ENERGETSKA PRENOVA KULTURNEGA DOMA LETUŠ · 2017-11-28 · Univerza v Mariboru – Fakulteta za...
Transcript of ENERGETSKA PRENOVA KULTURNEGA DOMA LETUŠ · 2017-11-28 · Univerza v Mariboru – Fakulteta za...
ENERGETSKA PRENOVA KULTURNEGA DOMA LETUŠ
magistrsko delo
Študent: Bogdan Trop
Študijski program: Magistrski študijski program 2. stopnje Energetika
Mentor: doc. dr. Zdravko Praunseis
Lektorica: Tina Steblovnik
Krško, april 2016
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
I
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
II
ZAHVALA
Zahvaljujem se za strokovno pomoč mentorju doc. dr. Praunseisu
Zahvala gre moji ženi Mateji, ki mi je vseskozi stala ob strani in me bodrila.
Nalogo namenjam svojima sinovoma, Stašu in Matjažu.
Vsem lepa hvala!
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
III
ENERGETSKA PRENOVA KULTURNEGA DOMA LETUŠ
Ključne besede: učinkovita raba energije, energetska prenova stavbe, energijski kazalniki,
potrebna toplota za ogrevanje, toplotna prehodnost
UDK: 699.86:725.1(043.2)
Povzetek
V zaključnem delu smo opisali energetsko stanje stavbe – Kulturni dom Letuš. Stavba je
starejše izdelave in je energijsko potratna. Opisane so smernice in podlage v zakonodaji,
tako v evropski kakor slovenski, za učinkovito rabo energije v stavbah. Za stavbo smo z
računalniškim programom KI Energija izračunali energijske kazalnike, kateri uvrščajo
stavbo v energijski razred G. Predlagali in opisali smo ukrepe energetske prenove stavbe.
Za ugotovitev učinkovitosti predlaganih ukrepov smo izvedli ponoven izračun energijskih
kazalnikov. Na koncu je predstavljena še analiza ekonomske učinkovitosti ukrepov. Naloga
ima uporabno vrednost, saj se bo lahko lastnik na podlagi izsledkov naloge lažje odločil za
nujno potrebne ukrepe prenove. V sklopu naloge je izdelana tudi EI.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
IV
ENERGY RENOVATION OF THE CULTURAL CENTER LETUŠ
Key words: efficient use of energy, energy renovation of building, energy indicators, heat
required for heating, thermal conductivity
UDK: 699.86:725.1(043.2)
Abstract
In this master thesis we described the energy situation of the building – Cultural Centre
Letuš. It is older and energy-wasteful. There are written guidelines and law basis, both in
Europe and Slovenia, for efficient use of energy in buildings. With the help of computer
software program named KI Energy, we calculated energy indicators for the building,
which place it in energy class G. We proposed and described actions for energy renovation
of the building. In order to determine the effectiveness of the proposed measures, we
performed recalculation of energy indicators. In the end an analysis of the economic
efficiency of the actions taken is presented. Thesis has practical value, since the owner of
the building will easier decide for necessary restructuring measures, based on the result of
the thesis. An energy certificate for the building was also made as part of this master
thesis.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
V
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ...................................................................................................................................................... 1
2 ZAKONODAJA ..................................................................................................................................... 4
2.1 EVROPSKE SMERNICE NA PODROČJU ENERGIJSKE UČINKOVITOSTI STAVB ................. 4
2.2 PREDSTAVITEV SLOVENSKE ZAKONODAJE IN IMPLEMENTACIJA EVROPSKIH
DIREKTIV ................................................................................................................................................... 5
3 OPIS OBJEKTA .................................................................................................................................... 7
3.1 OSNOVNI PODATKI OBJEKTA ...................................................................................................... 7
3.2 OVOJ STAVBE ................................................................................................................................ 11
3.3 VGRAJENI TEHNIČNI SISTEMI ................................................................................................... 14
4 TEORETIČNE OSNOVE IZRAČUNOV ENERGIJSKIH BILANC ............................................. 17
4.1 PRENOS TOPLOTE ......................................................................................................................... 17
4.1.1 Prevod toplote ......................................................................................................................... 18
4.1.2 Prestop toplote ......................................................................................................................... 20
4.1.3 Sevanje toplote ......................................................................................................................... 21
4.1.4 Prehod toplote ......................................................................................................................... 22
4.1.5 Toplotne prehodnosti zunanjih elementov ............................................................................... 24
5 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV STAVBE PRED PRENOVO .................................. 26
5.1 METDOLOGIJA ZA IZRAČUN ENERGIJSKIH LASTNOSTI STAVBE ..................................... 26
5.2 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV ZA STAVBO PRED PRENOVO .............................. 30
5.3 PREDSTAVITEV PODATKOV IZRAČUNA ZA STAVBO PRED PRENOVO ............................ 34
5.4 UGOTOVITEV ENERGIJSKEGA STANJA STAVBE PRED PRENOVO .................................... 39
6 ANALIZA OVOJA STAVBE S POMOČJO TERMOVIZIJSKE KAMERE ............................... 41
6.1 SPLOŠNO O TERMOVIZIJI ............................................................................................................ 41
6.2 POSNETEK IN ANALIZA ZUNANJIH STEN S TERMOVIZIJSKO KAMERO ........................... 41
7 PREDLAGANI UKREPI .................................................................................................................... 46
7.1 OVOJ STAVBE ................................................................................................................................ 49
7.1.1 Zamenjava stavbnega pohištva ................................................................................................ 50
7.1.2 Dodatna izolacija stropnih konstrukcij.................................................................................... 51
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
VI
7.1.3 Obnova fasade z vgradnjo toplotne zaščite ............................................................................. 54
8 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV STAVBE PO PRENOVI STAVBE ........................ 56
8.1 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV ZA STAVBO PO PRENOVI ..................................... 56
8.2 PREDSTAVITEV PODATKOV IZRAČUNA ZA STAVBO PO PRENOVI .................................. 57
9 EKONOMSKA UPRAVIČENOST NALOŽBE ............................................................................... 60
9.1 VREDNOST PRENOVE IN OCENA DENARNIH TOKOV ........................................................... 61
9.2 ANALIZA UPRAVIČENOSTI PRENOVE ..................................................................................... 62
9.2.1 Vračilna doba .......................................................................................................................... 62
9.2.2 Neto sedanja vrednost ............................................................................................................. 63
9.2.3 Interna stopnja donosnosti ...................................................................................................... 64
9.3 UGOTOVITVE ANALIZE EKONOMSKE UPRAVIČENOSTI NALOŽBE ................................. 64
10 SKLEP .................................................................................................................................................. 66
VIRI IN LITERATURA ............................................................................................................................... 68
PRILOGE ...................................................................................................................................................... 71
PRILOGA A: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE ZAKLJUČNEGA
DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV DIPLOMANTOV ............................................................... 71
PRILOGA B: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA ......................................................... 72
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
VII
KAZALO SLIK
Slika 3.1: Lokacija objekta – ARSO [12] .............................................................................. 8
Slika 3.2: Lokacija objekta – GURS [11] .............................................................................. 8
Slika 3.3: Kulturni dom Letuš s sprednje strani .................................................................... 9
Slika 3.4: Kulturni dom Letuš z zadnje strani ....................................................................... 9
Slika 3.5: Tloris pritličja ...................................................................................................... 10
Slika 3.6: Tloris nadstropja .................................................................................................. 10
Slika 3.7: Odpadanje ometa na vogalih ............................................................................... 11
Slika 3.8: Vlaga na stenah ................................................................................................... 11
Slika 3.9: Okenski okvir z enojno zasteklitvijo ................................................................... 12
Slika 3.10: Nepravilno vgrajeno okno ................................................................................. 12
Slika 3.11: Balkon – toplotni most ...................................................................................... 13
Slika 3.12: Stranska vrata – toplotni most zgoraj ................................................................ 13
Slika 3.13: Kotlovnica kotlom na ELKO ............................................................................ 14
Slika 3.14: Cisterna ELKO .................................................................................................. 15
Slika 3.15: Zračni razvod ogrevanja .................................................................................... 16
Slika 3.16: Vpihovalne rešetke ............................................................................................ 16
Slika 3.17: Način »regulacije« temperature na odru dvorane ............................................. 16
Slika 4.1: Prenos toplote skozi zunanjo steno [14] .............................................................. 17
Slika 4.2: Mehanizmi prenosa toplote v gradbeni konstrukciji [16] ................................... 23
Slika 4.3: Toplotna prehodnost opečnega zidu z različnimi debelinami izolacije .............. 25
Slika 5.1: Bilanca energijskih tokov [10] ............................................................................ 29
Slika 5.2: Podatki o coni I – Dvorana .................................................................................. 32
Slika 5.3: Podatki o coni I – Društveni prostori .................................................................. 32
Slika 5.4: Primer vnosne maske za zunanjo steno ............................................................... 33
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
VIII
Slika 5.5: Energijski kazalnik pred prenovo ........................................................................ 34
Slika 5.6: Konstrukcije ovoja stavbe – cona I ..................................................................... 35
Slika 5.7: Konstrukcije ovoja stavbe – cona II .................................................................... 36
Slika 5.8: Cona I .................................................................................................................. 37
Slika 5.9: Cona II ................................................................................................................. 37
Slika 5.10: Analiza stavbe ................................................................................................... 38
Slika 5.11: Kazalci energijske učinkovitosti stavbe ............................................................ 38
Slika 5.12: Energija za stavbo pred prenovo ....................................................................... 39
Slika 6.1: Termična kamera testo 890 ................................................................................. 42
Slika 6.2: Tesnjenje stranskih vrat ....................................................................................... 43
Slika 6.3: Tesnjenje dvokrilnih vrat v sejni sobi ................................................................. 43
Slika 6.4: Stena, na kateri smo izvedli analizo .................................................................... 44
Slika 6.5: Področje analize stavbe, Graf – temperaturni profil ........................................... 45
Slika 7.1: Sanacija tal v dvorani [21] .................................................................................. 48
Slika 7.2: Tla v dvorani po sanaciji [21] ............................................................................. 48
Slika 7.3: Grafikon – učinkovitost ukrepa A ....................................................................... 51
Slika 7.4: Znižanje stropne konstrukcije ............................................................................. 52
Slika 7.5: Montaža stropne konstrukcije ............................................................................. 53
Slika 7.6: Grafikon – učinkovitost ukrepa B ....................................................................... 53
Slika 7.7: Grafikon – učinkovitost ukrepa C ....................................................................... 55
Slika 8.1: Primarna energija in emisije CO2 po izvedenih ukrepi ...................................... 56
Slika 8.2: Energijski kazalniki ............................................................................................. 58
Slika 8.3: Energija za stavbo po prenovi ............................................................................. 58
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
IX
KAZALO TABEL
Tabela 4.1: Toplotne prevodnosti nekaterih snovi pri 20 °C in atmosferskem tlaku [15] .. 19
Tabela 4.2: Toplotnih prestopnosti [15] .............................................................................. 21
Tabela 4.3: Emisivnost nekaterih površin [15] .................................................................... 22
Tabela 5.1: Faktorji za pretvorbo za izračun primarne energije [10] .................................. 29
Tabela 5.2: Specifične CO2 emisije [10] ............................................................................ 30
Tabela 7.1: Toplotne prehodnosti gradbenih elementov ..................................................... 49
Tabela 7.2: Toplotne prehodnosti stropnih konstrukcij pred in po prenovi ........................ 52
Tabela 7.3: Tehnične lastnosti izolacijskega materiala FKD-S Thermal [22] .................... 54
Tabela 8.1: Zbir podatkov o energijskih kazalnikih ............................................................ 57
Tabela 9.1: Stroškovna vrednost predlaganih ukrepov ....................................................... 62
Tabela 9.2: Denarni tokovi, NSV in ISD ............................................................................ 65
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
X
UPORABLJENI SIMBOLI
QNH - potrebna toplota za ogrevanje
Qf - dovedena energija za stavbo
Qp - primarna energija za stavbo
Ak - kondicionirana površina stavbe
CO2 - ogljikov dioksid
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
XI
UPORABLJENE KRATICE
RS - Republika Slovenija
EU - Evropska unija
ISO - International Standard Organisation
EPBD - Energy Performance of Buildings Directive
FE - Fakulteta za energetiko
PEI - Pravilnik o metodologiji izdelave in izdaji energetskih izkaznic stavb
TSG - Tehnična smernica TSG-1-004:2010 Učinkovita raba energije
OVE - Obnovljivi viri energije
ELKO - Ekstra lahko kurilno olje
EI - Energijska izkaznica
ZGO - Zakon o graditvi objektov
PURES - Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah
URE - Učinkovita raba energije
EE - Električna energija
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
1
1 UVOD
Energetska prenova stavb je eden izmed ključnih izzivov, možnosti ter priložnosti za
okrevanje gospodarstva v naši državi. RS je kot članica Evropske unije zavezana k
spoštovanju pravnega reda in zavez ter zavezana k izvajanju in implementaciji evropske
zakonodaje v svoj pravni red. Z regulatornimi okvirji se zasledujejo ključni cilji, ki so med
seboj povezani: URE, varovanje okolja in prihranek denarja pri rabi energije.
Stavbni fond v RS je področje, kjer se lahko dosežejo največje prihranki pri rabi energije,
saj se v stavbah porabi skoraj 40 % vse porabljene energije. Zmanjšanje porabe energije in
OVE v stavbah sta ključna ukrepa za zmanjšanje odvisnosti od energije in za zmanjšanje
emisij toplogrednih plinov. Evropska direktiva EU o energetski učinkovitosti stavb je
državam članicam naložila, da v svojem pravnem redu uredijo področje, ki obravnava
učinkovitosti stavb s področja energije. To vključuje naslednja glavna področja: izračun
celovitih energijskih lastnosti stavb, določitev najnižjih zahtev glede energijske
učinkovitosti za nove stavbe ter za obstoječe stavbe v primeru njihove prenove, izdelavo
študije primernosti in izvedljivosti nekonvencionalnih sistemov oskrbe z energijo za nove
stavbe, certificiranje s področja energetike in redne preglede kotlov ter klimatskih
sistemov.
