tehnologija tankog filma)
* na krovu – učvršćeni na krovnu konstrukciju, kao neovisna potkonstrukcija ili kao nadstrešnica
* na pročelju – ispred čvrstog dijela fasade (neprovidni moduli), kao dio ostakljenja ili dvostruke ventilirane fasade (transparentni moduli)
* neposredno uz zgradu (fotonaponska stabla)

Horizontalne lamele mogu biti postavljene fiksno, pod optimalnim kutom ili mogu biti pokretne tako da tokom dana i godišnjeg doba uvijek budu postavljene u optimalnom nagibu za učinkovitu proizvodnju energije. Na južnom pročelju je najčešća postava fiksnih lamela dok se na istočnom i zapadnom preporuča postava pokretnih kako bi se ostvario zadovoljavajući stupanj iskorištenja Sunčevog zračenja. Kod pokretnih lamela su toplinski dobici 10 posto veći u odnosu na fiksne. Lamele se mogu pokretati i prema želji korisnika na način da se npr. lamela u visini pogleda može pomicati neovisno kako bi se osigurao bolji pogled ili prirodno osvjetljenje. Horizontalne lamele omogućuju zaštitu od Sunca do 85 posto, a za sprečavanje bliještanja potrebna je jednostavna naprava za zasjenjenje s unutrašnje strane (venecijaner, zastor). Raspored lamela bitno utječe na distribuciju prirodnog osvjetljenja u prostoru tako da je u nekim slučajevima moguća postava preko cijelog pročelja (zahtjev za difuznim osvjetljenjem) ili djelomično (kod radnih prostora).

Fotonaponski sustav je sustav za generiranje električne energije iz Sunčevog zračenja pomoću fotoelektričnog efekta, transformiranje oblika napona iz istosmjernog u izmjenični, plasiranja energije u električnu mrežu, te eventualne pohrane energije u akumulatorima. Fotonaponski moduli sastoje se od međusobno spojenih sunčanih (solarnih) ćelija u kojima se, prilikom obasjavanja Sunčevim zračenje generira istosmjerni napon pomoću fotoelektričnog efekta. Sunčane ćelije proizvode se u tehnologijama monokristaličnog, multikristaličnog ili trakastog kristaličnog silicija, te u tehnologiji tankog filma. Ovisno o tehnologiji, učinkovitost pretvorbe Sunčeve energije u električnu kreće se od 4% za tehnologiju amorfnog silicija do 16% za tehnologije monokristaličnog silicija. Tipičan odnos snage i površine fotonaponskih modula kreće se između 110 i 140 W/m2 dok je za transparentne fotonaponske module taj odnos manji i iznosi oko 50 W/m2. Serijskim i paralelnim spajanjem fotonaponskih modula ostvaruje se fotonaponsko polje željene snage, izlaznog napona i struje.

Autonomni fotonaponski sustavi (otočni sustav) su sustavi koji nisu spojeni na električnu distributivnu mrežu, te zbog toga moraju imati i element za pohranu energije - akumulator. Prilikom projektiranja ovakvih sustava, u obzir treba uzeti očekivanu dnevnu proizvodnju po godišnjim periodima, očekivani režim rada (cjelogodišnje, sezonski) i učestalost korištenja sustava (svakodnevno, vikend), broj trošila, prosječno vrijeme korištenja i potrošnju i željenu autonomiju sustava.

Kod umreženih fotonaponskih sustava, energija proizvedena u fotonaponskim modulima isporučuje se u javnu električnu mrežu, najčešće po poticajnoj cijena koja je znatno viša od tarifne cijene. Umreženi fotonaponski sustav sastoji se od fotonaponskih modula, DC/AC pretvarača i brojila predane energije.

Toplinski sunčani sustavi u primjeni često imaju prednost pred fotonaponskim sustavima zbog većeg korisnog stupnja djelovanja i manje cijene. Ugradnju fotonaponskih sustava treba razmotriti u prvom redu, ali ne i isključivo, u zemljopisnim područjima sa srednjom godišnjom ukupnom ozračenosti vodoravne plohe većom od 1 MWh/m2, u zgradama bez centraliziranog toplinskog sustava (tj. u zgradama u kojima nije moguće koristiti solarne kolektore) i u zgrada koje ispunjavaju tehničke uvjete za razmatranje uporabe solarnih kolektora (orijentacija krova prema jugu, nagib krova, itd.).

 

ENERGIJA VJETRA
Suvremeno korištenje energije vjetra služi proizvodnji električne energije pomoću vjetroelektrana. Većinom se postavljaju u otvorenim prirodnim okolišima, a moguća je i njihova montaža na krovu zgrade ili u samu strukturu građevine. Agregat vjetroelektrane čini vjetroturbina i pripadni električni generator koji su većinom u zajedničkom kućištu na zajedničkom vratilu.

