Универзитет у Београду Машински факултет Модул за термотехнику Катедра за термотехнику Предмет: Системи централног грејања Број регистра: 1012/15 Дани

Универзитет у Београду Машински факултет Модул за термотехнику Катедра за термотехнику Предмет: Системи централног грејања Број регистра: 1012/15 Данило Д. Достић Енергетско билансирање нестамбеног објекта са CFD анализом примене различитих уређаја за грејање МАСТЕР РАД Београд, 2017. Комисија за преглед и одбрану 1. Проф. др Маја Тодоровић 2. Доц. др Урош Милованчевић 3. Асис. Тамара Бајц Датум одбране: Предметни наставник... Проф. др Маја Тодоровић Шеф катедре одсека (модула)... Проф. др Драган Туцаковић Оцена: Овера студентског одсека:... Продекан за наставу... Проф. др Љубодраг Тановић

Задатак мастер рада Задатак мастер рада је израда елабората енергетске ефикасности и енергетског пасоша за нову зграду хотела на Златибору. Приликом израде елабората изврпшити све потребне прорачуне у складу са правилником о енергетској ефикасности зграда и Правилником о условима, садржају и начину издавања сертификата о енергетском својствима зграда. Предвидети централни систем топловодног грејања и изврштити анализу примене различитих грејних тела, са аспекта постизања термичког комфора. Основа за израду овог пројекта је достављени артектонско грађевински пројекат из кога је потребно преузети потребне податке и грађевинску физику. Рад треба да садржи: Уводни део о значају рационалне потрошње енергије; Опис објекта и параметре локације; Прорачуне (прорачун годишње потребне енергије за грејање, прорачун потребне примарне енергије и емисије угљен-диоксида); Израду елабората енергетске ефикасности; Израду енергетског пасоша за нестамбене зграде; CFD анализу примене три различите врсте грејних тела; Анализу параметара термичког комфора према SRPS EN ISO 7730; Упоредну анализу добијених резултата и Закључак. За све наводе из стручне литературе обавезно навести извор. Београд, 2017. Предметни наставник... Проф. др Маја Тодоровић

САДРЖАЈ 1.УВОД...3 1.1 Опис објекта...5 1.2. Параметри локације...8 1.3 Омотач објекта Грађевинска физика...8 1.3.1 Нетранспарентне површине...8 1.3.2 Транспарентне површине... 12 1.3.3 Дифузија водене паре... 14 2. ЕНЕРГЕТСКА СВОЈСВТА ОБЈЕКТА... 21 2.1 Топлотни губици... 21 2.1.1 Коефицијент трансмисионих губитака топлоте зграде... 21 2.1.2 Коефицијент вентилационих губитака топлоте зграде... 22 2.1.3 Топлотни губици зграде... 23 2.2 Топлотни добици... 25 2.2.1 Добици топлоте од Сунчевог зграчења... 25 2.2.2 Годишња количина енергије која потиче од унутрашњих добитака топлоте... 28 2.3 Годишња потребна финална енергија за грејање... 30 2.4 Годишња потребна енергија за припрему санитарне топле воде Q w и губици Q w,ls... 31 2.5 Годишња испоручена енергија E del... 31 2.6 Годишња примарна енергија E prim... 31 2.7 Годишња емисија CO 2... 32 3. ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ... 33 3.1 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ друга страна... 34 3.2 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ трећа страна... 35 3.3 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ четврта страна... 36 3.4 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ пета страна... 37 4. CFD Увод... 39 4.1 Математички модел... 39 4.1.1 Подно грејање... 41 4.1.2 Радијаторско грејање... 46 4.1.3 Парапетни вентилатор конвектор... 49 1

4.2 Упоредна анализа резултата... 54 ЗАКЉУЧАК... 57 ПРЕГЛЕД КОРИШЋЕНИХ ОЗНАКА... 58 ЛИТЕРАТУРА... 60 2

1.УВОД Свету треба све више и више енергије. Стални пораст популације за собом доноси и константно веће потребе за енергијом и човечанство је у континуалној потрази за извором енергије који би примерено покрили енергетске потребе. Тренутно свет покрива своје енергетске потребе углавном необновљивим изворима енергије, већином фосилним горивима- угљеном, нафтом и природним плином. Најнаглашенији негативни ефекат фосилних горива је глобално загревање. Много је разлога због којих се још користе фосилна горива и она су доминантан извор енергије у већини држава. Један од главних разлога је њихова почетна цена-цена овакве енргије је иницијално врло висока па се државе у развоју чешће одлучују на фосилна горива да би осигурале јачи економски полет. Цена фосилних горива је веома ниска, и с временом фосилна горива заузму такву улогу у енергетском систему да је било каква промена изузетно тешка, а обично се чини да прелазак на било шта друго непотребна скупља опција. Други велики разлог је слаба технолошка подршка сектору обновљивих извора енергије. Средства која се усмеравају у обновљиве изворе енергије изузетно мала, а без добре финансијске подршке у данашњем свету немогуће је постићи неки велики резултат. Увођење директиве о енергетским карактеристикама зграда (ЕПБД) Европска Унија покушава да обезбеди механизме како би побољшала енергетску ефикасност у зградама. Према расположивим подацима, у зградама се тренутно троши 40% енергије произведене у Европи, са тенденцијом раста. Поред енергетске оцене за целу зграду, Директива о енергетским карактеристикама ставља акценат на проверу система грејања и климатизације. Одређене су и неопходне методе које се користе за израчунавање енергетских карактеристика зграда. Оне обухватају топлотне карактеристике, као што су: херметичност, термичка изолованост, удео природне вентилације, примена пасивних соларних система и заштита од Сунчевог зрачења, положај и орентација зграда. Године 2010. ЕПБД је измењена и допуњена, тако да је замењена директивом ЕПБД II, односно Директивом 2010/31/ЕУ Европског Парламента и Савета од 19. Маја 2010. Нова директива уводи стриктније обавезе, ограничење емисије CO2, поставља нове захтеве за јавни сектор и уводи обавезу смањења финалне потрошње за 20%, као и повећање удела обновљивих извора у укупној производњи енергије на 20% до 2020. године (принцип 20-20-20). Циљеви енергетске политике у ЕУ до 2020. Године: смањење емисије гасова стаклене баште за 20%, смањење енергетске потрошње за 20% и повећање удела ОИЕ у укупној производњи за 20%.Енергетска заједница основана је Уговором о Енергетској заједници који је потписан у Атини 25.октобра 2005. Циљ потписивања уговора јесте стварање највећег тржишта електричне енергије и гаса у свету. Подзаконска акта Правилник о енергетској ефикасности зграда и Правилник о начину садржини у условима издавања пасоша прописују енергетска својства и начин израчунавања топлотних својстава објеката високоградње, затим и својсвта у енергетском погледу како за постојеће тако и за нове зграде. Правилницима се детаљно врши анализа објекта и то у погледу: аутоматике и контроле система, броја измена ваздуха, годишње емисије CO2 која се 3

ослободи приликом производње финалне енергије за потребе зграде, годишња испоручена енергија, енергија потребна за загревање санитарне топле воде, укупна годишња примарна енергија потребна за потребе зграде. Циљ Правилника јесте да се смањи нерационално бацање енергије у околину, то подразумева да се одреди колико је стварно потребно енергије за зграде а да се при томе не наруши топлотни, ваздушни, светлосни, звучни комфор. 4

1.1 Опис објекта Ради се о вишеспратном луксузном хотелу грејне површине 777m 2 и нето запремине 2000 m 3. Зграда има 5 спратова, апартманског типа који улазе у термичку границу и заједничких просторија ходника и степеништа које не улазе и нису узете у обзир у прорачуну. Припада категорији,,зграде намењене туризму и угоститељству. Врши се прорачун топлотног биланса ради израде Енергетског пасоша а у циљу смањења потрошње енергије. Објекат је смештен на Златибору и отвореног је положаја. Транспарантне површине су распоређене на свим фасадама. Највећи удео транспарантних површина је на јужној фасади. Слика 1. Ситуација 5

Слика 2. Јужна фасада Слика 3. Западна фасада 6

Слика 4. Источна фасада Слика 5. Северна фасада 7

1.2. Параметри локације 1.2.1 Параметри локације за зимски период Подаци за Златибор приказани у Табели 1 неопходни су за прорачун трансмисионих и вентилационих губитака. Основни подаци и параметри Намена Зграде Зграда намењена туризму и угоститељству Локација Златибор Оријентација Север Спољна пројектна температура -16 Број степен дана 3728 Број дана у грејној сезони 239 Табела1. Параметри локације 1.3 Омотач објекта Грађевинска физика За прорачун губитака потребно је одредити коефицијент пролаза топлота транспарентних и нетранспарентних површина које чине термичку границу грејаног простора. Коефицијент пролаза топлоте зависи од дебљине зида, топлотне проводљивости материјала која зависи од врсте материјала. 1.3.1 Нетранспарентне површине Нетранспарентним површинама се сматрају они делови термичког омотача који не пропуштају cунчеву светлост. Нетранспарентне површине су спољашни зидови, међуспратна конструкција, врата. Коефицијент пролаза топлоте за нетранспарентне површине се рачуна као реципрочна вредност збира отпора пролазу топлоте са унутрашњег ваздуха на унутрашњу површину спољњег зида, отпор провођењу топлоте кроз зид и отпор прелазу топлоте са спољашње површине зида на спољњи ваздух. U= 1 R (1) R=R u +R k +R s (2) R u [m 2 K/W] отпор прелазу топлоте са унутрашњег ваздуха на унутрашњу површину спољњег зида; R к [m 2 K/W] отпор провођењу топлоте кроз зид; R ѕ [m 2 K/W] отпор прелазу топлоте са спољашње површине спољњег зида не спољни ваздух. 8