Na ravni Slovenije kot članice EU je tako izdelana Dolgoročna strategija za spodbujanje
naložb energetske prenove stavb [1]. Strateški cilj tega dokumenta je, da se pri stavbah do
leta 2050 doseže brezogljična raba energije.
V stavbni fond spadajo tudi stavbe splošnega družbenega pomena uvrščene v razred
standardne klasifikacije stavb ali delov stavb z naslednjo oznako CC-SI 126: Stavbe
splošnega družbenega pomena. V podrazred tega razreda pa spadajo stavbe po CC-SI
12610: Stavbe za kulturo in razvedrilo. Obravnavana stavba v tej nalogi je Kulturni dom
Letuš, ki spada v to skupino standardne klasifikacije stavb. Stavba je starejše izvedbe, je
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
2
energetsko revna in energijsko zelo potratna, kar pomeni velike izdatke za ogrevanje.
Opisano bo trenutno stanje stavbe – ovoj in vgrajeni tehniški sistemi, določeni bodo
energijski kazalniki stavbe z izračunom s pomočjo računalniškega programa, zatem pa se
bo izvedla analiza s termovizijsko kamero. Na podlagi rezultatov in ugotovitev
energetskega stanja stavbe, bodo predlagani ukrepi za energetsko prenovo. Na koncu bo
naloga vključevala tudi ekonomski vidik upravičenosti investicije energetske prenove
stavbe.
Sedanji stavbni fond je zagotovo področje, ki se ponaša z največjimi možnostmi za
ustvarjanje prihrankov pri rabi energije v stavbah. Če želimo doseči zastavljene cilje, bo do
leta 2020 potrebno prenoviti četrtino stavb, kar predstavlja preko 20 mio kvadratnih
metrov stavbnih površin v RS. S tem se bo raba energije v stavbah znižala približno za
10 %. S temi ukrepi se bo oživila gospodarska rast, saj ti ukrepi ustvarjajo priložnosti v
nove naložbe v vrednost 500 mio eur v enem letu. Te investicije kažejo na možnost velikih
prihrankov, ki jih imamo pri porabi energije. Z zmanjšanjem uvoza energije in nižjo ceno,
pa je prispevek lahko v številnih novih delovnih mestih, ocenjeno okoli 10.000 zaposlitev
[3].
Po direktivi Energy Perfomance of Buildings Directive (EPBD) [2] je bila zasnovana tudi
EI. Njen osnovni namen je, da podaja informacije o porabi energije v stavbi in zajema
predloge priporočenih energijsko učinkovitih ukrepov. Izdelana magistrska naloga bo
imela za lastnika in upravljavca uporabno vrednost, saj se bosta lahko na podlagi naloge
lažje odločila za energetsko prenovo Kulturnega doma Letuš, hkrati pa bo v sklopu
energetskega pregleda stavbe in izračunov kazalnikov, ki govorijo o energijskem stanju
stavbe, izdelana tudi EI za omenjen kulturni dom, ki jo stavba kot javna stavba tudi
potrebuje. EI mora biti izobešena na vidnem mestu v stavbi.
Namen zaključnega magistrskega dela je predstaviti možnost izvedbe energetske prenove
javne stavbe – Kulturnega doma Letuš. Naloga bo pokazala trenutno stanje pri energetski
oskrbi stavbe, njene pomanjkljivosti, možnost izvedbe ukrepov in ekonomsko učinkovitost
investicije pri prenovi. Izračunani bodo energijski kazalci stavbe pred in po prenovi stavbe.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
3
Izdelana bo EI stavbe. Lastniku in upravniku stavbe bodo predstavljene ugotovitve in
priporočila v zvezi z ukrepi, tako organizacijskimi kakor investicijskimi.
Naloga vključuje osnovne smernice zakonodaje, tako evropske kot domače. Stavba je
opisana s svojimi značilnostmi in opremljena z značilnimi fotografijami. Vključeno je
poglavje o osnovah prenosa toplote. Zatem v nalogi sledijo izračuni kazalnikov o energiji.
Po ugotovitvah stanja stavbe, so predlagani ukrepi. Sledi ponoven izračun kazalnikov po
simulirani energetski prenovi stavbe zaradi preverjanja energijske učinkovitosti ukrepov
prenove. Kazalniki se med seboj primerjajo. Rezultati so predstavljeni tudi grafično za
lažjo ponazoritev in predstavitev. Na koncu naloge je izvedena še kratka analiza
ekonomske učinkovitosti. V zaključku naloge so strnjene ugotovitve in predlagane rešitve
na področju energetske oskrbe stavbe, ki v nalogi niso vključene.
Naloga ne zajema celovite prenove stavbe, temveč je poudarek le na ukrepih za izboljšanje
ovoja stavbe. Odprto je še vprašanje OVE, ki morajo biti skladno z zakonodajo vključeni
pri energetski oskrbi stavbe. Tu ima stavba velik energetski potencial, saj leži ob reki
Savinji. Pred desetletji je bila ravno v tem objektu hidroelektrarna, ki pa se v zadnjem letu
obnavlja.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
4
2 ZAKONODAJA
Evropski pravni red temelji na predpisih, ki se deli na primarno in sekundarno zakonodajo.
Primarna zakonodaja so ustanovne pogodbe, pristopne pogodbe držav članic in pogodbe
med EU in tretjimi državami. Pogodba o pristopu RS k EU tako v prilogi vključuje
primarno zakonodajo, med to pa sodi tudi tako imenovana Lizbonska pogodba iz leta 2007.
Sekundarna zakonodaja izhaja iz načel in ciljev ter vključuje zavezujoče uredbe, direktive,
odločbe, sklepe ter mnenja in priporočila. Obveznost držav članic je, da zakonodajo EU
uporablja pravilno in dosledno [4],[5].
2.1 EVROPSKE SMERNICE NA PODROČJU ENERGIJSKE UČINKOVITOSTI
STAVB
V Pogodbi o delovanju EU [6] v 194. členu 1. odstavka je opredeljeno, kaj mora
energetska politika EU zagotavljati in spodbujati pri vzpostavljanju in delovanju
notranjega trga. Upoštevati se morajo potrebe po ohranjanju in izboljšanju našega okolja,
ki so naši glavni cilji. Cilji se morajo zasledovati v solidarnem duhu med posameznimi
državami, ki so članice EU. Konkretni cilji so:
da se zagotovi delovanje energetskega trga,
da se zagotovi zanesljivost oskrbe z energijo v EU,
da se permanentno spodbuja učinkovitost na področju rabe energije,
da se spodbuja varčevanje z energijo,
da se razvijajo OVE,
da se spodbuja medsebojno povezovanje energetskih omrežij [6].
Vsebina omenjenega člena je temelj energetske politike EU na tem energetskem področju.
Podnebno-energetska politika EU 20-20-20 do leta 2020 govori o povečanju energijske
učinkovitosti za vsaj 20 %, o zmanjšanju emisij CO2 za 20 % v primerjavi z letom 1990 in
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
5
povečanje OVE v energetski bilanci za 20 %. Stavbe porabijo okoli 40 % končne energije
v EU in s tem povzročijo do 35 % emisij CO2 v okolico. S tega vidika je upoštevanje in
izvajanje teh zavez energetsko-podnebne politike pri stavbah zelo pomembno [6].
2.2 PREDSTAVITEV SLOVENSKE ZAKONODAJE IN IMPLEMENTACIJA
EVROPSKIH DIREKTIV
V sklopu podnebno-energetskega svežnja so zavezujoči nacionalni cilji tudi za Slovenijo.
Slovenija mora znižati emisije CO2 v vseh sektorjih za 6 %. Na področju stavb je nekaj
direktiv EU, ki neposredno vplivajo na energetsko politiko in vplivajo na energetsko –
energijsko učinkovitost stavb. Med najbolj pomembnimi sta direktivi EPBD
(2010/31/EU) [2], ki je prenovljena, ta govori o energijski učinkovitosti stavb in direktiva
EU (2012/27/EU) [9], ki predvideva energetske prenove stavb v lasti javnega sektorja v
deležu 3 % na leto.
Prenos direktive EPBD (2010/31/EU) [2] se v slovensko zakonodajo implementira preko
Zakona o graditvi objektov [7]. Tako je bil na podlagi 10. člena zakona ZGO v letu 2010 je
izdan PURES [8].
Pravilnik opredeljuje zahteve, ki naj bodo izpolnjene pri učinkoviti rabi energije, ki se
uporablja v stavbah pri ogrevanju in hlajenju, pri prezračevanju ali njihovi kombinaciji, pri
pripravi tople vode, pri uporabi razsvetljave v stavbah, pri zagotavljanju lastnih OVE za
delovanje sistemov v stavbi, na področju toplotne zaščite. Zahteve veljajo za metodologijo
pri izračunih o energijah v stavbi. Zahteve opredeljujejo stavbne lastnosti, katere so
opredeljene v Direktivi 31/2010/EU Evropskega parlamenta in Sveta z dne 19. maja 2010
o energijski učinkovitosti stavb (UL L št. 153 z dne 18. 6. 2010, str. 13) [2].
Ta pravilnik se uporablja, kadar se gradijo nove stavbe ter če izvedemo rekonstrukcijo
stavbe oz. posameznega dela stavbe, kadar se posega v najmanj 25 % površine toplotnega
ovoja, če je to tehnično izvedljivo [8].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
6
Na podlagi 11. člena omenjenega zakona je bila leta 2010 sprejeta TSG-1-004 [10]. V tem
dokumentu se urejajo bistvene zahteve, pogoji pri projektiranju, izbrani nivoji oziroma
razredi proizvodov ter materialov, ki se uporabljajo v gradbeništvu, načini kako se
materiali vgrajujejo ter način gradnje, da se zagotavlja varnost in zanesljivost objekta v
njegovi celotni življenjski dobi [10].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
7
3 OPIS OBJEKTA
3.1 OSNOVNI PODATKI OBJEKTA
Kulturni dom Letuš leži v naselju Letuš ob reki Savinji. Stavba je bila zgrajena leta 1927,
prenovljena in dograjena v današnjo obliko pa leta 1976. Stavba je v lasti Občine
Braslovče, upravlja pa jo Krajevni odbor Letuš. Namembnost Kulturnega doma je poleg
izvajanja kulturnih dejavnosti in prireditev še druženje krajanov, mladine, služi za razne
aktivnosti društev, krajevne skupnosti in občine.
Kulturni dom Letuš se nahaja na zemljišču v katastrski občini Letuš 984, parcelne številke
634/2. Identifikacijska številka stavbe je 339 [11].
Lokacija objekta je razvidna s slik 3.1 in 3.2, geografski podatki stavbe so naslednji:
GKY: 501845
GKX: 130316
Lat: 46o19'00,97'' (46,316937
o)
Lon: 15o01'08,97'' (15,019159
o)
ETRS89 X: 501475
ETRS89 Y: 130801
Nadmorska višina: 313,799987792969 [11]
Upravni podatki so naslednji:
Naslov: Letuš 67A
Naselje: Letuš
Občina: Braslovče
Številka pošte: 3327
Ime pošte: Šmartno ob Paki [11]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
8
Slika 3.1: Lokacija objekta – ARSO [12]
Slika 3.2: Lokacija objekta – GURS [11]
Stavba je zgrajena v L obliki, zunanjih tlorisnih gabaritov 22,25 m x 25,30 m, višina
slemena je 10,3 m. Stavba v smeri slemena severozahod-jugovzhod obsega glavni prostor,
to je dvorana in je enonadstropna, stavba v drugem delu v smeri slemena severovzhod-
jugozahod je dvonadstropna, v tem pritličnem delu so pisarna, sejana soba, priročna
kuhinja, garderoba, pomožni prostori za čistila, arhiv in hodnik, ki povezuje vse te
prostore. V nadstropju tega dela stavbe so muzej in društveni prostori. V pritličju je velika
zastekljena avla, ki ni ogrevana. Na sliki 3.3 je prikazana stavba s sprednje strani, s katere
je razvidna arhitekturna razgibanost stavbe, slika 3.4 pa prikazuje objekt z zadnje strani.
Zunanje stene različnih debelin, so iz polne opeke brez toplotne izolacije, okna in vrata so
lesena in dotrajana, streha je bila sanirana leta 2000.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
9
Slika 3.3: Kulturni dom Letuš s sprednje strani
Slika 3.4: Kulturni dom Letuš z zadnje strani
Ker tehnična dokumentacija ne obstaja, smo narisali tloris pritličja, ki je na sliki 3.5 in
tloris nadstropja na sliki 3.6. Vključene so tudi mere zunanjega stavbnega pohištva.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
10
Slika 3.5: Tloris pritličja
Slika 3.6: Tloris nadstropja
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
11
3.2 OVOJ STAVBE
Ovoj stavbe sestavljajo zunanji zidovi, stavbno pohištvo – okna in vrata, tla in streha.
Zunanje stene so po celotnem objektu zelo različnih debelin, od 24 cm do 65 cm. Zidovi so
iz polne rdeče opeke, zunaj obdelani s klasičnim ometom, ki je na mnogih krajih dotrajan
do te mere, da odpada. Posebej je omet v slabem stanju v področju cokla pri tleh in na
vogalih, kar prikazujeta slika 3.7 in slika 3.8.
