Sve nove zgrade za koje se zahtjev za izdavanje građevinske dozvole podnosi nakon 31.12.2019. godine moraju ispunjavati zahtjeve za nZEB. Zahtjevi se odnose na potrebnu godišnju i potrebnu primarnu energiju koje ne smiju prijeći maksimalno dopuštene vrijednosti, a minimalno 30% energije mora biti podmireno energijom iz obnovljivih izvora.

Prilikom izgradnje objekta sa svojstvima nZEB neki parametri su unaprijed zadani kao što je lokacija i namjena, dok na druge možemo utjecati poput arhitektonsko-građevinske karakteristike te odabira termotehničkih sustava i energenta. Uz kvalitetno kombiniranje tih elemenata može se postići standard nZEB-a.

U daljnjem tekstu dan je pojednostavljeni prikaz i zahtjevi nZEB-a.

Uvod

Zgrade su odgovorne za otprilike 40% ukupne potrošnje energije u Europskoj uniji, pa tako i u Republici Hrvatskoj. Iz toga razloga donesene su mjere koje imaju za cilj smanjiti potrošnju energije u zgradarstvu i potaknuti korištenje energije iz obnovljivih izvora kako bi se smanjila energetska ovisnost i emisija stakleničkih plinova, a sve kroz model zgrade gotovo nulte energije (engl. nearly zero-energy building, nZEB)

Zgrada gotovo nulte energije (nZEB) jest zgrada koja ima vrlo visoka energetska svojstva. Ta gotovo nulta odnosno veoma niska količina energije trebala bi se u vrlo značajnoj mjeri pokrivati energijom iz obnovljivih izvora, uključujući energiju iz obnovljivih izvora koja se proizvodi na zgradi ili u njezinoj blizini.

Osnovni zahtjevi za nZEB standard odnose se na potrebnu energiju za grijanje, primarnu energiju i udio obnovljivih izvora energije u isporučenoj energiji.

Dopuštena potrebna energija za grijanje i primarna energija određuju se prema faktoru oblika i namjeni zgrade.

Zgrade gotovo nulte energije temeljene su na zajedništvu korištenja obnovljivih izvora energija i poduzetih mjera učinkovitosti.

Godišnja potrebna energija za grijanje i godišnja primarna energija ne smiju prijeći postavljene maksimalne dopuštene vrijednosti, a minimalno 30% energije mora biti podmireno energijom iz obnovljivih izvora.

Sve nove zgrade za koje se zahtjev za izdavanje građevinske dozvole podnosi nakon 31.12.2019. godine moraju ispunjavati zahtjeve za nZEB.

nZEB

Za postizanje standarda nZEB-a potrebno je ispuniti određene zahtjeve ovisno o namjeni zgrade, lokaciji zgrade i o faktoru oblika zgrade.

Namjena zgrade – obiteljska kuća / višestambena zgrada /uredska zgrada /bolnice / trgovine (na veliko i malo) / hoteli i restorani / sportske dvorane / zgrade za obrazovanje / ostale ne stambene zgrade

Lokacija zgrade – kontinent ili primorje

Faktor oblika zgrade – (kompaktnost zgrade) – odnos oplošja i obujma grijanog dijela zgrade, fo=A/V (m-1)

Zahtjevi za zgradu gotovo nulte energije određeni su:

• • Godišnjom potrebnom toplinskom energijom za grijanje po jedinici ploštine korisne površine grijanog dijela zgrade,
  • Godišnjom primarnom energijom po jedinici ploštine korisne površine grijanog dijela zgrade koja ovisno o namjeni uključuje energiju za grijanje, hlađenje, ventilaciju, pripremu potrošne tople vode i rasvjetu,
  • Minimalnim udjelom isporučene energije podmirenim iz obnovljivih izvora energije (OIE),

• • Ispunjavanjem zahtjeva o zrako propusnosti koji se dokazuje ispitivanjem na zgradi prije tehničkog pregleda zgrade.

Potrebna energija za grijanje jest količina toplinske energije koju je potrebno osigurati unutar grijanog prostora kako bi se u njemu održala minimalna željena temperatura Q’’H, nd [kWh/(m2·a)].

Potrebna energija za hlađenje jest ona količina topline koju je potrebno odvesti iz hlađenog prostora kako bi se u njemu održala željena temperatura.

Potrebna energija za grijanje i hlađenje ovisi o klimatskim uvjetima na lokaciji zgrade, arhitektonsko-građevinskim karakteristikama zgrade, načinu provjetravanja i namjeni zgrade.

Arhitektonsko-građevinske karakteristike zgrade koje utječu na potrebnu energiju za grijanje i hlađenje jesu: kvaliteta ovojnice zgrade (debljine toplinske izolacije, vrsta ostakljenja i brtvljenje), oblik zgrade (kompaktnost), orijentacija otvora prema stranama svijeta i zaštita od sunca.