Фасадни зидови стамбеног објекта ФЗ-1 бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m 3 ] λ [W/mK] c [J/kgK] μ[/] R=δ/λ [m2k/w] 1 Продужни кречни малтер 1700 2.0 1700 0.85 1050 15 0.0235 2 Климаблок 25.0 788 0.194 920 4 1.2887 3 Лепак 1.0 1900 0.7 1050 30 0.0143 4 Стиропор ЕПС А100 10.0 15 0.041 1260 45 2.4390 5 лепак+мрежица 0.8 1900 0.7 1050 30 0.0114 6 Слој ваздуха 1.2 1 0.075 1005 1 0.1600 7 Даске на размак 10.0 468 0.16 1500 3 0.6250 8 Дрвена облога 2.2 520 0.14 1670 15 0.1571 4.7191 U 0.2119 ФЗ-2 бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m 3 ] λ [W/mK] c [J/kgK] μ [/] R=δ/λ [m2k/w] 1 Продужни кречни малтер 1700 2.0 1700 0.85 1050 15 0.0235 2 Клима блок 25.0 788 0.194 920 4 1.2887 3 Лепак 1.0 1900 0.7 1050 30 0.0143 4 Стиропор ЕПС А100 10.0 15 0.041 1260 45 2.4390 5 лепак+мрежица 0.8 1900 0.7 1050 30 0.0114 6 Силикон малтер 0.8 1600 0.7 1050 40 0.0114 3.7884 U 0.2640 ФЗ-4 бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m 3 ] λ [W/mK] c [J/kgK] μ [/] R=δ/λ [m2k/w] 1 Продужни кречни малтер 1700 2 1700 0.85 1050 15 0.0235 2 Климаблок 25 788 0.194 920 4 1.2887 3 Лепак 1 1900 0.7 1050 30 0.0143 4 Минерална вуна 10 30 0.034 840 1 2.9412 5 Слој ваздуха 2 1 0.109 1005 1 0.1835 6 Фундермаџ 2 1350 0.3 2000 17200 0.0667 4.5178 U 0.2213 ФЗ-5 бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m 3 ] λ [W/mK] c [J/kgK] μ [/] R=δ/λ [m2k/w] 1 Продужни кречни малтер 1700 2.0 1700 0.85 1050 15 0.0235 2 Климаблок 25.0 788 0.194 920 4 1.2887 3 Лепак 1.0 1900 0.7 1050 30 0.0143 4 Минерална вуна 10.0 900 0.034 960 500000 2.9412 5 Пе фолија 0.02 30 0.19 840 1 0.0011 6 Рабиц+Лепак + мрежица 4 1900 0.7 1050 30 0.0571 7 лепак 1 1900 0.7 1050 30 0.0143 8 камена облога 3 2700 2.33 920 65 0.0129 4.3530 U 0.2297 Табела 2. Карактеристике омотача зграде-спољашњи зидови 9

Међуспратна конструкција између грејаних просторија различитих јединица, корисника, власника МК-2' бр Опис конструкције δ ρ λ c R=δ/λ μ[/] [цм] [кг/m3] [W/mK] [J/kgK] [m2k/w] 1 Керамичке плочице, подне 0.800 2300 1.28 920 200 0.0063 2 Лепак 0.500 1900 0.7 1050 30 0.0071 3 Цементни естрих 6.200 2200 1.4 1050 30 0.0443 4 ПВЦ фолија 12000 0.020 1200 0.19 960 42000 0.0011 5 УРСА хпс н-в-и 2.000 30 0.034 1500 80 0.5882 6 Бетон са каменим агрегатима 15.000 1800 0.93 960 15 0.1613 7 Слој ваздуха 3 1 0.164 1005 1 0.1829 8 Гипс- картонске плоче 1.250 900 0.21 840 12 0.0595 1.0507 U 0.9517 МК-3' бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m3] λ [W/mK] c [J/kgK] μ [/] R=δ/λ [m2k/w] Керамичке плочице, подне, 1 неглазиране 0.800 2300 1.280 920 200 0.0063 2 Лепак 0.500 1900 0.700 1050 30 0.0071 3 Вишеслојни битуменски премаз 0.500 1100 0.170 1460 10000 0.0294 4 Цементни естрих 5.200 2200 1.400 1050 30 0.0371 5 ПВЦ фолија 1200 0.020 1200 0.190 960 42000 0.0011 6 УРСА хпс н-в-и 2.000 30 0.034 1500 80 0.5882 7 Бетон са каменим агрегатима 1800 15.000 1800 0.930 960 15 0.1613 8 Слој ваздуха 3.000 1 0.164 1005 1 0.1829 9 Гипс-картонске плоче 12,5мм 1.250 900 0.210 840 12 0.0595 1.0730 U 0.9320 МК-4' бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m3] λ [W/mK] c [J/kgK] μ [/] R=δ/λ [m2k/w] 1 Паркет 2.2 700 0.210 1670 15 0.1048 2 Лепак 0.5 1900 0.700 1050 30 0.0071 3 Цементни естрих 5.8 2100 1.400 1050 30 0.0414 4 ПВЦ фолија 1200 0.02 1200 0.190 960 42000 0.0011 5 Камена вуна 160 2.0 160 0.037 840 1 0.5405 6 Бетон са каменим агрегатима 1800 15 1800 0.930 960 15 0.1613 7 Слој ваздуха 3 1 0.164 1005 1 0.1829 1.09866 U 0.9102 МК-6' бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m3] λ [W/mK] c [J/kgK] μ[/] R=δ/λ [m2k/w] Керамичке плочице, подне, 1.000 1 неглазиране 2300 1.280 920 200 0.0078 2 Лепак 1.000 1900 0.700 1050 30 0.0143 10

3 Цементни естрих 6.000 2200 1.400 1050 30 0.0429 Тврде плоче минералне вуне за 1.000 4 подове 130 0.039 840 1 0.2564 5 Бетон са каменим агрегатима 1800 15.000 1800 0.930 960 15 0.1613 6 Слој ваздуха 3.000 1 0.164 1005 1 0.1829 7 УРСА СФ 34 10 24 0.034 840 1 2.9412 8 УРСА СЕЦО ПРО 100 0.02 900 0.190 960 50000 0.0011 9 Гипс картонске плоче 12мм 1.25 900 0.210 840 12 0.0595 3.6670 U 0.2727 МК-8' бр Опис конструкције δ[цм] ρ λ c R=δ/λ μ[/] [кг/m3] [W/mK] [J/kgK] [m2k/w] 1 Глет+ боја 1.000 2300 1.280 920 200 0.0078 2 Продужни кречни малтер 1700 0.700 1900 0.700 1050 30 0.0100 3 Климаблок 6.300 2200 1.400 1050 30 0.0450 4 Лепак 1.000 130 0.039 840 1 0.2564 5 Минерална вуна 0.500 1100 0.170 1460 10000 0.0294 6 Пе фолија 15.000 1800 0.930 960 15 0.1613 7 Рабиц+Лепак + мрежица 3.0000 1 0.164 1005 1 0.1829 8 лепак 10.0000 24 0.034 840 1 2.9412 9 камена облога 0.0200 900 0.190 960 500000 0.0011 10 1.2500 900 0.210 840 12 0.0595 3.6946 Међуспратна конструкција изнад отвореног пролаза- вентилисана ρ λ c МК-4'' бр Опис конструкције δ[цм] μ [/] [кг/m3] [W/mK] [J/kgK] U 0.2707 R=δ/λ [m2k/w] 1 Паркет 2.2 700 0.210 1670 15 0.1048 2 Лепак 0.5 1900 0.700 1050 30 0.0071 3 Цементни малтер 5.8 2100 1.400 1050 30 0.0414 4 ПВЦ фолија 1200 0.02 1200 0.190 960 42000 0.0011 5 Камена вуна 160 3 160 0.037 840 1 0.8108 6 Бетон са каменим агрегатима 1800 15 1800 0.930 960 15 0.1613 7 лепак 1 1900 0.700 1005 30 0.0143 Полистиренске плоче(у 15 8 блоковима) 15 15 0.041 1260 45 3.6585 9 Лепак+мрежица 0.8 1900 0.700 1050 30 0.0114 4.8017 U 0.2083 11