Slika 3.7: Odpadanje ometa na vogalih
Slika 3.8: Vlaga na stenah
Poleg tega, da zunanje stene nimajo toplotne izolacije, je velika težava tudi z vlago. Ta je
še posebej zaznana na stenah pri tleh.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
12
Okna so lesena z enojno ali dvojno zasteklitvijo. Okvirji oken so prepereli in dotrajani,
slika 3.9, okenska krila pa so zvita, brez tesnil in zelo slabo tesnijo. Zaradi tega so poleg
velikih transmisijskih izgub, močno povečane tudi konvekcijske ali prezračevalne izgube,
kar bo predstavljeno v poglavju o opravljeni termografiji ovoja stavbe. Na sliki 3.10 je
prikazano okno v nadstropju, ki je bilo nepravilno vgrajeno. Prikazani premier je tipičen za
nepravilno vgradnjo oken, saj se na tak način močno povečajo toplotni mostovi. Teh
toplotnih mostov je na objektu precej, eden takšnih je prikazan na sliki 3.11.
Vhodna vrata so kakor tudi okna lesena. So debeline 6 cm, so pa zaradi starosti in slabih
zapiralnih mehanizmov precej ukrivljena, kar ima posledico veliko netesnost. Slika 3.12
prikazuje vhodna vrata s strani. Tudi tu so nad vrati toplotni mostovi kot železni profili.
Slika 3.9: Okenski okvir z enojno zasteklitvijo
Slika 3.10: Nepravilno vgrajeno okno
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
13
Slika 3.11: Balkon – toplotni most
Slika 3.12: Stranska vrata – toplotni most zgoraj
Tla v pritličju objekta so delno sanirana, saj je bila leta 2010 izvedena delna sanacija tal v
dvorani. V celoti se je odstranil preperel in dotrajan leseni parket, leseni prečniki in talno
nasutje. Izdelala so se tla z novim betonskim estrihom, položila se je hidroizolacija in
vgradila toplotna izolacija termodur. V ostalih delih pritličja se tla niso sanirala in so brez
toplotne izolacije s položenimi klinker ploščicami.
Streha stavbe se je sanirala leta 2005, vendar ne predstavlja dela toplotnega ovoja
ogrevalne cone. Cono tako v dvorani kakor v nadstropju, zaključuje strop proti
neogrevanemu podstrešju. V dvorani je strop sestavljen iz lesenega opaža in folije, med
špirovci je z zgornje strani položena toplotna izolacija, ki je poškodovana in uničena do te
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
14
mere, da ne zagotavlja ustrezne toplotne zaščite. Izolacija z zgornje strani namreč ni
zaščitena z lesenimi deskami in je bila, še preden se je streha sanirala, večkrat namočena,
med zamenjavo strehe pa tudi mehansko poškodovana. Stropi v drugem delu stavbe so
debeline 28 cm, konstrukcija je sestavljena iz apnenega ometa, lesenih desk, polnila s
trstiko in z zgornjega dela zaključena z deskami. Ponekod je strop spuščen in obdelan z
lesenim opažem, vmes je zračna rega.
3.3 VGRAJENI TEHNIČNI SISTEMI
Za ogrevanje pritličja in dvorane Kulturnega doma Letuš služi ogrevalni sistem s kotlom
na ELKO, prenos toplote pa je izveden preko toplotnega izmenjevalca zrak – zrak.
Vpihovanje ogretega zraka je izvedeno s kanalskim zračnim razvodom dimenzije 80 cm x
20 cm, ki je speljan v dvorano in hodnik. Generator toplote je kotel na ELKO, moči 85.000
kcal/h. Slika 3.13 prikazuje kotlovnico z generatorjem na ELKO, na sliki 3.14 je
zalogovnik energenta.
Slika 3.13: Kotlovnica kotlom na ELKO
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
15
Slika 3.14: Cisterna ELKO
Na slikah 3.15 in 3.16 je prikazan kanalski zračni razvod toplote s toplim zrakom.
Razvodni sistem je izveden s centralnim zračnim kanalom, ki poteka iz kotlovnice do
večnamenske dvorane. Zračni kanalski razvod sprva ni bil zgrajen za ogrevanje pomožnih
prostorov, kasneje pa se je dogradil še dodatni kanal za ogrevanje sejne sobe. Regulacija
vpihovanja količine zraka ni izvedena, tudi morebitnih usmerjevalnih loput, s katerimi bi
lahko izločal posamezne prostore, ni izvedenih. Zaradi tega si uporabniki pomagajo na
svoj, kreativen način, kar je prikazano na sliki 3.17.
Regulacija temperature dvorane je dvotočkovna, izvedena s sobnim termostatom, ki je
nameščen na steni v dvorani. Nastavljen je temperaturni režim obratovanja. Ostali prostori
temperaturne regulacije nimajo. Ta sistem na ELKO ogreva dvorano in pritlične prostore.
Prostori v nadstropju s tem sistemom niso ogrevani, pač pa se za ogrevanje uporabljajo
prenosni električnih radiatorji. Temperatura se nastavlja ročno s termostati na samih
radiatorjih.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
16
Slika 3.15: Zračni razvod ogrevanja
Slika 3.16: Vpihovalne rešetke
Slika 3.17: Način »regulacije« temperature na odru dvorane
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
17
4 TEORETIČNE OSNOVE IZRAČUNOV ENERGIJSKIH BILANC
4.1 PRENOS TOPLOTE
Toplota je ena od oblik energije in jo smatramo kot prehodno energijo. Pomeni, da se v
opazovanem sistemu prenaša s področja z višjimi temperaturami na področje z nižjimi
temperaturami. Proces traja tako dolgo, dokler se temperaturi ne izenačita. Prenos toplote
se vrši s toplotnim tokom s tremi načini:
prevod ali kondukcija,
prestop ali konvekcija,
sevanje ali radiacija [13].
Na sliki 4.1 je prikazan prenos toplote skozi zunanjo steno. Izgube so v povprečju skozi
zidove okoli 35 % in skozi okna 10 do 20 %.
Slika 4.1: Prenos toplote skozi zunanjo steno [14]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
18
4.1.1 Prevod toplote
Prevod toplote je mehanizem prenosa notranje energije oziroma toplote. Snov je
sestavljena iz delcev snovi, atomov, molekul in elektronov. Ti delci se gibljejo premočrtno,
rotirajo, vibrirajo in med seboj trkajo. Kinetična energija se pri tem procesu giblje iz
predela z višjo temperaturo v predel z nižjo temperaturo. Temu procesu rečemo prevod
toplote ali prevajanje. Prevod toplote je najbolj prisoten v trdnih snoveh, pojavlja pa se tudi
v kapljevinah in plinih – v tekočinah [15].
Značilna formula za enodimenzionalen prevod je Fourier-jeva:
𝑞 = −𝜆 ⋅𝑑𝑇
𝑑𝑥 (1)
Kjer je:
𝜆 [𝑊 𝑚𝐾⁄ ] toplotna prevodnost snovi
Toplotna prevodnost snovi je snovna lastnost, ki je odvisna od vrste snovi, temperature in
tlaka. Minus v enačbi pomeni, da se toplota prenaša s toplejšega v smeri k hladnejšem. Če
je tlak zmeren, je toplotna prevodnost snovi odvisna le od temperature. Pri nekaterih
snoveh lahko toplotno, prevodnost obravnavamo v ožjem temperaturnem območju kot
konstanto, v splošnem pa zadošča linearna aproksimacija glede na temperaturo. Tabela 4.1
kaže vrednosti toplotne prevodnosti nekaterih snovi [15].
Danes so kvalitetni toplotnoizolacijski materiali z vrednostmi toplotne prevodnosti že
nekaj nad, =0,03 [W/mK]. Poznamo različne vrste toplotnoizolacijskih materialov, ki se
med seboj razlikujejo po snoveh, s katerih so narejeni. Razlikujejo se po snovnih
lastnostih, po mehanski in požarni odpornosti in odpornosti na vlago.
Poznani so naslednji izolacijski materiali:
steklena volna,
kamena volna,
stiropor,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
19
lesena vlakna,
celulozni kosmiči.
Tabela 4.1: Toplotne prevodnosti nekaterih snovi pri 20 °C in atmosferskem tlaku [15]
Gradbeni material
Toplotna
prevodnost
[W/mK]
Kamen granit, marmor
sadra
2,8
2,15
Beton suh, penast
gost, armiran
0,2
1,5
Opeka
običajna
votla, porozna
polna, zelo gosta
0,7
0,2
1,2
Notranji omet 0,7 ÷ 0,9
Zunanji omet 0,9 ÷ 1,2
Gips 0,48
Okensko steklo 0,78
Trd les
hrast – vzdolž vlaken
radialno skozi letnice
jelka hrast – vzdolž
vlaken
radialno skozi letnice
0,17
0,19
0,11
0,14
Strešna lepenka 0,15 ÷ 0,35
Plutovina 0,033 ÷ 0,039
Steklena volna 0,035 ÷ 0,055
Kamena volna 0,040
Stiropor 0,036
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
20
4.1.2 Prestop toplote
V zapiskih [15] avtor opisuje prestop toplote kot naravno konvekcijo, ko se prvotno
mirujoča tekočina v stiku s toplejšo površino prične dvigati zaradi segrevanja. Segreti deli
se zaradi vzgona pričnejo dvigati, na njihovo mesto pa doteka sveža tekočina. Opisani
prenos toplote je bistveno hitrejši kakor prevod toplote skozi tekočino, saj ga povzroči
gibanje makroskopskih delcev.
Za konvekcijo velja enačba:
Φ = 𝜆 ⋅ 𝐴 ⋅𝑇𝑠−𝑇𝑓
𝛿 (2)
Kjer je:
A – ploščina površine stene
Ts – temperatura površine stene
Tf – temperatura tekočine
- toplotna prevodnost tekočine
δ – debelina mejnega sloja
Ker debelina mejnega sloja, δ, ne more biti izmerjena ločeno od toplotne prevodnosti, , se
je uvedla veličina toplotna prestopnost, 𝛼 = 𝜆 𝛿 [𝑊 𝑚2𝐾]⁄⁄ . Zaradi tega se enačba
konvekcije zapiše:
𝑞 = 𝛼 ∙ (𝑇𝑠 − 𝑇𝑓) (3)
Kjer je:
α – toplotna prestopnost
Ts – temperatura površine stene
Tf – temperatura tekočine
Toplotna prestopnost, α, je odvisna od vrste tekočine, od geometrije stene ter poteka
gibanja tekočine, ker našteti dejavniki vplivajo na debelino mejnega sloja in na
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
21
temperaturno porazdelitev v njem. Površina, ki je hrapava, ima višjo toplotno prestopnost
kakor gladka, saj je večja razpoložljiva površina za prenos toplote.
V tabeli 4.2 so podane okvirne vrednosti toplotne prestopnosti, α, za par primerov [15].
Tabela 4.2: Toplotnih prestopnosti [15]
Vrsta konvekcije
Toplotna
prestopnost
Α [W/m2K]
Naravna konvekcija plinov 2 ÷ 25
Naravna konvekcija kapljevin 50 ÷ 1.000
Prisilna konvekcija plinov 25 ÷ 250
Prisilna konvekcija vode 250 ÷ 15.000
Vrela voda 2.500 ÷ 25.000
Kondenzirajoča para 5.000 ÷ 100.000
4.1.3 Sevanje toplote
Sevanje je nihanje elektrine, ki se dogaja pri trkih osnovnih gradnikov snovi. Atomi se pri
trku deformirajo, nastajajo deformacije elektronskih oblakov, te pa povzročajo kratkotrajno
nihanje elektrine. Ko elektrina niha, s tem oddaja elektromagnetne valove. V snovi se
valovi absorbirajo. Sevanje je prenos toplote, ki se razlikuje od prevoda in prestopa po tem,
da lahko prenos poteka skozi prazen prostor. Za sevanje je značilno tudi to, da je prenos
sorazmeren temperaturi na četrto potenco. Pri sobni temperaturi seva vsaka snov, prenos
toplote s sevanjem pa upoštevano pri visokih temperaturah [15].
Karakteristična enačba je:
𝑞 = 𝜎 ∙ 휀 ∙ 𝑇4 (4)
Kjer je:
A – ploščina površine telesa
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
22
T – temperatura površine telesa
- emisivnost površine telesa
Ϭ – Stefan-Boltzmannova konstanta, 𝜎 = 5,6697 ⋅ 10−8 𝑊 𝑚2𝐾4⁄
Pri oceni sevanega toka lahko v praksi večino površin smatramo kot sive barve. V tabeli
4.3 so prikazane vrednosti emisivnosti, , nekaterih površin pri določeno temperaturi [15].
Tabela 4.3: Emisivnost nekaterih površin [15]
Snov T (°C)
Les 20 0,9
Led 0 0,98
Strešna
lepenka 20 0,93
Opeka 20 0,93
Papir 20 0,80
Lak
črn sijoči
črn, mat
beli
za radiatorje
25
40
40
100
0,88
0,96
0,80
0,925
Minij 20 0,93
Beli omet 20 0,93
Sivi omet 20 0,93
4.1.4 Prehod toplote
Pri kasnejših izračunih je velik poudarek izračunov prehoda toplote skozi gradbene
sestave. Ovoj stavbe sestavljajo številne gradbene zunanje konstrukcije, za katere bomo
izračunali toplotne izgube.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
23
Prehod toplote skozi gradbene zunanje konstrukcije je poledica prej opisanih različnih
prenosov toplote. Toplota npr. skozi steno prestopa po naslednjem zaporedju: toplota se
prenaša s prestopom in sevanjem na površino stene, zatem se toplota prevaja v trdni steni, s
prestopom in sevanjem prestopa s površine stene. Ker se toplota med površinami sloja
prenaša s prestopom in sevanjem, je toplotna prevodnost teh snovi pogojena tudi z
emisivnostjo teh snovi, npr. površin vlaken. Pri prenosu toplote skozi konstrukcijske
elemente vplivajo na notranje in zunanje okolje. Te fizikalne veličine so temperatura in
vlažnost zunanjega zraka, jakost in smer vetra, kratkovalovno in dolgovalovno sevanje na
zunanje površine, ki sestavljajo ovoj zgradbe. Za notranje okolje pa poleg notranje
temperature še gibanje zraka ter dolgovalovno sevanje med toplotnimi viri in površinami
gradbenih konstrukcij [13].