Iz zgrada toplina se gubi prolaskom kroz zidove, prozore, krov, pod. Ti gubici topline nazivaju se transmisijski gubici. Oni se ograničavaju dovoljnim debljinama toplinske izolacije i višestrukim IZO staklima.

Toplina se također gubi zbog provjetravanja, odnosno izlaska toplog zraka i ulaska hladnog zraka u prostor. Ti toplinski gubici nazivaju se ventilacijski gubici.

Ventilacijski gubici su neizbježni zbog potrebe za provjetravanjem prostora – nužni ventilacijski gubici, a postoje i neželjeni gubici uslijed infiltracije zraka zbog lošeg brtvljenja ovojnice.

Ventilacija može biti prirodna i mehanička

Prirodna ventilacija podrazumijeva izmjenu zraka u prostoru bez korištenja ventilatora (otvaranjem prozora te infiltracijom kroz reške, ventilacijske otvore ili rešetke).

Prisilna (mehanička) ventilacija podrazumijeva izmjenu zraka u prostoru pomoću ventilatora.

Prirodna ventilacija u stambenim zgradama iznosi oko trećinu toplinskih gubitaka

Potrebna energija za pripremu potrošne tople vode jest količina energije koju je potrebno predati sanitarnoj vodi kako bi postigla zahtijevanu temperaturu.

Isporučena energija je količina energije koju je potrebno isporučiti zgradi za rad tehničkih sustava, odnosno, jednostavnije rečeno, isporučena energija je ona količina energije koju trošite i plaćate.

Isporučena energija računa se za sustave grijanja, hlađenja, pripreme potrošne tople vode, mehaničke ventilacije i rasvjete

Isporučena energija ovisi o potrebnoj energiji i učinkovitosti sustava.

Učinkovitost termotehničkog sustava jest omjer energije koju je sustav uspješno predao prostoru i energije koja je isporučena termotehničkom sustavu.

Potrebnu energiju možemo promatrati kao neto-energiju koju trebamo da bismo zagrijali prostor, a isporučenu energiju kao bruto-energiju koju moramo potrošiti. Razlika između bruto i neto-energije nastaje zbog gubitaka.

Ako koristite dizalice topline, isporučena energija bit će manja od potrebne, za razliku od primjera s kotlom (plinski, uljni, drveni peleti…), što u stvarnosti znači da je dizalica topline učinkovitija bez obzira što koriste različite energente.

Za pokretanja uređaja koje koristimo u procesu grijanja/hlađenja koristimo različite vrste energije. Kako bi sve sveli na zajednički nazivnik, računamo takozvanu primarnu energiju pomoću koje ispravljamo razlike u korištenim energentima. Svaki energent ima svoj faktor primarne energije koji uzima u obzir energiju sadržanu u energentu, uključivo utrošenu energiju za njegovo prikupljanje ili iskapanje, obradu, preradu i transport do korisnika.

Primarnu energiju označavamo s Eprim, a računamo je kao umnožak isporučene količine energenta za tehnički sustav i faktora primarne energije.

Faktore primarne energije određuje svaka država članica za sebe. Oni su određeni prema svom utjecaju na okoliš ili prema energetskim ciljevima države. Obnovljivi energenti imaju niske vrijednosti, dok neobnovljivi energenti imaju visoke vrijednosti faktora primarne energije.

Potrošnja primarne energije za grijanje ovisno o primijenjenom termotehničkom sustavu

Ispunjavanje uvjeta za gotovo nula energetske zgrade (nZEB) može se postići različitim kombinacijama tehničkih sustava i korištenjem različitih energenata.

Zgrade gotovo nulte energije ispunjavaju zahtjeve u pogledu primjene obnovljivih izvora energije ako je najmanje 30% godišnje isporučene energije podmireno iz obnovljivih izvora energije.

Obnovljivi izvori energije (OIE) jesu obnovljivi ne fosilni izvori, tj. energija vjetra, sunčana energija, aerotermalna, geotermalna, hidro termalna energija i energija mora, hidroenergija, biomasa, deponijski plin, plin iz postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda i bioplinovi.

Osim obnovljivih izvora energije imamo i neobnovljive izvore energije, zvane još i fosilna goriva,

jesu izvori energije koji se ne mogu ponovno obnoviti, poput ugljena, nafte i prirodnog plina.

Termotehnički sustavi

Pravilno odabran termotehnički sustav treba imati cilj za što niža isporučenu i primarnu energiju uz što veći udio obnovljivih izvora energije, ali sve temeljeno na troškovno optimalnim načelima.

Za pripremu (proizvodnju) toplinske energije za potrebe grijanja prostora koriste se generatori topline, a to su u zgradama najčešće bojleri (zidni grijači), kotlovi, dizalice topline, solarni toplovodni kolektori, te lokalne peći i grijalice.