Међуспратна конструкција изнад грејаног простора KK-1 бр Опис конструкције δ[цм] ρ [кг/m3] λ [W/mK] c [J/kgK] μ [/] R=δ/λ [m2k/w] 1 Цреп 3 1900.00 0.99 880.00 40.00 0.03 2 Дрвене летве 3х5 3 600.00 0.14 2510.00 70.00 0.21 3 Дрвене летве 3х5 3 600.00 0.14 2510.00 70.00 0.21 Паропропусна, водонепропусна 0.2 4 фолија 1000.00 0.19 1250.00 80000.00 0.01 5 Даска 2.5 520.00 0.14 1670.00 15.00 0.18 7 Ваздушни слој 2 1.00 1.16 1005.00 1.00 0.02 8 Термоизолација урса 10 24.00 0.03 840.00 1.00 2.94 9 Камена вуна ФКД-С 5 80.00 0.03 840.00 1.00 1.47 10 Дрвене летве 3х5 3 600.00 0.14 2510.00 70.00 0.21 11 Даска 2.5 520.00 0.14 1670.00 15.00 0.18 12 Мирујући ваздушни слој 0 1.00 1.16 1005.00 1.00 0.00 13 Термоизолација урса 10 24.00 0.03 840.00 1.00 2.94 14 Парна брана 0.02 15.00 0.04 1260.00 45.00 0.00 15 АБ плоча 16 15 1800.00 0.93 960.00 15.00 0.16 16 Малтер 2 1600.00 0.81 1050.00 10.00 0.02 8.60 U 0.12 Табела 3. Карактеристике омотача зграде-међуспратна конструкција 1.3.2 Транспарентне површине Коефицијент пролаза топлоте за грађевинске елементе типа прозора, балконских врата и ролетни се рачуна у складу са стандардом SRPS EN 10077-1. Приликом прорачуна коефицијента пролаза топлоте трансмисионих грађевинских елемената узимају се у обзир коефицијент пролаза за стакло, оквир као и утицај топлотних мостова. Утицај топлотних мостова се додатно рачуна и зависе од: споја стакло-стакло у термоизолационом стаклу, споја стакло-оквир; споја овир-грађевинска конструкција. Коефицијент пролаза транспарентних површина се рачуна према следећој формули: U w = A g U g +A f U f +l g ψ g A g +A f (3) A g [m 2 ] површина стаклене површине U g [W/m 2 K] коефицијент пролаза стакла A f [m 2 ] површина рама U f [W/m 2 K] коефицијент пролаза рама l g [m] дужина споја стакла и рама ψ g [W/mK] фактор корекције температуре 12

ОЗНАКА П-18 П-19 П-20 П-21 П-24 П-25 П-26 Прозори ТИП - прозорског стакла ТИП - прозорског U g A g A f U f Ψ g l 1 l 2 l g оквира [W/m 2 K] [m 2 ] [m 2 ] [W/m 2 K] [W/mK] [m] [m] [m] U w [w/m 2 K] двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.825 0.348 1.3 0.06 0.75 1.1 3.7 1.49 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.280 0.185 1.3 0.06 0.43 0.65 2.16 1.58 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.586 0.316 1.3 0.06 0.53 1.1 3.27 1.52 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.731 0.581 1.3 0.06 0.43 1.7 4.26 1.49 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.551 0.465 1.3 0.06 1.45 0.38 3.66 1.52 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.469 0.296 1.3 0.06 0.43 1.09 3.04 1.54 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 0.397 0.243 1.3 0.06 0.63 0.63 2.52 1.54 Табела 4. Карактеристике прозора - транспарентне површине Врата ОЗНАКА ТИП - стакла на вратима ТИП - оквир врата В-15 В-17 В-22 В-23 U g [W/m 2 K] A g [m 2 ] A f [m 2 ] U f [W/m 2 K] Ψ g [W/mK] l 1 [m] l 2 [m] l g [m] U w [w/m 2 K] двослојно термопан, нискоемисионо АЛ - са 6+14+4мм, аргон термопрекидом 1.3 1.97 1.19 1.3 0.06 1 1.97 5.94 1.41 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 1.09 0.71 1.3 0.06 0.55 1.99 5.08 1.47 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 3.39 1.66 1.3 0.06 1.83 1.85 7.36 1.39 двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦ-петокомора 1.3 4.26 1.71 1.3 0.06 2.29 1.86 8.3 1.38 Табела 5. Карактеристике стаклених врата - транспарентне 13

1.3.3 Дифузија водене паре Дифузија је процес преношења материје из једног дела простора у други који се одвија услед термичког кретања молекула. За израчунавање хигротермичких карактеристика грађевинских елемената и конструкције, дифузије водене паре, кондензације и исушења, као и опасности од површинске кондензације примењује се стандард SRPS EN ISO 13788. Дифузија водене паре се израчунава за спољне грађевинске конструкције и конструкције које граниче са негрејаним просторијама. Све грађевинске конструкције зграде морају бити пројектоване и изграђене на начин да се водена пара у пројектним условима на њиховим површинама не кондензује. Да би анализирали појаву кондензације потребно је одредити температурско поље унутар зида као и расподелу парцијалних притисака водене паре p е, затим парцијалног притиска засићења за дату температуру p cе по пресеку зида. Када је парцијални притисак достигао вредност притиска засићења на том месту доћи ће до појаве кондензације. Уколико дође до појаве кондензације потребно је одредити период исушења. R min R si Θ i+θ e Θ i Θ s (R si R se ) (4) Rmin [m 2 K/W] минимална топлотна отпорност за спречавање орошавања унутрашње површине Rsi [m 2 K/W] отпор прелазу топлоте са унутрашње стране Rse [m 2 K/W] отпор прелазу топлоте са спољне стране Θi [K] температура унутра Θe [K] температура споља Θs [K] температура тачке росе Кондензација Исушење t sp [ C] -16 B (t sp< (-15)) t i =t e [ C] 18 t e,dif [ C] -10 φ e= φ i [%] 65 φ e [%] 90 φ i [%] 55 14

Густина топлотног флукса за зид спољашни- ФЗ-1 позиција слој материјала δ[cm] λ R i [W/mK] [m 2 q K/W] dif [W/m 2 t ] Δt dif dif [ C] унутра 20 прелаз 0.130 0.029 0.004 19.996 1 Продужени кречни малтер 1700 2 0.85 2.353 0.029 0.068 19.928 2 Климаблок 25 0.194 128.866 0.029 3.737 16.191 3 Лепак 1 0.7 1.429 0.029 0.041 16.150 4 Стиропор ЕПС А100 10 0.041 243.902 0.029 7.073 9.077 5 лепак+мрежица 0.8 0.7 1.143 0.029 0.033 9.044 6 Слој ваздуха 1.2 0.075 16.000 0.029 0.464 8.580 7 Даске на размак 10 0.016 625.000 0.029 18.123-9.543 8 Дрвена облога 2.2 0.14 15.714 0.029 0.456-9.999 прелаз 0.040 0.029 0.001-10.00 споља -10 ƩRi 1034.577 Парцијални притисак водене паре ФЗ-1 позиција слој материјала t dif [ C] p' [kpa] p int [kpa] p ext [kpa] δ[m] μ [ / ] ri [m] унутра 20 2.337 прелаз 19.996 2.336 1.2854 0.0 1 Продужени кречни малтер 1700 19.928 2.327 0.02 15 0.3 2 Климаблок 16.191 1.840 0.25 4 1.3 3 Лепак 16.150 1.836 0.01 30 1.6 4 Стиропор ЕПС А100 9.077 1.155 0.1 45 6.1 5 лепак+мрежица 9.044 1.152 0.008 30 6.3 6 Слој ваздуха 8.580 1.117 0.012 1 6.4 7 Даске на размак -9.543 0.295 0.1 3 6.7 8 Дрвена облога -9.999 0.284 0.2556 0.022 15 7.0 прелаз -10.00 0.265 0.2556 споља -10 0.265 Кондензација у двије тачки-фз-1 Количина кондензата бр. Дана p k1 ' p k2 ' r' r'' p int p ext q m 1 q m 2 влажења-а q mz ' q mz ' [g/m 2 ] [kg/m 2 ] 0.4 0.29 6.65 6.9 1.285 0.256 0.089 0.003 60 124 0.124 <1 q max [kg/m 2 ] Исушење t i =t e [ C] φ e= φ i [%] бр. Дана исушења-а p i '=p e ' p i =p e q m,isuš Бр дана ис 18 65 60 2.063 1.341-0.197 19.59 Усваја се 21 15

p[kpa] 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.3 1.3 1.6 6.1 6.3 6.4 6.7 7.0 r [m] Дијаграм 1 дијаграм дифузије водене паре фасадни зид 1 Густина топлотног флукса за зид спољашни- ФЗ-2 позиција слој материјала δ[cm] λ R i [W/mK] [m 2 q K/W] dif [W/m 2 t ] Δt dif dif [ C] унутра 20 прелаз 0.130 0.079 0.010 19.990 1 Продужени кречни малтер 1700 2 0.85 2.353 0.079 0.186 19.803 2 Климаблок 25 0.194 128.866 0.079 10.200 9.603 3 Лепак 1 0.7 1.429 0.079 0.113 9.490 4 Стиропор ЕПС А100 10 0.041 243.902 0.079 19.306-9.816 5 лепак+мрежица 0.8 0.7 1.143 0.079 0.090-9.906 6 Силикон малтер 0.8 0.07 1.143 0.079 0.090-9.997 прелаз 0.040 0.079 0.003-10.00 споља -10 ƩRi 379 16