Na sliki 4.2 je ponazorjen toplotni tok q skozi večslojno gradbeno – sestavljeno
konstrukcijo. Od temperature T0 do T1 poteka mehanizem prenosa toplote s prestopom oz.
konvekcijo, od točke T1 do T4 je prenos toplote s prevodom oz. kondukcijo v sestavljeni
steni, od T4 do Tn pa je ponovno mehanizem prenosa toplote in sicer prestop.
Slika 4.2: Mehanizmi prenosa toplote v gradbeni konstrukciji [16]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
24
4.1.5 Toplotne prehodnosti zunanjih elementov
Pri prenosu toplote skozi gradbene zunanje konstrukcije le-te delimo na:
homogene,
enostavno nehomogene,
konstrukcije z zaprto rego z zrakom ali plinom,
konstrukcije z odprt rego ali s prezračevano rego,
ozelenele gradbene zunanje konstrukcije,
konstrukcije v stiku s tlemi [13].
Metode za določitev toplotnih prehodnosti so definirane v standardu SIST EN ISO 6946
[17], katerega uporaba je v Sloveniji obvezna, za zahtevnejše metode se uporabljajo
računalniška orodja in programi, izračun pa temelji na tridimenzionalnem polju temperatur
v gradbeni konstrukciji. Homogene gradbene zunanje konstrukcije so sestavljene iz
gradbenih snovi, ki so homogene. Lastnosti snovi v prostoru so enake in se s temperaturo
ne spreminjajo. Sloji v teh homogenih konstrukcijah so vzporedni, kakor tudi površina v
prostoru in zunaj. Toplotni tok je vektorska količina, ki prehaja pravokotno na površino
konstrukcije. Tem zahtevam ne zadosti praktično nobena gradbena konstrukcija. Toplotne
izolacije iz vlaken imajo toplotno, prevodnost odvisno od smeri vlaken. Večinoma pa te
izjemnosti ne vplivajo veliko na samo vrednost toplotne prehodnosti, v veliki meri
gradbene zunanje konstrukcije obravnavamo kot homogene [13].
Za takšno gradbeno – sestavljeno konstrukcijo določimo toplotno, prehodnost po enačbi:
𝑈 =1
𝑅=
11
𝛼𝑛+∑
𝑑𝑖𝜆𝑖
+1
𝛼𝑧
𝑛𝑖=1
(5)
Kjer je:
αn – koeficient prestopnosti na notranji strani [W/m2K]
αz – koeficient prestopnosti na zunanji strani [W/m2K]
di – debelina sloja konstrukcije [m]
i – toplotna prevodnost [W/m2K]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
25
Glavni vpliv na učinkovitost stavb s področja izgub energije ima prav toplotna prehodnost
gradbenih konstrukcij, katere maksimalne vrednosti so določene v tehniških predpisih s
področja URE.
Na sliki 4.3 je prikazan graf, kjer smo izračunali toplotne prehodnosti gradbene zunanje
konstrukcije – zidu iz opečnega modularnega bloka 29/19 cm – s spreminjanjem oz.
dodajanjem različnih debelin toplotne izolacije. Graf prikazuje, da se toplotna prehodnost
konstrukcije ne zmanjšuje linearno. Krivulja se v področju vrednosti debeline toplotne
izolacije med 15 in 20 cm močno izravna. To pomeni, da se investicija v debelejšo
izolacijo, kakor je ugotovljeno, med 15 in 20 cm ne izplača. Seveda na to odločitev
vplivajo še vrsta drugih dejavnikov, zagotovo pa najbolj snovna lastnost izolacije, to je
toplotna prevodnost, . Z rdečo črto je označena maksimalna vrednost toplotne
prehodnosti konstrukcije – zunanje stene, ki je v TSG [10] določena z vrednostjo, 𝑈𝑚𝑎𝑥 =
0,28 𝑊 𝑚2𝐾⁄ .
Slika 4.3: Toplotna prehodnost opečnega zidu z različnimi debelinami izolacije
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Top
lotn
a p
reh
od
no
st U
(W
/m2
K)
Debelina toplotne izolacije (cm)
toplotna prehodnost opečnega zidu debeline 29 cm
toplotna prehodnostopečnega zidu debeline29 cm
Umax=0,28 [W/m2K]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
26
5 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV STAVBE PRED PRENOVO
V tem poglavju je na kratko predstavljena metodologija, ki se uporablja za izračun
energijskih lastnosti stavbe. Metodologija je predpisana v zakonodaji. Ta vsebuje preko
štiristo enačb, predstavljene bodo le osnovne. Na podlagi pridobljenih podatkov z objekta,
bomo izvedli izračun s pomočjo javno dostopnega računalniškega programa KI Energija,
verzija 4.2.7.3 [18]. V nadaljevanju so predstavljeni kazalniki, tabele in grafi ter podane
ugotovitve o učinkovitosti rabe energije v Kulturnem domu Letuš.
5.1 METDOLOGIJA ZA IZRAČUN ENERGIJSKIH LASTNOSTI STAVBE
Metodologija za izračun lastnosti stavbe v zvezi z rabo energije je opredeljena v PEI [19],
podrobneje v prilogi tega pravilnika številka 5 in v TSG [10]. Pri našem delu smo pri
nadaljnjih izračunih kazalnikov uporabili PEI in njegovo prilogo 5.
V PEI so definirani energijski kazalniki stavbe, ki so naslednji:
QNH/Ak (kWh/(m2a)), potrebna toplota za ogrevanje stavbe porabljena v enem letu,
ki je izražena na kvadratni meter ogrevane površine stavbe,
Q/Ak (kWh/(m2a)), dovedena energija za delovanje stavbe porabljena v enem letu,
ki je izražena na kvadratni meter ogrevane površine stavbe,
Qp/Ak (kWh/(m2a)), primarna energija za delovanje stavbe porabljena v enem letu,
ki je izražena na kvadratni meter ogrevane površine stavbe,
CO2 (kg/(m2a)), emitiran ogljikov dioksid zaradi delovanja stavbe, ki je izražen na
kvadratni meter ogrevane površine stavbe [19].
Ti energijski pokazatelji – kazalniki za stavbo, so ključnega pomena, na podlagi katerih
ovrednotimo energijske lastnosti stavbe in njeno energetsko – energijsko učinkovitost. V
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
27
energetski izkaznici so energijski kazalniki stavbe predstavljeni na barvnih trakovih za
lažjo predstavo uporabniku o izračunanih vrednostih.
Iz teh kazalnikov smo določili razred energijske učinkovitosti, v katero spada stavba,
določimo pa ga po energijskem kazalniku QNH/Ak, ki predstavlja toploto za ogrevanje v
obdobju enega leta in je izražena na enoto ogrevane površine stavbe.
Razredi energijske učinkovitosti od A1 do G1 so definirani v omenjenem pravilniku PEI
[19]:
A1: 0 – 10 kWh/m2a,
A2: 10 – 15 kWh/m2a,
B1: 15 – kWh/m2a,
B2: 25 – 35 kWh/m2a,
C: 35 – 60 kWh/m2a,
D: 60 – 105 kWh/m2a,
E: 105 – 150 kWh/m2a,
F: 150 – 210 kWh/m2a,
G: 210 do 300 in več kWh/m2a [19].
Metodologija [19], ki definira izračun lastnosti stavbe v zvezi z energijo, vključuje načine
izračuna potrebne toplotne energije, ki jo potrebujemo za ogrevanje stavbe in hladu za
ohlajanje stavbe v obdobju enega leta. Prav tako metodologija vključuje način izračuna
dovedene energije, ki se rabi za objekt in vgrajene sisteme kot so: ogrevalni sistemi z
uporabo tekočih in plinastih goriv ter biomaso, toplotne črpalke, daljinsko ogrevanje,
sisteme za pripravo sanitarne – tople vode, sistemi za hlajenje, prezračevanje, pa
razsvetljavo.
Potrebno toploto za ogrevanje stavbe QNH ter potrebni letni hlad pri hlajenju stavbe QNC
določimo po standardu SIST EN ISO 13790. Pri izračunu teh dveh količin se uporablja
mesečna računska metoda. Prav tako se po omenjenem standardu določijo toplotne cone.
Kadar je v stavbi več toplotnih con, se na stiku teh con upoštevajo adiabatne razmere. Če je
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
28
stavba z več conami, se potrebna energija za stavbo določi kot vsota potrebnih energij za
stavbo vseh con v stavbi.
Notranji toplotni viri se upoštevajo pri izračunu potrebne toplotne energije, ki se izkorišča
za ogrevanje stavbe in sicer po poenostavljeni metodi.
Določiti se mora tudi toplotna kapaciteta stavbe, ki je po poenostavljenih izrazih, ki je
poenostavljen:
𝐶 = 15 ∙ 𝑉𝑒 (𝑊ℎ
𝐾) za lahke zgradbe (6)
𝐶 = 50 ∙ 𝑉𝑒 (𝑊ℎ
𝐾) za težke zgradbe (7)
Pri izračunu potrebne toplotne energije, ki jo koristimo za ogrevanje stavbe, se mora
vključiti tudi prezračevanje. Upošteva se izmenjava notranjega zraka z zunanjim v eni uri,
preračunana na ogrevano prostornino stavbe in se določi v skladu s tehničnim predpisom o
prezračevanju in klimatizaciji stavb.
Energija, ki je dovedena za stavbo, se izračuna po enačbi:
𝑄𝑓 = 𝑄𝑓,ℎ,𝑠𝑘𝑢𝑝𝑛𝑖 + 𝑄𝑓,𝑐,𝑠𝑘𝑢𝑝𝑛𝑖 + 𝑄𝑓,𝑉 + 𝑄𝑓,𝑠𝑡 + 𝑄𝑓,𝑤 + 𝑄𝑓,𝑙 + 𝑄𝑓,𝑃𝑉 + 𝑄𝑓,𝑎𝑢𝑥 [kWh] (8)
Kjer je:
𝑄𝑓,ℎ,𝑠𝑘𝑢𝑝𝑛𝑖 – energija za ogrevanje
𝑄𝑓,𝑐,𝑠𝑘𝑢𝑝𝑛𝑖 – energija za hlajenje
𝑄𝑓,𝑉 – energija za prezračevanje
𝑄𝑓,𝑠𝑡 – energija za ovlaževanje
𝑄𝑓,𝑤 – energija pripravo tople vode
𝑄𝑓,𝑙 – energija za razsvetljavo
𝑄𝑓,𝑃𝑉 – energija fotonapetostnega sistema
𝑄𝑓,𝑎𝑢𝑥 – pomožna energija za obratovanje sistemov
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
29
Na sliki 5.1 je shematsko predstavljena bilanca energijskih tokov [10].
Slika 5.1: Bilanca energijskih tokov [10]
Primarna energija za stavbo, ki se porabi v enem letu, se določi tako, da se letna dovedena
energija za obratovanje sistemov v stavbi pomnoži s faktorjem pretvorbe, določenim v
tabeli 5.1, TSG [10].
Tabela 5.1: Faktorji za pretvorbo za izračun primarne energije [10]
Uporabljen energent Faktor pretvorbe
ELKO 1,1
Plin 1,1
Premog 1,1
Lesna biomasa 0,1
Električna energija 2,5
Daljinsko ogrevanje
brez kogeneracije 1,2
Daljinsko ogrevanje
s kogeneracijo 1,0
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
30
Letne emitirane vrednosti ogljikovega dioksida, CO2 na enoto kondicionirane površine
stavbe, se izračunajo z uporabo podatkov v tabeli 5.2 TSG [10]. To je v primeru, ko
dobavitelj ne sporoči emisij za svoj energent oziroma energijo.
Tabela 5.2: Specifične CO2 emisije [10]
Uporabljeni energent Na energent Na energijsko enoto
Plin - zemeljski 1,9 kg/Sm3 0,20 kg/kWh
Plin - utekočinjeni
naftni 2,9 kg/kg 0,215 kg/kWh
ELKO 2,6 kg/l 0,265 kg/kWh
Kurilno olje - lahko 3,2 kg/kg 0,28 kg/kWh
Daljinska
toplota 0,33 kg/kWh 0,33 kg/kWh
Električna
energija 0,53 kg/kWh 0,53 kg/kWh
Rjavi premog
(izkopan doma) 1,5 kg/kg 0,32 kg/kWh
Rjavi premog
(izkopan v tujini) 1,88 kg/kg 0,40 kg/kWh
Lignit
(izkopan doma) 1,0 kg/kg 0,33 kg/kWh
5.2 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV ZA STAVBO PRED PRENOVO
Energijske kazalnike smo izračunali s pomočjo računalniškega programa
KI Energija 2014, verzija 4.2.7.3 [18]. Za sam izračun smo izvedli razširjeni energetski
pregled, ki je vključeval tudi termografijsko analizo z izvedbo posnetkov s termovizijsko
kamero. Na podlagi ogleda smo najprej določili ogrevalno toplotno cono, njeno
določevanje je opredeljeno v PEI [19] oz. TSG [10].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
31
Toplotni ovoj pri stavbi je ovoj, ki toplotno omejuje prostor od zunanjosti stavbe, omejuje
prostor od sosednjih stavb in neogrevanih prostorov. Neogrevani prostori znotraj
toplotnega ovoja stavbe, stopnišča, različne shrambe in kleti, se upoštevajo kot
kondicionirani – ogrevani prostori [10].