Najčešće primijenjeni energenti jesu prirodni plin, električna energija, daljinsko grijanje (toplana), drvena biomasa, ekstra lako loživo ulje i ostali naftni derivati, te u manjoj mjeri solarna energija.

Energenti koji se koriste za bojlere i kotlove jesu fosilna goriva: prirodni plin, ukapljeni naftni plin, loživa ulja (najčešće ekstra lako loživo ulje), te obnovljivo gorivo: drvena biomasa (cjepanice, peleti, sječka).

Grijanje može biti toplovodno ili zračno. Pod time se podrazumijeva da je medij koji se dovodi u prostor koji zagrijavamo topla voda (toplovodno) ili topli zrak (zračno).

Ogrijevna/rashladna tijela služe za predaju energije u prostor, a kod toplovodnog sustava su radijatori, podno (zidno, stropno) grijanje i ventilokonvektori. Kod zračnog sustava, topli zrak izlazi iz kanala preko rešetki, anemostata, difuzora, zračnih ventila i sl.

Daljinsko grijanje podrazumijeva pripremu toplinske energije (topla ogrjevna voda ili para) na centralnom mjestu za potrebe više korisnika, a pripremljena toplinska energija se razvodi izoliranim cjevovodima vođenima podzemno do toplinskih stanica u svakoj od zgrada priključenih na sustav.

Dizalicu topline nazivamo još i toplinska crpka ili toplinska pumpa, a njen rad se temelji na iskorištavanju topline okolišnog zraka, vode ili zemlje, koji se smatraju obnovljivim izvorima energije. To znači da dizalice topline ne svrstavamo u generatore topline jer ne proizvode toplinsku energiju, već se toplinska energija osigurava prijenosom energije s niže na višu temperaturnu razinu. Dizalice mogu biti namijenjene samo za grijanje, samo za hlađenje ili za grijanje i hlađenje (reverzibilne dizalice).

Sustav s dizalicama topline može biti izveden kao direktni ili indirektni.

Direktni sustav nazivamo još i sustav s direktnom ekspanzijom ili dizalica topline ZRAK-ZRAK, a široko poznate kao split, multi split i VRV uređaji. Radna tvar između unutrašnjih i vanjskih jedinica je freon.

U indirektnom sustavu radna tvar također cirkulira u zatvorenom krugu, ali predaje energiju ogrjevnoj ili rashladnoj vodi, koja potom predaje energiju prostoru. Voda je prijenosnik energije pa stoga sustav nazivamo indirektni. Dizalice koje koristimo u indirektnim sustavima, a ujedno ih dijelimo prema načinu odvođenja otpadne topline kondenzatora jesu ZRAK-VODA, VODA-VODA ili GEOTERMALNE dizalice.

Za potrebe pripreme potrošne tople vode (PTV) obično koristimo rješenje koje se koristi i u pripremi toplinske energije (bojleri / kotao, dizalica topline, daljinsko grijanje), a sve češće i uz solarne kolektore koji ujedno spadaju u obnovljive izvore energije i time smanjujemo primarnu energije.

Provjetravanje ili ventilacija podrazumijeva dovod svježega vanjskog zraka i odvod sobnoga otpadnog zraka kako bi se osigurala dostatna količina svježeg zraka u prostoru. Potrebnu količinu zraka određujemo temeljem vrste i namjene prostora, te režima korištenja. U obiteljskim kućama i stanovima uobičajeno je da se ventiliraju prostori koji nemaju pristup svježem zraku preko prozora. Količina svježeg zraka ovisi o namjeni prostora a iskazuje se preko broja volumena zraka u prostoru koji se izmjeni tijekom jednog sata ili količini zraka po osobi.

Korištenjem uređaja za ventilaciju bez rekuperarora javljaju se veliki gubici pošto je potrebno zrak iz okoline zagrijati na temperature prostorije. Rekuperator koristi toplinu iz otpadnog zraka za zagrijavanje dovodnog zraka i time se štedi energija.

Smanjenje isporučene energije objektu postiže se i ugradnjom kvalitetne rasvjete. Svjetlo tehnički zahtjevi se mogu postići upotrebom različite vrste rasvjete, ali LED rasvjeta koristi 6 puta manje energije od klasičnih žarulja ( žarna nit ) i 2 puta manje od halogenih ( izboj iz plina).

Za potrebe proizvodnje električne energije koriste se i fotonaponski paneli koji direktnom pretvorbom energije sunčeva zračenja proizvode električnu energiju korištenjem fotoelektričnog efekta, a ujedno spadaju pod obnovljive izvore energije.

U nastavku je dan dio kombinacija termotehničkih sustava koji zadovoljavaju nZEB standard za obiteljsku kuću, ali uz napomenu da je potrebno obratiti pažnju i na arhitektonsko građevinske karakteristike objekta.