Dva su temeljna tipa vjetroagregata: s horizontalnim vratilom i s vertikalnim vratilom. Vjetroagregati s horizontalnim vratilom su uobičajeni. Grade se u rasponu snaga od nekoliko vata do nekoliko megavata te su obično postavljeni na vrh stupa potrebne visine. Rotor vjetroturbine je obično s tri lopatice i okrenut u vjetar. Manji uređaji se usmjeravaju pomoću vjetrulje, a veći servomotorima pomoću senzora.

Vjetroagregati s vertikalnim vratilom ne zahtijevaju veliku visinu stupa za montažu jer je turbinsko kolo (manjeg promjera) položeno u horizontalnoj ravnini. Ne zahtijevaju usmjeravanje, ali su slabije učinkovitosti i ne mogu startati bez pomoćne energije.

Učinak vjetroelektrane ovisi o nekoliko faktora:
* Snaga koja se može dobiti od energije vjetra razmjerna je trećoj potenciji brzine vjetra
* Brzina vjetra se povećava s visinom. Podizanjem vjetroturbine na dvostruku visinu povećava se brzina vjetra za oko 10%, a time i snaga za više od 30%.
* Snaga turbine je razmjerna kvadratu promjera rotora turbine.

Minimalna brzina vjetra koja omogućava racionalan rad vjetroelektrane je oko 5 m/s a maksimalnu snagu turbina postiže obično kod brzina između 10 i 16 m/s. Pri većim brzinama se regulacijskim zahvatima snaga održava na konstantnoj vrijednosti kako ne bi došlo do preopterećenja turbine i generatora, a kod određene maksimalne dopuštene brzine vjetra turbina se zaustavlja u svrhu zaštite od oštećenja.

Osnove primjene energije vjetra u urbanim zonama
Predviđanje potencijala energije vjetra i njenog doprinosa pri zadovoljenju energetskih potreba u urbanom okolišu korištenjem malih vjetroagregata montiranih na krovove zgrada danas je dio planiranja primjene obnovljivih izvora energije i energetske učinkovitosti u zgradarstvu. Važni utjecajni parametri takvog planiranju su:
* Oblik krova zgrade na koju se montira mali vjetroagregat (ravni, kosi s različitim nagibom)

* Raspored zgrada u uličnom rasteru
* Oblik terena (zgrade na ravnom ili terenu s određenim nagibom).

Idealna lokacija za instalaciju urbanih vjetragregata trebala bi biti pozicionirana u području gdje je srednja godišnja brzina vjetra velika, s ravnom ulicom paralelnom s dominantnim smjerom vjetra i dugim nizom zgrada uz vjetar.

Međutim, danas je vrlo malo naputaka o očekivanoj proizvodnji malih vjetroagregata montiranih na krovove urbanog okoliša koji bi dali instalaterima i potrošačima informaciju o njihovom optimalnom pozicioniranju. Kako je nužno izbjeći nerealno dugačko vrijeme povrata investicije zbog niskog faktora opterećenja, izbor lokacije za instalaciju malih vjetroagregata potrebno je pažljivo provesti. Utjecaj oblika zgrade, položaja objekata oko planirane lokacije i stupanj nagiba terena imaju ključnu ulogu za optimizaciju mjesta za postavljenja agregata, procjenu potencijala energije vjetra i proizvodnju električne energije kao i osnovne proračune isplativosti investicije.

Za bilo koju lokaciju na kojoj se planira iskorištavanje energije vjetra najvažniji podatak je srednja godišnja brzina vjetra. Ovo je osnovi problem za urbane lokacije jer je poznato kako ih karakteriziraju male brzine vjetra. Urbani vjetar je uz to i vrlo turbulentan, što povećava rizike od kvara i zamora materijala čime se još više povećavaju nesigurnosti procjene proizvodnje ovakvih postrojenja.

Svaka realna zgrada se razlikuje, a vertikalni profil vjetra je i funkcija geometrije objekta na kojem se nalazi mali vjetroagregat. Na poremećaje toka strujanja svakako utječu blizina vegetacije, položaj prozora, ograda pa čak i promet u blizini što je ponekad potrebno uzeti u obzir pri planiranju ovakvih malih postrojenja. Obično su ovi utjecaji prekompleksni za računalno modeliranje pa se primjenjuju razna pojednostavljenja.

Velika srednja godišnja brzina vjetra, kao najvažniji čimbenik nije sama dostatna za karakterizaciju urbane lokacije vjetroagregata dobrom. Prije svega zbog gotovo stohastičkog vertikalnog profila vjetra u urbanim područjima kao i brojnih lokalno specifičnih utjecaja poput relativnog smjera vjetra, tipa objekta i njegove orijentacije, postoji velika nesigurnost održivosti malih vjetroagregata u urbanim područjima. Bolji rezultati proizvodnje električne energije mogu se očekivati u ruralnim područjima i u primjenama na visokim zgradama. Svaka lokacija u urbanom okolišu zahtijeva poseban pristup i pažljivo planiranje mjesta instalacije malih vjetroagregata.