V skladu z omenjenimi definicijami v regulativi smo določili dve ogrevalni toplotni coni,
saj se za ogrevanje prostorov uporabljata dva ogrevalna sistema, eden na ELKO in drugi na
EE. Prva cona – cona I, so prostori, ki se ogrevajo z ogrevalnim sistemom na ELKO. To so
prostori, ki vključujejo dvorano in prostore v pritličju. To cono smo poimenovali
»dvorana«. Sem spadajo pisarna, sejna soba, priročna kuhinja, prostori za čistila,
garderoba, arhiv in hodnik, ki povezuje omenjene prostore. V drugo cono – cona II, sodijo
prostori, ki se ogrevajo s pomočjo električnih radiatorjev. To so prostori v nadstropju,
muzej, društveni prostori ter hodnik, ki te prostore povezuje. To cono smo poimenovali
»društveni prostori«. Ker je stavba zelo stara, vmes pa je bi poplavljen in skoraj v celoti
uničen arhiv zgradbe, tehnična dokumentacija za sam objekt ne obstaja. Zaradi tega je bilo
potrebno najprej izvesti izmere vseh gradbenih konstrukcij in določiti karakteristične
površine in prostornine stavbe. Pri določanju površin smo upoštevali metodo zunanjega
sistema določanja mer. V primerjavi s klasičnimi enostavnimi objekti je arhitektura stavbe
precej razgibana in raznolika, kar tudi kaže, da je bila večkrat prenovljena.
Po popisu in izmerah vseh konstrukcij, ki sestavljajo ovoj stavbe, smo pristopili k vnosu
podatkov v sam program KI Energija. Na slikah so 5.2 in 5.3 so prikazani karakteristični
podatki o obeh conah »dvorana« in »društveni prostori«. Vnosna maska »Cona« vsebuje
podatke o bruto ter neto ogrevani prostornini, ki smo jo izračunali po sistemu zunanjih
mer. Izmerili in določili smo neto uporabni površini, ponovno za obe coni. Ta podatek je
potrebno še posebej skrbno določiti, saj se v zaključku izračuna podaja vrednost energije
na enoto površine. Določil smo projektirano temperaturo 20 °C in notranje vire, tako za
poletni kakor za zimski čas. V vnosnih podatkih je potrebno definirati še način gradnje,
izbrali smo srednje težka in pomeni gostoto na enoto površine. Nekateri jo poimenujejo
ploskovno gostoto in je za srednje težko gradnjo 600 𝑘𝑔 𝑚2⁄ . Vnesli smo še podatke o
prezračevanju, ki je naravno in je v coni I: 0,4 ℎ−1 in v coni II: 0,5 ℎ−1.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
32
Slika 5.2: Podatki o coni I – Dvorana
Slika 5.3: Podatki o coni I – Društveni prostori
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
33
Med naslednjimi vnosnimi podatki v program KI so podatki o elementih ovoja stavbe.
Vnesli smo podatke o zunanjih stenah, tleh, stropih in podatke o zunanjem stavbenem
pohištvu. Vsaka konstrukcija je opisana s tipom konstrukcije, zemljepisno lego, z
velikostjo površine, s sestavo in debelino sloja posamičnih materialov. Z vnosom vrednosti
se avtomatsko izračunavajo vrednosti toplotnih prehodnosti za posamezne elemente. V tem
sklopu so še vnosna polja za toplotne mostove, kjer smo vnesli podatek »povečanje
toplotne prehodnosti za ovoj stavbe za 0,06 𝑊/𝑚2𝐾«. Na sliki 5.4 je prikazana vnosna
maska zunanje stene z vsemi snovnimi lastnostmi stene.
Slika 5.4: Primer vnosne maske za zunanjo steno
Za izračun je potrebna naslednja rubrika, tehnični sistemi na stavbi, ki vključujejo rubrike:
prezračevanje, ogrevanje, topla voda, hlajenje, OVE in drugi sistemi. Pri ogrevanju smo
vnesli osnovne podatke o viru, o vrsti ogrevalnega sistema, podatke o generatorjih toplote,
o razvodnem sistemu in ogrevalih. Prav tako smo vnesli podatke v rubriki za pripravo
sanitarne – tople vode, kjer so ti podatki vneseni le za cono II. Pri razsvetljavi smo izpolnili
podatke o električnih močeh sijalk, režim uporabe prostorov podnevi in ponoči ter podatke
o faktorjih dnevne osvetlitve in zasedenosti prostorov. Vnosnih polj v rubrikah
prezračevanje, hlajenje in OVE nismo izpolnjevali, ker teh sistemov v stavbi ni vgrajenih.
Po vnosu vseh potrebnih podatkov je v aplikaciji zavihek o analizi konstrukcij, posameznih
con in stavbe kot celote. Na koncu je možnost izpisa izkaza stavbe, elaborata in EI. Podatki
so predstavljeni v naslednjem poglavju.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
34
5.3 PREDSTAVITEV PODATKOV IZRAČUNA ZA STAVBO PRED PRENOVO
Po izračunanih energijskih kazalcih stavba sodi v visoki G razred, kar predstavlja najvišji
razred na barvnem traku. Ta razred je določen z energijskim kazalnikom QNH/Ak, »letna
potrebna toplota za ogrevanje stavbe na enoto ogrevane površine stavbe« V enem letu
obravnavana stavba – Kulturni dom Letuš pri vnesenih referenčnih podatkih potrebuje,
𝑄𝑁𝐻 = 226 𝑘𝑊ℎ, toplotne energije na kvadratni meter ogrevane površine. Celotna
dovedena energija za stavbo je, 𝑄 = 302 𝑘𝑊ℎ, energije na leto na kvadratni meter. Skupaj
to znese, 𝑄𝑝 = 428 𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎, primarne energije, za katero je izračunana emisija,
𝐶𝑂2 = 102 𝑘𝑔/𝑚2𝑎. Slika 5.5 prikazujejo energijske kazalnike lastnosti stavbe na
barvnem traku, ki je sestavni del EI.
Slika 5.5: Energijski kazalnik pred prenovo
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
35
Program, v katerem smo izračunali energijske kazalnike, vključuje tudi analizo vnesenih
konstrukcij, posameznih con in stavbe kot celote. Na sliki 5.6 je prikazan seznam vseh
konstrukcij za cono I – »dvorana«, ki omejujejo ovoj stavbe v predelu cone I. Med conami
so upoštevane adiabatne razmere. Z rdečo in zeleno barvo je ponazorjena ustreznost in
neustreznost obstoječih konstrukcij. Iz aplikacije analiza za konstrukcije je razviden zbir
podatkov, ki so na voljo. Na sliki 5.7 so prikazane informacije o konstrukcijah za cono II –
»društveni prostori«.
Slika 5.6: Konstrukcije ovoja stavbe – cona I
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
36
Slika 5.7: Konstrukcije ovoja stavbe – cona II
Ker je stavba razdeljena na dve coni, so na slikah 5.8 in 5.9 prikazani podatki za
transmisijske in prezračevalne izgube za vsako cono posebej. Analiza con vsebuje podatke
za ogrevanje ter hlajenje za vsak mesec posebej ter skupaj za celo leto. Prikazane
transmisijske in prezračevalne izgube so zmanjšane za vrednosti dobitkov notranjih virov
in dobitkov sončnega sevanja. Na slikah 5.8 in 5.9 smo v obeh tabelah podčrtali podatke o
potrebni toploti za ogrevanje QNH, ki definira energijski razred. Podatki so prikazani za
vsak mesec posebej in na koncu skupaj za celo leto.
Cona I: 𝑄𝑁𝐻 = 75.687 𝑘𝑊ℎ/𝑎
Cona II: 𝑄𝑁𝐻 = 23.079 𝑘𝑊ℎ/𝑎
Stavba: 𝑄𝑁𝐻 = 98.766 𝑘𝑊ℎ/𝑎
𝑄𝑁𝐻 =98.766 𝑘𝑊ℎ/𝑎
437 𝑚2= 226 𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎 Razred G (9)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
37
Slika 5.8: Cona I
Slika 5.9: Cona II
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
38
Skupni podatki iz analize za celotno stavbo so prikazani na sliki 5.10. Uporabna
kondicionirana površina je, 𝐴𝑘 = 437 𝑚2, neto ogrevana prostornina je, 𝑉𝑒 =
2.234,43 𝑚3, celotna zunanja površina ovoja stavbe je, 𝐴 = 1.265 𝑚2, delež zasteklitve
je, 𝑧 = 0,035 in faktor oblike je 𝑓0 = 0,45 𝑚−1.
Slika 5.10: Analiza stavbe
Na koncu izračuna je v programu še zaključni del z vključenimi izkazom in elaboratom.
Tega v samo nalogo nismo vključili, saj sta tehnična dokumenta zelo obsežena na
tridesetih straneh. Za ugotovitev lastnosti stavbe so na sliki 5.11 prikazani ključni podatki,
kazalniki energijske učinkovitosti stavbe in njihova ustreznost. Iz prikazanega smo
ugotovili, da noben kazalnik ne ustreza tehniškim predpisom.
Slika 5.11: Kazalci energijske učinkovitosti stavbe
RAZRED G
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
39
5.4 UGOTOVITEV ENERGIJSKEGA STANJA STAVBE PRED PRENOVO
Iz izračunanih kazalnikov smo ugotovili, da je stavba energijsko potratna in energetsko
neučinkovita. Izgube na ovoju stavbe so zelo velike. Na osnovi zbranih podatkov, ki
opisujejo porabo energije in na osnovi tekočih cen energentov, smo izračunali letni strošek
energije za stavbo – Kulturnega doma Letuš. Dovedena energija za stavbo v enem letu je
131.909 kWh, od tega je EE 36.252 kWh in energije iz ELKO 95.657 kWh. Na sliki 5.12
je na grafu prikazana struktura deležev obeh energij.
Slika 5.12: Energija za stavbo pred prenovo
Iz podatka dovedene energije iz ELKO smo izračunali porabo ELKO v litrih v enem letu,
ki znaša:
𝑄𝐸𝐿𝐾𝑂,𝑎 =𝑄
𝐻𝑖=
95.657 𝑘𝑊ℎ
10,08 𝑘𝑊ℎ/𝑙= 9.490 𝑙 (10)
Kjer je:
QELKO,a – količina ELKO v enem letu
Q – dovedena energija za stavbo
Hi – kurilnost ELKO
Električna energija
36.252 kWh/a
ELKO 95.657 kWh/a
Delež porabe celotne energije za stavbo po virih energije in energentih - PRED PRENOVO
Električna energija
ELKO
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
40
𝑆𝐸𝐿𝐾𝑂,𝑎 = 𝑄𝐸𝐿𝐾𝐾𝑂,𝑎 ∙ 𝐶 = 9.490 𝑙 ∙ 0,619𝑒𝑢𝑟
𝑙+ 135 𝑒𝑢𝑟 = 𝟔. 𝟔𝟗𝟐 𝒆𝒖𝒓 (11)
135 eur je strošek prevoza
𝑆𝐸𝐿𝐸𝐾𝑇𝑅𝐼𝐾𝐴,𝑎 = 𝟒. 𝟗𝟐𝟑 𝒆𝒖𝒓
𝑆𝑆𝐾𝑈𝑃𝐴𝐽,𝑎 = 𝟏𝟏. 𝟔𝟏𝟓 𝒆𝒖𝒓
Kjer je:
𝑆𝐸𝐿𝐸𝐾𝑇𝑅𝐼𝐾𝐴,𝑎 – letni strošek EE
𝑆𝐸𝐿𝐾𝑂,𝑎 – letni strošek ELKO
𝑆𝑆𝐾𝑈𝑃𝐴𝐽,𝑎 – skupni letni strošek energije
Izračunali smo, da je letni strošek dovedene energije, ki se porabi za stavbo pri referenčnih
podatkih in neprekinjenem ogrevanju, 11.614 eur.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
41
6 ANALIZA OVOJA STAVBE S POMOČJO TERMOVIZIJSKE KAMERE
6.1 SPLOŠNO O TERMOVIZIJI
Površina, ki ima temperaturo višjo nad 0 K oddaja sevanje. Temu sevanju pravimo
toplotno ali infrardeče sevanje. Bolj kot je površina topla, večje je toplotno sevanje.
Takšno sevanje lahko opazujemo s posebno kamero, ki jo imenujemo termovizijska
kamera, uporabljajo se tudi nazivi toplotna kamera ali temperaturna kamera. Kamera
zaznava toplotno infrardeče sevanje merjenega objekta in merjeno sevanje pretvarja v
barvno sliko na zaslonu. Različne višine temperatur so na sliki zaznane z različnimi
barvami. Senzor termovizijske kamere je zelo občutljiv, s tem pa je omogočeno zaznavanje
zelo majhnih temperaturnih razlik merjenca. Takšna toplotna kamera je uporabna na
različnih področjih, zelo tudi v energetiki. S kamero lahko analiziramo stanje naprav in
odkrivamo napake, ki se odražajo v spremembi temperature.
6.2 POSNETEK IN ANALIZA ZUNANJIH STEN S TERMOVIZIJSKO KAMERO
Za naše delo smo uporabili kamero »testo 890 termična kamera« [20]. Na sliki je 6.1
prikazan izgled kamere z opisom glavnih sestavnih delov.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
42
1 objektiv digitalne kamere za snemanje vidnih slik
2 objektiv infrardeče kamere za snemanje
termografskih slik
3 sproščanje objektiva
4 navoj za pričvrstitev na tripod
5 laser za markiranje merjenca
6 obroč za ročno fokusiranje
7 vrtljivo držalo
8 prostor za baterijo
9 tipka za upravljanje
10 pritrdilni ušesci za nosilni trak
11 terminali vmesnikov
12 zaslon
Slika 6.1: Termična kamera testo 890
Kamera testo 890 je praktična, robustna, termična kamera z ločljivostjo 640 x 480
slikovnih pik, toplotna občutljivost je < 40 mK. Omogoča brezkontaktno predstavitev
temperaturne porazdelitve na površinah.
Tipična področja aplikacij kamere so:
nadzor v gradbeništvu za energetsko oceno stavb,
preventivna vzdrževanja pri nadzoru mehanskih in električnih sistemov na
napravah, strojih in sistemih distribucije energije,
spremljanje proizvodnje za nadzor procesov v proizvodnji,
energetska svetovanja,
preverjanje fotovoltaičnih modulov [20].
Uporaba kamere je enostavna in priročna. Programska računalniška oprema pa uporabnost
kamer še nadgrajuje.