Парцијални притисак водене паре ФЗ-2 позиција слој материјала t dif [ C] p' [kpa] p int [kpa] p ext [kpa] δ[m] μ [ / ] ri [m] унутра 20 2.337 прелаз 19.990 2.336 1.2854 0.0 1 Продужени кречни малтер 1700 19.803 2.309 0.02 15 0.3 2 Климаблок 9.603 1.196 0.25 4 1.3 3 Лепак 9.490 1.187 0.01 30 1.6 4 Стиропор ЕПС А100-9.816 0.288 0.1 45 6.1 5 лепак+мрежица -9.906 0.286 0.008 30 6.3 6 Силикон малтер -9.997 0.284 0.2556 0.008 40 6.4 прелаз -10.00 0.265 0.2556 споља -10 0.265 Кондензација у двије тачки-фз-2 Количина кондензата бр. Дана q p k1 ' p k2 ' r' r'' mz ' q mz ' q max p int p ext q m 1 q m 2 влажења-а [g/m 2 ] [kg/m 2 ] [kg/m 2 ] 0.68 0.29 4 6.63 1.285 0.256 0.101 0.003 60 141 0.141 <1 Исушење t i =t e [ C] φ e= φ i [%] бр. Дана исушења-а p i '=p e ' p i =p e q m,isuš Бр дана ис 18 65 60 2.063 1.341-0.217 20.28 Усваја се 21 p[kpa] 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000 0.0 0.3 1.3 1.6 6.1 6.3 6.7r [m] Дијаграм 2 дијаграм дифузије водене паре фасадни зид 2 17

Густина топлотног флукса за зид спољашни- ФЗ-4 позиција слој материјала δ[cm] λ R i [W/mK] [m 2 q K/W] dif [W/m 2 t ] Δt dif dif [ C] унутра 20 прелаз 0.130 0.066 0.009 19.991 1 Продужени кречни малтер 1700 2 0.85 2.353 0.066 0.156 19.835 2 Климаблок 25 0.194 128.866 0.066 8.552 11.283 3 Лепак 1 0.7 1.429 0.066 0.095 11.188 4 Минерална вуна 10 0.034 294.118 0.066 19.519-8.331 5 Слој ваздуха 2 0.109 18.349 0.066 1.218-9.549 6 Фундермаџ 2 0.3 6.667 0.066 0.442-9.991 прелаз 0.130 0.066 0.009-10.00 споља -10 ƩRi 452 Парцијални притисак водене паре ФЗ-4 позиција слој материјала t dif [ C] p' [kpa] p int [kpa] p ext [kpa] δ[m] μ [ / ] ri [m] Унутра 20 2.337 Прелаз 19.991 2.336 1.2854 0.0 1 Продужени кречни малтер 1700 19.835 2.313 0.02 15 0.3 2 Климаблок 11.283 1.338 0.25 4 1.3 3 Лепак 11.188 1.330 0.01 30 1.6 4 Минерална вуна -8.331 0.324 0.1 45 6.1 5 Слој ваздуха -9.549 0.294 0.008 30 6.7 6 Фундермаџ -9.991 0.284 0.2557 0.008 40 7.5 Прелаз -10.00 0.265 0.2557 Споља -10 0.265 Кондензација у двије тачки-фз-4 Количина кондензата бр. Дана p k1 ' p k2 ' r' r'' p int p ext q m 1 q m 2 влажења-а q mz ' q mz ' [g/m 2 ] [kg/m 2 ] 0.65 0.29 4.8 7.35 1.285 0.256 0.089 0.003 60 123 0.123 <1 q max [kg/m 2 ] Исушење t i =t e [ C] φ e= φ i [%] бр. Дана исушења-а p i '=p e ' p i =p e q m,isuš Бр дана ис 18 65 60 2.063 1.341-0.192 19.99 Усваја се 20 18

p[kpa] 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000 0.0 0.3 1.3 1.6 6.1 6.7 7.5r [m] Дијаграм 3 дијаграм дифузије водене паре фасадни зид 4 Густина топлотног флукса за зид спољашни- ФЗ-5 позиција слој материјала δ[cm] λ R i q dif t [W/mK] [m 2 K/W] [W/m 2 Δt dif ] dif [ C] унутра 20 прелаз 0.130 0.069 0.009 19.991 1 Продужени кречни малтер 1700 2 0.85 2.353 0.069 0.162 19.829 2 Климаблок 25 0.194 128.866 0.069 8.878 10.951 3 Лепак 1 0.7 1.429 0.069 0.098 10.853 4 Минерална вуна 10 0.034 294.118 0.069 20.262-9.409 5 Пе фолија 0.02 0.19 0.105 0.069 0.007-9.416 6 Рабиц+Лепак+Мрежица 4 0.7 5.714 0.069 0.394-9.810 7 Лепак 1 0.7 1.429 0.069 0.098-9.909 8 Камена облога 3 2.33 1.288 0.069 0.089-9.997 прелаз 0.04 0.069 0.003-10.00 споља -10 ƩRi 435.47 19

Парцијални притисак водене паре ФЗ-5 позиција слој материјала tdif [ C] p' [kpa] p int [kpa] p ext [kpa] δ[m] μ [ / ] ri [m] унутра 20 2.337 прелаз 19.991 2.336 1.2854 0.0 1 Продужени кречни малтер 1700 19.829 2.312 0.02 15 0.3 2 Климаблок 10.951 1.309 0.25 4 1.3 3 Лепак 10.853 1.301 0.01 30 1.6 4 Минерална вуна -9.409 0.298 0.1 45 6.1 5 Пе фолија -9.416 0.298 0.0002 30 6.1 6 Рабиц+Лепак+Мрежица -9.810 0.288 0.04 1 6.1 Лепак -9.909 0.286 0.01 3 6.2 Камена облога -9.997 0.284 0.2557 0.03 15 6.6 прелаз -10.00 0.265 0.2557 споља -10 0.265 Кондензација у двије тачки-фз-5 Количина кондензата бр. Дана p k1 ' p k2 ' r' r'' p int p ext q m 1 q m 2 влажења-а q mz ' q mz ' [g/m 2 ] [kg/m 2 ] 0.65 0.29 3.8 6.5 1.285 0.256 0.112 0.004 60 156 0.156 <1 Исушење t i =t e [ C] φ e= φ i [%] бр. Дана исушења-а p i '=p e ' p i =p e q m,isuš Бр дана ис q max [kg/m 2 ] 18 65 60 2.063 1.341-0.230 21.17 Усваја се 22 p[kpa] 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000 0.0 0.3 1.3 1.6 6.1 6.1 6.1 6.2 6.6r [m] Дијаграм 4 дијаграм дифузије водене паре фасадни зид 5 20

2. ЕНЕРГЕТСКА СВОЈСВТА ОБЈЕКТА Енергетска својства објекта обухвата утврђивању стварног стања зграде у енергетском погледу. У закону су прецизно дефинисани најважнији појмови унапређења енергетске ефикасности и енергтска својства објекта. Основни циљ је смањење потрошње свих врста енергије и одређивање стварне количине енергије која задовољава различите потребе корисника. За енергетска својсвта објекта потребно је одредити топлотне губитке 2.1 Топлотни губици 2.1.1 Коефицијент трансмисионих губитака топлоте зграде Коефицијент трансмисионих губитака топлоте зависи од површине грађевинског елемента кроз који се размењује топлота, коефицијента пролаза топлоте за посматрани грађевински елемент и фактора корекције температуре грађевинског елемента. Поред ових фактора потребно је узети у обзир утицај топлотних мостова. Трансмисиони губитак услед утицаја топлотних мостова се рачуна као: H TB = U TB A (5) H TB [W/K] трансмисиони топлотни губитак услед утицаја топлотних мостова U TB [W/m 2 K] усваја се 0.10 W/m 2 K A [m 2 ] - збирна површина спољних грађевинских елемената Коефицијент трансмисионих губитака се рачуна: H T = (F xi U i A i ) + H TB (6) H T [W/m 2 K] коефицијент трансмисионог губитка топлоте зграде F xi [/] фактор корекције температуре U i [W/m 2 K] коефицијент пролаза топлоте A i [m 2 ] површина зида H TB [W/m 2 K] Трансмисиони губитак топлоте услед утицала топлотних мостова 21

2.1.2 Коефицијент вентилационих губитака топлоте зграде Коефицијент вентилационог губитка топлоте зграде је функција густине ваздуха, специфичног топлотног капацитета при константном притиску, запремине грејаног простора и броја измена ваздуха. Израчунава се по обрасцу : H V = ρ a c p V n (7) H V [W/K] кеофицијент вентилационих губитака топлоте ρ a [kg/m 3 ] густина ваздуха c p [J/m 2 K] специфични топлотни капацитет при константном притиску V [m 3 ] запремина грејаног простора n [h -1 ] број измена ваздуха на час Трансмисиони губици топлоте-без топлотних мостова Ознака U A F xi U*A*F xi Спољни зид сз 0.22 709 1 156.0 Међуспратна конструкција изнаг грејаног простора кк 0.12 154 0.8 14.8 Под ка грејаном сутерену мк 0.9 154 0.8 110.9 Прозори п 1.5 77 1 115.5 Врата в 1.41 128 1 180.5 Сума А 1222 H TS 578 Табела 6. Трансмисиони губици без топлотних мостова Трансмисиони топлотни губици услед утицаја топлотних мостова H TB =0.1*А 149 Табела 7. Трансмисиони губици утицај топлотних мостова Укупни трансмисиони губици H T =H TS +H TB 727 Табела 8. Трансмисиони губици- укупно Специфични трансмисиони губитак топлоте H T '=H T /A ом.б 0.49 Табела 9. Трансмисиони губици - специфични Коефицијент вентилационих губитака топлоте зграде H v ρ a c p V i нето n i H v [W/K] 0.33 2001 0.5 330 Табела 10. Вентилациони губици 22

2.1.3 Топлотни губици зграде Годишња потребна енергија за надокнаду губитака топлоте је функција трансмисионих, вентилационих коефицијената губитака топоте и броја степен дана. У Табели 11 дате су вредности средње суме Сунчевог зрачења и средња месечна температура спољнoг ваздуха. Q H,ht = (H T + H V ) 24 HDD 10 3 (8) Q H,ht [kwh/a] годишња потребна енергија за надокнаду губитака H T [W/K] коефицијент трансмисионих губитака топлоте H V [W/K] коефицијент вентилационих губитака топлоте HDD број степен дана за локацију зграде Средње суме сунчевог зрачења и средња месечна температура спољњег ваздуха Месец I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Средња месечна температура 0.9 3 7.3 12.5 17.6 20.6 22.3 22 17.7 12.7 7.2 2.6 Сунчево зрачење (kwh/m 2 ) ХОР 42.75 60.35 103.86 133.65 170.43 181.23 192.83 170.43 127.58 88.94 45.5 33.87 Ј 64.25 76.98 96.43 86.73 86.28 81.43 90.31 99.43 107.38 109.22 66.52 52.8 И,З 32.57 55.35 79.8 96.05 112.9 116.78 125.22 114.37 91.32 67.21 34.67 25.53 С 17.42 22.38 36.04 44.64 55.69 56.88 58.27 52.83 38.78 29.16 17.93 14.31 Табела 11. Суме сунчевог зрачења и средња месечна температура ваздуха Грејна сезона за Златибор обухвата цео април и септембар. Податке за средње месечне спољне температуре узете су из метеоролошког годишњака. Разлике унутрашње температуре и средње месечне споњне температуре помножене са месечним вредностима ХД броја дана грејања добија се месечна вредност степен дана. Број степен дана - HDD I II III IV IX X XI XII ХД 31 28 31 30 27 31 30 31 tsr, mes -0.8-0.7 1.9 6.6 14 8.9 5.8 0.4 Златибор 3727 645 580 561 402 162 344 426 608 Hv=330 Hv+Ht 1058 Ht=727 QH,ht 16373 14717 14247 10208 4114 8737 10817 15428 Табела 12. Годишња потребна енергија за надокнаду губитака топлоте 23

18000 Годишња потребна енергија за надокнаду губитака топлоте 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Септембар Октобар Новембар Децембар Јануар Фебруар Март Април Дијаграм 5 Дијаграм годишње потребне енергије за надокнаду губитака топлотe 24

2.2 Топлотни добици Приликом прорачуна потребне енергије за грејање у зимском периоду потребно је исту умањити за вредност топлотних добитака. Топлотне добитке имамо од Сунца, људи, електричних уређаја. 2.2.1 Добици топлоте од Сунчевог зграчења Годишња количина енергије која потиче од добитака услед Сунчевог зрачења је збир добитака преко транспарентних и нетранспарентних површина термичког омотача објекта. F sh - фактор осенчености зграде A sol - површина која је осунчана I sol τ sol - средње суме Сунчевог зрачења Q sol = F sh A sol I sol τ sol (9) I sol * τ sol Јануар Фебруар Март Април Септембар Октобар Новембар Децембар Хоризонтално 42.75 60.35 103.86 133.65 127.58 88.94 45.50 33.87 Југ 64.25 76.98 96.43 86.73 107.38 109.22 66.52 52.80 Исток и Запад 32.57 55.35 79.80 96.05 91.32 67.21 34.67 25.53 Сјевер 17.42 22.38 36.04 44.64 38.78 29.16 17.93 14.31 Табела 13. Средње суме сунчевог зрачења Фактор засенчења Fsh Незасенчене 0.9 Засенчене 0.6 Фактор пропустљивости g,gl =g * 0.9; Сунчевог зрачења за стакло g,gl g=0.61 0.55 Емисивност спољне површине зида α s,sc 0.6 Отпор прелазу топлоте за спољну страну зида R s,c 0.04 Средње тешки тип градње ƞ H 0.98 25

Транспарентна површина која је осунчана (стаклене површине) А sol,gl = g gl (1 F f ) A w (10) g gl - фактор пропустљивости Сунчевог зрачења које зависи од врсте стакла (двоструко,нискоемисионо,4-12-4 мм ваздух - g gl = 0,57) F f - фактор рама (F f = A f /A w ) A w = A go - површина прозора тј. грађевинског отворa Прозори / Врата двослојно термопан, нискоемисионо 4+14+4мм, аргон ПВЦпетокомора A w A gl A f F f g q gl A sol,gl Fsh ОЗНАКА количина Сјевер П-18 4 4.69 3.30 1.39 0.30 0.61 0.55 1.28 0.60 П-19 11 5.11 3.07 2.04 0.40 0.61 0.55 1.02 0.60 П-20 4 3.61 2.35 1.26 0.35 0.61 0.55 0.84 0.60 П-21 10 13.12 7.31 5.81 0.44 0.61 0.55 2.24 0.60 П-24 4 4.06 2.20 1.86 0.46 0.61 0.55 0.66 0.60 П-25 3 2.29 1.41 0.89 0.39 0.61 0.55 0.47 0.60 П-26 3 1.92 1.19 0.73 0.38 0.61 0.55 0.41 0.60 В-15 1 3.16 1.97 1.19 0.38 0.61 0.55 0.68 0.60 Запад П-20 10 9.02 5.86 3.16 0.35 0.61 0.55 2.10 0.60 Југ П-21 20 26.24 14.62 11.62 0.44 0.61 0.55 4.48 0.90 В-17 8 14.44 8.76 5.68 0.39 0.61 0.55 2.92 0.90 В-22 10 50.46 33.86 16.60 0.33 0.61 0.55 12.49 0.90 В-23 10 59.69 42.59 17.10 0.29 0.61 0.55 16.72 0.90 Исток П-20 8 7.22 4.69 2.53 0.35 0.61 0.55 1.68 0.60 укупно 205.04 Табела 14. Осунчане стаклене површине транспарентне површине 26

Qsol.gl Јануар Фебруар Март Април Септембар Октобар Новембар Децембар Сјевер П-18 13 17 28 34 15 22 14 11 П-19 11 14 22 27 12 18 11 9 П-20 9 11 18 22 10 15 9 7 П-21 23 30 48 60 26 39 24 19 П-24 7 9 14 18 8 12 7 6 П-25 5 6 10 13 6 8 5 4 П-26 4 5 9 11 5 7 4 3 В-15 7 9 15 18 8 12 7 6 Ʃ 79 102 164 203 88 133 82 65 Запад П-20 41 70 100 121 24 84 44 32 Југ П-21 259 310 389 350 216 440 268 213 В-17 113 135 169 152 94 191 117 93 В-22 482 577 723 650 402 819 499 396 В-23 644 772 967 870 538 1095 667 530 Ʃ 1498 1794 2248 2022 1252 2546 1551 1231 Исток П-20 18 23 36 45 46 29 18 14 Ʃ 18 23 36 45 46 29 18 14 Табела 15. Добици топлоте од Сунчевог зрачења кроз транспарентне површине Нетранспарентне осунчане површине А sol,c = a s,c R s,c U c A c (11) a s,c - емисивност спољне површине зида - 0,6 R s,c - отпор прелазу топлоте за спољну страну зида (R s,c = 1 = 1 = 0,04) h c 25 U c - коефицијент пролаза топлоте Спољашни зидови A c F sh U c R s.c L s,c A sol,c A sol,c *F sh Сјевер 288 0.90 0.22 0.04 0.60 1.52 1.37 Запад 122 0.90 0.22 0.04 0.60 0.65 0.58 Југ 175 0.60 0.22 0.04 0.60 0.92 0.55 Исток 124 0.90 0.22 0.04 0.60 0.65 0.59 Табела 16. Осунчане површине нетранспарентне површине 27

Q sol,c Јануар Фебруар Март Април Септембар Октобар Новембар Децембар Север 23.84 30.63 49.33 61.10 53.08 39.91 24.54 19.59 Запад 18.94 32.19 46.40 55.85 53.10 39.08 20.16 14.85 Југ 35.60 42.66 53.44 48.06 59.51 60.53 36.86 29.26 Исток 19.16 32.56 46.94 56.50 53.72 39.53 20.39 15.02 Ʃ 97.54 138.03 196.11 221.51 109.70 179.05 101.96 78.71 Табела 17. Добици топлоте од Сунчевог зрачења кроз нетранспарентне површине 2.2.2 Годишња количина енергије која потиче од унутрашњих добитака топлоте Унутрашњи добици потичу од електричних уређаја и људи. Добици од људи q p h A f Зграда са 2 и више 1.80 12.00 777.00 Добици од електричних qe Af уређаја 30.00 777.00 Топлотни добици зграде услед електричних уређаја Q Е = q E A f n dana u mesecu n dana u godini (12) q E - годишња потрошња електричне енергије по јединици површине грејаног простора A f - корисна површина зграде n dana u mesecu - број дана, у месецу, у којима се греје објекат n dana u godini - број дана у години Топлотни добици зграде услед одавања топлоте људи Q Е = q P A f n dana u mesecu n sati u danu 10 3 (13) q р одавање топлоте људи по јединици површине грејаног простора A f - корисна површина зграде n dana u mesecu - број дана, у месецу, у којима се греје објекат n dana u godini - број дана у години 28

Мјесец Q H,ht Q sol,gl Q sol,c Q sol Q lj Q el Q int Q H,gn Q H,nd q H,nd Септембар 4114 1410 219 1629 510 1940 4080 3998 116 0 Октобар 8737 2793 179 2972 510 1940 5422 5313 3424 4 Новембар 10817 1694 102 1796 493 1878 4167 4083 6734 9 Децембар 15428 1342 79 1421 510 1940 3871 3794 11634 15 Јануар 16373 1635 98 1733 510 1940 4183 4099 12273 16 Фебруар 14717 1988 138 2126 461 1752 4339 4253 10465 13 Март 14247 2548 196 2745 510 1940 5195 5091 9157 12 Април 10208 2391 222 2612 493 1878 4983 4883 5324 7 Ʃ 59127 76 Tабела 18. Добици топлоте од Сунчевог зрачења кроз нетранспарентне површине kwhm 2 month 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Дијаграм потребне топлоте за грејање по месецима Септембар Октобар Новембар Децембар Јануар Фебруар Март Април Дијаграм 6 Дијаграм годишње потребне топлоте за грејање по месецима 80 70 60 kwh/m 2 a 50 40 30 20 10 0 Година Дијаграм 7 Дијаграм годишње потребне топлоте за грејање 29

2.3 Годишња потребна финална енергија за грејање Израчунати годишње топлотне губитке система за грејање Q H,ls Q H,ls = Q H,em,ls + Q H,dis,ls + Q H,st,ls + Q H,gen,ls (14) Q H,em,ls - губици топлоте при размени у простору Q H,dis,ls - губици топлоте у цевној мрежи Q H,st,ls - губици топлоте при складиштењу у резервоару Q H,gen,ls - губици топлоте при производњи ƞ- степен корисности постројења за гријање Q H,ls = Q H,nd ( 1 1) (15) ƞ ƞ = ƞк ƞс ƞr (16) ƞ k - степен корисности котловског постројења ƞ c - степен корисности цевне мреже ƞ r - степен корисности система регулације Потребни степени корисности су дати у табели Т.6.2 у Правилнику Котао-електрични-инсталисана снaга-252 kw Неизолована цевна мрежа унутар термичког омотача зграде аутоматска централна и локална регулација без поделе на зоне Снага пумпе - 2.1kW ƞ k 0.83 ƞ c 0.95 Ƞ 0.75 Испоручена енергија за гријање Q H,nd ƞ k ƞ c ƞ r ƞ Q H,ls Q H,del Септембар 116 0.83 0.95 0.95 0.75 87 202 Октобар 3424 0.83 0.95 0.95 0.75 2565 5989 Новембар 6734 0.83 0.95 0.95 0.75 5044 11777 Децембар 11634 0.83 0.95 0.95 0.75 8715 20350 Јануар 12273 0.83 0.95 0.95 0.75 9194 21467 Фебруар 10465 0.83 0.95 0.95 0.75 7839 18303 Март 9157 0.83 0.95 0.95 0.75 6859 16016 Април 5324 0.83 0.95 0.95 0.75 3988 9312 Ʃ 103417 Табела 19. Годишња испоручена енергија за грејање 30

2.4 Годишња потребна енергија за припрему санитарне топле воде Q w и губици Q w,ls Q w = n dani u grejnoj sezoni qw Af (17) n dani u grejnoj sezoni - број дана у грејној сезони q w топлота потребна за припрему СТВ по јединици површине грејног простора A f корисна површина зграде Q w,ls = 0,1 Q w (18) Годишња потребна топлота за припрему санитарне топле воде q w A f Број дана Q w Q w,ls Q w.del 20 777 239 10176 1018 11193 2.5 Годишња испоручена енергија E del E del =(Q H,del +Q w,del ) f=(96260+3153) 1.1=109354.3 kwh (19) Q H,del = Q H,nd + Q H,ls [kwh]-испоручена енергија за гријање (20) Q w,del = Q w + Q w,ls [kwh]-испоручена енергија за СТВ (21) f = 1,1 фактор претварања за гас 2.6 Годишња примарна енергија E prim E prim =(Qdel,nd+Qw,del) f+(qel+qanx) fel (22) f = 1,1 фактор претварања за гас (23) f = 2,5 фактор претварања за електричну енергију (24) Годишња потрошња електричне енергије Број дана q el A f Q el 239 30 777 15263 Енергија потребна за погон помоћних уређаја Број дана h P Q aux 239 24 2.1 12046 Потрошња примарне енергије Q del,nd Q w,del Q el Q aux f nd f w f el E prim,nd,el,aux E prim,w,prim E prim 103417 11193 15263 12046 2.5 1.1 2.5 68272 270855 339127 31

2.7 Годишња емисија CO 2 EM co2 = (E prim,nd + E prim,w ) f co2 + E prim,el f e,co2 (25) f co2 - специфична емисија СО2 за гас f е,co2 -специфична емисија СО2 за електричну енергију Емисија СО2 E prim,nd,w,el fe CO2 CO2,a 270855 0.53 143553 185 Разред Q H,nd A f q H,nd q H,nd,max q H,nd,rel 59127 777 76 90 85 C < 100 32

3. ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ ЗГРАДА нова постојећа Категорија зграде Зграда туризма и угоститељства Место, адреса: Златибор Катастарска парцела: Власник/инвеститор/правни заступник: Извођач: 4577/297 КО Чајетина VIP CASA INVEST doo Beograd МД Градња Година изградње: 2016 Нето површина A N [m 2 ]: 929,12 Прорачун Q H,nd,rel [%] Q H,nd [kwh/(m 2 a)] 85 59 15 Енергетски пасош за стамбене зграде 25 50 100 150 200 250 > 250 Подаци о лицу које је издало енергетски пасош Овашћена организација: Потпис овлашћеног лица и печат организације: М.П. (потпис) Одговорни инжењер: Потпис и печат одговорног инжењера EE : М.П. (потпис) Број пасоша: Датум издавања/рок важења: 1 C 33

3.1 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ друга страна Подаци о згради Нето површина зграде унутар термичког омотача A N [m 2 ] 777 Запремина грејаног дела зграде V e [m 3 ] 2000 Фактор облика f 0 [m -1 ] 0,48 Средњи коеф. трансмисионог губитка топлоте H T [W/(m 2 K)] 0,49 Годишња потребна топлота за грејање Q H,nd [kwh/(m 2 a)] 59 Климатски подаци Локација Златибор Број степен дана грејања HDD 3728 Број дана грејне сезоне HD 239 Средња температура грејног периода θ H,mn [ о С] 4,4 Унутрашња пројектна температура за зимски период θ H,i [ о С] 20 Подаци о термотехничким системима у згради Систем за грејање (локални, етажни, централни, даљински) Централни Топлотни извор Електрична енергија Систем за припрему СТВ (локални, централни, даљински) Централни Топлотни извор за СТВ Електрична енергија Систем за хлађење (локални, етажни, централни, даљински) - Извор енергије који се користи за хлађење - Вентилација (природна, механичка, механичка са рекуперацијом) - Извор енергије за вентилацију - Врста и начин коришћења система са обновљивим изворима - Удео ОИЕ у потребној топлоти за грејање и СТВ [%] - Подаци о термичком омотачу зграде U [W/(m 2 K)] U max [W/(m 2 K)] Испуњено ДА / НЕ Спољни зидови 0,22 0,3 ДА Зид на дилатацији - Раван кров изнад грејаног простора 0,12 0,15 ДА Међуспратна конструкција изнад спољног - - простора Међуспратна конструкција изнад негрејаног - - простора (подрума) Прозори, балконска врата грејаних просторија 1,5 1,5 ДА 34

3.2 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ трећа страна Подаци о систему грејања Уређај који се користи као извор (котао, топлотна подастаница, топлотна пумпа) Електрични котао Инсталисани капацитет [kw] 252 Ефикасност, степен корисности [%] 83 Година уградње 2016 Енергент Електрична енергија Доња топлотна моћ [kwh/kg] [kwh/m 3 ] - Емисија CО 2 [kg/m 2 a] - Подаци о начину регулације Аутоматска регулација рада котла/извора (да / не) Централна регулација топлотног учинка (да / не) Локална регулација топлотног учинка (да / не) Дневни прекид у раду система (сати у дану) Недељни прекид у раду система (дана у недељи) Сезонски прекид у раду система (дана у сезони) Да Да Да Не Не Не Подаци о губицима топлоте [кw] Трансмисиони губици кроз нетранспарентни део омотача зграде 10.141 Трансмисиони губици кроз прозоре и врата 10.182 Вентилациони губици кроз прозоре и врата 11,880 Укупни губици топлоте 32.203 Енергетске потребе зграде [kwh/а] [kwh/m 2 а] Годишња потребна топлота за грејање, Q H,nd 59127 76 Годишња потребна топлота за припрему СТВ, Q W 10176 13,09 Годишњи топлотни губици система за грејање, Q H,ls 44290 57 Годишњи топлотни губици система за припрему СТВ, Q W,ls 1018 1,31 Годишња потребна топлотна енергија, Q H 103417 133 Годишња испоручена енергија, E del 270855 349 Годишња примарна енергија, E prim 339127 437 Годишња емисија CО 2 [kg/а] [kg/m 2 а] 143553 185 Подаци о измереној потрошњи енергије* [kwh/а] [kwh/m 2 а] Годишња измерена топлота за грејање - - Годишња измерена топлота за припрему СТВ - - Годишња измерена топлотна енергија - - Годишња измерена електрична енергија - - 35

3.3 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ четврта страна Предлог мера за унапређење енергетске ефикасности зграде 1.Замена извора топлоте 2.Изоловање цевне мреже 3.Уградња термостатских вентила 4. Уградња циркулационе пумпе са промењивим бројем обртаја 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 36

3.4 ЕНЕРГЕТСКИ ПАСОШ ЗА НЕСТАМБЕНЕ ЗГРАДЕ пета страна Објашњење техничких појмова Нето површина зграде унутар термичког омотача, A N [m 2 ], је укупна нето површина грејаног простора зграде. Запремина грејаног дела зграде, V е [m 3 ], јесте бруто запремина коју обухвата термички омотач зграде запремина грејаног простора зграде. Фактор облика ƒ о = А/V е, (m -1 ), је однос између површине термичког омотача зграде (спољне мере) и њиме обухваћене бруто запремине. Коефицијент трансмисионих губитака топлоте, H Т [W/K], су трансмисиони губици топлоте кроз омотач зграде подељени разликом температура унутрашње и спољне средине. Период грејања, HD ("heating days") је број дана од почетка до краја грејања зграде. Почетак и крај грејања за сваку локацију одређен је температуром границе грејања, која је обухваћена при одређивању броја Степен дана HDD ("Heating degree days"). Унутрашња пројектна температура, θ H, i [ C], је задата температура унутрашњег ваздуха грејаног простора у згради. Средња температура грејног периода, θ H,mn [ о С], је осредњена вредност температуре спољног ваздуха у временском периоду грејне сезоне. Годишња потребна топлота за грејање зграде, Q H,nd [kwh/a], је рачунски одређена количина топлоте коју грејним системом треба довести у зграду током године да би се обезбедило одржавање унутрашњих пројектних температура. Годишња потребна топлотна енергија за загревање санитарне топле воде, Q W [kwh/a], је рачунски одређена количина топлотне енергије коју системом припреме СТВ треба довести током једне године за загревање воде. Годишња потребна енергија за хлађење зграде, Q C,nd [kwh/a], је рачунски одређена потребна количина топлоте хлађења коју расхладним системом треба одвести из зграде током године да би се обезбедило одржавање унутрашњих пројектних параметара. Годишња потребна енергија за вентилацију, Q V [kwh/a], је рачунски одређена потребна енергија за припрему ваздуха системом механичке (принудне) вентилације, делимичне климатизације или климатизације током једне године за одржавање услова комфора у згради. Годишња потребна енергија за осветљење, Е L [kwh/a], је рачунски одређена количина енергије коју треба довести згради током једне године за осветљење у згради. Годишња потребна топлотна енергија, Q H [kwh/a], је збир годишње потребне топлотне енергије и годишњих топлотних губитака система за грејање и припрему санитарне топле воде у згради. Годишњи топлотни губици система грејања, Q H,ls [kwh/a] су губици енергије система грејања током једне године који се не могу искористити за одржавање унутрашње температуре у згради. Годишњи топлотни губици система за припрему санитарне топле воде, Q W,ls [kwh/a], су губици енергије система за припрему СТВ током једне године који се не могу искористити за загревање воде. Годишња испоручена енергија Е del [kwh/a], је енергија доведена техничким системима зграде током једне године за покривање енергетских потреба за грејање, хлађење, вентилацију, потрошну топлу воду, расвету и погон помоћних система. Годишња потребна примарна енергија која се користи у згради, Е prim [kwh/a], је збир 37

примарних енергија потребних за рад свих уграђених техничких система за грејање, хлађење, климатизацију, вентилацију и припрему СТВ у периоду једне године. Годишња емисија угљен диоксида, CО 2 [kg/а], је маса емитованог угљен диоксида у спољну средину током једне године, која настаје као последица енергетских потреба зграде. 38

4.,,CFD Увод Нумеричка механика флуида (CFD) је примењена механика флуида која се користи у решавању и анализирању струјања ваздуха, течности, гасова. Овакав приступ анализи струјања ваздуха у просторима за различите температурске услове даје добре резултате помоћу којих се добије стање просторије у погледу топлотног и термичког комфора. Сама симулација и добијени резултати су веома значајни када су у питању објекти на којима нису могућа мерења. КГХ системи су пројектовани како би задовољили потребне услове угодности. У циљу истраживања услова угодности коришћена је,,cfd симулација. Софтвер који је кориштен при анализи је,,phoenics FLAIR. Користи се за анализу : -Комерцијалних зграда -Канцеларијског простора -Симулација у случају пожара и процес одимљавања -и многе друге намене попут симулације услова спољашње средине итд. Циљ,,CFD анализе у овом случају је да се покаже за изабрану просторију топлотни комфор као и оптимално решење у погледу топлотног комфора и експлоатационих трошкова. Топлотни комфор се изражава преко,,pmv и,,ppd индекса. PMV индекс предвиђа како ће група људи оценити угодност боравка у просторији на скали од -3 до +3, где -3 представља оцену за веома хладно, а +3 оцену за врело, док је,,ppd идекс одређен преко PMV индекса и он предвиђа проценат незадовољних особа у некој просторији. Анализа се врши за три различита случаја грејања просторије: -Радијаторско грејање -Подно грејање -Парапетни вентилатор конвектор 4.1 Математички модел Основа на којој се заснива начин рада,,cfd симулација јесте Навије-Стоксова једначине. На основу закона одржања количине кретања-навијеових једначина, опште Стоксове претпоставке о напонима, и трансформационог израза, добијају се Навије- Стоксове једначине. Осредњавањем Навије-Стоксових једначина добијају се Рејнолдсове једначине или скраћено RANS. Претпоставке које се уводе су да се ради о нестишљивом струјању, а то је случај код ваздуха на собној температури, као и претпоставка да је константна вискозност, осредњена Навије-Стоксова једначина има векторски облик : ρ θ i t + θ j θ i x j = ρf i p x i + x j ƞ θ i x i ρθ i, θ j, (26) 39

За описивање турбулентног струјања неопходно је користити и једначину континуитета, која се за нестишљиво струјање, применом правила осредњавања трансформише на : divθ = 0 divv = θ i = v i + θ i = 0 x i x i x i (27) После чега следи : θ i x i = 0 θ i x i = 0 (28) Да се једначина континуитета са стварном брзином разлаже на једначине континуитета са временски осредњено струјање. За турбулентно струјање нестишљивог флуида користе се Рејнолдсове једначине и једначина континуитета: ρ θ ј + θ θ j t i = ρf x j p + ρ υ θ j θ, i x j x i x i i θ, j ; θ i x i = 0 (29) Симулација и анализа помоћу софтвера се заснива на решавању Навије-Стоксових једначина тако што се дефинишу почетни и гранични услови који доводе до решивости једначина. За анализиране системе и начине грејања просторије, задати су одговарајући гранични услови. За CFD симулацију узет је апартман површине 26 m 2. Симулације су урађене за 1000 итерација за сва три система грејања. Модел собе за симулацију приказан је на Слици 6. А) Подно Грејање 40

Б) Радијаторско грејање В) Вентилатор-конвектори Слика 6. 3D модели за разматране системе грејања А) Подно, Б) Радијаторско, В) Вентилатор-Конвектори 4.1.1 Подно грејање За подно грејање апартмана, одређене су температуре транспарентних и нетраспарантних површина. Пројектна температура просторије је 20 С. На основу губитака просторије који износе 1720 W, одређен је температурски режим подног грејања 35/30 С. Потребно је за рад симулације задати карактеристике термичког омотача. Температуре површина унутрашњих зидова су 20 С, унутрашња површина спољашњег зида је 19 С. Температуре транспарентних површина су 15 С. 41

Слика 7. Начин постављања цеви подног грејања На Слици 8. приказано је поље температуре у просторији на висини 0,6 м од пода просторије. Слика 8. Температура ваздуха у апартману на висини 0,6 m од готовог пода Као што се види са слике просечна температура просторије износи 22,58 С. Ниво одевености који је задат за симулацију износи 1clo. На Слици 9. Приказан је резултат PMV индекса који даје симулација. Просечна вредност PMV индекса је -0,3993 што указује на то да услови термичког комфора категорији Б према SRPS EN ISO 7730:2005. 42

PMV и PPD се одређују према следећој формули: PMV = (0.303 e 0.036M + 0.028) [(M W) H Ec C res E res (30) PPD = 100 95 e (0.03353 PMV4 +0.2179 PMV 2 (31) Где су: М метаболизам, W/m 2 W ефективни механички рад, W/m 2 Н губици топлоте са површине тела конвекцијом зрачењем и кондукцијом, W/m 2 Ес размењена топлота путем испаравања са коже, W/m 2 Сres конвективна размењена топлота дисањем, W/m 2 Еres размена топлоте дисањем кроз испаравање, W/m 2 Слика 9. PMV индекс за апартман Вредност PPD индекса је приказана на Слици 10. Просечна вредност износи 8,97 што задовољава потребне унутрашње комфорне услове са малним бројем незадовољних. 43

Слика 10. PPD индекс за апартман Средња радијантна температура дефинише се као униформна температура замишљеног затвореног простора у коме је пренос топлоте са људског тела зрачењем једнак преносу топлоте зрачењем у стварном неуниформном затвореном простору. Вредност радијантне температуре на висини 0,6 m на средини просторије износи 22 С, а просечна вредност за апартман износи 20,923 С. На Слици 11. Приказано је поље вредности радијантне температуре на висини 0,6 m. Пошто је количина топлоте предата или примљена зрчењем једнака алегбарском збиру свих радијантих флуксева размењених са околним изворима, средња радијанта температура се може израчунати из измерене температуре околних зидова и њихове позиције у односу на лице човека. Због тога је потребно мерити те температуре и углове између особе и зидова. Углавном грађевински материјали имају високу емисивност, па се све површине у просторији могу сматрати као апсолутно црна тела. Средња радијанта температура се рачуна према следећој формули: MRT Средња радијантна температура T n - температура н-те површине изражена у К F p-n - угаони фактор између особе и н-те површине MRT 4 =T 1 4 F P-1 + T 2 4 F P-2 + + T n 4 F P-n (32) Ако су температурске разлике релативно мале, формула може да има једноставнији облик: MRT=T 1 F P-1 + T 2 F P-2 + + T n F P-n (33) 44

Слика 11.Радијантна температура апартмана на висини 0,6 m од пода приказана у х равни На сликама 11 и 13 уочава се утицај зрачења хладних транспарентних површина услед ниже температуре стакла у односу на зидове, што утиче на већи PPD индекс у овом подручју. Слика 12. Поље rадијантна температура приказана у Z равни поред унутрашнњег преградног зида 45

Слика 13. Поље rадијантна температура приказана у Z равни поред спољешњег зида 4.1.2 Радијаторско грејање За радијаторско грејање апартмана, изабран је температурски режим 80/60 С. Пројектна температура просторије површине 26 m 2 је 20 С. Потребно је за рад симулације задати карактеристике термичког омотача. Температуре површина унутрашњих зидова су 20 С, унутрашња површина спољашњег зида је 19 С. Температуре транспарентних површина су 15 С. 46

На Слици 14. приказано је поље температуре у просторији на висини 0,1 m од пода просторије. Слика 14. Температура ваздуха у апартману на висини 0,1 m од готовог пода Као што се види са слике просечна температура просторије износи 22,23 С. Ниво одевености који је задат за симулацију износи 1 clo. На Слици 15. Приказан је резултат PMV индекса који даје симулација. Вредност PMV индекса на месту мерења износи -0,276, док је просечна вредност PMV индекса је -0,3356 што указује на то да услови термичког комфора категорији Б према сензибилној скали. Слика 15. PMV индекс за апартман 47

Вредност PPD индекса је приказана на Слици 16. Просечна вредност износи 13,958 што задовољава потребне унутрашње комфорне услове са малним бројем незадовољних. Слика 16. PPD индекс за апартман Вредност радијантне температуре на висини 0,1 m на средини просторије износи 20,12 С, а просечна вредност за апартман износи 20,64 С. На Слици 17. Приказано је поље вредности радијантне температуре на висини 0,1 m. Слика17.Радијантна температура апартмана на висини 0,1 m од пода приказана у х равни 48

Слика 18. Поље rадијантна температура приказана у Y равни поред унутрашнњег преградног зида 4.1.3Парапетни вентилатор конвектор За конвекторско грејање апартмана, изабран је температурски режим 50/45 С. Пројектна температура просторије површине 26 m 2 је 20 С. Потребно је за рад симулације задати карактеристике термичког омотача. Температуре површина унутрашњих зидова су 20 С, унутрашња површина спољашњег зида је 19 С. Температуре транспарентних површина су 15 С. Вентилатор конвектор је произвођача,,aermec а изабрани модел је FCX-32 : Model: FCX 32 Airflow min. m3/s 0.0722 med. m3/s 0.0972 max. m3/s 0.125 Sound pressure min. db(a) 25.5 med. db(a) 32.5 max. db(a) 38.5 Sound power min. db(a) 34 med. db(a) 41 max. db(a) 48 Water content l 1.11 Max. input power W 44 Max. input current A 0.21 Dimensions Height mm 563 Width mm 980 Length mm 220 Net weight A version without feet kg 20 Power supply: 230 V / 1+N / 50 Hz 49

Heating Fan speed 2-med. Heating capacity W 1700 Dry bulb air inlet temperature C 20.00 Dry bulb air outlet temp. C 34.43 Inlet water temp. C 50.00 Water Dt C 4.09 Outlet water temp. C 45.91 Glycol C 0.00 Water flow l/s 0.1000 Water pressure drops kpa 10.47 За вентилатор-конвекторе поред анализе температуре ваздуха у просторији, PMV PPD индекса, радијантне температуре потребно је узети у обзир брзину струјања ваздуха из вентилатор конвектора. За услове комфорне климатизације у зони боравка људи максимална дозвоњена брзина износи 0,25 m/s. На Слици 19. приказано је поље температуре у просторији на висини 0,1 m од пода просторије. Слика 19. Температура ваздуха у апартману на висини 0,1 m од готовог пода Као што се види са слике просечна температура просторије износи 21,74 С. Ниво одевености који је задат за симулацију износи 1 clo. Резултат анализе брзине у простору приказан је на Слици 20. Просечна брзина у просторији износи 0,022 m/s. 50

Слика 20. Брзина ваздуха у апартману На Слици 21. Приказан је резултат PMV индекса добијен симулацијом. Просечна вредност PMV индекса је -0,654 што указује на то да су услови термичког комфора у категорији Ц према критеријума стандарда SRPS ISO EN 7730:2005. Слика 21. PMV индекс за апартман Вредност PPD индекса је приказана на Слици 22. Просечна вредност износи 14,41% што задовољава потребне унутрашње комфорне услове. 51

Слика 22. PPD индекс за апартман На Слици 23. Приказано је поље вредности радијантне температуре на висини 0,6 m. Вредност радијантне температуре на висини 0,1 m на средини просторије износи 20,123 С, а просечна вредност за апартман износи 19,53 С. Слика 23.Радијантна температура апартмана на висини 0,6 m од пода приказана у х равни 52

Слика 24. Поље rадијантна температура приказана у Z равни поред унутрашнњег преградног зида Слика 25. Поље rадијантна температура приказана у Z равни поред спољешњег зида 53