 

SUNČANI SUSTAVI ZA GRIJANJE I PTV
Toplinski kolektori se mogu integrirati u samu vanjsku ovojnicu (krov ili fasadu) i tada moraju zadovoljiti sve funkcionalne i tehničke zahtjeve koji su bitni za građevinske konstrukcije. Također se mogu montirati na vlastitu potkonstrukciju ispred građevinskih konstrukcija u klasičnoj izvedbi. Mogućnosti primjene su:
* na krovu – učvršćeni na konstrukciju krova, s neovisnom potkonstrukcijom konstrukcija ili kao nadstrešnica
* na pročelju– neovisna konstrukcija ili u sklopu ventilirane fasade, kao strehe

* neposredno uz zgradu

Toplinski kolektori ne moraju biti dio pročelja niti vidljiv element oblikovanja, ali kada oblikuju završni izgled vanjske ovojnice bitno njihovo skladno uklapanje i primjena inovativnog dizajna uz postavu elemenata na način koji osigurava optimalnu razinu proizvodnje topline. Izgled toplinskih kolektora se bolje uklapa u suvremena rješenja vanjske ovojnice dok se na starim zgradama preporuča primjena kolektori manjih dimenzija (veličine crijepa). U pogledu funkcionalno-oblikovnih zahtjeva primjena toplinskih kolektora u odnosu na fotonapon ima veća ograničenja s obzirom da su elementi većih dimenzija, nije moguće ostvariti transparentnost, a postava je tehnički zahtjevnija. Na tržištu postoje proizvodi koji u jednom elementu sadrže fotonaponske module i toplinske kolektore što olakšava povezivanje, oblikovanje i uklapanje na vanjsku ovojnicu.

Sustavi za grijanje vode Sunčevom energijom uobičajeno se koriste za pripremu sanitarne tople vode, a samo ponekad kao dodatno grijanje vode za grijanje prostorija. Također, obzirom na način strujanja radnog fluida, sunčani sustavi se mogu podijeliti na sustave s prisilnom i prirodnom cirkulacijom.

Osnovni dijelovi sunčanog toplovodnog sustava su kolektori, akumulacijski spremnik te pumpa i regulacija kod sustava s prisilnom cirkulacijom. Radni fluid tj. nosioc topline preuzima apsorbirano sunčevo zračenje u kolektoru i predaje ga vodi u akumulacijskom spremniku preko izmjenjivača topline koji se sastoji od cijevi savijenih u spiralu radi bolje izmjene topline i zauzimanja manjeg prostora. Kod većih sustava koriste se izmjenjivači smješteni unutar (spiralni) ili izvan spremnika (pločasti). U periodima nedovoljne insolacije ili povećane potrošnje u većini sunčanih sustava voda se dogrijava preko dodatnog izmjenjivača topline kroz koji struji topla voda iz kotla na lož ulje, plin, el. energiju ili biomasu. U ljetnim mjesecima je za dogrijavanje uputno koristiti električni grijač ugrađen direktno u spremnik (koji služi i kao zaštita od smrzavanja zimi), obzirom da sustav centralnog grijanja ne radi, tako da zagrijavanje cijelog kotla i vode u sustavu nije ekonomično. Sunčevi kolektori se najčešće montiraju na krovove kuća, terase ili u vrtove, te ih se kad god je to moguće usmjerava u pravcu juga uz odstupanje do ±30°. Spremnik ne smije biti previše udaljen od kolektora koji ga zagrijava kako bi se što je više moguće smanjili toplinski gubici u spojnim cjevovodima.

Različitim se konstrukcijskim rješenjima nastoji osigurati što veća temperaturna stratifikacija po visini spremnika, kako bi se što više povećala količina topline koju nosilac topline može predati na izmjenjivaču u donjem dijelu spremnika te snizila izlazna temperatura nosioca topline (manji toplinski gubici u kolektoru), a istovremeno postigla u najkraćem vremenu što viša temperatura vode koja se odvodi iz spremnika. S tim se ciljem u veći spremnik obično ugrađuje i jedan manji za potrošnu toplu vodu ili pak dodatni izmjenjivač. Na taj se način sprječava miješanje hladne potrošne vode sa zagrijanom vodom iz cijelog spremnika i posljedično narušavanje temperaturne stratifikacije u spremniku.

 

REKUPERACIJA I VENTILACIJA
Sustavi za provjetravanje i klimatizaciju traže znatne toplinske i rashladne učinke za pripremu zraka. U cilju štednje energije velike se uštede postižu rekuperacijom topline iz otpadnog zraka. Načelno se razlikuju tri načina rekuperacije:
* Regenerativni postupak pri čemu se koriste akumulacijske mase koje akumuliraju i ponovno odaju toplinu i/ili vlagu
* Rekuperativni kod kojih se iskorištava samo osjetna toplina (izmjenjivači topline)
* Sustav s dizalicom topline gdje se toplina otpadnog zraka predaje niskotemperaturnom dijelu dizalice topline.

 

DIZALICE TOPLINE
Dizalice topline (engl. heat pumps) su načelno uređaji koji služe za podizanje temperaturne razine toplinske energije, za što je prema II. glavnom stavku termodinamike potrebno trošiti rad. U širokoj tehničkoj primjeni su uglavnom dvije vrste: dizalica topline s kompresijom radne tvari i apsorpcijska dizalica topline (vidi apsorpcijsko hlađenje).

Radna tvar u kompresijskoj dizalici topline isparava i isparivaču uređaja pri niskom tlaku po i niskoj temperaturi hladeći neki izvor topline (voda, zemlja, zrak ili sl.) te tako preuzima toplinski tok. Zasićena ili malo pregrijana para radne tvari odvodi se u kompresor, gdje se utroškom snage P komprimira na visoki tlak pk, kojemu odgovara i visoka temperatura zasićenja radne tvari. S tim stanjem para radne tvari odlazi u kondenzator gdje se ukapljuje predajući toplinski tok nekom mediju (npr. vodi ili zraku za grijanje prostorija). Ukapljena vrela ili pothlađena kapljevina se tada pomoću nekog prigušnog organa (ventila, kapilare, prigušnice) prigušuje na tlak po i vraća u isparivač.

što znači da je toplina izvora topline o zahvaljujući snazi kompresije P predana na višoj temperaturnoj razini nekom korisniku topline. Energetski pokazatelj dobrote rada dizalice topline je ogrjevni činilac koji se računa kao omjer predane topline i uložene snage. Dizalica topline je to učinkovitija što je veći. Kako je snaga za pogon dizalice topline razmjerna omjeru tlakova kondenzacije i isparivanja, a ti su tlakovi vezani uz temperature kondenzacije i isparivanja, proizlazi da će biti to bolji što je razlika tih temperatura manja. Stoga pri uporabi dizalica topline treba birati režime ogrjevnih sustava sa što nižom temperaturom (npr. podno grijanje umjesto radijatorskog) a izvor topline pri tome treba imati što višu temperaturu h i izdašnost, kako bi mu promjena temperature na isparivaču bila što manja. Pri umjerenim razlikama temperatura dizalice topline mogu postizavati ogrjevne činioce i veće od 5, što znači da za svaki uloženi kilovat-sat pogonske snage daju više od 5 kilovat-sati toplinske energije. Najpovoljniji način primjene dizalice topline je onaj kada se istodobno u potpunosti koristi rashladni i ogrjevni učinak uređaja.

Dizalice topline s kompresijom radne tvari najčešće su opremljene stapnim kompresorima koji za pogon koriste elektromotore (mali i srednji kapaciteti). Za najveće kapacitete koristi se turbinama (plinskim ili parnim) gonjene radijalne turbokompresore.

Izvori topline za dizalice topline su raznoliki. U svrhu grijanja prostora većih kapaciteta najčešće se koristi toplinu podzemlja ugradnjom dubinskih ili površinskih izmjenjivača topline u tlo. Ako je na raspolaganju vodotok dovoljne izdašnosti, jezero ili more vrlo ih je povoljno koristiti kao izvor topline. Manje povoljan je zrak okoline zbog malog toplinskog kapaciteta i poteškoća s izlučivanjem inja na isparivaču pri temperaturama nižim od 0°C. Dizalica topline povoljno se koristi i za povrat otpadne topline iz ventilacijskih i klimatizacijskih sustava. Općenito je poželjno da se kao toplinski spremnik, u svrhu postizanja što više učinkovitosti, koriste raspoloživi okolni izvori kao toplinski spremnici. Pritom se mogu promatrati ove varijante:

a. Vanjski zrak kao toplinski spremnik
Toplinski ili rashladni spremnik je vanjski zrak, što je standardna izvedba dizalica topline. COP grijanja ili hlađenja je ovdje najniži, i direktno je ovisan o vanjskoj temperaturi. Uz nove generacije kompresora i integrirane standardne sustave za odmrzavanje, dizalice topline mogu održavati pogon i na ekstremnijim vanjskim temperaturama. I kod korištenja drugih izvora topline, sustav korištenja vanjskog zraka je dobro ostaviti kao zamjensku opciju za rad u kombinaciji ili u slučaju ispada drugog sustava iz bilo kojeg razloga. Konvencionalno, korištenje vanjskog zraka kao toplinskog spremnika za pogon grijanja ili hlađenja je standardna konfiguracija dizalice topline i ne potpada pod korištenje obnovljivih izvora energije, te se u praksi EU članica i ne potiče. No kako je u ovoj konfiguraciji, u uvjetima ekstremnijih vanjskih temperatura, tj. hladnijih mjeseci u periodu grijanja i toplijih mjeseci u periodu hlađenja, teško je postići visoke vrijednosti koeficijenta COP-a, može se postaviti princip subvencioniranja ukoliko se doista ostvari relativno visoki prosječni godišnji COP, i u režimu grijanja i u režimu hlađenja. Pritom se u izračunu ovog koeficijenta može uzeti u obzir eventualno korištenje otpadne kondenzacijske topline postrojenja (za pripremu sanitarne tople vode i u druge svrhe).

b. Korištenje okolnih površinskih voda
Ovaj princip se odnosi na korištenje raspoloživih bliskih vodenih masa kao toplinskih spremnika za potrebe grijanja i hlađenja. To podrazumijeva morsku vodu u obalnom području, rijeke, jezera i druge bliske vode stajaćice. Točka zahvata i ispusta vode moraju biti dovoljno udaljene, a izvedba cjevovoda od zahvata do postrojenja mora udovoljavati tehničkim i prostornim zahtjevima. Ovdje se javlja problem filtriranja vode na zahvatu – mikroorganizmi kod morske vode, mulj kod riječne itd., i drugi momenti koji izvedbu čine složenijom. No, praktički neiscrpni resursi topline omogućuju postizanje znatno većih COP koeficijenata, te je ovakve izvedbe korištenja dizalica topline svakako preporučljivo poticati.

c. Korištenje bliskih toplinskih izvora
Ovdje se podrazumijeva korištenje obližnje raspoložive otpadne topline, i kombinaciju sa sunčevim toplinskim kolektorima. U načelu, kod korištenja vanjskog zraka kao toplinskog spremnika, uvijek treba razmotriti mogućnost iskorištavanja obližnjih izvora topline koji su inače neiskorišteni. Otpadni zrak iz ventilacije, otpadna toplina iz industrijskih procesa, i drugo, daju mogućnosti bitnog povećanja postignutog COP-a, te primjenu njihovog korištenja treba poticati. Kombinacija s toplinskim sunčanim kolektorima predstavlja pravo korištenje obnovljivog izvora energije za potrebe grijanja, no zbog složenosti i cijene sustava, te manje raspoloživosti izvora topline, treba analizirati isplativost ovog principa.

d. Korištenje topline tla
Korištenje topline tla predstavlja najšire područje kombiniranja rada dizalica topline s obnovljivim izvorima energije. Razlikujemo korištenje duboke geotermalne energije, koje je zbog složenosti i cijene zahvata u većini slučajeva neisplativo, osim ako se radi o kombiniranom korištenju geotermalnih voda (balneologija i dr.) Korištenje plitke geotermalne energije je izvedivo u različitim opcijama:

* zahvat poljem plošnih kolektora, koji iskorištavaju većinom sunčevu energiju akumuliranu u zemlji s manjim udjelom geotermalne energije - koriste se površinski slojevi tla čija je temperatura razmjerno konstantna tijekom cijele godine; plošni kolektori sastoje se od horizontalno postavljenih cijevi ispod površine zemlje, kroz koje cirkulira radni medij, cijevi su na dubini od 1,2 -1,5 m i prenose toplinu od tla do dizalice topline;

* zahvat podzemnih voda koje imaju relativno konstantnu prosječnu godišnju temperaturu od +8°C do +12°C, podzemna voda se crpi iz jednog bunara, vodi do dizalice topline i ohlađena vraća u drugi udaljeni bunar;

* zahvat geotermalne topline putem vertikalno položenih sondi koje se polažu na dubinu od 60 do 100 m ili više. Polažu se obično dvije sonde, i kroz jedan krak cijevi ulazi ohlađeni radni medij, a kroz drugi se zagrijan vraća u dizalicu topline.

Kod svih situacija korištenja dizalica topline s kompresijom radne tvari u svrhu hlađenja, bitno je razmotriti mogućnosti korištenja nastale otpadne topline koja se mora odvoditi. Ukoliko se takva toplina može upotrijebiti za pripremu PTV ili druge svrhe, onda je pravilno ogrjevni/rashladni činilac računati na temelju ukupno dobivene korisne energije, rashladne i toplinske, te na taj način poticati ovakav princip korištenja otpadne topline iz dizalice.

 

PRIMJENA BIOMASE
Biomasa je nefosilizirana organska tvar (biljnog i životinjskog porijekla) iz koje se, na različite načine, može dobiti obnovljiva energija u svim svojim korisnim oblicima (toplinska, kemijska i mehanička). Najjednostavniji način dobivanja energije iz biomase je izravnim izgaranjem drva u neobrađenom ili obrađenom obliku. Druge mogućnosti su neizravne:
* Proizvodnja bioplina rasplinjavanjem drveta ili anaerobnim vrenjem biljnog materijala
* Proizvodnja biogoriva (bioetanol ili biodiesel)

Utjecaj na okoliš primjene biomase s obzirom na emisije CO2 je neutralan (gledano na dulji rok, sav CO2 emitiran uporabom biomase ne može biti veći od količine CO2 koju je pri nastanku biomasa uzela iz okoliša) i manjom upotrebom energije za uzgoj od dobivene energije biomase (pozitivna neto energetska bilanca).

Biomasa za energetske potrebe se najčešće smatra šumska biomasa (ogrjevno drvo, drvni ostatak pri komercijalnom iskorištavanju šuma ili redovitom održavanju šuma, brzorastuće nasade); poljoprivredna biomasa (energetski usjevi, žetveni ostatak, stajski gnoj, poljoprivredne proizvode ili dijelove istih koji nisu prikladni za prehranu ljudi) i organski dio otpada iz komunalnog otpada, otpada prerađivačke industrije (drvna, prehrambena, tekstila, kožarska, papira...), otpada iz ugostiteljstva i pročišćavanja otpadnih voda i kanalizacije.

Kod primjene biomase u zgradarstvu potrebno je razdvojiti:

1) oblike biomase koji se mogu transportirati od mjesta nastanka do mjesta pretvaranja u korisni oblik energije (nosioci energije biomase)

2) oblike biomase koji se redovito pretvaraju što bliže mjestu nastanka u nosioca ili korisni oblik energije za koje je potreban poseban sustav (toplovod, elektroenergetska mreža, plinovod) transporta do korisnika (energetski objekti biomase)

Nosioci energije biomase su obično razni oblici drvne biomase (ogrjevno drvo, briketi, peleti, drvna sječka, blanjevina, piljevina...) i biogoriva (biodizel, bioetanol, biometan). Najšira primjena energije biomase u zgradarstvu se odnosi na dobivanje toplinske energije iz različitih oblika krute biomase za grijanje prostora, pripremu tople vode i/ili kuhanje. Biogoriva su prvenstveno namijenjena potrebama prometa, a u zgradarstvu se može primijeniti biodizel kao zamjensko gorivo kotlova na lož ulje.

Najveći dio krute biomase predstavlja drvo u različitim oblicima: ogrjevno drvo, drvni ostatak nastao prilikom održavanja i komercijalnog iskorištavanja šuma, drvni ostatak kod održavanja voćnjaka, vinograda i maslinika, parkova i zelenih površina, drvni ostatak iz drvno-prerađivačke industrije (blanjevina, piljevina, kora, otpilci, okrajci), drvna masa nakon čišćenja vodotokova i prometnica (bez zemlje i korijenja).

Iako se nosioci energije mogu prodavati na tržištu u različitim oblicima, dostupnost i opravdanost korištenja pojedinog oblika biomase će ovisiti o stadiju razvitka tog segmenta tržišta (globalno tržište) ili blizini njezina izvora (lokalno tržište) pri čemu valja imati na umu da korištenje lokalne biomase uključuje aktivaciju lokalnog gospodarstva (poljoprivreda, šumarstvo, drvno-prerađivačka industrija).

Prilikom planiranja sustava za korištenje krute biomase, raspoloživa biomasa određuje odabir ložišta, a potražnja za grijanjem prostora i potražnja za grijanjem tople vode određuju daljnje smjernice za dimenzioniranje spremnika za toplu vodu, izmjenjivača topline, dimnjaka, skladišta i načina punjenja ložišta (ručno ili automatski). Kod korištenja energije biomase za grijanje prostora i pripremu tople vode često se kombiniraju solarni termalni sustavi za zagrijavanje vode van sezone grijanja.

 

ELEKTROTEHNIČKE INSTALACIJE
Električna energija, kao najpogodnija i najraširenija transformacija svih oblika energije za korištenje, ima izrazitu primjenu u zgradarstvu. S obzirom na zahtjeve Direktive 2010/31/EU (EPBD II) te prema PEPZEC bit će prikazane mjere i alternativna rješenja koja bi doprinijela učinkovitijem korištenju električne energije, odnosno racionalnijem elektroenergetskom opterećenju kao i optimizaciji potrošnje i troškova u ovom segmentu. Nominiranje i struktura mjera biti će izvedena prema matrici kriterija i sa nominalnim vrijednostima, a podjele će biti izvršene na nekoliko razina, s obzirom da su neke mjere i rješenja realno, tehnički i financijski primjenjiva samo uz određene uvjete odnosno za određene tipove zgrada.

Stambene zgrade, prema svojem profilu imaju jednostavnije definiranu potrošnju električne energije, ali s većim individualnim odabirom rješenja (trošila) što smanjuje mogućnost kontrole i centraliziranih upravljačkih sustava (za razliku od javnih zgrada). Potrošnja električne energije (kao i potencijali ušteda) mogu se prepoznati u slijedećim grupama trošila: rasvjeta, kućanski uređaji, PTV, klimatizacija/ventilacija, sustavi zaštite i vatrodojave, i sl.

Rasvjeta
Rasvjeta treba biti napravljena prema projektantskim normama i treba zadovoljavati sve propisane kriterije. Sugerira se korištenje učinkovitih izvora svjetla (sa više od 20-25 lm/W) te korištenje danjeg svjetla. Takvi izvori (npr. fluokompaktne žarulje – A razred EE izvora svjetla u kućanstvima – Pravilnik o označavanju energetske učinkovitosti kućanskih uređaja („Narodne novine" br. 133/05) osim uštede energije, imaju i nižu angažiranu snagu te dulji životni vijek. Upravljanje radom rasvjete sugerira se u zajedničkim prostorijama, hodnicima, prilaznim zonama, parkiralištima, podrumima i sl. a moguće ju je izvesti sa automatskom regulacijom rada sa vremenskim zatezanjem (relej ili foto-osjetnik) ili složenijim programabilnim modulima.

Kućanski uređaji
Kako često predstavljaju najveći udio potrošnje u domaćinstvima, kućanski uređaji bi trebali biti odabrani u skladu sa Pravilnikom o označavanju energetske učinkovitosti kućanskih uređaja (NN 133/05).

PTV i grijanje prostora
Potrošna topla voda i grijanje predstavljaju značajan udio u bilanci potrošnje, pogotovo ukoliko se radi o korištenju električne energije kao primarnog energenta. Ukoliko postoji mogućnost – kao alternativno rješenje - sugerira se promjena primarnog energenta (npr. prirodni plin) te ugradnja kvalitetne termostatske regulacije kao i ugradnja štednih armatura, čime bi se štedila i pitka voda – medij/nositelj toplinske energije. Ukoliko se odabire električna energija kao opcija za zagrijavanje prostora (podno grijanje, radijatori, klimatizacija/kaloriferi) potrebno znati da je bitno imati na raspolaganju veliku snagu, te da je nužna kvalitetna termostatska regulacija. Elektrootporna grijača tijela se više ne razmatraju.

Klimatizacija
Kod odabira sustava za klimatizaciju zraka u stambenoj zgradi, potrebno je odabrati onaj sa što većim COP i/ili ugrađenim inverterom. Inverter klima uređaj koristi invertorski sklop za izmjenu napajanja iz izmjeničnog u istosmjerno te ponovo u izmjenično napajanje. Prilikom druge pretvorbe, napon i radna frekvencija su promjenljive veličine pomoću kojih se može slobodno birati brzina vrtnje kompresora, a time regulirati izlaznu snagu klima uređaja te su inverter klima uređaji su značajno štedljiviji i tiši u svom radu od klasičnih izvedbi. Također treba odabrati sustav višeg energetskog razreda – definirano Pravilnikom o označavanju energetske učinkovitosti kućanskih uređaja (NN 133/05).

Sustavi za upravljanje energijom u stambenim zgradama
Ukoliko se odabere sustav inteligentne centralizirane regulacije i upravljanja za stambenu zgradu, ostvarive su bitne uštede električne energije i troškova (2-3 puta). Takvim sustavima se regulira rasvjeta (day-light); količina prirodnog svjetla (elektronski regulirani brisoleji); temperatura i tlak vode u sustavu; količina, temperatura, vlažnost i broj izmjene zraka; zaštitni sustavi (vatrodojava i zaštita); rad pojedinih uređaja (centralizirani programabilni nadzor) i sl. Ovakva rješenja još su u primarnim inačicama na našem tržištu, ali iako cijenom (isplativosti) još ne konkuriraju, porastom cijene energije i energenata bit će sve konkurentniji, te će pružati alternativu u izboru rješenja uz povećan standard boravka.

Tarifni sustavi
Prema tipu priključka i postojećem sustavu, tarifni modeli za stambene zgrade mogu biti iz grupe kućanstvo (Crni, Narančasti, Bijeli i Plavi), a iznimno ako priključna snaga prelazi 30 kW i iz grupe poduzetništvo (Crveni). Kako kućanstva u pravilu ne plaćaju vršnu angažiranu snagu i prekomjerno preuzetu jalovu energiju – jednokratno plaćaju samo priključnu snagu (prema Odluci o iznosu naknade za priključenje na elektroenergetsku mrežu i za povećanje priključne snage) – mjere se odnose direktno na smanjenje potrošnje. Ukoliko je ugovoren crveni tarifni model – tada je obveza mjesečnog plaćanja vršne angažirane snage kao i prekomjerno preuzete jalove energije prema važećim odredbama HEP ODS-a i sukladno odluci Vlade (navedeno u Tarifnom sustavu za distribuciju električne energije). Mjere za takve slučajeve su opisane u poglavlju nestambene zgrade. Vlada Republike Hrvatske donijela je Odluku o potpori građanima i kućanstvima radi ublažavanja porasta cijena električne energije, u kojem se subvencionira cijena kućanstvima koja troše manje od 3000 kWh godišnje.

Sustavi za upravljanje potrošnjom i troškovima u nestambenim zgradama
Cjelokupna integrirana rješenja za upravljanje potrošnjom i troškovima te nadzorom (npr. CNUS) imaju široku lepezu mogućnosti ušteda, s obzirom na profil nestambene zgrade. Kako su takve zgrade većih energetskih potreba, najzastupljeniji je crveni tarifni model, u kojem se uz potrošnju obračunavaju snaga i jalova energija. CNUS sustavi, prema matrici kriterija i definiranim prioritetima mogu upravljati vršnom snagom, odgodivom potrošnjom, sigurnosnim sustavom, radnim uvjetima, kondicioniranjem zraka, svjetlosnim modovima i sl. Sami sustavi mogu imati i podsustave – smart room – za smanjenje individualne potrošnje u turističkim/hotelskim jedinicama; shopping mode – kriteriji podešeni za uvjete pojačane aktivnosti u prodajnim centrima; sport mode, ..itd. Zajedničko je da se kontrolom i upravljanjem, uz smanjenje troškova, povećava i ugodnost te sigurnost sustava, brže se identificiraju i uklanjaju kvarovi te je smanjen rizik od požara.

Generalno, najveći potencijali ušteda leže u centralnom nadzornom upravljanju (može ali i ne mora biti povezan sa zaštitnim sustavom). Pod tim podsustavima podrazumijevamo sustave upravljanja rasvjetom, kako unutarnjom tako i vanjskom, automatske klimatizacijske sustave, KGHV (reguliranje prema izmjerenoj temperaturi), alarmne sustave, sustave za video nadzor i mnoge druge. Različiti podsustavi neke građevine mogu se tako automatizirati integracijom raznih tehničkih sustava u jednu funkcionalnu jedinicu, sa sučeljem jednostavnim za uporabu. Razvojem tehnologija javljaju se sve moderniji sustavi upravljanja i optimiziranja potrošnje te nadzora energetskih procesa. Takvi sustavi u sebi objedinjuju centralizirano ili decentralizirano upravljanje: rasvjetom (po tipu i grupama), sustavom za kondicioniranje zraka (grijanje/hlađenje/ odvlaživanje/ventilacija), elementima zaštite od Sunca i sl. Nadzorni sustavi također uključuju i instalacije nadzora zgrade, vatrodojavu, nadzor otvaranja prozora i vrata (mikroprekidači) te povezivanje i dojavu sigurnosnog alarma. Baza sustava je računalni program koji je podešen tako da optimalno vodi sustav, s jedne strane da se postignu normalni radni/životni uvjeti; a sa druge strane da se minimalizira potrošnja i/ili smanji trošak. Sve periferije su spojene direktno u sustav (npr. mikroprekidači na sustavu za otvaranje prozora, smart light sustavi ili pak rasvjeta u garažama i detekcija CO). Po prethodno uvrštenim vrijednostima, sustav se automatski prilagođava svim vanjskim i unutarnjim promjenama kao što su promjena temperature, vlažnosti i količine zraka te razine rasvijetljenosti te promptno reagira na svaku promjenu. Naravno, ukoliko postoji potreba za lokalno upravljanje, svaka jedinica mora imati svoje regulatorske jedinice. Ovakva rješenja prilagođena su potrebama korisnika koja ekonomično rade za vrijeme čitavog životnog ciklusa objekta i omogućuju korisniku povećanje sigurnosti i komfora svih korisnika objekata, visok stupanj integracije svih upravljačkih sustava, povećanje raspoloživosti svih tehničkih sustava (klima, ventilacija, grijanje, rasvjeta, sigurnosni sustavi, protupožarna zaštita, električno napajanje) i komunikacijsko-informatičkih sustava, optimiranje potrošnje svih oblika energije i produljenje životnog vijeka objekata uz smanjenje troškova održavanja.

Kompenziranje jalove energije
S obzirom da se upravljački sustav sastoji od niza sigurnosnih i upravljačkih elemenata, poseban naglasak treba staviti na kompenzacijski sustav. Naime profil određenih trošila ima induktivni karakter, te iako su predviđeni sustavi (npr. rasvjeta) s tog aspekta dovoljno lokalno kompenzirani, preporuča se ugradnja zajedničke kompenzacije (kompenzacijskih baterija) odmah do brojila potrošnje električne energije, kako bi se eliminirali utjecaji neplanskih ili naknadno ugrađenih nekompenziranih grupa trošila. Ovakav sustav često ima brz povrat investicije (do godinu-dvije dana) i zapravo predstavlja standard u modernim projektima elektroinstalacija koji često nije potrebno zasebno isticati.