Kamero smo uporabili za dodatno analizo transmisijskih in predvsem konvekcijskih izgub
na konstrukcijah ovoja stavbe. Za boljše rezultate je priporočljiva čim večja temperaturna
razlika med notranjo in zunanjo temperaturo, vsaj 10 °C. Meritve smo izvedli ob 9. uri
zjutraj, zunanja temperatura je znašala 2 °C, notranja temperatura prostorov pa je bila med
18 °C in 22 °C. Na merjenih površinah ni bilo direktnega sončnega sevanja, ki bi lahko
popačili rezultate. Zanimale so nas temperaturne porazdelitve na samih zunanjih stenah,
oknih in vratih, slika 6.2 in 6.3. Pri oknih in vratih nas je zanimalo tesnjenje.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
43
Slika 6.2: Tesnjenje stranskih vrat
Slika 6.3: Tesnjenje dvokrilnih vrat v sejni sobi
S termovizijskih posnetkov ugotovimo, da okna in vrata zelo slabo tesnijo. Prezračevalne
izgube so precejšnje in ugotovimo lahko, da je okna nujno zamenjati.
Naslednji posnetek smo izvedli na celotni fasadi. Na sliki 6.4 je fotografija zunanje stene
na SZ strani. V nadstropju so društveni prostori, spodaj levo pa je okno sejne sobe, ki je
ogrevana najbolj. Zanimajo nas porazdelitve temperatur na analizirani steni v omejenem
področju.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
44
Slika 6.4: Stena, na kateri smo izvedli analizo
Na sliki 6.5 je prikazan termovizijski posnetek zunanje stene in graf temperaturnega profila
stene v predelu daljice P1. Omeniti je potrebno, da je bila notranja temperatura zraka
prostora v levem predelu stavbe, to je sejana soba, 22 °C, ostali prostori pa so bil ogrevani
na nižjo temperaturo. Termovizijski analiza z grafom pokaže območje maksimalnih
temperatur in porazdelitev le-teh. Najvišja temperatura v merjenem predelu daljice P1 je
bila, 𝑇 = 8,5 ℃ , najnižja pa je bila, 𝑇 = 0,6 ℃ . Iz samega posnetka in grafa je nazorno
razbrati, kje so najvišje temperature in s tem posledično najvišje toplotne izgube. Te so v
predelu okenskih rež, ki zelo slabo tesnjo.
Termografska analiza je zelo dober pripomoček in učinkovito podporno orodje za celovito
analizo stanja naprav in stavb. Vizualni posnetek je nazoren, hkrati pa so rezultati na sliki
sami podkrepljeni še z razponom temperaturnih vrednosti.
Termovizijski posnetek in graf sta na sliki 6.5 natančno eden pod drugim za natančno
ponazoritev temperaturnega profila. Tako posnetek kakor graf sta opremljena še s
temperaturno skalo ob strani.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
45
Slika 6.5: Področje analize stavbe, Graf – temperaturni profil
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
46
7 PREDLAGANI UKREPI
Predlagani ukrepi za zmanjševanje stroškov porabe energije pri ogrevanju stavb in
energetski oskrbi so različni. Ukrepi se delijo na organizacijske in investicijske.
Organizacijski ukrepi so ukrepi, ki ne terjajo finančnih sredstev ali zelo malo ter se lahko
pričnejo izvajati takoj. Pri obravnavani stavbi smo za znižanje porabe energije predlagali
naslednje organizacijske ukrepe:
ugašanje razsvetljave, ko se prostori ne uporabljajo,
analiza tarifnega sistema porabe EE,
ustrezen režim nastavitve temperature prostorov,
pravilno prezračevanje,
energetsko knjigovodstvo,
ciljno spremljanje rabe energije in stroškov.
Opisani organizacijski ukrepi se izvajajo uspešno, če so uporabniki stavbe, lastnik in
hišnik, primerno ozaveščeni in usposobljeni. K temu pripomorejo različni programi in
usposabljanje s področja URE. To se lahko izvede z različnimi oblikami usposabljanja kot
so predavanja, izdaja brošur in obvestil ter letaki, ki opozarjajo uporabnike k pravilni in
učinkoviti rabe energije. Opisani organizacijski ukrepi se lahko uporabljajo takoj, brez
velikih dodatnih stroškov.
K investicijskim ukrepom energetske prenove stavbe štejemo ukrepe za prenovo ovoja
stavbe, ukrepe na ogrevalnem sistemu, ukrepe na področju rabe EE, ukrepe za pripravo
sanitarne – tople vode iz OVE, ukrepe na področju hlajenja in prezračevanja ter ukrepe na
sistemih za rekuperacijo toplote. V nalogi smo se omejili na ukrepe za izboljšanje kvalitete
ovoja stavbe.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
47
Če se investicijski ukrepi ne izvedejo v celoti v enem obdobju, torej se bodo izvajali
postopoma v daljšem času, je pomemben tudi vrstni red izvajanja teh ukrepov. Velja
namreč ocena, da je smiselno najprej pristopiti k sanaciji ovoja stavbe, zatem pa k
optimizaciji ali celo k zamenjavi ogrevalnega sistema ter k izvajanju še ostalih ukrepov.
Prednostna lista ukrepov URE mora temeljiti na energetski učinkovitosti in okoljski
primernosti. Za učinkovito prenovo stavbe je potreben skrben in natančen načrt izvedbe,
podkrepljen z ustreznimi izračuni.
Za Kulturni dom Letuš smo poleg opisanih organizacijskih ukrepov predvideli tudi
investicijske ukrepe. Osredotočili smo se na investicijske ukrepe, ki posegajo v izboljšanje
toplotnih lastnosti ovoja stavbe. Ti ukrepi so naslednji:
zamenjava zunanjega stavbnega pohištva – ukrep A,
dodatna izolacija stropnih konstrukcij – ukrep B,
obnova fasade z vgradnjo toplotne izolacije – ukrep C.
Predvideli smo ukrepe na celotnem ovoju razen na tleh. Tla v dvorani so bila sanirana leta
2010 in ustrezajo zahtevam TSG [10], saj je izračunana toplotna prehodnost tal, 𝑈 =
0,277 𝑊/𝑚2𝐾. Tal v predelu stavbe B in C v pritličju nismo predvideli za prenovo, saj bi
ukrep onemogočil delovanje kulturnega doma za dlje časa, hkrati pa bi pomenil velik
gradbeni poseg v rušenje betonskih tal. Vgradnja toplotne izolacije na obstoječa tla ni
izvedljiva, saj bi s tem znižali višino prostorov do te mere, da prostori ne bi bili več
funkcionalno uporabni. Na sliki 7.1 so prikazana obnovitvena dela, slika 7.2 pa kaže tla po
prenovi.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
48
Slika 7.1: Sanacija tal v dvorani [21]
Slika 7.2: Tla v dvorani po sanaciji [21]
Pri vseh predlaganih ukrepih za toplotno zaščito stavbe smo upoštevali TSG [10]. V
ukrepih smo izbrali konstrukcije, kjer njihove fizikalne značilnosti ustrezajo tehnični
smernici, saj so njihove topotne prehodnosti izbranih elementov zunanjih površin manjše,
kot je to določeno v tabeli 7.1.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
49
Tabela 7.1: Toplotne prehodnosti gradbenih elementov
Gradbeni elementi stavb, kateri omejujejo
ogrevane prostore
Umax
[W/m2K]
Zunanji zidovi 0,28
Tla, ki so locirana na terenu 0,35
Tla, ki so nad zunanjim zrakom 0,30
Strop proti prostoru, ki je neogrevan 0,20
Za vsak predlagan ukrep posebej od predlaganih treh, smo naredili izračun o lastnostih
stavbe na področju rabe energije. S tem smo lahko primerjali učinkovitost ukrepov med
seboj, tako z energijskega kakor s stroškovnega vidika.
7.1 OVOJ STAVBE
Ovoj stavbe sestavljajo zunanje stene, stavbno pohištvo – okna in vrata ter fiksni
zastekljeni deli, tla in streha. PURES [8] v skladu z njegovim 2. členom določa, da se
morajo upoštevati določbe tega pravilnika, če se pri rekonstrukciji stavbe oziroma njenega
posameznega dela, kjer je poseg v površine toplotnega ovoja stavbe najmanj 25 odstotkov.
V 7. členu omenjenega pravilnika je določeno, da je stavba pri rabi energije učinkovita, če
so izpolnjeni spodaj napisani pogoji:
da je koeficient specifičnih transmisijskih toplotnih izgub, ki se ustvarjajo skozi
celotno površino toplotnega ovoja stavbe, določen z izrazom:
𝐻𝑇′ =
𝐻𝑇
𝐴:
in ne prekoračuje vrednosti v enačbi
𝐻𝑇′ ≤ 0,28 +
𝑇𝐿
300+
0,04
𝑓0+
𝑧
4 (12).
Z je brezdimenzijski količnik, ki je definiran med površino oken – gradbeno odprtino in
površino celotnega toplotnega ovoja stavbe. Za faktor f0 velja:
- če je f0 manjši od 0,2, potem se upošteva vrednost f0 je enako 0,2,
- če je f0 večji od 1,0, potem se upošteva, vrednost f0 je enako 1,0 [8].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
50
7.1.1 Zamenjava stavbnega pohištva
Prvi predlagani ukrep je zamenjava stavbnega pohištva. Glede na izsledke izvedenega
energetskega pregleda, ki je vključeval tudi termografsko analizo konstrukcijskih
elementov, smo se odločili, da v celoti zamenjamo dotrajana okna in vrata. Okenski okvirji
so dotrajani tako močno, da so konvekcijske izgube močno povečane. Tudi sama
izolativnost stekla je minimalna, zasteklitev je navadna dvojna, ponekod je na oknu samo
eno steklo. Prav tako zelo slabo tesnijo vhodna in stranska vrata. V popisu elementov je 16
oken in 4 vrata. Naše izhodišče je, da je toplotna prehodnost zasteklitve okna največ
𝑈 = 1,1 𝑊/𝑚2𝐾, toplotna prehodnost celotnega okna, steklo in okvir skupaj, pa ne sme
presegati vrednosti, ki je definirana v tehnični smernici, to je, 𝑈 = 1,3 𝑊/𝑚2𝐾. Za vhodna
vrata smo predvideli lesena vrata, ki imajo toplotno, prehodnost največ, 𝑈 = 1,6 𝑊/𝑚2𝐾.
Pri ponudnikih tovrstnih izdelkov smo pridobili 6 ponudb. Izbrali smo okna s toplotno,
prehodnostjo, 𝑈 = 1,1 𝑊/𝑚2𝐾, in vhodna vrata s toplotno, prehodnostjo, 𝑈 =
1,3 𝑊/𝑚2𝐾. Iz postavljenih izhodišč smo pri ponudnikih oken in vrat poiskali več
ponudb, izbrali smo povprečno vrednost ponudb za zamenjavo oken in vrat, ki znaša
14.200 eur. V tej ocenjeni vrednosti je vključena tudi montaža in odvoz starega stavbenega
pohištva.
S tem ukrepom smo dosegli, da se je znižala dovedena energija za stavbo za slabih 8 %.
Učinek je precej nižji od pričakovanega, gre pa na račun nizkega brezdimenzijskega
faktorja, ki je, 𝑧 = 0,036. To pomeni, da je velikost površine oken glede na površino
toplotnega ovoja zelo majhna. Po PURES-u je faktor z brezdimenzijski količnik med
površino oken – velikost gradbene odprtine in površino celotnega toplotnega ovoja stavbe
[8].
Na sliki 7.3 so prikazani energijski kazalniki po zamenjavi oken in vrat.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
51
Slika 7.3: Grafikon – učinkovitost ukrepa A
7.1.2 Dodatna izolacija stropnih konstrukcij
Pri tem ukrepu smo izhajali iz ugotovitve, da so stropne konstrukcije, ki sestavljajo ovoj
stavbe, zelo slabo toplotno izolirane. Izračunane vrednosti prehoda toplote posameznih
stropnih delov prikazuje tabela 7.2. Obnova strehe je bila izvedena leta 2005, brez obnove
ali vgradnje toplotne zaščite. Ker je vgradnja dodatne izolacije z vrhnje strani stropov v
tem primeru stroškovno dražja in tudi izvedbeno težja, je v danem primeru najbolj
optimalna rešitev vgradnja toplotne izolacije s spodnje strani. V dvorani smo predvideli
znižanje stropa, ki bi bil pritrjen na škarnike strešne konstrukcije. Predlagana
konstrukcijska rešitev je prikazana na slikah 7.4 in 7.5, s katero bomo dodatno izolirali
strop dvorane, s tem zmanjšali transmisijske izgube stropa, hkrati pa se bo zmanjšala
ogrevana prostornina dvorane. S tem ukrepom se bo znižal kazalnik 𝑄𝑁𝐻/𝑉𝑒.
Za vgradnjo toplotne izolacije smo predvideli stekleno volno debeline, 𝑑 = 15 𝑐𝑚 in
toplotne prevodnosti, 𝜆 = 0,04 𝑊/𝑚𝐾. Raven del spuščenega stropa bo z notranje strani
448
302 226
102
410
279 208
93
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Primarnaenergija
(kWh/m2a)
Dovedenaenergija zadelovanje
stavbe(kWh/m2a)
Potrebnatoplota zaogrevanje
(kWh/m2a)
Emisije CO2(kg/m2a)
ukrep A - zamenjav oken in vrat
pred prenovo
ukrep A - okna
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
52
obdelan z mavčno – kartonskimi ploščami debeline, 𝑑 = 15 𝑚𝑚. Prav tako je predvidena
vgradnja dodatne toplotne izolacije na ploščo ravnega stropa v pritličnih prostorih in
nadstropju.
S tem ukrepom smo znižali prehod toplote vseh stropnih konstrukcij na vrednosti, ki so
določene v tehnični smernici TSG [10]. V tabeli 7.2 so prikazane vrednosti prehoda toplote
stropnih konstrukcij pred in po prenovi, maksimalna dovoljena toplotna prehodnost in
površina.
Tabela 7.2: Toplotne prehodnosti stropnih konstrukcij pred in po prenovi
Pred prenovo Po prenovi TSG
Naziv U
[W/m2K]
U
[W/m2K]
Umax
[W/m2K]
Površina
[m2]
Status
Strop nad B 0,365 0,187 0,2 132 da
Strop nad C 0,350 0,187 0,2 28,8 da
Poševni strop JZ 0,717 0,196 0,2 11,7 da
Poševni strop SV 0,717 0,196 0,2 12,1 da
Ravni del stropa
dvorane / 0,191 0,2 200,7 da
Slika 7.4: Znižanje stropne konstrukcije
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
53
Slika 7.5: Montaža stropne konstrukcije
S tem ukrepom B – izolacija stropnih konstrukcij – smo v stavbi znižali porabo potrebne
toplotne energije za ogrevanje v enem letu na kvadratni meter ogrevane površine za,
𝑄𝑁𝐻 = 43 𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎, to pomeni znižanje potrebne toplote v enem letu za, 𝑄𝑁𝐻 =
18. 791 𝑘𝑊ℎ/𝑎, kar predstavlja znižanje za potrebne toplote ogrevanje za 19 % glede na
stenje pred prenovo po izvedenem ukrepu. Ocenjen investicijski strošek je 12.145 eur. Na
sliki 7.6 so prikazani kazalniki po dodatni izolaciji stropa.
Slika 7.6: Grafikon – učinkovitost ukrepa B
448
302 226
102
379
247 183
86 0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Primarnaenergija
(kWh/m2a)
Dovedenaenergija zadelovanje
stavbe(kWh/m2a)
Potrebnatoplota zaogrevanje
(kWh/m2a)
Emisije CO2(kg/m2a)
ukrep B - izolacija stropa
pred prenovo
ukrep B - strop
PREDVIDEN
DODATNI STROP
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
54
7.1.3 Obnova fasade z vgradnjo toplotne zaščite
Obstoječe zunanje stene so pozidane z rdečo polno opeko, znotraj je apneni omet, zunaj je
apneno-cementna fasada. Toplotne izolacije ni. Fasadni omet je na mnogih mestih dotrajan
in poškodovan, s tal zunanji zidovi vpijajo vlogo.
Predvideli smo obnovo fasade z vgradnjo toplotno izolacijskega materiala za kontaktne
fasade FKD-S Thermal, debeline, 𝑑 = 12 𝑐𝑚, toplotne prevodnosti, 𝜆 = 0,035 𝑊/𝑚𝐾.
Tehnične lastnosti predvidene izolacije za vgradnjo so prikazane v tabeli 7.3.
Tabela 7.3: Tehnične lastnosti izolacijskega materiala FKD-S Thermal [22]
Z obnovo fasade z vgradnjo omenjenih izolacijskih plošč, bo toplotna prehodnost
zunanjega zidu največ, 𝑈 = 0,273 𝑊/𝑚2𝐾, to je vrednost prehoda toplote za steno, ki ima
sedaj najmanjšo debelino. Z vgradnjo te toplotne izolacije s takšno debelino, bodo
vrednosti prehoda toplote ostalih zidov, ki so debelejši, še nižja. Ta vrednost izpolnjuje
pogoje predpisane v TSG [10]. Na sliki 7.7 je graf, ki prikazuje znižanje vrednosti
kazalnikov po izvedenem ukrepu C. Strošek izvedbe ukrepa C – obnova fasade je ocenjen
na 19.000 eur.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
55
Slika 7.7: Grafikon – učinkovitost ukrepa C
448
302 226
102
343
230 169
78 0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Primarnaenergija
(kWh/m2a)
Dovedenaenergija zadelovanje
stavbe(kWh/m2a)
Potrebnatoplota zaogrevanje
(kWh/m2a)
Emisije CO2(kg/m2a)
ukrep C - izolacija zunanjih sten
pred prenovo
ukrep C - fasada
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
56
8 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV STAVBE PO PRENOVI STAVBE
Da bomo lahko ocenili učinkovitost predlaganih ukrepov za prenovo Kulturnega doma
Letuš, smo ponovno izračunali energijske kazalce, kakor smo jih za stavbo pred prenovo.
Sedaj ne bomo prikazovali vseh podatkov iz programa, temveč bomo prikazali le končne
rezultate.
8.1 IZRAČUN ENERGIJSKIH KAZALNIKOV ZA STAVBO PO PRENOVI
Potrebna toplota za ogrevanje, na slika 8.1, je sedaj, 𝑄𝑁𝐻 = 104 𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎.
Slika 8.1: Primarna energija in emisije CO2 po izvedenih ukrepi
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
57
8.2 PREDSTAVITEV PODATKOV IZRAČUNA ZA STAVBO PO PRENOVI
V tabeli 8.1 so skupaj prikazani energijski kazalniki pred in po izvedbi prenove Kulturnega
doma Letuš. Na hitro je moč ugotoviti, da se je poraba dovedene energije, ki se porabi za
zgradbo, po izvedbi predlaganih ukrepov več kot prepolovila.
Tabela 8.1: Zbir podatkov o energijskih kazalnikih
pred
prenovo
stavbe
Predlagani ukrepi
po
prenovi
stavbe
A
menjava
oken
B
izolacija
stropa
C
obnova
fasade
Ogrevanje QNH 226 208 183 169 104
Celotna stavba Q 302 279 247 230 146
Primarna energija Qp 448 410 379 343 221
Emisija CO2 102 93 86 78 50
Razred G D
Graf na sliki 8.2 grafično prikazuje podatke zbrane v tabeli 8.1. Če nazorno pogledamo, je
najmanjši doprinos k zmanjšanju energije prispeval ukrep A – zamenjava zunanjega
stavbenega pohištva. To gre pripisati zelo nizkemu faktorju z, ki pomeni, da je razmerje
površine oken in vrat s površino celotnega ovoja stavbe nizko. Večji doprinos k
zmanjšanju energije predstavlja ukrep B – dodatna izolacija stropnih konstrukcij, največje
zmanjšanje energije pa dosežemo z ukrepom C, to je prenova fasade z vgradnjo
toplotnoizolacijskih materialov.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
58
Slika 8.2: Energijski kazalniki
Ponovno bomo izračunali letni strošek dovedene energije, ki se porabi za stavbo. Iz
podatkov prikazanih na sliki 8.3 vidimo količine ELKO in EE. Razmerje med obema
energentoma je približno enako, kakor pred prenovo stavbe, natančneje, po prenovi se je
delež ELKO znižal za 4 %.
Slika 8.3: Energija za stavbo po prenovi
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
predprenovo
A ukrepokna
B ukrepstrop
C ukrepfasada
po prenovi
Energijski kazalniki
Potrebna toplota za ogrevanje(kWh/m2a)
Dovedena energija zadelovanje stavbe (kWh/m2a)
Primarna energija(kWh/m2a)
Emisije CO2(kg/m2a)
Električna energija
18.815 kWh/a
ELKO 45.028 kWh/a
Delež porabe celotne energije za stavbo po virih energije in energentih - PO PRENOVI
Električna energija
ELKO
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
59
Iz podatka dovedene energije iz ELKO smo izračunali porabo ELKO v litrih v enem letu,
ki znaša:
𝑄𝐸𝐿𝐾𝑂,𝑎 =𝑄
𝐻𝑖=
45.028 𝑘𝑊ℎ
10,08 𝑘𝑊ℎ/𝑙= 4.467 𝑙 (13)
Kjer je:
QELKO,a – količina ELKO olja v enem letu
Q – dovedena energija za stavbo
Hi – kurilnost ELKO
𝑆𝐸𝐿𝐾𝑂,𝑎 = 𝑄𝐸𝐿𝐾𝐾𝑂,𝑎 ∙ 𝐶 = 4.467 𝑙 ∙ 0,619 𝑒𝑢𝑟
𝑙+ 135 𝑒𝑢𝑟 = 𝟑. 𝟐𝟐𝟐 𝒆𝒖𝒓 (14)
135 eur je strošek prevoza
𝑆𝐸𝐿𝐸𝐾𝑇𝑅𝐼𝐾𝐴,𝑎 = 𝟐. 𝟕𝟔𝟔 𝒆𝒖𝒓
𝑆𝑆𝐾𝑈𝑃𝐴𝐽,𝑎 = 𝟓. 𝟗𝟖𝟖 𝒆𝒖𝒓
Kjer je:
𝑆𝐸𝐿𝐸𝐾𝑇𝑅𝐼𝐾𝐴,𝑎 – letni strošek EE
𝑆𝐸𝐿𝐾𝑂,𝑎 – letni strošek ELKO
𝑆𝑆𝐾𝑈𝑃𝐴𝐽,𝑎 – skupni letni strošek energije
Izračunali smo, da je letni strošek dovedene energije, ki se porabi za stavbo pri referenčnih
podatkih in neprekinjenem ogrevanju po prenovi 5.988 eur. To predstavlja zmanjšanje
stroškov za energijo na letnem nivoju za 48,4 %.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
60
9 EKONOMSKA UPRAVIČENOST NALOŽBE
V fazi odločanja o izvedbi investicijskih ukrepov v primeru energetske prenove stavbe, je
poleg energijske učinkovitosti in okoljske primernosti večinoma ključnega pomena
ekonomični kriterij. To še posebej velja pri stavbah javnega značaja. Stroškovno učinkovit
ukrep je takšen, ko s čim nižjimi investicijskimi stroški dosežemo čim večji prihranek
stroškov pri porabi energije.
Za določevanje stroškovne učinkovitosti energetskih ukrepov se uporabljata dve metodi,
statična in dinamična metoda. Metode izbiramo glede na vrsto in dolgoročnost prenov in
investicij.
Statične metode ocenjevanja investicij so enostavne in so primarno uporabne za selekcijo
med več potencialnimi naložbami. Njihova slabost je, da ne upoštevajo časovnih preferenc
oz. vrednosti denarja v različnem obdobju. Statične metode uporabljamo omejeno, ker:
ne upoštevajo skupnih donosov investicije,
ne upoštevajo časovne razporeditve donosov in investicijskih vložkov,
napačno obravnavajo časovni okvir vložkov in donosov naložb [23].
Dinamične metode upoštevajo celoten čas izkoriščanja naložb in tudi časovne razlike pri
nastopanju vložkov in donosov. Primerljivost dosegajo z diskontiranjem vrednosti iz
različnih obdobij na primerljive vrednosti v istem trenutku naložbe. Najpogosteje se pri teh
metodah uporablja metoda neto sedanje vrednosti, saj upošteva časovno vrednost denarja.
Pomemben element pri uporabi metode neto sedanje vrednosti je diskontna stopnja. Nujno
je stališče, da morajo finančna sredstva, ki jih uporabimo, prinašati vsaj toliko, kot bi
prinašala v vsaki drugi uporabi [23].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
61
9.1 VREDNOST PRENOVE IN OCENA DENARNIH TOKOV
V tabeli 9.1 so prikazane vrednosti posameznih predlaganih ukrepov. Celotna vrednost
energetske prenove v obnovo ovoja stavbe zanaša skupaj 45.345 eur. Oceno vrednosti
stroškov posameznih ukrepov smo pridobil s pomočjo ponudb izvajalcev storitev za
posamezna dela.
Za okna in vrata smo poiskali šest ponudb in ovrednotili povprečno vrednost za investicijo
v zamenjavo zunanjega stavbnega pohištva. Ponudbe so vključevale tudi demontažo in
odvoz starih oken in vrat. Ocenjen strošek za ukrep A – zamenjava oken in zunanjih vrat je
14.200 eur.
Vrednosti storitve za ukrep B – dodatna izolacija stropnih konstrukcij – smo pridobili iz
objavljenih cenikov izvajalcev za montažna dela stropnih konstrukcij in ponudnikov
izolacijskih materialov. V ceno ukrepa B smo vključili tudi elektroinštalacijska dela pri
montaži dodatnih stropov. Vrednost ukrepa B je ocenjena na 12.145 eur.
Prav tako smo za obnovo fasade oceno stroškov investicije določili s pomočjo cenikov na
spletnih straneh izvajalcev storitev in ponudnikov materiala. Ocenjena vrednost ukrepa C
je 19.000 eur.
Poudariti je potrebo, da so cene zgolj informativne narave in služijo za izvedbo analize
stroškov in koristi. Torej skupna vrednost investicije v prenovo ovoja stavbe s tremi
energetskimi ukrepi znaša 45.345 eur. Ta vrednost bo pri naši ekonomski analizi pomenila
enkraten negativni denarni tok.
Ocena pozitivnih denarnih tokov temelji na razliki stroškov dovedene energije, ki se porabi
za stavbo pred prenovo in po prenovi. Letni strošek energije pred prenovo je 11.615 eur, po
prenovi ta strošek zanaša 5.988 eur. Razlika med stroškoma je letni prihranek pri
porabljeni energiji za stavbo in znaša 5.627 eur. Opozoriti velja, da sem niso vključeni
kakšni drugi obratovalni stroški za vzdrževanje, ob predpostavki, da je življenjska doba
ovoja stavbe 20 let. Tu tudi ni vključena morebitna sprememba cene energentov. Obstajajo
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
62
sicer dolgoročne napovedi cen energentov, ki pa večinoma za daljše obdobje niso
zanesljive, sploh ob nepričakovanih hitrih spremembah na trgih z energijo.
Tabela 9.1: Stroškovna vrednost predlaganih ukrepov
PREDLAGANI UKREPI VREDNOST
[eur]
Zamenjava stavbnega pohištva 14.200
Dodatna izolacija stropa 12.145
Obnova fasade z vgradnjo toplotne izolacije 19.000
SKUPNA INVESTICIJA V OVOJ STAVBE 45.345
9.2 ANALIZA UPRAVIČENOSTI PRENOVE
Energetska prenova stavbe je z ekonomskega gledišča naložba oziroma investicija. Glede
na življenjsko dobo ovoja stavbe, ki je 20 let, smo izračunali ekonomsko upravičenost
projekta za dobo 20 let. Ekonomsko analizo smo izvedli v skladu z LCC (Life Cycle Cost)
analizo.
Ekonomsko analizo smo izvedli s pomočjo naslednjih finančnih kazalcev:
vračilna doba investicije (VD),
neto sedanja vrednost (NSV),
interna stopnja donosnosti (ISD).
9.2.1 Vračilna doba
Za oceno stroškovne učinkovitosti ukrepov v prenovo stavbe je priporočljivo uporabljati
vračilno dobo. Vračilna doba je statična metoda. Je povsem enostavna metoda opredelitve
smotrnosti v investicijo. Vračilno dobo izračunamo tako, da vrednost investicije – strošek
prenove – delimo z letnim donosom, v našem primeru je to letni prihranek pri stroških
energije za stavbo. Če so letni donosi oz. prihranki enaki, je ta metoda povsem
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
63
sprejemljiva. Pomanjkljivost vračilne dobe je, da ne upošteva časovne komponente,
izgubljanje denarja v času. Večinoma je enota za vračilno dobo izražena v letih.
Vračilna doba se izračuna:
𝑉𝐷 =𝑖𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑗𝑎−𝑣𝑙𝑜ž𝑒𝑘
𝑑𝑜𝑛𝑜𝑠 (𝑝𝑟𝑖ℎ𝑟𝑎𝑛𝑒𝑘 𝑛𝑎 𝑙𝑒𝑡𝑜)=
45.345 𝑒𝑢𝑟
5.627 𝑒𝑢𝑟/𝑙𝑒𝑡𝑜= 𝟖, 𝟎𝟔 𝒍𝒆𝒕 (15)
Izračunan čas vračilen dobe je 8,06 let.
9.2.2 Neto sedanja vrednost
Naložbe so povezane s stroški investiranja in pričakovanimi donosi naložbe, ki se pojavijo
v različnih trenutkih v določenem časovnem obdobju. Zaradi časovne razpršenosti donosov
smo te preračunali na sedanjo vrednost [24].
NSV je razlika med diskontiranim tokom vseh prilivov in diskontiranim tokom vseh
odlovov naložbe [23].
NSV izračunamo po enačbi:
𝑁𝑆𝑉 = ∑𝐷𝑖
(1+𝑟)𝑖𝑇𝑖 − ∑
𝑉𝑖
(1+𝑟)𝑖𝑇𝑖 (16)
Kjer je:
NSV – neto sedanja vrednost
Di – donos v i-tem obdobju
Vi – vlaganja v i-tem obdobju
r – diskontna stopnja
1/(1+r) – diskontni faktor
Če je NSV pozitivna, pomeni, da sedanja vrednost celotnega pozitivnega toka koristi
presega sedanjo vrednost celotnega negativnega toka stroškov. Hkrati pomeni tudi, da je
notranja donosnost investicije višja od diskontne stopnje [24].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
64
9.2.3 Interna stopnja donosnosti
Interna stopnja donosnosti (ISD) predstavlja stopnjo donosnosti, pri kateri je NSV enaka 0,
oz. diskontna stopnja, ki izenači sedanjo vrednost vlaganj s sedanjo vrednostjo donosov.
Pri tej metodi ne določamo diskontne stopnje, temveč jo ugotavljamo [23].
Matematično lahko ISD izrazimo z enačbo:
∑𝐷𝑖
(1+𝑟)𝑖 = ∑𝑉𝑖
(1+𝑟)𝑖 (17)
9.3 UGOTOVITVE ANALIZE EKONOMSKE UPRAVIČENOSTI NALOŽBE
Najprej smo po statični metodi z vračilno dobo izračunali, da je vračilna doba 8,06 let, kar
pomeni, da je investicija glede na vrsto ukrepov sprejemljiva. Pri tej metodi ni upoštevana
časovna komponenta denarja. Za hitro oceno je podatek za investitorja lahko oprijemljiva
informacija.
V tabeli 9.2 so prikazane vrednosti še po dinamični metodi. Izračunali smo NSV in ISD za
obdobje dvajsetih let za predlagane investicijske ukrepe v prenovo. Prikazan je denarni tok,
ki je konstanten, ob predpostavki, da se cena energentov ne spreminjajo in da se pojavijo
kakšni drugi vzdrževalni stroški na ovoju stavbe.
Omeniti je potrebno še predpostavko, da so izračuni narejeni na podlagi enakih referenčnih
podatkih za stavbo in ob neprekinjenem ogrevanju Kulturnega doma Letuš. V primeru
spremenjenih vhodnih podatkih, bi se razumljivo spremenili tudi končni rezultati. Če bi
stavba delovala s prekinjenim ogrevanjem zaradi manjše uporabe, bi to pomenilo
podaljšanje vračilne dobe.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
65
Tabela 9.2: Denarni tokovi, NSV in ISD
LETO DENARNI
TOK
NSV (7%) ISD
0 -45.345,00 €
1 5.627,00 € -40.086,12 € -87,59%
2 5.627,00 € -35.171,28 € -58,03%
3 5.627,00 € -30.577,97 € -36,84%
4 5.627,00 € -26.285,16 € -23,13%
5 5.627,00 € -22.273,19 € -14,06%
6 5.627,00 € -18.523,68 € -7,83%
7 5.627,00 € -15.019,47 € -3,40%
8 5.627,00 € -11.744,50 € -0,16%
9 5.627,00 € -8.683,79 € 2,27%
10 5.627,00 € -5.823,31 € 4,13%
11 5.627,00 € -3.149,96 € 5,58%
12 5.627,00 € -651,50 € 6,73%
13 5.627,00 € 1.683,50 € 7,65%
14 5.627,00 € 3.865,75 € 8,39%
15 5.627,00 € 5.905,23 € 9,00%
16 5.627,00 € 7.811,29 € 9,51%
17 5.627,00 € 9.592,66 € 9,93%
18 5.627,00 € 11.257,48 € 10,28%
19 5.627,00 € 12.813,39 € 10,57%
20 5.627,00 € 14.267,52 € 10,82%
Na podlagi finančne analize smo ugotovili, da je NSV ob 7 % diskontni stopnji
14.267,52 eur, pri čemer je predvidena življenjska doba investicije 20 let. Ker je NSV
investicije v življenjski dobi pozitivna, ugotavljamo, da je investicija upravičena.
V analizi smo izračunali tudi interno stopnjo donosa (ISD). Le-ta nam pove, kolikšna je
donosnost investicije ob upoštevanju predvidenih denarnih tokov. Ugotovimo lahko, da se
ob upoštevanju zahtevane donosnosti 7 % investicija povrne v prvi polovici 13. leta.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
66
10 SKLEP
Energija je danes dobrina izrednih razsežnosti. Je temelj in gibalo razvoja. Za dobro in
učinkovito gospodarstvo je pogoj zanesljiva oskrba s stroškovno ugodno in okoljsko
sprejemljivo energijo. Svetovni trend je v zmanjševanju rabe energije, hkrati pa je
poudarek na čim večji uporabi obnovljivih virov. Stavbe za svoje delovanje porabijo okoli
40 % vse porabljene energije. Pomeni, da je to veliko področje rabe energije vsekakor
velik izziv za prihranke na tem področju. S pravilnim pristopom in ozaveščenostjo lahko
naredimo velike korake pri zmanjšanju negativnih vplivov na okolje, hkrati pa je panoga
velika priložnost za okrevanje in rast gospodarstva.
Kulturni dom Letuš je stavba, ki jo uporabniki uporabljajo za svoje dejavnosti. Spada med
stavbe javnega značaja in mora biti prav zaradi tega še posebej dober zgled pravilnega
pristopa pri upravljanju z energijo. Stavba je starejše izdelave in je energijsko potratna.
Spada v energetski razred G, kar je zelo slab razred. Po temeljiti analizi in izvedenih
preračunih smo predlagali različne ukrepe. Poleg organizacijskih ukrepov so predlagani
trije investicijski: zamenjava oken, obnova stropov z dodatno toplotno izolacijo ter prenova
fasade z vgradnjo toplotne zaščite. Po izvedenih opisanih ukrepih se bo stavba premaknila
v razred D. Z ukrepi prenove v ovoj stavbe se bo količina energije za stavbo prepolovila, s
tem pa tudi obratovalni stroški. Vračilna doba investicijskih vložkov je po izračunu po
statični metodi malo nad osem let, kar je za tovrstne investicije dober kazalnik. Z
dinamično metodo je izračunani čas povrnite investicije nekoliko daljši, povrne se v dobrih
trinajstih letih.
Prihranek energije z omenjenimi ukrepi velja pri pogojih neprekinjenega ogrevanja in
ostalih referenčnih pogojih. Če bo stavba »delovala« s prekinjenim obratovanjem, se bo
letni prihranek energije znižal, s tem se bo sorazmerno podaljšala tudi doba vračljivosti.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
67
Omenjeni ukrepi ne predstavljajo celovite energetske prenove, saj takšna prenova
vključuje tudi rešitve in ukrepe na področju vgrajenih tehniških sistemov, kot je ogrevalni
sistem. Sistem je zagotovo potreben prenove, alternativ obstoječemu pa je več.
Omeniti je potrebno še, da ostaja odprto vprašanje rabe OVE. Naloga te teme ne vključuje,
je pa lega stavbe primerna za izkoriščanje vodnega potenciala reke Savinje, ob kateri
Kulturni dom Letuš leži.
Naloga je v celoti pokazala smiselnost energetske prenove Kulturnega doma Letuš.
Lastniku predlagamo čimprejšnjo odločitev o izvedbi prenove, saj bo občina s tem znatno
znižala obratovalne stroške, hkrati pa bo zgled ostalim občanom in javnosti.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
68
VIRI IN LITERATURA
[1] Dolgoročna strategija za spodbujanje naložb energetske prenove stavb. Dostopno
na:
http://www.mzi.gov.si/si/delovna_podrocja/energetika/ucinkovita_raba_ener
gije/ [21. 2. 2016]
[2] Direktiva 2010/31/eu evropskega parlamenta o energetski učinkovitosti stavb.
Uradni list L 153, 18/06/2010 str. 0013 – 0035)
[3] MzI, Portal energetika. Dostopno na: http://www.energetika-
portal.si/novica/n/sprejet-akcijski-nacrt-za-energetsko-ucinkovitost-za-obdobje-
2014-2020-9343/ [21. 2. 2016]
[4] Pravni red. Dostopno na: http://www.arhiv.evropa.ukom.gov.si/si/pravni-red/
[27. 2 2016]
[5] MZZ. Dostopno na:
http://www.mzz.gov.si/si/evropske_politike/jezikovna_vprasanja/pravne_in_jeziko
vne_zbirke/primarna_zakonodaja_eu/ [27. 2 2016]
[6] Pogodba o delovanju evropske unije. Dostopno na :
https://www.ecb.europa.eu/ecb/legal/pdf/c_32620121026sl.pdf [27. 2 2016]
[7] Zakon o graditvi objektov. Ur. l. RS, št. 102-4398/20004- uradno prečiščeno
besedilo, 14/05 - popr., 92/05 - ZJC-B, 93/05 - ZVMS, 111/05 - odl.
US, 126/07, 108/09, 61/10 - ZRud-1, 20/11 - odl. US, 57/12, 101/13 -
ZDavNepr in 110/13
[8] Pravilnik o učinkoviti rabi energije v stavbah PURES. Ur.l. RS št. 52/2010, z dne
30.06.2010
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
69
[9] Direktiva 2012/27/eu evropskega parlamenta o energetski učinkovitosti stavb
(Uradni list EU, 14/11/202, str. 315/1 – 315/56)
[10] TSG-1-004:2010 Učinkovita raba energije (Uradni list RS, št. 51/10)
[11] Prostorski portal RS, GURS. Dostopno na:
http://prostor3.gov.si/javni/login.jsp?jezik=sl [4. 1. 2016]
[12] ARSO, Atlas okolja. Dostopno na:
http://gis.arso.gov.si/atlasokolja/profile.aspx?id=Atlas_Okolja_AXL@Arso
[4. 1. 2016]
[13] Medved, S. Gradbena fizika, Fakulteta za arhitekturo. Ljubljana: 2010.
[14] Toplotna energija in prenos toplote. Dostopno na:
http://smarteco.wix.com/intermatics#!prihranki/cfmh [11. 3. 2016]
[15] Goričanec, D. Prenos toplote. Dostopno na:
http://www.fkkt.um.si/egradiva/fajli/prenos_toplote.pdf [20. 2. 2016]
[16] Prenos toplote. Dostopno na: http://les.bf.uni-
lj.si/uploads/media/5_PRENOS__TOPLOTE.pdf [20. 2 2016]
[17] ISO 6946:2007. Building components and building elements. Thermal resistance
and Thermal transmittance. Dostopno na:
http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=
40968 [20. 2. 2016]
[18] Računalniški program KI Energija, verzija 4.2.7.3. Dostopno na:
http://www.knaufinsulation.si/ [4. 1. 2016]
[19] Pravilnik o metodologiji izdelave in izdaji energetskih izkaznic stavb. Ur. l. 92-
3699/2014
[20] Testo 890 termična kamera. Navodila.
[21] Arhiv Občine Braslovče.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
70
[22] Plošče za kontaktne fasade. Dostopno na:
http://www.knaufinsulation.si/content/fkd-s-thermal-plo-za-kontaktne-fasade-
fasadni-ampion [20. 2. 2016]
[23] Toplak, J. Ekonomika poslovnega sistema, Visoka komercialni poslovna šola.
Celje: 2008
[24] Bojnec, Š. Ekonomika podjetja, Fakulteta za management. Koper: 2007.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
71
PRILOGE
PRILOGA A: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE
ZAKLJUČNEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV DIPLOMANTOV
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
72
PRILOGA B: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA