3.OSNOVE ENERGETIKE I FIZIKE ZGRADE - VUSB

3.OSNOVE ENERGETIKEIFIZIKE ZGRADE1

3.OSNOVE ENERGETIKE I FIZIKE ZGRADETOPLINSKA ZAŠTITA ZGRADAToplinska zaštita zgrada nije samo primjerena toplinskaizolacija obodnih konstrukcija zgrade, ona obuhvaća sva rješenjakoja smanjuju neugodne utjecaje vanjske klime i temperature teodnose vlage kod minimalne potrošne energije: zimi za grijanje, ljetiza hlañenje prostora. Kod svih tih rješenja stanari moraju imatiprimjerenu stambenu - toplinsku ugodnost. Odgovarajuća toplinskazaštita osigurava i veću trajnost zgrade jer sprjećava prevelikatemperaturna opterećenja u obodnim konstrukcijama i oštečenjazbog utjecaja zračne vlage.Toplinska ugodnostZa pravilan rad tjelesnih funkcija čovjekovo tijelo moraodržavati stalnu tjelesnu temperaturu približno 36,6°C. Izmeñučovjekova tijela i okoline izmjenjuju se energetski tokovi. Čovjekmetabolizmom iz hrane stvara energiju koju pretvara u toplinsku injome se koristi za obavljanje poslova. Tijelo predaje toplinuSllka 1. Vanjski utjecaji na osječaj toplinske ugodeokolini provoñenjem kroz odjeću, konvekcijom - gibanjem zraka popovršini odjeće, zračenjem izmeñu tjelesnih i okolnih površina,ishlapljvanjem - preko izdisaja vlažnog zraka i znojenjem. Što je nižatemperatura okolnog zraka, to se veći dio topline izmjenjuje sokolinom zračenjem, provoñenjem i konvekcijom. Kad se temperaturaokoline približi temperaturi čovjekova tijela, prevladavajuće postajedavanje topline okolini ishlapljivanjem.Čovjek postiže osječaj toplinske ugode kad su opisani tokovi izmedu čovjekovatijela i okoline u ravnoteži.Na veličinu energetskih tokova utjeću subjektivni ljudski parametri:-fizička aktivnost-vrsta odjeće3

-temperatura zraka u prostora-temperatura obodnih površina-brzina kretanja zraka u prostora-relativna vlažnost zraka u prostora.Subjektivni parametri toplinske ugodnostiToplina koju čovjekovo tijelo proizvodi i predaje okolini ovisi o fizickoj aktivnosti,Vrijednosti proizvedene topline i mjerila fizičke aktivnosti odraslog čovjeka (površinakože 1,8 m 2 ) prikazane su u tablici 1.Mikroklimatski parametri toplinske ugodnostiNa skupinu mikroklimatskih parametara toplinske ugodnosti (temperaturazraka i temperatura obodnih površina, relativna vlažnost zraka i brzina kretanjazraka) znacajno utječe tlocrt zgrade. Nabrojeni mikroklimatski parametri nemajujednak utjecaj na čovjekovu spoznaju topline i ugodnosti. Snažniji utjecaj imajutemperatura zraka, temperatura obodnih površina te brzina kretanja zraka pričovjekovu tijelu, dok manji utjecaj na toplinsku ugodnost ima relativna vlažnost zraka.Za toplinsku ugodnost važna je temperatura zraka, njezina raspodjela po visini,srednja temperatura obodnih površina, tj. "srednja temperatura zračenja" te razlikaizmedu temperatura zraka i srednje temperature zračcenja. Čovjek toplinukonvekcijom predaje zraku oko sebe te zračenjem na površine koje ga okružuju. Štoje niža temperatura obodnih površina, to više topline čovjek predaje zracenjem te sestoga osjeća neugodno.Uobičajeno se kao mjerilo za toplinsku ugodnost u prostora, vrlo pojednostavljeno,navodi samo temperatura zraka u prostora. Ako se parametri toplinskeugodnosti žele opisati točnije, mora se obuhvatiti i utjecaj temperature obodnihpovršina. Tada se govori o "osjetnoj temperaturi" koja se grubo opisuje kaoprosjećna vrijednost temperature zraka i temperature unutarnjih površina. S gledištatoplinske ugodnosti i iskorištavanja energije za grijanje, previsoka je temperaturaunutarnjeg zraka nepoželjna jer je prevelika razlika izmedu temperature zraka iokolnih površina za čovjeka neugodna. Jedan od uvjeta ugode boravljenja jest da jerazlika izmedu temperature zraka i srednje temperature zračenja što manja (manjaod 2K). Ako se plašt zgrade toplinski izolira, postižu se bolje ugodnosti u prostoru ištedi energiju za grijanje.Kretanje zraka stalno je prisutno u prostoru i utjece na konvekcijske toplinskegubitke. Utjecaj kretanja zraka na osječaje povezan je s temperaturom zraka jer sezrak većih brzina širri hladnijim dijelom. Zimi je pri temperaturi od 20°-22°C najpovoljnijabrzina 0,15 m/s, ljeti 0,25 m/s.Opis aktivnostiProizvedenetopline [W/m 2 ]Mjerilo fizickeaktivnosti [met]ležanje 0,8 47sjedanje 1,0 58sjedeći rad u uredu 1,2 70lakši posao, stajanje (kupovina) 1,6 93srednje težak rad, stajanje (kućni2,0 117poslovi, rad u radioni)Tablica 1. Vrijednosti proizvedene topline za razlicite fizičke aktivnosti odraslog covjekaRelativna vlažnost zraka manje utjece na čovjekovu ugodnost, bar u područjuumjerenih temperatura zraka (15°-25°C). U takvim se slučajevima promjena u4

elativnoj vlazi za 10% osjeća slično kao promjena temperature zraka za 0,3°C.Preporučena relativna vlažnost u uobičajenim prostorima boravka ne bi smjela biti nižaod 35 posto ili viša od 70 posto.Usklañivanje parametra toplinske ugodnosti Čovjek osjeća toplinsku ugodnostu području oko optimalnih vrijednosti mikroklimatskih parametara. Ako semikroklimatski parametri promijene, čovjekovo tijelo može slojevitim oblačenjem testupnjem tjelesne aktivnosti regulirati manja odstupanja, tako da se još uvijek osjećatoplinska ugodnost. No, odmaknu li se mikroklimatski parametri previše od rihvatljivihvrijednosti, njihova se kombinacija osjeća kao prevruč, prehladan, presuh, prevlažanodnos u okolini. Primjerene vrijednosti mikroklimatskih parametara, kojiosiguravaju toplinsku ugodnost, prikazuju psihrometricrri dijagrami.Dobrim projektom zgrade do toplinske ugodnostiZgradu je potrebno promatrati kao cjelinu. Kako bi funkcionalnost,ekonomičnost i stambena ugodnost postigli visoku kvalitetu, potrebno jeveć pri projektiranju zgrade i odabirom njezina grijanja voditi računa omnogim činjenicama:-okolini: lokaciji i orijentaciji zgrade-tlocrtnom obliku, rasporedu prostora u njoj-sastavu i značajkama obodnih konstrukcija: toplinska provodljivosti akumulacija zidova, veličina, toplinska provodljivost izrakonepropusnost prozora-načinu uporabe zgrade: temperatura u prostorima, prozračivanje-vlaženju prostora.Izbor lokacije zgradeLokacija zgrade može povečati ili smanjiti toplinske gubitkezgrade. Najugodniji je položaj zgrade na prisojnoj strani, u područjuzaštičenom od vjetrova. Temperature su na takvim mjestima približno2°C više nego u neutralnom položaju, što znaci i do 20 posto manjetoplinske gubitke kuće.Mnogo veći utjecaj na toplinske gubitke zgrade ima izloženostvjetru. Vjetar na izloženim položajima povećava konvekcijske toplinskegubitke kroz prozorske spojeve i lagane grañevne konstrukcije.Toplinski gubici zgrade na vjetrovitom području mogu biti dva putaveći nego u zgradi u zaštičenom položaju. Nekvalitetno izvedeni spojeviznaće i višekratno povećanje toplinskih gubitaka.Slika 2. Usporedba vrijednosti koeflcijenta prolaska topline U (W/m 2 K) u zidovima različitihsastava5

Odreñena izmjena zraka u zgradama potrebna je iz higijenskih igrañevnofizikalnih razloga. Kod starijih su zgrada toplinski gubici zbogprolaza topline kroz ovoj zgrade dva puta veći od toplinskih gubitakazbog prozračivanja, dok su kod novijih, kvalitetno izvedenih toplinskiizolirarrih zgrada oni jednako veliki.Oblik zgradeZgrade jednakih volumena i jednako toplinski izoliranih ovoja, sobzirom na njihov oblik i razvedenost pročelja imaju vrlo različitetoplinske gubitke. Toplinski gubici zbog prolaza topline - transmisijskitoplinski gubici - povečavaju se razmjerno povečanju vanjske površinezgrade. Na toplinske gubitke zgrade utjeće raščlanjenost njezina ovoja, kojeg opisujeoblikovni faktor, to je odnos izmeñu površine vanjskog ovoja zgrade i njezinavolumena A/V. U usporedbi s obiteljskom prizemnom kućom koja ima najneugodnijiodnos, dvokatna zgrada jednake stambene površine ima oko 20 posto manju vanjskupovršinu i tome razmjerno manje toplinske gubitke. Stambeni niz ima oko 30 postomanju vanjsku površinu, dok je kod četverokatne kompaktne stambene zgradevanjska površina ovoja zgrade za pola manja nego kod samostojeće obiteljske kućce.Kompaktna osnova zgrade osim smanjenja toplinskih gubitaka znači i manjetroškove gradnje.Orijentacija i raspored prostora u zgradiPravilnom orijentacijom zgrade i primjerenim rasporedom prozoraučinkovito se iskorištava Sunčeva energija, koja može nadomjestiti dioenergije potrebne za održavanje temperature u stanovima. Preporučljivoje na južnoj strani ugraditi veće prozore s dodatnom zaštitom od sunca(rolete), a na ostalim stranama, posebno na sjevernoj, manje prozore.Gubici zbog prolaza topline kroz prozore mogu se smanjiti izboromprimjere nog ostakljenja. Kroz niskoemisijsko ostakljenje s plinskimpunjenjem prolazi do 2,7 puta manje topline nego kroz uobičajenodvostruko ostakljenje. Raspored prostora boravka u zgradi na jug iservisnih prostora na sjever važan je zbog kvalitete stanovanja kao izbog učinkovitog iskorištavanja Sunčeve energije. Prostori s jednakimtemperaturnim režimom trebaju biti smješteni zajedno. Vrlo visokeprostore ili prostore planirane preko više katova vrlo je teško jednakomjernozagrijati, a pritom se troši i više energije.Prolaz topline kroz ovoj zgradeToplina prolazi kroz ovoj zgrade zbog temperaturne razlikeizmeñu toplog zraka u prostora i hladnog vanjskog zraka u smjera nižetemperature. Gubljenje topline ne može se zaustaviti, može se smanjitipoboljšavanjem toplinske izolacije obodnih konstrukcija. Kvalitetatoplinske zaštite ovoja zgrade opisuje toplinska prolaznostkonstrakcijskog sklopa, koji kazuje koliko topline dode u vremenskojjedinici (1 sek) kroz površinu 1 m2 konstrukcije, ako je razlikatemperatura zraka na obje stijene konstrukcije 1K. Prolaz toplinekonstrakcijskog sklopa označava se sa k (W/m 2 K), uskladivanjem naših6

propisa i norma s europskim za prolaz topline uvriježila se oznaka U.Prolaz topline kroz konstrakciju ovisi o ugrañenim materijalima,njihovoj toplinskoj provodljivosti i debljini njihovih slojeva. Poredakslojeva u sklopu ne utječe na prolaz topline, važan postaje kada segovori o akumulaciji topline i toplinskom odazivu zgrade na promjenetoplinskih odnosa u okolini. Niski prolaz topline obodnih konstrukcijapostiže se ugradnjom toplinskoizolacijskih materijala. Što je manjatoplinska provodljivost slojeva, to su manje toplinskoizolacijskekarakteristike. Toplinska provodljivost slojeva X (W/mK) kazuje koliko topline prodeu vremenskoj jedinici (1 sek) kroz lm 2 sloj s debljinom 1 m pri temperaturnoj razlici1K.Kod višeslojnih konstrukcija potrebno je računski provjeriti odgovara ligrañevnofizikalni raspored pojedinih materijala u sklopu. Posebno je važan položajtoplinske izolacije jer zbog neodgovarajuceg sastava slojeva može doći donavlaživanja materijala i do trajnih oštečenja. Svaki sustav - raspored slojeva tepoložaj toplinske izolacije u ovoju zgrade ima svoje zahtjeve te dobre i slabekarakteristike. S obzirom na namjenu zgrade potrebno je izabrati najpovoljniji sustav.Površinska kondenzacijaTemperatura unutarnjih površina ovoja zgrade zimi je uvijek niža odtemperature zraka u prostora. Pri odredenim uvjetima, kao što su visoka relativnavlažnost zraka u prostora (stalno iznad 70 posto), premala toplinska izolacija ovojazgrade, toplinski mostovi, ometano kretanje zraka uz konstrakciju (zavjese, namještaj,u kutovima) može se kondenzirati zračna vlaga na površini, što ima zaposljedicu razvoj zidne plijesni.U prostorima boravka, gdje je relativna vlažnost zraka zimi uobičajeno izmeñu40 posto i 60 posto i samo povremeno - u vrijeme kuhanja ili kupanja - naraste do 80posto jer je toplinska izolacija ovoja zgrade u propisanim granicama, a detalji gradevnefizike pravilno riješeni, ne može se pojaviti površinska kondenzacija iposljedicna plijesan. Površinska kondenzacija može se izbjeći dobrom toplinskomzaštitom ovoja zgrade i smanjenjem relativne vlažnosti zraka u prostora. Naunutarnjoj se strani ugraduju materijali koji primaju i predaju suvišnu vlagu, a namještajse ne postavlja uz vanjske toplinsko neizolirane stijene.Vlaženje u konstrukcijiVažna posljedica povečane vlažnosti materijala jest slabljenjetoplinskoizolacijske sposobnosti što je posebno nepoželjno kodizolacijskih materijala. Jedan od uzroka vlažnja u unutrašnjosti sklopaje i kondenzacija difuznog toka vodene pare.Zimi je koncentracija vodene pare u zraku grijanog prostora višaod koncentracije vodene pare u vanjskom zraku. Zbog težnje da sekoncentracije izjednaće, vodena para iz prostora boravka prodire krozkonstrakcijski sklop prema van. Ta se pojava naziva difuzijom vodenepare. Što je topliji i vlažniji zrak u prostora boravka i što je hladnija isuša okolina, to je snažniji difuzijski prijenos vodene pare.Zbog različitih temperatura u zgradi i izvan nje temperaturapojedinih slojeva snižava se od unutra prema van. Vodena para kojaprolazi od toplijih slojeva prema hladnijim kod neugodnih sekombinacija temperature i relativne vlažnosti kondenzira naodredenome mjestu u konstrukciji. Do kondenzacije u konstrukciji dolazi7

češce kada je toplinska izolacija na unutarnjoj strani ili iza parozapornogsloja na vanjskoj strani toplinske izolacije. Osnovno pravilo zaodgovarajući sastav glasi: na unutarnjoj strani konstrukcije mora bitimaterijal s manjom propusnosti vodene pare i niskom toplinskom izolativnosti,na vanjskoj strani s visokom popustljivosću i visokom toplinskomizolativnsti. Kako bi se sprijecila kondenzacija vodene pare, ukonstrakciju se na unutarnju toplu stranu toplinskoizolacijskog slojaugraduje parna brana ili parna zapora koja sprječava prekomjeran ulazdifuznog toka u unutrašnjost. Sastav konstrukcije je usprkos mogučojpojavi kondenzacije u zimskom razdoblju odgovarajući ako sekonstrukcija tijekom ljeta posuši.Akumulacija toplineZgrade se grade od masivnih elemenata (betona, opeke) ili odlaganih montažnih elementa, s površinskom masom manjom od 300kg/m 2 . Masivne konstrukcije mogu akumulirati mnogo topline. Uzimskom i prijelaznom razdoblju, koje je najprimjerenije za pasivnoiskorištavanje Sunčeve energije (direktnim Sunčevim zračenjem krozprozore, staklenike, akumulacijske zidove), važno je da zgrada imadovoljnu toplinsko akumulacijsku masu koja čuva uhvačenu energiju iuravnotežuje inaće prevelike dnevne oscilacije temperature uprostorima boravka. Konstrukcije s velikom akumulacijom topline povečavajutoplinsku stabilnost prostora koje omeñuju. Kako bi se ostvariladobra toplinska akumulacija primjenom masivnih elemenata, kao štosu kamen i opeka, njihova se površina ne smije pokrivati raznim oblogamajer se time poništava učinak. Kod dobro toplinsko izoliranih masivnihzgrada oscilacija vanjske temperature jedva se primijeti u unutarnjimprostorima. Lagane konstrukcije imaju malu akumulaciju topline.Iako su dobro toplinski izolirane ne mogu spriječiti i smanjiti vanjsketemperaturne utjecaje. Oscilacije temperature u takvim su zgradamavelike. Ljeti mnogo više topline ulazi u zgradu zračenjem krozostakljene površine nego provodenjem kroz krov i zidove. Stoga jepotrebno brinuti se o sjenilima koja štite zgradu od pregrijavanja uvrijeme intenzivnog osunčavanja. S druge strane, lagane sukonstrukcije upravo zbog male akumulacije topline i dobre toplinskezaštite primjerene za zgrade koje se rabe povremeno i samokratkotrajno griju.3.1. KRETANJE ZRAKA,TOPLINE I VLAGE3.1. OSNOVNI POJMOVI NAUKE O TOPLINI3.1.1. ToplinaToplina i pojave koje ju prate mogu se objasniti takozvanomkinetiko-molekularnom teorijom pomoću kretanja molekula. Svamaterija koja nas okružuje, bez obzira da li je u čvrstom, tekućem illplinovitom stanju, sastoji se od molekula koje su u neprekidnom,8

nesreñenom gibanju. Kod čvrstih tijela molekule meñusobno nezavisnovibriraju oko nekog položaja ravnoteže.U tekućinama i plinovima one se kreću u raznim pravcima, meñusobnose sudaraju i pri tome mijenjaju smjerove svog gibanja.Toplina nekog tijela jednaka je zbroju kinetičkih energija nesreñenoggibanja svih njegovih m olekula. Toplina je, dakle, samojedan od mnogobrojnih oblika energije. ,3.1.2. TemperaturaDodirom nekog tijela na koži naših prstiju javlja se osjećajtopline ili hladnoće, koji izražavamo riječima vruće, toplo, mlako,hladno„. Ovim atributima pripisanim dodirnutom tijelu m i u s t va r io c j e n j u j e m o t e m p e r a t u r u n a p o v r š i n i t o g tije l a .Može se reći da je temperatura općenito fizikalno — svojstvo svihtijela.Promjenom temperature tijela mijenjaju se mnoga njihovasvojstva. Promjena nekog svojstva tijela uslijed promijene njegove temperaturemože se uzeti kao osnova za mjerenje temperature. Tako senpr. kod živinog termometra, za mjerenje temperature koristi svojstvožive da kod povišenja temperature poveća svoj obujam. Položaj živena termometru uronjenom u vodu koja se smrzava i s njom toplinskiuravnoteženom, dobio je oznaku O.U ravnoteži, pak, termometra s kipućom vodom živa je povećalasvoj obujam i njen novi položaj dobio je oznaku 100. Razmak izmeñuovih dviju oznaka podjeljen je na 100 jednakih dijelova i tako jedobiven jedan stupanj Celzijev, oznaka ° C. Ova temper aturna s ka lap rotirena je zatim i spod 0 ° C i i znad 100 ° C. Brojčane vrijednostiiznad 0 ° C označene su sa +, a ispod 0 ° C sa -.Celzijeva temperaturna skala dobivena je, dakle, tako da je ledištuvode proizvoljno pripisana vrijednost temperature 0 ° C, avrelištu vode 100 ° C.Umjesto žive, mogla se u načelu, u termometar koji radi na principupromjene obujma, ugraditi i neka druga tekućina.Meñutim, promjena obujma tijela nije nikada točnoproporcionalna temperaturi u svim područjima temperaturne skale, ai mijenja s e o d t va r i d o t va r i , š t o zn a č i d a b i s e u r a zn i ms l u č a j e v i m a mogao dobiti različit rezultat mjerenja. Da bi se ovajnedostatak k od m jerenja i definiranja temperature o tklonio, LordKelvin je na temelju teorijskog stupnja iskorištenja toplinskihstrojeva definirao takozvanu termodinamičku temperaturu T (ili o)koja ne ovisi o svojstvima termometrijskog tijela već je univerzalnogkaraktera. U SI sustavu termodinamička t em peratura T je prihvaćena,kao osnovna f izikalna veličin a. N j e n a j e d i n i c a j e k e l v i n ,oznaka K.Termodinamička temperaturna skala je definirana pomoću termodinamičketemperature trojne točke vode 1) T t koja je odabrana zareferentnu točku i kojoj je dodijeljena vrijednost 273,16 kelvina.Propisivanjem vrijednosti temperature trojne točke v o d e u j e d n o j ed e f i n i r a n a i j e d i n i c a k e l v i n . N a i m e i z j e d n a d ž b e9

1)T t = 273,16 K ……………………………. (1.1)Trojna točka vode je ravnotežna točka izmeñu čvrstog, tekućeg iplinovitog stanja vode.slijedi da jeT tK = -------------- ........................................................(1.2)273.16ili riječima: jedinica termodinamičke temperature kelvin je 273,16-ti diotermodinamičke temperature trojne točke kemijski čiste vode.Celzijeva temperature t (ili e) može se prikazati izrazomt = T – T o ……………………………………….gdje je T o = 273,15 K vrijednost termodinamičke temperature ledišta vode. Timeje utvrñena veza izmeñu Celzijeve i termodinamičke temperaturne skale.Jedinica stupanj Celzija identički je jednaka jedinici Kelvin0 C = K ……………………………………………………………(1.4)Celzijeva temperatura iskazuje dakle temperaturu u odnosu premaledištu vode i predstavlja interval termodinamičke temperature.Prema kinetičko molekularnoj teoriji temperatura tijela je proporcionalnakinetičkoj energiji nesreñenog gibanja njegovih molekula.Povisiti temperaturu tijela znači povećati srednju brzinu tog kretanjanjegovim molekulama. Kako brzina kretanja molekula može biti sveveća, to znači da ne postoji gornja granica temperature. Naprotiv, akozamislimo sve sporije kretanje molekula, u nekom trenutku molekule ćedoći u stanje mirovanja. Drugim riječima, u području niskih temperaturapostoji jedna krajnja temperaturna točka koja je nazvana apsolutnanula, a nalazi se nat = -273,15 ° C odnosno T = 0 K.3 . 1 . 3 . K o l i č i n a t o p l i n eDa bi se povećala temperatura nekog tijela potrebno je tom tijeludovesti odreñenu količinu topline. Fizikalna veličina količina topline Q,označava toplinsku energiju koja prelazi s jednog tijela na drugo (prinjihovom dodiru ili zračenju).U SI mjernom sustavu jedinica za količinu topline je joule (džul),simbol J. Ranije se za količinu topline mnogo koristila jedinica kalorija,simbol cal.1 c a l - 4 , 1 8 6 8 J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1,5)odnosno1 J=0,2388459 cal ..……………………………………..(1.6)10

3 . 1 . 4 . S p e c i f i č n i t o p l i n s k i k a p a c i t e tMnogobrojnim pokusima je dokazano da izmeñu količine topline Q dovedenenekom tijelu, mase tijela m i porasta njegove temperature ∆T postoji linearna vezaQ = c· m· ∆T ................................................... (1.7)Faktor proporcionalnosti u jednadžbi (1.7) je veličinaQc=------- (J/(kg•K))....................................................(1.8)m∆Tkoja se zove specifični toplinski kapacitet. Iz jednadžbe (1.8) slijedi da je specifičnitoplinski kapacitet količina topline potrebna da se jediničnoj masi nekog tijela povisitemperatura za jedinicu, U sustavu SI jedinica specifičnog toplinskog kapaciteta jeJ/(kg•K).Vrijednost veličine c se m ijenja od tvari od tvari, a ovisna jeo temperaturi pri kojoj je izmjerena. Zato se u grañevinskoj praksi koristi njenasrednja vrijednost koja približno vrijedi za odreñeni temperaturni interval.3.1.5. PRENOŠENJE TOPLINEOsnovni oblici prenošenja toplinePrenošenje topline je prirodni proces do kojeg dolazi čim postojirazlika temperatura u nekom sistemu, ili izmeñu dva sistema (Diomaterijalnog svijeta, koji je odabran radi njegova proučavanja, nazivase sistemom. Sve što je izvan sistema naziva se okolina.), bez obzirana prirodu sredine (materija ili vakuum) koja ih odjeljuje. Kod toga seprenošenje topline vrti u pravcu niže tem p e r a t u r e ,Toplina se može prenositi na tri načina koji se razlikuju po fizikalnomobliku.To su: 1. voñenje (kondukcija),2. prijelaz strujanjem (konvekcija) i3. prijelaz zračenjem (radijacija).Voñenjem se toplina može prenositi u čvrstim, tekućim i plinovitimsredinama. Prenošenje topline konvekcijom moguće je samo u tekućim iplinovitim sredinama, a zračenjem u plinovitim sredinama i u vakuumu,Prenošenje topline voñenjemDo prenošenja topline voñenjem dolazi uslijed -prirodne težnje zahomogenom razdiobom srednje brzine molekula, a time i temperature usvim dijelovima promatranog sistema. Brže molekule toplijeg dijelasistema sudaraju se s polaganijim molekulama hladnijeg dijela sistema.Kod toga se prve molekule usporavaju a druge ubrzavaju, tako da11

se srednje brzine molekula u čitavom sistemu izjednačavaju. Ovakavintermolekularni način prenošenja topline zove se voñenje topline.Zamislimo unutar nekog tijela od homogenog materijala tanku plotudebljine d omeñenu paralelnim ravninama u kojima je stalnatemperatura tijela Θ l i Θ 2 pri čemu neka je Θ 1 < e 2 (sl.2,1.). Na temeljumnogobrojnih pokusa Fourier je postavio zakon voñenja topline u oblikuΘ 2 - Θ 1Q = λ A ------------Τ........................................(2.1)dλ = koeficijent toplinske vodljivostiA = površinaΤ = VrjemeQ = količina toplineΘ 2 - Θ 1 = celzijeva temperaturad = debljinaS i m b o l Q p r e d s t a v l j a k o l i č i n u t o p l i n e k o j a u v r e m e n u Tp r o ñ e kroz promatranu površinu A.Sl.2,1, Voñenje topline kroz ravnu ploču od homogenog materijalaVeličina λ zove se: koeficijent toplinske vodljivosti, i predstavljajednu od osnovnih toplinsko-fizikalnih karakteristika materijala kroz kojise prenosi toplina. U SI sustavu jedinica veličine λ je W/(m•K).Budući da je količina topline Q energija, to de omjer Q/T biti snaga Φkoja se u nauci o toplini zove toplinski tok. Toplinski tok koji prolazi12

jedinicom površine zove se gustoća toplinskog toka i označavasimbolom q. DakleQ Φq = -------- = ------- (W/m 2 )......................................(2.2)Τ A AJedinica gustoće toplinskog toka u SI sustavu je W /m 2Pomoću (2.2) izraz (2.1) se može pisati u oblikuΘ 2 -Θ 1q V = λ ---------dgdje indeks v označava da se radi o preno šenju topline vodjenjem,Prenošenje topline konvekcijomPredaja topline od nekog fluida (plina ili tekudine) u gibanju naneko čvrsto tijelo ili obrnuto naziva se prenošenje topline konvekcijom,Prema uzroku gibanja fluida razlikuje se prirodna konvekcija i prisilnakonvekcija. Kod pririodne konvekcije čestice fluida se gibaju zbograzlika u gustoči nastalih nejednolikom temperaturom dijelova fluida.Prisilna konvekcija nastaje kad se gibanje fluida podržava nekimmehaničkim ureñajem, npr, pumpom ili ventilatorom.Neka je površina grañevinskog elementa temperature Θ okruženazrakom temperature t (sl.2.2.), pri emu je Θ › t. Čestice zraka u dodiru stoplijom površinom elementa se zagrijavaju, postaju lakše i dižu se uvis, a na njihovo mjesto dolaze hladnije čestice zraka. Na taj načinnastaje struja konvekcije i toplina sa grañevinskog elementa prelazi nazrak.S l . 2 . 2 . P r i m j e r p r e n o š e n j a t o p l i n e k o n v e k c i j o m13

Gustoća toplinskog toka q c koja s površine promatranog elementapreñe konvekcijom na - zrak dana je izrazomq C = α C ( Θ – t ) (W/(m 2 •K))α C je koeficijent prijelaza topline konvekcijom, a znači gustoćutoplinskog toka koju površina grañevinskog elementa da ili primikonvekcijom kad izmeñu te površine i okolnog zraka vlada jediničnarazlika temperature. U sustavu SI jedinica koeficijenta prijelaza toplinekonvekcijom je W/(m 2 •K). Njegova vrijednost utvrñuje seeksperimentalno, a ovisna je o brzini zraka uz promatranu površinu, oorijentaciji površine i o smjeru toplinskog toka.Promjena koeficijenta α c s brzinom zraka, za vertikalnu plohuprikazana je na s1,2.3.sl.2.3. Ovisnost koeficijenta prijelaza topline konvekcijom α c o brzinivjetra, za vertikalnu plohuKod vertikalnih ploha smjer toplinskog toka ne utjeće na vrijednostkoeficijenta konvekcije. Meñutim, kod horizontalnih ploha on je odbitnog utjecaja. Za silazni toplinski tok vrijednost koeficijenta α c jemnogo manja nego za uzlazni tok.Slučaj silaznog toplinskog toka susreće se u zgradarstvu npr.. kodmeñukatnih konstrukcija iznad negrijanog podruma. Temperaturapovršine poda manja je, u ovom slučaju, od temperature zraka uprostoriji. Zato se zrak na kontaktu s podom rashlañuje, a time rastenjegova gustoća i on ostaje uz pod. Prenošenje topline konvekcijom sazraka na površinu poda se dakle smanjuje.Slučaj uzlaznog toplinskog toka javlja se npr. kod podnih konstrukcijas ugrañenim grijanjem. Hladniji zrak uz površinu poda sezagrijava, pri čemu se smanjuje njegova gustoća i on se diže u vis, takoda koeficijent konvekcije postaje znatno veći u odnosu na prethodnislučaj.14

Prenošenje topline zračenjem (Radijacijom)Sva tijela, u čvrstom i tekućem stanju, odaju dio kinetičke energijesvojih molekula u obliku energije elektromagnetskih valova koju zračesvojom površinom. I obratno, kada elektromagnetski valovi dospiju dopovršine nekog tijela, jedan njihov dio tijelo upije i pretvara ga ukinetičku energiju svojih molekula, a to znači u toplinu. Ukupna energijaprenesena zračenjem dobije se kao razlika izmeñu energije što jeemitira površina nekog tijela i energija koju je to ista površina pridozračivanju apsorbirala. To znači da se kod proučavanja prenošenjatopline zračenjem mora promatrati meñusobno djelovanje svih tijelakoja zrače.Na sl.2.4. prikazana su dva tijela označena brojevima 1 i 2, spovršinskim temperaturama Θ 1 i Θ 2 . Pod pretpostavkom da jeΘ 2 > Θ 1 gustoča toplinskog toka q r koju zračenjem prima površina tijela1 dana je izrazomq r = α r ( Θ 2 – Θ 1 )f ………………………………………. (2,5)Faktor f je broj bez dimenzija, nazvan faktor oblika.Kada površina tijela 2 potpuno obuhvaća površinu tijela 1, faktoroblika ima vrijednost jedan. U protivnom on je manji od jedan. Ako pakpostoji više tijela različitih temperatura, koja potpuno okružuju tijelo 1,onda je suma faktora oblika koji pripadaju tim tijelima jednaka jedinici,α r je koeficijent prijelaza topline zračenjem. U jedinicama SI koeficijentα r se mjeri u W/(m 2 •K). Njegova vrijednost ovisna jeo koeficijentima emisije ε l i ε 2 površina tijela 1 i 2 koja izmjenjuju toplinuzračenjem, i dana je izrazom5,7α c = -------------- W/(m 2 •K) …………………………………….(2.6)1 1---- + ---- - 1ε1 ε2Koeficijent emisije e je broj bez dimenzija, a jednak je omjeruodzračene (ili apsorbirane) energije promatrane površine tijela iodzračene (ili apsorbirane) energije površine crnog tijela jednaketemperature. Crnim tijelom naziva se tijelo koje potpuno apsorbira sveelektromagnetske valove.Koeficijent emisije većine uobičajenih grañevinskih materijala(beton, opeka, žbuka, ...) iznosi oko 0,9. Malu vrijednost koeficijenta eimaju samo neki metali sjajnih poliranih površina.Ukupna gustoća toplinskog toka koju zračenjem prima površina tijela1, potpuno okružena sa n drugih tijela, dana je izrazomj = nq r =Σj = lα r j (Θ j – Θ q ) · f j .............................(2.7)15

S1.2.4Prenošenje topline zračenjemOvdje je f j faktor oblika koji se odnosi na površinu temperature Θ j.Kada je vrijednost svih koeficijenata prijelaza topline zračenjem jednaka α r, atemperatura svih površina okružujućih tijela jednaka Θ 2 , izraz (2.7) postajej = nj = nq r = α r ( Θ 2 Σ f j – Θ 1 Σ f j ) ........................(2.7)j = lj = lj = nKako je, Σ dobije se u ovom slučaju za gustoću toplinskogJ = ltoka, koji se prenosi zračenjem, jednostavni izrazq r = α r ( Θ 2 – Θ 1 )....................................(2.8)3.1.6.SVOJSTVA VLAŽNOG ZRAKAVlažan zrak je smjesa suhog zraka i vodene pare koja se običnonaziva vlagom zraka. Zrak meñutim ne može sadržavati vodene pare uneograničenoj količini. Najveći mogući sadržaj vodene pare u zrakuovisi o temperaturi zraka. Što je temperatura zraka viša to on možeprimiti veću količinu vlage. Ova ovisnost prikazana je na sl,7.1,Za zrak koji sadrži najveću moguću količinu vodene pare kaže seda je zasićen vlagom. Zrak, meñutim, najčešće sadrži manju količinuvlage od najveće moguće, i u tom slučaju on nije zasićen tj. mogao biprimiti još vlage dok ne bi postao zasićen.Iz dijagrama na s1.7.1. je vidljivo da npr. svaki m 3 zraka temperature+20 ° C sadrži u zasićenom stanju 17,3 g vodene pare.To je najveća količina koju zrak to temperature uopće može sadržavati.Ako zrak temperature +20 ° C ne sadrži 17,3 g već npr. samo 12g vodene pare po m 3 zraka, onda on nije zasićen i mogao bi primitivodene pare još 5,3 g/m 3 zraka.16

Sl.7.1. Najveći mogući sadržaj vodene pare u zraku u ovisnosti otemperaturi zrakaMasa vodene pare sadržane u jedinici volumena zraka zove seapsolutna vlaga. Omjer apsolutne vlage i najveće moguće količine vlagekoju bi zrak pri istoj temperaturi i tlaku sadržavao, kad bi bio potpunozasićen, zove se relativna vlaga i označava slovom ct. Npr. zraktemperature +20 ° C s apsolutnom vlagom 12 g/m 3 ima relativnu vlagu4=12/17,3=0,7 ili 70 %. To znači da taj zrak sadrži samo 70 % odnajvećeg mogućeg sadržaja vlage.Ako se nezasićeni zrak počne postepeno hladiti, njegova relativnavlaga postajat će sve veća, jer se za zrak nižih temperatura smanjujevrijednost najvećeg mogućeg sadržaja vlage. Zato se u procesuhlañenja zraka uvijek dolazi do temperature pri kojoj vlažan zrakpostaje zasićen. Ako bismo taj zrak još više ohladili, suvišak vlage uzraku morao bi se kondenzirati, zrak bi se zamaglio. Temperatura t s ,kod koje relativna vlaga zraka u procesu njegova hlañenja, postiževrijednost zove se temperatura rošenja iii rosište. U gore promatnanomprimjeru zraka temperature +20 ° C s apsolutnom vlagom 12 g/m 2 , rosišteiznosi oko +14 ° C.Prisustvo vodene pare u zraku može se karakterizirati i njenimtlakom. Tlak vodene pare u zraku pri postojećem stanju vlage itemperature zraka zove se parcijalni tlak vodene pare p.Najveća moguća vrijednost parcijalnog tlaka vodene pare uzraku odreñene temperature zove se tlak zasićenja p'.Relativna vlaga zraka more se definirati i kao odnos parcijalnogtlaka vodene pare p promatranog vlažnog zraka prema tlaku zasićenjap' pri odreñenoj temperaturi zraka, dakle,pΦ = ---- .......................................................(7.1)p'17

3.2. MJERNE JEDINICENazivi mjernih jedinica se u skladu s pravopisom i meñunarodnim propisimapišu fonetski, prema izgovoru i s malim početnim slovom.Osnovne mjerne jedinice:jedinica naziv veličina uobičajena oznaka veličinem metar duljina l, L, h, d, D, r...kg kilogram masa ms sekunda vrijeme t, TA amper jakost električne struje I, JK kelvin (termodinamička) temperatura t, Tcd kandela jakost svjetlosti I, Ivmol mol količina tvari nIzvedene mjerne jedinice:Izvedene jedinice tvore se od osnovnih ili drugih izvedenih pomoću algebarskihizraza množenja i dijeljenja. Znak množenja se pri tome ne mora pisati, ali valjaostaviti razmak širine jednog znaka izmeñu jedinica.Primjer: kWh=kW h, Nm=N m, Pas=Pa s itd.Znak dijeljenja se označava kosom crtom ili se veličine u nazivniku stavljaju naodgovarajuću potenciju, pri čemu nazivnik sastavljen od više jedinica valja pisati uzagradi.jedinica naziv veličina odnos s drugimjedinicamauobičajena oznakaveličinem 2m 3kvadratni ili četvornimetarkubični ili prostornimetarpovršina - Avolumen - Vm/s metar u sekundi brzina - v, w, u...m/s 2metar u sekundi nakvadratubrzanje - a, grad radijan kut m/m a, b, g...N njutn sila kg m/s 2 F, GJ džul energija, rad, količinatopline itd.W s = N m = kg m 2 /s 2E, W, Q, U, H...W vat snaga, učin J/s = kg m 2 /s 3 P, Q...m 3 /s kubični metar u volumni protok - QV , qV , V...18

sekundikg/s kilogram u sekundi maseni protok - Qm , qm , m...Pa paskal tlak N/m 2 = kg/(m s 2 ) pPa s paskal sekunda dinamička viskoznost - h, m3.3 FIZIKALNI PROCESI U GRAðEVNIM DIJELOVIMAOsjećaj ugodnosti nužno je individualan tj. ne postoji neki odreñeni skupveličina stanja okoliša u kojem bi baš svaka osoba iskazala zadovoljstvo ( u skupuosoba koje borave ili obavljaju iste aktivnosti u odreñenom prostoru uvijek se javljaizvjestan broj nezadovoljnih). Ugodnost je skup veličina stanja okoliša u kojempostotak nezadovoljnih ne prelazi odreñenu vrijednost.Osnovni faktori koji utječu na toplinsku ugodnost osoba u prostoru su:temperatura zraka u prostoriji, temperatura ploha prostorije, vlažnost zraka, strujanjezraka (brzina, smjer), razina odjevenosti, razina fizičke aktivnosti, te ostali faktori(dob, buka, namjena prostora, kvaliteta zraka,...).Toplinska ugodnost rezultat je zajedničkog meñudjelovanja navedenihfaktora. Pri promjeni samo jedne veličine stanja, istu ili sličnu razinu ugodnostimoguće je ostvariti samo uz promjenu i neke druge veličine stanja. Izmjena osjetnetopline vrši se odreñenim mehanizmima (provoñenje, konvekcija i zračenje), odnosnokao osjetna i latentna toplina (isparavanje) s površine kože.OSNOVE GRAðEVINSKE FIZIKE-Toplinsko difuzni tokovi u konstrukcijama-Toplinske dilatacije-Akustika i zvučne izolacije19

TOPLINSKO DIFUZNI TOKOVI• Klasična izgradnja s upotrebom opeke, kamena, drva i sličnihmaterijala, bazirana na dugogodišnjoj primjeni, iskustveno je svladavala tehnikugrañenja objekata te je problem toplinskih izolacija vanjskih zidova rješavanpovećanom debljinom zidova od opeke,38 - 51 cm, kamena 50 – 70 cm, raznimvišeslojnim zidovima i sl.• Upotreba se betona i armiranog betona koristila za presvoñenje prostora(stropne konstrukcije) i bila kombinirana s klasičnim sistemima. Defekti nakonstrukcijama pojavljivali su se u manjim obimima (pucanje i izbacivanje uglova naobjektima s armirano betonskim stropovima i sl.).• Danas je najzastupljeniji matarijal nosivih konstrukcija armirani beton te sedefekti pojavljuju u drastičnijem obliku; velike površine zidova i stropova bezdilatacijskih reški dovode do pucanja i oštećenja konstrukcija, nepravilno ilinedovoljno izoliranje objekata dovodi do defekata koje je teško sanirati itd.• To je dovelo do naučnog izučavanja fizikalnih procesa koji u odreñenimuvjetima nastaju na objektima, te su danas proračuni fizike zgrade obaveza i sastavnidio svakog glavnog i izvedbenog projekta.TOPLINSKI TOKOVI U KONSTRUKCIJAMA• TOPLINA je, prema kinetičko molekularnoj teoriji topline, oblik energije vezanuz kaotično gibanje molekula.• Subjektivni osjećaj topline čovjek dobiva u dodiru s ugrijanim tijelom,aobjektivno mjerilo dobiva se promatranjem djelovanja ugrijanih tijela na druga tijela.To se očituje u promjeni boje, volumena,agregatnog stanja i sl.• TEMPERATURA je veličina koja karakterizira toplotno stanje nekogtijela. Jedinica je 1 Kelvin (prije 1 stupanj Celziusa).Meñudjelovanjem dvaju tijela toplina prelazi iz toplijeg u hladnije,dakle toplinase uvijek kreće s mjesta više temperature prema mjestu niže temperature, svedok se temperature ne izjednače.• KOLIČINA TOPLINE u nekom tijelu to je veća što mu je veća masa i višatemperatura. Q = c x m x tº• SPECIFIČNA TOPLINA (c) je konstanta, a jednaka je onoj količini toplinekoja je potrebna da se 1 kg neke tvari pri danoj temperaturi povisi temperatura za 1 K(1º C).• Jedinica za količinu topline je J (džul) odnosno KJ• Jedinica za specifičnu toplinu je c = KJ / kg KPRENOŠENJE TOPLINE• S MJESTA VIŠE PREMA MJESTU NIŽE TEMPERATUREVRŠI SE NA TRI NAČINA:1.Voñenjem ili kondukcijom se toplina prenosi u krutih tijela. Dio tijela segrije neposrednim dodirom s izvorom topline, a susjedni dijelovi se postepenozagrijavaju (metalni štap u vatri). Najbolji vodič topline je srebro, a zatim ostalimetali. Budući da su dobri vodiči topline i dobri vodiči elektriciteta provoñenjese objašnjava kretanjem slobodnih elektrona.20

2. Strujanjem ili konvekcijom se toplina prenosi u tekućinama i plinovima.Strujanje nastaje promjenom gustoća uslijed zagrijavanja.Npr. ako voduodozdo zagrijavamo donji se slojevi ugriju, specifična težina postaje im manjapa se ugrijana voda diže.3. Zračenjem ili radijacijom se toplina prenosi pretvaranjem toplinskeenergije izvora (zagrijanog tijela, npr. Sunce) u energiju zračenja. Apsorpcijom(upijanjem) energije zračenja zagrijava se drugo tijelo.PROVODLJIVOST TOPLINEProvodljivost topline pojedinog materijala ovisi o slijedećim karakteristikama:1. O prostornoj težini. Što je materijal laganiji odnosno ima više pora zraka toje bolji toplinski izolator (daje veći otpor provodljivosti topline). Suhi zrak odličantoplinski izolator.2. O veličini pora. Što su pore sitnije materijal je bolji toplinski izolator.3. O količini vodene pare zraka i vlastite pare koju materijal može sadržavati.Vlažan materijal je slabiji izolator od suhoga.Voda je 25 puta bolji vodič topline odzatvorenog, mirnog zraka.DIFUZNI TOKOVI U KONSTRUKCIJAMAGrañevinski objekt može se vlažiti na tri načina:1.iz temeljnog tla2.djelovanjem atmosferske vlage3. djelovanjem difuzne vlageGrañevinski objekti klasičnog grañenja zaštićivali su se od prva dva slučaja.Prelaskom na novije konstrukcije počele su se pojavljivati štete na konstrukcijskimelementima izazvane djelovanjem unutarnje vlage iz zraka zagrijane prostorije uzimskom periodu.Ustanovljeno je da je često unutarnja vlaga opasnija od vanjske i da je apsolutnakoličina vlage unutarnjeg zraka zimi znatno veća od količine vlage vanjskog zraka.RELATIVNA VLAGAZrak kod odreñene temperature može primiti samo jednu odreñenu količinuvlage. To je maksimalna količina vlage koju zrak može primiti pri odreñenojtemperaturi a nazivamo ju zasićenje zraka. Zrak u kojem se krećemo uvijeksadrži odreñenu količinu vodene pare. To je vlažan zrak za razliku od suhogzraka koji ne sadrži vodenu paru.Sadržaj vodene pare možemo izraziti kao pritisak te pare na jedinicu površine.Jedinica za pritisak, odnosno količina vodene pare, je 1 Pa (paskal) odnosno 1kPa.Apsolutna vlaga označava stvarnu količinu vlage u zraku pri odreñenojtemperaturi.Vlažnost zraka obično izražavamo relativnom vlagom.Relativna vlaga je omjer postojeće količine vlage u zraku i maksimalnekoličine koju zrak kod odreñene temperature može primiti.21

Relativnu vlagu (vlažnost zraka) izražavamo u postotcima, odnosno onapokazuje koji dio maksimalne količine vlage zrak stvarno sadrži.Minimalna vlažnost u prostorijama zimi 35 %.Optimalna vlažnost propisana je pravilnikom, a ovisi o vrsti i namjeniprostorije.Za stambene i administrativne prostore optimalna vlažnost φi = 60%Relativna vlaga vanjskog zraka za zimski period iznosi φe = 90%Relativna je vlaga vrlo važna u zatvorenim prostorima, jer utječe na psihofizičkefunkcije čovjeka. Čovjek lakše podnosi visoke temperature ako je zrak suh jerregulira tjelesnu temperaturu znojenjem. (Znojenjem, odnosno isparavanjem troši setjelesna toplina i tako tijelo hladi). Ukoliko je zrak zasićen vodenom parom on nećemoći primiti dodatnu paru stvorenu znojenjem što može dovesti do toplotnog udara.Premali postotak vlage u zraku izaziva nelagodu, smetnje u dišnim organima tepogodnost infekcijama. Razlog je pojačano isparavanje (tepisi, namještaj i dr.) kojestvara prašinu, a čestice prašine na vrućim grijaćim tijelima stvaraju amonijak i drugeplinove što nadražuje sluznice i izaziva oboljenja.KONDENZAT nastaje kada količina vlage u zraku preñe količinu maksimalnevlage kod odreñene temperature, moguće na dva načina:- Ako u zasićeni zrak dodajemo nove količine vodene pare višak će se kondenzirati.- Ako zrak koji sadrži vodenu paru ohladimo ispod točke rosišta višak ćese kondenzirati.ROSIŠTE označava onu temperaturu do koje se vlažan zrak može ohladiti dase postigne njegova puna zasićenost.SVOJSTVA VODENE PAREVodena para nije fizikalno vezana sa zrakom, ona ima svoje posebne zakone.Vodena para prodire sa zrakom u sve šupljine i pore grañevinskog materijala, osimnepropusnih materijala a to su metali. No gibanje pare nije uvijek vezano za strujanjezraka ili pritisak vjetra, već se često ponaša kao da nema zraka.Vodena se para u prostoriji rasporeñuje jednolično dok se toplina nerasporeñuje jednolično. Topli zrak se diže pa je temperatura ispod stropa kodnormalnih stropnih visina za oko 4ºC viša od temperature uz pod.Zbog jednoličnog pritiska pare biti će relativna vlaga veća uz pod amanja uz strop.Kod velike razlike u vanjskoj i nutarnjoj temperaturi (zimi 15º- 30º) nastaje i znatnarazlika u parnom pritisku.Vodena para visokog pritiska nutarnje prostorije nastojat će prodrijeti premavanjskom nižem pritisku.DIFUZIJA VODENE PARE-je kretanje vodene pare s mjesta većeg parnog pritiska prema mjestu manjegparnog pritiska kroz neki materijal dok se pritisci ne izjednače.-Razni materijali daju različit otpor difuziji vodene pare. U većini slučajeva22

toplinski otpor materijala i difuzni otpor su divergentni, to znači da su dobri toplinskiizolatori loši difuzni izolatori i obrnuto. Materijal koji ima podjednake vrijednostitoplinsko difuzne izolacije je pjenušavo staklo (foam-glass) i djelomično styrodur.-Difuzni otpor grañevinskog materijala ovisi o njegovoj strukturi i količini pora.Vodena para ulazi u materijale difuzijom ili kapilarnim vlaženjem (materijal s vrlositnim porama - kapilarama "navlači" vlagu kapilarnim djelovanjem).PREMA PAROPROPUSNOSTI GRAðEVINSKE MATERIJALEGRUPIRAMO:a) Organske materije - propusni zbog velike količine površinskih pora te suhigroskopni (koji navlače paru).b)Pečene mineralne materije - propusnost ovisi o vrsti i kvaliteti (obična opeka- klinker pločica). U pravilu opeka zbog svoje poroznosti lako upija vlagu ali imasposobnost samo-isušenja.c)Grañevinski materijali s dodacima veznog materijala - betoni i mortovi.Uslijed takozvanog bubrenja betona, do kojeg dolazi ako suhi odležali beton vlažimo,nastaje samo-brtvljenje betona što pojačava difuznu izolaciju materijala, te jakebetone i cementne mortove smatramo difuzno jačim materijalima (ukoliko nemavećih pukotina nastalih prilikom izvedbe).AKUMULACIJA TOPLINEje nagomilavanje toplinske energije u konstrukcijama. Ova pojava naročito je važna ipovoljna zimi za prostorije koje grijemo. Ako zidovi imaju sposobnost akumulacijetopline tada će nakon prekida grijanja biti u prostoriji još dugo toplo, zidovi će odavatitoplinu,odnosno bit će spriječeno naglo ohlañenje prostorije i stvaranje kondenzata.Toplina se u nutarnjim konstrukcijama zimi može akumulirati i pasivnimzagrijavanjem odnosno osunčanjem kroz fasadne otvore.Dobri akumulatori topline su materijali velike gustoće (mase) kao beton, punaopeka i dr.Toplinska akumulacija vanjskih konstrukcija ljeti je nepovoljna jer uzrokujepovećanje ionako visokih temperatura zraka u prostorijama.AKUSTIKA I ZVUČNE IZOLACIJEZvuk nastaje titranjem čestica materije i može se širiti samo kroz materijalnusredinu, a ne prolazi kroz vakum. Izvor zvuka može biti zategnuta žica, membrana islično koje svojim titranjem vrše udare na čestice zraka i izazivaju pravilne promjeneu zraku.Ovakvi titraji mogu nastati u tekućinama i plinovima ali čovjek je okruženzrakom pa prima zvuk primarno iz zraka.Zbog tih promjena nastaju u zraku zgušnjavanja i razrijeñenja koja se krozmaterijal šire u obliku zvučnih valova.Brzina rasprostiranja zvuka zavisi o vrsti materijala i njegovoj temperaturi, arazličita je za razne vrste materijala, na pr. kod 20ºC brzina zvuka kroz : zrak je 342m/sek, vodu 1460 m/sek, gumu 40-50 m/sek, pluto 500 m/sek, čelik 5000 m/sek.Karakteristike zvuka :FREKVENCIJA je broj titraja u sekundi a mjeri se hercima. 1 Hz=1 titraj/sek.Različite frekvencije ljudsko uho osjeti kao različite visine tonova. Zvuk malefrekvencije osjećamo kao duboke, a zvuk visoke frekvencije kao visoke tonove.Ljudsko uho može čuti frekvencije od 16 do 20000 Hz (odrastao čovjek do 16000 Hz)23

– to nazivamo čujno područje.INFRAZVUK - ispod 16 Hz čovjek osjeća kao potresanjaULTRAZVUK - iznad 20.000 HzGrañevinska fizika proučava načine zvučne zaštite za zvukove kojičovjeku smetaju, a to je izmeñu 100 i 3150 Hz. Osnovni standardni ton iznosi1000 Hz.Za ispitivanje zvučnih izolacija konstrukcija upotrebljavaju se zvučni prijemnicikoji registriraju sve frekvencije od 100 do 3150 Hz, ali se najčešće upotrebljavajuprijemnici s ugrañenim tercnim filterima koji registriraju zvukove samo na slijedećimfrekvencijama: 100, 125, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2500i 3150.INTENZITET ZVUKA je objektivno mjerilo jačine zvuka• to je prosječna zvučna snaga odnosno ukupna energija koju izvor zvuka• predaje okolini propuštena u nekoj točci u W/m2.• Čovjek kod zvuka uglavnom razlikuje visinu tona –frekvenciju i jačinu zvuka -glasnoću.• Ocjena jačine zvuka uhom je subjektivna pa su u fizici uvedene objektivne mjere.• Zbog titranja čestica elastične tvari nastaje u njoj zvučni tlak kojeg mjerimo mikrobarima (1b = 0,1 Pa) ili paskalima.• Omjer zvučnih snaga upravno je proporcionalan omjeru kvadratapripadajućih zvučnih tlakova.• Čujno područje zvučnog pritiska nalazi se izmeñu tzv. čujnog praga koji iznosi 2 x10-4 (0,2 Pa) i praga bola koji iznosi 2 x 102 (20 Pa).Dakle omjer izmeñu čujnog praga i praga bola iznosi 1:106, pa će omjer zvučnihsnaga iznositi 1:1012 (Skala čiji bi najveći broj imao 12 nula bila bi vrlo nepogodnapa se upotrebljava logaritamska skala s bazom 10, za logaritme brojeva od 1 do1012 ).Prema fizičaru Bellu skala je podijeljena na 12 dijelova, 12 B odnosno 120 dB(deciBella) 1 dB = 1/10 B.• Decibel je jedinica bez dimenzije a služi za iskazivanje omjera dvije istorodneveličine (zvučni tlak, zvučna snaga, zvučni intenzitet). Budući da je decibelna skalalogaritamska odnosi veličina su drugačiji nego kod drugih jedinica (cm, kg).• Primjer: zvuk od 20 dB nije 2 puta veći od zvuka od 10 dB već je:20 dB = 2B, a to jelogaritam tj. eksponent baze 10 102/101 = 10• Dakle zvuk od 20 dB je 10 puta veći od zvuka od 10 dB.GLASNOĆA ZVUKA je subjektivna jačina zvuka odreñene frekvencijeizražena Phonima.Uho je prijemnik zvuka koji radi na istom principu kao i mikrofon: zvučnu energijupretvara u električnu i te impulse predaje mozgu. Ali uho ne čuje sve tonove jednako.Zvukove niskih frekvencija uho vrlo slabo čuje, srednje registrira podjednako kaomjerni instrument, a zvukove visokih frekvencija čuje slabije.Isto tako za svaku čujnu frekvenciju postoji najniži zvučni tlak koji uho može čuti.Objektivna jačina zvuka izmjerena instrumentom i subjektivni dojam se razlikuju.Na temelju ispitivanja nastale su krivulje jednake glasnoće za čujno područjefrekvencije (Fletcher – Munsonove krivulje).Slične krivulje daju mjerači buke koji na posebnim skalama očitavaju glasnoću iintenzitet zvuka. Prema krivuljama npr. zvuk frekvencije od 30 Hz čovjek ne čuje dointenziteta od 60 dB, to znači da je glasnoća 0 Phona.Kod standardnog tona od 1000 Hz glasnoća i intenzitet zvuka su isti.PHONSKE KRIVULJE ISTE JAČINE GLASA ZA24

ČISTE TONOVE 1. GRANICA BOLA2. PRAG BOLAPOJAVE PRILIKOM ŠIRENJA ZVUKAU mirnoj atmosteri kod iste temperature i vlage zvuk se pravolinijski rasprostirena sve strane. Kod točkastog izvora zvuka (govor jednog čovjeka) zvuk se širi u vidukoncentričnih lopti, kod linijskih izvora (željeznica) u vidu valjkastih ljuski.Interferencija zvučnih valova - je pojačavanje, oslabljenje ili poništenje zvučnihvalova koje nastaje pri sudaranju valova raznih valnih dužina (primjer sumrak).Refleksija (odbijanje) - od jednog zvučnog udarca do drugog mora proći min 1/10sek da bi uho osjetilo reflektirani zvuk. U zatvorenom manjem prostoru zvuk se odbijaod stijena pa ga uho osjeća kao jedan pojačani zvuk (u protivnom čujemo odjek).Difrakcija (skretanje) - ako zvučni val naiñe na prepreku, ovisno o istoj, može doćido difrakcije, zvučne sjene ili, ako je mala prepreka, do refleksije.Refrakcija (prelamanje valova) - slično zrakama svjetla i zvučne zrake lome se priprelazu iz jedne sredine u drugu. U atmosferi zrake se lome prema gore ako je doljetopliji zrak a prema dolje ako je dolje hladniji zrak (čamci na moru ljeti, iznad morahladniji zrak - daleko se čuje).Apsorpcija (upijanje) - Prilikom nailaska zvučnih valova na prepreku jedan dio vučneenergije će se reflektirati a drugi će apsorbirati prepreka. Koliko će apsorbirati ovisi ovrsti materijala i frekvenciji. Omjer apsorbiranog i reflektiranog zvuka naziva sekoeficijent apsorpcije (za mramor 0,01, za mineralnu vunu 0,78).Rezonancija - Tijelo koje titra nagoni zvučnim udarcima druga tijela u svojoj blizini datitraju ukoliko su podešeni na isti broj titraja u sek. (napnemo dvije žice gitare na istiton, jednu trznemo i utišamo, druga će zazvučati).BUKAŠtetno djeluje na organizam od razdražujućeg djelovanja do oštećenja sluha igluhoće; izaziva patološke promjene u organizmu, opekotine kod jakog zvuka(zvučna energija pretvara se u toplinsku), ometanje rada, smanjenje radnesposobnosti.Kod nas za sada ne postoje propisi o dozvoljenoj jačini buke pa seslužimo preporukama lječničkih udruženja drugih zemalja prema kojima je dopuštenoizlaganje buci slijedeće:buka jačine 90 dB dopušteno izlaganje 8 h/dan92 dB “ 6 h/dan95 dB “ 4 h/danl00 dB “ 2 h/dan105 dB “ 1 h/dan110 dB “ 0,5 h/dan115 dB “ 0,25 h/danBuka se se ne može uvijek izbjeći iako je dokazano njeno štetno djelovanje naorganizam.U grañevinarstvu ima takoñer mnogo poslova i strojeva koji stvaraju velikubuku, pa se upotreba takvih strojeva ograničava vremenom trajanja, dobom dana,obaveznom primjenom zaštitnih mjera. Za svaki prostor u kojem boravi čovjekpropisuju se norme dozvoljene buke, pa će u radionici one biti veće nego jednojbolnici.Dobar urbanistički plan i projekt, odnosno pravilno zoniranje mirnih(stambenih) zona i zona rada (buke) preduvijet su dobre zaštite naselja od buke.25

ZAŠTITA NASELJA OD BUKEZa proračun režima buke u gradovima propisane su norme dozvoljene buke upojedinim zonama različite namjene (stambenie, poslovne, industrijske…).Sanitarnim normama razlikujemo nepromjenjivi, promjenjivi i isprekidani zvuk.-nepromjenjivi - jačina se ne mijenja više od 5 dB i traje dulje vrijeme.-Promjenjivi - jačina se mijenja za više od 5 dB.-Isprekidani - izmjena u trajanju od 1 ili više sekundi.Zvuk se u atmosferi drugačije širi nego uz površinu zemlje; u jednoličnojatmosferi pada jačina zvuka s povećanom udaljenosti od izvora, a dopunsko sniženjezvuka može nastati apsorpcijom zvuka zbog vlažnosti, dima, magle, refrakcije zv.valova, kod vjetra različitih temp. zraka i sl.Kod širenja točkastog izvora zvuka u gradovima sniženje nivoa zvučnogpritiska je za 6 dB manje kod svakog udvostručenja udaljenosti od izvora zvuka, akod linijskog izvora 3 dB manje (Početna udaljenost obično se uzima 7 m).Ako nam je poznata jačina zvuka na udaljenosti od 7 m, možemo izračunati za kolikose smanji jačina zvuka npr. na 56 m.Točkasti izvor : 14 m - 6 dB manje, 28m - 12 dB, 56 m - 18 dB manjeLinijski izvor : 14 m - 3 dB manje, 28m - 6 dB, 56 m - 9 dB manjeUz zemljinu površinu dolazi do prigušenja zvuka zbog prelaza zvučne energijena tlo. Najveće prigušenje je iznad tla obraslog travom, grmljem i sl.Visoko raslinje takoñer apsorbira buku. Veličina apsorpcije ovisiti će o vrstizelenila i rasporedu istog. Npr. drvored ispod kojeg nije posañeno grmlje slaboprigušuje buku dok gusti i neprozirni nasadi dobro prigušuju buku.Raspored sadnje drveća ima velik utjecaj na prigušenje buke. Ako se drvećesadi u paralelnim pojasima svaki pojas mora biti 5 - 6 m širine s drvećem gustihkrošnji u pomaknutom rasporedu tako da se zvuk rasipa u prostoru izmeñu redovadrveća. Ispod drveća treba zasaditi gusto zelenilo.Prigušenje zvuka u gradu može se postići izvedbom različitih prepreka jerprilikom nailaska zvuka na prepreku iza nje nastaje zvučna sjena.Iza prepreke, zbog difrakcije zvučnih valova, zvuk neće biti potpuno prigušen,ali se može bitno smanjiti. Dakle, da bismo dobili zadovoljavajuće sniženje buke ugradovima primjenjuju se razne metode zaštite: izgradnja zgrada na odreñenimrazmacima od izvora buke (pomoćni objekti, garaže, dućani), sadnja zelenih pojasa,izgradnja prepreka - ekrana ili kombiniranje ovih načina.ZVUČNE IZOLACIJE U ZGRADAMAKlasifikacija buke u grañevinarstvu:1. Zračna buka je zvuk koji se prenosi zrakom (govor, glazba).2. Udarna buka ili topot nastaje udaranjem po tvrdoj podlozi kroz koju se prenosi nazrak.3. Vibracije nastaju radom strojeva koji potresaju podlogu te se kroz nju kao i topotprenose na zrak.Za svaku vrstu buke morati ćemo predvidjeti poseban način zaštite odnosno izolacije.Prilikom nailaska zvučnih valova na prepreku dogaña se slijedeće:1. jedan dio zvučne energije reflektira se u prostoriju2. jedan dio (mali) pretvara se u toplinsku energiju3. jedan dio širi se konstrukcijom te ćemo zvuk dobiti u udaljenim prostorijamaobjekta (ovisno o vrsti materijala)26

4. jedan dio prolazi kroz prepreku u susjednu prostorijuZVUČNE IZOLACIJE KONSTRUKCIJA PROTIV ZRAČNE BUKEIspitivanja su pokazala (Bergerovo pravilo) da apsorpcija zida raste upravno snjegovom težinom• zid težine u kg 10 50 100 300 500 1000• apsorpcija u dB 27 38 40 47 51 54Iz tabele vidimo da je težina zida od cca 350-400 kg optimalna za apsorpcijuzvuka jer dvostruko i trostruko povećanje težine daje malo povećanje apsorpcije.Prema tome općenito smatramo da konstrukcija zadovoljava u pogledu zaštiteod zračne buke ukoliko ima površinsku težinu veću od 350 kg/m2 i ako se radi omasivnoj konstrukciji. Kod šuplje konstrukcije (polumontažni stropovi) težina istemora biti veća od 400 kg/m2.Budući da sve više upotrebljavamo lake pregrade u grañevinarstvu takvekonstrukcije morat će se posebno ispitivati i dokazivati.U pravilu razlikujemo jednoslojne i višeslojne pregrade. Dok jednoslojnapregrada vibrira kao jedna cjelina, višeslojna će titrati svaki sloj sa različitimamplitudama, ovisno o materijalu slojeva. U pravilu dvostruke pregrade koje sesastoje od 2 kruta materijala iste težine (2x7 cm opeka) treba izbjegavati (ili ispunitiizolacijskim materijalom) jer meñu njima dolazi do pojave rezonancije te takav zidnpr. može imati manju vrijednost zvučne zaštite nego da je izveden u jednom sloju.Pod odreñenim uvjetima može se dogoditi da pregrada uopće ne apsorbiradio zvuka, a to se dogaña ako doñe do podudarnosti zvučnih valova iz zraka i titranjasame pregrade. Frekvencija kod koje dolazi do podudarnosti valnih dužina naziva sekritična frekvencija i može se izračunati.Kod višeslojnih pregrada osim korištenja izolacijskih materijala (mineralnavuna, pepeo, guma) možemo postići dobru zvučnu izolaciju korištenjem pojaveinterferencije zvučnih valova (npr. višeslojna pregrada sa zračnom šupljinom u kojuse ovjesi tkanina, ljepenka i sl.).Kod konstrukcije višeslojnih pregrada važno je detaljiranje spojeva pojedinihslojeva kao i rješenje rubova. Ne smiju biti kruti već elastični materijali (filc od min.vune, lake grañ. ploče i sl.)Primjeri:-zid od opeke 25 cm (450 kg/m²) dobro će apsorbirati zvuk.-pregradni zid od staklenih blokova (luxfer opeka) kod 1000 Hz i intenzitetaod 90 dB apsorbirati će 60 dB, dakle odličan izolacijski pregradni zid.-zid od bloketa 25 cm obostrano ožbukan zadovoljava iako ima šupljine, jersu stijenke dovoljno masivne pa ne djeluju kao membrane koje stvaraju rezonancu.dvoslojni zid od 2x5 cm drvolita obostrano ožbukan ne zadovoljava, ali ako u 4 cmzračne šupljine ovjesimo ljepenku dobijemo zadovoljavajući zid.ZVUČNE IZOLACIJE PROTIV TOPOTAStropne konstrukcije moraju imati zadovoljavajuću izolaciju od zračne i udarnebuke, a zidovi samo od zračne.Udarni zvuk nastaje i širi se direktno u materiji, zato njegov dijagram imaobrnute vrijednosti, strop mora primiti što manji intenzitet zvuka.Za zaštitu od topota izvodimo tzv. plivajuće podove kod kojih podna površinaleži na sloju izolacijskog materijala.27

Pri tome treba paziti da se izolacijski materijal (mineralna i staklena vuna,stiropor, pluto, guma) provuče i bočno te oko cijevi i kanala koji vertikalno probijajukonstrukciju da se izbjegnu zvučni mostovi.PLIVAJUĆI PODOVI:s estrihom (podlogom):-cementni estrih - cem. mort ili beton MB 25 sa sitnim agregatom. Kodvećih površina armira se križnom armaturom Ø 3/20 cm, min d = 3,5 cm.-Magnezitni estrih-gipsani estrih 3,5 - 4,5 cm-asfaltni mastiks (bitumen + mineralni sastojci) + fino kameno brašnobez estriha - za podove u vidu brodskog poda ili parketa-PLIVAJUĆI POD BEZ ESTRIHA DRVENE STROPNE-KONSTRUKCIJE S IVERIT ILI OSB PLOČAMA NA-MINERALNOJ VUNIIZOLACIJE OD ODJEKA U PROSTORIJIRješavaju se upotrebom apsorbera na unutarnjoj strani zida kao što su vuna(dlakavi tepisi i tapeta), pamuk, svila, min. vuna, mekani kanelirani lesonit (celoteks),gipsane ploče i sl. Do problema odjeka dolazi kod velikih prostora: hale tvornica sradom strojeva, radionice i sl. Izolacija se izvodi postavom raznih apsorbera ielektroničkom regulacijom.3.3.29.VIBRACIJEZaštita od vibracija sastoji se u izoliranju izvora koji proizvodi vibracije, tako dase stroj postavi na elastičnu odnosno amortizacijsku podlogu kao pluto, podloge odelastičnih materijala kao što je guma ili metalne opruge.3.3.1. TOPLINSKA VODLJIVOSTGRAðEVINSKIH MATERIJALASmjer prijelaza toplineZašto toplina prelazi samo s toplijeg na hladnije tijelo?Temperatura je povezana s gibanjem čestica. Viša temperatura znači da jeveća prosječna brzina čestica, odnosno kinetička energija.U dodiru s tijelom niže temperature (manja srednja brzina čestica), bržečestice dio svoje kinetičke energije predaju sporijim česticama hladnijeg tijela.Srednja brzina čestica toplijeg tijela se smanjuje, tijelo se hladi.Srednja brzina čestica hladnije tijela se povećava, tijelo se grije.Proces traje dok se srednje brzine ne izjednače, odnosno dok oba tijela nedostignu istu temperaturu.Prvi zakon termodinamike dozvoljava i obrnut proces, meñutim njegovavjerojatnost je vrlo mala, pa nije dozvoljen drugim zakonom.Spontani termodinamički procesi dogañaju se u smijeru stanja većevjerojatnosti.28

Koeficijent toplinske vodljivostiToplinska vodljivost je svojstvo grañevinskih materija da u manjojili većoj mjeri provode toplinu. Kao mjera toplinske vodljivosti nekogmaterijala služi koeficijent toplinske vodljivosti λ tog materijala. Izjednadžbe (2.3) može se pisati da jeq · dλ = ----------------------- …………………………………….(3.1)Θ 2 - Θ 1Za sludaj da je d = 1 i Θ 2 -Θ 1 =1, formula (3.1) daje λ=q.Koeficijent toplinske vodljivosti jednak je dakle gustoći toplinskog tokakroz sloj materijala jedinične debljine za jediničnu razliku temperaturana površinama sloja. Slika 3.1. grafički ilustrira ovu definiciju.Vrijednost koeficijenta toplinske vodljivosti λ je vrlo promjenjiva,čak i kod jednog to istog materijala. Ona ovisi o obujamskoj masi(odnosno poroznosti) i kemijskom sastavu materijala, o sadržaju vlageu materijalu i o njegovoj temperaturi. Zato govoriti o vrijednostikoeficijenta x nekog materijala ima smisla samo ako se preciziraju sviovi faktori.Materijali s malom vrijednosću koeficijenta λ zovu se toplinskiizolatori.Sl.3.1. Shematski prikaz značenja koeficijentatoplinske vodljivosti λ29

Ovisnost koeficijenta toplinske vodljivosti λ oobujamskoj masiObujamska masa p je omjer mase m neke tvari i volumena V kojita (homogena) tvar zauzimamΡ = ---- ........................................................(3.2)VObujamska masa grañevinskih materijala kreće se u vrlo velikomrasponu: od 20 kg/m 3 za ekspandirani polistiren, do 2800 kg/m 3 zagranit, odnosno tak 7800 kg/m 3 za čelik.Poznavajući obujamsku masu grañevinskog materijala može seprocijeniti približna vrijednost koeficijenta toplinske vodljivosti λ.Naime, povećanjem obujamske mase povećava se i vrijednostkoeficijenta λ, i obratno, smanjenjem obujamske mase smanjuje se ivrijednost veličine λ. Promjena koeficijenta a grañevinskih materijala, spromjenom njihove obujamske mase, proizlazi iz činjenice da svakigrañevinski materijal, osim osnovne čvrste tvari, sadrži i mnoštvo pora išupljina ispunjenih zrakom. Vrijednost koeficijenta toplinske vodljivostiλ same čvrste tvari, dakle apsolutno gustog materijala bez pora, ovisi okemijskom sastavu tvari i uvijek je veća od oko 0,3 W/(m•K) „ , Vrijednostveličine A za zrak sadržan u porama materijala znatno je manja, i iznosisvega oko 0,023 W/(m,K),Zato de vrijednost koeficijenta toplinskevodljivosti λ grañevinskog materijala biti jednaka nekoj srednjojvrijednosti izmeñu one za osnovnu čvrstu tvar i vrijednosti za zraksadržan u porama. Sto je više porau materijalu, a to znači t manjaobujamska masa materijala, toje manja vrijednost njegova koeficijentatoplinske vodljivosti.Ne postoji jedinstveni matematički zakon koji bi povezivao veličineλ i p svih grañevinskih materijala. Naime, na vrijednost koeficijenta autječu, osim obujamske mase, još i dimenzije pora i strukturamaterijala. Kod jednake poroznosti, vrijednost veličine A će biti veća.Što su pore u materijalu veće, jer se s povećanjem dimenzija porapovećava i vrijednost koeficijenta λzraka zatvorenog u porama. Takoñer je važno i to da li su porezatvorene ili meñusobno povezane (otvorene). Kod otvorenih poradolazi do većeg utjecaja prenošenja topline konvekcijom,što rezultira u povećanju vrijednosti λ. Naime, u zračnim poramagrañevinskih materijala mogući su svi vidovi prenošenja topline, ali seza svrhu toplinskih tehničkih proračuna smatra da se prenošenje toplineu materijalima vrši samo po zakonu toplinske vodljivosti.Na vrijednost koeficijenta λ nekog materijala, kako je već ranijenavedeno, utječe i vrijednost λ osnovne čvrste tvari. Zato materijalirazličitog kemijskog sastava, a jednake obujamske mase, poroznosti istrukture, imaju različite vrijednosti koeficijenta λ.Iz izloženog slijedi da se meñusobna ovisnost veličina λ i p može datisamo za pojedine tipove materijala. Navoñenje vrijednosti koeficijenta λima smisla samo ako je navedena i obujamska masa p tog materijala.Zato se u svim tablicama uz vrijednost veličine A uvijek daje i vrijednostveličine p, kako bi se mogao izvršiti pravilan izbor koeficijenta λ.30

Ovisnost koeficijenta toplinske vodljivosti λ ovlažnosti materijalaS povećanjem vlažnosti materijala naglo raste vrijednost njegovakoeficijenta λ. Za ilustraciju je na s1.3.2, prikazana ovisnostkoeficijenta toplinske vodljivosti zida od opeke o vlažnosti opeke,Povećanje koeficijenta λ materijala s povećanjem njegove vlažnostirezultat je činjenice da voda, koja se umjesto zraka nalazi uporama vlažnog materijala, ima vrijednost koeficijenta toplinskevodljivosti λ=0,57 W/(m•K), što je oko 20 puta veća vrijednost odvrijednosti λ zraka,x°/.Sl.3.2. Ovisnost koeficijenta toplinske vodljivosti zida od opeke ovlažnosti opekeVeći porast vrijednosti koeficijenta λ kod manje vlažnosti (vidisl.3.2.) objašnjava se time, što se kod vlaženja materijala najprijeispune vodom manje pore i kapilare, utjecaj kojih je na toplinskuvodljivost materijala veći, nego krupnih pora.Koeficijent λ još više poraste u slučaju smrzavanja vode umaterijalu, jer je vrijednost λ leda oko 2,3 W/(m·K) što je oko 4 putaveća vrijednost od vrijednosti veličine a za vodu.Zbog velikog utjecaja sadržaja vlage u materijalu na vrijednostnjegova koeficijenta λ svi toplinski proračuni postaju nemogući ako nijepoznata vlažnost materijala. Sadržaj vlage u materijalu može sekarakterizirati masenom vlagom X ili obujamskom vlagom p. Masenavlaga predstavlja odnos mase slobodne vode u materijalu i mase suhogmaterijalaMasa vlažnog materijala – masa suhog materijalaX = --------------------------------------------------------------- kg/kgMasa suhog materijalaili u postocimax , = masa slobodne vode .............. . 100 % (3.3)masa suhog materijalaObujamska vlaga predstavlja odnos obujma vode sadržane umaterijalu i obujma tog materijala. Može se, slično kao i masena31

vlaga izraziti u m 3 /m 3 ili u %.Koeficijent toplinske vodljivosti λ odreñuje se pomoću relativnosloženih indirektnih laboratorijskih mjerenja na prethodno osušenimuzorcima. Na taj način je isključen utjecaj vlažnosti na dobivenirezultat. Meñutim, u grañevinskim elementima zgrade materijali uvijeksadrže u sebi neku količinu vlage koja povećava njihovu toplinskuvodljivost. Zato vrijednosti koeficijenta a dobivene mjerenjem nasuhim uzorcima treba povećati kako bi odgovarale statistitkomsadržaju vlage u izvedenim grañevinskim elementima kod kojih jeuspostavljena vlažnosna ravnoteža s okolinom koja ih okružuje. Ovevrijednosti koeficijenta toplinske vodljivosti λ zovu se računskimvrijednostima i one su dane tabelarno u prilogu 1.Zbog velikog utjecaja vlažnosti materijala na vrijednost njegovakoeficijenta λ potrebno je odgovarajućim rješenjima i tehničkimmjerama zaštite spriječiti prekomjerno povećanje vlage u materijalimagrañevinskih elemenata kod eksploatacije grañevinskih objekata.Ovisnost koeficijenta toplinske vodljivostio temperaturi materijalaVrijednost koeficijenta a grañevinskog materijala-raste s porastomnjegove srednje temperature. Do ovog porasta dolazi zbog povećanjatoplinske vodljivosti osnovne čvrste tvari, a to pak raste zbog porastakinetičke energije molekula. Osim toga, s povečanjem temperatureraste i toplinska vodljivost zraka u porama materijala, a takoñer iprenošenje topline zračenjem u porama.U grañevinskoj praksi ovisnost koeficijenta λ o temperaturi nemavećeg praktičnog značaja, jer se radi o relativno malom rasponupromjena temperatura grañevinskih elemenata. Zato se za toplinskeproračune u grañevinarstvu koriste vrijednosti koeficijenta λ izmjerenekod srednje vrijednosti temperature materijala od +10 0 C.3.3.2. TOPLINSKO ISTEZANJETEMPERATURNA DILATACIJA KONSTRUKCIJAUslijed temperaturnih razlika nastalih bilo klimatskim uvjetima, bilo promjenomgodišnjih doba ili sunčevim zračenjem, nastaju i deformacije unutar konstruktivnihelemenata objekata. Povišenjem temperature materijal se rasteže, a snižavanjemtemperature materijal se steže. Nedovoljna kontrola navedenih promjena možedovesti do oštećenja objekata, pa i do rušenja konstruktivnih sistema. Česta suoštećenja krovnih rubova, fasada, pucanja materijala na spojevima, itd.Velika razlika izmeñu zimskih niskih temperatura i visokih temperaturauzrokovanih ljetnim sunčevim zračenjem donosi dodatna naprezanja ukontrukcijama.Prema Cammereru, temperatura pojedinih dijelova konstrukcije kod32

temperature zraka od 30 - 35ºC iznosi:- na vertikalnim žbukama zidova do 65º-na čeličnim konstrukcijama na južnoj fasadi do 75º-na crnoj bitumenskoj ljepenki (na tankoj ploči) do 70º-isto ali na debeloj ploči koja akumulira topl. do 80º-isto ali na toplinskoj izolaciji do 90º-na aluminijskoj sjajnoj foliji (samo na sjajnoj!) do 19º- na bijeloj plohi do 24ºIz gornjih je podataka vidljivo da zagrijavanje uslijed djelovanja sunčevihzraka ovisi o boji materijala (što je boja tamnija veće je upijanje sunčevih zraka i timeveća temperatura materijala), vrsti materijala,slojevima konstrukcije (ukolikokonstrukcija ne može odavati toplinu prijenosom na drugi materijal, ilizračnim strujanjem, zagrijavanje je veće) te konačno o položaju prema djelovanjusunca - najtopliji jekrov pa jugozapadna strana, a najhladnija je sjeverna strana.TOPLINSKE DILATACIJE (dilatare (latinski) = širiti)Toplinske dilatacije (dilatacijske reške) imaju zadatak spriječiti oštećenjakonstrukcija uslijed temperaturnih promjena u samim konstrukcijama.Dilatirati se mogu cijeli objekti ili dijelovi objekta pa dilatacije dijelimo na glavne idopunske.Glavne dilatacije:Obično se izvode kod objekata visokogradnje na svakih 30 – 40 m. Reške seizvode tako da se objekt dilatira po cijeloj visini, tako da se podijeli u samostalnekonstruktivne cjeline.Dilatacije se rade širine 3cm za zgrade do 5 m visine, a za svakih slijedećih 5m po 2 cm više.Reške ne smijemo ispunjati žbukom nego ih moramo jasno naglasiti. Akodilataciju ispunimo žbukom ona će se zbog rastezanja ili stezanja otvoriti i nastati ćepukotina. Da bi se spriječio propuh ili vlaženje kroz dilataciju zatvaraju se reške trajnoelastičnim kitovima,letvicama, trakama od plastične mase, aluminija i sl. Naročitopažljivo dilataciju treba zatvoriti na ravnim krovovima, temeljima, podrumskimzidovima i sl. Temperaturne razlike u neutralnoj osi kod ravnog krova ne bi smjele bitiveće od 10 - 17 ºC.Svaki statički proračun sadrži i proračun dilatacija odnosno naprezanja kojanastaju u konstrukcijama uslijed temperaturnih promjena.Dopunske dilatacijeTreba proračunati kod svih konstrukcija koje su podložne velikim promjenamatemperature.Dilatiranje (širenje ili stezanje) ne smije biti veće od 1 mm.FAZNI POMAK I TOPLINSKO PRIGUŠENJELjeti sunce zagrijava vanjske obodne konstrukcije grañevinskog objekta.Zagrijavanje i akumulacija topline vanjskih konstrukcija ovisi o vrsti materijala, bojimaterijala, strani svijeta i temperaturi zraka.Ravni se krov zagrijava najviše, južna fasada znatno više od sjeverne.Toplinsko difuzni tokovi u konstrukcijama biti će obrnuti od zimskih.Toplina i33

vlaga prolazit će izvana unutra. Zato konstrukcije treba proračunati i za ljetnutoplinsku stabilnost.Toplina zagrijane fasade prenosi se na unutarnju površinu te dolazi dozagrijavanja prostorije. Zato je važno da konstrukcija bude takva da do zagrijavanjaunutarnje prostorije doñe što kasnije (kad na fasadi dolazi do pada temperature -predvečer) odnosno da je potreban što veći vremenski razmak - FAZNI POMAK –izmeñu početka zagrijavanja fasade i unutarnje površine zida.Konstrukcija treba biti takva da je temperatura unutarnjeg zida štomanja odnosno da konstrukcija ima odreñeno TOPLINSKO PRIGUŠENJE.PARNE BRANE-su materijali s velikim difuznim otporom odnosno difuzne izolacije, a mogu bitipotpune parne brane (metali, staklo) ili djelomične (sintetske i sintetsko-bitumensketrake).KAO PARNE BRANE KORISTE SE:- Metalne folije (zaštićene) ili limovi (Al, Cu) – albit, albifol,alumka- Višekratni uljeni naliči i lakovi- Sintetske (PE-okiten višeslojan, PVC) ili sintetskobitumenske trake s ulošcima-Asfaltni i parafinski slojevi- Neprekidane gumene trake i folije- Pjenušavo staklo (FOAM GLASS)VENTILIRANA FASADAIDEALNO RJEŠENJE OBODNOG ZIDA VENTILIRANA FASADAPrednosti pred klasičnim konstrukcijama:1. Fizikalno je najpovoljnija :- montažna je obloga izvrstan izolator od sunčeva zagrijavanja ljeti zbog slojaventilirajućeg zraka izmeñu obloge i zida.- ne treba proračunavati ljetnu stabilnost - strujajući zrak omogućuje odzračenjedifuzne vlage iz konstrukcije.- fasadna obloga štiti konstrukciju od atmosferilija - ukoliko voda prodre kroz fasadnuoblogu odzračiti će se u sloju ventiliranog zraka ili oteći bez navlaženja toplinskeizolacije.2. Izvedba nije ovisna o grañevinskoj sezoni u klasičnom smislu.3. Izvedba je brza i relativno jednostavna (montaža).4. Mogu se koristiti jeftini, veće-formatni toplinski izolatori koji inače traže solidnukišnu branu često ranjivu u upotrebi.Styrodur,Ravago, Isover ,Tervol , Okipor i dr.KAO TOPLINSKE IZOLACIJE KORISTE SE:- mineralna i kamena vuna- STYROPOR – ekspandirani polistiren- STYRODUR – ekstrudirani polistiren- Poliuretanska pjena – PUR-PEN- HERAKLIT (drvena strugotina impregnirana magnezitnim cementom)- KOMBI ploče – styropor + heraklit- Pluto, slama, drvene prerañevine- Izolacijski mortovi (žbuke) – DRACOTERM, PERLIT34

- Lagani (plino) betoni - YTONGKAO OBLOGE VENTILIRANE FASADE KORISTE SE:- plemeniti ili oplemenjeni ravni, prešani ili rebrasti limovi (Al, Cu)- azbest-cementne male, srednje ili velike, ravne ili valovite ploče- Šindra, drvo- plastika kao armirani poliester, fiberglas, polikarbonatne ploče- kamene ploče, betonske ploče- klasični materijali kao što je opeka i opekarske pločice,- razni panoi s keramičkim pločicama- staklo3.3.3. AKUMULACIJA TOPLINEAkumulacija topline je svojstvo grañevinskih materijala(elemenata) da mogu prihvatiti dovedenu im toplinu, u sebi jeakumulirati i kod hlañenja okoline ponovno je predavati toj okolini.Akumulacija topline je vrlo značajno svojstvo grañevinskih elemenata,naročito u zimskom periodu, i to za slučaj kada grijanje u zgradi ne radikontinuirano kroz 24 sata već se povremeno prekida (npr.noću). Dobrasposobnost akumulacije topline omogućuje da se za vrijeme periodičkoggrijanja, temperatura zraka u prostoru značajnije ne smanji.Količina topline akumulirana u grañevinskim elementima je toveća, što je veća razlika izmeñu temperature elemenata i temperatureokolnog zraka i što su veći specifični toplinski kapacitet materijalagrañevinskog elementa i masa elementa.Svojstvo akumulacije topline u grañevinskim elementima zgrade uzimskom periodu može se karakterizirati koeficijentom akumulacijetopline W koji je jednak količini topline koju vanjski grañevinski elementakumulira po jedinici svoje površine, za jediničnu razliku temperaturanutarnjeg i vanjskog zraka, kada je postignuto stacionarno stanje. Uopćem slučaju, višeslojnog vanjskog elementa s n slojeva koeficijentakumulacije topline W računa se po formuli1 d 1 1 d 1 d 2W = k [ d 1 ρ 1 c 1 ( --- + --- + d 2 ρ 2 c 2 ( --- + --- + ---)+...α e2 λ 11 d 1 d n - 1 d n. .. + d n ρ n c n ( - -- + - - - + ... + --- + --- + ---)+. ......(6.1)α e2 λ 1 n - 1U izrazu (6.1) svi simboli imaju ranije uvedena značenja, a indeksiodgovaraju numeraciji slojeva elementa kod čega se uzima da numeracijaslojeva ide izvana prema unutra.U sustavu SI jedinica koeficijenta akumulacije topline W je kJ/(m 2 •K).α e2 λ nλ 12 λ 235

Primjer 6.1.I zr a č u n a t i k o e f i c i j e n t a k u m u l a c i j e t o p l i n e W v a n j s k i h zi d o v aprikazanih na slici 6.1. Vrijednosti koeficijenta prijelaza topl i ne su α e =W /(m 2 •K)i α i = 8 W /(m 2 •K)Sl. 6.1. Presjek vnjskih zidova iz primjera 6.1.Vanjski zidovi na sl.6.1. meñusobno se razlikuju samo po redoslijeduslojeva. Kod zida a) polistirenska pjena se nalazi s vanjskestrane, a sloj armiranog betona s unutarnje strane elementa. Zid b) imaobrnuti redoslijed slojeva: armirani beton s vanjske strane a slojpolistirenske pjene s unutarnje strane.Prvo ćemo izračunati koeficijent prolaza topline k, prema izrazu(4.20). On de i za zid a) i za zid b) imati jednaku vrijednost jer on neovisi o redoslijedu slojeva elementa ved samo o njegovu sastavu.1 1k - -------------------------------------- = -------- = 0,69 W / ( m 2 • K )1/8 + 0,15/2,33 + 0,05/0,041 + 1/23 1,452Sada po formuli (6.1) računamo koeficijent akumulacije topline W.Za slučaj zida a) on iznosiW a = 0,69[0,05·25·1260·(1/23 + 0,05/2·0,041) ++ 0,15·2500·960(1/23 + 0,05/0,041 + 0,15/2·2,33)] ==0,69(1028,5 + 466200,0) = 322,4 kJ/(m 2 ·K)Za slučaj zida b) koeficijent akumulacije topline iznosiW b = 0,69(0,15·2500·960(1/23 + 0,15/2·2,33)++ 0,05·25·1260(1/23 + 0,15/2,33 + 0,05/2·0,041)]==0,69(27000,0 + 1129,3) = 19,4 kJ/(m 2 .K)Usporedivi dobivene vrijednosti koeficijenta akumulacije top- lineza oba zida, vidimo da je u slučaju zida b) to vrijednost skoro 17 putamanja nego u slučaju zida a). To znači da akumulacija topline uvišeslojnim vanjskim elementima zgrade bitno ovisi o redosljeduslojeva. Ona de biti to veća to se toplinsko izolacijski sloj nalazi bliževanjskoj površini, a slojevi od masivnijeg materijala bliže unutarnjojpovršini elementa.Na vrijednost temperature zraka u prostoriji za vrijeme prekidagrijanja ne utječa samo sposobnost akumulacije topline vanjskih36

elemenata zgrade već i akumulacija topline svih unutarnjih elemenata.To znači da velika sposobnost akumulacije vanjskih grañevinskihelemenata ne mora značiti nužno i ugodnu temperaturu u prostoriji iobratno. U tom kontekstu vrijednost koeficijenta akumulacije topline Wvanjskog elementa zgrade ima samo relativno značenje i služi zausporedbu sposobnosti akumulacije topline različitih grañevinskihelemenata.Akumulacija topline je nagomilavanje toplinske energije ukonstrukcijama. Ova pojava naročito je važna i povoljna zimi zaprostorije koje grijemo. Ako zidovi imaju sposobnost akumulacije toplinetada će nakon prekida grijanja biti u prostoriji još dugo toplo, zidovi ćeodavati toplinu,odnosno bit će spriječeno naglo ohlañenje prostorije istvaranje kondenzata.Toplina se u nutarnjim konstrukcijama zimi može akumulirati ipasivnim zagrijavanjem odnosno osunčanjem kroz fasadne otvore.Dobri akumulatori topline su materijali velike gustoće (mase) kaobeton, puna opeka i dr.Toplinska akumulacija vanjskih konstrukcija ljeti je nepovoljna jeruzrokuje povećanje ionako visokih temperatura zraka u prostorijama.3.3.4., DIFUZIJA VODENE PARE KROZGRAðEVINSKE ELEMENTESto je to difuzija vodene pare?Ako je u mirnom vlažnom zraku koncentracija vodene pare ne jednolika,dolazi do kretanja molekula vodene pare s mjesta visekoncentracije ka mjestu niže koncentracije, s težnjom da koncentracijana svim mjestima bude jednaka. Opisana pojava kretanja vodene parezove se difuzija vodene pare.Koncentracija vodene pare je masa vodene pare u jediničnomobujmu.Budući da je parcijalni tlak vodene pare u zraku proporcionalannjenoj koncentraciji, umjesto gradijenta koncentracije može sepromatrati gradijent parcijalnog tlaka vodene pare.U grañevinarstvu se proučava pojava difuzije vodene pare krozgrañevinske elemente. Vodena para će difundirati kroz svaki poroznigrañevinski element koji odjeljuje dva prostora s različitim parcijalnimtlakovima vodene pare. Kod toga se molekule vodene pare kreću izprostora s višim parcijalnim tlakom vodene pare prema prostoru s nižimtlakom (sl.10.1.).37

Sl.,10.1. Difuzija vodene pare kroz grañevinski elementSvaki grañevinski element, u ovisnosti od strukture materijala elementa,pruža odreñeni otpor difuziji vodene pare. Zato je ovakav način kretanjavodene pare relativno spor.Masa vodene pare koja uslijed razlike parcijalnih tlakova vodenepare s obje strane elementa difundira u jedinici vremena okomito napovršinu promatranog elementa, zove se difuzijski tok vodene pare Q m .U sustavu SI jedinica veličine Q m je kg/h.Ako se difuzijski tok vodene pare svede na jedinicu površineelementa, dobivena veličina se zove gustoća difuzijskog toka vodenepare q m . U jedinicama SI veličina q m se mjeri u kg/(m 2 ·h).Fickov zakon1855. godine A.Fick je eksperimentalnim putom utvrdio Zakon difuzije uoblikudcq m = D ----- ..................................................................(10.1)dxgdje je D koeficijent difuzije vodene pare kroz zrak u m 2 /h, a dc/dxgradijent koncentracije vodene pare c u smjeru x u kg/m 4 .Koeficijent difuzije vodene pare kroz zrak D ovisi o atmosferskomtlaku i temperaturi zraka. Može se izračunati pomoću Schirmeroveformule101325 T 1,81D = 0,083 · -------- · (-------) ...............................(10.2)p 273gdje je p srednji stvarni tlak zraka u N/m 2 , a T termodinamičkatemperatura zraka u K.Koncentracija vodene pare u zraku c može se izraziti njenim parcijainimtlakom p, Iz jednadžbe stanja idealnog plina je38

pc = --------- ........................................................................(10.3)R D · TOvdje je R D =462 J/(kg·K) plinska konstanta vodene pare, a Ttermodinamička temperatura u K.Uvrštavanjem izraza (10.3) u izraz (10.1) dobije se, da jeD dcq m = ------- · ----- ....................................................(10.4)R D · T dxili kraće pisanodcq m = δ z · ----- ..................................................(10.5)dxVeličina δ z =D/(R D ·T) zove se koeficijent difuzijske vodljivostikgvodene pare kroz zrak. U sustavu SI njegova jedinica je -------m·h·PakgKoeficijent δ z u ------- pokazuje koliko kg vodene pare difundiram·h·Pasvakog sata kroz 1 m2površine sloja zraka debljine 1 m, kada razlikaparcijalnog tlaka vodene pare s obje strane sloja iznosi 1 Pa.Osnovna jednadžba difuzije vodene pare krozgrañevinske elementeNjemački fizičar J.S,Cammerer, s grupom suradnika, objavio je1956, godine osnovnu jednadžbu difuzije vodene pare kroz grañevinskeelemente, koja je u literaturi poznata pod nazivom zajedničkajednadžba. Ona je formalno analogna osnovnoj jednadžbi prenošenjatopline kroz grañevinske elementet i – t eq = --------------------------------- ...................(10.6)1 d 1 d 2 1--- + --- + --- + ... + ---α i λ 1 λ 2 α ei za slučaj višeg parcijalnog tlaka u prostoriji glasip i – p eq = --------------------------------- ...................(10.7)1 d 1 d 2 1--- + --- + --- + ... + ---δ i δ 1 δ 2 δ e39

Simboli u jednadžbi (10.7) imaju ova značenjaq mje gustoća difuzijskog toka vodene pare kroz grañevinski element,p i i p e su parcijalni tlakovi vodene pare u zraku s unutarnje odnosno svanjske strane promatranog elementa u Pa,β i i β e su koeficijenti prijelaza vodene pare s unutarnjeg zraka naunutarnju površinu elementa, odnosno s vanjskekgpovršine elementa na vanjski zrak u ---------m ·h·Pad je debljina pojedinog sloja višeslojnog grañevinskog elementa u mδ je koeficijent difuzijske vodljivosti vodene pare krozkggrañevinski materijal u -----------------m·h·PaAnalogno veličinama uvedenim kod prenošenja topline krozgrañevinske elemente i ovdje se uvode veličine: koeficijent difuzijskepropustljivosti vodene pare ∆, otpor difuzijskoi propustljivostivodene pare 1/∆, koeficijent difuzijskog prolaza vodene pare k D i otpordifuzijskom prolazu vodene pare 1/k D , definirane izrazima1 kg∆ = ------------- ------------- ..........................(10.8)d 1 d 2 m 2 ·h·Pa1 d 1 d 2 m 2 ·h·Pa----- = ----- + ----- + ... ------------------ .........................................(10.9)∆ δ 1 δ2 kg1 1 kgk D = ------------------------------ = --------------------- ----------- ......................(10.10)1 d 1 d 2 1 1 1 1 m 2 ·h·Pa---+----+---+…+--- ---+---+---β 1 δ 1 δ 2 β e β 1 ∆ β e1 1 d 1 d 2 1 1 1 1 m 2 ·h·Pa--- = ---+----+---+…+--- ---+---+--- ---------- ...........(10.11)k D β 1 δ 1 δ 2 β e β 1 ∆ β e kgPrema istraživanjima W.Illiga utjecaj koeficijenata prijelaza vodenepare β i i R e je vrlo malen, pa se kod praktičnog proraćuna difuzijevodene pare u visokogradnji može zanemariti i smatrati da je1 1---- = ------ …………… (10.12)k D ∆40

ik D = A ........................................... (10.13)Koeficijent difuzijskog prolaza vodene pare k D kroz grañjevinskielement pokazuje vrijednost gustoće difuzijskog toka vodene pare zajedinićnu razliku parcijalnih tlakova vodene pare u zraku s objestrane elementa.Velitina δ je uvedena u jednadžbu (10.7) samo zbog formalne analogij sizrazom za prenošenje topline (10.6), a značiDδ=---------- …………………………………………..(10.14)µ ·R D ·TBudući da je D/(R 0 .T) = δ z to je novo uvedena velićina µ ,koja sezove faktor otpora difuziji vodene pare kroz grañevinski materijal,jednaka odnosu koeficijenta difuzijske_ vodljivosti vodene pare krozzrak δ z i koeficijenta difuzijske vodnivosti vodene pare krozpromatrani grañevinski materijal δ .δ zµ = ------- ...................................... (10,15)δ .Faktor p pokazuje koliko je puta veći otpor difuzijskom prolazuvodene pare kroz promatrani grañevinski materijal nego kroz slojmirnog zraka jednake debljine i jednake temperature. Faktor µ jekarakteristika materijala. To je omjerna velićina s jedinicom mjere 1.Faktor µ zraka je jednak 1,0.Nakon uvrštenja (10.14) u (10.7) i uz zanemarenje otpora 1/β i i1/β e dobije se da jep 1 – p 2q m = ----------------------------- ...........(10.16)d 1 d 2--------- + ---------D 1 D 2--------- + ---------µ 1 ·R D ·T µ 2 ·R D ·T 2odnosnop 1 – p 2q m = -------------------------------- .........(10.17)d 1 ·µ 1 ·R D ·T 1 d 2 ·µ 2 ·R D ·T 2--------------- + ---------------D 1 D 241

Kod proučavanja difuzije vodene pare kroz gradjevinski eleementnas, medjutim, ne interesira količina difundirane vodene pare krozelement, već nas interesira da li se unutar tog elementa ova vodenapara kondenzira. Naime, samo kretanje vodene pare kroz gradjevinskielement, ako ne dolazi do njene kondenzacije, nema nikakve negativneposljedice po element. Do opasnosti oštećenja elementa i smanjenjanjegove toplinsko-izolacijske sposobnosti dolazi jedino u slučajukondenzacije vodene pare unutar elementa.Da bi se ustanovilo da li za neki element u odreñenim klimatskimuvjetima dolazi do kondenzacije vodene pare koja se difuzijom krećekroz taj element, potrebno je proračunati temperaturnu krivulju i upoprečni presjek elementa nacrtati krivulju tlaka zasičenja vodene parep' i krivulju parcijalnog tlaka vodene pare p. Tlakovi zasičenja vodenepare uzimaju se iz odgovarajučih tablica (prllog 3) za proračunatekarakteristične toeče temperaturne krivulje promatranog elementa, Kodvišeslojnih elemenata obično je dovoljno uzeti samo temperature naspojevima slojeva različitih materijala, a kod jednoslojnih elemenatatemperature u trećinama debljina.Krivulja parcijalnog tlaka vodene pare može se jednostavno pronaćitako da se izjednači odnos pada parcijalnog tlaka za pojedini slojprema ukupnom padu parcijalnog tlaka s obje strane elementa i odnosotpora difuzijskoj propustljivosti vodene pare promatranog sloja premaukupnom otporu difuzijskoj propustljivosti grañevinskog elementa. Npr.za dvoslojni zid prikazan na s1.10.2 mote se za prvi sloj pisati da jed 1 ·µ 1 ·R D ·T 1----------------p i – p 1 D 1----------- = --------------- .....................(10.18)p i – p 1 1----k Dodnosnop i – p e d 1 ·µ 1 ·R D ·T 1p 1 = p i - ----------- · --------------..........(10.19)1 D 1----k DKrivulja parcijalnog tlaka vodene pare predstavlja krivuljustvarne promjene tlaka vodene pare unutar elementa.Krivulje tlaka zasičenja i parcijalnog tlaka vodene pare ucrtajuse u presjek promatranog elementa. Kod toga treba imati na umu, dase tlak zasičenja kod linearne promjene temperature ne mijenjalinearno, Zato de grafički prikaz krivulje tlaka zasičenja imati izgiednelinearne funkcije, koju, ako hočemo točnije nacrtati, moramo uzetibarem još tlakove zasičenja koji odgovaraju temperaturama u sredinipojedinih slojeva elementa.42

BROJ SLOJAS l . 1 0 . 3 . K r i v u l j e t l a k a z a s i č e n j a p ' i p a r c i j a l n o g t l a k avo dene pare p u presjek'u d vo slojnog zida sa k onde n za c i j o m d i f u n d i r a n e vo d e n e p a r eG l a s e r o v a m e t o d a p r o r a č u n a d i f u z i j e v o d e n e p a r e1 9 58, godine H.Glaser je predložio za p r o r a ču n dif uzije vo d e n e -p a r e k r o z g r a ñ e v i n s k e e l e m e n t e j e d n o s t a vn i j i grafi č k o - a n a l i t i č k ipostupak.d 1 ·µ 1 ·R D ·T 1Otpor difuzijskoj propustljivosti vodene pare --------------Dkojeg posjeduje sloj grañevinskog elementa debljine d i površine 1m 2 , Glaser je nazvao specifičnim difuzijskim otporom T. Dakled 1 ·µ 1 ·R D ·TΤ= ------------------ ......................(10.20)D44

Kako je pad parcijalnog tlaka vodene pare c) u nekom sloju elementaproporcionalan sa specifičnim difuzijskim otporom tog sloja, agustoća stacionarnog difuzijskcg toka, tj. takvog toka kod kojeg nedolazi do otvaranja kondenzata, ostaje konstantna∆pq m = ---- .........................................(10.21)Tmože se krivulja parcijalnog tlaka vodene pare kod višeslojnog grañevinskogelementa odrediti na vrlo jednostavan način. Najprije se proračunaju specifičnidifuzijski otpori pojedinih slojeva promatranog elementa i u odgovarajućem mjerilunanesu na apscisu pravokutnog koordinatnog sustava po istom redoslijedu kao i ukonstrukciji. Kroz granitne točke povuku se vertikalno pravci. Dobivena slikapredstavlja promatrani grañevinski element nacrtom u mjerilu specifičnog difuzijskogotpora, Zatim se na ordinatu koordinatnog sustava nanesu parcijalni tlakovi vodenepare p i i p e koji vladaju s obje strane promatranog elementa, pa se to vrijednostiprenesu na odgovarajuća mjesta na slici presjeka grañevinskog elementa. Kako je,kod konstantne gustoće difuzijskog toka, parcijalni tlak vodene pare unutarpromatranog elementa linearno ovisan o specifičnom difuzijskom otporu, to će sekrivulja parcijalnog tlaka vodene pare dobiti kao spojnica točaka p i i p e (sl.10,4).Da bi se ustanovilo da li unutar grañevinskog elementa dolazi dokondenzacije vodene pare koja se difuzijom kreće kroz element,potrebno je, kako je ranije bilo pokazano, u nacrt poprečnog presjekaelementa ucrtati osim krivulje parcijalnog tlaka vodene pare i krivuljutlaka zasičenja. Za grañevinski element prikazan na slici 10.5. spojnicatočaka p i i p e presjecala bi krivulju tlaka zasičenja. To, meñutim, premafizikalnim zakonima nije moguće, tj, na svakom mjestu mora bitiispunjen uvjet da jep

otporaKrivulja parcijalnog tlaka vodene pare dijeli se dakle u ovomslutačaju u dva jasno odvojena područja u kojima je linearna, ali usvakom područu različitog nagiba. Plohe kroz toneP ' k 1 i p ' k 2 . paralelne s površinom grañevinskog elementa, zatvarajutzv. zonu kondenzacije. Difuzijski tok se rastavlja u dva dijela: diodifuzijskog toka vodene pare q m i koji ulazi u element od p i do p' k i i diotoka q m 2 koji izlazi iz elementa od p' k 2 do p e . Oba ta toka se moguproračunati pomoću izrazap i – p' k 1q m 1 = --------------- .............................................(10.23)T 'ip' k2 – p eq m 1 = --------------- .............................................(10.24)T 'Za specifične difuzijske otpore T' i T" uzimaju se vrijednosti premaslici 10.5,46

Sl.10.5 Krivulja tlaka zasičenja p' i parcijalnog tlaka vodene pare p.Slučaj kondenzacije vodene pare u zoni kondenzacije.Krivulja / parcijalnog tlaka vodene pare dijeli se dakle u ovomslutačaju u dva jasno odvojena područja u kojima je linearna, ali usvakom područu različitog nagiba. Plohe kroz toneP ' k 1 i p ' k 2 . paralelne s površinom grañevinskog elementa, zatvaraju tzv.zonu kondenzacije. Difuzijski tok se rastavlja u dva dijela: diodifuzijskog toka vodene pare q m i koji ulazi u element od p i do p' k i i diotoka q m 2 koji izlazi iz elementa od p' k 2 do p e . Oba ta toka se moguproračunati pomoću izrazap i – p' k 1q m 1 = --------------- .............................................(10.23)T 'ip' k2 – p eq m 1 = --------------- .............................................(10.24)T 'Z a s p e c i f i č n e d i f u z i j s k e o t p o r e T' i T" u z i m a j u s e v r i j e d n o s t ip r e m a s l i c i 1 0 . 5 ,K o d k o n d e n z a c i j e v o d e n e p a r e k o j a s e d i f u z i j o m k r e ć e k r o zg r a ñ e vin s k i e l e m e n t n e m o r a u vijek d o ć i d o f o r m i r a n j a zo n ek o n d e n za c i j e . U j e d n o s t a vn i j i m s l u č a j e v i m a d o l a z i d o k o n d e n -za c i j e vo d e n e pare u je dnoj r a vn in i k o j a s e zo ve r a vn i n a k onde n z a c i j e ( s 1 . 1 0 . 6 ) . U o v o m s l u č a j u t a n g e n t e i z t o č a k a p i i p ep o v u č e n e n a k r i v u l j u t l a k a z a s i č e n j a s a s t a j u s e u z a j e d n i č k o jd o d i r n o j t o č k i pk. R a vn i n a k r o z t o č k u pk, p a r a l e l n a s p o v r š i n o me l e m e n t a p r e d s t a v l j a r a v n i n u k o n d e n z a c i j e .U ovom slučaju točke pkik i p' 2 podudaraju se u točki pk, pa j eg u s t o ć a d i f u z i j s k o g t o k a k o j i u l a z i u e l e m e n tp i – p' kq m 1 = --------------- .............................................(10.25)T '47

a g u s t o ć a d i f z i j s k o g t o k a k o j i i z l a z i i z e l e m e n t ap' k – p eq m 2 = --------------- .............................................(10.26)T ''Opisani grafički prikaz krivulja tlaka zasićenja p' i parcijalnogtlaka vodene pare p u nacrtu poprečnog presjeka grañevinskogelementa, u kojem su pojedini slojevi, umjesto u debjinama d, nacrtaniu mjerilu specifičnog difuzijskog otpora T, naziva se dijagram iii shemadifuzije.Količina vode q r ; koja u slučaju zone ili ravnine kondenzacije' ostaje ugrañevinskom elementu dobije se kao razlika gustoće difuzijskog tokakoji ulazi u element q m i i gustoće difuzijskog toka koji izlazi. izelementa q m 2. Dakle,q m = q m 1 – q m 2 .......................................(10.27)S l . 1 0 . 6 . K r i v u l j e t l a k a z a s i č e n j a p ' i p a r c i j a l n o g t l a k a v o d e n e p a r ep . S l u č a j k o n d e n z a c i j e v o d e n e p a r e u r a v n i n i k o n d e n z a c i j e48

3.3.5. ROSIŠTE, KONDENZACIJA, ISUŠENJEPribližna Glaserova metoda za proračundifuzije vodene pareProračun gustoće difuzijskog toka vodene pareOpisana Glaserova metoda proračuna difuzije vodene pare modese znatno pojednostavniti, a da kod toga rezultati proračuna ostanuipak dovoljno točni. Tako je za računanje mnogo jednostavnije ako sekombinacija veličinaR D• T-- -- -- --Doznači s N i vrijednost od N dade u obliku tablica ili dijagramau ovisnosti o temperaturi i tlaku zraka. UvrštenjemR D• T-------- = N ..............................................(10.30)Du jednañbu (10,17), dobije se da jep 1 – p eq m = ----------------------------- .............(10.31)d 1 ·µ 1 ·N 1 + d 2 ·µ 2 ·N 2Računanje specifičnog difuzijskog otpora T=d•p•N sada jemnogo jednostavnije.K.Seiffert i F,Eichler su otišli korak dalje i odredili vrijednosti odN za razne temperature, ali za odreñeni konstantni tlak zraka. Timesu problem pojednostavnili i rješenje učinili približnim, još je veličinaD ovisna ne samo o temperaturi, već i o tlaku zraka.Daljnje pojednostavljenje se može postići tako, da se ne uzmu uobzir niti male promjene temperature, već da se N odredi ne samo zakonstantan tlak zraka, već i za konstantnu temperaturu. Tako se npr.za.,tlak zraka od 101325 Pa i temperaturu t=0°C dobije da jeR D• T 462.273 N·hN =--------= ---------- = 1519590.3 ------- ............(10.32)D 0 . 0 8 3 m · k gi jednadžba (10.31) poprima oblikp 1 – p eq m = ----------------------------- .............(10.33)1519590.3 ( d 1 +µ 1 +d 2 +µ 2 +…)Uz uvjet da se parcijalni tlakovi P i i p e uvrtavaju u kPa, a debijinaslojeva elementa u m, za proračun gustoće difuzijskog toka vodenepare u g/(m 2 •h) dobije se, u ovom slučaju, brojčana jednadžba49

p 1 – p eq m =0,66 ----------------------------- ...........(10.34)d 1 +µ 1 +d 2 +µ 2 +…Umnožak debljine sloja d s faktorom otpora difuziji vodene pare µmaterijala tog sloja, zove se relativni otpor difuziji vodene pare togasloja i označava slovom r. On pokazuje kolika je debljina mirnog slojazraka koji ima jednaki otpor difuzijskom prolazu vodene pare kaopromatrani sloj grañevinskog elementa debljine d,Uvoñenjem simbola r jednadžba (10.34) dobiva konačni oblikp 1 – p eq m =0,66 ----------------------------- ………...........(10.34)j=n Σ r j j=1gdje je r j relativni otpor difuziji vodene pare J-tog sloja elemenata, an ukupan broj slojeva elemenata.Ako se uz konstantni tlak zraka od 101325 Pa odabere neka drugavrijednost temperature, dobit de se neke druge vrijednosti faktora N ibrojčanog faktora u jednadžbi (10.35). Neki slučajevi su prikazani utablici 10.1.U našoj grañevinskoj praksi, za proračun difuzije vodene parekroz grañevinske elemente po približnoj Glaserovoj metodi, usvojen jeza jednadžbu (10.35) brojčani faktor 0,62.Ispitivanje nastajanja kondenzata unutar gradjevinskogelementaDa bi se ustanovilo da li unutar grañevinskog elementa dolazi dokondenzacije vodene pare koja se difuzijom kreće kroz taj element,postupa se na potpuno jednaki način kao što je opisano u točki 8.4, stim da se kod crtanja sheme difuzije, slojevi elementa umjesto u mjeriluspecifičnog difuzijskog otpora T, crtaju mjerilu relativnog otpora difuziji. vodene pare r. Karakteristični slučajevi koji kod toga mogu nastupiti,prikazani su na slici 10,7.50

Sl,10.7. Karakteristične sheme difuzije kod približne Glaserove metode:a) ne dolazi do kondenzacije vodene pare,b) kondenzacija vodene pare u ravnini kondenzacijec) kondenzacija vodene pare u zoni kondenzacijeJednadžbe (10,25) i (10,26) za gustoću difuzijskog toka u slučajuravnine kondenzacije, prelaze u brojčane jednadžbe:p i - p'kq m 1 = 0,62 ---------- ..................(10.36)r 'ip ' k – p eq m 1 = 0,62 ---------- ..................(10.36)r ' 'a jednadžbe (10.23) i (10,24) za slučaj zone kondenzacije, postajubrojčane jednadžbep i - p'k1q m 1 = 0,62 ---------- ..................(10.38)r 'p ' k 2 –p eq m 2 = 0,62 ---------- ..................(10.39)r ' 'Kondenzirana vodena para g ri ; u g/(m 2 •h) koja ostaje u grañevisnkomelementu, dana je izrazom51

q m = q m 1 – q m 2 .......................................(10.40)Ako iz bilo kojeg razloga nije dozvoljena kondenzacija vodene pareunutar grañevinskog elementa, pomoću dijagrama difuzije mole se lakoodrediti minimalni potrebni relativni otpor difuziji vodene pare r p otjednog dodatnog sloja grañevinskog elementa kojeg treba postaviti sunutarnje strane elementa, tj. sa strane većeg parcijalnog tlaka vodenepare. Polazi se od razmišljanja da kod stacionarnog difuzijskog toka, tj.kada nema kondenzacije vodene pare, krivulja parcijalnog tlaka vodenepare ima oblik neprelomljenog pravca. Zato se tangenta iz točke p e nakrivulju tlakazasičenja produžava preko dodirne točke p' k do presjeka shorizontalnim pravcem kroz točku p i (sl.10.8).U mjerilu vrijednosti r može se sada sa slike očitati r p ot Osim toga iziste siike može se očitati i maksimalni dozvoljeni parcijalni tlak vodenepare p i,do z sa unutarnje strane elementa,ako izvedba dodatnog sloja nijemoguća, a ipak treba spriječiti stvaranje unutarnjeg kondenzata.52

Sl.10,8, Odredjivanje potrebnog relativnog otpora difuziji vodene pare r p otradi sprečavanja kondenzacije vodene pare unutar gradjevinskog elementaPonekad se opisani grafički postupak za odreñivanje r pot ne možekoristiti, jer se traženo sjecište nalazi suviše daleko. U tom slučaju možese prema sl,10,8 r p ot izračunati iz odnosar p o t Σr------------ = ------------ ..............................(10.28)p i – p i,dop p i,dop – p eodnosnop i – p i,potr pot = --------------- · Σr ..........................(10.29)p i,pot - p e –Za dodatni sloj grañevinskog elementa s vrijednošću relativnogotpora r>r p ot koriste se materijali koji imaju veliku vrijednost faktora otporadifuziji vodene pare µ. Ako je ovaj sloj izveden od materijala u obliku folija,premaza ili sl., zove se parna brana,Primjer 8,1,Vanjski zid stambene zgrade izvest će se kao dvoslojni elementpremo sL.10.9.a. Glaserovom priblžfnom metodom ispitati da li u zidudolazi; do kondenzacije vodene pare koja se difuzijom kreće kroz taj zid zaove klimatske uvjete-temperatura I relativna vlaga zraka u zgradi je:t i = + 20 0 CΦ i = 60 %-temperatura I relativna vlaga vanjskog zraka jet e = - 10 0 CΦ e = 90 %Vrijednosti koeficijenata prijelaza topline su:α i = 8 W/(m 2 ·K) i α e = 23 W/(m 2 ·K)Proračun se vrši postupno na slijededi način:1. Iz zadanih klimatskih uvjeta izračunaju se parcijalni tlakovi vodene pareu zraku s unutarnje p i odnosno s vanjske p e strane zida.Prema tablici 3 je:p' i =2,337kPap' e =0,260kPapa de prema (7.1) bitip i =0,60.2,337 = 1,402kPa p e =0,90.0,260 = 0,234kPa53

2. Za zadani zid računaju se toplinski otpori pojedinih slojeva i otporiprijelaza topline.3. Izračuna se otpor prolaza topline R o it i -t e4. Množeći vrijednost izraza --------- s goreRoizračunatim toplinskim otporima, dobiju se vrijednosti temperaturnihpadova za pojedine slojevePodručje unutarnjeg ∆Θ i = 24,39.0,1= 3,0 ° C251. Armirani beton ∆Θ 1 24,39.0,0= 2,1 ° C2. Polistirenska pjena = ∆Θ 2 24,39.0,9 86 = 23,8 °PodruOje vanjskog prijelaza = ∆Θ e 24,39°0,0 76 = C 1,1 ° Ckontrola = 43 ∆t = 30,0 °C5, Odrede se temperature na graničnim površinama zida i u ravnini spajanja slojeva.Temperatura unutarnjeg zrakat i = 20,0 ° CTemperatura unutarnje površine zida Θ i = 20 - 3,0 = 17,0 ° C Temperatura naspoju slojeva Θ 1 = 17,0-2,1 = 14, 9 ° CTemperatura vanjske površine zidaΘ e = 14,9-23,8 = -8,9 ° CTemperatura vanjskog zrakat e = -8,9 -1,1 =-10,0 ° C6. Za proračunate temperature u točki 5, odrede se pomoću tab- Lice 3 odgovarajući tlakovizasićenja p'.t i = 20,0 ° Cp' i = 2,337 kPaΘ i = 17,0 ° Cp' Θi = 1,937 kPaΘ 1 = 14, 9 ° C p' 1 = 1,696 kPa54

Θ e = -8,9 ° Ct e =-10,0 ° Cp' Θe = 0,285 kPap' e = 0,260 kPa7, Izračunaju se relativni otpori difuziji vodene pare r pojedinih slojeva zida,1. Armirani beton r1 = 0 20·90 = 18,0 m2. Polistirenska pjena r 2 = 0,04·40 = 1,6 m8. Pomoću izračunatih vrijednosti u točkama 1,6 i 7 nacrta se u prikladnommjerilu dijagram difuzije (sl.10.9b), kako je to ranije bilo objašnjeno.Slika 10.9. a) Presjek vanjskog zida iz primjera 10.1.b) Dijagram difuzije vanjskog zida iz primjera 10.1.Budući da krivulja parcijalnog tlaka vodene pare ni na jednom mjestune presjeca krivulju tlaka zasićenja, zaključuje se da je difuzijski tokvodene pare kroz promatrani zid, za dane klimatske uvjete, stacionaran, tj.ova vodena para se unutar zida ne kondenzira.Opisani proračuni postaju mnogo jednostavniji i pregledniji, ako seprikažu kao u tablici 10.2.T ablica 10.2,55

P r i mje r 8.2.Vanjski zid stambene zgrade izvest de se kao dvoslojni elementprema si,(10.10a). Za jednake klimatske uvjete i koeficijente prijelazatopline kao u primjeru 10.1. ispitati Glaserovom pribliinom metodom, do li uzidu dolazi do kondenzacije vodene pare koja se difuzijom kreće kroz zid, iu slučaju kondenzacije lzračunati količinu vode q' m koja ostaje u zidu.Proračuni temporaturne krivulje, krivulje tlaka zasičenja parcijalnogtlaka vodene pare, te relativnih otpora difuziji vodene pare, dani su utablici 10.3.Pripadni dijagram difuzije nacrtan je na sl.(10.10b). Iz dija- a-grama je vidljivo da u ravnini spajanja polistirenske pjene i armiranogbetona dolazi do kondenzacije vodene pare, koja se difuzijom kreće krozzid, Gustoća difuzijskog toka voñene pare koji ulazi u zid je1,402-0,344q m 1 = 0,62 ---------------=0,410 g/(m 2 ·h)1,6a gustoća difuzijskog toka koji izlazi iz zida je0,344-0,234q m 2 = 0,62 ---------------=0,004 g/(m 2 ·h)18,056

Tablica 10.3.Količina vode koja ostaje u zidu iznosiq'm=0,410 - 0,004 =0,406 g/(m 2 ·h)Usporedivi sastave zidova i rezultate proračuna difuzije vodene pareu primjerima 10,1. i 10;2,, može se formulirati osnovno pravilo kojeg setreba pridržavati kod projektiranja vanjskih elemenata zgrade, ako se želiizbjeći kondenzacija difuzijske vodene - pare - unutar tih elemenata. Topravilo glasi: kod više slojnih vanjskih elemenata zgrade, relativni otporidifuziji vodene pare pojedinih slojeva elementa moraju se smanjiti idući usmjeru iz zgrade prema van. Zadovoljenje ovog pravila u potpunosti, ugrañevinskoj praksi, je često neostvarivo. No, bilo bi i apsurdno ovo pravilopostaviti u svim slučajevima kao apsolutni zahtjev, Kako de u nastavku bitipokazano, pod odreñenim uvjetima, ograničena količina kondenzata unutarelementa je dozvoljena. To znati da gornje pravilo treba samo shvatiti kaodragocjenu pomoć kod projektiranja i prethodne procjene nekog višeslojnogelementa. Što je neki element vise u suprotnosti s gornjim pravilom, to dese u njemu više kondenzirati difuzijske vodene pare.U gornjem smislu treba shvatiti slično pravilo koje umjesto relativnihotpora difuziji vodene pare govori o tzv. faktoru položaja, koji jejednak produktu faktora otpora difuziji vodene pare µ i koeficijentatoplinske vodljivosti λ materijala sloja elementa. To pravilo traži da se kodvišeslojnih vanjskin elemenata faktor položaja pojedinih slojeva smanjujekod kretanja u smjeru iz zgrade prema van. Ovo pravilo je čak i logičnije odprvog pravila, jer preko koeficijenta λ ono zapravo uzima u obzir izgledtemperaturne krivulje koja, kako je to ranije bilo pokazano, ima odlučujućiutjecaj na izgled krivulje tlaka zasićdenja, Praktična posljedica ovog pravilaje da kod višeslojnog elementa položaj toplinsko-izolacijskog sloja,da bikoličinakondenzata bila što manja, mora biti pomaknut što vise prema vani,odnosno u idealnom slučaju da se nalazi s vanjske strane elementa,57

Sl.10.10. a) Presjek vanjskog zida iz primjera 10.2.b) Dijagram difuzije vanjskog zida iz primjera 10.2.Proračun ukupne količine kondenzataUkupna količina kondenzirane vodene pare unutar grañevinskogelementa na završetku perioda difuzije vodene pare q' m z u g/m 2 dana jeizrazomq' m z = q' m , 24·d .............................. (10.4)gdje je d ukupno trajanje pojave difuzije vodene pare u danima zapromatrani vremenski period. Za proračun difuzije vodene pare obično sepromatra vremenski period od jedne godine. U slučaju grijanih prostorija dopojave difuzije vodene pare kroz vanjske grañevinske elemente dolazi uzimskom razdoblju, pa je u tom slučaju u jednadžbi (10,41) d jednakračunskom broju zimskih dana.U slučaju ravnine kondenzacije, pretpostavlja se da se vodena parajednoliko kondenzirala u materijalu sloja ili dijela sloja koji se, gledajući usmjeru difuzijskog toka, nalazi ispred ravnine kondenzacije, U slučaju zonekondenzacije pretpostavlja se da se vodena para jednoliko kondenzira učitavoj njenoj širini.Povećanje vlažnosti materijala sloja grañevinskog elementa u kojemse kondenzirala vodena para koja je difuzijom prodrla u element, nazavršetku perioda difuzije vodene pare (završetak zimskog razdoblja),izraženo masenom vlagom u postocima, dano je izrazom58

q' m z ·100X' dif = --------------- ............ (10.42)d r ‘ρ 0gdje je q' m z ukupria količina kondenzata prema izrazu (10.41) aliizražena u kg/m 2 , po obujamska masa suhog materijala slojaelementa u kojem se vodena para kondenzirala u kg/m 3 , a d r tzv.računska debljina sloja u kojem se vodena para kondenzirala u m. Uslučaju ravnine kondenzacije uzima se da je:-za plinobeton, pjenobeton ili beton s laganim agregatomd r = 0,02 m,-za opeku d r = 0,05 m,-za sve ostale materijale d r je jednak debljini sloja tog materijala, ali neveći od 0,07 m,U slučaju zone kondenzacije d r je jednak njenoj širini.Proračun isušenja grañevinskog elementaKada su parcijalni tlakovi vodene pare u zraku s obje stranegrañevinskog elementa manji od tlaka zasićenja vodene pare u ravninikondenzacije, odnosno na ravninama koje omeñuju zonu kondenzacije,dolazi do isušenja grañevinskog elementa pojavom difuzije vodene pare izelementa prema van. Ovakva situacija je najizraženija u ljetnom periodu.Proračun isušenja grañevinskog elementa vrši se u principu najednaki nadin kao i proračun difuzije vodene pare kroz grañevinski elementu zimskom periodu. Dijagram difuzije se crta tako da se na apscisu uprikladnom mjerilu nanesu relativni otpori difuziji vodene pare pojedinihslojeva elementa prema redoslijedu njihova položaja u elementu, a naordinatu se nanosi tlak vodene pare. U ravnini kondenzacije, odnosno nagraničnim ravninama zone kondenzacije, u ovisnosti o temperaturi, odredese tlakovi zasičenja p' k odnosno p' k 1 i p' k 2 . Zatim se s unutarnje i vanjskestrane elementa nanesu postojeći parcijalni tlakovi vodene pare p i i p e .Spajajući nañene točke p i i p e s tlakom zasićenja p k odnosno s tlakovimazasidenja p' k 1 i p' k 2 dobije se krivulja parcijalnog tlaka vodene pare unutargrañjevinskog elementa (sl.10.11).Iz sl.10.11 je vidljivo, da od ravnine odnosno zone kondenzacije tečedifuzijski tok vodene pare prema unutarnjoj i vanjskoj površinigrañevinskog elementa. Gustoća difuzijskog toka koji izlazi iz elementa, uslučaju ravnine kondenzacije, dana je izrazomp ' k – p ip ' k – p eq m = 0,62 --------------- + 0,62 -----------...(10.43)r 'r ' 'a u slučaju zone kondenzacije, izrazomp ' k 1 – p ip ' k 2 – p eq m = 0,62 ------------ + 0,62 -----------.....(10.44)r 'r ' '59

U brojčanim jednadžbama (10.43) i (10.44) tlakovi se uvrštavaju ukPa, relativni otpori difuziji vodene pare r u m, a gustoća difuzijskog tokase dobije u g/(m 2 •h).Vrijeme T u danima kroz koji će izaći iz elementa sva – u zimskomperiodu- kondenzirana vodena para, računa se prema izrazu1,3 · q' m zT = -------------- ..............................(10,45)q m · 24gdje je q' m z ukupna količina kondenzirane vodene pare unutar elementa nazavršetku perioda difuzije vodene pare, izračunata pomoću formule(10.41), a q m gustoća difuzijskog toka koji izlazi iz elementa, prema izrazu(10.43) odnosno (10.44).¸U formuli (10.45) koeficijent 1,3 uzima u obzir usporavanje isušenjauslijed postepenog smanjivanja difuzijskog toka.S1.10.11 Krivulja parcijalnog tlaka vodene pare unutar grañevinskogelementa za ljetni period (period sušenja elementa)a) slučaj ravnine kondenzacije,b)slučaj zone kondenzacije.Primjer 8,3.Za zid iz primjera 10.2 i izračunatu količinu vode koja ostaje u ziduq' m =0,406 g/(m 2, h) proračunati ukupnu količinu kondenzirane vodene pare60

u zidu na završetku perioda difuzije vodene pare i time izazvano povečanjevlažnosti polistirenske pjene. Zatim izračunati uvjete isušenja predmetnogzida u ljenom periodu. Zadano je:a)ukupno trajanje pojave difuzije vodene pare u zimskom perioduje d = 90 dana,b)temperature i relativne vlažnosti zraka u ljetnom periodu sut i =t e = +18 0 C, Θ i =Θ e =65 %Prema izrazu (10,41) ukupna količina kondenzirane vodene pareunutar zida na završetku perioda difuzije vodene pare iznosi q' m z =0,406·24·90 = 877 g/m 2Zbog ovog kondenzata dolazi do povećanja vlažnosti polistirenskepjene, koje prema izrazu (10.42) iznosi:0877·100X' dif --------------- = 109,6 %0,04·20Budući da su u l jetnom perio du računske tempera ture vanjskogu n u t a r n j e g zr a k a j e d n a k e , t o ć e i t e m p e r a t u r a u b i l o k o j o j t o č k iu n u t a r zi d a b i t i j e d n a k a t e mp e r a t u r i zr a k a . Za za d a n u t e mp e r a t u r u o d+ 1 8 ° C , t l a k za s i ć e n j a u r a v n i n i k o n d e n za c i j e i zn o s i p ' k =2,063 k P a , ap a r c i j a l n i t l a k o v i s u n u t a r n j e i v a n j s k e s t r a n e z i d ap i = p e =0,65·2,063=1,341 k P a . P r e m a s l i c i ( 1 0 . 1 1 a ) i f ormu l i (10.43)gustoća difu zi j s kog toka ko j i u ljetnom periodu i z l a z i i z z i d a j e2 , 0 6 3 - 1 , 3 4 1 2 , 0 6 3 - 1 , 3 4 1q m = 0 , 6 2 - - - - - - - - - - - - - - - - + 0 , 6 2 - - - - - - - - - - - - - - - =1 , 6 1 8 , 0= 0 , 2 8 0 + 0 , 0 2 5 = 0 , 3 0 5 g / ( m 2 · h )Potrebno vrijeme za isušenje ukupne količine vlage koja se uzi m s k o m p e r i o d u kondenzi r a i zn o s i p r e ma i zr a zu ( 1 0 . 4 5 )1 ,3 ·877T = - - - - - - - - - - - - - = 1 5 6 dana0 , 305 ·24Klimatski podaci za proračun difuzije vodene pareZa proračun difuzije vodene pare kroz grañjevinski elementpotrebno je poznavati temperaturu i relativnu vlagu vanjskog zraka izraka u prostoriji. Temperatura i relativna vlaga zraka u prostorijiovisni su o namjeni prostorije, sis temu grijanja i uvjeta k o r i š e n ja , id a du se r e l ativn o j e d nostavn o i dovoljno precizno odrediti. Odabiranjepak proračunske temperature i relativne vlage vanjskog zraka je neštoteže. Naime, dok se relativna vlaga vanjskog zraka razmjerno malo61

mijenja, dotle se njegova temperatura kreće u vrlo širokom rasponuvremenski je stalno promjenjiva. Zato je i parcijalni tlak vodene pare uvanjskom zraku vremenski jako promjenjiv. To znači, da ce izbor nekekonstantne vrijednosti vanjske temperature za proračunsku temperaturuimati veliki utjecaj na rezultat proračuna difuzije vodene pare.Osim toga, treba imati na umu, da izbor proračunske temperature irelativne vlage vanjskog zraka nije vezan samo na meteorološke podatkena promatranoj lokaciji, već je u vezi i s kriterijima prema kojima senamjerava procijeniti ponašanje grañevinskih elemenata na difuziju vodenepare.Zbog navedenih razloga vrijednosti proračunskih temperatura irelativnih vlažnosti vanjskog zraka, to ukupno trajanje pojave difuzijevodene pare, propisuju se u odgovarajućim tehničkim propisima i svi suobavezni da s tim vrijednostima proračunavaju difuziju vodene pare krozgrañevinske elemente.Kriteriji za ocjenu grañjevinskog elementa u pogledudifuzije vodene pare1.U načelu treba nastojati da se vanjski grañevinski element takoprojektira, da u njemu ne doñe do kondenzacije vodene pare koja sedifuzijom kreće kroz taj element.2.Kondenzacija vodene pare ni u kojem slučaju nije dozvoljena usloju elementa od materijala koji je osjetljiv na promjenu vlažnosti, kao štoje to npr. drvo i većina materijala na bazi drva.3.Za materijale koji nisu posebno osjetljivi na promjenu vlažnosti,kondenzacija vodene pare koja se difuzijom kreće kroz element jedozvoljeno uz uvjet da uslijed kondenzacije ne nastane grañevinska šteta.3.1.Kondenzacijom vodene pare koja je difuzijom prodrla u element,neće doći do grañjevinske štete ako je ukupna vlažnost materijala u kojemse kondenzirala vodena para na završetku razdoblja difuzije vodene pare(završetak zimskog perioda) manja od najveće dozvoljene vlažnosti za tajmaterijal, Ukupna vlažnost materijala izražena masenom vlagom X' uk upostocima računa se prema izrazuX' uk = X' r + X' dif ..........................................(10.46)i mora bitiX' uk < X' max .............................................(10.47)O vd j e j e X ' r t z v . računska masena vlaga promatranog materijala upostocima, odredjena eksperimentalno. Naime, grañe v i n s k i m a t e r i j a l iugrañeni u zgrade nikad nisu apsolutno s u h i , w e ć uvijek sadrže u sebiodreñenu količinu vlage, k o j a o v i s i o v r s t i materijala i mikroklimatskihuvjeta okol i n e u k o j o j s e nalazi. X' r odgovara nekom prosječnomsadržt a j u v l a ge u materijalima izvedenih grañevinskih elemenata k o dk o j i h je uspostavljena vlažnosna ravnoteža s okolinom.X ' dif j e p o v e č a n j e vlažnosti materijala sloja grañevinskog62

elementa u kojem se kondenzirala vodena para koja je d i f u z i j o m p r o d r l a utaj element, na završetku perioda d i fuzije vodene pare, izraženamasenom vlagom u postocima, proračunata pomoću formule (10.42).X' max je najveća dozvoljena masena vlaga promatranog materi jala,izražena u postocima. Odreñuje se eksperimentalno d u g o t r a j n i m isvestranim ispitivanjima.V r i j e d n o s t i X ' r i X' max za pojedine grañevinske m a t e r i j a l e d a n e s ut a b e l a r n o u prilogu 4. Za materijale k o j i nisu nav e d e n i u t o j tablicismatra se da kondenzacija difundirane vo d e n e p a r e u njima nijedozvoljena,3 . 2 . G r a ñ e v i n s k i element u kojem se k o n d e n z i r a l a vodena para,p o r e d z a h t j e v a (10.47) mora zadovoljiti i uvjet da se ukupn a k o l i č n a un j e m u kondenzirane vodene pare na završetku p e r i o d a d if u zije vodenepare q' mz dana izrazom ( 10.41) može i s u š i t i k r o z p e r i o d difuzijskogisušenja (ljetni period). U t o s v r h u r a č u n a s e potrebno vrijeme T zaisušenje elementa po ( 1 0 . 4 5 ) . G r a ñ e v i n s k i e l e m e n t d e za d o vo l j i t i up o gledu d i f u zije vo dene pare, a ko j e dobivena vrijednost T m anja ods t v a r n o m o g u ć e g t r a j a n j a d i f u z i j e u l j e t n o m p e r i o d u , a k o j e o v i s e om j e s n i m k l i m a t s k i m p r i l i k a m a .3.4. IZVORI ENERGIJE I VRSTE GORIVAUvodBez energije nema života. Energija je sposobnost obavljanja rada, energija jekretanje, toplina, život. Energija je pokretač cijelog svijeta, pa tako i našeg života.Koristimo se njome da bismo radili i da bismo se hranili, ona osvjetljava naše gradove,pokreće bicikle, vlakove, avione i ostala motorna vozila. Energiju trebamo za grijanje ihlañenje, za toplu vodu i za kuhanje. Sve što radimo povezano je s energijom u jednom ilidrugom obliku.• Osnovna jedinica za energiju je džul (joule). 1 J=1 Ws• Izvedenica iz vat-sekunde (watt-second) i najčešće korištena mjera za potrošnjuenergije u zgradama je kWh. 1kWh = 3 600 000 J = 3,6 MJ.Izvore energije možemo podijeliti na obnovljive i neobnovljive izvore (fosilnagoriva). Nažalost, opskrba energijom iz fosilnih goriva je ograničena jer ona nisuneiscrpni i obnovljivi izvor energije i ne mogu se nanovo iskorištavati. Osim toga,izgaranjem fosilnih goriva nastaju štetni plinovi koji onečišćuju okoliš i uzrokuju klimatskepromjene. Zbog toga toplinska zaštita i ušteda energije, korištenje obnovljivih izvoraenergije i zaštita okoliša danas postaju temeljem održivog razvojaEnergetika je kljucni sektor gospodarstva svake države zbog niza razloga, od kojihje najvažniji onaj da cijena utrošene energije ulazi u ukupnu cijenu svakog proizvoda iliusluge. Rastuća potražnja za energijom vitalan je čimbenik gospodarskoga razvoja i zatoje ona jedan od problema koji čovječanstvo očekuje u budućnosti. Prema tome opskrbaenergijom je, uz opskrbu pitkom vodom i hranom, ravnopravan čimbenik jer je onasastavni dio svake opskrbe. Dokaz tome jest činjenica da je poremećaj u opskrbienergijom samo iz jednog primarnog oblika, tj. nafte, pokrenuo ozbiljna razmišljanja o63

opskrbi energijom u buducnosti. Tako npr. nakon 1973. odnosno 1979. godine, koje suoznačene kao pocetak energetske krize izazvane političkim odlukama, došlo do promjenaenergetske politike osobito u razvijenim zemljama zapadnoeuropskih država. Zajedničko jeobilježje tih promjena bila orijentacija na vlastite izvore energije s pomoću supstitucijetekućeg goriva alternativnim izvorima energije (sunčana energija, kinetička energija vjetra,energija biomase i dr. .U prošlosti, posebno početkom dvadesetog stoljeća, nije se vodilo računa oograničenosti zaliha neobnovljivih fosilnih energenata (ugljen, nafta i zemni plin). Zato suneobnovljivi fosilni energenti u novije vrijeme postali sve skuplji i sve ih je manje.Sada se procjenjuje da bi alternativni izvori energije mogli zadovoljiti današnje potrebe ustanogradnji jer će se znanost, tehnologija i tehnika stalno usavršavati tako da ce seiskorištavanje i tih izvora usavršiti. Najznačjniji su sunčana energija, kinetička energijavjetra, bioenergija i energija morskih valova. Uporaba alternativnih izvora energije temeljise na principu da novi obnovljivi izvori energije moraju biti tehnički ostvarivi i ekonomskiisplativi, a cijena mora biti barem jednaka ili niža od cijene konvencionalnih izvora energije(fosilni energenti i hidroenergija).Buduci da je ukupna potrošnja toplinske energije za grijanje u zgradama uzemljama Europske unije u usporedbi s ostala dva najznačajnija područja (promet iindustrija) najveća, ovim se radom nastoji upozoriti na mjere uštede toplinske enegije uzgradama, da bi se time Zakonom o prostornom ureñenju i gradnji (NN 76/07) postiglopropisanu uštedu toplinske energije u zgradama. Posebno se želi upozoriti na činjenicuda bi ubuduće sve više trebalo rabiti stručnu literaturu, osobito sada nakon donošenjanovog Tehničkog propisa o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštitie u zgradama (NN79/05, 155/05 i 74/06). Naime, ne samo u nas nego i u svijetu uopće, ubrzo nakon pojaveprve naftne krize 1973. godine u stručnim je časopisima objavljen veći broj radova ouštedi toplinske energije u zgradama.Tumačenje osnovnih pojmovaDa bi ovaj rad bio što pregledniji, razloženi su temeljni pojmovi iz područjaenergetike i energije kojima se ovdje služimo.Energetika je znanost koja se bavi energijom, energetskim izvorima i njihovim tehničkimiskorištavanjem, zalihama energije i rentabilnosti njihove eksploatacije.Energija je sposobnost obavljanja rada .Energija, u smislu Zakona o energiji (NN 68/01 i 177/04), jest električna energija,toplinska energija, plin, nafta i naftni derivati. Napominjemo da se primarni oblici energije,u obliku u kakvom se nalaze u prirodi, mogu rabiti tek nakon transformacije (procesapretvorbe) u uredajima korisnika energije u pogodniji oblik. Korisni oblici energije jesu:toplinska energija, mehanicka energija, elektricna energija i kemijska energija. Energijase po-javljuje u razlicitim oblicima, kao npr.: potencijalna energija, kineticka energija,elektricna energija, toplinska energija pri gorenju itd., pri cemu kod svakog pretvaranjaenergije iz jednog oblika u drugi nastaju gubici energije kao njezini nepovratni dijelovi. Sobzirom na obnovljivost postoje obnovljivi izvori energije i neobnovljivi izvori energije .Energenti su, u općem smislu, izvori energije. U užem smislu to su neobnovljivi(fosilni) izvori energije, odnosno skupni naziv za ugljen, naftu i zemni plin.Obnovljivi su izvori energije, u smislu Zakona o energiji (NN 177/04), oni koji susačuvani u prirodi i obnavljaju se u cijelosti ili djelomično. To se posebno odnosi na energijuvodotoka, vjetra, neakumulirane sunčeve energije, biodizela, biomase, bioplina,geotermalnu energiju itd.Neobnovljivi izvori energije su oni koji su takoñer sačuvani u prirodi ali se neobnavljaju, nego im se iscrpljuju prirodne rezerve. To su: ugljen, nafta, zemni plin, elek-64

tricna energija, nuklearna energija i drugo .Ušteda energije u zgradama znači smanjenje potrošnje neobnovljivih izvoraenergije, ovisno o lokalnim klimatskim prilikama, koja je potrebna zimi za grijanje, a ljetiza hlañenje prostorija u zgradama te zaštitu okoliša smanjenjem emisije C0 2 .Racionalna je potrošnja energije skup smišljenih mjera i postupaka koje trebaprimijeniti pri potrošnji energije u stvarno potrebnim količinama za nesmetano obavljanjedjelatnosti i uz normalne uvjete smanjivanjem gubitaka energije na realno mogućekoličineOdrživa gradnja znači planiranu grañevinsku djelatnost (projektiranje, gradenje,uporaba i uklanjanje grañevina), koja na temelju tehničkih, ekonomskih i ekoloških načelate pravilne uporabe prirodnih bogatstava (prikladni materijali, obnovljivi izvori energije ipravilno gospodarenje otpadom) ublažava štetne utjecaje gradnje na okoliš.Održivi je razvitak, u smislu Zakona o zaštiti okoliša (NN 110/07), gospodarski isocijalni razvitak društva koji u zadovoljavanju potreba današnjeg naraštaja uzima u obziriste mogučnosti zadovoljavanja potreba idučih naraštaja te omogučuje dugoročnoočuvanje kakvoće okoliša, biološke raznolikosti i krajobraza.Zaštita okoliša, u smislu Zakona o zaštiti okoliša (NN 110/07), jest skupodgovarajućih aktivnosti i mjera kojima je cilj sprjecavanje opasnosti za okoliš,sprjecavanje nastanka šteta, i/ili onečišćavanja okoliša, smanjivanje i/ili uklanjanje štetananesenih okolišu te povrat okoliša u stanje prije nastanka štete.Potrošnja energijePotrošnja energije svakim je danom sve veća poradi stalnog povečanja broja ljudi nazemlji i time njihovih aktivnosti: gradnje stambenih i nestambenih zgrada opremljenih svebrojnijim uredajima koji sve više troše energiju (grijanje, hladenje i kućna tehnika),proizvodnje i stavljanja u pogon sve večg broja prometnih vozila, razvoja proizvodnje uindustriji i dr.Radi pojašnjenja, opisani su pojmovi koji se rabe za oblike energije, a zatim je danpodatak o potrošnji energije u RH za 2004. godinu :• primarna energija je oblik energije dobiven neposredno iz prirode bez procesa pretvorbe• sekundarna energija je oblik energije dobiven različitim postupcima pretvorbe odprimarne energije (benzin, koks, elektricna struja i dr.)• fmalna (konačna) energija je oblik energije koji stoji krajnjem korisniku na raspolaganju(toplina, elektricna struja i dr.)• korisna energija je onaj dio energije koji se dobiva nakon oduzimanja svih gubitakanastalih pri procesima prerade, pohrane i prijenosa primarnih i sekundarnih oblika tepretvorba konačne energije (mehanički rad stroja, toplina iz radijatora i dr.).Ukupna potrošnja energije 2004. godine u Republici Hrvatskoj iznosila je 412 PJ(petadžula), odnosno (412 • 10 15 J) i od 1992. godine ima pozitivan trend porasta.Napominjemo da je najveća potrošnja energije ostvarena krajem 1980-ih godina kada,nakon pojave druge naftne krize 1979. godine, još nije bio postignut zapažen učinak prvihmjera uštede energije. Prosječna je stopa porasta ukupne potrošnje energije od 1999.-2004. godine 2,2 %, s napomenom da ukupna potrošnja ne raste kontinuirano [12]. Zausporedbu napominjemo da je ukupna potrošnja energije u Republici Hrvatskoj za 49,6 %manja od prosjeka u Europskoj uniji (neprovjereni podatak), a što se smatra velikimzaostatkom.Proizvodnja primarnih oblika energije iznosila je 2004. godine 204,4 PJ i od 1999.godine raste prosječno godišnje 1,9 % na godinu.Potrošnja fmalne energije u Republici Hrvatskoj u pos-ljednjih nekoliko godinaraste s prosjecnom godišnjom stopom od 2,9 %. Pritom najveci udio zauzimaju tekucagoriva sa 44 %, zatim slijede plinovita goriva sa 25 % i elektricna energija sa 17 %.Prema tome, stopa porasta proizvodnje primarne energije je niža od stope porastaukupne potrošnje energije (1,9 % < 2,2 %) i znatno je niža od stope fmalne potrošnjeenergije (1,9 % < 2,9 %).65

Neki smatraju da je sve do pojave prve naftne krize 1973. bilo razdoblje tzv. zlatnepotrošnje energije. Meñutim, nakon pojave druge naftne krize 1979. počele su se usvijetu naglo poduzimati mjere za što večom uštedom toplinske energije u zgradama ukojima je ta potrošnja največa jer su zgrade najbrojnije grañevine. Primjerice, ukupnapotrošnja konacne energije u Republici Hrvatskoj po sektorima u 2005. bila je:• u stambenim zgradama i zgradamaza javnu namjenu 41,3 %• u prometu 30,6 %• u industriji 21,7 %• u poljoprivredi 3,9 %• u grañevinarstvu ______________ 2,5 %Ukupno: 100,0 %Zbog gradnje novih i rekonstrukcije postoječih zgrada potrošnja energije kod nas uzgradarstvu u velikom je porastu. To se najbolje vidi iz podatka koji je objavio Državnizavod za statistiku da je, primjerice, 2006. u Republici Hrvatskoj završeno ukupno 10.897zgrada.Ušteda i racionalna potrošnja energije u zgradamaBudući da je opća potrošnja energije svakim danom sve veča, pri planiranju svakenove vrste iskorištavanja energije valja poduzimati mjere o načinu potrošnje, a osobitouštedi neobnovljivih izvora energije. U tu su svrhu ušteda i racionalna potrošnja energijenužni postupci za očuvanje rezervi osobito neobnovljivih izvora energije. Stoga se moraprovoditi ušteda i racionalna potrošnja energije uvijek i na svakome mjestu. Naime,največa dopuštena potrošnja toplinske energije u zgradama propisana je: Zakonom oprostomom ureñenju i gradnji kao bitan zahtjev za uštedu toplinske energije i to tako dagradevina i njezini ureñaji za grijanje, hladenje i ventilaciju moraju biti projektirani iizgradeni tako da u odnosu na mjesne klimatske prilike potrošnja energije pri njihovuiskorištavanju bude jednaka propisanoj razini ili niža od nje, a da za ljude koji borave ugrañevini budu osigurani zadovoljavajuči toplinski uvjeti. Potom, Tehničkim propisom ouštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradama kao glavni zahtjev za stambenezgrade grijane na temperaturu 18 °C ili više odreñena je največa dopuštena godišnjapotrebna toplina za grijanje po jedinici ploštine korisne površine zgrade, a za nestambenezgrade grijane na temperaturu 18 °C ili više odreñena je največa dopuštena godišnjapotrebna toplina za grijanje po jedinici obujma grijanog dijela zgrade.Prema podacima objavljenim u stručnoj literaturi, uštedom i racionalnom potrošnjomenergije treba postiči dva globalna cilja:• očuvati prirodna bogatstva (resurse)• zaštititi okoliš.Kronologija toplinske zaštite zgrada može se, s obzirom na potrošnju toplinskeenergije u zgradama, razvrstati na dva glavna vremenska razdoblja: prvo razdoblje do pojaveenergetske krize 1973. odnosno 1979. godine i drugo poslije energetske krize sve dodanas.U prvom je razdoblju toplinska zaštita zgrada bila uglavnom osigurana tako da je priproračunu toplinske zaštite zgrade morala biti zadovoljena največa dopuštena vrijednostkoeficijenta prolaska topline, U (prije k), obodnih zidova i ravnih krovova zgrada zapojedine grañevinske klimatske zone (I-III). Napominjemo da je pri svakoj inovacijipropisa za toplinsku tehniku u zgradarstvu taj koeficijent bio postupno smanjivan, čime sepovečavala minimalna toplinska zaštita zgrada.Za drugo razdoblje karakteristično je povečanje toplinske zaštite zgrada ne samoradi što udobnijeg boravka ljudi u prostorijama zgrada, nego i radi racionalizacijepotrošnje i uštede toplinske energije u zgradama. Naime, energetska kriza do koje je došlozbog poremečaja u opskrbi energijom izazvala je naglu potrebu za racionalizacijompotrošnje i uštedom energije ne samo u zgradama, nego i u svim područjima ljudskogdjelovanja, osobito u prometu i u industriji. Otada je energija postala istodobno središnjepitanje politike, ekonomije i znanosti koja se sada sve više bavi istraživanjem alternativnih66

izvora energije. Tako je tek sedamdesetih godina 20. stolječa utvrdeno da su, uzspomenuti promet i industriju, stambene zgrade i zgrade za javnu namjenu največipotrošači energije. Zato su krajem 20. stoljeca, radi uštede i racionalne potrošnjetoplinske energije u zgradama, istraživanja bila usmjerena najprije na usavršavanjetehničkih sustava za grijanje i povečanje njihove učinkovitosti uporabom što kvalitetnijihgoriva, što je dovelo do sve vece uporabe zemnog plina i električne energije. Usporednos nastojanjem da se usavrše sustavi za grijanje i iskoriste goriva s povečanim toplinskimučinkom, u zgradarstvu su provedena istraživanja radi maksimalnog poboljšanjatoplinske izolacije stambenih zgrada i njihovih dijelova. U tu svrhu počeli su seprimjenjivati različiti toplinskoizolacijski grañevni proizvodi, samonosivi sendvič -izolacijski paneli s obostranim metalnim slojem, povezani sustavi za vanjsku toplinskuizolaciju (ETICS - external thermal insulation composite systems) na osnoviekspandiranog polistirena i na osnovi mineralne vune, šuplja blok opeka te blokovi odplinobetona i pjenobetona. Posebni napori uloženi su u usavršavanje tehnickih svojstavaprozora i balkonskih vrata koji su utvrdeni kao bitan činitelj gubitaka topline. Istraživanjasu u torn pogledu rezultirala patentima za velik broj toplinsko- izolacijskih profila za izraduokvira i krila prozora. Pritom posebnu važnost imaju više-slojna ostakljenja s posebnimtoplinskoreflektirajučim staklima i meñuprostorima ispunjenim inertnim plinovima (argon ikripton). Konačno, nakon opisanih nastojanja da se, u svrhu maksimalne uštede toplinskeenergije uz uvjet zdravog i udobnog boravka ljudi u zgradama, poveča toplinska izolacijazgrada uporabom toplinsko-izolacijskih grañevnih proizvoda i elemenata zgrade tesmanjenjem gubitaka topline iz zgrade kao cjeline, došlo je do razvoja ideje tzv.energijske i ekološke arhitekture. Pritom se čitavu zgradu tretira kao sustav zaprihvačanje i akumuliranje sunčane topline (pasivna uporaba sunčane energije i aktivnauporaba sunčane energije) čime se još više štedi na potrošnji konvencionalnihneobnovljivih izvora energije.U tu je svrhu u novije vrijeme kod nas inovirana tehnička regulativa tako što sudoneseni Tehnički propisi s pratećim hrvatskim normama (HRN), nakon cega jeprojektiranje toplinske zaštite zgrada postalo znatno složenije.Prikaz stambenih zgrada prema količini godišnje potrebne topline za grijanje dan jeu tablici 1.Zgrade s malim utroškom energije su temelj održive gradnje koja uključuje:uporabu prikladnih grañevnih materijala koji nisu štetni za okoliš, uštedu toplinskeenergije, zdrav i udoban boravak ljudi u zgradama te ispravno gospodarenje otpadom prirekonstrukciji i/ili rušenju. S obzirom na ogranicenje potrošnje toplinske energije ustambenim zgradama, postoje tri vrste štedljivih zgrada: zgrade s malim utroškomenergije, pasivne kuce/zgrade i kuce/zgrade koje ne troše energiju.Tablica 1.Godišnja potrebna toplina za grijanje stambenih zradaStambene zgrade Nazivni normativ godišnjepotrebne topline za grijanje pojedinici ploštine korisne površinezgrade Q h ”[kW-h/(m 2 -a)]Postojece stanjeStare zgrade -250Novije zgrade-150(norma izl987.)Energijski štedljive

Zgrade s malim utroškom energije su one u kojima je godišnja potrebna toplina zagrijanje ogranicena do 40 [kWh/(m 2 - a)]. Gradnja takvih zgrada zasniva se na dva glavnanacela: prvo, na povečanju toplinske izolacije obodnih zidova, prozora i balkonskih vrataradi smanjenja transmisijskih i ventilacijskih gubitaka topline i drugo, na povečanjuuporabe obnovljivih izvora toplinske energije potrebne za grijanje u zgradama.Pasivne kuće/zgrade su kuće u kojima je godišnja potrebna toplina za grijanjeograničena najviše do 15 [kW-h/(m 2 - a)]. Gradnja takvih kuća zasniva se na tri glavnanačela radi smanjenja gubitaka topline. To su, prvo, pasivna uporaba sunčane energije:orijentacija zgrade prema suncu (južna strana), što veća toplinska izolacija obodnih zidova,prozora i balkonskih vrata (trostruko ostakljenje) i smanjena zrakopropusnost;drugo, zatvaranje svih otvora u obodnim zidovima zgrade s obvezatnim sustavom zastalnu cirkulaciju toplog i čistog zraka; treće, uporaba obnovljivih izvora energije zagrijanje i zagrijavanje potrošne vode (suncani kolektori i dizalice topline), uz uporabukonvencionalnih uredaja za dodatno grijanje i zagrijavanje potrošne vode zimi premapotrebi. Kod nas je do sada izgradena prva i jedina pasivna kuca u Bestovju kod Zagreba, uAustriji je izgradeno približno 1000, a u Njemackoj čak više od 150 000 pasivnih kuća.Kuće/zgrade koje ne troše energiju su kuće u kojima je vlastita opskrba toplinskomenergijom dostatna za grijanje, tako da nije potrebna opskrba torn energijom izvana negoisključivo uporabom vlastitih sustava tj. pasivnom i aktivnom uporabom sunčane energijei dizalicama topline nakon što takvi sustavi budu tehnički ostvarivi i ekonomski isplativi!Alternativni sustavi za opskrbu energijomTablica 14 .Pregled karakteristika alternativnih rješenja u energetskoj opskrbi zgrada (prema The Illustrated Guide to RenewableTechnologies, BSRIA2008)Vrsta Svojstva Funkcionalnost Cijena Pouzdanost Održavanje Redukcija C0 2* OcjenaBiomasaSunčanisustav zagrijanje iPTVFotonaponskimodulVjetarKogeneracija(TriKoristiorganskimaterijal.dobiva setoplina iliKorištenjeSunčevogzračenja zagrijanje PTVi/ili prostorijaPretvaraSunčevozračenje uistosmjernuel. energijuPretvorbaenergije vjetrau el. energijuProizvodnjaelektrične iogrjevne (irashladne)energije izVisoka. Zahtijevaveliko spremišteSrednja. Pouzdaniureñaji. Velik izborkolektoraSrednja. Širokemogućnostiugradnje. Zaizmjeničnu strujupotreban pretvarač.Srednja. Bolja uotvorenimprostorima.Visoka. Učinkovitapri konstantnomopterećenjuSrednja. Višaod konvenc.kotlaSrednjaVisoka.Očekuje sepadnabavnihcijena.Niska.Ovisi oraspoloživostivjetra.SnagaSrednja.PotrebnopotpunoiskorištenjeotpadneVisoka uogrjevnom radu.Anaerobno vrenje irasplinjavanjeizaziva poteškoćeVisoka. Malopokretnihdijelova. Pumpei ventilipouzdani.Srednja.Pretvarači moguizazivatipoteškoće.Srednja.Promjenjivasnaga vjetrasmanjuje vijek.Srednja.PouzdanatehnologijaLako Visoka ++++Lako.Lako. Potrebnispecijalisti.Srednje.Potrebnoredovitoodržavanje.Srednje.potrebnoplanirano iredovitoodržavanjVisoka. ++Pumpe mogubiti gonjenefotonaponskim Visoka sustavom ++/ +++Srednja.bolja priuporabibiomase++++68

DizalicatoplineApsorpcijskohlañenjePodižetemperaturutoplini iz okoline.Koristi se zagrijanje i PTV.Bezmehaničkogkompresora.Koristi vanjskiVisoka. Možeostvariti i rashladniučinakVisoka.Raspoloživa toplinasluži hladenju uklimatizacijiSrednja.Pogonskaenergijaovisna orazlicitemperaturaSrednja. Većanego zakonvenc.dizalicuVisoka.Pouzdaniureñaji.Visoka. MalopokretnihdijelovaNisko.LakoSrednja. Ovisnao vrsti pogona irazlicitemperatura.Srednja dovisoka++++++++3.5.SUSTAVI REGULACIJE I APLIKACIJSKE SHEMEOpćenito o energetskim potrebama u zgradamaU zgradama se energija koristi za različite potrebe, a ovisno o tipuzgrade, te se potrebe kreću od energije za rasvjetu, preko energije za grijanje, pa dotehnoloških potreba poput pranja ili sterilizacije u bolnicama. Općenito se energetskepotrebe zgrada mogu razmatrati kao:• električna energija za rasvjetu;• električna energija za različite električne ureñaje;• električna energija za pogon dizala, eskalatora i sl.;• električna energija za pogon motornih pogona u sustavima ventilacije, klimatizacije.;• potrošna topla (sanitarna) voda;• toplinska energija za grijanje;• rashladna energija za hlañenje;• sekundarne upotrebe toplinske energije za praonicu, kuhinju, sterilizaciju i sl.Energetska potrošnja namijenjena za grijanjei kondicioniranje zraka predstavlja najznačajnijidio energetske potrošnje u zgradamaOvisno o zgradi i klimatskim prilikama, hlañenje može sudjelovati s većim udjelomu ukupnim potrebama za grijanje i klimatizaciju, a s vremenom, podizanjem standardagradnje, ovaj će udjel kontinuirano rasti. U zgradama su, takoñer, značajne potrebe zaenergijom za pripremu potrošne (sanitarne) tople vode. Na potrošnju energetskih procesagrijanja zgrade prvenstveno utječe trajanje sezone grijanja i zahtijevana temperaturaprostora, a što ovisi o klimatskim uvjetima i standardu korištenju prostora. Značajanutjecaj na potrošnju energije za grijanje prostora ima izbor sustava grijanja, omjer grijanei ukupne površine zgrade te sastav vanjske ovojnice zgrade, odnosno toplinska izolacija.Za hlañenje objekta slični su prethodno navedeni utjecajni čimbenici, no ovdje je osnovnienergent najčešće električna energija.Različite analize pokazuju da prosječna potrošnja energije za grijanje iznosi od 30do 60 posto ukupne potrošnje energije u zgradama, ovisno o klimatskim prilikama.Potrošnja za pripremu potrošne tople vode iznosi od 10 do 25 posto, a za kuhanje 5 do10 posto. Potrošnja energije za rasvjetu iznosi od 10 do 25 posto ukupne potrošnjeenergije, a za ostale netoplinske potrebe (npr. električna energija za računala, TV i sl.)još oko 15 posto. U zgradama koje se hlade, za ove potrebe se troši od 3 do 10 postoukupne potrošnje energije, dok samo ventilacija iznosi u prosjeku oko 3 posto ukupnepotrošnje.69

OPĆE PREPORUKE ZA POVEĆANJE ENERGETSKEEFIKASNOSTI POSTOJEĆIH I NOVIH KUĆAAko kupujete stari stan ili kuću, provjerite godinu izgradnje. Zgrade grañene prije1970. godine nemaju nikakvu toplinsku izolaciju, a one grañene prije 1980. godine imajuvrlo skromnu toplinsku izolaciju ili je uopće nemaju. Preko 80 posto postojeće gradnje uHrvatskoj ima nezadovoljavajuću toplinsku zaštitu. Tražite uvid u projektnudokumentaciju ako ona postoji.Jednostavne mjere povećanja energetske efikasnosti, bez dodatnihtroškova, uz trenutne uštede:• ugasiti grijanje ili hlañenje noću i kada nema nikoga kod kuće;• noću spustiti rolete i navući zavjese;• izbjegavati zaklanjanje i pokrivanje grijačih tijela zavjesama, maskama i sl.;• vremenski optimirati grijanje i pripremu tople vode;• u sezoni grijanja smanjiti sobnu temperaturu za 1°C;• u sezoni hlañenja podesiti hlañenje na min 26°C;• koristiti prirodno osvjetljenje u što većoj mjeri;• isključiti rasvjetu u prostoriji kad nije potrebna;• perilice za rublje i posuñe uključivati samo kad su pune,najbolje noću.Mjere za povećanje energetske efikasnosti uz male troškove i brzi povratinvesticije (do 3 godine):• zabrtviti prozore i vanjska vrata;• provjeriti i popraviti okov na prozorima i vratima;• izolirati niše za radijatore i kutije za rolete;• toplinski izolirati postojeći kosi krov ili strop prema negrijanom tavanu;• reducirati gubitke topline kroz prozore ugradnjom roleta, postavom zavjesa;• ugraditi termostatske ventile na radijatore;• redovito servisirati i podešavati sustav grijanja i hlañenja;• ugraditi automatsku kontrolu i nadzor energetike kuće;• ugraditi štedne žarulje u rasvjetna tijela;• zamjeniti trošila energetski efikasnijima - energetske klase A.Mjere za povećanje energetske efikasnosti uz nešto veće troškove i dužiperiod povrata investicije (više od 3 godine - ove mjere najbolje je izvoditiistovremeno s nužnim mjerama rekonstrukcije.) :• zamijeniti prozore i vanjska vrata toplinski kvalitetnijim prozorima (preporukaU(k)prozora 1,1-1,8 W/m2K);• toplinski izolirati cijelu vanjsku ovojnicu kuće, dakle zidove, podove, krov teplohe prema negrijanim prostorima;• izgraditi vjetrobran na ulazu u kuću;• sanirati i obnoviti dimnjak;• izolirati cijevi za toplu vodu i spremnik;• analizirati sustav grijanja i hlañenja u kući i po potrebi ga zamijeniti energetskiefikasnijim sustavom, te ga kombinirati s obnovljivim izvorima energije.Primjer:70

Neizolirani zid od npr. šuplje opeke 19 cm ima koeficijent prolaska topline 1,67W/m2K. Kroz 1 m2 takvog zida godišnje prolazi ovisno o klimatskim uvjetima 134-167kWh, što znači potrošnju od npr. 16,7 m3 plina po m2 zida godišnje. Ako takav zidizoliramo s 10 cm toplinske izolacije, njegov koeficijent prolaska topline iznosi 0,32W/m2K, što znači gubitak topline od cca 26-32 kWh, ili potrošnju 3,2 m3 plina po m2 zidagodišnje, odnosno predstavlja godišnju uštedu u potrošnje energije za grijanje od 81posto.Na primjer, ako kuća od 120 m2 troši godišnje za grijanje 2 400 m3 plina, ukupnagodišnja potrošnja iznosi 2400 x 10=24 000 kWh ili 200 kWh/m2. Za usporedbu,niskoenergetska kuća te veličine, s potrošnjom npr. 30 kWh/m2 potrošit će godišnje 3600 kWh ili 360 m3 plina, što je 3 m3 plina po m2 godišnje ili 85 postoMjere uštede toplinske energije u zgradamaZakonom o prostornom uredenju i gradnji propisana su, osim bitnih zahtjeva zagrañevinu, takoder i energijska svojstva zgrada tako da svaka zgrada, ovisno o vrsti inamjeni, mora biti projektirana, izgrañena i održavana tako da tijekom uporabe imapropisana energijska svojstva. Osim toga prije izdavanja uporabne dozvole, odnosno prijepromjene vlasništva ili iznajmljivanja zgrade ili njezina dijela, mora se pribaviti certifikat oenergijskim svojstvima zgrade koji izdaje ovlaštena osoba (energijska certifikacijazgrada).Mjere uštede toplinske energije za potrebe grijanja i zagrijavanja potrošne vode uzgradama mogu se, s obzirom na način grañenja i opremanja zgrada, razvrstati u triglavne vrste mjera: urbanističke mjere, arhitektonsko-grañevinske mjere itoplinskotehnicke mjere. Glavni cilj urbanističkih i arhitektonsko-grañevinskih mjera jesttaj, da se neposrednim pasivnim mjerama, bez uporabe toplinskih postrojenja i uredaja,održi što udobnija klima u prostorijama zgrade.Urbanisticke mjereUrbanističke mjere funkcioniraju na principu neposredne pasivne uporabe sunčaneenergije, i to na dva glavna načela. Prvo je načelo pasivna uporaba sunčane energije radipovečanja dobitaka topline u zgradama, a drugo je načelo sprječavanje prekomjernogasunčanoga zračenja u zgradi. To se pri gradnji postiže sljedečim mjerama :• ispravnim odabirom lokacije zgrade s obzirom na izloženost suncu i zaštičenost odprejakih vjetrova• ispravnom orijentacijom funkcionalnog pročelja zgrade prema suncu-južna strana (bitnoza pasivnu uporabu sunčane energije te za aktivnu uporabu sunčane energije za grijanjei zagrijavanje potrošne vode u zgradi)• ispravnim izborom lokacije zgrade u odnosu na reljef zemljišta• funkcionalnim okolnim krajolikom• ispravnim (kompaktnim) oblikom i veličinom kuće/zgrade (slika 1.).Napominjemo da se opisane urbanisticke mjere mogu poduzimati u najvećoj mjeri prigradnji obiteljskih kuća i urbanih vila, manje pri izgradnji stambenih naselja, a najmanjepri interpolaciji izmedu postojećih zgrada.Arhitektonsko — grañevinske mjereCilj je arhitektonsko-grañevinskih mjera dvostruk: prvo, sprječavanje prekomjernogprolaska topline kroz obodne i pregradne konstrukcije zgrade (smanjivanje prijenosnih iventilacijskih gubitaka topline) zimi iz grijanog prostora zgrade u vanjski hladan prostor i71

omogućivanje akumuliranja topline u zgradi, čime će se uštedjeti toplinska energijapotrebna za grijanje-zimska toplinska zaštita zgrade; drago, da se sprijeci pregrijavanjeprostorija zgrade ljeti zbog prevelikoga dnevnog sunevog zraenja, čime će se uštedjetienergija potrebna za hladenje-ljetna toplinska zaštita zgrade.Arhitektonsko - grañevinske mjere jesu:• kompaktan oblik zgrade (što je oblik zgrade kompaktniji, to su faktor oblika,f 0 , a time iprijenosni gubici topline manji)• što veća toplinska izolacija vanjskog omotača zgrade - zimska toplinska zaštita (slika1.)• najmanje trostruko ostakljenje prozora prilagodljivih pasivnoj uporabi sunčane energije• sprječavanje pregrijavanja prostorija zgrade zbog utjecaja sunanog zraenja ljeti - ljetnatoplinska zaštita• veće južne ostakljene površine za pasivnu uporabu sunčane energije• stalno regulirana ventilacija zgrade (zaštita od sunčanog zračenja ljeti)• zaštita toplinsko-izolacijskih materijala od navlaživanja• smanjenje nepovoljnih utjecaja toplinskih mostova• mogučnost dodatne toplinske zaštite noću• smanjenje toplinskih gubitaka u toplinskom sustavu za grijanje• povoljan raspored glavnih i pomoćnih prostorija• što manja zrakopropusnost obodnih (vanjskih) zidova, prozora, balkonskih vrataLegenda: 1 - položaj sunca ljeti, u proljece-jesen i zimi kod nerazvedenih i južno orijentiranih kuća; 2 - odlična toplinska izolacijavanjskog omotaća bez toplinskih mostova; 3 - akumulacija topline u masivnim obodnim zidovima, stropu i podu; 4 - zimzelenodrveće na sjevernoj strani za zaštitu od vjetra; 5 - listopadno drveće na južnoj, istočnoj i zapadnoj strani za zaštitu obodnihzidova od suncanog zracenja ljeti i propuštanja sunčanih zraka zimi; 6 - nadstrešnica na južnoj strani za zaštitu zida odneposrednog sunčanog zraćenja ljetiSlika 1. Shematski prikaz urbanističkih i arhitektonsko-grañevinskih mjera za uštedu toplinske energije u kućama s malim utroškomenergije pasivnom uporabom sunčane energije manje.Pasivna uporaba sunčane energije za grijanje zgrada znači neposrednu uporabuobnovljive sunčane energije uz primjenu urbanističkih i arhitektonsko-grañevinskih mjerabez posebnih instalacija. Osnovni su pasivni sunčani sustavi u primjeni: neposredanzahvat izlaganjem suncu, staklenik, termoakumulacijski zid (Trombe-Mi-chel), krovnisunčani kolektor, konvekcijski sustav, sunčani dimnjak, dvostruki omotać (Barra-72

Costatini), termoakumulacijski zid sa spremnikom te kombinirani sustav: zračni skupljač,spremnik i staklenik. Shematski prikaz triju vrsta pasivnih sunčevih sustava koji su sepočeli rabiti prikazan je na slici 2. Pasivna uporaba sunčeve energije moguća je u naszato jer se područje Republike Hrvatske svojim najvećim dijelom nalazi u klimatskipovoljnom zemaljskom podrućju koje omogučava vrlo dobru uporabu obnovljive sunčeveenergije .Legenda: 1 - neposredan zahvat sunčane energije;2- sustav staklenik;3- termoakumulacijski zid (Trombe-Michel);Slika 2. Shematski prikaz tri vrste pasivnih suncanih sustava koji su se počelirabitiToplinsko — tehničke mjereCilj je toplinsko-tehničkih mjera takoñer dvostruk: prvo, da toplinski ureñaji svojimfunkcioniranjem osiguraju higijensku klimu i time zdrav i udoban boravak u grijanimprostorijama zgrada; drugo, da uredaji za grijanje u zgradama troše što manje toplinskeenergije i mehaničke energije potrebne za prisilnu (mehaničku) ventilaciju u zgradama.To su sljedece mjere:• savjesno ponašanje korisnika u zgradama, primjerice pri uporabi tople vode za osobnuhigijenu (uporaba tuševa, za razliku od kada s hidromasažom, iziskuje 3 -5 puta manjevode i električne energije)• uporaba sustava za grijanje i regulaciju s velikim stupnjem korisnog učinka• povrat topline iz otpadne tople vode• sustav ventilacije s predgrijavanjem ulaznoga svježeg zraka povratom topline izodvodenog toplog zraka tako da mora osigurati propisani broj izmjena unutarnjeg zrakavanjskim zrakom• što veća uporaba obnovljivih izvora energije: sunčani kolektor (aktivna uporabasunčane energije) i dizalica topline.Sunčani je kolektor ureñaj koji, ovisno o namjeni, služi za sabiranje toplinskesunčane energije-toplinski kolektor velikog učinka, kao i za pretvorbu svjetlosne sunčaneenergije u električnu energiju izravno s pomoću fotoelektričnih članaka - električni kolektormalog ucinka .Aktivna uporaba sunčane energije za grijanje u zgradama znači posrednu uporabuobnovljive sunčane energije, uz primjenu suvremenih instalacijskih sustava kao što su:sunčani kolektori, dizalice topline te kombinacija suncanih kolektora i zidnih plinskihkombi-bojlera u klimatski povoljnom zemaljskom podrucju (slika 3.).Dizalica topline (toplinska crpka) toplinski je ureñaj koji služi za provoñenje topline sniže temperaturne razine na višu za potrebe niskotemperaturnih sustava grijanja poradiuštede toplinske energije u zgradama. Ona radi na principu kao hladnjak kod kojeg nižutemperaturnu razinu čini prostor u hladnjaku, a višu razinu prostorija koja preuzima ulogustražnje površine gdje se predaje toplina s niže razine i od rada elektromotora.Kompresorska dizalica topline radi tako da rashladno sredstvo protjeće kroz izvor topline(zemlja, voda ili zrak), preuzima toplinu i u isparivaču isparava. Kompresor koji pokrećeelektromotor podiže nastali plin na višu temperature koju predaje dalje za grijanjeprostorije ili potrošne vode. Za istu uloženu električnu energiju toplinski učinak dizalicetopline bit će to veći što je manja razlika temperaturnih razina. Opravdanost dizalicetopline osniva se na činjenici da se s pomoću nje postiže uvijek više energije nego što je73

uloženo u obliku mehaničkoga rada. Za prijenos topline i u ovom sustavu grijanja rabi sevoda. Dizalice topline rabe se u SAD-u približno 50 godina, a u Europi 30 godina,računajući od 2005. godine.Napominjemo da se energijski savjesno ponašanje stanara može očekivatiuglavnom u obiteljskim kućama i eventualno u urbanim vilama s malim brojem stanova, aznatno manje u višestambenim zgradama.Postupak provedbe mjera uštede toplinske energije priprojektiranju zgradaRazumljivo je da opisane urbanističke i arhitektonsko-grañevinske mjere bitno ineposredno utjecu na projektiranje štedljivih zgrada, a naročito na njihovo oblikova-nje.Dokaz tome je i zahtjev propisan Tehničkim propisom o uštedi toplinske energije i toplinskojzaštiti u zgradama što se tiće sadržaja projekta zgrade u odnosu prema uštedi toplinskeenergije i toplinskoj zaštiti. Tim je zahtjevom odreñeno da glavni projekt zgrade koji seodnosi na uštedu toplinske energije i toplinsku zaštitu mora sa-državati: tehnički opis,proračun fizikalnih svojstava zgrade glede uštede toplinske energije i toplinske zaštite,program kontrole i osiguranja kvalitete, nacrte te iskaz potrebne topline za grijanjezgrade.Legenda: 1 - suncani kolektor (prijamnik suncane energije); 2 - razvodne cijevi; 3 -spremnik tople vode s izmjenji-vacima topline: 4 - zidni plinski kombi -bojler;5 - regulator topline; 6 - optocna crpka; 7 - grijace tijelo (radijator); 8 - potrošnatopla voda: 9 - dovod hladne vodeSlika 3. Shematski prikaz suncanog sustava za zagrijavanje potrošne vode idopunu sustavu grijanja koji se poceo se više rabitiZato se o konceptu toplinske zaštite i uštede toplinske energije u zgradama morapočeti voditi računa odmah na početku projektiranja, tj. već u idejnom projektu, da bi seodabrao najbolji mogući sustav za svaku zadanu zgradu posebno koji ne će biti smetnjaarhitektonskoj koncepciji zgrade. Prema tome, složenost glavnog projekta zgrade koji seodnosi na uštedu toplinske energije i toplinsku zaštitu kao i podjela odgovornosti s74

projektantima grañevinskih instalacija što se tiće odabira tehničkih rješenja, dovest će dotoga da će se toplinskom zaštitom zgrada ubuduće sve više baviti specijalisti-gradevnifizičari koji će, za razliku od dosadašnjih grañev-nih fizičara, imati znatno veću i složenijuzadaću.Pritom će uloga arhitekta kao glavnog projektanta (voditelja projekta) zgrade odsada biti posebno ključna jer će on po svojoj osnovnoj zadaći biti zadužen zausklañivanje i koordinaciju svih projektanata i ispunjavanje svih bitnih zahtjeva za zgradutijekom projektiranja, tj. od koncipiranja pa do završetka izrade projekata. Naime, arhitektće kao voditelj projekta po svojoj osnovnoj zadaci biti zadužen za usklañivanje iispunjavanje svih bitnih zahtjeva: estetskih, funkcijskih, konstrukcijskih, ekonomskih pačak i energijskih, da bi se na kraju postiglo racionalno rješenje svake zgrade koje ćezadovoljiti osnovni cilj gradnje zgrada.Osnovni cilj gradnje zgrada, u smislu Zakona o prostornom uredenju i gradnji, znacipromicanje dobrog projektiranja i grañenja zgrada, ćime se ostvaruju sigurnosna,zdravstveno-ekološka i energijska svojstva zgrada te izjednačavaju prava osobasmanjene pokretljivosti, uz primjenu europskih načela, odnosno gradnja zgrada na načinkojim se osigurava ispunjavanje bitnih zahtjeva za grañevinu, ali i uredaba održivegradnje i održivog razvoja iako za njih za sada još ne postoje posebni propisi.Tehnička regulativa za uštedu toplinske energijei toplinsku zaštitu u zgradamaUšteda toplinske energije i toplinska zaštita u zgradama ureñena je u nasinoviranom tehničkom regulativom:• Zakonom o prostornom uredenju i gradnji (NN 76/07)• Tehničkim propisom o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN79/05, 155/05 i 74/06)• Tehničkim propisom za prozore i vrata (NN, broj: 69/06)• Tehničkim propisom o sustavima ventilacije, djelomićne klimatizacije i klimatizacijezgrada (NN 3/07)• Tehničkim propisom za dimnjake u gradevinama (NN 3/07)• hrvatskim normama (HRN) za proračun toplinske zaštite• hrvatskim normama za ispitivanje tehničkih svojstava toplinsko-izolacijskih grañevnihproizvoda• hrvatskim normama za tehničke zahtjeve.Zakonom o prostornom ureñenju i gradnji, članak 14., propisan je bitan zahtjev zagrañevinu koji se odnosi na uštedu toplinske energije i toplinsku zaštitu, a koji glasi:”Grañevina i njezini ureñaji za grijanje, hladenje i provjetravanje (tj. ventilaciju) moraju bitiprojektirani i izgrañeni tako da u odnosu na mjesne klimatske prilike potrošnja energije prinjihovu iskorištavanju bude jednaka propisanoj razini ili niža od nje, a da za ljude kojiborave u grañevini budu osigurani zadovoljavajuci toplinski uvjeti”.Tehničkim propisom o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (udaljnjem tekstu ovoga poglavlja Propis) propisani su tehnički zahtjevi glede uštedetoplinske energije i toplinske zaštite koje treba ispuniti pri projektiranju novih iprojektiranju rekonstrukcije i adaptacije postojecih zgrada koje se griju na unutarnjutemperature višu od 12 °C, sadržaj projekta zgrade u odnosu na uštedu toplinskeenergije i toplinskoj zaštiti, iskaznica potrebne topline za grijanje zgrade te održava-njezgrade u odnosu na uštedu toplinske energije i toplinsku zaštitu.Ciljevi su ovoga Propisa:a) ušteda energije (smanjivanje potrošnje neobnovljivih izvora energije za zimsko grijanjei ljetno hladenje zgrade) i zaštita okoliša (smanjivanje emisije C0 2 )b) toplinska zaštita (smanjivanje gubitaka topline iz zgrade do kojih može doći zbognedovoljne toplinske izolacije te osiguranje primjerene toplinske udobnosti u prostoru75

zgrade tijekom cijele godine)c) sprječavanje pojave gradevinskih šteta (sprječavanje pojave površinske kondenzacije,kondenzacije u gradevnim elementima, toplinskog rada iznad dopuštenih granica,smanjenja trajnosti gradevnih materijala i dr.).d) Istićemo da je ovaj Propis vrlo složen, jer zahtijeva provodenje dokaznog proračunapredvidenoga projektnog rješenja što se tiće toplinske zaštite novih zgrada u skladu stehničkim zahtjevima ne samo ovoga Propisa, nego i u skladu s 46 preuzetih europskihnorma (EN), a što se praktički može provesti jedino uz uporabu računala (PC) s pomoćunajnovijih programa.e) Tehničkim propisom za prozore i vrata te Tehnickim propisom o sustavima ventilacije,djelomicne klimatizacije i klimatizacije zgrada propisana su tehnička svojstva za prozore,vrata i sustave ventilacije tako da pri projektiranju, izvoñenju, uporabi i održavanju buduispunjeni bitni zahtjevi za zgradu osobito s obzirom na uštedu toplinske energije i toplinskuzaštitu u zgradi.f) Tehničkim propisom za dimnjake u grañevinama propisano je da tehnička svojstvadimnjaka moraju biti takva da tijekom uporabe osiguraju da potrošnja toplinske energijebude jednaka propisanoj razini ili manjoj od nje.g) Hrvatskim normama za proračun (ukupno 18 hrvatskih norma propisanih ovimPropisom) utvrdene su metode proračuna toplinskih otpora, koeficijenata prolaska toplinegrañevnih dijelova i grañevnih dijelova zgrada, temperature unutarnje površine kojom seizbjegava kritićna vlažnost površine i unutarnja kondenzacija, koeficijenta prijenosnihtoplinskih gubitaka te nazivnih i projektnih toplinskih vrijednosti.h) Hrvatskim normama za ispitivanje (ukupno 4 hrvatske norme propisane ovimPropisom) utvrdene su metode ispitivanja fizikalnih, mehaničkih, kemijskih i tehnološ-kihsvojstava te posebni zahtjevi koje toplinsko-izolacijski grañevni proizvodi namijenjenizgradama moraju ispuniti.i) Hrvatskim normama za tehničke zahtjeve (ukupno 24 hrvatske norme propisane ovimPropisom) utvrñeni su posebni zahtjevi koje trebaju ispuniti toplinskoizolacijski grañevniproizvodi za zgrade.j) Prema tome, ako je zgrada projektirana u skladu s opisanom tehničkom regulativom,ako je izgrañena u skladu s tim projektom i ako rezultati ispitivanja zadovoljavaju tehničkezahtjeve propisane u predmetnoj tehnickoj regulativi, tada se smatra da takva novazgrada ispunjava propisan bitni zahtjev za grañevinu s obzirom na uštedu toplinskeenergije i toplinsku zaštitu.PRAKTIČNE MJERE ENERGETSKE EFIKASNOSTIReguliranje termostata na radijatorima centralnog grijanjaReguliranjem termostata radijatora, tako da se temperatura u prostoriji smanji zasamo 1°C, godišnje se može uštedjeti cca 6% energije za grijanje. Karakteristično zaveliki dio stambenog i javnog sektora zgrada u Hrvatskoj je pregrijavanje prostora koje serješava, najneučinkovitijim načinom, otvaranjem prozora. Umjesto da se jednostavnosmanji dotok topline, on ostaje nepromijenjen a prostorije se hlade prekomjernimprozračivanjem. Smanjenjem temperature u prostorijama za nekoliko stupnjeva u većinibi se slučajeva nepromijenjena toplinska udobnost korisnika postigla dodavanjempulovera ili sakoa na poslovične kratke rukave (svi smo česti svjedoci ulaska u stanove iliurede u kojima obitavaju ljudi u ljetnim kreacijama dok je vani temperatura ispod nule).Spomenuta je mjera potpuno besplatna a ono što nas najvjerojatnije sprečava u njezinomprovoñenju je činjenica da se račun za centralno grijanje bazira na površini a ne nastvarnoj potrošnji energije. Jedino bi se ugradnjom mjernih sustava koji bi očitavalistvarnu potrošnju energije za grijanje i bili podloga za izračun stvarnih troškova grijanjanametnula nužnost štednje energije kroz primarnu potrebu uštede novca. U ovom76

trenutku sve što nas može natjerati da štedimo energiju reguliranjem temperature uprostoriji je naša savjest i svijest o tome da radimo ispravnu stvar u borbi za očuvanjenašeg Planeta (kojeg, prema poznatoj maksimi, nismo naslijedili od svojih očeva negoposudili od svoje djece).Reguliranje termostata na grijalicama vode (bojlerima)Preporuka je da se voda u bojlerima ne zagrijava na temperaturu veću od 50°C.Isključivanje rasvjete i energetskih ureñajaU slučajevima da se prostorija napušta na više od nekoliko minuta, svjetla trebaobavezno isključiti. Elektronička oprema (televizori, računala, CD i DVD ureñaji, i dr.) kojatrenutačno nije u funkciji treba biti isključena (prekidač u off položaju).Korištenje prirodnog (dnevnog) osvjetljenjaVažno je naglasiti da se izmeñu korištenja prirodnog ili umjetnog osvjetljenja uvijektreba odlučiti za prvu varijantu, jer su apsolutno sve prednosti na strani korištenjaprirodnog osvjetljenja koje:• osigurava zdravije klimatske uvjete u prostorijama• omogućuje veće standarde vizualne udobnosti• čini prostorije vedrijima i ugodnijima za boravak• štedi energiju• štedi novac• smanjuje emisije štetnih plinova u atmosferu• štedi ograničene globalne izvore energijeKorisne preporuke prilikom odabira načina grijanjaPrilikom odabira načina grijanja u bilo kojem tipu zgrade vrlo je važno dobroproučiti faktore korisnog djelovanja pojedinog ureñaja ili sustava za grijanje. Ako ureñaj ilisustav ima faktor korisnog djelovanja manji od 70% (?

Prozračivanje (ventiliranje) zgradeU člancima 17. do 20. novog hrvatskog Tehničkog propisa o toplinskoj zaštiti iuštedi energije kod zgrada, koji treba uskoro stupiti na snagu propisani su načiniprozračivanja zgrada. Prema spomenutom propisu zgrade moraju biti projektirane iizgrañene uz osiguranje minimalnog prozračivanja iz higijenskih razloga ili zbogkorištenja ureñaja s otvorenim plamenom pri čemu satna izmjena unutarnjeg zraka savanjskim mora iznositi najmanje n=0,5h-1, a najviše n=0,7h-1 (u vrijeme kad ljudi neborave u prostoru dovoljno je osigurati izmjenu zraka od najmanje n=0,2h-1). Uzgradama koje se prozračuju mehanički i kod kojih je, u skladu s njihovom namjenom,potrebna satna izmjena zraka veća od 0,7h-1, potrebno je osigurati povrat toplineodlaznog zraka. Preporuka u cilju uštede energije je izbjegavati dugotrajno prozračivanjeprostorija tijekom zimskih mjeseci (potrebna je velika količina energije da se one ponovnozagriju) i dugotrajni rad mehaničkih ureñaja za prozračivanje ako za to nema potrebe.Prekrivanje prozora tokom noćiKroz prozore, prvenstveno one s jednostrukim staklom toplinski su gubici jakoveliki. Vrlo jednostavna ali provjereno djelotvorna mjera je prekrivanje prozora zastorimatijekom noći i u razdobljima kad nije potrebno dnevno svjetlo.Mješalice za voduNeispravne miješalice za vodu treba čim prije popraviti. Kapanjem tople vode gubise puno i energije i vode. Nadalje, jako je važno dobro zatvoriti vodu nakon upotrebe jerse kap po kap izgubi velika količina.Solarni dobiciJednostavan način iskorištenja solarnih dobitaka je otvoriti sva unutarnja vrataprostorija da bi se toplina distribuirala po svim dostupnim dijelovima zgrade.Kučanski ureñajiHladnjaci i zamrzivačiHladnjaci i zamrzivači trebaju biti postavljeni na što hladnijem mjestu u kući, nikakou blizini štednjaka ili bojlera. Nadalje, treba izbjegavati, ako je to ikako moguće njihovuizloženost Suncu. Vrlo je važno da izmeñu stražnjeg dijela hladnjaka ili zamrzivača i zidaostane dovoljno prostora za prozračivanje kako ne bi došlo da pregrijavanja koje rezultirapovećanjem potrošnje energije.Preporuke za energetski efikasno korištenje hladnjaka i zamrzivača:• Ne držati hladnjak otvorenim dulje no što je neophodno• Dobro zatvoriti vrata hladnjaka• Ne spremati u zamrzivač vruća ili topla jela (pričekati da se ohlade)• Pravovremeno odleñivanje hladnjaka i zamrzivača štedi energiju i produžava radni vijekureñajaPerilice rubljaPreporuka je odabir programa pranja s najnižom temperaturom vode dostatnomda rublje bude kvalitetno oprano. Nadalje, energetski je efikasnije pranje punog bubnjarublja, nego dva pranja do pola napunjenog bubnja.78

KuhanjePreporuke za energetski efikasno kuhanje:• Uvijek stavljati poklopce na posude u kojima se kuha – na taj se način dulje zadržavatoplina s jedne i smanjuje kondenzacija pare po kuhinji s druge strane;• Pri pripremi kave i čaja zagrijavati samo potrebnu količinu vode;• Uvijek koristiti veličinom optimalno grijaće kolo za odabranu posudu;• Mikrovalne pećnice su energetski efikasnije od običnih pećnica;• Prilikom kuhanja na plinskom štednjaku pripaziti da plamen ne bude prejak i da ne kružioko posude;• Prilikom ručnog pranja posuña, nakon punjenja sudopera toplom vodom zatvoriti odvodi na taj način spriječiti nekontrolirano otjecanje tople vode.Postoječe aplikacijeU primjeni su mnoge aplikacije za fiziku zgrade i energetsku efikasnost panavodimo samo neke:ZaključakKNAUFINSULATION KI EXPERT,NOVOLIT 2009,URSA,aplikacija IGH,kao i sve ostale aplikacije usklañene s važečim propisima.Potrošnja energije u svim granama ljudskih djelovanja svakim je danom sve veća.Zato treba u svakom podrućju, a osobito u zgradama kao najvećim potrošaćimatoplinske energije, poduzimati odgovarajuće mjere za uštedu neobnovljivih izvoraenergije. Uštedom i racionalnom potrošnjom energije treba, općenito, postići dva globalnacilja: prvo, očuvati prirodna bogatstva (resurse) i drugo, zaštititi okoliš.Glavne gradevinske mjere za uštedu energije temelje se na poboijšanju toplinskihkarakteristika vanjske ovojnice zgrade, zidova, podova, stropova, krovova te prozora ivanjskih vrata. Za stare zgrade dokazano je da se vedna energije gubi kroz prozore i vanjskizid, ali i kroz krov, posebno kod prenamjene tavanskih prostora u stambene, pri ćemu krovostaje toplinski neizoliran.Ako u proračunamo fiziku zgrade za razne vrste zida bit će vidljiv potencijal uštedatoplinskom izolacijom vanjskog zida. Pri tome treba naglasiti da je isplativije ulagati u većedebljine toplinske izolacije (preporukamin. 10 cm za vanjski zid) jersu ustede najveće, arazdoblje povrata investicije najkraći. Cijene toplinske izolacije za vanjski zid kreću se uprosjeku 1 euro ili 7,5 kuna po 1 cm debljine (bez PDV-a), što u ukupnoj cijeni izvedbefasade iznosi od 20 do 30 posto za 10 cm debljine, a povratno razdoblje ulaganja krećese, ovisno o energentu i klimatskim uvjetima od 3 do 10 godina.79

4. OSNOVE ZGRADARSTVA, IZVEDBE ZGRADASa stajališta energetske potrošnje u zgradama, razdoblje izgradnje izuzetno jevažan parametar. Zbog karakteristika gradnje i nedostatka propisa o toplinskoj zaštiti, urazdoblju najveće stambene izgradnje od 1950. do 1980. godine, izgraden je nizstambenih i nestambenih zgrada koje su danas veliki potrošači energije, s prosječnompotrošnjom energije za grijanje od preko 200 kWh/m 2 . Prema starosti i vrsti gradnje, a uovisnosti o zakonodavnom okruženju, postojeće zgrade u Hrvatskoj možemo podijeliti ukarakteristične grupacije:-zgrade grañene prije 1940. godine-zgrade grañene prije 1970. godine-zgrade grañene u periodu od 1970. do 1987. godine-zgrade grañene u periodu od 1987. do 2006. godine-novogradnja usklañena s novim Tehničkim propisom o uštedi toplinskeenergije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN 79/05) s obaveznom primjenomod 1. srpnja 2006. godine.Za postojeće zgrade je potrebno utvrditi stvarnu potrošnju toplinske energije natemelju proračuna i analize troškova za energiju (toplinska energija, električna energija,voda). Preporuka je provesti analizu za tri godine kako bi se dobila prosječna vrijednostpotrošnje energije i odredila energetska učinkovitost/neučinkovitost vanjske ovojnice.Energetska analiza postojećih zgrada provodi se prema utvrñenoj metodologijiprovodenja energetskih pregleda zgrada. Prema Pravilniku o energetskom certificiranjuzgrada energetski pregled zgrade (energetski audit) jest dokumentirani postupak koji seprovodi u cilju utvrñivanja energetskih svojstava zgrade i stupnja ispunjenosti tinsvojstava u odnosu na zahtjeve propisane posebnim propisima i sadrži prijedlog mjera zaekonomski povoljno poboljšanje energetskih svojstava zgrade, a provodi ga ovlaštenaosoba.Nakon toga je potrebno poboljšati postojeće toplinske karakteristike vanjskeovojnice kako bi se smanjili toplinski gubici i ispunili zahtjevi za racionalno korištenjeenergije prema TPRUETZZ. Za svaku mjeru računaju se potrebna ulaganja i ostvariveenergetske, ekonomske i ekološke uštede. Na temelju usporedbe varijanti i isplativostiulaganja u pojedinu mjeru odlučuje se o primjeni rješenja. Energetski pregled prvi je iosnovni korak u energetskoj certifikaciji zgrada.Prema PECZ, stambene i nestambene zgrade svrstavaju se u osam energetskihrazreda prema energetskoj Ijestvici od A+ do G, s time da A+ označava energetskinajpovoljniji, a G energetski najnepovoljniji razred. Energetski razredi se iskazuju zareferentne klimatske podatke. Referentni klimatski podaci odredeni su posebno zakontinentalnu i za primorsku Hrvatsku u odnosu na broj stupanj dana grijanja.80

4.1. MINIMALNA PROCJENA OBILJEŽJA ZA ZGRADESa stajališta energetske potrošnje u zgradama, razdoblje izgradnje i minimalna obilježjazgrade izuzetno su važan parametar. Zbog karakteristika gradnje, razdoblja izgradnje, uvjetaživljenja i zakonskih propisa procjenjujemo obilježja zgrade:Zgrade koje podliježu odredbama tehničkog propisa:■■sve nove zgrade (osim nekoliko izuzetaka)postojeće zgrade kad se na njima planira izvoñenje većih radovaS obzirom na propisane zahtjeve, tehnički propis razlikuje nove zgrade:1 - po namjeni ili veličini zgrade■■■stambene zgradenestambene zgrade (gospodarske ili javne namjene)zgrade malog obujma (\/

Koeficijent prolaska topline U W/(m2K) grañevnih dijelova u omotaču grijanogprostora zgrade temperature qi > 12°C, koji imaju plošnu masu ≥100 kg/m2, a ploštine su>0,5m2, ne smiju biti veći od vrijednosti danih u tablici 4, Prilog C Tehničkog propisa,ovisno o srednjoj mjesečnoj temperaturi najhladnijeg mjeseca na lokaciji zgrade- za θe,mj,min > 3°C (blaži zahtjev)- za θe,mj,min ≤ 3°C (stroži zahtjev)Za prozirne elemente u omotaču grijanog prostora zgrade zahtjeva se:- za zgrade s qi ≥ 18°CU ≤ 1,80 W/(m2K)- za zgrade s 12°C 100 kg/m2RedniGrañevni dioU W/( m'CEK)brojG?e,mj,min> ®e,mj,min^+1 Vanjski zidovi, zidovi prema garaži, tavanu 1,00 0,802 Zidovi prema negrijanom stubišta1,30 1,30temperature veće od 0^, zidovi premanegrijanoj prostoriji3 Zidovi prema tlu 1,00 0,804 Podovi na tlu (do dubine tlocrta prostorije 5m)0,80 0,655 Stropovi izmeñu stanova, stropovi izmeñugrijanih radnih prostorija različitih korisnika1,40 1,406 Stropovi prema tavanu, stropovi premanegrijanoj prostoriji iznad0,85 0,707 Stropovi prema negrijanom podrumu, stropovi 0,65 0,50prema negrijanoj prostoriji ispod8 Ravni i kosi krov iznad grijanog prostora 0,70 0,559 Stropovi iznad vanjskog prostora, stropovi 0,45 0,40iznad garaže82

Napomena: 2e,mj,min Je srednja mjesečna temperatura vanjskog zraka najhladnijeg mjeseca na lokaciji zgradeZahtjevi za vanjske neprozirne grañevne dijelove s plošnom masom > 100 kg/m 2 :Prema tablici 6.Najveće dopuštene vrijednosti koeficijenta prolaska topline, U [(W/(m2 . K)],grañevnih dijelovazgrada malog obujma (V£100 m3), obiteljskih kuća i nakon zahvata na postojećim zgradamaRednibrojGrañevni elementU [(W/(m 2 CK)]&t > 18°C12°C

3.1 - žaluzine, lamele koje se mogu okretati, otraga provjetravano 0,253.2 - žaluzine, rolete, kapci (škure, cjrilje) 0,304 Strehe, loñe D) 0,505 Markize, gore i bočno provjetravane b) 0,40a) Transparentnost naprave za zaštitu od sunčeva zračenja:< manja od 15% smatra se malenom, a transparentnostu iznosu 3 15% ili većem smatra se povišenom.b) Navedena vrijednost vrijedi za slučaj kad je spriječeno direktno osunčanje prozora.Ljetna toplinska zaštita obuhvaća:■ Toplinsku zaštitu prozirnih elementa pročelja tijekom Ijeta■ Toplinsku zaštitu vanjskih neprozirnih grañevnih dijelova plošne mase < 100 kg/m 2 tijekomIjeta■ Zrakonepropusnost grañevnih dijelova koji čine omotača grijanog prostora zgrade■ Zrakopropusnost reški prozora, balkonskih (vanjskih) vrata i krovnih prozora■ Vanjski neprozirni grañevni dijelovi, koji su izloženi sunčevu zračenju, moraju imatiodgovarajuće dinamičke toplinske karakteristike kako bi se smanjio njihov doprinoszagrijavanju zraka u zgradi tijekom Ijetnih mjeseci.Dinamičke toplinske karakteristike grañevnih dijelova, ovisne o promjenjivosti toplinskihtokova, nisu još u potpunosti donesene u EN normama, te se dokazuje posredno prekokoeficijenta prolaska topline - U [W/(m 2 K)].Koeficijenti prolaska topline -U [W/(m 2 - K)] odreñuju se:• za prozore i balkonska vrata:prema HRN EN ISO 10077-1:2002,prema tehničkim specifikacijama za proizvode,mjerenjem prema HRN EN ISO 12567-1:2002;• za ostakljenjeprema HRN EN 673:2003,prema tehničkim specifikacijama za proizvode• za neprozirne grañevne dijeloveprema HRN EN ISO 6946:2002,HRN EN ISO 6946/A1:2003HRN EN ISO 6946/A2(za grañevne dijelove koji graniče s tlom uzima da je R se = 0)Zahtjevi za prozirne elemente pročelja: zgrada s Gj(°C) 3 18°CU < 1,80 W/(m2 K)zgradu s 12 °C

Zahtjevi za vanjske neprozirne grañevne dijelove s plošnom masom > 100 kg/m?:Prema tablici 4.RedniGrañevni dioU W/( m'CEK)brojG?e,mj,min>+3°C ®e,mj,min^+3°C1 Vanjski zidovi, zidovi prema garaži, tavanu 1,00 0,802 Zidovi prema negrijanom stubišta temperature1,30 1,30veće od 0^, zidovi prema negrijanoj prostoriji3 Zidovi prema tlu 1,00 0,804 Podovi na tlu (do dubine tlocrta prostorije 5 m) 0,80 0,655 Stropovi izmeñu stanova, stropovi izmeñu grijanih 1,40 1,40radnih prostorija različitih korisnika6 Stropovi prema tavanu, stropovi prema0,85 0,70negrijanoj prostoriji iznad7 Stropovi prema negrijanom podrumu, stropovi prema 0,65 0,50negrijanoj prostoriji ispod8 Ravni i kosi krov iznad grijanog prostora 0,70 0,559 Stropovi iznad vanjskog prostora, stropovi iznad0,45 0,40garažeNajveće dopuštenevrijednosti koeficijentaprolaska topline, U[(W/(m2 . K)], grañevnihdijelova s plošnom masom>100 kg/m285

Napomena: 2e,mj,min Je srednja mjesečna temperatura vanjskog zraka najhladnijeg mjeseca na lokaciji zgradeZahtjevi za vanjske neprozirne grañevne dijelove s plošnom masom > 100 kg/m^:Prema tablici 6. Najveće dopuštene vrijednosti koeficijenta prolaska topline, U [(W/(m2 . K)],grañevnih dijelova zgrada malog obujma (V£100 m3), obiteljskih kuća i nakonzahvata na postojećim zgradamaRednibrojGrañevni element1 Vanjski zidovi, zidoviprema garaži, tavanu2 Prozori, balkonska vrata,krovni prozori, prozirnielementi pročelja3 Ravni i kosi krovovi iznadgrijanog prostora, stropoviprema tavanu4 Stropovi iznad vanjskogzraka, stropovi iznad garažeU [(W/(m 2 CK)]&t > 18°C12°C

Dokazuje se:■ ispitivanjem tih elemenata prema HRN EN 1026:2001 prije njihove ugradnje.■ ispitivanjem na izgrañenoj zgradi prema HRN EN 13829:2002.Provjetravanje prostora zgrade uz prozore ili umjesto njih mogu se ugraditi ureñaji zaprovjetravanje:Ureñaji za provjetravanje moraju omogućiti jednostavno podešavanje po potrebi korisnikazgrade, odredba se ne odnosi na ureñaje za provjetravanje s automatskom regulacijompropusnosti vanjskog zraka.Ureñaji za provjetravanje u zatvorenom stanju moraju ispuniti zahtjeve utvrñene u tablici 3.,Prilog C Propisa.■ lokacija i namjena zgrade■ meteorološki parametri■ podjela zgrade u toplinske zone (ako je zgrada podijeljena u više toplinskih zona)■ geometrijske karakteristike zgrade/zone:■ oplošje grijanog dijela zgrade - A (m2)■ obujam grijanog dijela zgrade - Ve (m3)■ obujam grijanog zraka - V (m3)■ faktor oblika zgrade - fo = A / Ve (nr1)■ ploština korisne površine zgrade - AK (m2)■ ploština prozora u ukupnoj ploštini pročelja - f (-)■ vrsta energenta za grijanje i sustav grijanja■ vrsta, način uporabe i učešća obnovljive energije u podmirenju potrebne topline zagrijanje (ako je predviñena)■ predviñena tehnička rješenja za sprječavanje pregrijavanja prostora zgrade tijekomIjeta■ za sprječavanje pregrijavanja prostora zgrade tijekom Ijeta■ uvjeti i način skladištenja i ugradnje grañevnih proizvoda koji su od utjecaja natoplinska svojstva■ sastav pojedinih grañevnih dijelova zgrade■ ugrañena oprema i instalacije, koji su u funkciji uštede toplinske energije i toplinskezaštite zgradeProračun fizikalnih svojstava zgrade obzirom na toplinsku energiju i toplinsku zaštitu■ dokaz o ispunjavanju zahtjeva iz Propisa:■ za pojedine grañevne dijelove■ za zgradu u cjelinu■ ulazni podaci - podloga kod proračunaPotrebne podloge i podaci za provoñenje proračuna fizikalnih svojstava■ kotirani tlocrti, presjeci i pročelja zgrade■ lokacija i orjentacija zgrade■ namjena zgrade■ projektna unutarnja temperatura■ sastavi grañevnih dijelova zgrade■ granice grijanog prostora i temperaturnih zona87

4.2. TIPOLOGIJA IZGRADNJE I NJIHOVA PODJELARadi lakšeg i sistematskog proučavanja, zgrade se mogu podijeliti prema različitim kriterijima.4.2.1. Osnovni konstruktivni elementizgrada88

Cjelokupno tijelo zgrade naziva se općim imenom konstrukcija zgrade. Ona se sastoji od raznovrsnih tipova sklopovasastavljenih od osnovnih elemenata. U osnovne elemente grañevine ubrajamo stub (A), štap (B), lučni nosači (C), prosta greda(D), nagnute ili vertikalne ploče (E), zid (F), ravna ploča (G), zakrivljene ploče (H) i (J), zatega (L), lančanice (N i 0), razapetoplatno (0) i razapeta mreža (R).Složene konstrukcije sastoje se od meñusobno povezanih osnovnih elemenata90

Na slici 6 prikazani su uz osnovne elemente i njihova primjena na nekim od izgrañenih objekata visokogradnje.VRSTE OBJEKATA VISOKOGRADNJE (ZGRADA) PREMAKONSTRUKTIVNOM SISTEMUPrema konstruktivnom sistemu - načinu prenošenja cjelokupnogopterećenja razlikuju se slijedeći sistemi:— masivni,— skeletni i— prostorno površinski sistem.Masivni sistem. — U ovom sistemu glavni nosioci opterećenja su noseći— konstruktivni masivni zidovi. Oni primaju opterećenja i ravnomjerno ih prenosena niže konstruktivne elemente zgrade. Noseći zidovi se cjelokupnom naljegajučompovršinom oslanjaju na temeljne stope u vidu traka koje prenose opterećenjazgrade na temljno tlo.U masivnom sistemu konstruktivni zidovi se zidaju blokovima za zidanje,opekom ili kamenom. Na ovakav način u suvremenom grañevinarstvupodižu se zgrade niže katnosti, koje se nazivaju zidane zgrade. Zgradeveće katnosti grade se sa tankim armiranobetonskim zidovima, koji su uobliku platna pa se zbog toga nazivaju zgrade sa armiranobetonskimplatnima (sl. 9).Skeletni sistem — Linijsko-površinski konstruktivni sklop sastavljenkombinacijom linijskih nosaća — stubova, greda kao i površinskih nosača —meñukatnih konstrukcija naziva se skeletna konstrukcija (sl. 10). Isti naziv nosi isklop od pravih ili kosih stubova povezanih lučnim nosačima na koje se oslanjajumeñukatne konstrukcije.U skeletnom sistemu najprije se izgradi skelet, ispune se polja izmeñustubova za obimne zidove, pa tek tada rade unutrašnje pregrade kaoi ostali završni radovi.Skeletni sistem izrañuje se od armiranobetonskih (sl. 10) ill čeličnih nosača. Uprošlosti su upotrebljavane drvene grede i od njih izgrañivane skeletne zgrade (sl.11), a polja izmeñu njih ispunjavana raznovrsnim materijalima.Prostorno površinski sistemi — Na objektima grañenim poovim sistemima opterećenja se prenose preko naboranih, ravnih,zakrivljenih i sličnih konstrukcija koje se grade od tankiharmiranobetonskih konstrukcija. metala ili lijepljenog drveta.Raznovrsnost oblika i konstrukcija je veoma velika. Na slici 7 prikazanisu samo neki primjeri već izgrañenih objekata sa formama zasnovanimna različitim geometrijskim tijelima.TEHNOLOGIJA GRAðENJA ZGRADAS obzirom na tehnološke postupke koji se primjenjuju u grañenju, zgrade semogu graditi na:— tradicionalni (monolitni)— montažni,— polumontažni i — industrijski91

Koji će način izgradnje biti usvojen zavisi od mnogih činilaca, najviše odekonomsko-tehnoloških uslova i zahtjeva konstrukcijske prirode. kao i odosiguranja serijske i masovne proizvodnje.Tradicionalni način grañenjaPod ovim sistemom grañenja podrazumijeva se cjelokupno izvoñenje zgrade namjestu gdje stalno ostaje. Svi elementi zgrade, grubi i završni radovi, izvode se nalicu mjesta (zidanje, betoniranje. oblaganje zidova, izrada podova, postavljanjeinstalacija i dr.). Ovakav način grañenja je skup i dugotrajan. Zadržao se jedino kodgradnje manjih porodičnih zgrada i na nekim ne mehaiziranim, manjim gradilištima.Montažni način grañenjaAko se pojedini elementi zgrada izrade u većem broju u tvornicama, pogonimaizvoñača ili na gradilištu, a do objekta dizalicama prenesu i montiraju, rad na ovakavnačin naziva se montažni način grañenja. Primjenjuje se u raznim konstruktivnimsistemima.Polumontažni način grañenjaOvaj sistem nastaje kombinacijom tradicionalnog i montažnog načina grañenja.Njime se ubrzava grañenje i snižavaju cjene radova. jer se neki dijelovi zgrade, npr.temelji. zidovi i stubovi izvode na licu mjesta, a tavanice, grede iznad prozora idrugo se donesu I, kao gotovi prefabrikati, postave na predviñena mjesta poprojektu.Industrijski način grañenjaIndustrijski način grañenja omogućava industrijalizaciju grubih grañevinskih isvih pratećih radova, instalacija i završnih radova u tvornicama za proizvodnjuindustrijskog montažnog sistema, tako da je rad na gradilištu sveden samo namontažu, i u najmanjoj mjeri i na završne radove.4.2.2. Podjela zgrada prema veličini i namjeniZgrade se dijele prema veličini, namjeni i načinu potrošnje energije. Nove i postojećezgrade dijele se na male zgrade, površine do 1000 m 2 i velike zgrade površine preko 1000m 2 . Prema toj podjeli se za sada razmatraju i energetski sustavi te izraduje elaboratprimjenjivosti alternativnih izvora energije. S obzirom na razvoj zakonodavnog okruženja,preporuka je da se i za manje zgrade razmatraju alternativni energetski sustavi, iako to zasada nije obavezno.Osnovna podjela zgrada je na stambene i nestambene zgrade. U Pravilniku oenergetskom certificiranju zgrada (PECZ), NN 113/08, zgrade se prema namjeni i načinupotrošnje energije dijele na:A stambene zgrade:1. s jednim stanom i stambene zgrade u nizu (samostojeće stambene kuće s jednim stanom,kuće s jednim stanom u nizu ili drugačije povezane zgrade s jednim stanom, kuće do tristana i kuće u nizu s više stanova po lameli - zgrade kod kojih se izraduje zasebni energetskicertifikat za svaku stambenu jedinicu),2. s više stanova (stambene zgrade s tri i više stanova, stambeni blokovi - zgrade kod kojih semože izraditi zajednički certifikat zgrade ili zasebni certifikat za svaku stambenu jedinicu).B nestambene zgrade:1. uredske, administrativne i druge poslovne zgrade slične pretežite namjene,2. školske i fakultetske zgrade, vrtići i druge odgojne i obrazovne ustanove,3. zgrade za kulturno umjetničku djelatnost i zabavu, muzeji i knjižnice,4. bolnice i ostale zgrade za zdravstvenu zaštitu i zgrade za institucionalnu skrb,92

5. hoteli i slične zgrade za kratkotrajni boravak, zgrade ugostiteljske namjene (gostionice,restorani i si),6. zgrade za stanovanje zajednica (domovi - dački, studentski, umirovljenički, radnički, dječjidomovi, zatvori, vojarne i si. zgrade za stanovanje),7. zgrade za promet i komunikacije (terminali, postaje, zgrade za promet, pošte,telekomunikacijske zgrade),8. sportske dvorane,9. zgrade veleprodaje i maloprodaje (trgovački centri, zgrade s dućanima),10. ostale vrste zgrada koje troše energiju radi ostvarivanja odredenih mikroklimatskih uvjetau unutarnjem prostoru.Isto tako, u skladu s PECZ, energetsko certificiranje zgrada, a tako i razmatranjeenergetskog koncepta nije potrebno raditi za:1. nove zgrade i postojeće zgrade koje se prodaju, iznajmljuju ili daju na leasing, koje imajuuporabnu korisnu površinu manju od 50 m 2 ;2. zgrade koje imaju predvideni vijek uporabe ograničen na dvije godine i manje;3. privremene zgrade izgradene u okviru pripremnih radova za potrebe organizacijegradilišta;4. radionice, proizvodne hale, industrijske zgrade i druge gospodarske zgrade koje se, uskladu sa svojom namjenom, moraju držati otvorenima više od polovice radnog vremena akonemaju ugradene zračne zavjese;5. zgrade namijenjene za održavanje vjerskih obreda;6. jednostavne gradevine utvrdene posebnim propisom;7. postojeće zgrade koje se prodaju ili se pravo vlasništva prenosi u stečajnom postupku uslučaju prisilne prodaje ili ovrhe;8. postojeće zgrade koje se prodaju ili iznajmljuju bračnom drugu ili članovima uže obitelji;9. zgrade koje su po posebnom zakonu upisane u Registar kulturnih dobara RepublikeHrvatske i zgrade koje imaju posebnu ambijentalnu vrijednost a kod kojih bi ispunjenjezahtjeva energetske učinkovitosti značilo neprihvatljivu promjenu njihovog karaktera ilinjihovog vanjskog izgleda u skladu s predvidenom spomeničkom zaštitom zgrade.10. zgrade koje se ne griju ili se griju na temperaturu do +12 °CStambene zgradeU stambenim zgradama najveći udio potrošnje energije je za grijanje (50 do 60 posto), zatimza pripremu potrošne tople vode (15 do 20 posto), rasvjetu i uredaje (12 do 15 posto) i zakuhanje (12 do 15 posto). Možemo zaključiti da potrošnja za toplinske potrebe predstavlja od80 do 90 posto ukupnih energetskih potreba zgrade.Nestambene zgradeU nestambenim zgradama najveći udio potrošnje energije je za grijanje (50 do 55 posto),zatim za rasvjetu (12 do 15 posto), pripremu potrošne tople vode (8 do 10 posto), kuhanje(oko 5 posto), hlañenje (oko 4 posto) i za ostale potrebe – opremu, ureñaje, elektromotornepogone, klimatizaciju i drugo (15 do 20 posto).Kod nestambenih zgrada udio potrošnje energije za pojedine grupe potrošnje se možeznatno razlikovati. Tako je u zgradama trgovačke namjene znatno veći udio potrošnje energijeza hladenje te opremua, uredaje, elektromotorne pogone i klimatizaciju (do 30 posto) terasvjetu (do 20 posto) nego za grijanje i pripremu potrošne tople vode (oko 15 posto). Uzgradama trgovačke namjene najčešće je dominantna potrošnja električne energije u odnosuna ostale energente. U zgradama obrazovne namjene najveći udio potrošnje energije je zagrijanje (do 55 posto), te za rasvjetu (do 20 posto). U zgradama poslovne namjene najvećiudio potrošnje energije je za grijanje ( oko 50 posto), zatim za rasvjetu i uredaje (do 20posto) i hladenje (do 20 posto).93

Povećanjem standarda očekuje se daljnje povećanje potrošnje energije za grijanje, ali ihladenje. Kako bi se smanjile potrebe za toplinskom energijom za grijanje i hladenje zgrada iostvarilo racionalno korištenje energije potrebno je povećati toplinsku zaštitu zgrade odnosnosvih konstrukcija vanjske ovojnice zgrade. Primjenom odgovarajućih tehničkih rješenjapotrebno je iskoristiti toplinske dobitke zimi, a smanjiti doprinos toplinskih dobitaka Ijeti.Ovim aktivnostima se osim na smanjenje potrošnje energije utječe na povećanje ugodnostiboravka u prostoru, smanjuju se troškovi za održavanje zgrade i povećava trajnost svihkonstrukcija i energetskih sustava koji se koriste.4.2.1. ZGRADE GRAðENE PRIJE 1940 godineU ovoj grupi možemo razlikovati starije zgrade grañene prije 1940. godine,tradicionalnim tehnikama i materijalima.Ova faza gradnje predstavlja najveći problem u smislu energetske potrošnje.Stare zgrade masivne zidane konstrukcije, iako toplinski neizolirane, ne predstavljajutako veliki problem u smislu toplinskih gubitaka.U tradicionalnom graditeljstvu zaštitna uloga vanjske ovojnice zgrade bila jeiskustveno prenosena ovisno o primijenjenom materijalu koji je zadovoljavao nosivost ipruzao odreñenu toplinsku zaštitu.Toplinska zaštita nije bila predmet koji je usmjeravaoizbor konstrukcije, a ušteda energije, prema današnjem shvačanju, bila je nepoznata.Prva razmišljanja teoretičara o ograničenoj količini energetskih sirovina javljajuse početkom dvadesetog stoljeća. 1912. godine Karl Schmidt govori o ogranićenojgodišnjoj potrošnji energije. 1921. godine u naselju Heleran kod Dresdena grade segrañevine od drveta u obliku dvostruke drvene konstrukcije i meñuprostora ispunjenogtresetom. Ovo možemo smatrati pretećom ugradnje toplinske izolacije u svrhu uštedeStarije zgrade izvodile su se kao zidana konstrukcija od pune opeke ili kamena,debljine zida 25, 38 ili 50 cm pa i vise. Toplinska izolacija nije se koristila. Stropovi su94

uglavnom drveni ili masivni od opeke, kamena ili betonskih elemenata (rebricastibetonski strop). Takve starije zgrade masivnih debelih zidova, zbog velike debljinekonstrukcije i relativno niskog stupnja zagrijavanja prostora, nisu imale tako veliketoplinske gubitke, kao novije lake betonske konstrukcije.Zidovi u tlu kod starih zgrada izvodili su se kao i vanjski zidovi od opeke ilikamena. Podrumski prostori su uglavnom bili pomoćni prostori grañevine koji se nisugrijali. Najčešće provjetravani podrum služio je kao tampon prostor izmeñu tla iprostora prizemlja. Vlaga koja je bila neminovna, isušivala se u prostoru podruma, nestečeći ostalim konstrukcijama. Najčesce neizolirani pod nije stvarao problema upomoćnim negrijanim prostorima grañevine. Podovi su najčešće bili izvedeni na slojunabijene zemlje. Kao podna obloga koristile su se drvene kocke ili opekarski elementipolozeni u nasip. Podovi prizemnih prostorija na tlu izvodili su se najčešće s drvenimslijepim podovima u nasipu. Podovi na tlu u slučaju grijanih prostora ne zadovoljavajuzahtjeve današnjih propisa. Hladni podovi grijanih prostora često su izlozeni i pojavikondenzacije na njihovoj gornjoj površini.Strop prema negrijanom tavanu najčesće se izvodio kao drveni strop spogledom (žbuka na dašćanoj oplati), nasipom šute i gornjom dašćanom oplatom kaopodom tavana, ili opekarski elementi položeni u sloj pijeska. Strop iznad negrijanogprostora je uglavnom strop podruma i najčešće se izvodio kao svoñeni strop od opekeili kamena s nasipom i plivajućim drvenim podom položenim u taj nasip. Podgled svodauglavnom se žbukao. Krov kod starih grañevina najčešće se nije izolirao jer se izvodioiznad negrijanog tavanskog prostora. Tavan kod tradicionalne gradnje služi kaomeñuprostor izmeñu vanjskog i unutarnjeg grijanog prostora.Prozori i vrata kod starih grañevina izvodili su se uglavnom drveni, ustakljeni sjednim ili dva stakla po krilu. Ugrañivali su se kao jednostruki ili dvostruki prozori s dvakrila na razmaku većem od 10 cm.Takvi prozori uzrokuju velike gubitke topline krozvanjsku ovojnicu, kako uslijed transmisije tako i zbog prolaza zraka kroz nebrtvljenereške.Prosjećni gubici topline kod takvih starih zgrada kreću se uglavnom izmedu200 i 250 kWh/m 2 godišnje. Analize pokazuju da se povečanjem toplinske izolacijevanjske ovojnice, prvenstveno vanjskog zida, te zamjenom prozora, gubici toplinesmanjuju na 60-90 kWh/m 2 godišnje, što je ušteda u potrošnji energije za oko70%.4.2.2. IZGRADNJA IZMEðU 1940 i 1970 godineU ovoj grupi možemo razlikovati starije zgrade grañene u razdoblju 1940. do1970. godine, razdoblju velike i ubrzane gradnje, primjene novih materijala i statičkilaganijih konstrukcija a prije pojave propisa o toplinskoj zaštiti.Problem se pojavljuje 50-tih i 60-tih godina pojavom novih grañevinskih materijala.Toplinska zaštita zgrada je dio grañevinske fizike kojaje relativno mlada znanost.Vezana je uz naglu pojavu novih materijala u graditeljstvu 50-tih godina, energetskukrizu te uz razvoj svijesti o potrebi ustede energije i zaštite okoliša. Nedovoljna toplinskaizolacija dovodi do povečanih toplinskih gubitaka zimi, hladnih obodnih konstrukcja,ostečenja nastalih kondenzacijom (vlagom), te pregrijavanja prostora Ijeti. Posljedice suostećenja konstrukcije, te neudobno i nezdravo stanovanje i rad. Zagrijavanje takvihprostora zahtijeva veću količinu energije što dovodi do povečanja cijene korištenja iodržavanja prostora, ali i do većeg zagañenja okoliša.Zagañenje okoliša opet ima utjecaj na ostećenje grañevina i na život i zdravlje ljudi.95

Novi materijali i njihova raznolikost rezultirali su i promjenom koncepcijekonstrukcija. Armirani beton dopusta staticki "tanke" konstruktivne elemente koji beztoplinske izolacije imaju velike toplinske gubitke.Meñutim, uvoñenjem standarda grijanja prostora na temperaturu višu od 18°C,kroz takve zidove gubi se znatan dio toplinske energije i pojavljuje problem vlage.Problem se pojavljuje i kod prenamjene tavanskog prostora u grijani stambeniprostor.4.2.3. IZGRADNJA NAKON 1970 godinePrva naftna kriza sedamdesetih godina proslog stoljeća ubrzala je prihvaćanječinjenica da su izvori fosilnih goriva sasvim sigurno ograničeni i da je energentepotrebno racionalno koristiti. Ubrzo nakon toga mnoge industrijski razvijene zemljedonose prve zakone i propise o stednji energije za zagrijavanje grañevina. Večinaeuropskih zemalja danas ima regulirano područje toplinske zaštite i uštede energijekoje se trenutno usklañuje s dokumentima prihvačenim na razini EU.Prvi propisi o toplinskoj zaštiti u Hrvatskoj doneseni su 1970. godine. Zato jekod analize toplinskih karakteristika postojećih zgrada bitan podatak o godini izgradnjeili veće rekonstrukcije zgrade. Kod zgrada grañenih prije 1970. godine, nisu se radilinikakvi proracuni gubitaka topline i uštede energije. Zgrade su se gradile iskustveno,zadovoljavajući statiku konstrukcije.Zgrade gradene u razdoblju od 1970. do 1987.Tehnički napredak u proizvodnji materijala za zidanje, upotreba betona iarmiranog betona, te gradnja "tankih" konstrukcija koje zadovoljavaju statičkiproračun, ali nemaju nikakav energetski koncept, ima za posljedicu izgradnju velikogfonda zgrada koji je sa stajališta toplinske zastite i ustede energije izuzetnonepovoljan.Takva gradnja počinje vec 50-tih godina proslog stoljeca, u razdoblju od1970. do 1980. godine vrlo je česta izgradnja vitkih skeletnih konstrukcija ili poprecnihbetonskih nosivih zidova, a ispuna izmedu nosive konstrukcije radi se često kaostolarski element s izuzetno lošim toplinskim karakteristikama. Česti su i prefabriciranibetonski parapetni paneli, bez ikakve toplinske zaštite. Osnovna karakteristika gradnjeu razdoblju od 1970. do 1987., a s obzirom na toplinsku zaštitu, je s jedne straneusvajanje prvih propisa o toplinskoj zastiti zgrada i početak skromnog korištenjatoplinske izolacije, a s druge strane gradnja statički vitkih, tankih konstrukcija, velikihstaklenih površina i zapravo toplinski vrlo loših objekata.Prvi propisi o toplinskoj zaštiti zgrada u Republici Hrvatskoj doneseni su 1970.godine (Pravilnik o tehničkim mjerama i uvjetima za toplinsku zaštitu zgrada -Službenilist SFRJ 35/70). U njemu je odreñena podjela državnog teritorija na tri grañevinskoklimatske zone. Za svaku zonu su propisane najveće dopuštene vrijednosti koeficijentaprolaza topline k (danas U) za pojedine elemente vanjske ovojnice zgrade. Počinjeskromna primjena toplinske izolacije u debljinama 2-4 cm. Istovremeno se razvijaindustrija gradevinskih materijala, kao i primjena armiranog betona, zahvaljujući kojemkonstrukcija zgrada postaje sve tanja i sve lakša. Statika zgrade je zadovoljena, aenergetski koncept ne postoji. Nikakva ili vrlo stidljivo primjenjena toplinska izolacijakarakteristicna je za gradnju sve do 1980. godine. Koriste se uglavnom prozori sa izostaklom, ali vrlo loših profila, bez prekinutog toplinskog mosta, te s lošim brtvljenjem.Površina staklenih ploha se povećava.Zgrade se tada grade uz zadovoljavanje minimalnih uvjeta statike i toplinske96

izolacije. Standard grijanja meñutim raste. Armirano betonske konstrukcije zidovaizvode se ili bez izolacije, ili s 2-4 cm izolacije tipa heraklit, drvolit ili okipor koja sestavlja u oplatu kod betoniranja. Parapeti su često betonski prefabrikati. Armiranobetonski zidovi izvode se u minimalnim statičkim debljinama od 16 i 18 cm, rjeñe 20cm. Zidane konstrukcije izvode se uglavnom od šuplje blok opeke 19 cm, (ili puneopeke 25 cm) koja obostrano ožbukana jedva zadovoljava tadašnje minimalne uvjeteza toplinsku izolaciju. Ne posvećuje se gotovo nikakva pažnja rješavanju detaljakarakteristicnih toplinskih mostova.To često rezultira pojavom vlage i plijesni naunutrašnjim uglovima kuća. Krovovi se često izvode kao ravni krovovi s betonskompločom i minimalnom izolacijom.Toplinski gubici zgrada iz ovog razdoblja često su većiod onih na starijim zgradama, grañenim prije 1970. godine, te iznose i preko300kWh/m 2 godisnje.Mjere za uštedu energije u grañevinskom djelu:Mjere sanacije ne razlikuju se puno u odnosu na sanaciju starijih zgrada, s tomprednosti što se izolacija uglavnom bez problema može izvoditi s vanjske strane. I uovom slučaju ekonomski najisplativije je sanirati krov ili strop prema negrijanom tavanu,te vanjski zid i prozore. S obzirom na velike staklene površine koje karakterizirajugradnju tog razdoblja, zamjena prozora može rezultirati vrlo velikim uštedama. S drugestrane gledano, velike staklene površine povečavaju troškove sanacije. Potrebno je kodsvake sanacije ispitati kvalitetu prozorskih profila i stakla, te eventualno ugradititoplinski kvalitetnije staklo i dobro zabrtviti profile. Puno se može postići, uz malaulaganja i toplinskom izolacijom niša s radijatorima i kutija za roletu, te ugradnjomroleta, zaluzina i si.Godine 1980. su doneseni novi zahtjevi u pogledu toplinske zaštite zgrada uokviru norme JUS U.J5.600: Toplinska tehnika u grañevinarstvu i tehnički uvjeti zaprojektiranje i grañenje zgrada kojima su vrijednosti dopuštenih koeficijenata prolaskatopline U(k) smanjene za cca 30 posto. Novo, pooštreno i dopunjeno izdanje donesenoje 1987. godine pod nazivom HRN U.J.5.600. Osim ove norme u primjeni su i sljedećenorme iz područja toplinske tehnike u grañevinarstvu: HRN U.J5.510 (1987.), HRNU.J5.520 (1980.), HRN U.J5.530 (1980.). Važno je naglasiti da je bitna novost uPropisima iz 1987. godine u ograničavanju toplinskih gubitaka, ne samo kroz pojedineelemente vanjske ovojnice, već i za zgradu kao cjelinu. Da bi se to zadovoljilo,koeficijenti U moraju biti i znatno manji od dopuštenih.Ovdje možemo naglasiti da se najveće uštede postižu većim debljinamatoplinske izolacije. Ukoliko zid uopće nije izoliran, minimalna preporučljiva debljinaizolacije iznosi 10 cm, a ukoliko postoji tanki sloj izolacije, potrebno je ispitati njezinostanje, te je zamijeniti novom ili dopuniti postojeću s barem 10 cm nove toplinskeizolacije. Za postizanje niskoenergetskog standarda gradnje, debljine izolacije vanjskogzida kreću se od 14 do 30 cm.Zgrade urazdoblju od 1987 do 2006 godineUnatoć svjetskim trendovima i naglašene potrebe štednje energije u zgradama,Hrvatskoj je trebalo gotovo dvadeset godina do usvajanja Novog tehničkog propisa istrožih zahtjeva glede toplinske zaštite i uštede toplinske energije u zgradama. Sviprojekti i sva izgradnja u razdoblju od 1987. godine do danas, ima u prosjeku istutoplinsku kvalitetu, a godišnje toplinske potrebe kreću se u prosjeku od 100 do 150kWh/m 2 godišnje. Gradi se svim dostupnim materijalima na tržištu, a primijenjenatoplinska izolacija je takva da zadovoljava postojeće propise. Najčešće se koristekamena vuna i polistiren, u debljinama 4, 6 i 8 cm za vanjski zid, te 8 do 12 cm za kosikrov. Bitnog napretka u toplinskoj zaštiti zgrada u razdoblju od 1987. do 2006. godine97

nema. U srpnju 2005. godine usvojenje novi Tehnički propis o uštedi toplinske energijei toplinskoj zaštiti u zgradama (NN 79/05) s obveznom primjenom od 1. srpnja 2006.godine. Tehnicki propis o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradamapredstavlja veliki napredak u toplinskoj zaštiti zgrada, a obuhvaća i novogradnje irekonstrukcije postojećih zgrada.Aktivnosti na povećanju energetske učinkovitosti povečanjem toplinske zaštitezgrada treba usmjeriti na zgrade grañene prije 1987. godine. U zgradama grañenim urazdoblju od 1987. do 2006. godine potrebno je dodatnim preporukama za ušteduenergije - regulacija, štedna rasvjeta, itd. i manjim zahvatima na ovojnici zgrade, smanjitipotrošnju energije. Ono sto treba svakako učiniti je usmjeriti sve snage na povečanjeenergetske učinkovitosti, toplinsku zaštitu i uštedu energije novih zgrada, kako putemzakonske regulative, tako i putem promocije i podizanja svijesti o uštedi energije izaštiti okoliša.Tablica 3.2. Usporedba smanjenja toplinskih gubitaka povecanjem toplinske izolacijekarakteristicnog vanjskogVANJSKI ZIDSLOJUKUPNAsuplja blok opeka 19 cm, obostranoozbukanasuplja blok opeka 29 cm, obostranoozbukanaArmirano-betonski zid 20 cm,obostranoozbukanIZOLACIJE(cm)DEBUINAZIDA(cm)zida, te prikaz ustedaLKOEFICIJENTPROLAZATOPLINEU (W/m 2 K)potrosnji energije/lzvor EIHPTOPUNSKIGUBICI KROZZID (kWh/m 2god)USTEDA4 27 0,62 49,6 -6 29 0,47 37,6 24,28 31 0,38 30,4 38,710 33 0,32 25,6 48,420 43 0,17 13,6 72,64 37 0,55 44,0 -6 39 0,43 34,4 21,88 41 0,35 28,0 36,410 43 0,30 24,0 45,520 53 0,17 13,6 69,14 28 0,75 60,0 -6 30 0,54 43,2 28,08 32 0,42 33,6 44,010 34 0,35 28,0 53,320 44 0,18 14,4 76,0%Budući da je istraživanjima utvrñeno da su, uz promet i industriju, stambenezgrade i zgrade za javnu namjenu najveći potrošači energije, treba ponajprije na tomepodručju poduzimati sve raspoložive mjere za uštedu toplinske energije u zgradama, uzuvjet zdravog i udobnog boravka ljudi u zgradama. U tu svrhu pri gradnji zgrada valjapoduzimati sve raspoložive mjere za uštedu energije koje su razvrstane u tri vrstemjera: urbanističke mjere, arhitektonsko-gradevinske mjere i toplinsko-tehničkemjere.Pritom će uloga arhitekta kao glavnog projektanta zgrade biti od sada posebnokljućna jer će on po svojoj osnovnoj zadaci biti zadužen za uskladivanje i koordinacijusvih projektanata, ali i bitnih zahtjeva pri projektiranju (estetskih, funkcijskih,konstrukcijskih, ekonomskih pa čak i energijskih), da bi se na kraju zadovoljioosnovni cilj gradnje zgrada.98

Glavne grañevinske mjere za uštedu energije temelje se na poboijšanjutoplinskih karakteristika vanjske ovojnice zgrade, zidova, podova, stropova, krovova teprozora i vanjskih vrata. Za stare zgrade dokazano je da se jedna energije gubi krozprozore i vanjski zid, ali i kroz krov, posebno kod prenamjene tavanskih prostora ustambene, pri ćemu krov ostaje toplinski neizoliran.Želeći naprijed navedeno bolje prezentirati možemo proračunati fiziku zgrade ilidijelova zgrade. Za razne vrste zida bit će vidljiv potencijal ušteda toplinskom izolacijomvanjskog zida. Pri tome treba naglasiti da je isplativije ulagati u veće debljine toplinskeizolacije (preporukamin. 10 cm za vanjski zid) jer su uštede najveće, a razdoblje povratainvesticije najkraći. Cijene toplinske izolacije za vanjski zid kreću se u prosjeku 1 euro ili7,5 kuna po 1 cm debljine (bez PDV-a), što u ukupnoj cijeni izvedbe fasade iznosi od20 do 30 posto za 10 cm debljine, a povratno razdoblje ulaganja kreće se, ovisno oenergentu i klimatskim uvjetima od 3 do 10 godina.4.2.4. SUVREMENA IZGRADNJANovogradnja uskladena s novim tehnickimpropisom o usteditoplinske energije i topiinskoj zastiti u zgradama (NN 79/05) sobveznom primjenom od 1. srpnja 2006. godineNovi Tehnicki propis o ustedi toplinske energije i topiinskoj zastiti u zgradama (NN79/05) predstavlja veliki napredak u topiinskoj zastiti zgrada, a obuhvaca i novogradnjei rekonstrukcije postojecih zgrada. Propis definira maksimalno dopustenu godisnjupotrosnju za zgrade u kWh/m 2 , odnosno kWh/m 3 , koja je vezana uzfaktor oblika zgrade,tj. odnos povrsine oplosja grijanog prostora zgrade i volumena koji taj prostor zatvara(f 0 =A/V (nr 1 ), gdje je A-oplosje -zbrojpovrsinaprocelja,podaistropa,aV-volumen grijanogprostora). Koeficijent prolaska top line za prozore i balkonska vrata kod zgrada koje segriju na temperaturu 18°C i vise, ogranicen je na maksimalno U =1,80W/m 2 K.Kako je Hrvatska tek nedavno usvojila napredniji standard toplinske zastite, osnovnapreporuka kod gradnje novih kuca je pokusati dodatno poboljsati tu toplinsku zastitu ianalizirati mogucnost niskoenergetske arhitekture. Svi europski trendovi krecu se u tornsmjeru i nije tesko pretpostaviti da ce se i nasi propisi za novogradnju vrlo skoroponovno morati uskladivati sa sve strozim europskim propisima.Za energetski ucinkovitu gradnju neophodnoje:• smanjiti gubitke topline iz zgrade poboljsanjem toplinske zastite vanjskihelemenata i povoljnim odnosom oplosja i volumena zgrade• povecati toplinske dobitke u zgradi povoljnom orijentacijom zgrade ikoristenjem Sunceve energije• koristiti obnovljive izvore energije u zgradama (biomasa, sunce, vjetar idr.)• povecati energetsku ucinkovitost termoenergetskih sustava.Cilj sveobuhvatne ustede energije, a time i zastite okolisa, je stvoriti preduvjete zasustavnu sanaciju i rekonstrukciju postojecih zgrada te povecati obaveznu toplinskuzastitu novihzgrada. Prosjecne stare kuce godisnje trose 200-300 kWh/m 2 energije za grijanje,standardno izolirane kuce ispod 100, suvremene niskoenergetske kuce oko 40, a99

pasivne 15 kWh/m 2 i manje. Energijom koja se danas potrosi u prosjecnoj kuci uHrvatskoj, mozemo zagrijati 3-4 niskoenergetske kuce ili 8 -10 pasivnih kuca.Zbog velike potrosnje energije u zgradama, a istovremeno i najveceg potencijalaenergetskih i ekoloskih usteda, energetska ucinkovitost i odrziva gradnja danas postajuprioriteti suvremene arhitekture i energetike. Zgrade su najveci pojedinacni potrosacenergije, a time i veliki zagadivac okolisa. Zbog dugog zivotnog vijeka zgrada, njihov jeutjecaj na okolis u kojem zivimo dug i kontinuiran i ne mozemo ga zanemarivati.Zadovoljavanje 3E-forme -energija, ekonomija, ekologija - novi je zahtjevni zadatakkoji se postavlja pred projektante i graditelje. Susrecemo se s jedne strane sproblemom nove izgradnje uskladene sa suvremenim standardom zivota i odrzivimrazvojem, a s druge strane s problemom osuvremenjivanja postojece izgradnje koja uvelikom postotku nezadovoljava danasnji standard, trosi enormno puno energije i prekonoci postaje veliki problem i veliki zagadivac okolisa. Energetska ucinkovitost danasmoze djelovati kao svojevrsni urbanisticki i arhitektonski poticaj, ali i kao polje zaprimjenu inovativnih tehnickih i tehnoloskih rjesenja. Suvremena arhitektura danas, uzkreativni doprinos i doprinos kvaliteti zivota, mora ukljuciti u promisljanje i cijeli nizmjera za povecanje energetske ucinkovitosti, mogucnosti koristenja obnovljivih izvoraenergije, daljinskog grijanja i hladenja, kogeneracije, smanjenja koristenja fosilnih gorivai zagadenja okolisa u kojem zivimo. Struka je danas u poziciji odgovoriti na te izazovekoji se pred nju postavljaju i pozitivno utjecati na ublazavanje energetske i ekoloskekrize te pridonijeti odrzivom razvoju.Tablica 6: Klasifikacija zgrada u energetske razrede, prema Pravilniku o energetskoj certifikacijizgrada, (PECZ)Energetski razredA+

klimatskim karakteristikama (kontinentalni ili primorski dio R. Hrvatske). Primjenommjera energetske učinkovitosti vanjske ovojnice može se ostvariti značajnosmanjenje potreba za toplinskom energijom za grijanje i hlañenje i tako smanjitipotrebnu snagu uredaja te omogućiti korištenje alternativnih izvora energije.Primjenom mjera energetske učinkovitosti ostvaruje se ušteda na troškovima zagrijanje, hlañenje i električnu energiju, povećava se kvaliteta i ugodnost boravka uprostoru te duži životni vijek zgrade uz doprinos zaštiti okoliša i smanjenju emisijastakleničkih plinova.Pregled mjera za ekonomski povoljno poboljšanje toplinskih karakteristikavanjske ovojnice .Mjere uz male troškove i brzi povrat investicije (do 3 godine i 5000 kn/100 m 2 ):-brtvljenje prozora i vanjskih vrata, zamjena ostakljenja s dvostrukim IZOostakljenjem niske emisije (preporuka U ostakljenja < 1,1 W/m 2 K)-provjera i popravak okova na prozorima i vratima-izoliranje niša za radijatore i kutije za rolete-toplinski izoliranje postojećeg kosog krova ili stropa prema negrijanomtavanudebljim slojem toplinske izolacije-reduciranje gubitaka topline kroz prozore ugradnjom roleta, postavomzavjesa .Mjere uz nešto veće troškove i duži period povrata investicije (više od 3 godinei preko 5000 kn/ m 2 ):-zamjena prozora i vanjskih vrata toplinski kvalitetnijim prozorima-preporuka U prozora 1,1-1,8 W/(m 2 K), - na prozore ugradnjamikroprekidača koji isključuju konvektorsko grijanje i hladenje pri otvaranjuprozora-cjelovita toplinska izolacija vanjske ovojnice kod neizolirane zgrade ilipovećanje toplinske izolacije izolirane zgrade u skladu sa zahtjevimaTehničkog propisa-izgraditi vjetrobran na ulazu u zgraduEnergetskom obnovom starih zgrada, naročito onih gradenih prije 1980.godine, moguće je postići uštedu u potrošnji toplinske energije od preko 60 posto.Osim zamjenom prozora, najveće uštede mogu se postići toplinskom zaštitomvanjskog zida. Mjera u području toplinske zaštite s najkraćim periodom povratainvesticije i najmanjim ulaganjem je toplinska zaštita kosog krova ili stropa premanegrijanom tavanu. Sanacija poda prema tlu vrlo često nije ekonomski opravdana,zbog relativno malog smanjenja ukupnih toplinskih gubitaka u odnosu na velikuinvesticiju koja je potrebna za takvu sanaciju.Medutim, potrebno je naglasiti da bitnu ulogu u toplinskoj zaštiti zgrade imaju svidijelovi vanjske ovojnice zgrade, kao što su:-vanjski zid-zid izmedu grijanih prostora različitih korisnika-zid prema negrijanom prostoru-vanjski zid prema terenu-pod na terenu-medukatna konstrukcija koja odvaja prostore različitih korisnika-strop prema negrijanom podrumu-strop prema negrijanom tavanu-ravni i kosi krov iznad grijanog prostora-strop iznad vanjskog prostora101

-prozori i vanjska vrataToplinska zaštita mora biti riješena kontinuirano po vanjskoj ovojnici bez prekida,svodeći utjecaj toplinskih mostova na minimum.Nove zgradeKod gradnje nove zgrade važno je već u fazi idejnog projektiranja integralnimpristupom predvidjeti sve što je potrebno da se dobije kvalitetna i optimalnaenergetski učinkovita zgrada. Zato je potrebno:-analizirati lokaciju, orijentaciju i oblik kuće-primijeniti visoki nivo toplinske izolacije cijele vanjske ovojnice i izbjegavatitoplinske mostove-iskoristiti toplinske dobitke od sunca i zaštititi se od pretjeranog osunčanja-koristiti energetski učinkovit sustav grijanja, hladenja i ventilacije te gakombinirati s obnovljivim izvorima energijeNa početku svakog projekta potrebno je analizirati lokacijske i klimatske uvjetete u skladu s njima početi planirati energetski koncept kuće. Pri tome treba imati naumu da je dodatno ulaganje u povećanje energetske učinkovitosti i smanjenjetoplinskih gubitaka na novogradnji višestruko isplativo. Povećanje cijene gradnje za10 do 20 posto može značiti energetske uštede 50 do 80 posto. Potrebno jeanalizirati optimalni nivo toplinske izolacije i u skladu s tim planirati energetskesustave u kući. Važnu ulogu ima i zaštita od pretjeranog osunčanja prostora, kojavrlo često može bit u sklopu vizualnog arhitektonskog elementa, pa je i to važnorazmotriti u fazi idejnog projekta. Posebno je važna suradnja svih sudionika uprojektiranju, kao i budućih korisnika zgrade, u pažljivoj optimizaciji i planiranjuenergetskog koncepta.Razrada projekta mora svakako obuhvatiti rješavanje bitnih detalja zaizbjegavanje toplinski mostova. Najbolji način izbjegavanja toplinskih mostova jepostava toplinske izolacije s vanjske strane zida, bez prekida te dobro brtvljenje reškii spojeva. U projektu posebnu pažnju treba obratiti na detalje koji mogu biti toplinskimostovi, ukoliko nisu pravilno toplinski izolirani. Tako treba obratiti posebnu pažnjupostavi prozora u odnosu na toplinsku izolaciju u vanjskom zidu, te dobrom brtvljenjuprozora. Takoder su bitni svi spojevi konstrukcija, prodori stropnih ploča i rubneobrade.Tehnički zahtjevi za racionalnu uporabu energije i toplinsku zaštitu u zgradamapropisuju:-najveću dopuštenu godišnju potrebnu toplinsku energiju za grijanje pojedinici ploštine korisne površine zgrade, odnosno po jedinici obujmagrijanog dijela zgrade-najveći dopušteni koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka po jedinicioplošja grijanog dijela zgrade-sprečavanje pregrijavanja prostorija zgrade zbog djelovanja Sunčevazračenja tijekom Ijeta-ograničenje zrakopropusnosti omotača zgrade-najveće dopuštene koeficijente prolaska topline pojedinih gradevnihdijelova omotača zgrade-smanjenje utjecaja toplinskih mostova-najveća dopuštena kondenzacija vodene pare unutar gradevnog dijelazgrade-sprečavanjem površinske kondenzacije vodene pare, ako ovim Propisom102

nije drukčije odredeno.Tablica 7. Zahtjevi u vezi s uštedom energije za stambene i nestambene zgrade grijane natemp. 18°C i višuZGRADE KOFoFaktor oblika zgradeJE SE GRIJU NATEMPERATURLStambena Q h “ (kWh/m'a) zgradaGodišnja potrebna toplina zagrijanje po jedinici ploštinekorisne površine zgrade18°C I VIŠUNestambena zgradaQ h ' (kWh/m J a)Godišnja potrebna toplina zagrijanje po jedinici obujmagrijanog dijela zgradefo ^ 0,20 Q h “ = 51,31 Q h ' = 16,420,20 < f 0 < 1,05 Q h “ = ( 41,03 + 51,41 f 0 ) Q h ' = ( 13,13 + 16,45 f 0 )fo ^ 1,05 Q h “ = 95,01 Q h ' = 30,40TEMPERATURASrednja mj.temp. vanjskogzraka najhladnijeg mjeseca nalokacijiH T ' = H T /A (W/m'K)Koeficijent transmisijskogtoplinskog gubitka po jedinicioplošja grijanog dijela zgradeH T ' = H T /A (W/m'K)f >30% (udio ploštine prozora uploštini pročelja)> 3°C H T ' = 0,45 + 0,15/f 0 H T ' = 0,45 + 0,24/f 0 3°C H T ' = 0,65 + 0,10/f 0

4.3.MATERIJALIUvodNamjera da Republika Hrvatska postane punopravnom članicom Europskeunije podrazumijeva prilagodbu naše zemlje u mnogim područjima onome što sečesto naziva standardima, no mi bismo radije rekli pravilima EU. Sastavni dio teprilagodbe je dakako i usvajanje pravne stečevine Europske unije.Usvajanje pravne stečevine ne podrazumijeva samo usklañivanje hrvatskogzakonodavstva s europskim, već se to zakonodavstvo mora i primjenjivati, drugimriječima mora biti uvedeno. Važnost uvoñenja proizlazi iz potrebe da se na ispravannačin u RH uspostave i tri slobode -sloboda kretanja robe, sloboda kretanja ljudi iusluga te sloboda kretanja kapitala - kao temeljnih stupova na kojima pocivaEuropska unija.U području graditeljstva sloboda kretanja robe primjenjuje se na grañevne proizvode,koji, premda proizvedeni u jednoj od država članica EU moraju biti takvi da se moguugrañivati u drugoj članici. Problemi koji se pri tome mogu pojaviti vezani su začinjenicu da se u toj drugoj državi primjenjuju drugi zahtjevi koje grañevine morajuispunjavati i da postoje razlike u znanju i vještinama osoba koje grañevni proizvodugrañuju.Direktivom o gradevnim proizvodima {Construction Product Directive, CPD) ,kojom su zemlje članice EU riješile opisane probleme, odreñuju se:• bitni zahtjevi za grañevinu, jednaki za sve države članice, te• uporabljivi grañevni proizvodi, kao proizvodi s takvim svojstvima koja osiguravaju daće grañevina ispunjavati bitne zahtjeve (pri čemu je uvjetovano da sam proizvodzadovoljava odreñene zahtjeve i da je ispravno ugrañen).Ujednačivanjem bitnih zahtjeva za grañevinu i postavljanjem zahtjevauporabljivosti osigurava se da uporabljivi grañevni proizvod u svim zemljamačlanicama na jednak način služi ispunjavanju bitnih zahtjeva.Da bi sustav mogao djelovati, njegov bitan dio predstavlja način odreñivanjauvjeta koje mora zadovoljiti odreñeni grañevni proizvod, kao i odreñivanje načinaprovjere ispunjava li grañevni proizvod te uvjete, koji mora biti zajednilki svimzemljama članicama. Takav način sadržan je u dokumentu - europskoj normi (EN) -koju, pošto ju donese europsko normirno tijelo, u nacionalne normizacijske sustavepreuzimaju nacionalna normirna tijela. Pod pretpostavkom da Europska komisijautvrdi da grañevni proizvod koji je proizveden u skladu s takvom EN služiispunjavanju bitnih zahtjeva za grañevinu, objavit će u službenom glasilu EUreferencijsku oznaku takve EN, u kojem slučaju se ona smatra harmoniziranomeuropskom normom (EN).No da bi sustav doista mogao djelovati, potrebno je da još i cjelokupnonacionalno grañevnotehničko zakonodavstvo zemlje članice ne sadrži odredbe kojebi sprječavale ugrañivanje uporabljivih grañevnih proizvoda u grañevine na njezinompodručju.Budući da su zemlje članice EU postavljale zahtjeve koje moraju ispunjavatigrañevni proizvodi u skladu sa svojim gradevno-tehničkim zakonodavstvom nemajuproblema pri prihvačanju takvih „harmoniziranih“ proizvoda u svoje gračevine.Za zemlje u tranziciji, kakva je RH, problem je veći. Za postojeće gradevnotehničkozakonodavstvo (tj. priznata tehnička pravila) koje predstavlja zaokruženi104

sustav sa svojim zakonitostima, prihvaćanje „harmoniziranih“ proizvoda jest problem(eventualne) nekompatibilnosti takvog proizvoda s ostatkom sustava. Ako se radi one-kompatibilnostima koje su takve prirode da ugrožavaju ispunjavanje bitnihzahtjeva za grañevinu (ili drukčije rečeno, pouzdanost grañevine), tada se takavproizvod ne smije ugrañiti - što je opet, gledano s europskog motrišta, preprekaslobodnom kretanju robe.Budući da je postojeće gradevno-tehničko zakonodavstvo zastarjelo i nekompletno, teda bi ispitivanje eventualnih nekompatibilnosti „harmoniziranih“ grañevnih proizvoda iutjecaja te nekompatibilnosti bilo za RH znatno financijsko i vremensko opterećenje,kao primjereno rješenje nameće se izrada potpuno novoga grañevno-tehničkogzakonodavstva.Uvoñenje Direktive o grañevnim proizvodima uhrvatski pravni sustav i grañevno-tehničku praksuPravni i strukovni okvirOsnovni uvjeti za izradu novoga grañevno-tehničkog zakonodavstva koje ćese temeljiti na bitnim zahtjevima odredenim CPD-om, ali i koje će istovremeno uzeti uobzir i hrvatske nacionalne specificnosti i tradicionalna znanja te voditi računa oprimjerenim prijelaznim rokovima za prilagodbu na nove uvjete svih segmenata hrvatskoggospodarstva postavljeni su tek Zakonom o gradnji (ZOG) koji je donesenkoncem 2003. godine . Njime su unesene u pravni sustav RH (transponirane)osnovne odredbe CPD-a i ujedno su odredeni i podzakonski akti kojima se zapravouvodi CPD.Može se reci da je pitanje prijevoda i prijenosa osnovnih elemenata CPD uhrvatski pravni sustav, što podrazumijeva uvoñenje novih pojmova kao što suuporabljivost grañevnih proizvoda ili tehničko dopuštenje, prema nekim procjenama,tek 5% cjelokupnog posla na uvodenju CPD-a.Preostalih 95% posla zapravo jeuvoñenje odredaba CPD-a u hrvatsku grañevno-tehničku praksu i to tako da buduuključene njezine „europske“ značajke (dakle osiguravanje slobode kretanja robe), ali injezine „hrvatske“ značajke, a to je osiguravanje dosljednosti sustava koji se možeprikazati kao hijerarhijski niz:• bitnih zahtjeva za gradevinu propisanih ZOG-om (najviša razina),• podzakonskih akata koji ureñuju gradnju s razrañivanjem bitnih zahtjeva iodreñivanjem kriterija po kojima se prepoznaje da su ispunjeni (srednja razina),• norma na ciju primjenu propisi upučuju u svrhu ispunjavanja bitnih zahtjeva (najnižarazina).Da bi se takav posao uspješno odradio, nije dovoljno da se njime bavi uska skupinastručnjaka okupljena u Ministarstvu zaštite okoliša, prostornog uredenja i graditeljstvai oko njega kao resornog državnog tijela, već je nužno da se u taj posao ukljući širokastrucna javnost. Tako bi u poslu uvodenja CPD-a morali sudjelovati predstavnici svihsudionika (od engl.: stakeholder) ciji poslovni rezultati pa i poslovna budučnost oviseo tome kako ce sustav biti ureñen i/ili kojom brzinom ce se mijenjati. Pri tome se mislina predstavnike:• grañevinske industrije, što uključuje proizvodače grañevnih proizvoda i izvoñačegrañvina• projektantske zajednice• zajednice pravnih osoba ovlaštenih za provjeru kvalitete odnosno sukladnostigrañevnih proizvoda105

• drugih resornih ministarstava.Dosadašnji razvoj dogadaja pokazao je da spomenuti dionici u velikoj mjeri ne samoda ne sudjeluju u osmišljavanju sustava, pa niti u davanju mišljenja na ponuñena iosmišljena rješenja već uglavnom i ne znaju da su promjene u tijeku. Iz tih razlogamoglo se dogoditi da se o tehničkom propisu koji je donesen sredinom 2005. godineglavni sudionici mahom nisu izjasnili tijekom javne rasprave (pa ni u gotovo godinudana prijelaznog razdoblja), da bi petnaestak dana prije početka obvezatne primjenepropisa neki od njih zatražili odgodu zbog nepripremljenosti.Grañevno-tehnička praksaPromotrimo li CPD sa stajališta ostvarenje ciljeva zajednickog tržišta EU, uočitćemo nekoliko bitnih odredbi. To je prije svega utvrdivanje popisa evropskih normaza grañevne proizvode, jer se, kako je prije napomenuto, za proizvode kojiispunjavaju uvjete tih norma pretpostavlja (radi se o pravnoj pretpostavci -nezaboravimo da proizvoñac odgovara za svoj proizvod) da su takvi da grañevina u kojusu ugrañeni ispunjava bitne zahtjeve za grañevinu. To, dakako, pod uvjetom da je nadogovoren način potvrdeno da su ti proizvodi sukladni harmoniziranoj normi, te da suispravno i sukladno namjeni ugrañeni.Rečena pravna pretpostavka nije uključena u odredbe ZOG-a, već je odreñeno da sepojedinosti vezane za uporabljivost grañevnih proizvoda odreñuju tehničkimpropisima, što ih čini važnim elementom uvodenja CPD-a.Kako je ZOG-om odredeno, tehnickim se propisima razraduju bitni zahtjevi zagrañevinu i to tako da se propisuju:• tehnička svojstva koje moraju imati odreñeni tehnički ili fiinkcijski sklopovi koji susastavni dio neke grañevine• zahtjevi za projektiranje, izvoñenje i održavanje tog tehničkog ili fiinkcijskoga sklopačime se osigurava postizavanje odnosno očuvanje propisanog tehničkog svojstva, te• tehnicka i druga svojstva koje moraju imati grañevni proizvodi što se ugrañuju u tajtehnički ili funkcijski sklop da bi on (sklop) imao propisana svojstva i načindokazivanja njihove sukladnosti zahtijevanim svojstvima.Može se postaviti pitanje zašto u ZOG nije uključena pravna pretpostavka sadržanau CPD-u, i ako već nije, zašto tehnilki propisi ne upućuju isključivo na EN.Tri su bitna razloga za to:• uvodenje CPD-a još je uvijek u tijeku na razini EU-a, tj. svih otprilike 550 EN zagrañevne proizvode još nije doneseno, pa se u meñuvremenu primjenjuju nacionalnenorme - hrvatski tehnički propis mora uzeti u obzir ovu činjenicu i osigurati primjenučim većeg broja hrvatskih norma koje su nastale prihvačanjem hEN-a, ali pri tome iosigurati primjenu kompatibilnih nacionalnih hrvatskih norma (koje su mahompreuzete od bivše države) i ujedno osigurati primjereno prijelazno razdoblje• EN za ocjenjivanje sukladnosti grañevnih proizvoda na razini EU prate razvoj hEN zagrañevne proizvode, a dok njih nema primjenjuju se nacionalne norme- što znači da se hrvatskim tehničkim propisom i to mora uzeti u obzir• harmonizacija EN-a provodi se uz uzimanje u obzir zahtjeva za grañevne proizvodesvih zemalja članica- RH u tom procesu (postavljanja zahtjeva) nije sudjelovala, stoga je pitanjeispunjavanja možebitnih hrvatskih specifičnih zahtjeva (npr. glede otpornosti uslučaju potresa) pod znakom pitanja, a osobito glede uskladenosti hEN-a s ostatkomnormizacijskog sustava. Stoga je, radi primjerenog rješavanja spomenutih problema iosiguravanja odgovarajuceg vremena (za usvaja nje novih znanja u projektiranju, za106

prilagodbu proizvodnje, za osposobljavanje pravnih osoba za ocjenjivanjesukladnosti) uveden institut tehnikog propisa. U odnosu na odredbe CPD-a i pravnupretpostavku o grañevnim proizvodima, može se reći da onaj grañevni proizvod kojiima svojstva odredena hrvatskim tehničkim propisom i za koji je na način odreñenhrvatskim tehnič-PROIZVOðAČ / DISTRIBUTER GRAðEVNIH PROIZVODAodgovara za proizvodosigurava potvrñivanje sukladnostiizdaje izjavu o sukladnostiGDJE SU PROPISANI ZAHTJEVI ZA GRAðEVNI PROIZVOD?Pravilnik o ocjenjivanju sukladnosti, ispravama o sukladnosti i označavanju grañevnih proizvoda+tehničkipropisGrañevni proizvod mora biti u skladu s tehničkim propisom ili s normom na kojuupučuje tehnički propis.U skladu s tehničkim propisom ili s normom na koju upučuje tehnički propis provodise ocjenivanje sukladnosti; izdaju se ovisno o sustavu ocjenjivanja sukladnosti:- izvještaji o ispitivanju- izvještaji o nadzoru unutarnje kontrole proizvodnje- certifikat unutarnje kontrole proizvodnje- certifikat sukladnostiAko je sukladnost grañevnog proizvoda tehničkom propisu ili normi na koju upučujetehnički propis potvrdena, proizvoñač/distributer smije izdati izjavu o sukladnosti.Grañevni proizvod za koji ne postoji hEN ili koji značajno odstupa od hEN na kojuupučuje tehnički propis prije stavljanja na tržište ili ugradnje, mora imati: tehničkodopuštenje.U skladu s tim tehničkim dopuštenjem provodi se ocjenjivanje sukladnosti; izdaju seovisno o sustavu ocjenjivanja sukladnosti:izvještaji o ispitivanjuizvještaji o nadzoru unutarnje kontrole proizvodnjecertifikat unutarnje kontrole proizvodnjecertifikat sukladnostiAko je sukladnost gradevnog proizvoda tehnickom dopuštenju potvrdena,proizvodac/distributer smije izdati izjavu o sukladnosti.TKO IZDAJE DOKUMENTE U POSTUPKU OCJENJIVANJASUKLADNOSTI?proizvoñač sam(sustavi 1+, 1, 2+, 2 i 4)pravna osoba ovlaštena za te poslove od strane MZOPUG(sustavi 1+, 1, 2+, 2 i 3)Nema još pravilnika kojim bi se propisali zahtjevi i uvjeti koje mora ispuniti pravnaosoba za dobivanje ovlaštenja za izdavanje teničkog dopuštenja.U RH nitko nije ovlašten za izdavanje tehničkih dopuštenjaDISTRIBUCIJA NA TRŽIŠTU / UGRADNJA107

Shema 1. Put i zahtjevi za proizvod prije stavljanje na tržište ili ugradnje, prema«novom» sustavu potvrdivanja sukladnostikim propisom potvrñena sukladnost tim svojstvima, ispunjena pravna pretpostavkada će grañevina u koju je ugrañen proizvod ispunjavati bitne zahtjeve za grañevinu.Slična je situacija i za ostalo što je ureñeno tehničkim propisom; ako se neki tehničkiili funkcijski sklop projektira, izvodi ili održava u skladu s odredbama propisa, pravnaje pretpostavka da će taj sklop imati propisana tehnička i druga svojstva. Daljnjimslijedom, ako svi tehnički ili funkcijski sklopovi koji ćine jednu grañevinu imajupropisana tehnička i druga svojstva, pravna je pretpostavka da grañevina ispunjavabitne zahtjeve za grañevinu.Tehnički propis osim zahtjeva za tehničkim i drugimsvojstvima sklopa, zahtjeva za projektiranje, izvodenje i održavanje sklopa, postavlja ikonkretne zahtjeve koje moraju ispuniti grañevni proizvodi prije stavljanje na tržišteodnosno ugradnje, sve to u skladu s posebnim propisom koji u cijelosti ureñujegrañevne proizvode i ureñuje sustave ocjenjivanja sukladnosti (sustavi 1+, 1, 2+, 2, 3i 4) [4],[5]. Put koji mora ispuniti grañevni proizvod prije stavljanja na tržište prikazanje na shemi 1.Što se tice grañevnih proizvoda za koje još nije donesen tehnički propis,primjenjuju se pravila dosadašnjeg („sta-rog“) sustava, tj. priznata tehnička pravila , uskladu s kojima se može izdati svjedodžba o sukladnosti. Važno je napomenuti da sečini prekršaj izdavanjem dokumenata koji imaju nazive propisane ZOG-om, a nisu uskladu njim izdani ili doneseni.Uvjeti koji moraju biti ispunjeni za uvodenje Direktive ogradevnim proizvodima putem novih tehnickih propisaUsporeñujući dosadašnje tehničko zakonodavstvo koje se zamjenjuje novimmože se ustvrditi da ono jest (ili će biti) opširnije i stoga kompleksnije za upotrebuzbog velikog broja norma na koje upučuje (primjer je vidljiv u tablici 1.). Stoga jepotrebno osigurati odreñene uvjete kako bi se proces uvoñenja mogao uspješnoprovesti. Tako je, u užem smislu uvodenja, nužno:• da proizvoñaci grañevnih proizvoda imaju ustrojenu unutarnju kontrolu proizvodnje te• da pravna osoba za provoñenje radnji ocjenjivanja sukladnosti bude sposobna zatakve poslove i da ima ovlaštenje MZOPUG-a.U širem smislu, za prakticnu provedbu tehničkog propisa (tj. uvodenje CPD-a zaodredenu skupinu grañevnih proizvoda) potrebno je ispuniti i druge zahtjeve:• pripremiti ulazne podatke, tehničke smjernice, računalne aplikacije i druge alatepotrebne za provoñenje npr. dokaznog proračuna• osigurati izobrazbu i ekspertnu podršku sudionicimau gradnji u procesu uvodenja novih tehničkih propisa.Ugradnja grañevnog proizvoda na ispravan način i sukladno namjeni u grañevinipostavlja zadaću pred ove sudionike u gradnji:• projektanta, koji mora odabrati ispravne proizvode i odrediti njihovu ugradnju (pa seodgovarajuca zadaća postavlja i pred revidenta)• izvodača, koji odreñeni proizvod mora nabaviti i ispravno ugraditi• nadzornog inženjera koji mora kontrolirati je li se to doista dogodilo.Tablica 1. Usporedni prikaz priznatih tehničkih pravila koja zamjenjuju prihvaćene ENciju primjenu obvezuje novi TPT108

Priznata tehnicka pravila Norme na koje upucuje(bivši JUS standardi)TPTproracunske specifikacijeHRN UJ5.001 HRN EN ISO 410, 673,832, 6949, 10077-1,HRN UJ5.510, 520, 530 10211-1, 10211-2,10456, 12524, 13370,HRN UJ5.600 13788, 13789, 14683specifikacije za gradevne proizvodeHRN U.M9.015 HRN EN 13162 do13171; 13499; 13500HRN G.C7.201specifikacije za ispitivanie i vrednovanie sukladnostiHRN UJ5.060 HRN EN 1026; 12207;12567; 13172;HRN UJ5.06213829; + veci broj normiza ispitivanje.HRN U.A2.02010 norma < 200 str. 90 norma > 2000 str.Odatle slijedi da osim proizvodača gradevnih proizvoda i pravnih osobaovlaštenih za potvrñivanje sukladnosti, veliku odgovornost za ispravno funkcioniranjesustava imaju i sudionici u gradnji. Razumljivo je da se isto odnosi i na službenadzora: provjera ispravnosti grañevnih proizvoda prije stavljanja na tržište, na tržištu109

i na gradilištu, zadaćeShema 2. Odnosi neposrednih i posrednih sudionika u gradnjisu za državnih službi koje su zadužene za pojedine faze gradnje.Pri tome središnjupoziciju ima projekt grañevine kao dokument koji sadrži njezinu tehničku specifikaciju.Odnosi pojedinih sudionika u gradnji, proizvoñača, ovlaštenih pravnih osoba idržavnih službi prikazani su na shemi 2.Investitor naručuje od osobe ovlaštene za projektiranje (projektant) izradu projekta.Projektant je odgovoran da projekti zadovoljavaju propisane uvjete da grañevinaispunjava bitne zahtjeve za grañevinu i odreduje tehnicka svojstva grañevnihproizvoda. Nakon izrade projekta revident provodi njegovu kontrolu (samokontrolirano svojstvo). Na temelju glavnog projekta izdaje se grañevinska dozvola.Investitor grañenje povjerava izvodaču koji gradi na temelju projekta te ugradujegrañevne proizvode i opremu uskladu s njim. Isto tako izvoñač osigurava i dokaze o uporabljivosti grañevnihproizvoda, dokaze o sukladnosti ugrañene opreme i dokaze kvalitete izvedenihradova (npr. ispitivanjem nekog sklopa ili cjelokupne grañevine ako u propisu ili uprojektu postoji takav zahtjev). Nadzor nad gradnjom provodi nadzorni inženjer iosigurava ispunjavanje zahtijevanih svojstava grañevine nadziranjem kvaliteteizvedenih radova, ugrañenih grañevnih materijala i proizvoda u skladu sazahtjevima projekta. Proizvoñač/distributer grañevnih proizvoda ne smije stavljati u110

promet grañevni proizvod za koji nije izdana isprava o sukladnosti.Jedan od izvora problema pri uvodenju CPD u svakodnevnu praksu jest činjenica da,sukladno načelima „Novog pristupa“ , tehnički propisi u velikoj mjeri upućuju naprimjenu norma. Kako Zakon o normizaciji pruža mogučnost prihvaćanja norma uizvorniku, tj. bez prijevoda na hrvatski jezik, to velik broj norma na koje upučujutehnički propisi koje npr. ureduju dokazni proračun, grañevne proizvode ili ispitnemetode (te na taj način postaju obvezni ili tek primjereni dokument važan za rad svihneposrednih i posrednih sudionika u gradnji) ostaje dulje vrijeme nepreveden.Neprevedene norme, njihov velik broj te činjenica da je sustav ionako kompleksan,predstavlja otežavajuću okolnost za uvoñenje CPD-a. Stoga se prevodenje normakao temelja za učinkovitu primjenu tehničkih propisa nameće kao jedan od osnovnihuvjeta.U torn smislu može se ocijeniti da su bi se, glede redoslijeda prevoñenja norma,trebalo prvenstveno prevoditi norme koje ureñuju pravila za projektiranje, izvoñenje teza održavanje pojedinih tehničkih sklopova, potom bi trebale doći na red normespecifikacija grañevnih proizvoda, a tek na kraju norme ispitivanja i vrednovanjapostupaka ocjenjivanja sukladnosti.Uvodenje Direktive o gradevnim proizvodimana primjeru toplinske zaštite zgradaPrimjer tehničkog propisa koji u skladu s opisanim načnom ureñuje jedantehnički sklop, sklop toplinske zaštite zgrada je Tehnički propis o uštedi toplinskeenergije i toplinskoj zaštiti zgrada (TPT, Tehnicki propis o toplini). Taj propis, osim štoureñuje uvoñenje CPD-a za tri skupine grañevnih proizvoda predstavlja i djelomičnouvoñenje Direktive o energijskim svojstvima zgrada (EPBD, Energy Performance ofBuildings Directive). U dijelu usklañivanja s CPD-om, TPT u dijelu toplinske zaštitezgrada i grañevnih proizvoda koji se rabe za toplinsku zaštitu zgrada, ureñuje:• ispunjavanje bitnog zahtjeva br. 6, Ušteda energije i toplinska zaštita,• uporabljivost grañevnih proizvoda,• uporabu harmoniziranih tehničkih specifikacija,• sustave ocjenjivanja sukladnosti,• zahtjeve za ispitne laboratorije, nadzorna i certifikacijska tijela,• sadržaj znaka sukladnosti.TPT-om su dakle za te proizvode s europskim sustavom usklañene (izuzev samogznaka „CE“):-metode ispitivanja-način označivanja i objavljivanja svojstava grañevnih proizvoda-sustavi ocjenjivanja sukladnosti.Što se tiće uskladivanja s EPBD-om, primjenom TPT-a poboljšava se energijskaučinkovitost zgrada i obuhvačaju toplinske karakteristike, zrakonepropusnost tepoložaj i orijentaciju zgrade, kao i (djelomićno) sustave koji troše energiju i obnovljiveenergente.Budući da dosadašnja priznata tehnička pravila nisu posebno ureñdivalatoplinskoizolacijske grañevne proizvode, nakon objave TPT-a propisan je rok od 18mjeseci, kako bi se osigurali minimalni uvjeti za primjenu TPT-a kod svih sudionika ugradnji. U torn je razdoblju MZOPUG ovlastio pravne osobe za radnje ocjenjivanjasukladnosti, a proizvoñaci su u torn razdoblju trebali ustrojiti unutarnju kontroluproizvodnje.Radi razumijevanja promjena koje je donijelo uvodenje CPD-a upodručju toplinske zaštite zgrada, važno je ukazati na povećanje materije koju TPT111

ureñuje, a koju je za primjenu potrebno svladati. Naime, ako se načini usporedba dosada važećih norma i norma koje su postale obvezatne stupanjem na snagu TPT-aprikazanih u tablici 1. može se uociti znatna opsežnost podrucja koje ureduje TPT inorme na ciju primjenu upućuje.Na kraju spomenimo i to da se kao posljedica rečenog uskladivanja s direktivama EUuvode još i neke novosti:• u fazi izrade projekta - projektant izrañuje i ovjerava iskaz potrebne energije zazgradu• nakon završetka gradenja• izvodač radova na iskazu potrebne energije izjavljuje da su radovi izvedeni sukladnotehničkom rješenju uštede toplinske energije i toplinske zaštite zgrade te• osigurava provedbu kontrolnog ispitivanja zračne-propusnosti zgrade prije uporabe.Postupci ovlaštene osobe i postupci proizvodacagrañevnih proizvodaSukladno Pravilniku o ocjenjivanju sukladnosti, ispravama sukladnosti i označivanjugrañevnih proizvoda i TPT, za toplinskoizolacijske grañevne proizvode (mineralnavuna MW, ekspandirani polistiren EPS, ekstrudirani polistiren XPS, poliuretan PU...) ipovezane sustave za vanjsku toplinsku izolaciju ETICS prije distribucije na tržište,odnosno ugradnje obvezatne su isprave o sukladnosti. Kako bi postupak ocjenjivanjasukladnosti bio provediv, MZOPUG ovlašćuje pravnu osobu koja je sposobnaprovesti radnje:• početnog ispitivanja tipa grañevnog proizvoda (ITT (hrv. PIT))• početnog nadzora proizvodnog pogona i početnog nadzora unutarnje kontroleproizvodnje• stalnog nadzora, ocjenjivanja i potvrñivanja unutarnje kontrole proizvodnje• ispitivanja slučajnih uzoraka uzetih iz proizvodnje iz propisanih skupina• izdavanje certifikata o sukladnosti.Proizvoñač je dužan uspostaviti sustav unutarnje kontrole proizvodnje, u skladu shEN-om u kojem su navedena potrebna ispitivanja te njihova učestalost. Proizvodačgrañevnog proizvoda dužan je objaviti svojstva proizvoda, te uz proizvod izdati izjavuo sukladnosti, i to pošto provedbom postupka ocjenjivanja sukladnosti budepotvrñena sukladnost proizvodaTablica 2. Prikaz ucestalosti ispitivanja za proizvode od ekspandiranog polistirena (EPS-a) prema HRN EN13163:2002TockaNajmanja ucestalost ispitivanja aBroj Naslov Izravno ispitivanje Neizravno ispitivanjemetoda ispitivanja ucestalost4.2.1 Toplinski otpor i toplinska 1 x dnevno ili - -provodljivosti težina po kalupu ili gustoca (uporabomproizvodaceve korelacije)1 x u 2 h1 puta u 3 mjeseca ili1 x u 3 mjeseca ili 1 xgodišnjei druge metode ispitivanja 1 x tjednotoplinske provodljivostii gustoca (uporabom korelacije 1 x u 2 hprema slici B.2)112

4.2.2 Duljina i širina 1 x u 2 h - -4.2.3 Debljina 1 x u 2 h - -4.2.4 Pravokutnost 1 x u 4 h - -4.2.5 Ravnost 1 x u 8 h - -4.2.6 Stabilnost izmjera ITT c - -4.2.7 i Cvrstoca na savijanje 1 x dnevno ili 1- -4.3.6x u 3 mjesecai proizvodaceva metoda1 x dnevno4.2.8 Reakcija pri požaru vidi tablicu B.24.3.2 Stabilnost izmjera prispecificiranim uvjetimatemperature i vlažnostiITT c - -4.3.3 Deformacija pri specificiranomtlacnom naprezanju itemperaturnim uvjetimaITT c gubitak zapaljivosti 1 x u 4 hprividna gustocalx ulh4.3.4 Tlacno naprezanje pri 1 x dnevno ili 1 x u- -10 %-tnoj deformaciji 3 mjeseca ilii težina po kalupu ili gustoca (uporabom1 x u 2 h1 x godišnjeproizvodaceve korelacije)i težina po kalupu ili gustoca (uporabom1 x u 2 hkorelacije prema slici B.24.3.5 Vlacna cvrstoca okomito na 1 x tjedno ili 1 x- -oblogeu tri mjesecai cvrstoca na savijanje4.3.8 Tlacno puzanje ITT c - -4.3.9.1 Dugotrajna vodoupojnostITT c - -uranjanjem4.3.9.2 Dugotrajna vodoupojnostITT c - -odredena difiizijom4.3.10 Otpornost na zamrzavanje iITT c - -odmrzavanje4.3.11 Paropropusnost ITT c - tab.vrijednosti4.3.12 Dinamicka krutost 1 x tjedno - -4.3.13 Debljina d L1 x dnevno-- -Stlacivost1 x tjedno4.3.15 Otpuštanje opasnih tvari - - -Najmanju učestalost ispitivanja lzraženu rezultatima ispitivanja treba snvatiti kao minimum za svakuproizvodnu jedimcu/lmiju pn stabilmm uvjetima. Dodatno na gore navedene učestalosti ispitivanja, moraju seponoviti ispitivanja odgovarajućih značajki proizvoda ako su načinjene promjene ili prilagodbe takve da bivjerojatno mogle utjecati na sukladnost proizvoda.Za mehanička svojstva učestalosti ispitivanja neovisne su o promjenama proizvoda. Dodatno, proizvodacmora uspostaviti unutarnja pravila procesa prilagodbe koja se odnose na ta svojstva pri promjeni proizvoda.U tvorničkoj kontroli proizvodnje jedno je mjerenje uvijek jedan rezultat ispitivanja.ITT, vidi normu EN 13172.Postupak ocjenjivanja sukladnosti podrazumijeva (ovisno o sustavu) da proizvoñacsam (ili putem ispitnog laboratorija koji ne mora biti ovlašten od MZOPUG-u nitiakreditiran) provede:• ispitivanja uzoraka iz proizvodnje prema utvrñenom planu ispitivanja i/ili• početno ispitivanje tipa grañevnog proizvoda (ITT) i/ili da od ovlaštene pravneosobe dobije:• izvještaj o početnom ispitivanju tipa grañevnog proizvoda (ITT)• certifikat za unutarnju kontrolu proizvodnje ili• certifikat o sukladnosti proizvoda.Problemi na koje najcešce nailazi proizvoñač s domaćeg tržišta jest nedostataksustava unutarnje kontrole proizvodnje. Proizvoñači s europskog tržišta imajuuspostavljen sustav unutarnje kontrole proizvodnje i tu su u komparativnoj prednosti uodnosu na «nepripremljene» domaće proizvoñače.113

Primjer potrebnih aktivnosti koje mora provoditi proizvoñač (i u skladu s kojima moraimati uspostavljen sustav unutarnje kontrole proizvodnje) prikazan je u tablici 2.Odreñivanje zahtijevanih svojstava grañevnih proizvoda u projektima iprovjera svojstava grañevnih proizvoda prije ugradnjeTehničko rješenje zgrade s dokazom ispunjavanja zahtjeva s obzirom na uštedutoplinske energije i toplinsku zaštitu, a koje je sastavni dio arhitektonskog iligradevinskog projekta, mora sadržavati: tehniki opis, proračun fizikalnih svojstava,program kontrole i osiguranja kvalitete, nacrte, te iskaznicu potrebne top line za grijanje.U vezi s uvoñenjem CPD-a, važan dio projekta je program kontole i osiguranjakvalitete, gdje projektant odreñuje svojstva grañevnih proizvoda koji se ugrañuju uzgradu (tj. odreñuje koji su proizvodi uporabljivi). Svojstva toplinsko-izolacijskillproizvoda navode se kao razine ili kao razredi. Razina predstavlja gornje ili donjeogranicenje vrijednosti nekog svojstva, a razred je kombinacija dviju razina istogsvojstava izmeñu kojih se mora nalaziti vrijednost tog svojstva. Osnovni zahtjevi kojemora ispuniti toplinsko izolacijski materijal navedeni su u normi za taj proizvod podtockom 4.2, dok su zahtjevi ovisno o posebnoj primjeni (npr. izolacija poda, ravnogkrova ili drugo) navedeni u tocki 4.3.Važno je napomenuti da nije dovoljno u programu kontrole i osiguranja kvalitete samonavesti oznaku specifikacijske norme nego je potrebno za svaki proizvod posebnonavesti:a) osnovna svoistva proizvoda za sve primjene:- toplinski otpor i toplinska provodljivost- duljinu i širinu- debljinu- pravokutnost- ravnost- stabilnost dimenzija u uvjetima odredenih temperatura i vlažnosti- vlačnu čvrstoću usporedno s ravninom ploće- ponašanje u uvjetima požarab) dodatna svojstva za posebne primjene:stabilnost dimenzija pri speciiiciranim uvjetima temperature i vlažnosti- deformacije pri specificiranom tlačnom opterecenju i temperaturnim uvjetima- tlačno naprezanje pri 10%-tnoj deformaciji- vlačnu čvrstoću okomito na ravninu ploće- čvrstoću na savijanje- tlacno puzanje- vodoupojnost- otpornost na zamrzavanje i odmrzavanje- paropropusnost- dinamičku krutost stlačivost- prividnu gustoću- otpuštanje opasnih tvari.Proizvoñać kodiranom oznakom mora označiti proizvod tako da zadovolji sve zahtjeve iznorme HRN EN 13163:2002 tocka 4.2, a ovisno o posebnoj primjeni proizvodaodreñene zahtjeve iz norme HRN EN 13163:2002 točka 4.3.Znajući podatke odreñene glavnim projektom izvodač i nadzorni inženjer će nagradlištu, prije ugradnje toplins-koizolacijskog proizvoda provjeriti:114

• podudaraju li se podaci na dokumentaciji koja prati toplinsko-izolacijski proizvod spodacima odreñenim projektom (tj. ima li proizvod projektom predviñena svojstva) i toza odreñeno mjesto ugradnje (je li uporabljiv),• je li za proizvod izdana izjava o sukladnosti (provjera na internetskoj straniciMZOPUG).Za oñredene proizvode za koje proticanje roka trajnosti može utjecati na svojstvaproizvoda, obvezatno se provjerava je li rok istekao.Kontrola glavnog projektaZa odreñene je grañevine (grañevine cija je ploština veća od 800 m 2 ) propisanaobveza da glavni projekt mora prije podnošenja zahtjeva za izdavanje grañevinskedozvole proći kontrolu, te da mora dobiti pozitivno izvješće ovlaštenog revidenta.Pretpostavka od koje se polazi jest da su revidenti ovlašteni za kontrolu bitnogzahtjeva uštede energije i toplinske zaštite izuzetno dobro savladali odredbe TPT-a,te da mogu savjesno nastaviti obavljati revidentske poslove iako im je ovlaštenjedano prije stupanja na snagu TPT-a.Jedan od zahtjeva koji se postavlja pred revidenta u postupku kontrole glavnogprojekta jest i da provjeri metode proračuna i točnost dobivenih rezultata. Kako je vecprije izloženo, kompleksnost proračuna toplinske zaštite grañevine uvelike je narasla iu praktičnoj se primjeni nalazi veći broj računalnih programa koji projektantimaolakšavaju provedbu ovoga zadatka. Računalni su programi, naravno, zaštičeni kaointelektualno vlasništvo i uglavnom nije moguć uvid u njihov izvorni kod.Opasnost koju nosi takav pristup jest u tome da tijekom kontrole glavnog projektazapravo nije razvidno jesu li u računalnom programu koji je rabljen uzeti u obzir sviparametri i karakteristike zgrade i sustava toplinske zastite koje pretpostavljaju normena koje upućuje TPT.Najsigurnija metoda provjere točnosti proračuna jest daovlašteni revident ponovi proračun te usporedi dobivene rezultate s onima u projektu.Revident će najvjerojatnije proračun ponoviti nekim drugim računalnim programom, jers obzirom na kompleksnost i dugotrajnost proračuna, nije vjerojatno da će kontrolniproračun provesti bez pomoći takvog alata. No kako i za taj drugi računalni programpostoji jednak problem nepoznavanja izvornoga koda, može se zakljuciti da jerezultat takvog pristupa opet jednako nesiguran rezultat provedene kontrole. Stoga sekao logično rješenje nameće potreba da se u predstojećem preustroju sustavakontrole projekta promotri i pitanje provedbe kontrolnih proračuna s vjerojatnomevaluacijom i priznavanjem računalnih programa za potrebe kontrole projekata.Pripremljenost proizvodaca i ovlaštenih osoba zarad u skladu CPD-omProizvoñaći toplinskoizolacijskih grañevnih proizvoda koji su orijentirani na europskotržište uglavnom imaju uspostavljen sustav unutarnje kontrole proizvodnje. Si-tuacijau RH je takva da je većina proizvoñača toplinsko izolacijskill proizvoda u vlasništvustranih proizvodača te imaju ustrojen sustav unutarnje kontrole proizvodnje i rade pomodelu novoga tehničkog zakonodavstva. U prijelaznom razdoblju prije stupanja nasnagu TPT-a večina je proizvodača toplinskoizolacijskih proizvoda provela postupkeocjenjivanja sukladnosti, a dok je manji dio nepripremljenih proizvodaća još uvijek upostupku ocjenjivanja zbog kasnog uključivanja u postupak.MZOPUG je za provodenje radnji ocjenjivanja sukladsukladnosti toplinskoizolacijskihproizvoda i sustava ETICS dao ovlaštenje Institutu grañevinarstva Hrvatske kaojedinoj pravnoj osobi koja je u prijelaznom razdoblju dokazala da je sposobna (tj. da115

ispunjava propisane uvjete) za provodenje radnji ocjenjivanja sukladnosti za teproizvode.Za toplinsku zaštitu zgrada, jedno od mjerila uspješnosti ispunjavanja bitnog zahtjevauštede energije i toplinske zaštite jest minimiziranje gubitaka kroz spojeve gradevnihelemenata te prozore i vrata. Stoga je TPT-om odreñena obveza ispitivanja tihgubitaka, pa je sukladno toj obvezi izvodac radova dužan ispitati zrakonepropusnostomotaca zgrade prema HRN EN 13829:2002 uključivanjem pravne osobe ovlašteneza takvo ispitivanje. U slučaju da je zrakonepropusnost unutar propisanih (odnosnoprojektom odredenih) granica, zgrada može, glede toga svojstva, dobiti uporabnudozvolu.U trenutku pisanja ovoga rada, pravilnik koji bi uredio ovlaštenja za pravne osobekoje provode opisana ili koja druga ispitivanja graeñvina nije donesen (što znaci da uRH još nema pravne osobe ovlaštene za te poslove). Stoga će biti nužno u najskorijevrijeme urediti to pitanje kako bi grañevine koje su projektirane u skladu s TPT-om ičije grañenje je u tijeku, mogle biti ispitane.Učinci primjene novog TPT-aIako usklañivanje s novim TPT-om traži povečani angažman i troškove u svim fazamaprojekta, može se reći da dobici koji se reflektiraju nižim troškovima uporabe zgrade tekvalitetniji i zdraviji životni prostor opravdavaju takav pristup. Naime praksa jepokazala da troškovi uporabe zgrade (održavanje, režije) u razdoblju od 25 godinaznatno premašuju investicijsku vrijednost zgrade koja obuhvaća troškove izradeprojektne dokumentacije, grañenja, opreme i zemljišta. Npr. izrada energijskog profilazgrade prema TPT-u (tj. prema EPBD-u) pridonosi preciznijoj procjeni troškovatijekom uporabe zgrade, koji se primjenom dosadašnjih propisa nisu uzimali u obzir.Na temelju analiza provedenih racunalnom aplikacijom „IGH Toplinska zaštita“, možese ocijeniti da će primjena novog TPT-a rezultirati smanjenjem potrebne energije zagrijanje zgrada najmanje za 25% u odnosu prema dosadašnjem stanju .Nadzor primjene tehničkih propisaDa bi sustav uspješno fiinkcionirao, bitan je element njegove provedbe i pitanjenadzora. ZOG-om je nadzor ureñen na tri područja:• nadzor nad pravnim osobama ovlaštenima za poslove ocjenjivanja sukladnosti iizdavanje certifikata o sukladnosti, koji provodi Sektor za graditeljstvo MZOPUG-a uokviru aktivnosti ovlašćivanja i kontrole rada ovlaštenih pravnih osoba,• nadzor tržišta koji provode inspektori Državnog inspektorata RH, i• nadzor na gradilištu koji provode grañevinski inspektori.Što se tiče nadzora nad ovlaštenim osobama, budući da je Sektor za graditeljstvoinicijator, nositelj i provoditelj ukupnih aktivnosti na prenošenju i uvodenju CPD-a, pasu njegovi djelatnici i primjereno izobraženi za te poslove, ne postoje osobiteprepreke za provedbu potrebnih aktivnosti u nadzora nad ovlaštenim osobama.Zasada postoji problem premalog broja zaposlenih na ovim poslovima. Pitanjenadzora tržišta rješava se u sklopu priprema Državnog inspektorata RH zaostvarivanje nadzora za sve proizvode (ne samo grañevne) koji se pojavljuju natržištu u sklopu Direktiva „Novog pristupa“. Može se pretpostaviti da će se zapodraćje grañevnih proizvoda specijalizirati i izobraziti primjeren broj inspektora.Nadzor na gradilištu provode grañevinski inspektori, koji su svi zaposleniciMZOPUG-a, a rasporeñeni su u središnjici u Zagrebu i po područnim jedinicama.Kako je uloga grañevinske inspekcije mnogo šira od kontrole samo grañevnih116

proizvoda, potrebno je doškolovanje grañevinskih inspektora za takav rad.Posebna je tema nadzor ispravnoga odabira grañevnih proizvoda u okviru glavnogprojekta grañevine koji se mora provesti u tijeku postupka izdavanja grañevinskedozvole. Kako je izdavanje graevinskih dozvole podijeljeno izmedu službe uMZOPUG i službi u uredima državne uprave u županiji, potreban je dodatni napor dase postigne primjereno stanje edukacije svih uključenih u te postupke.Zadaće u torn smislu su zorno prikazane na shemi 3TRŽIŠTE GRADEVNIH PROIZVODAvlasti nacionalnigradevnotehnickipropisitemeljeni na šest bitnihzahtjeva prema CPD-uproizvodaciopskrbljuju(tržište)znakom CEoznacenimproizvodimavlastinadzortržištaprojektantiodreduju primjenuuporabljivih proizvodaoznacenih oznakomCEvlasti gradevinskadozvolaizvodacikupuju iugradujuproizvodeoznaceneznakomCEvlastigradevinskainspekcijaShema 3. Europski pristup zadaćama u vezi sa zajednickim tržištemNa koncu, spomenimo i pitanje uporabne dozvole: tehničkim pregledom provjeravase uskladenost izgrañene grañevine s glavnim projektom na temelju kojega je izdanagrañevinska dozvola. Pitanje usklañenosti provjerava se uvidom u zapise ougrañenim grañevnim proizvodima (svojstvima proizvoda, mjestu i uvjetima priugradnji, njezi), ali i u rezultate ispitivanja pojedinih tehničkih ili fiinkcijskih sklopova.ZaključakRazvidno je da su pitanja uvodenja CPD-a u pravnu i grañevno-tehničku praksu uRH složena i zahtjevna, te da zahtijevaju mobilizaciju velikog broja osoba koje su nabilo koji način profesionalno povezane sa graditeljstvo, kao i mobilizaciju dragihresursa - vremena za prilagodbu i edukaciju te materijalnih sredstava za opremanje.Stoga je osobito važno da svi dionici uvodenja CPD-a razumiju mehanizme uvoñenjai u njima aktivno sudjeluju.S obzirom na to da je u posljednjih desetak godina važnostuštede energije u graditeljstvu (kao derivat ekološke skrbi) povećan, tržištegrañevinskih toplinsko-izolacijskih materijala reagiralo je većim interesom za onematerijale kojih su toplinsko-izolacijska svojstva ispitana i potvrñena u ovlaštenimlaboratorijima. Takoñer, s obzirom na neprestani dotok novih materijala,laboratorijska ispitivanja toplinsko-izolacijskih svojstava grañevinskih materijala imavelik materijalni udio u laboratorijima iz područja grañevinske fizike. Metodaodreñivanja toplinske vodljivosti grañevinskih materijala jest normiranametoda.Grañevinski materijali kojima se u laboratorijima grañevinske fizike na ovajnačin odreñuje toplinska vodljivost jesu: sve vrste mineralnih vuna; poliuretanskihpjena; fenolnih smola; polistirena; krutih ploča od drvene vune, pluta, perlita, vlakanai veziva; toplinskih žbuka; porobetona, plinobetona i laganih betona; rastresitih perlitai glina za ispunu, ... itd.Nadalje, jedan od zahtjeva norme HRN EN ISO/IEC 17025:2000 prema kojoj sepotvrñuje (od Državnog zavoda za normizaciju i mjeriteljstvo) sposobnost laboratorijaza ispitivanje nekog fizikalnog svojstva s odreñenom mjernom metodom jest117

iskazivati mjernu nesigurnost. U skladu s gore navedenim, procjena mjernenesigurnosti ispitivanja toplinske vodljivosti grañevinskih materijala postala je nužna.Ureñaj sa zaštićenom vrućom pločom sastoji se od adijabatske komore u kojoj jesmješten mjerni složaj, sustava za grijanje i hlañenje i sustava za kontrolu i praćenje(regulaciju) mjernog procesa. Mjerni složaj čine dva istovrsna uzorka, grijaća pločasa zaštitnim prstenom i dva hladila. Bit mjerenja je isključivo voñenjem ostvaritiprijenos topline grijalice okomito na uzorak, tako da su bočni gubitci (rasipanja)topline zanemarivi, što se ostvaruje s pomoću tzv. zaštitne vruće ploče. Izmeñugrijalice i zaštitnog prstena nalazi se zračni raspor. Takoñer, na ovaj se način nacijelom mjernom području (jednako površini grijalice) ostvaruje polje jednakihtemperatura. Mjerni proces mora biti tako dobro voñen da padovi temperatura nazračnom rasporu izmeñu grialice i zaštitnog prstena ne iznose više od 0,1 K. Potom,pretpostavlja se da zbog dovoñenja topline uzorcima ne nastaju promjene obujma,ne postoje izvori ili ponori topline u samim uzorcima, da je temperaturno poljestacionarno te da su uzorci izotropni i homogeni.Temperatura se mjeri termočlancima na barem pet mjesta sa svake strane uzorka(ukupno 20 trermočlanaka). Termočlanak je osjetilo koje se sastoji od dvije žicerazličitog materijala i koje su na jednom kraju skupa zavarre)Razvoj tržišta i proizvoda od toplinsko-izolacijskih materijala uzrokovao jepromjenu njihove klasifikacije s obzirom na koeficijent toplinske vodljivosti.Donedavno je, primjerice, odreñeni toplinsko-izolacijski proizvod svrstavan u razredetipa: od 0,030 W/(mK) do 0,035 W/(mK). Danas proizvoñači toplinsko-izolacijskihproizvoda iskazuju (na s normom propisani način) vrijednosti koeficijenata toplinskevodljivosti svojih proizvoda tako da ih zaokružuju na 0,001 W/(mK).Vrijednosti ovakoiskazanih deklariranih koeficijenata toplinske vodljivosti toplinsko-izolacijskihmaterijala meñusobno se razlikuju za nevelikih 2% do 4%, što je u području normompropisane točnosti ureñaja kojim se koeficijent toplinske vodljivosti mjeri. Ova točnostpri sobnoj temperaturi iznosi 2%, dok je na cijelom temperaturnom području srednjihispitnih temperatura iznosi čak 5%. ⋅Iz ovoga se može zaključiti da je nužno dobro poznavati sve veličine koje utječu namjerni proces - sastavnice mjerne nesigurnosti. Takoñer, može se zaključiti da jepotreba za procjenom i iskazivanjem mjerne nesigurnosti mjerenja koeficijentatoplinske vodljivosti toplinsko-izolacijskih proizvoda više nego nužna i očita. Na kraju,ali ne i manje važno, mjernu je nesigurnost, u skladu s , obvezno procjenjivati iiskazivati i u ispitnim i u umjernim laboratorijima (mjerilištima).4.3.1. MATERIJALI OPĆENITO, VRSTE I SVOJSTVAUvodGrañevinske materijale dijelimo na prirodne i umjetne i možemo koristiti sve onekoji zadovoljavaju uvijete opisane u točki 4.3. MATERIJALI. Mi će mo se zadržati naopisu izolacionih materijala.Uloga toplinsko izolacijskih materijala je smanjenje toplinskih gubitaka, kao itroškova za energiju, te zaštita nosive konstrukcije zgrade od atmosferskih utjecaja injihovih posljedica (vlaga, smrzavanje nosive konstrukcije, pregrijavanje). Dobra118

toplinska izolacija ima utjecaj i na kvalitetu stanovanja jer su unutarnje površinetoplije, što doprinosi toplinskoj udobnosti zgrade.Na toplinsku zaštitu zgrade utječu debljina sloja toplinske izolacije i toplinskaprovodljivost materijala λ (W/mK). Ponuda toplinsko izolacijskih materijala na tržištuje raznolika, a možemo ih podijeliti na anorganske i organske materijale. Odanorganskih materijala najviše se koriste kamena i staklena vuna, dok je meñuorganskim materijalima najpopularniji polistiren. Većina uobičajenih toplinskoizolacijskih materijala ima toplinsku provodljivost λ=0,030-0,045, pa potrebna debljinaza U(k)=0,40 W/m2K iznosi 8-11 cm. Ostali materijali s toplinsko izolacijskimsvojstvima su i glina, perlit, vermikulit, kokos, pamuk, lan, drvena vuna, celuloza,pluto, slama i drugo. Sve veća potražnja za toplinsko izolacijskim materijalima u svevećim debljinama dovela je do razvoja novih tehnologija, pa se tako danas u svijetumogu naći i transparentna i vakuumska toplinska izolacija. Transparentna izolacijaomogućava prijem Sunčeve energije i prijenos u zgradu, a istovremeno sprječavakao i obična toplinska izolacija gubitke topline iz zgrade. Vakuumska izolacija radi seu modularnim panelima, a zbog izuzetnih izolacijskih svojstava potrebne su znatnomanje debljine od konvencionalne toplinske izolacije za ista toplinska svojstva. Ovaje izolacija još uvijek vrlo skupa i primjenjuje se najviše kod sanacija objekata gdjenije moguće ugraditi veće debljine izolacije zbog npr. spomeničke vrijednosti objekta.Toplinska izolacija vanjskog zida od kamene vune i polistirenaPrema Zakonu o gradnji (Narodne novine, broj 175/2003 i 100/04) grañevni seproizvod može staviti u promet i rabiti za grañenje samo ako je dokazana njegovauporab-ljivost. Grañevni proizvod je uporabljiv ako su njegova tehnička svojstvasukladna svojstvima odredenim nor-mom na koju upucuje tehnicki propis.Uporabljivost gradevnog proizvoda dokazuje se certifi-katom sukladnosti gradevnogproizvoda ili izjavom o sukladnosti koju izraduje proizvodac gradevnog proizvodanakon provedbe odnosno osiguranja provedbe pos-tupka ocjenjivanja sukladnosti.Toplinskoizolacijski proizvodi za primjenu u zgradarstvuPotreba za uštedom energije i toplinske zaštite grade-vina pridonijela jepovecanoj primjeni toplinskoizola-cijskih proizvoda. Zakonom o gradnji, uskladenim seuropskim nacelima Direktive za gradevne proizvode CPD (89/106/EEZ), zahtijevase da svaka gradevina ovisno o svojoj namjeni tijekom svog trajanja, ispunjava šestbitnih zahtjeva, od kojih se jedan odnosi na uštedu energije i toplinsku zaštitugradevina.Radi tehnickog uskladivanja hrvatskog zakonodavstva s europskimzakonodavstvom, Ministarstvo zaštite okoli-ša, prostornog uredenja i graditeljstvadonijelo je Tehnicki propis o uštedi energije i toplinskoj zaštiti u zgra-dama .Propisom se reguliraju tehnicka svojstva i drugi zahtjevi za gradevne proizvodekoji se ugraduju u gradevinu, u svrhu uštede toplinske energije i toplinske zaštite, tena-cin potvrdivanja sukladnosti tih proizvoda s navedenim zahtjevima.Pod vrstama proizvoda namijenjenih za ugradnju radi uštede toplinskeenergije i toplinske zaštite navode se i toplinskoizolacijski gradevni proizvodi.Dokazivanje kvalitete toplinskoizolacijskin proizvodaPodloga za dokazivanje kvalitete toplinskoizolacijskih proizvoda su normespecifikacije proizvoda, prihvacene kao hrvatske norme, proizašle iz europskihnorma.119

Valja napomenuti da za svaku vrstu toplinskoizolacij-skih proizvoda postojiodredena norma specifikacija proizvoda i da za sada postoje harmonizirane normeza sljedece toplinskoizolacijske proizvode:• tvornicki izradeni proizvodi od mineralne vune (MW) norma specifikacija proizvodaHRN EN 13162:2002• tvornicki izradeni proizvodi od ekspandiranog polis-tirena (EPS)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13163:2002• tvornicki izradeni proizvodi od ekstrudirane polistirenskepjene (XPS)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13164:2002• tvornicki izradeni proizvodi od tvrde poliuretanskepjene (PUR)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13165:2002• tvornicki izradeni proizvodi od fenolne pj ene (PF) norma specifikacija proizvodaHRN EN 13166:2002• tvornicki izradeni prizvodi od celijastog (pjenastog) stakla (CG)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13167:2002• tvornicki izradeni proizvodi od drvene vune (WW) norma specifikacija proizvodaHRN EN 13168:2002• tvornicki izradeni proizvodi od ekspandiranog perlita (EPB)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13169:2002• tvornicki izradeni proizvodi od ekspandiranog pluta(ICB)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13170:2002• tvornicki izradeni proizvodi od drvenih vlakana(WF)norma specifikacija proizvoda HRN EN 13171:2002Bez obzira na neobvezatnost norma i na cinjenicu da svaki tehnicki propis samoupucuje na odredene norme, njiho-vo postojanje pridonosi ujednacenosti u pristupugradev-nim proizvodima i vec sada je, u relativno kratkome raz-doblju od njihovaizdanja, vidljivo pridonijelo urediva-nju tržišta u podrucju dokazivanja kvalitete iprimjene toplinskoizolacijskih proizvoda.Dokazivanje uporabljivosti toplinskoizolacijskih proizvodaDosadašnji se nacin dokazivanja kvalitete toplinskoizolacijskih proizvodazasniva na nekim sporadicnim ispiti-vanjima svojstava proizvoda, s rezultatimaispitivanja prikazanim u izvještajima o ispitivanju, cesto pogrešno nazvanim atestima,s programom ispitivanja prema odabiru proizvodaca materijala ili izvršitelja tihispitivanja. Taj nacin dokazivanja kvalitete proizvoda u hrvatskome tehnickomzakonodavstvu naziva se «svjedodžba o ispitivanju prema priznatim tehnickimpravilima».Tehnickim propisom o izmjeni tehnickog propisa o uš-tedi toplinske energije itoplinskoj zaštiti u zgradama regulirana je pravovaljanost do sada izdanih svjedodžbio ispitivanjima na sljedeci nacin [3]:• dana 30. 6. 2006. prestaju se primjenjivati priznata tehnicka pravila za dokazivanjeuporabljivosti grade-vnih proizvoda• svjedodžbe o ispitivanju gradevnih proizvoda, izda-ne prema priznatim tehnickimpravilima, priznaju se kao dokaz uporabljivosti gradevnih proizvoda do da-tuma kojije u njima odreden, ali ne dulje od 31. 12. 06.Tehnickim propisom o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradamaregulirano je provodenje postup-ka potvrdivanja sukladnosti toplinskoizolacijskih120

proizvoda.Potvrdivanje sukladnosti toplinskoizolacijskih proizvodaU dodacima ZA harmoniziranih norma za toplinskoizo-lacijske proizvode odmineralne vune, ekspandiranog polistirena i ekstrudiranog polistirena moguca su trisus-tava potvrdivanja sukladnosti: sustav 1, sustav 3 ili sustav 4.Odabir sustava ovisi o ponašanju toplinskoizolacij skog proizvoda u uvjetimapožara, odnosno pri ispitivanju reakcije pri požara.Temeljem vrijednosti promatranih parametara pri ispitivanju reakcije na požar,a koji su navedeni u tablici 1. norme HRN EN 13501-1:2002, toplinsko-izolacijski materijalimogu se svrstati u razrede (tablica 1.):Tablica 1. Razredi proizvoda prema reakciji pri požaraRazredAlA2BCDEFOpis ponašanjatoplinskoizolacijskogNe proizvoda doprinosi u požara uvjetima požaraNe doprinosi požaraJako ogranicen doprinos požaraOgranicen doprinos požaraPrihvatljiv doprinos požaraPrihvatljiv doprinos požaraNema zahtjeva za ponašanje uDakle, ovisno o razredu reakcije pri požara toplinsko-izolacijskog proizvoda,potvrdivanje sukladnosti se pro-vodi prema:SUSTAVU 1: za proizvode požarnog razreda Al, A2, B i C , tj. za proizvode kodkojih odre-dena faza u proizvodnom procesu može dovesti dopoboljšanja svojstava reakcije pri požara (npr. dodavanjem uspori-vacapožara ili ogranicavanjem kolicine organskog materijala u proizvodu).SUSTAVU 3: za proizvode požarnog razreda Al, A2, B, C, D i E s tim da kodproizvoda razreda Al, A2, B i C ne može doci do poboljšanja svojstavareakcije pri požara.SUSTAVU 4: za proizvode razreda F i proizvode Al, A2, B, C, D i E kod kojih se nezahtije-va ispitivanje reakcije pri požara (proizvodi razreda Al premaOdluci Komisije 96/603/EZ).POPIS NAJVEĆIH DOPUŠTENIH VRIJEDNOSTI KOEFICIJENATAPROLASKA TOPLINE, U, GRAðEVNIH DIJELOVA ZGRADE KOJE TREBAISPUNITI PRI PROJEKTIRANJU NOVIH I REKONSTRUKCIJI POSTOJEĆIHZGRADA I UTVRðENE VRIJEDNOSTI TEHNIČKIH SVOJSTAVA GRAðEVNIHPROIZVODA S KOJIMA SE MOGU PROVODITI DOKAZNI PRORAČUNIPROPISANI OVIM PROPISOMTablica 1. Računske vrijednosti stupnja propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje, g (-), zaslučaj okomitog upada sunčeva zračenjaRednibrojTip ostakljenja (-)1. Jednostruko staklo (bezbojno, ravno float staklo) 0,872. Dvostruko izolirajuće staklo (s jednim meñuslojemzraka)0,80121

3. Trostruko izolirajuće staklo (s dva meñusloja zraka) 0,704. Dvostruko izolirajuće staklo s jednim staklom niskeemisije (Low-E obloga)5. Trostruko izolirajuće staklo s dva stakla niske emisije(dvije Low-E obloge)6. Dvostruko izolirajuće staklo sa staklom za zaštitu odsunčeva zračenja0,600,500,507. Staklena opeka 0,60Tablica 2. Faktor umanjenja naprave za zaštitu od sunčeva zračenja, FC (-)RednibrojNaprava za zaštitu od sunčeva zračenja F C (-)1. Bez naprave za zaštitu od sunčeva zračenja 12. Naprava s unutrašnje strane ili izmeñu stakala2.1 – bijele ili reflektirajuće površine i malenetransparentnosti a)0,752.2 – svijetle boje ili malene transparentnosti 0,802.3 – tamne boje ili povišene transparentnosti 0,903 Naprava s vanjske strane3.1 – žaluzine, lamele koje se mogu okretati, otragaprovjetravano0,253.2 – žaluzine, rolete, kapci (škure, grilje) 0,304. Strehe, loñe b) 0,505. Markize, gore i bočno provjetravane b) 0,40a) Transparentnost naprave za zaštitu od sunčeva zračenja manja od 15% smatra se malenom, a transparentnost uiznosu 15% ili većem smatra se povišenom.b) Navedena vrijednost primjenjuje se za slučaj kad je spriječeno direktno osunčanje prozora.Tablica 3. Razredi zrakopropusnosti prozora, balkonska vrata i krovnih prozoraRednibrojBroj katova zgradeRazred zrakopropusnostipremaHRN EN 12207-1:20021. Zgrada do 2 kata 22.Zgrada s više od 2kata3Tablica 4. Projektne vrijednosti toplinske provodljivosti, λ [W/(m·K)], i približne vrijednostifaktora otpora difuziji vodene pare, µ (-)122

RednibrojGrađevni materijal Gustoćaρkg/m ³1. ZIDOVI, uključivo mort u reškamaToplinskaprovodljivostλW/(m·K)Specifičnitoplinskikapacitetc pJ/(kg·K)Faktor otporadifuzijivodene pare µ1.01 puna opeka od gline 1800 0,81 900 5/101.02 puna opeka od gline 1600 0,68 900 5/101.03 klinker opeka 1900 0,85 800 50/1001.04 klinker opeka 1700 0,80 800 50/1001.05 puna fasadna opekaod gline1.06 puna fasadna opekaod gline1.07 šuplja fasadnaopeka od gline1.08 šuplji blokovi odgline1.09 šuplji blokovi odgline1.10 šuplji blokovi odgline1.11 šuplji blokovi odgline1.12 puna vapnenosilikatna opeka1.13 puna vapnenosilikatna opeka1.14 vapneno silikatnišuplji blokovi1800 0,83 900 5/101600 0,70 900 5/101200 0,55 900 5/101100 0,48 900 5/101000 0,45 900 5/10900 0,42 900 5/10800 0,39 900 5/101800 0,99 900 15/251600 0,79 900 15/251200 0,56 900 15/251.15 prirodni kamen 2000 1,40 1000 501.16 šuplji blokovi odbetona1.17 šuplji blokovi odbetona1.18 šuplji blokovi odbetona1.19 šuplji blokovi odbetona1.20 šuplji blokovi odbetona1.21 šuplji blokovi odbetona1.22 šuplji blokovi odlaganog betona1.23 šuplji blokovi odlaganog betona1000 0,70 1000 5/151200 0,80 1000 5/151400 0,90 1000 20/301600 1,10 1000 20/301800 1,20 1000 20/302000 1,40 1000 20/30500 0,30 1000 5/10700 0,37 1000 5/101.24 šuplji blokovi od 900 0,46 1000 5/10123

laganog betona1.25 šuplji blokovi odlaganog betona1.26 šuplji blokovi odlaganog betona1.27 šuplji blokovi odlaganog betona2. BETON I ARMIRANI BETON1000 0,52 1000 5/101200 0,60 1000 5/101400 0,72 1000 5/102.01 armirani beton 2500 2,60 1000 80/1302.02 teški beton 3200 2,60 1000 80/1302.03 beton 2400 2,00 1000 80/1302.04 beton 2200 1,65 1000 70/1202.05 beton 2000 1,35 1000 60/1002.06 beton s laganimagregatom2.07 beton s laganimagregatom2.08 beton s laganimagregatom2.09 beton s laganimagregatom2.10 beton s laganimagregatom2.11 beton s laganimagregatom2.12 beton s laganimagregatom2.13 beton s laganimagregatom2.14 beton s laganimagregatom2.15 beton s laganimagregatom2.16 beton s laganimagregatom2000 1,35 1000 60/1001800 1,30 1000 60/1001600 1,00 1000 60/1001500 0,89 1000 60/1001400 0,79 1000 60/1001300 0,70 1000 60/1001200 0,62 1000 60/1001100 0,55 1000 60/1001000 0,49 1000 60/100900 0,44 1000 60/100800 0,39 1000 60/1002.17 porobeton 1000 0,31 1000 6/102.18 porobeton 900 0,29 1000 6/102.19 porobeton 800 0,25 1000 6/102.20 porobeton 750 0,24 1000 6/102,21 porobeton 700 0,22 1000 6/102.22 porobeton 650 0,21 1000 6/102.23 porobeton 600 0,19 1000 6/102.24 porobeton 550 0,18 1000 6/102.25 porobeton 500 0,16 1000 6/102.26 porobeton 450 0,15 1000 6/102.27 porobeton 400 0,13 1000 6/10124

2.28 porobeton 350 0,11 1000 6/102.29 porobeton 300 0,10 1000 6/102.30 beton sjednozrnatimšljunkom2.31 beton sjednozrnatimšljunkom2.32 beton sjednozrnatimšljunkom3. ŽBUKE, MORTOVI, ESTRISI2000 1,40 1000 60/1001800 1,10 1000 60/1001600 0,81 1000 60/1003.01 cementna žbuka 2000 1,60 1000 15/353.02 vapnena žbuka 1600 0,80 1000 6/103.03 vapneno-cementnažbuka3.04 vapneno-gipsanažbuka1800 1,00 1000 15/351400 0,70 1000 6/103.05 gipsana žbuka 1500 0,54 1000 6/103.06 gipsana žbuka 1400 0,51 1000 6/103.07 gipsana žbuka 1300 0,47 1000 6/103.08 gipsana žbuka 1200 0,43 1000 6/103.09 lagana žbuka 1300 0,56 1000 15/203.10 lagana žbuka 1000 0,38 1000 15/203.11 lagana žbuka 700 0,25 1000 15/203.12 toplinskoizolacijskažbuk3.13 toplinskoizolacijskažbuka400 0,11 1000 5/20250 0,08 1000 5/203.14 sanacijska žbuka 1400 0,65 1000 6/153.15 polimerna žbuka 1100 0,70 1000 50/2003.16 silikatna žbuka 1800 0,90 1000 50/703,17 žbuka na baziakrilata1700 0,90 1000 100/1503.18 cementni mort 2000 1,60 1000 15/353.19 cementni estrih 2000 1,60 1100 503.20 anhidrit estrih 2100 1,20 1000 15/353.22 magnezitni estrih 2300 0,70 1000 15/354. PODNE, ZIDNE I STROPNE OBLOGE4.01 gipskartonske ploče 900 0,25 900 84.02 gipsane ploče sdodatkomceluloznihvlakanaca1300 0,38 1000 10/154.03 keramičke pločice 2300 1,30 840 200125

4.04 kamene ploče 2500 2,80 1000 40/2004.05 drvo 550 0,15 2000 50/705. HIDROIZOLACIJSKI MATERIJALI, PARNE BRANE(KOČNICE)5.01 bitumenska traka suloškom staklenogvoala5.02 bitumenska traka suloškom staklenetkanine1100 0,23 1000 500001100 0,23 1000 500005.03 bitumenska traka suloškompoliesterskog filca5.04 bitumenska traka suloškom krovnogkartona5.05 polimernahidroizolacijskatraka na bazi PVC-P5.06 polimernahidroizolacijskatraka na bazi PIB5.07 polimernahidroizolacijskatraka na bazi CR5.08 polimernahidroizolacijskatraka na bazi VAE1100 0,23 1000 500001100 0,23 1000 500001200 0,14 1000 1000001600 0,26 960 3000001300 0,23 1000 1000001300 0,14 1000 200006. RASTRESITI MATERIJALI ZA NASIPAVANJE6.01 ekspandirani perlit ≤ 100 0,060 1000 36.02 lomljevinaekspandiranog pluta6.03 lomljevina opeke odgline6.04 pijesak, šljunak,tucanik (drobljenac)≤ 200 0,055 1300 3≤ 800 0,41 900 3≤ 1700 0,81 1000 37. TOPLINSKO – IZOLACIJSKI MATERIJALI7.01 mineralna vuna(MW) prema HRNEN 131627.02 ekspandiranipolistiren (EPS)prema HRN EN131637.03 ekstrudiranapolistirenska pjena(XPS) prema HRNEN 1316410 do20015 do30≥ 250,035 do0,0500,035 do0,0400,030 do0,0401030 11450 601450 150126

7.04 tvrda poliuretanskapjena (PUR) premaHRN EN 13165≥ 300,020 do0,0401400 607.05 fenolna pjena (PF)prema HRN EN131667.06 čelijasto (pjenasto)staklo (CG) premaHRN EN 131677.07 drvena vuna (WW)prema HRN EN13168drvena vuna (WW)prema HRN EN13168, debljinaploča 15 mm ≤ d ≤25 mm7.08 ekspandirani perlit(EPB) prema HRNEN 131697.09 ekspandirano pluto(ICB) prema HRNEN 131707.10 drvena vlakanca(WF) prema HRNEN 13171≥ 30100 do150360 do4600,030 do0,0450,045 do0,0600,065 do0,091400 501000 ∞1470 3/5550 0,150 1470 4/8140 do24080 do500110 do4500,040 do0,0650,045 do0,0550,0350,070900 51560 5/101400 5/10Tablica 5. Najveće dopuštene vrijednosti koeficijenta prolaska topline, U [W/(m²·K)],grañevnih dijelova novih zgrada, malih zgrada (AK < 50 m²) i nakon zahvata na postojećimzgradamaU [W/(m²·K)]RednibrojGrađevni dioΘe,mj,min >3 °CΘi ≥ 18 °C 12°C < Θi < 18 °CΘe,mj,min ≤3 °CΘe,mj,min >3 °CΘe,mj,min ≤3 °C1. Vanjski zidovi,zidovi prema garaži,tavanu2. Prozori, balkonskavrata, krovniprozori, prozirnielementi pročelja3. Ravni i kosikrovovi iznadgrijanog prostora,stropovi prema0,60 0,45 0,75 0,751,80 1,80 3,00 3,000,40 0,30 0,50 0,40127

tavanu4. Stropovi iznadvanjskog zraka,stropovi iznadgaraže5. Zidovi i stropoviprema negrijanimprostorijama inegrijanomstubištutemperature višeod 0°C6. Zidovi prema tlu,podovi na tlu7. Vanjska vrata, vrataprema negrijanomstubištu, sneprozirnimvratnim krilom8. Stijenka kutije zarolete9. Stropovi izmeđustanova, stropoviizmeđu grijanihradnih prostorijarazličitih korisnika0,40 0,30 0,50 0,400,65 0,50 2,00 2,000,501) 0,501) 0,801) 0,651)2,90 2,90 2,90 2,900,80 0,80 0,80 0,801,40 1,40 1,40 1,40Napomena: Θ e,mj,min je srednja mjesečna temperatura vanjskog zraka najhladnijeg mjeseca nalokaciji zgrade.1) Kod podova na tlu zahtjev vrijedi do dubine poda prostorije 5 m od vanjskog zida, zidaprema tlu ili negrijanog prostora.Tablica 6. Ravnotežni sadržaj vlage u grañevnom materijalu kod temperature zraka 23 °C irelativne vlažnosti zraka 80 %RednibrojGrañevni materijal1. beton guste strukture sa šupljikavimagregatom2. beton šupljikave strukture s gustimagregatom3. beton šupljikave strukture sa šupljikavimagregatomSadržajvlage ukg/kg0,1300,0300,045128

4. gips, anhidrit 0,0205. drvo, proizvodi na bazi drva, proizvodi nabazi biljnih vlakanaca0,150Tablica 7. Faktori preračunavanja za ravnotežni sadržaj vlage(23 °C/80 %) u odnosu na vrijednost toplinske provodljivosti suhog materijalaRednibrojGrañevni materijal ili zidFaktorpreračunavanja1. opeka od gline 1,132. vapneno silikatna opeka 1,273. Porobeton 1,204. beton s granulama polistirena 1,135. beton s laganim agregatom 1,226. mort i žbuka 1,277. beton s teškim agregatom 1,178. beton guste strukture sa šupljikavimagregatomF m1,459. gips, anhidrit 1,2510. blokovi na bazi drva 1,6011. asfalt, bitumen 1,004.3.2. VRSTE I SVOJSTVA TOPL. IZOLACIJSKIHMATERIJALA, POTREBNE DEBLJINEMaterijali i izvedbeU skladu sa smjernicama Direktive o energetskim značajkama zgrada {EPBD)2002/91/EC, planiranje potrošnje energije ne treba stati na zadovoljavanju minimalnihkriterija potrošnje energije definiranog nacionalnim zakonodavstvom već treba:> planirati zgrade nisko energetskog i pasivnog standarda gradnje> uvesti upravljanje energijom u zgradi tokom cijelog razdoblja korištenjaZgrade nisko energetskog i pasivnog standarda gradnje imaju manjevrijednosti koeficijenata prolaska topline pojedinih konstrukcija vanjske ovojnice, timeostvaruju manje toplinske gubitke i manju potrebnu energiju za grijanje i hladenje.Vanjska ovojnica koja je toplinski izolirana osigurava ugodne temperature uunutrašnjem prostoru. Najveći doprinos za povećanje energetske učinkovitosti uzgradama je poboljšanje toplinskih karakteristika gradevinskih konstrukcija. Trebauskladiti toplinske karakteristike pojedinih konstrukcija kako bi se ostvarilazadovoljavajuća potrošnja energije. Stoga je potrebno s obzirom na namjenu zgrade:> Odrediti zone različitih unutrašnjih temperatura ill načina korištenja prostora129

Primijeniti odgovarajući sastav konstrukcije vanjske ovojnice> Toplinski izolirati sve konstrukcije prema negrijanim prostorima i prema van> Smanjiti utjecaj toplinskih mostovaU svrhu uštede energije zgradu je potrebno podijeliti u više zona ukoliko jepredvideno različit način korištenja ili se unutarnje projektne temperature razlikuju višeod 4°C. Svi koeficijenti prolaska topline graničnih konstrukcija (izmedu zona i premavan) moraju ispuniti zahtjeve odredene u tablici 5. iz Priloga »C« TPRUETZZ, kako bise ostvarila minimalna toplinska zaštita. Da bi se ostvarila racionalna upotrebaenergije potrebno je poboljšati toplinske karakteristike elemenata vanjske ovojniceodnosno smanjiti koeficijent prolaska topline U [W/(m 2 K)] i smanjiti toplinske gubitkepo jedinici površine elementa [kWh/m 2 ].Pregled toplinsko izolacijskih materijalaDobro poznavanje toplinskih svojstava gradevinskih materijala jedan je odpreduvjeta za projektiranje energetski učinkovitih zgrada. Toplinski gubici krozgradevni element ovise o sastavu elementa, orijentaciji i koeficijentu toplinskevodljivosti. Koeficijent toplinske vodljivosti U (W/mK) je količina topline koja prode ujedinici vremena kroz sloj materijala površine 1 m 2 , debljine 1 m kod razliketemperature od 1 K. Vrijednost koeficijenta različita je za različite materijale, a ovisi ogustoći, veličini i povezanosti pora i stanju vlažnosti materijala. Bolju toplinskuizolaciju postižemo ugradnjom materijala niske toplinske vodljivosti, odnosno visokogtoplinskog otpora. Toplinski otpor materijala povećava se s obzirom na debljinumaterijala.Pri izboru materijala za toplinsku zaštitu treba osim toplinske vodljivosti uzeti uobzir i druge karakteristike materijala kao što su požarna otpornost, faktor otporadifuziji vodene pare, tlačna tvrdoća, stišljivost, trajnost, otpornost na vlagu i drugo.Takoder je važan i način proizvodnje materijala, te korištenje energije u proizvodnji, ai cijena. Na izbor materijala utječe i vrsta konstrukcije u koju ga ugradujemo, tako danije isto da li se radi o izolaciji poda, podrumskog zida, nadzemnog zida, ravnog ilikosog krova.Osnovna podjela toplinsko izolacijskih materijala je na anorganske i organskematerijale. Najpoznatiji predstavnik anorganskih izolacija je kamena i staklena vuna, aorganskih materijala polistiren - ekspandirani i ekstrudirani, te poliuretan, odnosnopoliuretanska pjena.Mineralna vuna - kamena i staklena, dobar je toplinski izolator s toplinskomprovodljivosti izmedu 0,035 i 0,045, što je uvrštava medu najbolje toplinske izolatore.To je izolacijski materijal mineralnog porijekla za toplinsku, zvučnu i protupožarnuizolaciju u graditeljstvu, industriji i brodogradnji. Mineralna vuna ima visoku otpornostna požar, paropropusna je i djelomično vodootporna. Otporna je na starenje iraspadanje, te na mikroorganizme i insekte. Koristi se u svim vanjskim konstrukcijamaza toplinsku zaštitu, te u pregradnim zidovima za zvučnu zaštitu. Jedino mjesto gdjese ne preporuča je za izolaciju podrumskih zidova pod zemljom.Osim kamene i staklene vune, na našem tržištu najviše se koristi polistiren ilistiropor. Stiropor je zapravo naziv prvog proizvedenog polistirena u Njemačkoj, 1954.godine. Naziv stiropor postao je sinonim za ekspandirani polistiren, EPS. Zbog dobrihizolacijskih svojstava X= 0,035-0,040 W/mK, te niske cijene i jednostavne ugradnje,danas je to jedan od najpopularnijih izolacijskih materijala. Koristi se najviše kaotoplinska zaštita, u svim vanjskim konstrukcijama, te kao plivajući pod u podnimmedukatnim konstrukcijama. Ima znatno slabija protupožarna svojstva od kamene130

vune, te nije otporan na teperature više od 80°C. Često se koristi za toplinsku zaštitupodrumskih zidova - ekstrudirani polistiren. Ekstrudirani polistyren XPS je najčešćeobojen u plavo ili ružičasto, za razliku od bijelog ekspandiranog polistirena EPS.Poliuretanska pjena takoder se dosta koristi, naročito pri sanacijama krovova.Ima još bolja toplinsko izolacijska svojstva pa X iznosi izmedu 0,020 i 0,035 W/mK.Ima dobra svojstva na vlagu i temperaturne promjene. Medutim, znatno je skuplja odprva dva navedena materijala, te zbog toga nije u široj primjeni.Na tržištu se polako pojavljuju i drugi izolacijski materijali kao što su celuloza,glina, perlit, vermikulit, trstika, Ian, slama, ovčja vuna i drugi. Imaju nešto slabijaizolacijska svojstva, pa su potrebne veće debljine. Ovi se materijali u svijetu koristelokalno, prema porijeklu i izvoru sirovine za proizvodnju. Za pravilan izbor materijalaza toplinsku izolaciju potrebno je dobro poznavati njegova fizikalno kemijskasvojstva, te prednosti i mane primjene.Tablica 10. Projektne vhjednosti toplinske provodljivosti za neke toplinskoizolacijske materijale, A [W/(mK)J, , približne vhjednosti faktora otpora difuzijivodene pare, te usporedba relativnih troškovaza ugradnjuTOPLINSKO IZOLACIJSKIMATERIJALGUSTOĆAp kg/m 3TOPLINSKAPROVODLJIVOSTX (W/mK)POTREBNADEBLJINA(cm)ZA11=0,35W/m 2 KFAKTOROTPORADIFUZIJIVODENEPARE µREL. TROŠAKZA U=0,35W/m 2 Kmineralna vuna (MW) premaHRN EN 13162 (kamena istaklena vuna)ekspandirani polistiren (EPS)prema HRN EN 13163(stiropor)ekstrudirana polistirenskapjena (XPS) prema HRN EN13164tvrda poliuretanska pjena(PUR) prema HRN EN13165fenolna pjena (PF) premaHRN EN 13166ćelijasto (pjenasto) staklo(CG) prema HRN EN 13167drvena vuna (WW) premaHRN EN 13168drvena vuna (WW) premaHRN EN 13168, debljinaploča 15 mm30 0,020 do 0,040 7-9 60 5-8>30 0,030 do 0,045 8-10 50100 do 150 0,045 do 0,060 10-15 ∞360 do 460 0,065 do 0,090 16-20 3/5 4-6550 0,15 4/8140 do 240 0,040 do 0,065 10-16 5 1,5-2,080 do 500 0,045 do 0,055 11-14 5/10 2,0-3,0131

drvena vlakanca (WF) premaHRN EN 13171110 do 450 0,035-0,070 10-18 5/10ovčja vuna 15 do 60 0,040 10-11 1-2 -slama - 0,090 do 0,130 20-35 - -lan 0,037TRANSPARENTNATOPLINSKA IZOLACIJAVAKUUMSKA TOPLINSKAIZOLACIJAAEROGELNANOGELSPECIJALNI TOPLINSKO IZOLACIJSKI MATERIJALIToplinska izolacija (polikarbonat i si.) koja omogućava prijem sunčeveenergije i prijenos u zgradu, a istovremeno sprečava kao i obična toplinskaizolacija gubitke topline iz zgrade. Posebno je korisna za izoliranje južnogfasadnog zida. Presjek materijala transparentne izolacije sadrži sitnekapilarne cijevi koje idu poprečno s jedne na drugu stranu ploče.Postavljanjem u presjek vanjskog zida stvara se gusta mreža kanala kojiomogućuju prodor sunčevih zraka i time grijanje masivnih dijelova zidova.Na ovaj način akumulirana toplina koristi se za zagrijavanje prostora, pri čemuse učinak može dodatno pojačati postavljanjem izo-stakla i toplinske rolete uzračni sloj ispred transparentne izolacije.Kod konvencionalne toplinske izolacije se dobra izolacijska svojstva postižu uzpomoć zraka koji se nalazi u poroznom materijalu. Ako odstranimo zrak izmaterijala, izolacijska svojstva se povećavaju zbog vakuuma. Za to se koristestisnuta staklena vlakna, polistirenska pjena i sl. Vakuumska izolacija radi se umodularnim panelima, a zbog izuzetnih izolacijskih svojstava potrebne suznatno manje debljine od konvencionalne toplinske izolacije za ista toplinskasvojstva. Ova je izolacija još uvijek vrlo skupa i primjenjuje se najviše kodsanacija objekata gdje nije moguće ugraditi veće debljine izolacije zbog nprspomeničke vrijednosti objekta.Aerogel je izuzetan materijal, još uvijek u eksperimentalnoj primjeni ugraditeljstvu, nalik smrznutom dimu koji ima najvisu vrijednost toplinskeizolacije, najnizu gustocu, najnizu provodljivost zvuka, najnizi indeks lomasvjetlosti i najnizu dielektricnu konstantu od svih danas poznatih cvrstihmaterijala. Izuzetno lagana kruta pjena, nastaje iz gela (silicij, aluminij, kromkositar ili ugljik) u kojem se tekuća komponenta zamjenjuje plinovitom (zrak ilivakuum). Krute rešetkaste strukture molekula, ali lomljiv na pritisak. Mogućesu različiti stupnjevi transparentnosti, a najčešće jepolutransparentan. Vatrootporan. Higroskopan. Izuzetno dobar toplinskiizolator jer gotovo u potpunosti sprečava sva tri mehanizma prijenosatopline: zrak ne može strujati kroz strukturu materijala (konvekcija), kaomaterijal slabo provodi toplinu (kondukcija), a ako sadrži ugljik koji apsorbiraIC zračenje ne prenosi toplinu (zračenje).Rezultati eksperimentalne primjene aerogela u graditeljstvu pokazuju kako ceto biti najlaksi gradevinski materijal i izuzetno kvalitetna sirovina zaproizvodnju izolacijskih materijala. Zbog visoke transparentnosti imat ceznacajnu ulogu i u proizvodnji prozora i vrata, ostakljenih stijena isvjetlarnika.1 - 1,9mg/cm 3 0,004 - 0,03U tablici je dan pregled najčešćih toplinsko izolacijskih materijala, njihovetoplinske karakteristike, potrebne debljine za postizanje istog nivoa toplinske zaštite,te relativni trošak za takav nivo toplinske zaštite po m 2 izolacije. Analizirani usporednitroškovi se odnose na toplinsku izolaciju vanjskog zida.TOPLINSKO IZOLACIJSKI MATERIJALI132

Uloga toplinsko izolacijskih materijala je smanjenje toplinskih gubitaka, kao itroškova za energiju, te zaštita nosive konstrukcije zgrade od atmosferskih utjecaja injihovih posljedica (vlaga, smrzavanje nosive konstrukcije, pregrijavanje). Dobra toplinskaizolacija ima utjecaj i na kvalitetu stanovanja jer su unutarnje površine toplije, štodoprinosi toplinskoj udobnosti zgrade.Na toplinsku zaštitu zgrade utječu debljina sloja toplinske izolacije i toplinskaprovodljivost materijala λ (W /mK). Ponuda toplinsko izolacijskih materijala na tržištu jeraznolika, a možemo ih podijeliti na anorganske i organske materijale. Od anorganskihmaterijala najviše se koriste kamena i staklena vuna, dok je meñu organskim materijalimanajpopularniji polistiren. Većina uobičajenih toplinsko izolacijskih materijala ima toplinskuprovodljivost λ=0,030-0,045, pa potrebna debljina za U(k)=0,40 W /m2K iznosi 8-11 cm.Ostali materijali s toplinsko izolacijskim svojstvima su i glina, perlit, vermikulit, kokos,pamuk, lan, drvena vuna, celuloza, pluto, slam a i drugo. Sve veća potražnja za toplinskoizolacijskim materijalima u sve većim debljinama dovela je do razvoja novih tehnologija, pase tako danas u svijetu mogu naći i transparentna i vakuumska toplinska izolacija.Transparentna izolacija omogućava prijem Sunčeve energije i prijenos u zgradu, aistovremeno sprječava k ao i obična toplinska izolacija gubitke topline iz zgrade. Vakumskaizolacija radi se u modularnim panelima, a zbog izu zetnih izolacijskih svojstava potrebnesu znatno manje debljine od konvencionalne toplinske izolacije za is ta toplinska svojstva.Ova je izolacija još uvijek vrlo skupa i primjenjuje se najviše kod sanacija objekata gdjenije moguće ugraditi već e debljine izolacije zbog npr. spomeničke vrijednosti objekta.Najviš e se k oristi:Toplins ka izol acija vanjskog zida od k amene vune i polistir ena.Toplinska se izolacija vanjskih zidova - fasada, loggia, stropova iznad otvorenihprolaza, stropova iznad negrijanih prostora i dr. najviše izvodi kao:povezani sustav za vanjsku toplinsku izolaciju na osnovi ekspandiranogpolistirena ili kamene vunesustav za vanjsku toplinsku izolaciju sa kombi pločama i višeslojnom žbukomSustavi zadovoljavaju zahtjevima:ekonomične izvedbe i optimalne učinkovitosti;eliminiranja toplinskih mostova;toplinske stabilnosti u ljetnom razdoblju;sprječavanja prevelike kondenzacije vodene pare u grañevnom elementu i naunutrašnjoj površini grañevnog dijela/elementa zgrade;zaštite grañevnog dijela/elementa zgrade od velikog dilatacijskog rada;osiguranja zdravog i udobnog boravka;značajne uštede energije za grijanje ili hlañenje;Na primjeru jednog fasadnog/vanjskog zida može se vidjeti koliki jedoprinos toplinske izolacije uštedi energije za grijanje, zaštiti grañevnogelementa od pregrijavanja, sprječavanju kondenzacije vodene pare, toplinskojstabilnosti u ljetnom razdoblju i, najvažnije, udobnom i zdravom stanovanju.Primjer vanjskog zida za zadane uvjete. Za svaki grijani grañevni dio zgradekoji graniči s vanjskim zrakom, negrijanim ili slabo grijanim prostorima potrebno jeizraditi grañevinsko–fizikalni proračun prema normama i tehničkim propisima.133

Na lijevom je dijagramu prikazan vanjski zid izrañen od šuplje opeke odgline d = 25 cm, bez toplinske izolacije, ožbukan s obje strane.Na desnom je dijagramu isti zid s vanjske strane dograñen Povezanimsustavom za vanjsku toplinsku izolaciju (ETICS) na osnovi NOVOLIT STIROPORAEPS – F, debljine 6 cmNa unutrašnjoj strani vanjskog zida bez toplinske izolacije (dijagram nalijevoj strani – vanjska temperatura – 5 °C) u zimskom je razdoblju površinskatemperatura (15.1 °C) niža od temperature zraka u prostorijama (+20 °C). Ohlañenzrak na zidovima struji od stropa prema podu uzrokujući nelagodu, osjećaj propuha ihladnoće. Do 90% gubitaka topline ljudskog tijela nastaje zračenjem topline. Što surazlike temperature izmeñu tijela i grañevinskih elemenata koje ga okružuju veće,tijelo se brže hladi i ljudi se neugodno osjećaju.Da bi boravak bio ugodniji, prostorije se zagrijavaju na temperaturezraka znatno više od normalnih +20 °C što značajno povećava potrošnjuenergenata, ali boravak u prostorijama i nadalje ostaje neudoban, razlike utemperaturama još su veće kao i sadržaj relativne vlage. Sve to pogoduje, unepovoljnim mikroklimatskim uvjetima, mogućem nastanku površinske kondenzacije.Rješenje je pravilna toplinska izolacija vanjskih grañevnih dijelovazgrade što bliže vanjskoj strani, koja omogućuje akumulaciju topline, odnosnonjihovo zagrijavanje i manje razlike u temperaturama izmeñu njihovih unutrašnjihpovršina i zraka u prostorijama.Kod toplinsko izoliranih vanjskih zidova (dijagram na desnoj strani sasvega 6 cm toplinske izolacije a računate vanjske temperature od - 5 0C ),površinska je temperatura unutrašnje strane zida viša od +18°C, a temperatura zrakaza ugodno i zdravo stanovanje u prostorijama ne treba biti viša od +20°C.Temperatura unutrašnje površine zida veća je od temperature rosišta zraka uprostorijama, a na površini se zidova ne stvara kondenzat. Vanjski je zid toplinskiizoliran i može održavati potrebnu temperaturu na unutrašnjim površinama tijekomcijele godine. Zid je toplinski stabilan.Toplinska stabilnost znači dobru toplinsku akumulaciju, sposobnost“spremanja topline“ u masivnom toplinski izoliranom vanjskom grañevnom dijeluzgrade. Kada se isključi ili smanji grijanje ili se prostor ohladi (primjerice brzim134

provjetravanjem), tako se akumulirana toplina vraća natrag u prostorije i u kraćem sevremenskom periodu održava gotovo konstantna temperatura u prostorijama putemradijacije/zračenja topline s unutrašnje strane zagrijanog grañevinskog elementa.Akumulacija topline vanjskih višeslojnih grañevnih dijelova zgrade bitiće to veća što se toplinsko izolacijski sloj nalazi bliže vanjskoj negrijanoj stranii što ima veći toplinski otpor, odnosno veću debljinu toplinske izolacije. Zato, kadaje to moguće, treba izbjegavati ugradnju toplinske izolacije s unutrašnje strane, jer jesposobnost akumulacije topline u tom slučaju zanemariva uz mogućnost nastankatoplinskih mostova na sudarima unutrašnjih i vanjskih grañevnih elemenata inastanku kondenzata, prvenstveno na tim mjestima.Kod neizoliranih zidova/krovova toplina prolazi kroz konstrukciju uatmosferu i značajno povećava potrošnju energenata.U ljetnom razdoblju unutrašnje površine neizoliranih ili nedovoljnoizoliranih vanjskih zidova/stropova imaju na južnoj i zapadnoj strani temperaturuvišu od + 30 °C, posebno u večernjim satima. Često je i temperatura zraka uprostorijama viša od +30°C. Kod dobro toplinski izoliranih i toplinski stabilnih vanjskihzidova, površinska je temperatura na unutrašnjoj strani zida 22°C – 24°C. Boravak jezdrav i ugodan, a temperatura zraka u prostorijama, niti kod najvećih vrućina, neprelazi ljeti ugodnih 24°C do 25°C, koliko se preporučuje i u klimatiziranimprostorima.Toplina se iz prostorija odvodi na toplinski izolirane hladnije masivnezidove. Zrak u prostorijama tijekom dana, a naročito poslijepodne ima višutemperaturu od zidova, koji su izvana toplinski izolirani i zato hladniji od unutrašnjegzraka. Zato toplina može prelaziti na zidove i tako “hladiti” unutrašnje prostore. Noćuje prolaz topline obrnut iz zidova u prostorije, zidovi se hlade, a topliji zrak krozotvorene prozore izlazi vani.135

4.3.3. UGRADBA, SUSTAVI ZAŠTITE136

OPIS SUSTAVA:1. UNUTARNJA ŽBUKA (VC 40, GV 10)2. ZID3. SOKL PROFIL4. POLISTIREN PLOČA5. PRIČVRSNICA6. KUTNI PROFIL S MREŽICOM7. SAMOTERM® / SAMOTERM® GLET8. ARMIRAJUCA STAKLENA MREŽICA SM-28F9. IMPREGNACIJA I ZAVRŠNO DEKORATIVNE ŽBUKE137

138

139

Izolacija potkrovlja140

141

142

143

144

4.4. ANALIZA ZGRADE I GRAð. DIJELOVA,SLAGANJE SASTAVA GRAð. DIJELOVAZaštita zidova zgrade i fasade trebaju zadovoljavati svim estetskim, energetskim iklimatskim zahtjevima. Isto tako se pri njihovom projektiranju moraju uvažavatiokolica i tradicija gradnje.Fasada i zaštita zidova zgrada trebaju biti tako izvedene da udovoljavaju estetskim,fizikalnim, energetskim i klimatskim zahtjevima. Svaki od ovih zahtjeva treba bitiuvažavan i niti jedan ne smije biti preferiran u odnosu na druge, odnosno moraju sesmatrati jednako važnim. O estetskom izgledu fasade odlučuje projektant, pri tomeuvažavajući, izmeñu ostaloga i okolicu te po potrebi i tradiciju gradnje. Fizikalnasvojstva materijala fasade moraju biti takva da osiguraju trajnost pri promjenjivimklimatskim uvjetima. Vodonepropusnost i dobra termička svojstva materijala fasadesmanjuju termičke dilatacije i gubitke topline zgrade. Fasada mora biti otporna naudare vjetra i nepropusna na udare kiše pod djelovanjem vjetra.Vrste fasadaPrema vrsti i namjeni zgrada fasada može biti izvedena kao neožbukani vanjski zid,ožbukani vanjski zid, vanjski zid obložen fasadnom opekom, vanjska obloga odkamenih ploča sa zračnim meñuprostorom, vanjska staklena obloga sa zračnimventiliranim prostorom, vanjska limena obloga sa zračnim ventiliranim prostorom,prefabricirani betonski elementi i drugi način izvedbe. Najveći dio obiteljskih kuća uHrvatskoj sagrañen je i još se uvijek gradi s vanjskim neizoliranim zidovima odopeke. Preko 90 000 obnovljenih kuća u ratom pogoñenom području sagrañeno jeuglavnom od opeke debljine 29 cm, bez toplinske izolacije i bez vanjske žbuke! Tekuće ne udovoljavaju kriterijima higijensko-sanitarnih uvjeta života i veliki supotrošači energije za grijanje.Ožbukani vanjski zidU zimskom razdoblju vanjski zidovi bivaju navlaženi pod djelovanjem vjetra. Procesikoje izaziva vlaga u zidovima mogu uzrokovati trajne i nepovratne promjene(plastične deformacije) poput kemijskih procesa i razaranja ili povratne promjene(elastične deformacije) poput promjena toplinske vodljivosti materijala ili dilatacije. Dabi se vanjski neožbukani zidovi grañevine zaštitili od navlaživanja i propadanja,potrebno ih je ožbukati hidrofobnom žbukom. Hidrofobna žbuka ima svojstvovodonepropusnosti dok omogućava prolaz vodenoj pari.Zadovoljavajuće rješenje ovoga problema je ugradba toplinske izolacije na vanjskojstrani zida, a potom postavljanje hidrofobne žbuke na toplinsku izolaciju. Za ugodanboravak u grañevini i štednju energije preporučljivo je ugraditi toplinsku izolacijudebljine 10 cm (mineralne vune ili polistirola). Analiza, napravljena za obiteljsku kućuu drugoj klimatskoj zoni, pokazuje da se kod toplinski neizolirane kuće gubi 52%toplinske energije kroz vanjske zidove. Toplinskom izolacijom taje se gubitak znatnosmanjuje. Vanjski zidovi ožbukani ne-hidrofobnom žbukom poboljšavaju estetskiizgled fasade i smanjuju stupanj navlaživanja zida. Ipak, zbog svojstva upijanja vode,žbuka je podložna fizikalnim promjenama, što zahtjeva redovito održavanje i time145

povećanje troškova. Zbog toga je preporučljiva uporaba hidrofobne žbuke i toplinskeizolacije vanjskog zida.Vanjski zid obložen fasadnom opekomOblaganje vanjskih zidova fasadnom opekom može biti uspješno primijenjeno, kakoza obiteljske kuće, tako i za stambene grañevine te mnoge javne i industrijskegrañevine. Fasadna opeka može biti izravno postavljena na vanjski neizolirani zid,toplinski izolirani zid ili pak, s razmakom od vanjske strane neizoliranog ili toplinskiizoliranog zida. Ovaj meñurazmak čini zračni prostor koji može biti ventiliran ilineventiliran.Ako je zračni prostor ventiliran, onda se obično kaže kako je riječ o vanjskom zidu sventiliranom fasadom. Dobra toplinska zaštita i zaštita od navlaživanja postiže se akose masivni zid s vanjske strane izolira toplinskom izolacijom debljine 10 cm i zaštiti svanjske strane fasadnom opekom s ventiliranim zračnim prostorom širine 4-8 cm.146

Fasadna je opeka otporna na vanjske utjecaje i dugo traje,m što bitno smanjujetroškove održavanja zgrade.Skoro sve obnovljene kuće u ratom pogoñenom području Hrvatske sagrañenesu od opeke debljine 29 cm, bez toplinske izolacije i bez vanjske žbuke! Tekuće ne udovoljavaju kriterijima higijensko-sanitarnih uvjeta života i veliki supotrošači energije za grijanjeVanjska obloga od kamenih ploča sa zračnim meñuprostoromObloga vanjskih zidova kamenim pločama sve više uvodi kamen u arhitekturu kaopouzdan i estetski prihvatljiv grañevinski materijal, kako se to, posebno u nekimkrajevima, činilo. Primjena kamenih fasadnih ploča pogodna je za poslovne i nekedruge javne zgrade. Uspješno se može primijeniti i za prizemne dijelove stambenihgrañevina, pogotovu kada je taj prostor predviñen za javne sadržaje.Problemi koji se javljaju kod izvedbe fasada kamenim pločama jesu propuštanje vodeu meñuprostor kroz procijepe izmeñu ploča i klizanje ploča, što izaziva pritisakklizajućih ploča na one ispod njih koje se lome i padaju. Kako se vanjski zid izvodi stoplinskom izolacijom s vanjske strane, a kamene se ploče sidre na vanjski zid,dogaña se da kiša, pod djelovanjem vjetra, prodire kroz procijepe izmeñu ploča uzračni prostor.To uzrokuje navlaživanje toplinske izolacije. Navlažena toplinska izolacija povećavatoplinsku vodljivost, a time i gubitke topline. Osim toga, da bi se isušila navlaženatoplinska izolacija, potrebno je utrošiti dodatnu energiju. Kako bi se izbjegloprodiranje vode kroz procijepe izmeñu kamenih ploča, jedno od rješenja moglo bi bitida se spojna mjesta ploča, horizontalna i vertikalna izvode s "L" utorima, sličnoizvedbi kod prozora i doprozornika. U cilju otklanjanja mogućih sumnji kako su uzrociiskrivljavanja i lomljenja kamenih ploča dilatacijska naprezanja zbog temperaturnihrazlika, treba napomenuti da linearna dilatacija granitne ploče duljine 1 m, pri razlicitemperature od 50 K, iznosi samo 0,4 mm.IZBOR Fasade oblijepljene pločicama uvijek su dobar izbor147

Vanjska staklena obloga sa zračnim ventiliranim prostoromOstakljene fasade imaju odreñene prednosti u odnosu na klasične, ako se gleda senergetskog aspekta, naročito kod zgrada koje se griju i hlade tijekom godine.Staklene površine iziskuju i manje godišnje troškove održavanja od klasičnih fasada.Fasade obložene staklom uglavnom se primjenjuju kod poslovnih zgrada, hotela,banaka itd. Fasadni zid čine unutarnji zid s toplinskom izolacijom koja je postavljenana vanjskoj strani. Izmeñu toplinske izolacije i vanjskog stakla nalazi se zračniprostor širine do 20 cm.U razdoblju grijanja zgrade dozračena toplina izravnog i difuznog sunčevogzračenja zadržava se u zračnom prostoru i time smanjuje gubitak topline. U vrijemekada nije potrebno grijanje, već hlañenje zgrade, zračni se prostor prirodno ventilirakroz otvore postavljene na donjem i gornjem dijelu ostakljenja. Ovi se otvori urazdoblju grijanja drže zatvorenima. Dobra se energetska učinkovitost postiže kadase u zračni prostor ubacuje odsisni zagañeni zrak iz korisnog prostora zgrade, zimitopao, a ljeti hladan. Na ovaj se način zimi smanjuju gubici, a ljeti dobici topline.Ostakljena fasada je dobar zaštitnik zgrade od navlaživanja, što doprinosi smanjenjupotrošnje energije u razdoblju grijanja.Vanjska limena obloga sa zračnim ventiliranim prostoromFasada izvedena od lima ili limenog sendviča s toplinskom izolacijom ima nekihprednosti, naročito kod primjene u industrijskoj gradnji. Te se prednosti očituju u brzojmontažnoj gradnji, dobroj zaštiti od vanjskih utjecaja i malim troškovima održavanja.Princip izvedbe fasadnog dijela konstrukcije sličan je izvedbi ostakljenih fasada. Navanjski se zid postavlja toplinska izolacija, a izmeñu limene obloge i toplinskeizolacije ostavlja se zračni prostor.Fasada tada djeluje kao ventilirana fasada. Moguće je lim izravno postaviti natoplinsku izolaciju , ali tu postoje mogućnosti navlaživanja toplinske izolacije doñe lido pucanja na spojevima limenih ploča uslijed toplinske dilatacije lima. Primjenapoliuretanskih sendviča s limenom oblogom pogodna je u industrijskoj gradnji,naročito za gradnju proizvodnih pogona jer sendvič djeluje kao dobar toplinskiizolator, a vrijeme i troškovi izvedbe manji su nego kod klasične gradnje.Prefabricirani betonski elementiU zgradama koje se izvode iz prefabriciranih elemenata prisutni su problemikondenzacije vodene pare i prodiranja oborinske vode u konstrukciju. Prefabriciranizidovi obično su napravljeni od visokokvalitetnih materijala u dobro kontroliranimtehnološkim procesima. Zbog toga je mala mogućnost da oborinska voda prodre krozovaj materijal, naročito ako je postavljen još i vodonepropusni sloj.Ipak, postoji mogućnost da voda prodre kroz spojeve prefabriciranih elemenata i dadoñe do kondenzacije vodene pare u hladnim mostovima. Primarni uzrok prodiranjaoborinske vode kroz spojeve prefabriciranih elemenata jeste povećani tlak navanjskoj strani zbog djelovanja vjetra. Da bi se što efikasnije spriječilo prodiranjeoborinske vode kroz spojeve elemenata konstrukcije, spojevi se zatvaraju mortom,elastičnim materijalima ili se izvode kao otvoreni spojevi, gdje je prodiranje oborinskevode spriječeno profilacijom spojeva tako da se unutrašnji i vanjski tlak izjednače.148

Problem kondenzacije vodene pare u konstrukciji zgrada izvedenih od prefabriciranihelemenata mogu biti aktualniji nego kod zgrada klasične izvedbe zbog slijedećihrazloga: Prefabricirani beton je gušći i čvršći nego beton izliven na licu mjesta, pa jezbog toga i bolji vodič topline. Krajevi mnogih prefabriciranih elemenata djeluju kaotoplinski mostovi na kojima može doći do kondenzacije. Pri uporabi otvorenihspojeva, hladni zrak prodire u unutrašnjost spoja koji može postati toplinski most,pothlañujući unutrašnje površine na ovim mjestima. Unutrašnje površine zidovamnogih zgrada, izvedenih iz prefabriciranih betonskih elemenata su glatke i maleapsorpcijske moći. Osloboñena vodena para u prostoru se ne apsorbira, pa stogadolazi do povećanja vlažnosti unutrašnjeg zraka.PROJEKTANT O estetskom izgledu fasade odlučuje projektantČak i mala količina kondenzirane vodene pare koja bi se inače lako apsorbirala užbuku zida stvara tragove vlaženja na neapsorbirajućim površinama prefabriciranihbetonskih elemenata. Istraživanja pokazuju da navlaživanje zidova izvedenih izprefabriciranih betonskih elemenata dolazi do izražaja u mnogo većoj mjeri nego kodklasične izvedbe zidova, pri istim uvjetima korištenja.Zbog toga se u zgradama sa zidovima izvedenim iz prefabriciranih betonskihelemenata preporučuje postavljanje bolje toplinske izolacije i primjena bolje149

• Spavaće sobe: 18 o C• Preko dana kad nikoga nema kod kuće 16 o C• Za vrijeme godišnjeg odmora 10 o C•• Ako temperaturu koju održavate u prostoru smanjite za samo 1°C, godišnjemožete uštediti približno 3-5% energije za grijanje.• Održavanje previsokih temperatura zraka u prostorijama, te spuštanjetemperature otvaranjem prozora je inače jedna od najčešćih grešaka.• Održavanje previsokih temperatura zraka u prostorijama, te spuštanjetemperature otvaranjem prozora je inače jedna od najčešćih grešaka.4.4.2. PODOVIToplinski gubici kroz pod čine 10% od ukupnih toplinskih gubitaka kuće. Pod izolirajte s 10cm toplinske izolacije. Toplinski gubici kroz pod mogu biti smanjeni i za 60% postavljanjemtoplinskeizolacije.Ako je temperaturna razlika izmeñu zagrijanog i umjereno zagrijanog prostora mala, tj.,manja od 4-5 °C, skoro da se i ne isplati toplinska izolacija. Samo znatno hladnije prostorijese toplinski izoliraju.Toplinska izolacija hladnih podova je jednostavan način da se smanje gubici topline i da sepoboljša komfor stanovanja. Ako kod podnog grijanja ne postoji dovoljna toplinska izolacija,gubi se jako puno topline. Gubici iznose oko 6 % ukupnih toplinskih gubitaka na novimgrañevinama ali ipak se i tada preporuča ugradnja izolacije. Toplinska izolacija podrumskogstropa je u tom slučaju posebno djelotvorna.Debljina izolacije poda zavisi o temperaturi hladne prostorije, a iznosi 8 cm za podove iznadprostorija koje se griju, 10 cm za podove prema vanjskom zraku, a ako se radi i o podnomgrijanju onda te veličine treba uvećati za 3 cm.Na hidroizolaciju ili betonsku podlogu polažu se toplinsko-izolacijske ploče ekspandiranogpolistirena-stiropora toplinske vodljivosti λ =0,036 W/(mK) (gustoće 20 – 30 kg/m3), ovisnoo opterećenju. Debljinu toplinske izolacije treba proračunati (ne manje od 6 cm). Napostavljene se ploče prije nanošenja armiranog betonskog estriha polaže PE – folija.Sanacija poda prema tlu u postojećoj kući često nije ekonomski opravdana, zbog relativnomalog smanjenja ukupnih toplinskih gubitaka u usporedbi s velikom investicijom koja jepotrebna za takvu sanaciju.151

KROVOVIKROV I KROVNA KONSTRUKCIJAIako je udio krova zastupljen s oko 10-20% u ukupnim toplinskim gubicima u kući,krov ima posebno važnu ulogu u kvaliteti i standardu stanovanja. On štiti kuću odkiše, snijega, hladnoće i vrućine. Najčešći oblik krova na obiteljskim i manjimstambenim zgradama je kosi krov. Često se prostor ispod krova namjenjuje zastanovanje, iako nije adekvatno toplinski izoliran. Tada se zimi javljaju veliki toplinskigubici, ali i još veći problem pregrijavanja ljeti. Ako krov nije dobro toplinski izolirantada kroz njega može proći i do 30% topline. Naknadna toplinska izolacija nijejednostavna i ekonomski isplativa, jer je period povrata investicije 2-5 godina.152

Preporučljiva toplinska izolacija je 20 cm.Krovna konstrukcija može bili drvena ili masivna, a izbor krovnog pokrova (crijep, lim,cementne ploče, šindra) ovisi o nagibu krova i klimatskim uvjetima. Krovni pokrovi seu pravilu dijele na tvrde i meke. Kao tvrdi pokrovi koriste se kameni materijali kao štoje kamen škriljevac, krovne betonske ploče, proizvodi od cementnih vlakana te neštorjeñe metalni pokrovi i šindra od tvrde smole. U mekane krovne pokrove ubrajamobitumensku ljepenku, folije, lijevane izolacijske proizvode, mekano drvo, izopolimerekao i proizvode od trske i slame.Kako kod ravnih, tako i kod kosih krovova potrebno je spriječiti prodiranje difuznevodene pare iz grijanih prostora u sloj toplinske izolacije i stvaranje kondenzata utoplinskoj izolaciji ili ga svesti na dozvoljeni minimum. Takoñer treba spriječitikondenzaciju vodene pare na unutrašnjoj površini. Parna brana se postavlja natoplijoj strani u odnosu na sloj toplinske izolacije.Toplinska izolacija krova osigurava nam ugodne mikroklimatske uvjete boravka uprostorijama te time značajno smanjuje potrošnju energije za grijanje i hlañenje.Postavlja se izmeñu i ispod greda. Uvjek se preporuča izvesti donji, drugi slojtoplinske izolacije radi prekrivanja toplinskih mostova. Kao toplinska izolacijaprimjenjuje se EKSPANDIRANI POLISTIREN (u tom slučaju nije potrebna branaprotiv vjetra).Sloj za provjetravanje je veoma važan jer kod loše provjetravanih krovova zimi mogunastati štete usljed kondenzacije vodene pare i zamrzavanja. Poželjno je imati irezervnu hidroizolaciju, potkrov ili kišnu branu.Ugradnjom ~20 cm toplinske izolacije s ukupnim koeficijentom prolaska toplineU=0,20-0,25 W/(m2K) možete godišnje uštedjeti 18 litara lož ulja (90 kn/m2) ili 19m3plina (39 kn/m2) po m2 kuće.IZOLACIJA STROPAKod izolacije stropa postoji nekoliko slučajeva:• Stropne konstrukcije ispod ventiliranih potkrovlja• Stropne konstrukcije iznad negrijanih prostora - podruma153

• Stropne konstrukcije u mokrim prostorima• Stropne konstrukcije iznad otvorenih prolazaSTROPNE KONSTRUKCIJE ISPOD VENTILIRANIH POTKROVLJAMasivne konstrukcije koje graniče sa zračenim potkrovljima najbolje je izolirati sgornje strane. Ispod toplinske izolacije (čija je potrebna debljina u ovom slučaju 20cm) uglavnom nije potrebna ugradnja toplinske brane, ali kod lakih stropnihkonstrukcija s lakšim montažnim stropnim oblogama potrebna je parna brana. Bitnoje da se taj sloj ugradi potpuno zrakonepropusno. Kod stropnih konstrukcijavrijednost U ne bi smjela prelaziti 0,35 W/m2K, a za lakše se stropove preporuča do0,25 W/m2K. Treba naglasiti da sve stropne konstrukcije treba dobro zaštiti odoborina ili drugih voda.STROPNE KONSTRUKCIJE IZNAD NEGRIJANIH PROSTORA – PODRUMAPostoji više rješenja. Moguća je toplinska izolacija sastavljena od dva sloja, donjegkoji je tvrñi i gornjeg koji je mekši. Njima se sprječava prijenos zvuka po konstrukciji.Toplinska izolacija može biti u jednom sloju, ali je bitno da njena stišljivost ne prelazi5 mm. Moguća su i rješenja podnih konstrukcija izvedenih ˝suhim˝ postupkom. U tomje slučaju potrebno podnu oblogu odvojiti od donjih slojeva s odgovarajućimrazdjelnim slojem. Toplinska provodljivost kod ovakvih konstrukcija ne bi smjelaprelaziti 0,45 W/m2K. Zbog potrebe za većom debljinom toplinske izolacije, visinasvih slojeva iznad nosive stropne konstrukcije je od 14 do 16 cm, što se možeiskoristiti za polaganje instalacijskih cijevi u stropnu konstrukciju.154

STROPNE KONSTRUKCIJE U MOKRIM PROSTORIMAU sastavu slojeva ove konstrukcije su podna obloga do nosive stropne konstrukcijete obvezatni hidroizolacijski i termoizolacijski sloj za zaštitu konstrukcije i obodnihzidova. Osim ovih slojeva, kod ovih konstrukcija postoji i sloj kojim se sprječavaprijenos udarnog zvuka po konstrukciji. Pošto je teško dobro izvesti bitumenskehidroizolacije ispod plivajućih estriha, u ovom slučaju se koristi ˝alternativna˝hidroizolacija koja se, iz vodotijesnog tanjeg sloja prevlači po plivajućem estrihu. Tajsloj mora biti vodotijesno spojen na podne proboje (sifone i izljeve) i zidove sposebnom elastičnom brtvenom trakom. Na takav se sloj lijepe keramičke pločice.STROPNE KONSTRUKCIJE IZNAD OTVORENIH PROLAZAStropne konstrukcije koje graniče s vanjskim zrakom zahtijevaju vrlo dobru toplinskuizolaciju, gdje vrijednost U ne bi smjela prelaziti 0,35 W/m2K. Najbolje je ugradititoplinsku izolaciju na donjoj strani stropa. Dio toplinske izolacije može poslužiti kaozvučno izolacijski sloj ispod plivajućeg estriha.Gubici topline kroz krov mogu biti i do 30%. U ovisnosti od toga da li sepotkrovlje koristi za stanovanje ili ne, potrebno je izolirati ili direktno krov ili stropprema negrijanom potkrovlju. Krov bi trebalo izolirati s 20 cm toplinske izolacije, atroškovi izolacije su oko 100 kn/m2. U ovisnosti o konstrukciji kuće, te njenom stanjuinvesticija se vrača u periodu od 3-5 godina.155

4.4.4. ZIDOVIUkoliko želite smanjiti troškove za grijanje koji čine i do 3/4 troškova za energente u vašimrežijskim troškovima, postavite ili povećajte debljinu toplinske izolacije, te zamijeniteprozore. To se naročito odnosi na obiteljske kuće bez fasade, te one koje su grañene beztoplinske izolacije. Toplinska izolacija ne samo da smanjuje gubitke u zimskom periodu, većomogućava da se u ljetnom periodu vaša kuća ne pregrijava. Tako možemo skoro upotpunosti izbjeći ugradnju klima ureñaja, ili će njihov kapacitet i potrošnja energije bitiznatno manji nego za neizoliranu kuću.156

Prilikom adaptacije kuće, prvo dobro izolirate kuću. Kotao i radijatori koje morate nabaviti zagrijanje će biti manjeg kapaciteta, te će početna investicija za grijanje biti manja.Prilikom adaptacije fasade, ne propustite priliku da ugradite toplinsku izolaciju. Dodatnitroškovi za toplinsku izolaciju su oko 200 kn/m2 što čini 20-40% od ukupnih troškovaadaptacije fasade.Postavljanjem toplinske izolacije s vanjske strane zida riješiti ćete i probleme skondenzacijom pare (od kuhanja, tuširanja, sušenja odjeće) koja se javlja zbog nisketemperature zida, te nastanak gljivica i pljesni. Takoñer će i toplinski ugoñaj u prostoru bitibolji zbog povećane temperature zida.Toplinska izolacija štiti zgradu od štetnih vanjskih utjecaja i njihovih posljedica (vlaga,smrzavanje, pregrijavanje) čime joj produžujemo vijek trajanja.Na kvalitetu toplinske izolacije zidova utječe debljina izolacijskog sloja, te provodljivostmaterijala λ (W/mK). Kao izolacijski materijali najčešće se koriste kamena i staklena vuna, tepolistiren (stiropor). Većina uobičajenih materijala za toplinsku izolaciju ima toplinskuvodljivost λ = 0,030-0,045 W/mK. Zapamtite: što je vrijednost λ manja, to toplinska izolacijaima bolja svojstva.Ukoliko usporedimo dvije kuće iste površine, jedna grañena od pune opeke bez ikakveizolacije, a druga od šuplje cigle 25 cm i s toplinskom izolacijom od 10 cm, razlika utroškovima za grijanje može biti i do 6 puta! Bolja kuća troši 10 litara lož ulja ili 10 m3 plinamanje po kvadratnom metru kuće, što je oko 52 kn/m2 u slučaju lož ulja ili 22 kn/m2 uslučaju plina.157

Više o toplinskoj izolaciji vanjskog zidaDobro izolirana kuća troši manje energije za grijanje zimi, kao i za hlañenje ljeti. Gubitaktopline i potrošnja energije po kvadratnom metru odrazit će se ne samo na mjesečne račune zagrijanje i električnu energiju, već i na kvalitetu i udobnost stanovanja, kao i na duži životnivijek zgrade. Doprinos zaštiti okoliša, smanjenju emisija štetnih plinova u okoliš, kao ismanjenju globalnih klimatskih promjena, a što je jedan od pozitivnih efekata energetskiefikasne gradnje i efikasnog korištenja toplinske energije.Približno 85% zgrada u Hrvatskoj ne zadovoljava važeće propise o toplinskoj izolaciji.Potrošnja energije za grijanje i hlañenje može se bitno smanjiti punom toplinskom izolacijomobodnih grañevinskih dijelova zgrada (zidova, podova, krovova), i to na starim trošnimkućama i do 6 puta. Najpoželjniji materijal za izolaciju je kamena vuna, a na drugom mjestuse nalazi stiropor. Razlika u investiciji je minimalna a kreće se oko 280 kn/m2 za 10 cmizolacije kamenom vunom, a 220kn/m2 stiroporom.Osim što izolacija znatno pridonosi uštedi potrebne energije za grijanje ona takoñer štitigrañevni element od pregrijavanja, sprječava kondenzaciju vodene pare (zbog koje dolazi dotruljenja grañevnog materijala, te stvaranja mikroorganizama, gljivica i pljesni) i pridonositoplinskoj ugodnosti u prostoriji (jer što su razlike u temperaturama izmeñu tijela igrañevinskog elementa veće tijelo se brže hladi i ljudi se osjećaju nelagodno). Toplinskaizolacija omogućuje akumulaciju topline u zidovima prostorija, odnosno njihovo zagrijavanjete se na taj način smanjuje razlika u temperaturama izmeñu unutrašnjih površina i zraka uprostorijama. U praksi je ponekad nemoguće dodatnu toplinsku izolaciju izvesti s vanjske158

strane, posebice kada se radi o višekatnoj zgradi (potrebna je suglasnost svih stanara) ili kadje objekt pod zaštitom. U tom slučaju izolacija se može izvesti s unutrašnje strane.Sam materijal od kojeg se izgrañuje vanjski zid može imati vrlo različita toplinska svojstva.Najbolji materijali sa strane termičke izolacije za vanjski zid su porobeton i posebnatermoopeka, a navedena svojstva su za tipove koji se mogu kupiti u Hrvatskoj.Porotherm opeka (proizvodi wienerberger) – u debljinama 20 – 45 cm,ima znatno bolja termoizolacijska svojstva od klasične opeke. Koeficijent toplinskevodljivosti iznosi izmeñu 0,18 i 0,33 W/mK, dok se taj koeficijent za običnu ciglu kreće oko0,45 W/mK. Tako za najbolju ciglu u ponudi koeficijent toplinske prolaznosti iznosi 0,33 (tosu ukupni toplinski gubici, dok je voñenje 0,18 W/mK), što za debljinu cigle 45 cm dajegubitak topline kroz opeku od 0,73 W/m2K, naprama 2 W/m2K kod zida od obične opeke istedebljine.0,30 W/m2K.Ytong termoblok (xella) debljine 40 cm ima koeficijent vodljivosti toplineKnauf ploče debljine 3 cm sastoje se od 2 ploče debljine 9,5 mm,ekspandiranog polistirena i ploče koja sprečava prodiranje vlage. Ploče se ugrañuju sunutrašnje strane zidova imaju koeficijent prolaza topline od 1,67 W/m2K.Izolacijski materijali za vanjsku ovojnicu zida mogu biti različiti, meñutim najpopularniji sukamena vuna i polimerni izolacijski materijali. Oni se svi razlikuju prema svojstvima i premacijena.Polimerni izolacijski materijali – stiropor ili ekspandirani polistiren najpopularniji je vanjskiizolacijski materijal, a izolacija debljine 10 cm takvoga materijala ima koeficijent toplinskeprolaznosti 0,385 W/m2K.Kamena vuna je materijal sličnih svojstava te ima koeficijent toplinske prolaznosti 0,35W/m2K za ploču debljine 10 cm. Kamena vuna ima daleko manji otpor difuziji vodene pareod stiropora, ali je i povoljnija u slučaju požara (čuva svojstva do temperature od 900 °C tespriječava širenje požara, iako je i stiropor teško zapaljiv materijal)Primjer:Dakle, zid od porotherm cigle debljine 45 cm, s izolacijskim knauf pločama debljine 3 cm na159

unutarnjoj strani te izolacijom od kamene vune ili stiropora sa vanjskom strane ima ukupnukoeficijent prolaza topline 0,21 W/m2K, prema običnom neizoliranom zidu kojemu je tavrijednost oko 1,6 W/m2K. To znači da je razlika u toplinskim gubicima izmeñu ta dvaslučaja 1,4 W/m2K, odnosno za normalnu zimsku razliku temperatura od oko 20 K (unutarnjatemp. 20 °C vanjska 0 °C) kroz neizolirani zid gubi se 30 W/m2 zida više toplinske energije.Dakle za vanjski zid površine 20 m2 u toku jednog dana u ovakvim uvjetima nepotrebno seizgubi 51,4 MJ toplinske energije (energetska vrijednost 1,5 m3 prirodnog plina). Naravno iprozori značajno utječu na toplinske gubitke ovojnice grañevine.4.4.5. TIPOVI VRATA I PROZORAPROZOR KAO ELEMENT TOPLINSKE ZAŠTITE ZGRADAProzor je element obodne površine zgrade koji omogućava ljudima, koji u njojžive i rade povezanost s vanjskim svijetom. Osim toga ima izuzetno gradevno -fizikalno značenje jer se kroz njega osvjetljava i prozračuje prostor te osigurava iodgovarajuću toplinsku, zvučnu i zaštitu od vode.160

Toplinska je izolacija prozora općenito slabija od toplinske izolacije drugihelemenata koji zatvaraju zgradu. To znači da se zimi kroz njih gubi toplina, a ljetiuzrokuju pregrijavanje prostora. Povrh toga, kroz spojeve prozorskog okvira iprozorskih krila, a često i kroz reške na spoju izmedu prozorskog okvira i zida, dolazido prolaza zraka (propuhivanja), što pri hladnijem vremenu još više povećavatoplinske gubitke.Osim navedenih neugodnih značajki prozori imaju i prednosti pred drugimobodnim elementima jer je kroz njihov prozirni stakleni dio moguće neposrednoučinkovito iskorištavati energiju Sunčeva zračenja. U torn se slučaju govori otoplinskim dobicima.Toplinski gubici i dobici posljedica su triju različitih načina prijenosa energije:- transmisije (toplina prolazi neposredno kroz materijale od kojih su prozorinapravljeni)-prozračivanja (topao zrak iz zgrade i hladan zrak iz okoline ili obrnuto izmjenjuju sekroz nezabrtvljena mjesta u ili oko- Sunčeva zračenja (Sunčeve zrake prodiru kroz ostakljenu površinu prozora uzgradu).Sllka 1. Mjesta toplinskih gubitaka i dobitaka kroz prozor161

Sllka 2. Shematski prikaz načina prijenosa energije kroz prozorPotreba za stalnim smanjivanjem upotrebe energije za grijanje zgrada usmjeravarazvoj prozora na traženje mogučnosti za smanjivanjem toplinskih gubitaka i štovećim iskorištavanjem Sunčeva zračenja. Na temelju ispitivanja ostvarene su brojneideje koje su često tehnički vrlo zahtjevne i skupe i u praksi će tek zaživjeti. Stogaćemo opisati onaj stupanj razvoja prozora koji je u tehničkome i ekonomskom pogledunajbolji za masovnu stambenu izgradnju.Proizvodi se mnogo razlicitih vrsta prozora, a s obzirom na njihove značajke dijele seu razlicite skupine. Podjela, prikazana u nastavku, vrlo je pojednostavljena.Slika 3. Podjela prozora s obzirom na konstrukcijsku osnovuDanas se proizvode i ugraduju uglavnom jednostruki prozori. Dvostruki klasičniprozori, koji su nekoć prevladavali, danas se izraduju samo za posebne namjene,odnosno za sanacije. Prozori uobicajeno imaju ugrañena dva ili tri stakla. Kodjednostrukih prozora te kod unutarnjih spojnih i dvostrukih klasičnih prozora upotrebljavajuse tzv. izolacijska stakla koja mogu biti dvostruka ili trostruka. To su staklasastavljena od dva ili tri stakla koja su meñusobno razmaknuta i na rubovimapovezana u cjelinu materijalima za brtvljenje.Prozorski okviri i okviri prozorskih krila izrañuju se od drva, metala ili umjetnihtvari, a često se za izradu rabi kombinacija tih materijala. Kod nas još uvijekprevladavaju drveni okviri, a u Europi je uporaba svih svrsta materijala uravnotežena.162

S obzirom na način otvaranja, prozori se dijele na one kod kojih se krila otvaraju okovertikalne osi ili oko horizontalne osi. Takozvani otklopno - zaokretni prozoriomogućavaju obje navedene mogučnosti otvaranja.Propuštanje Sunčeva zračenjaStaklo u znatnoj mjeri propušta kratkovalno Sunčevo zračenje, a slabije propuštadugovalno toplinsko zračenje. Ostakljeni dio prozora omogućava, dakle, ulazSunčevih zraka u unutrašnjost grañevine, sprječava izlaz toplinskog zračenja izunutrašnjosti grañevine. Energija koja prodre kroz ostakljenje grije zgradu itoplinski je dobitak. Pokazatelj za propusnost Sunčeva zračenja jest takozvanaukupna energijska propusnost (g), koja kazuje koliki dio Sunčeva zračenja prolazikroz ostakljenje.Značajka prozora da energiju gubi i dobiva opisana je pojmom ekviva-lentnetoplinske prolaznosti prozora (U e kv) te je realniji podatak za proračun toplinskihgubitaka. Veličina te vrijednosti ovisi o toplinskoj prolaznosti i ukupnoj energijskojpropusnosti prozora, njegovoj orijentaciji i lokalnom Sunčevu zračenju.Prozor unatoć slabijoj toplinskoj izolaciji može više pridonijeti pozitivnoj bilancizgrade nego bolje izolirani neprozirni zid. No, prozore je stoga potrebno ugradivati uosunčana pročelja, gdje je njihova bilanca najugodnija. Otuda i pravilo da se naosunčana pročelja ugrañuju veliki prozori, na zasjenjena što manji s ugodnimtoplinskoizolacijskim značajkama. Propusnost za Sunčevo zračenje prozora u toplomrazdoblju uzrokuje probleme jer zbog njih dolazi do pregrijavanja prostora. Prozori naosunčanim pročeljima zato moraju biti opremljeni elementima za zasjenjenje(rebrenice, zaštitne zavjese, prozorski kapci (škure), «brisoleji») ili prekrivena bujnimzelenilom.Prozori, vanjska vrata, staklena pročeljaProzori i staklene stijene imaju ulogu propuštanja Sunčeve svjetlosti iomogućuju prirodno osvjetljenje, uz ostvarenje zaštite od vanjskih utjecaja i toplinskihgubitaka. Transmisijski gubici prozora i gubici provjetravanjem čine oko 50 postoukupnih toplinskih gubitaka zgrade.U ukupnim toplinskim gubicima prozora sudjeluju staklo i prozorski profili.Prozorski profili, neovisno o vrsti materijala od kojeg se izraduju, moraju osigurati:dobro brtvljenje, prekinuti toplinski most u profilu, jednostavno otvaranje i nizakkoeficijent prolaska topline. Stakla se danas izraduju kao izolacijska stakla, dvoslojnaili troslojna, s različitim punjenjem (plinovi, gelovi ili kristali) ili premazima kojipoboljšavaju toplinske karakteristike. Utjecaj na toplinske gubitke imaju iletvice (inox, aluminij ili plastika, ispunjene molekularnim higroskopnim sitom) zaodredivanje razmaka izmedu stakala i brtvilo (butil, silikon) za ostvarivanjehermetičkog zatvaranja. Izmedu stakala je moguća postava venecijanera za zaštituod Sunca.U skladu s novim Tehničkim propisom, koeficijent prolaska topline za prozore ibalkonska vrata može iznositi maksimalno U =1,80 W/m 2 K. Dok se na starimzgradama koeficijent U prozora kreće oko 3,00-3,50 W/m 2 K i više (gubici topline kroztakav prozor iznose prosječno 240-280 kWh/m 2 godišnje), europska zakonskaregulativa propisuje sve niže i niže vrijednosti i one se danas najčešće kreću urasponu od 1,40-1,80 W/m 2 K. Na suvremenim niskoenergetskim i pasivnim kućamataj se koeficijent kreće izmedu 0,80-1,40 W/m 2 K. Preporuka za gradnju suvremeneenergetski učinkovite zgrade je koristiti prozore s koeficijentom U < 1,40 W/m 2 K. Naniski U-koeficijent stakla utječu sljedeći čimbenici:163

■ Debljina i broj meduprostoraU-koeficijent smanjujemo većim brojem meduprostora. Manji U-koeficijent možemopostići upotrebom dvoslojnih ili troslojnih izo stakla. Npr. 4+10+4+10+4, što znači 3stakla debljine 4 mm na razmacima od 10-12 mm.■ Punjenje meduprostoraNapunimo li meduprostor izo stakla nekim od već spomenutih plinova (argon, kryptoni si.) U-koeficijent će se bitno smanjiti.■ Odabir staklaDebljina stakla vrlo malo utječe na U-koeficijent, ali ga zato upotreba stakla niskeemisije (Low-e staklo) značajno smanjuje. Low-e stakla premazana su sa strane kojadolazi u meduprostor izo stakla posebnim metalnim filmom koji propušta zračenjakratke valne duljine (sunčeva svjetlost), a reflektira zračenja dugih valnih duljina (ICzračenja).Koriste se različiti materijali okvira za prozore: drvo, čelik, aluminij, pvc i kombinacijamaterijala: drvo i aluminij, a šupljine okvira mogu se ispuniti toplinskom izolacijom. Ovrsti materijala okvira ovisi debljina okvira i mogućnost ugradnje toplinski i zvučnokvalitetnog stakla. Debljine kvalitetnog prozorskog okvira su od 68 do 93 mm za pvc idrvo, dok su kod aluminija moguće i veće debljine.Potrebno je osigurati brtvljenje stakla i samog prozorskog okvira te prozorskog okvirai doprozornika - trostruko (ili peterostruko, ovisno o broju stakala) brtvljenje kaozaštita od vjetra, kiše i nanosa kiše kako vlaga ne bi ušla izvana. Povezivanjeprozora i zida mora biti izvedeno zrakonepropusno. Tako se osigurava od prodoravlage i toplog unutrašnjeg zraka u fugu koji bi se ohladio i došlo bi do pojavekondenzata i gljivica. Ukupna kvaliteta stakla ovisi o:> Koeficijentu transmisije energije ET> Koeficijentu refleksije energije ER> Koeficijentu apsorpcije energije EA164

Slika 16. Temperature na unutarnjoj površini stakla u ovisnosti o vrsti ostakljenjaTablica 11. Računske vrijednosti stupnja propuštanja ukupne energije ostakljenja g±(-)kodokomitogupada sunčeva zračenjaTIP OSTAKLJENJAg±(-))Jednostruko staklo (bezbojno, ravno float staklo) 0,87Dvostruko izolirajuće staklo (s jednim meñuslojem zraka) 0,80Trostruko izolirajuće staklo (s dva meñusloja zraka) 0,70Dvostruko izolirajuće staklo s jednim staklom niske emisije (Low E obloga) 0,60Trostruko izolirajuće staklo s dva stakla niske emisije (dvije Low E obloge) 0,50Dvostruko izolirajuće staklo sa staklom za zaštitu od Sunčeva zračenja 0,50Staklena opeka 0,60Izvor: TPRUETZZVakuumsko ostakljenje specijalno je ostakljenje koje omogućuje smanjenjemukupne debljine, težine i cijene ostakljenja uz bolje toplinske karakteristike. Ukupnadebljina panela je od 6,5 do 11,5 mm ovisno o korištenoj debljini stakla što jeznačajno tanje od standardnih dvostrukih i trostrukih staklenih panela. Trenutno je165

vakuumsko ostakljenje u fazi testiranja, a kao komercijalni proizvod mogao bi biti uponudi krajem 2009.Panel se izvodi spajanjem dva stakla tankom mrežom distancera debljine oko0,25 mm, koji tvore vakuum s pritiskom od 1,3*10" 2 Pa koji ujedno postižekompaktnost panela. Mreža distancera je gotovo nevidljiva, a lakše se uoči noću.Obično jedno staklo ima low e premaz. Ovakva struktura panela ostvaruje smanjenjesva tri mehanizma prijenosa topline: vakuuum smanjuje kondukciju i konvekciju, alow e premaz radijaciju. Vakuumska šupljina ostvaruje koeficijent prolaska toplineU=0,08 W/m 2 K i tako omogućuje značajnije smanjenje toplinskih gubitaka u objektimakoji se griju i korištenje pasivnih solarnih dobitaka i ostvarivanje pasivnog standardagradnje.Vrijednost koeficijenta prolaska topline za panel nije poznata, ali s obzirom nakarakteristike vakuumske šupljine očekuje se značajno smanjenje u odnosu naostakljenja koji su u upotrebi.Danas staklene fasade mogu ostvariti toplinske karakteristike gotovo kao ikompaktni dio ovojnice. Ukoliko se u oblikovanju pročelja koristi dvostruka fasadamoguće je postići transparentnost, klimatehničku fleksibilnost te toplinsku i zvučnuizolaciju. Dvostruka fasada sastoji se od dvije ovojnice koje mogu biti izvedene odrazličitih materijala, a najčešće su od stakla. Izmedu njih je ventilirana zračna šupljinačija širina može varirati od nekoliko centimetara do jednog metra (u posebnimslučajevima i više) ovisno o planiranim karakteristikama vanjske ovojnice, uvjetimaokoliša i cjelokupnoj koncepciji zgrade koja uključuje i energetske sustave. U šupljinisu smještene naprave za zaštitu od Sunca i zasjenjenje koje se reguliraju ručno,mehanički ili pomoću centralnog sustava za upravljanje. Projektiranje dvostrukihstaklenih fasada zahtijeva integralni pristup koji uključuje uskladivanje vanjskihklimatskih parametara, toplinskih karakteristika ovojnice zgrade i energetskih sustavakako bi se izbjegli parametri koji nepovoljno utječu na ostvarenje unutarnjihklimatskih uvjeta.TIPOLOGIJE DVOSTRUKIH STAKLENIH FASADA:Prirodno ventilirana dvostruka fasada koju čini jednostruko staklo s vanjskestrane ispred naprave za zaštita od Sunca, prostor izmedu dvije staklene opne koji jeprirodno ventiliran prema van i unutarnja staklena stijena koju čini izolacijsko staklo sLOW e premazom i šupljinom s plinovitom ispunom. Karakteristike ventiliranedvostruke fasade:> Koeficijent prolaska topline U=1,4 - 1,5 W/m 2 K> Svjetlopropusnost T LT 0,6-0,7Stupanj propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje (g±) kod okomitog upadaSunčevog zračenja 0,2> Zvučna izolacija R w (dB) 38-44Zrak koji pri dnu slobodno ulazi u šupljinu izmedu dvije staklene opne zagrijava se ipri vrhu izlazi van. Tako zrak u kretanju u šupljini Ijeti prima na sebe dio topline koji biprošao u zgradu i vraća je u okoliš. Naprava za zaštitu od Sunca kontrolira prolaztopline i osvjetljenja u zgradu, a zaustavljena toplina se odvodi prirodnim strujanjemzraka. Zimi je moguće zatvoriti otvore za zrak i ostvariti dodatnu toplinsko-izolacijskuzonu. Unutarnja staklena stijena je zaštićena od padalina čime je smanjen rizik odprodora vode. Ovakva fasada ima veliku debljinu, od 50 do 80 cm, stoganije uvijek moguća izvedba s obzirom na veliku potrebnu tlocrtnu površinu i većetroškove održavanja i izgradnje.166

Dvostruke ventilirane fasade u kojima je zrak u zračnoj šupljini pokretanprisilno pomoću mikro ventilatora koji se nalaze u fasadnom panelu ili uključivanjemu HVAC sustav. Takve fasade su panelne što znači da je pojedini modul uskladen skatnom visinom zgrade i sve energetske procese (kako u prostoru tako i u zračnojšupljinii) je moguće kontrolirati na razini jedne etaže ili jedne zone, ovisno okoncepciji. Ukupna debljina fasade je od 18 do 22 cm, od čega zračna šupljinazauzima od 12 do 15 cm. S obzirom na način ventiliranja i poziciju toplinskoizolacijskogstakla razlikuje se aktivna fasada (ventilirana prema unutra) i interaktivnafasada (ventilirana prema van). U zračnoj šupljini je smještena naprava za zaštitu odSunca i regulaciju osvjetljenja. Moguće su dvije varijante izvedbe dvostrukeventilirane fasade: Aktivna fasada u presjeku:Vanjska ovojnica je dvostruko izo-staklo sa slojem Low e i šupljinom s plinovitimpunjenjem (npr. 4+16+4, 10+16+5+5 mm)Zračna šupljina uvlači zrak iz zgrade i pomoću HVAC sustava izvlači ga u vrhupanela prema sustavu za ventilaciju. Širina zračne komore cca. 12 do 15 cm, snapravom (motorizirana ili manualna) za zaštitu od Sunca.> Unutarnja ovojnica je jednostruko staklo (npr. 4+4+6 mm)> Ukupni koeficijent prolaska topline 11=1,0 W/m 2 K> Mogućnost otvaranja unutarnjeg sloja staklene ovojniceStupanj propuštanja ukupne energije kroz ostakljenje (g±) kod okomitog upadaSunčevog zračenja 0,15-0,25> Svjetlopropusnost T LT 0,6-0,7> Zvučna izolacija R w = 38-44 dBOva fasada je pogodna za hladne klime zbog povećane temperaturne ugodnostiu zoni uz fasadu i mogućnosti rekuperacije toplinskih dobitaka od Sunca pomoćutoplinskih izmjenjivača u razdoblju grijanja.Interaktivna fasada u presjeku:> Vanjska ovojnica je jednostruko laminirano staklo (npr. 4+4 mm, 8+8 mm)Zračna komora je ventilirana vanjskim zrakom koji ulazi u komoru pri dnuvanjskog stakla i izbacuje se van na vrhu vanjskog stakla. Zrak pokrećumikroventilatori koji su smješteni u fasadnom panelu, a upravljaju ih senzori u fasadiili pomoću centralnog upravljačkog sustava zgrade (CNUS). Širina komore cca 15 do30 cm s tendom ili žaluzinama (motorizirana ili manualna) za zaštitu od Sunca.Unutarnja ovojnica je dvostruko izo-staklo sa slojem Low e i plinovitim punjenjem (od4+16+4 do 8 +16+4+4 mm)4.4.6. VRSTE STAKLA, SVOJSTVAI TOPLINSKI DOBICIVrsta staklaTko želi da njegova kuća ima lijepe oči, ulaže velikodušno u prozore. Mnoštvomaterijala i nivo tehnike su zadivljujući. Dobitnici tog razvoja su arhitekti.167

Uvijek iznova smo začuñeni kada postanemo svjesni napretka, koji je samo unekoliko godina temeljito izmijenio područje grañenje, gotovo revolucionarno.Primjer prozora: lijepi pogled i prostorije okupane dnevnom svjetlošću ne moramoviše kao nekad plaćati visokim troškovima grijanja, upravo zahvaljujući modernimprozorima. U pozadini toga leži začuñujući razvoj: u usporedbi s jednostavnozastakljenim modelima koji su se koristili krajem 70-tih godina gubitak energije se stermo izolacijskim staklima reducirao na jednu četvrtinu odnosno desetinu. Pri tomestakla mogu biti i raskošna.Staklo, moderni grañevinski materijalArhitekti ga rado koriste, jer staklo je moderni grañevinski materijal. Ono je simboldemokracije i modernizacije, daje transparentnost i jednostavnost, dopuštaprožimanje unutrašnjosti i vanjštine te reducira prvobitnu namjenu grañevinskihobjekata: zaštitu ljudi od prirodnih sila. Prednosti tog proizvoda su evidentne: sirovineza proizvodnju stakla – pijesak, natron i vapno- zastupljeni su u prirodi uneograničenim količinama, ekstremno je postojan na vremenske utjecaje, stabilneforme i postojan na ogrebotine. O nedostacima proizvoda industrija elaborira većdesetljećima, prije svega potkraj 90-tih godina su njihova nastojanja urodila plodom.Uključivši i dodatne koristiNa tržištu prozora se učinilo jako puno. Sve više prozora se nudi s niskim U-vrijednostima, baš prema propisima pravilnika o uštedi energije.S druge strane i dalje se intenzivno radi na razvoju prozora, koji će na bazi svojstavamaterijala reagirati na toplinu zemlje i pomanjkanje energije. Staklene površine sutanke, vakuumski metalizirane, pri čemu imaju svojstvo da iz sunčeve svjetlostipropuštaju samo svjetlost, a ne i toplinu, infracrvene zrake. Staklene površine seobrañuju u mikroskopski malim nano-područjima tako da s njih nestaje i voda iprljavština. „Inteligentni“ prozori se preklapaju s prozirnih u neprozirne. Drugi modelise podešavaju automatski - kao kod naočala- sa svijetlog na tamno. Kratko rečeno:Ono što moderni prozori danas posjeduju od dodatnih koristi odgovara visokimzahtjevima komfora stanovanja. Zaštita od sunca, toplinska i zvučna zaštitapredstavljaju nivo tehnike i nude se u svim pojmljivim oblicima od suterena do krova.Što je moguća niža U-vrijednost168

Prilikom odabira odgovarajućih prozora i projektant i investitor moraju obraditi hrpucertifikata i vrijednosti, kako bi donijeli ispravnu odluku. Koliko dobro je izoliranastaklena ploča prozora prepoznajete prema njenoj U-vrijednosti, koja iskazujetoplinski gubitak u jedinici watt po metru kvadratnom. Što je ta vrijednost niža, to jeprozor bolji. Današnji prozori s dvostrukim staklima imaju U-vrijednosti izmeñu 1,3 i1,1- zahvaljujući punjenju plemenitim plinovima u meñuprostoru izmeñu dva stakla tetankom vakuumskom metaliziranju na unutarnjoj strani, koje reflektira toplinskozračenje natrag u prostoriju. Usporedbe radi prva izolirajuća stakla koja su sekoristila prije 30 godina još uvijek imaju U-vrijednost od 2,8 . S trostrukim staklima splinskim punjenjem i zaštitom moguće su U-vrijednosti od čak 0,8 do 0,5, tadaprozori izoliraju bolje od zidova starije gradnje. Već prema okvirnom materijalu prozormože biti dvostruko skuplji od dvoslojnog-termo-izolacijskog prozora.Viša g-vrijednost povoljna je za energetsku bilancuPostoji još jedna vrijednost koja je vrlo značajna kod odabira prozora: g-vrijednost.Ona opisuje koliko se dobro može kasnije iskoristiti energija sunčevog zračenje zazagrijavanje kuće. To je ukupni stupanj energetske propusnosti. Što je veća g-vrijednost u procentima, to je povoljnija energetska bilanca. U svakom slučaju U-vrijednost ima prioritet pred g-vrijednošću.Niža U-vrijednost je bolja od visoke g-vrijednosti. Lijepo je imati obje vrijednosti uprimjerenom odnosu cijene i učinkovitosti.Izolacijska vrijednost okvira ima veliko značenjeZnačajne količine topline gube se ne samo kroz prozorska stakla, već i kroz okvire. Itu su posljednjih godina značajno poboljšane izolacijske vrijednosti. Prilikom odabiramaterijala okvira osim toplinske izolacije značajnu ulogu igraju izgled, postojanost navremenske utjecaje kao i neophodni troškovi održavanja.Najvažniji materijali okvira i njihova svojstva:• Drvo (primjerice smreka, ariš, hrast, meranti) nudi dobru toplinsku izolaciju s U-vrijednostima izmeñu 1,2 i 1,9. Nedostatak: većina vrsta drveta postojana je navremenske utjecaje jedino pod uvjetom da se redovito premazuju odgovarajućomzaštitom, prema vrsti drveta i premaza svake 3 do 10 godina. Cijena za jedno-krilniprozor s drvenim okvirom od jednog do dva kvadratna metra iznosi oko 250 €.• Plastika, uglavnom PVC velikim dijelom sve više zamjenjuje klasični drveni okvir.Prije svega zbog malih troškova održavanja - nije potrebno premazivanje-, dovoljnoje samo pranje i čišćenje i sve to uz relativno nisku cijenu ca. 210 €.• Aluminijski okviri su postojani na vremenske utjecaje i praktično nije potrebnonikakvo održavanje, njihov izgled dakako nije optički ugodan oku. Zbog toplinskevodljivosti materijala - U-vrijednost se kreće izmeñu 1,8 i 2,8 - aluminijski prozorpredstavlja potencijalni toplinski most i znatno je skuplji s cijenom od 330 do 440 €.• Kombinacija drveno-aluminijskih okvira povezuje najbolja svojstva obje vrstematerijala. Unutra dominira ugodni aspekt drveta, vani aluminijska jezgra štiti odvremenskih utjecaja. U-vrijednosti su slične drvenim odnosno plastičnim okvirima.Cijena iznosi oko 290 €.• Spregnuti materijal, primjerice drvo ili plastika s dodatnom izolacijom od pluta,poliuretanske pjene (PU) ili celuloze postiže vrlo dobe U-vrijednosti izmeñu 0,6 i 0,8.Svakako treba računati i sa 70 % višom cijenom za normalnu izvedbu. U kombinaciji169

s trostrukim zastakljenjem koriste se kod pasivnih kuća.Tri zvjezdice za tri staklene pločeNajkvalitetnije i najcjenjenije staklo koje se danas može naći na tržištu je bez sumnjetrostruko - termo izolacijsko staklo. Koristi se u standardnoj pasivnoj kući i ima svojucijenu. I upravo tamo gdje dominiraju velike prozorske površine u prostoriji , senergetskog aspekta treba koristiti visokovrijedno trostruko - termo izolacijsko staklo.Osim uštede troškova grijanja ta stakla nude i izražen komfor stanovanja.Razlika izmeñu temperature prostornog zraka i površinske temperature je veomamala, tipični osjećaj hladnoće kojim zrače veliki prozori nestaje. Kod trostrukih termoizolacijskihstakala treba voditi računa i o iznimno kvalitetnim okvirima. Tko igra nakartu sigurnosti vodit će računa i o certificiranju pasivne kuće.Ni u jednom graditeljskom segmentu nije se dogodio takav napredak i veliki brojinovacija kao u staklarskoj struci. Stoga upoznavanje s mogućnostima staklarskeproizvodnje može pomoći pri izboru vrste i načina ostakljivanjaReflektriajuće staklo170

REFLEKTIRAJUĆA STAKLAZa reguliranje propusnosti Sunčeve energije potrebno je odabrati onu reflektirajućastakla koja reflektiraju okolne elemente i upotrebljavaju se kod izvedbi staklenihpročelja na objektimaKoje su dodatne osobine po pitanju odabira stakla koje od projektanata i izvoñačaočekuju investitori, pitanje je koje si trebamo postaviti pri razmatranju ove teme.Prema nekim istraživanjima koja su napravljena u Europskoj uniji na zahtjev samihproizvoñača stakla, grañanima nisu sve osobine stakla podjednako važne. Priostakljivanju objekata oni su usredotočeni na pojedine osobine stakla više nego nadruge.Prema istraživanju to su ove osobine poredane po važnosti za korisnika:- otpornost na lom 40%- zaštita od sunca i pogleda 36%- zaštita od buke 36%- lagano čišćenje 33%- sigurnost od provala 27%- automatizirano prozračivanje 18%- električno otvaranje i zatvaranje 5%- klimatski integrirani ureñaji 3%- zaštita od insekata i dr. 1%Kao što vidimo, sigurnost od ozljeda prilikom eventualnog loma, te toplinska i zvučnazaštita na samom su vrhu prioriteta kod grañana. Sva stakla nisu jednaka po svojojstrukturi, karakteristikama i namjeni. Postoje osnovne vrste stakala kojeupotrebljavamo u grañevini, tzv. prozirna ravna vučena stakla, zatim refleksna stakla,niskoemisijska stakla, vatrootporna stakla, specijalna stakla, sigurnosna stakla,dekorativna stakla, zrcala, stakla obrañena kiselinama i antikna stakla i umjetnička(art) stakla, kao i neke kombinacije različitih vrsta stakala koje nam mogu dati noverezultate i novu primjenu u graditeljstvu.Bezbojno ravno stakloKada govorimo o osnovnim vrstama stakla, tada mislimo na osnovno bezbojno stakloproizvedeno usavršenim procesom u tzv. 'float' tehnologiji. To staklo kakvo imamo nastarim prozorima s jednostrukim ostakljenjem ili na prozorima krilo na krilo sdvostrukim ostakljenjem bila je osnova tradicionalnog staklarstva u prošlosti, svelikom razlikom što tehnologija nije bila savršena i što je staklo bilo prepunogrešaka (valova, točkica i sl.).Današnje 'float' ravno vučeno staklo jest po svom izgledu i estetici savršeno. Nemagrešaka i u potpunosti je prozirno, a osnova je i za ostale vrste stakala. Bezbojno'float' staklo na raspolaganju je kod dobavljača u različitim debljinama (od 2, 3, 4, 5,6, 8, 10, 12, 15, 19 mm) i možemo ga obraditi u izolacijsko (tzv. izo-staklo), lijepljenostaklo, kaljeno staklo, staklo obrañeno kiselinom, pjeskareno, emajlirano, brušeno ilistaklo sa sitotiskom.Takvo besprijekorno prozirno 'float' staklo u sebi ima od 1,1 do 1,14% željeznogoksida koji mu daje blago zelenkasti izgled. Na jednom staklu to nećemo primijetiti,pogotovo ako gledamo okomito na plohu stakla, ali kada posložimo više prozirnih171

stakala u pločama jednu na drugu, tada ta zelena boja dolazi do izražaja i u to semože uvjeriti svatko tko je barem jednom posjetio lokalnu staklarsku radionicu. Nopostoji u proizvodnji i u potpunosti čisto staklo s niskim sadržajem željeznog oksidapa tako i s većim prolazom svjetlosti i smanjenjem zelenih nijansi. To je staklonamijenjeno i vrlo često na zapadu korišteno u muzejima za predstavljanje i zaštitumuzejskih eksponata, kao i u industriji namještaja zbog visoke propusnosti svjetlosti ineutralnosti boja uz koje stoji. Kod nas, nažalost takva praksa nije slučaj, ovo seekstra čisto staklo koristi u gotovo zanemarivoj količini.Antirefleksno stakloSigurnosna zaštitaU današnje vrijeme kada je život nezamisliv bez velikih trgovačkih kuća koje nuderaznolike proizvode u izlozima, treba reći da ti i takvi izlozi mogu biti obični, tj. odbezbojnog stakla odreñene debljine (što ovisi dakako o veličini izloga) i oni drugi, kojito nisu, jer su izvedeni s ugrañenim antirefleksnim staklom. To je staklo koje kod nasnije još u potpunosti ušlo u svakodnevni život, ali će s vremenom postati standard uopremanju prostora za pokazivanje, što izlozi zasigurno jesu.Antirefleksno staklo ima odličnu prozirnost i optimalan prikaz boja u izlogu bezodbljeska koji kod potencijalnog kupca može imati iritirajuću ulogu i primjenjuje se napročeljima velikih trgovačkih kuća. Pomoću magnetron postupka na staklo jenanesen poseban namaz koji to staklo čini antirefleksnim, pa osoba nije zabljesnutarefleksijom drugih predmeta s ulice u izlogu, a radi sigurnosti ono se proizvodi kaolijepljeno staklo u različitim debljinama (najčešće 8, 12, 16 mm), ovisno o veličiniplohe koja se ostakljuje.Zatamnjena staklaZatamljena staklaKada želimo imati staklo u boji koje je prozirnih karakteristika, tada govorimo o stakluu boji. To je prozirno staklo obojeno u masi, malo zatamnjeno. Na pročeljima zgradakoristi se kao regulator prolaza Sunčeve energije, ali ono tu energiju ne reflektira, većsamo ublažuje. U proizvodnji namještaja ono se koristi za izradu vitrina u brončanoj,smeñoj, sivoj ili zelenoj boji s više ili manje nijansi zatamnjenja, ovisno o proizvoñačustakla. Obojena stakla se proizvode u debljinama slično kao i bezbojna stakla (od 3172

do 12 mm).Reflektirajuća staklaObojena staklaZa reguliranje propusnosti Sunčeve energije potrebno je odabrati onu vrstu staklakoja je za to predviñena. To su reflektirajuća stakla koja reflektiraju okolne elemente iupotrebljavaju se kod izvedbi staklenih pročelja na objektima. Reflektirajuća se staklaproizvode tako da se na prozirno staklo ili staklo obojeno u masi nanese sloj nasilikonskoj bazi ili sloj metalnog oksida pomoću pirolitskog procesa pri čemu sestvara vrlo otporan i čvrst nanos koji se u potpunosti poveže s površinom stakla.Tako se dodatnim obradama može dobiti regulacija prolaska Sunčeve energije,ekonomičnije korištenje klimaureñaja, bolji estetski izgled objekta i kontrolirani prolazsvjetlosti, a konačan rezultat ovisi i o položaju objekta te okruženju u kojem se istinalazi. Razlikujemo reflektirajuća stakla s tvrdim i mekim nanosom, što ovisi o paletiproizvoda raznih proizvoñača stakla.Stakla niske emisijeNiskoemisijska stakla imaju funkciju da zaštite od sunca u toplim mjesecima i smanjegubitke toplinske energije u hladnim mjesecima. Kroz stakla niske emisije gubi semanje topline iz prostora jer se energija vraća u prostor iz kojeg dolazi. Ova stakla najednoj strani imaju tanki nanos metalnih oksida, tako da se toplinski valovi(dugovalne infracrvene zrake) od stakla odbijaju i vraćaju u smjeru izvora topline.Ova stakla imaju u principu vrlo neutralan izgled, poput standardnog stakla inamijenjena su upotrebi za ostakljivanje prozora kuća, za ostakljivanje na pročeljimaposlovnih i javnih zgrada i sl. Danas postoje već i nisko emisijska stakla 'druge'generacije proizvedena magnetron postupkom pa npr. takvo staklo u izo kombinaciji4+16+4 mm s argonom u meñuprostoru postiže K=1,1 W/m2K, što je u odnosu naobično izo-staklo smanjenje gubitka topline skoro tri puta.Takva stakla otvaraju nove mogućnosti u graditeljstvu jer staklene površine više nepredstavljaju pravi problem u pogledu gubitka topline. Osim goleme uštede energije,prednost niskoemisijskih stakala je i u pogledu udobnosti, jer se zbog višetemperature na površini unutarnjeg stakla smanjuje kruženje zraka u prostoru ipovećava osjećaj udobnosti, a istodobno se smanjuje i mogućnost nastanka isakupljanja vodene pare na oknima.Ujedno, manji gubici znače i manju upotrebu primarne energije za zagrijavanjeprostora, a time i manju emisiju CO2 u okoliš, što je prema sporazumu o zaštitiokoliša u Kyotu od velike važnosti u pogledu zaštite čovjekove okoline. Na173

samostojećim kućama u Europskoj uniji, dakle na prozorima i vratima starijeg datumaugradnje, u sezoni grijanja izgubi se i do 40% energije koja je utrošena nazagrijavanje unutarnjeg prostora. Statističari iz EU su izračunali da bi se u Europiugradnjom suvremenih oblika ostakljenja uštedjelo godišnje i do 18,5 milijardi eura(koje se danas bacaju u zrak), što je svota koja odgovara cijeni energije koja seproizvede radom 38 velikih elektrana.Vatrootporna staklaVrlo specifično staklo u graditeljstvu je tzv. žičano vatrostalno staklo koje se koristi zazaštitu od vatre. Ovisno o proizvoñaču najčešće se izrañuje debljine 6,5 cm i teško17,5 kg/m2 s mogućnošću zaštite od požara u objektu u trajanju od minimalno 30minuta (klasa E 30). Ukoliko želimo učinkovitije staklo za zaštitu od požara, trebaugraditi neko od vatrootpornih stakala u vanjsku ili unutarnju stijenu. Takvo se staklougrañuje jednostruko. Napravljeno je pomoću posebne toplinske obrade ikonstruirano da stvori učinkovitu branu vatrenoj stihiji i ne dozvoli prolazak vatre,dima i otrovnih plinova nastalih izgaranjem materijala, a može se dobiti u klasama E30, E 60 i eventualno E 90 min.Treba imati na umu da se vatrootporno staklo naručuje po komadu i točnih dimenzija,jer se nakon isporuke ne može naknadno obrañivati ili rezati. Koliko nam je poznato,u Bjelovaru postoji proizvodnja vatrootpornih stakala. Meñu vatrootporna staklaspadaju i izolacijska vatrootporna stakla koja se izrañuju kao sastav od više pločastakla s ekspanzijskim vodenim gelom izmeñu stakala koji pri visokim temperaturamareagira kao toplinski štit i temperaturu zadržava na sigurnoj razini. I takvo se staklonaručuje po mjeri. Ako se radi o vatrootpornom laminiranom staklu, tada govorimo i osigurnosnom staklu, a klase su od 30 do 60 min., ovisno o modelu i proizvoñaču.Samočisteća staklaNovost na tržištu u Hrvatskoj, ali ne i u Europi, jesu samočisteća stakla koja sekoriste za ostakljenje pročelja zgrada koja bi u suprotnom trebalo čistiti na dosta skupnačin angažiranjem specijaliziranih ekipa perača prozora na visećim skelama i sl.Kao što nam je poznato, organska i mineralna nečistoća skuplja se svakodnevno nastaklenim površinama.Da bi uklonili nečistoću sa stakla, stručnjaci su iskoristili dvije komponente iz sameprirode: vodu (kišu) i sunčeve UV zrake. Samočisteće staklo sastoji se od prozirnogfloat stakla koje ima na vanjskoj površini nanesen fotokatalitni i hidrofilni nanos. Uprvoj fazi samočišćenja sunce na mrlje djeluje UV zrakama koje u fotokatalitičkoj fazirazgrañuju organske i mineralne tvari na staklu, a zatim u drugoj hidrofiličnoj fazi kišate nečistoće spere sa stakla. Upotrebom ovih stakala troškovi čišćenja se znatnosmanjuju i gotovo uvijek imamo čista stakla, a i manjak sredstava za čišćenje dobitaksu u zaštiti okoliša.174

Sigurnosna staklaSigurnosno stakloKada razmatramo pojam sigurnosnog stakla, tada treba reći da u osnovi razlikujemopojam kaljenog sigurnosnog stakla i pojam laminiranog (lijepljenog) sigurnosnogstakla pri čemu stupanj sigurnosti ovisi o primjeni i namjeni pojedinog stakla, jer se istupanj sigurnosti u pojedinom slučaju povezuje u prvom redu s namjenom ukonkretnom slučaju. Npr. ako je svrha ne ozlijediti se, tada možemo uporabiti ikaljeno i laminirano staklo. Kaljeno će se raspršiti u trenutku loma na tisuće malihzaobljenih komadića koji nas neće ozlijediti, a laminirano će pri pucanju ostati ujednom komadu jer ga folija koja se nalazi izmeñu stakala drži zajedno. No ako seradi o pročelju zgrade, kroz kaljeno ćemo staklo s visine proletjeti na ulicu, samostaklo nas neće ozlijediti, ali ćemo zbog visine na kojoj se nalazimo nastradatiprilikom pada. S druge strane, laminirano nam staklo uopće neće dozvoliti probojprema van. Zato odabir uvelike ovisi o namjeni i mjestu ugradnje i o tome treba voditiračuna. Uostalom, postoje standardi i norme.Laminirano stakloKada želimo da staklo osim izuzetnih transparentnih svojstava ima i svojstvo da budeneprobojno i sigurno za korisnika, tada ćemo odabrati laminirano staklo. Sigurnosnolaminirano staklo sastavljeno je od dvaju ili više stakala meñusobno povezanihfolijom velike čvrstoće na kidanje. Postupak proizvodnje odvija se pri povećanojtemperaturi i pritisku u posebnom odjeljenju.Folija koja se u tu svrhu upotrebljava je PVB-folija (polyvinyl-butyral folija) i može bitiprozirna ili u boji. Standardno se upotrebljava prozirna PVB-folija s visokim stupnjemUV zaštite. Ovisno o namjeni meñu stakala može se umetnuti jedan ili više slojevafolije. U uvodu smo spomenuli da ćemo staklo odabrati prema namjeni pa sadamožemo reći da se u usporedbi s kaljenim sigurnosnim staklom laminirano stakloneće pri udarcu i u slučaju loma raspasti na sitne dijelove, već će zbog folije za kojusmo rekli da je izuzetne čvrstoće na kidanje, ostati u jednom dijelu i tako pružitizaštitu. Naime, pri mehaničkom oštećenju (pri udarcu u staklo) staklo puca, ali kakoje zalijepljeno folijom, štiti razbijeni otvor.Stoga možemo reći da takvo sigurnosno laminirano staklo ima višestrukuprimjenu u praksi:- za zaštitu od bačenih predmeta- za zaštitu od loma- za zaštitu od vatrenog oružja (u odreñenoj izvedbi)- za podna ostakljenja175

- za stropna i krovna ostakljenja- za ostakljenje pročelja objekata (spider pročelja)- za zaštitu od pada (proboja) u dubinu kroz staklo.Stakla koja se mogu laminirati su prozirna stakla, obojena stakla u masi,reflektirajuća stakla, niskoemisijska E-stakla, neka ornamentna stakla kao isamočisteća stakla te emajlirana ili sitotiskom obrañena stakla. Prije procesalaminiranja ta se stakla mogu obraditi kaljenjem, ako za to postoji potreba ili jezakonom propisano. Laminirano staklo može imati i poboljšana akustička svojstva, amože biti i obojeno u širokom rasponu boja za upotrebu kod izvedbe zaštitnihpregrada, za stepenice, panele i sl.Govoreći o praksi, treba napomenuti da prema važećim propisima u EU svako staklopostavljeno iznad glave korisnika prostora (tzv. nadglavna ostakljenja) mora bitisigurnosno laminirano staklo. Recimo i to da nije svako laminirano staklo ujedno isigurnosno (npr. staklo lijepljeno od dva stakla debljine 3 mm tzv. 3+3 mm lamistaljest lijepljeno staklo, ali nije sigurnosno; folija izmeñu stakala mora biti min. 0,76 mmdebljine i stakla moraju biti deblja od 3+3 kombinacije da staklo smatramosigurnosnim). Kada se radi o dizalima i ostakljenju dizala, tada prema važećimpropisima staklo mora biti ne samo laminirano, već i kaljeno i laminirano.Takoñer se i protupožarna stakla izrañuju od kaljenog ili od kaljenog i laminiranogstakla u kombinaciji. Danas se u svijetu već uvelike eksperimentira s pročeljima kojasu oslikana radi estetskih i drugih (npr. marketinških razloga) i u tu se svrhuupotrebljavaju sigurnosna laminirana stakla. No, prilikom analize stakla moramounaprijed znati što će se dogoditi sa staklom prilikom pečenja, odnosno nakonbojenja pročelja (na staklo se može intervenirati keramičkim bojama ili digitalnimotiskom). Ponekad se pokaže da klasična PVB-folija može nakon pečenja boje bitioštećena pa se u tu svrhu može uporabiti tzv. EVA-folija koja se pokazala otpornijom.Zato su pripremne radnje i testovi neophodni za odabir vrste stakla. Kada se radi onadglavnim ostakljenjima, treba reći da kod krovnih ostakljenja može doći do pucanjastakla uslijed temperaturnih razlika. Naime, kod kaljenog stakla staklo puca kad jetzv. temperaturni šok preko 150°K, a kod laminiranog stakla kad je temperaturni šokpreko 40°K. Otpornost na lom vanjskog stakla staklenog krova kod krovnihostakljenja uvelike je poboljšano upotrebom sigurnosnog kaljenog stakla (ESG) što jeu pojedinim državama propisano. O tome treba voditi računa pri odabiru vrste stakla.176

NISKOMISIJSKA STAKLA Niskomisijska stakla imaju funkciju da zaštite od sunca utoplim mjesecima i smanje gubitke toplinske energije u hladnim mjesecimaEmajlirano stakloEmajlirano staklo je kaljeno staklo na koje se prije samog postupka kaljenja naneseposebna boja sastavljena od staklenog praha i pigmenta boje. Kod procesa kaljenjaboja se rastopi i poveže sa staklenom površinom pa takav nanos postaje otporan namehanička oštećenja i atmosferilije. Emajlirana se stakla upotrebljavaju za staklenepanele na staklenim pročeljima kada ne želimo da se kroz staklo vide parapeti, ilibetonska konstrukcija, za obloge stijena, staklene ispune i sl.Staklo sa sitotiskomStaklo sa sitotiskom je kaljeno staklo na koje je prije postupka kaljenja nanesenaboja sastavljena od staklenog praha i pigmenta boje kroz sito; slično kao kodemajliranja prvo se boja pri kaljenju rastopi i zatim poveže s osnovnom strukturomstakla. Tako se može na pročeljima zgrada dobiti zanimljiv uzorak koji služi i kaozaštita od sunca, a moguć je i izbor za različite aplikacije za upotrebu u interijerima,za vrata, pregrade, namještaj i sl.177

Ornamentirana staklaU industriji stakla oduvijek je posebno mjesto imalo ornamentirano staklo koje seupotrebljava za ostakljenje staklenih vrata i pregrada u interijeru. Postoji veliki izborornamentiranog stakla s različitim uzorcima različitih proizvoñača standardne debljine4 mm.Ogledala su danas standard u opremanju interijera i mogu se dobiti u debljinama od3, 4, 5, 6, 8 mm, a postoje i posebne ponude tzv. antiknih zrcala za interijere.Profilno je staklo u nas popularno pod imenom profilit ili kopelit i upotrebljava se zapregradne stijene posebice pri gradnji industrijskih hala i postrojenja; propuštajusvjetlost, ali su u biti neprozirna, lamele se proizvode u visinama od 6 m, a mogu bitiojačane žicom kao i žičano staklo debljine 5/6 ili 6/7 mm koje se upotrebljava zasličnu namjenu. Staklo za specijalne namjene je promatračko staklo koje pružamogućnost gledanja kroz staklo a da osoba koja to radi ne bude primijećena,naravno pod odreñenim svjetlosnim uvjetima (zatamnjena prostorija iz koje sepromatra). Takva stakla proizvode se isključivo po narudžbi.VITRAJ Uobičajeno je da se vitraj najčešće koristi u sakralnim objektima, meñutim, njegova primjena ima i svoju umjetničku vrijednost178

Da bi razumjeli zašto se ljeti prostorije tako zagrijavaju sunčevim zračenjem, tenastaju znatno više sobne temperature od onih vanjskih, neophodno je objašnjenjenačina funkcioniranja prozorskih stakala.Svako je već čuo za pojam hvatač topline. Što se krije iza toga?Stakla na prozorima imaju točno odreñena grañevinsko fizikalna svojstva, kojeproizvoñač može ciljano mijenjati. U principu uobičajena stakla imaju visokupropusnost vidljive svjetlosti(valna dužina: 380 do 780 nm), a malu propusnost zadruga područja valnih dužina. Ili drugačije rečeno, propusnost (transmisija) stakala zaudio zračenja kraćih valnih dužina (UV-zračenje) i većih valnih dužina (infra crvenozračenje) je znatno manja od transmisije vidljive svjetlosti. Taj efekt djeluje tako da seiza stakala ne možemo sunčati, ali je posljedica „hvatanje topline“ na prozorskomstaklu. Vidljivo sunčevo zračenje se pretvara u toplinu u trenutku kada padne namasivni grañevinski element (primjerice na unutarnje zidove). Zračenje topline toggrañevinskog elementa je dugovalno te probija staklo u maloj mjeri te se zadržava uprostoriji (princip staklenika).Što se može učiniti protiv unosa topline?Postoje dvije mogućnosti?• Reducirati unos zračenja u prostoriju(stvaranjem sjene)• „provjetravati“ toplinu koja nastaje u prostoriji u razdoblju nižih vanjskihtemperatura(noćno provjetravanje)Hlañenje prostorije(zraka) uz podršku adekvatnih ureñaja treba se koristiti u samo uiznimnim slučajevima zbog velike potrošnje električne energije, primjerice kod velikihunutarnjih opterećenja(izvori topline u prostoriji). Izuzetak bi moglo biti pred hlañenjedolaznog zraka preko transformatora topline zemljine kore.Koji su bitni utjecajni faktori?Neophodnost izvoñenja mjera za ljetnu toplinsku zaštitu te njihova učinkovitost oviseo pojedinačnim faktorima. Pri tome centralno značenje imaju grañevinsko fizikalnirubni uvjeti kao orijentacija prema stranama svijeta, sjenilo, udio prozorskih površina,vrste stakala, noćno provjetravanje i vrsta gradnje odreñenih prostorija.O kojim preporukama treba voditi računa?Za novogradnje treba ispuniti zahtjeve u pogledu ljetne toplinske zaštite iz norme DIN4108-2 sukladno pravilniku o uštedi energije EnEV. Usporedba dopuštenih ipostojećih nominalnih vrijednosti unosa topline prema DIN 4108-2 je izmeñu ostalogindicija za neophodnost uvoñenja mjera kvalitete u cilju poboljšanja ljetne toplinskezaštite u postojećim zgradama. Za objektivnu procjenu kod izračuna koeficijentaunosa topline/zračenja treba uzeti u obzir sve utjecajne faktore.Kod prekoračenja dopuštenih vrijednosti udjela prozorskih površina u DIN 4108-2,kod novogradnji treba razmisliti o pridržavanju, kod starijih objekata o poboljšanjuljetne toplinske zaštite. Ostali kriteriji kao što su lokacija, vrsta gradnje, nagib prozorai orijentacija prozora prema stranama svijeta takoñer moraju biti uzeti u obzir, normeDIN 4108-2 imaju odgovarajuće dodane i odbijene vrijednosti(vidi DIN 4108-2 ).Usporedbom dopuštenih i postojećih nominalnih vrijednosti sunčeva unosa vidljiva jei potreba i kvaliteta mjera u cilju poboljšanja ljetne toplinske zaštite.179

Kod specijalnih zahtjeva u pogledu kvalitete toplinske zaštite, primjerice u formivremenskog prekoračenja odreñenih temperatura, procjena prema DIN normi višenije dovoljna. Tu je potrebna pomoć stručnih projektanata koji izvode termičkesimulacije te na bazi izračuna različitih varijanti prezentiraju utjecaj različitih mjeraljetne toplinske zaštite na poboljšanje toplinske zaštite sobne klime.Objašnjenja i pojmoviPod vrstom gradnje se misli na svojstvo zgrade da akumulira toplinu. Zgrade steškim načinom gradnje( armirani beton) mogu akumulirati puno topline, zgradelakšeg načina gradnje(drvene konstrukcije) ne mogu akumulirati puno topline.Sposobnost akumulacije postoji i na stropovima i podovima, smanjuje se meñutimkod ovješenih stropova i podnih drvenih konstrukcija. Vrsta gradnje sama po sebi negovori ništa o očekivanim klimatskim relacijama u ljetnom razdoblju. Ona je meñutimindicija za mogućnost akumuliranja unosa topline , kako bi se spriječio brzi porasttemperature.Udio prozorskih površinaUdio prozorskih površina u odnosu na promatrane fasadne površine pojedinihorijentacija prema stranama svijeta.Stupanj prolaza ukupne energijeStakla s nižim stupnjem prolaza ukupne energije imaju manju propusnost sunčevazračenja te su tako pogodnija za ljetnu toplinsku zaštitu. Niži stupanj prolaza ukupneenergije znači i manje solarne toplinske dobitke u zimskom razdoblju te u pravilu (kodistovremeno smanjene propusnosti svjetla) duže vrijeme trajanja uključene rasvjete.Noćno provjetravanjeDugo i intenzivno provjetravanje prostorija zagrijanih preko dana udrugom dijelu noći,dakle kada vanjske temperature dosegnu svoj dnevni minimum, naziva se u literaturijoš i kao“intenzivno noćno provjetravanje te predstavlja učinkovitu mogućnosthlañenja prostorija. Najbolje je „poprečno provjetravanje“(otvaranje prozora nasuprotfasadi i vrata koja se nalaze izmeñu).Orijentiranje prema stranama svijetaStrane svijeta fasade se označavaju kao orijentacija. Fasada orijentirana prema juguosunčana je oko 12 sati po lokalnom vremenu pod najvećim mogućim kutom.Nominalna vrijednost unosa sunčeve energijeNominalna vrijednost unosa sunčeve energije (karakteristična veličina toplinskihdobitaka sunčevim zračenjem u zgradama) odreñena je prema normi DIN 4108-2.LokacijaLokacija govori nešto o očekivanoj klimi u ljetnom razdoblju. Njemačka je u skladu s180

tim podijeljena u tri klimatske regije. Za područja s mjesečnim temperaturamavanjskog zraka većim od 18°C prema DIN 4108-2 nominalna vrijednost unosasunčeve energije mora biti veća od one za područja s vanjskim temperaturama zrakado 18°C i nižim.Vrste staklaPod vrstama stakla posebno su opisana sljedeća svojstva stakla:• Broj staklenih ploča(jednostruko, dvostruko, trostruko staklo te sigurnosno staklo)• Punjenje meñuprostora izmeñu staklenih ploča te vrsta zaštite pojedinih stakalaOvi parametri se reflektiraju na grañevinsko fizikalna svojstva( koeficijent toplinskogprolaza, propusnost sunčevog zračenja).Koeficijent toplinskog prolazaKoeficijent toplinskog prolaza je mjera za toplinske gubitke kroz grañevinski elementkod različitih temperatura prostorije i okoliša. U ljetnom razdoblju su kod višihvanjskih temperatura od onih u prostoriji evidentni toplinski dobici(= negativnitoplinski gubici). Što je koeficijent toplinskog prolaza niži, to je veća toplinska zaštita.Koeficijent toplinskog prolaza prozora uključujući i konstrukcije okvira ranije senazivao kf-vrijednost, prema novoj europskoj standardizaciji se označava kao Uwvrijednost.UčinkovitostUčinkovitost ureñaja za zaštitu od sunčeva zračenja može se očitati iz faktoraumanjenja, za koje su orijentacijske vrijednosti navedene u normi 4108-2RezimeIz svega navedenog se sažeto može zaključiti da se ugodna prostorna klima možeostvariti pridržavanjem osnovnih pravila kao što su recimo odabir adekvatne stranesvijeta (vješt raspored i veličina prozora), zasjenjenje( bolja je vanjska zaštita prozoraod unutarnje) te odabirom zidnih i stropnih konstrukcija (masivni grañevinski elementisu bolji pufer za visoke temperature) .Blagovremenim uzimanjem u obzir potreba za ljetnom toplinskom zaštitom unajranijem stadiju planiranja možete izbjeći dodatne troškove(naknadne) ugradnjeureñaja za zaštitu od sunčeva zračenja ili klima ureñaja.181

SUSTAVI I UČINKOVITOST ODSUNČEVOG ZRAČENJADJELOVANJE SUNČEVOG ZRAČENJASunčevo zračenjeZbog visoke površinske temperaturu (oko 600 K). Sunce emitirave l i k e k o l i č i n e e n e r gi j e u o b l i k u e l e k t r o m a gnetskih valova.S u n č e v o z r a č e n j e b i t n o s e , m e ñ u t i m , razlikuje od tijela n i s k i ht e m p e r a t u r e ( o k o 3 0 0 K) koja su ranije promatrana.S u n č e v o z r a č e n j e j e p r e t e žn o k r a t k o v a l n o , a zračenje naniskim temperaturama j e duga va lno. Valna duljina e le krtomagn etskihva l o va s u n č e va z r a č e n j a k r e ć e s e u i n t e r v a l u o d 0 , 2 µm do 25 µm,Sunče vo zračenje š i r i s e od Sunca n a s ve s t r a ne t a ko d a d iot o g zračenja d o l a z i p r e m a Z e m l j i . N a go r n j o j g r a n i c i zemljinea t m o s f e r e o z r a d e n o s t , z a o k o m i t i u p a d s u n d e v i h zraka, iznosio ko 1350 W /m 2 , P ro la zeći k ro z zem ljinu atmosf eru dio su nče vaz r a č e n j a s e r a s p r š a va , a d i o a p s o r b i r a j u p o j e d i n i p l i n o vi u atmo sf e r i , tako da n a z e m l j i n o t l o su n č e vo zračenje d o l a zi zn a t noo s l a b l j e n o . O s i m o s l a b l j e n i h d i r e k t n i h s u n č e v i h z r a k a , n a p o v r š -i nu zem l je dolazi i d io sunče ve energije ko ja se u atmosf erir a s p r š i l a , a t a k o ñ e r i o d Z e m l j e , o b j e k a t , raslinja i drugih t i j e l ar e f l e k t i r a n e d i r e k t n e z r a k e .O v a j d i o s u n č e v a z r a č e n j a z o v e se d i f u z n o zračenje. Zbrojsunče v o g d i r e k t n o g i d i f u z n o g z r a č e n j a zove se globalno zračenje..T o p l i n s k a e n e r g i j a k o j u S u n c e d o z r a č u j e n a p o v r š i n u Z e m l j eo visna j e o visini S u n ca i zn a d h o r i zo n t a , č i s toći a t m o sf e r e ,obla ćnosti i ku tu upada sunče vih zr aka na promatranu plo hu.-------------------------------------------------------------------------------------------------------1) V e l i č i n a o z r a č e n o s t G j e j e d n a k a o d n o s u d o z r a č e n e snage iozračene površine. U sustavu SI ozračenost se mjeri jedinicomW/m2,--------------------------------------------------------------------182

183

Visina Sunca pak ovisi o dobu godine, dobu dana i o geografskojširini dotičnog mjesta.184

Za ilustraciju su u tablici 11.1. dane srednje satne vrijednosti a utablici 11.2, maksimalne satne vrijednosti globalnog sunčevog zračenja(ozračenosti) u W/m 2 na horizontalnu plohu u Zagrebu. Ovi podaci sudobiveni obradom desetogodišnjeg mjerenja (1 9 5 8 - 1 9 6 7 ) .Kada sunčevo zračenje snage P padne na vanjsku površinu nekoggrañevinskog elementa, dio snage P α, element će apsorbirati, diosnage.P ρ reflektirati, a dio P T propustiti. Omjer u elementu apsorbiranedozračene snage P α i ukupne dozračene snage P koja je pala napovršinu promatranog elementa zove se koeficicijent apsorpcije α.Dakle,P ρα=----......................................................(11.1)PAnalogno tome dobivene su i veličine koeficijenta refleksijeP ρρ=----......................................................(11.2)Pi koeficijent transparentnosti ili prozračnostiP TT=----......................................................(11.3)PBudući da jeP = P α + P ρ + P T (α + ρ + T) P.slijedi da jeα + ρ + T = 1.............................................. (11.4)Koeficijent α, ρ, T su tzv. omjerne veličine s j e d i n i c o m m j e r e 1 .Ako je za neki grañevinski element T=0 onda to znači da je tajelement neproziran za sunčevo zračenje. U protivnom slučaju tj. zaT≠O promatrani element je proziran ili transparentan.Za svaki grañevinski element koji je u toplinskoj ravnoteživrijedi: ε= atj. koeficijent emisije ε i koeficijent a p s o r p c i j e α p o v r š i n e nekogelementa brojčano su jednaki.Vrijednosti koeficijenta α, ρ, T o v i s e o naravi elementa, ostanju njegove površine i o valnoj duljini zračenja. Za kratkovalnozračenje (sunčevo zračenje) od presudnog utjecaja jeboja površineelementa, Što je boja p o v r š i n e e l e m e n t a s v j e t l i j a t o ć e manji d iosnage sunčevog zračenja b i t i apso rb i ran, a ve ć i d io reflektiran.Orjentacijske v r i j e d n o s t i k o e f c l j e n t a e p s o r p c i j e α površine185

grañevinskog elementa u o v i s n o s t i o n j e go v o j b o j i dane su utablici 11.3,Tablic a 11.3,Za razliku od kratkovalnog zračenja , na vrijednost kojeficijenta apsorpcijedugovalnog zračenja boja površine je bez većeg značaja.U ovom slučaju presudnu ulogu igra finoća obrade površine.Tako npr. ako se dvije pločice od nekog materijala, od kojih jejedna oličena bijelom a druga crnom bojom izlaže djelovanju sunčevazračenja, tada će crna pločica apsorbirati više zračenja nego bijela,tako da će temperatura površine crne pločice biti osjetno viša nego kodbijele pločice. Ako se meñutim navedenim pločicama doda i pločicaobložena poliranim aluminijem, pa sve tri ploče izlože zračenju sobnogradiatora, tada će temperature crne i bijele pločice biti približnojednake i osjetno više od temperature treće pločice.Neprozirni grañevinski elementiNa slici 11,1. prikazan je presjek grañevinskog elementa navanjsku površinu kojeg pada sunčevo zračenje snage P. Dio to snage uiznosu ρ•P je reflektiran od površine elementa tj. odbačen prema van,Ostatak snage α · P apsorbira površina grañevinskog elementa. Radi togatemperatura vanjske površine elementa poraste na neku vrijednost θ evišu od temperature vanjskog zraka t e i temperature unutrašnjeg dijelaelementa. Uslijed nastalih temperaturnih razlika apsorbirana snagaa·p širi se dijelom prema van konvekcijom i dugovalnim zračenjem, adijelom prema unutra voñenjem kroz element. Ako se promatra samodozračena snaga na jedinicu površine, dakle ozračenost G, za gustoćutoplinskog toka prema unutra vrijedit će izrazα · G / α e - θ e + t e186

q = α · G – α e (θ e – t e ) = --------------------------------------.........................(11.6)1-------α eZa tu istu gustoću toplinskog toka q mogu se napisati ovi izraziθ e – θ iq = ------------- ...................................................................(11.7)d-----λθ e – t iq = ------------- ...................................................................(11.8)1-----α egdje je e i temperatura unutarnje površine elementa, a t i temperaturaunutarnjeg zraka.187

Sl.11.1. Neprozirni grañevinski element izložen sunčevom zračenjuZbrajanjem brojnika i nazivnika razlomaka iz izraza (11.6), (11.7) i(11,8) dobije se da jeα · G / α e - t e + t iq = ------------------------------- ...........................................(11.9)1 d 1------- + ------ + ------α e λα iiliα·Gq = k (t e + ------ - t i ) ................................. (11.10)α eIz usporedbe dobivenog izraza (10,11) s izrazomq = k (t e - t i ) ............................................. (11.11)koji vrijedi za slučaj kada nema sunčevog zračenja, slijedi da u obaslučaja, za gustoću toplinskog toka važe jednaki izrazi s tim da se zaslučaj djelovanja sunčevog zračenja temperatura vanjskog zraka t epovisi za α •G/α e. Izraz t e + α •G/ α e označava se s t eq i zoveekvivalentna temperatura, Ona je jednaka temperaturi vanjskog zrakakoja bi proizvela s nekom danom temperaturom unutarnjeg zraka,gustoću toplinskog toka jednaku ovoj usljed djelovanja stvarnetemperature vanjskog zraka i sunčevog zračenja na površinu elementa.Uvoñenjem ekvivalentne temperature djelovanje sunčevog zračenja naneprozirni grañevinski element promatra se kao poseban slučajdjelovanja na element vanjskog zraka povišene temperature.Neprozirni grañevinski element sprotusunčanom zaštitomNa sl,11,2 prikazanje neprozirni grañevinski element koji s vanjskestrane ima ventiliranu oblogu koja djeluje kao protusunčana zaštita,Mehanizam prenošenja topline u ovom slučaju je ovaj:1.Vanjska površina protusunčane zaštite, ovisno o njenoj boji,188

apsorbira dio sunčevog zračenja, a ostatak reflektira.2.Apsorbirana energija prenosi se dijelom prema van konvekcijomi dugovalnim zračenjem, a dijelom prema unutarnjoj površiniprotusunčane zaštite voñenjem.3.Toplinski tok koji je prošao protusunčanu zaštitu prenosi sedijelom u zračni sloj konvekcijom, a dijelom prema vanjskoj površinipromatranog elementa zračenjem.4.Energija apsorbirana vanjskom površinom elementa odlazidijelom u sloj zraka konvekcijm, a dijelom p r ema unutarn jo j površinielementa voñenjem.5.Najzad, toplinski tok koji je prošao element prenosi se uprostoriju konvekcijcm i zračenjem.Sl.11.2, Neprozirni grañjevinski element s ventiliranom oblogomiziožen sunčevom zračenjuDa bi se karakterizirala e f i k a s n o s t protusunčane zaštitepostu p a s e j e d n a k o k a o u s l u č a j u n e p o z i r n o g e l e m e n t a a b e zz a š i t e , koristeći se ekvivalentnom temperaturomI u ovom slučaju, za toplinski tok koji prolazi čitavim sustavom:protusunčana zaštita + grañevinski element, vrijedi, dakle,jednadžba (11.10), samo što se vrijednosti koeficijenta α (fiktivnikoeficijent apsorpcije) u ovom slučaju razlikuju od vrijednosti α uslučaju elementa bez protusunčane zaštite. Dok kod neprozirnogelementa bez protusunčane zaštite α ovisi uglavnom o boji površineelementa, dotle je za element s protusunčanom zaštitom koeficijent α189

ovisan o ovim faktorima:-boji vanjske površine protusunčane zaštite, i eventualnovanjske površine grañevinskog elementa u slučaju kada protusunčanazaštita ne pruža potpunu zaštitu od direktnogsunčevog zračenja,-toplinskoj izolaciji protusunčane zaštite,-koeficijentima emisije ε unutarnje površine protusunčanezaštite i vanjske površine grañevinskog elementa,-ventilaciji zračnog sloja.Razlikuju se tri tipa protusunčane zaštite:a)protusunčana zaštita paralelna s vertikalnim grañevinskim, elementom (s1.11.3)b)protusunčana zaštita okomita na vertikalni grañevinski elementc) protusunčana zaštita ravnog krova punim ekranom,Protusunčana zašita paralelna s vertikalnim grañevinskim elementommože biti u obliku neprekinutog ekrana ili pak vertikalnih ilihorizontalnih lamela. Neprekinuti ekran pruža bolju zaštitu negolamele. Optimalna udaljenost protusunčane zaštite od grañevinskogelementa iznosi oko 30 cm.a) V E R T I K A L N I P R E S J E K190

) H O R I Z O N T A L A I IP R E S J E KS l , 1 1 , 3 . S h e m a t s k i p r i k a z p r o t u s u n č a n e z a š t i t e p a r a l e l n e sv e r t i k a l n i m n e p r o z i r n i m g r a ñ e v i n s k i m e l e m e n t o mPrednost ovog tipa protusunčane zaštite je u tome što se njommogu zaštititi i ostakljene površine fasade, a da se pri tom bitno nesmanji vidik iz zgradeU slučaju okomite protusunčane zaštite lamele su prikladnije odpunog ekrana. Puni ekran naime ometa prirodnu cirkulaciju zraka iuzrokuje zagrijavanje zraka duž fasade.Fiktivni koeficijent apsorpcije α grañevinskog elementa zaštičenogokomitom protusunčanom zaštitom kreće se najčešće u granicama od0,2 do 0,5,Kod protusunčane zaštite ravnog krova punim ekranom situacija jeslična kao kod vertikalnog elementa s vertikalnom zaštitom. No budućida je kod krova zračni sloj ispod protusunčane zaštite uvjek boljeventiliran, to su kod ravnog krova i vrijednosti fiktivnog koeficijentaapsropcije α nešto manje nego kod vertikalnog elementa i mogu iznositiod 0,05 do 0,20.191

Kod neprozirnih grañevinskih elemenata razlikuju se tri stupnjazaštite od sunčevog zračenja:-dobra zaštita kod koje je koeficijent α manji od 0,3,-srednja zaštita kad je vrijednost α izmeñu 0,3 i 0,7- bez zaštite kada je koeficijent α veći od 0,7.Prozirni (ostakljeni) grañevinski elementiMehanizam prenošenja topline kroz prozirni (ostakljeni) grañevinskielement (prozor), shematski prikazan na sl,11,5, je ovaj:1. Dio sunčevog zračenja ρ·P je reflektiran od stakla i odbačenprema van.2, Dio sunčevog zračenja α •P je apsorbiran i sve se dalje dogañakao kod neprozirnog elementa. Gustoća toplinskog toka koji ulazi uprostoriju je (11.13)α·Gq = .................................. k (t e + ------ - t i ) (11.13)α e3. Ostatak sunčevog zračenja u iznosu T•P prolazi kroz ostakljenje bezikakove promjene i nakon više uzastopnih refleksija apsorbiraju gapovršine stijena i predmeta u prostoriji,U slučaju običnog stakla koficijent α·ρ·T iznose sukcesivno 0,07,0,08 i 0,85Ukupna gustoda toplinskog toka koji ulazi u prostoriju biti 6edakleα·Gq =k (t e + ------ - t i ) + T · G....................................... (11.14)α eŠto se može pisati i ovakoα·Gq = ...................... (------ + T) G + k (t e - t i ) (11.15)α eFaktorα·k------ = Tα ei z f o rm u l a (11.15) se zo ve s o l a rn i faktor prozirnog gradjev i n s k o ge l e m e n t a i o zn a t a va slovom S , p a izraz (11.15) dob i v a k o n a t n io b l i k192

q = S•G + k (t e - t i )..................................... (11.16)toka ko ji ula zi u prostoriju kro z prozirni element i ozra čenosti G togistog elementa, kada su temperature vanjskog i unutarnjeg zrakajednake.Solarni faktor S običnog stakla iznosi oko 0,86,Sl.11.5.Shematski prikaz prozirnog gradjevinskog elementa (prozora)izloženog sunčevom zračenju.4.4. Prozirni (ostakljeni) grañevinski elementi sprotusunčanom zaštitomProtusunčana zaštita se u načelu može postaviti ili,s vanjske sunutarnje strane ostakljenog elementa. Njena efikasnost, meñutim, uoba ova slučaja je bitno različita.ili drugačije pisanoα·kq =------ ·G + k (te - t1) ................................................ (11.18)α e193

odnosnoq=S•G + k (t e - t 1 ) (11.19)Kada je protusunčana zaštita postavljena s vanjske strane prozirnogelementa najveći dio sunčeve energije apsorbirane elementomprotusunčane zaštite odlazi prema van, bilo direktno, bilo ventilacijomzračnog sloja izmeñu protusunčane zaštite prozirnog elementa. Zato jeu ovom slučaju solarni faktor S vrlo malen i kreće se u granicama od0,05 do 0,15.Ako je meñutim protusunčana zaštita ispred prozirnog elementatako postavljena da je omogućen prolaz izvjesnog dijela sunčevazračenja, opći izraz za gustoću toplinskog toka (11.19) i dalje vrijedi, stim da je u ovom slučaju vrijednost faktora S viša, Ovakav slučajsusreće se najčešće kod različitih rješenja "brisoleja",Protusunčana zaštita postavljena s unutarnje straneSlučaj protusunčane zaštite postavljene s unutarnje strane prozirnoggrañevinskog elementa shematski je prikazan na slici 11.7.Zbog jednostavnosti izlaganja pretpostavlja se da je koeficijenttransparentnosti promatranog elementa jednak jedinici tj. da ukupnadozračena snaga prolazi kroz element bez promjene i pada naprotusunčanu zaštitu.Sl.11.7. Shematski prikaz protusunčane zašite postavljene s unutarnje stranegrañevinskog elementa194

Mehanizam prenošenja topline u ovom slučaju je ovaj:1.Dio sunčeva zračenja je reflektiran od protusunčane zašite iodbačen prema van.2.Preostali dio sunčeva zračenja apsorbira za§tita3.Dio energije apsorbirane vanjskom površinom protusunčanezašite prenosi se kondukcijom prema unutarnjoj površini zašite odatle uprostoriju konvekcijom i dugovalnim zračenjem.4.Drugi dio apsorbirane energije prenosi se konvekcijom na zračnisloj izmeñu protusunčane zaštite i prozirnog elementa i odatleventilacijom u prostoriju,5.Preostali dio apsorbirane energije prenosi se zračenjem premaprozirnom elementu. Budući da se radi o dugovalnom zračenju za kojeje staklo nepropusno, staklo će svu dozračenu snagu apsorbirati prićemu će njegova temperatura rasti. Zbog toga dolazi do prenošenjatopline konvekcijom sa stakla na zratni sloj izmeñu stakla iprotusunčane zašite, i konvekcijom i zračenjem sa stakla premavanjskom prostoru.U slutaju da je protusunčana zaštita djelomično prozirna, dioupadnog sunčevog zračenja prošao bi kroz nju i nakon više refleksija195

apsorbirale bi ga površine stijena i predmeta u prosto riji.Za gustoću toplinskog toka koja prolazi kroz prozirni element iprotusunčanu zaštitu postavljenu s unutarnje strane vrijedii dalje izraz (11.19), samo što je kod ovakovih rješenja faktor Srelativno velik, najčešće veći od 0,5.TOPLINSKA STABILNOST VANJSKIH GRAðEVINSKIHELEMENATA U LJETNOM PERIODUUvodSve što je u poglavlju 11, rečeno za prenošenje topline krozgrañevinske elemente izložene djelovanju sunčevog zračenja, vrijediloje za stacionarne uvjete tj. pod pretpostavkom da su temperaturaunutarnjeg zraka t i , temperatura vanjskog zraka t e , odnosno ekvivalentnatemperatura t eg , vremenske konstantne.Ova pretpostavka je opravdana samo u slučaju manjih vremenskihpromjena temperature, ili pak kada se žele proučiti samo srednje vrijednostitoplinskih tokova.Za ljetni period karakteristične su, meñutim, relativno velikednevne promjene temperature vanjskog zraka, i vrlo velike dnevnepromjene sunčevog zračenja, pa je nužno da se kod toplinskihproračuna to promjene uzmu u obzir, Naime, oscilacije temperaturevanjskog zraka (ili ekvivalentne temperature u slučaju djelovanja isunčevog zračenja) izazivaju zagrijavanje iii hlañenje vanjskihgrañevinskih elemenata zgrade, a vrijednost toplinskog toka iraspored temperatura unutar pojedinog elementa, znatno suizmijenjeni u usporedbi s rezultatima proračuna po stacionarnimuvjetima prenošenja topline.Periodičke i po svojoj vrijednosti znatne promjene temperaturevanjskog zraka (ili ekvivalentne temperature) u ljetnom periodupostavljaju pred vanjske grañevinske elemente zgrade dodatnetoplinsko-fizikalne zahtjeve (osim onih koji proizlaze za stacionarneuvjete), To su zahtjevi za toplinskom stabilnost elemenata,Pod toplinskom stabilnošću vanjskog grañevinskog elementa razumijevase njegovo svojstvo da sačuva relativno postojanu temperaturuna svojoj unutarnjoj površini, kod periodičkih promjenatemperature vanjskog zraka i time izazvanih oscilacija toplinskog tokakoji prolazi kroz taj element.196

Temperatura zraka u prostoriji u ljetnim uvjetima bitno ovisi otoplinskoj stabilnosti njenih vanjskih grañevinskih elemenata.Ako vanjski elementi zgrade nisu dovoljno toplinski stabilni,temperatura zraka u zgradi, u ljetnom periodu, znatno će porasti, takoda će boravak u takvim prostorima postati vrlo neudoban i nezdrav,Upijanje (primanje) toplineU teoriji toplinske stabilnosti pretpostavlja se da temperatura vanjskogzraka (odnosno ekvivalentna temperatura) i toplinski tok kroz vanjskupovršinu grañevinskog elementa osciliraju po zakonu kosinusoide s periodomod 24 sate. U većini slučajevato je i vrlo blisko stvarnim uvjetima.Oscilacija temperature vanjskog zraka t e (ili t eq ) u ljetnom periodugrafički je prikazana na sl.12.1a.Pravac t e,sr predstavlja srednju vrijednost temperature vanjskog zraka za periodvremena 24 sata.Ta temperatura se uzima u račun kod stacionarnih uvjeta toplinskihproračuna. Razlika vrijednosti temperature vanjskog zraka t e od njene srednjevrijednosti t o sr odreñena je amplitudom oscilacije temperature vanjskog zrakaA te .Amplituda oscilacija sunčeva zračenja može se odrediti kao razlikamaksimalne dnevne i srednje dnevne ozračenosti (G max -G sr ) pa se amplitudaekvivalentne temperature odreñuje po formuliα(G max -G sr )Ateq = [Ate + -----------] · Ψ ............................ (12.1)α egdje faktor Ψ uzima u obzir vremensko nepodudaranje maksimalnih vrijednosti G it e .Vrijednosti faktoradane su u tablici 12,1.T ablica 12.1.odnosamplitudea(Gmax-Gsr)aefaktor 4, za vremensku razliku maksimuma G ito u satimaAte112 3 4 5 6 7 8 9 100,99 0,96 0,92 0,87 0,79 0,71 0,61 0,5 0,38 0,262 0,99 0,97 0,93 0,88 0,82 0,75 0,66 0,57 0,49 0,413 0,99 0,97 0,94 0,9 0,85 0,79 0,73 0,66 0,60 0,554 1,0 0,98 0,96 0,93 0,89 0,85 0,81 0,76 0,73 0,69197

Oscilacije temperature vanjskog zraka, odnosno ekvivalentnetemperature uzrokuju oscilacije toplinskog toka koji prolazi k r o zva njsku površin u grañevinsko g e lementa. Te oscila cije imat ćetakoñer oblik kosinusoide s jednakim periodom 24 sata, ali svremenskim pomakom. (sl,12.1b)Pravac q sr predstavlja srednju vrijednost gustoće toplinskogtoka kroz grañevinski element, dobivenu po formuliq s r = k(t e , s r t i )........................(12.2)odnosnoq s r = k(t e q , s r t i ).......................(12.3)gdje su t e ,sr odnosno t eq. sr srednje vrijednosti temperature vanjskogzraka, odnosno ekvivalentne temperature za vremenski period 24 sata,Otklon vrijednosti toplinskog toka q od njegove srednje vrijednosti q srodredjen je amplitudom oscilacija toplinskog toka A q .198

Sl.12.1. Dnevne oscilacije toplinskog toka q i temperature t e i e e199

Gustoća toplinskog toka kroz vanjsku površinu grañevinskog elementamijenja se dakle u granicama njegove maksimalne vrijednostiq m ax = q sr + A q ......................................(12.4)do njegove minimalne vrijednostiq m ax = q sr + A q ......................................(12.4)Oscilacije toplinskog toka koji prolazi kroz vanjsku površinugrañevinskog elementa uzrok su oscilacijama temperature vanjskepovršne elementa. Ova temperatura de se takoñer mijenjati po zakonukosinusoide s jednakim periodom 24 sata, ali s nekim vremenskimpomakom faze oscilacija. (sl.12.1c)Unutar elementa, gustoća toplinskog toka i temperatura takoñerse periodički mijenjaju, po istom Zakonu i s jednakim periodom, s timšto se njihove amplitude s prodorom toplinskog vala u dubinu elementasve više smanjuju a vremenski pomak faze oscilacija postaje sve veći.Odnos amplitude oscilacija toplinskog toga A q na vanjskoj površinigrañevinskog elementa iii vanjskoj površini nekog sloja višeslojnogelementa prema amplitudi oscilacija temperature A, to iste površine,zove se koeficijent upijanja (primanja) topline od strane površineelementa, odnosno sloja elementa i označava slovom UA qU = ------ ........................................(12.6)A θIz definicijske jednadžbe (12.6) slijedi da je u sustavu SI jedinicakoeficijenta u W/(m 2 •K).Vrijednost koeficijenta U ovisi o periodu toplinskih oscilacija, ali io svojstvima grañevinskih materijala i grañevinskog elementa.Kod relativno velike debljine jednoslojnog grañevinskog elementakoji prima periodički toplinski tok, koeficijent upijanja topline od stranenjegove površine ovisi samo o fizikalnim svojstvima materijala i periodaoscilacije toplinskog toka. U tom slučaju koeficijent upijanja topline Upredstavlja fizikalnu karakteristiku materijala elementa, zove sekoeficijent upijanja topline od strane materijala, označava slovom S iodreñuje po formuligdje je λ koeficijent toplinske vodljivosti, p obujamska masa i cspecifični toplinski kapacitet materijala elementa, a T period toplinskihoscilacija.200

Za promatrano toplinsko djelovanje s periodom 24 sate, formula (12,7)poprima oblikU brojčanu jednadžbu (12.8) x se uvršava u W/(m•K), p u kg/m 3 , cu J/(kg·K), a koeficijent S se dobiva u W/(m 2 •K).Koeficijent upijanja topline od strane materijala S karakterizirasvojstvo grañevinskog materijala da u većoj iii manjoj mjeri upija(prima) toplinu pri oscilacijama temperature na njegovoj površini.Vrijednost koeficijenta upijanja topline od strane vanjske površinenekog sloja višeslojnog grañevinskog elementa sastavljenog odrelativno tankih slojeva ovisi ne samo o toplinskofizikalnimkarakteristikama promatranog sloja već i o karakteristikama jednog iliviše slojeva koji dolaze iza promatranog sloja u smjeru kretanjatoplinskog vala. Slično tome, kod relativno tankog jednoslojnoggrañevinskog elementa, koeficijent U je ovisan i o prenošenju topline spovršine elementa položene nasuprot one koja prima periočikatoplinska djelovanja.Kao kriterij za ocjenu debljine grañevinskog elementa i 1 i njegovogsloja kod odreñivanja vrijednosti koeficijenta U službibezdimenzionalna veličina D, nazvana karakteristika toplinske inercije,koja je jednaka produktu toplinskog otpora R i koeficijenta upijanjatopline od strane materijala S jednoslojnog elementaD = R • S......................................... (12.9)Karakteristika toplinske inercije višeslojnog grañevinskog elementajednaka je sumi karakteristika toplinske inercije pojedinihslojeva, tj.D = R 1· S 1 + R 2 • S 2 + R 3· S 3 ........(12.10)gdje se indeksi 1,2,3. odnose na prvi , drugi , treći sloj elementaAko je za jednoslojni element ili promatrani sloj višeslojnogelementaD ≥ 1 onda je U = S.Ako je za jednoslojni element D < 1 onda se veličina U računa poformuliR·S 2 + α i201

U =------------.......................................(12.11)1 + R•α,Kada je za neke slojeve viešlojnog grañevinskog elementa D Toplinsku zaštitu prozirnih elementa pročelja tijekom IjetaToplinsku zaštitu vanjskih neprozirnih gradevnih dijelova plošne mase < 100 kg/m2tijekom Ijeta> Zrakonepropusnost gradevnih dijelova koji čine omotača grijanog prostora zgrade> Zrakopropusnost reški prozora, balkonskih (vanjskih) vrata i krovnih prozoraVanjski neprozirni gradevni dijelovi, koji su izloženi Sunčevu zračenju, moraju imatiodgovarajuće dinamičke toplinske karakteristike kako bi se smanjio njihov doprinoszagrijavanju zraka u zgradi tijekom Ijetnih mjeseciDinamičke toplinske karakteristike gradevnih dijelova, ovisne o promjenjivostitoplinskih tokova, nisu još u potpunosti donesene u EN normama, te se dokazujeposredno preko koeficijenta prolaska topline - U [W/(m 2 K)]Tablica 13. Faktor umanjenja naprave za zaštitu od Sunčeva zračenja F c (-)NAPRAVA ZA ZAŠTITU OD SUNČEVA ZRAČENJAFc(-)202

Bez naprave za zaštitu od Sunčeva zračenja 1Naprava s unutrašnje strane ili izmedu stakala-bijele ili reflektirajuće površine i male transparentnosti 0,75-svijetle boje i malene transparentnosti 0,8-tamne boje i povišene transparentnosti 0,9Naprava s vanjske strane-žaluzine, lamele koje se mogu okretati, otraga provjetravano 0,25-žaluzine, rolete, kapci (škure, grilje) 0,3Strehe, lode 0,5Markize, gore i bočno provjetravane 0,4Izvor: TPRUETZZElementi zaštite od Sunca mogu se postavljati:> na fasadi> u unutrašnjem prostoru Elementi mogu biti fiksirani ili pokretni, klizni, rolo iuz to automatizirani. Mogu biti postavljeni kao pojedinačni vertikalni ili horizontalnielementi ili kao plohe, u oba slučaja izvana ili unutra. Elementi trebaju biti lagani, apostavljaju se na potkonstrukciju koja je odmaknuta od nosive konstrukcije zgrade.Materijali od kojih se izraduju elementi zaštite od Sunca su :> aluminij (ekstrudiran, anodiziran, pjeskaren)> drvo (otporno na vanjske uvjete)> tkanine (fiberglas, impregnirane ili prirodni materijal)Korisni elementi zaštite od Sunca su nadstrešnice ili trjemovi odredene dubine najužnom pročeljukoje sprječavaju upad Sunca Ijeti, a propuštaju ga zimi. U pravilu se na južnoj stranipostavljajuhorizontalne elemente jer Ijetno južno Sunce upada pod visokim kutom pa gahorizontalna plohane propušta do ostakljenja. Zimsko Sunce upada pod blagim kutom pa horizontalnielementi nesprečavaju prolaz do ostakljenja. Na zapadnoj i istočnoj strani se postavljajuvertikalne elementekoji mogu raspršiti zrake budući zapadno Sunce uvijek upada pod blagim kutom.Dodatno, moguće je upotrebom mobilnih i automatiziranih elemenata optimalnokoristiti dobitakaod Sunčevog zračenja za pojedine prostore prema trenutnoj potrebi.Ipak, zaštiti od Sunca najviše doprinosi pravilna orijentacija zgrade, odnosnogrupiranje prostorijapo namjeni prema karakteristikama pojedine orijentacije.PASIVNA SUNČANA ARHITEKTURA I ZAŠTITA OD SUNCAU ukupnoj energetskoj bilanci kuće važnu ulogu igraju i toplinski dobici od sunca.U suvremenoj arhitekturi puno pažnje posvećuje se prihvatu sunca i zaštiti odpretjeranog osunčanja, jer se i pasivni dobici topline moraju regulirati i optimizirati uzadovoljavajuću cjelinu. Ako postoji mogućnost orijentacije kuće prema jugu,staklene površine treba koncentrirati na južnoj fasadi, dok prozore na sjevernoj fasaditreba maksimalno smanjiti da se ograniče toplinski gubici.203

Toplinska masa zida ili poda u južno orijentiranim prostorijama spremat ćetoplinsku energiju tokom dana i distribuirati je kasnije noću. Pretjerano zagrijavanjeljeti treba spriječiti sredstvima za zaštitu od sunca, usmjeravanjem dnevnog svjetla,zelenilom, prirodnim provjetravanjem i sl4.4.8. ZRAKONEPROPUSNOST PROZORAPri ugradnji prozorskih okvira u zid ostaju na spoju uže ili šire reške ko-je jepotrebno potpuno zabrtviti. To se radi raznim materijalima za brtv-ljenje, kao što suprofili i trake za brtvljenje, kitovi, toplinskoizolacij-ski materijali u obliku pjene i dr.Na spoju prozorskog okvira i prozor-skog krila moraju biti ugradene pra-vilnooblikovane, trajne i elasticne brtve neprekinuto po cijelom obodu. U slucaju da zgradaima sustav kon-troliranog prozracivanja, taj spoj mora biti što zrakonepropusniji. Akotak-vog prozracivanja nema, spoj prozorskog okvira i krila mora imati una-prijedpropisanu zrakopropusnost koja omogucava bar najmanju izmje-nu zraka potrebnu zasprjecavanje kondenzacijskih pojava te plijesni na unutarnjim površinama obodnihzidova gradevine i (što je i važnije) za dovod kisika potrebnog za disa-nje te izgaranjegoriva u pecima.Brtve se opcenito ugraduju na unu-tarnju brazdu prozorskog okvira. Kod spojnihprozora brtva mora biti izmedu prozorskog okvira i okvira unutarnjeg krila, cime seizbjegava neželjena kondenzacija u medustak-lenom prostora.Važan utjecaj na zrakopropusnost prozora ima i prozorski okov. On moraomoguciti učvrsćivanje prozorskih krila na prozorski okvir na više mjesta. Brtve dobrodjeluju onda kad je okov pravilno postavljen.Kod velikih stambenih zgrada prostori se prozračuju kroz otvorene prozore. Kakopropisi zahtijevaju intenzivno prozračivanje prostora(prosječno 0,5 izmjena zraka ujednom satu) potrebno je prozor često otvarati, što povećava toplinske gubitke. Priproračunu toplinskih gubitaka zato je potrebno, uz poštivanje činjenične vrijednostizrakopropusnosti zatvorenog prozora, uzeti u obzir i to da se on mora često otvarati.Ostale značajke prozoraNa unutarnjoj se površini okvira i ostakljenja, unatoć kvalitetnim prozorima, možepojaviti kondenzat. Razlog je tome što različite prepreke sprjećavaju da topli zrak kojiproizvodi grijaće tijelo ispod prozora grije unutarnju površinu prozora.često se iznad grijačeg tijela ugrañuju police koje preusmjeravaju tok toplog zraka odprozora. Police je potrebno odstraniti ili u njima izbušiti rupe kroz koje topli zrak možedoći do prozora.Pri projektiranju je potrebno paziti da prozori u debljim zidovima nisu pomaknutipreviše prema vanjskoj strani. Pothladeni mrtvi kut na donjoj strani često je uzrokomkondenzacije.Eventualna dodatna toplinska zaštita na unutarnjoj strani prozora, koja na njeganije spojena zrakonepropusno, uzrok je da vlažan zrak iz prostora dolazi dopothladene površine prozora i tamo se kondenzira. Ugodnija su stoga rješenja sdodatnom toplinskom izolacijom na vanjskoj strani prozora.Cak i zavjese na unutarnjoj strani prozora znatno utjeću na toplinsku izolacijuprozora. Zavjesa od stropa do poda koja razdvaja prozor i grijaće tijelo od prostora,iako je to dobro rješenje za problem kondenzacije, izvor je velikih toplinskih gubitakakoji se povećavaju za 40 posto. Preporučljive su kraće zavjese kod kojih manji diotopline grijaćeg tijela grije prozor, a veći dio prostor.Kod prozora s roletama poseban je problem kutija. Ona mora biti u unutrašnjostitoplinski izolirana tako da bude što bliže zidu u koji je ugrañena. Korisno je i204

odgovarajucim brtvilima zabrtviti rešku kroz koju iz kutije izlaze trake za podizanje ispuštanje zaštitnih zavjesa.Slabo izolirani prozori imaju po hladnijem vremenu niske površinske temperature i stoga(unatoc odgovarajućoj temperaturi unutarnjeg zraka) hlade ljude koji su u njihovojblizini. Često je razlog gibanje zraka koji uzrokuje njegovo hlañenje i spuštanje kodpothladenih prozorskih površina. Zrakopropusne reške prozorskih spojeva uzrokomsu propuha koji je ljudima neugodan i nezdrav. Dobro izolirani i zabrtvljeni prozorinisu važni samo za štednju energije, već i zato jer stvaraju uvjete za ugodno i zdravostanovanje.SAVJETIZAMJENITE PROZORE. Energetski efikasni prozori će pored smanjenja troškova zagrijanje pridonijeti i povećanju ugodnosti u prostoru.Karakteristike prozora koje bi trebali kupiti su:• Dvostruko ili trostruko ostakljenje sa zračnim prostorom od najmanje 16 mm.Umjesto zraka kao izolatora, prostor izmeñu stakala može biti ispunjeninertnim plinom argonom čime se povećava učinkovitost prozora• Low-e premaz na unutarnjoj strani unutarnjeg stakla koji sprječava gubitaktopline reflektirajući je natrag u prostor• Toplinski gubici se dogañaju kako kroz staklo, tako i kroz okvir prozora. Okvirmože biti PVC, ali s čeličnim ojačanjem, aluminijski, ali s prekinutim toplinskimmostovima, drveni ili kao kombinacija drvo-aluminij.Ukupni koeficijent prolaza topline bi prema novom propisu trebao biti U

Ovi su prozori u odnosu na obično IZO staklo skuplji 20%, ali su im toplinski gubiciza 50% manji. Cijena PVC stolarije se kreće od 1800 – 2000 kn/m2, dok je cijena zaprozore drvo-aluminij 2500 -3000 kn/m2.Osjećate li da kroz procijepe oko prozora ili vrata struji zrak?Prozori ili vrata koji slabo brtve su glavni uzrok gubitaka topline. Ukoliko ste unemogućnosti kupiti nove prozore, lijepljenjem izolacijske trake oko prozora i vratasmanjiti ćete toplinske gubitke. Cijena ove trake je 40 kn/m.Provjerite da li postoje pukotine izmeñu prozora i zida kroz koje prolazi zrak pričemu se gubi toplina iz kuće. Pukotine zatvorite odgovarajućim materijalima, kao naprimjer PU pjena. Investicijom od 40 kn godišnje možete uštedjeti i do 400 kn nagrijanju.Kako pravilno odabrati novi prozorProzor je najdinamičniji dio vanjske ovojnice zgrade, koji istovremeno djeluje i kaoprijemnik koji propušta Sunčevu energiju u prostor te kao zaštita od vanjskih utjecajai toplinskih gubitaka. Ukupni gubici kroz prozore iznose 50 posto toplinskih gubitakazgrade, oni su obično i desetak puta veći od onih kroz zidove, pa je jasno kolikuvažnost igra energetska učinkovitost prozora u ukupnim energetskim potrebamazgrade. U skladu sa novim Tehničkim propisom, koeficijent prolaska topline zaprozore i balkonska vrata može iznositi maksimalno U=1,80 W/m2K. Dok se nastarim zgradama koeficijent U prozora kreće oko 3,00-3,50 W/m2K i više (gubicitopline kroz takav prozor iznose prosječno 240-280 kWh/m2K, europska zakonskaregulativa propisuje sve niže i niže vrijednosti i one se danas najčešće kreću urasponu od 1,40-1,80 W/m2K. Na suvremenim nisko energetskim i pasivnim kućamataj se koeficijent kreće izmeñu 0,80-1,40 W/m2K. U ukupnim toplinskim gubicimaprozora sudjeluju i prozorski profili koji neovisno o vrsti materijala od kojeg seizgrañuju moraju osigurati: dobro brtvljenje, prekinuti toplinski most u profilu,jednostavno otvaranje i nizak koeficijent prolaska topline.Preporuka za gradnju suvremene energetski učinkovite zgrade je korištenjeprozora s koeficijentom U manjim od 1,40 W/m2K. Takoñer se kao prozorski profilpreporuča moderni visoko učinkoviti drveni profil koji je i ekološki i energetskiprihvatljiv.Gubici topline kroz prozoreGubici kroz prozore su transmisijski, odnosno oni kroz zatvoren prozor iventilacijski, odnosno oni kroz otvoren prozor. Kada se zbroje jedni i drugi, krozprozore se ostvaruje preko 50 % ukupnih toplinskih gubitaka zgrade. Prozora imamnogo različitih vrsta, a njihov koeficijent prolaznosti topline kreće se od 0,8 W/m2K206

kod najboljih prozora s trostrukim staklima i plinskim punjenjem pa sve do 3,5 W/m2Kkod starih jednostrukih prozora. Kvalitetniji prozori smanjuju transmisijske gubitke,dok se gubici ventiliranjem mogu smanjiti ugradnjom ventilacijskog sustava ili pomoćisenzora otvorenosti prozora. Senzor otvorenosti prozora povezuje se direktno sakontrolom grijanja/hlañenja i isključuje sustav kada se prozor otvara. Na taj način sesmanjuju gubici ventiliranjem.Na transmisijske gubitke utječe više detalja. Osnovni je svakako koeficijentprolaznosti topline staklene površine i profila prozora. Koeficijent prolaza topline nastaklima se smanjuje ugradnjom dvostrukih i trostrukih stakala, čiji su meñu prostoripunjeni zrakom, ili bolje inertnim plinom (argonom) koji djeluje kao toplinski izolator.Na vanjskoj površini svakog stakla trebao bi postojati tzv. Low-E premaz (premazniske emisivnosti), koji smanjuje zračenje topline preko prozora. Postavljanjem togsloja samo sa vanjskih površina stakala dozvoljava se ulaz topline ali ne i izlaz, takoda staklo djeluje poput toplinskog ventila. Low-E premaz je bezbojan i ne utječe naprolazak svjetla.Prozor kao grañevni element ima funkciju osigurati zadovoljavajuću zvučnu itoplinsku izolaciju, kao i funkciju prirodnog provjetravanja prostora, što se postižeprimjenom adekvatnih materijala i konstrukcijskih profila.U-vrijednost-koeficijent prolaza toplineΨ-vrijednost-prolaz topline kroz spojne detalje-toplinski mostovia-vrijednost-provjetravanjeg-vrijednost-toplinski tok iz vanjskih izvoraZBROJ OVIH VRIJEDNOSTI ODREðUJU UKUPNE TOPLINSKE GUBITKEPROZORSKOG ELEMENTA.207

Prema podacima proizvoñača mijenjanje starog jednostrukog prozora novimdvostrukim (s U=1,3 W/m2K kao i Low-E premazom) isplaćuje se financijski krozdvije sezone grijanja. Prozori do 1,1 W/m2K su u sličnom razredu isplativosti, dok onis koeficijentom prolaza topline ispod 1 W/m2K postaju značajno skuplji u odnosu nauštedu te se koriste samo u izgradnji pasivnih kuća.Vrste prozorskih okviraVrste prozorskih okvira:- aluminijski- plastični- drveniALUMINIJSKI PROZORSKI OKVIRI imaju veliku postojanost oblika, što je je odbitne važnosti kod velikih prozorskih okvira i veliku postojanost na vremenskeutjecaje (npr. sol). Oni ne stare i laki su za održavanje. Aluminij ima veliku toplinskuvodljivost, tako je presudno njgovo unutarnje punjenje koje mora biti dobar toplinskiizolator kao što je npr. drvo.PLASTIČNI PROZORSKI OKVIRI imaju bolju toplinsku zaštitu od aluminijskih, cijenaim je približno ista ali imaju problematičan vijek trajanja i nisu prihvatljivi sa ekološkogaspekta jer njihova proizvodnja i reciklaža zagañuju okoliš (zato što najčešće sadržekadmij, omekšivače i sredstva za zaštitu od požara). No prednost im je lakoodražavanje u odnosu na drvene prozorske okvire.DRVENI PROZORSKI OKVIRI imaju udio na trištu od oko 40%. Drvo je klasičnimaterijal za prozore i ako se pravilno održava može trajati i do 100 godina, aprihvatljiv je i sa ekološke strane jer je drvo materijal koji se obnavlja. Drvo imanajbolji stupanj toplinske i zvučne izolacije. Prilikom požara njegova konstrukcijaostaje postojana i ne proizvodi nikakve otrovne plinove. Važan je i odabir ispravnog208

zaštitnog sredstva za njih, a ekološki najpovoljnije su zaštite na bazi smola i firnisa.Takoñer se mora omogućiti i neometan prodor vlage, a da bi prozori bili otporni navremenske utjecaje moguće je oblaganje aluminijem.Izo staklaKako bi smanjili toplinske gubitke, obični jednostruki prozori se zamjenjujukvalitetnijim IZO staklima boljih izolacijskih svojstava. Izo staklo je stakleno tijelosastavljeno od najmanje dvije staklene površine a meñuprostor je ispunjen suhimzrakom s točkom rošenja -30°C ili nekim drugim plinom, najčešće argonom,ksenonom ili kriptonom. Navedeni plinovi se stavljaju zbog smanjenja koeficijentaprolaza topline odnosno kako bi smanjili toplinske gubitke kroz prozor.Bitna svojstva izo stakala su : izolacija prolazu topline, utjecaj na prolaz svijetlosti,bistrina i čistoća stakala, pravilan odraz slike okoliša i da ne smije doći do rošenja umeñuprostoru.IZO STAKLO se sastoji od sljedećih dijelova:a. staklo (npr. 2x4mm)b. zrak ili plinsko punjenjec. okvird. upijač vlage (molekularna zrnca)e. unutarnje brtvilo, (butil 5g/m)f. vanjsko brtvilo, 65-70ml/mKVALITETA IZO STAKLA ovisi o svakom sastavnom dijelu izo stakla, o kvalitetimaterijala i načinu izrade pojedinog dijela.STAKLA KOJA SE KORISTE PRI IZRADI IZO STAKALA su slijedeća:1. FLOAT STAKLO koje je ravno prozirno staklo a standardno se ugrañuje u IZOstaklo i to u debljinama od 3 do 10mm2. LAMINIRANO STAKLO je sastavljeno od više float stakala zalijepljenih folijom.Ovo staklo se koristi i zbog sigurnosnih razloga jer ne puca u male komadićeprilikom oštećenja3. KALJENO STAKLO je float staklo koje je termički obrañeno zbog poboljšanjamehaničkih svojstava, čvrstoće na udar i vlačne čvrstoće na savijanje, u209

slučaju razbijanja raspada se na velik broj malih komadića tupih rubova pa jepogodno iz sigurnosnih razloga za korištenje.4. ORNAMENT STAKLA, površina im je ukrašena različitim uzorcima5. REFLEKTIRAJUĆE STAKLO premazano metalnim filmom koji dio svijetlostireflektira a dio apsorbira.NA NISKI U-FAKTOR KOD IZO STAKLA UTJEČE:1. debljina i broj meñuprostora (U- faktor smanjujemo većim brojemmeñuprostora i što većom širinom meñuprostora)2. punjenje meñuprostora ( IZO stakla se pune zrakom ili inertnim plinovima(argon, kripton, xenon ili SF6) koji bitno smanjuju U- faktor3. odabir stakla (Debljina stakla vrlo malo utječe na U- faktor, ali ga upotrebastakla niske emisije (Low-e staklo) značajno smanjuje. Low-e staklapremazana su s strane meñuprostora posebnim metalnim filmom koji propuštavalove kratkih valnih duljina odnosno sunčevu svijetlost, dok zračenje dugihvalnih duljina reflektira ( IC zračenje)Prikaz toplinski pogodnijih profila PVC, aliminijskih i drvenih prozora:210

Low-E staklaPrema novom Tehničkom propisu o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti uzgradama, prozori s low-e staklima su obavezni u novim zgradama. Prozori sovakvim staklima imaju koeficijente prijelaza topline oko 1,3 W/m2K što je svakakopreporuka pri kupnji novih prozora prilikom renoviranja starih zgrada. Princip low-estakala je da se na staklo nanese tanak sloj na bazi vanadijeva dioksida. Taj sloj uzimskim uvjetima potpuno propušta infracrvene zrake, a tijekom ljetnih mjeseciponaša se poput filtra i spriječava prolaz toplinskog zračenja kroz staklo. Kako pritompotpuno propušta svijetlost u nekim slučajevima prozoru ne treba nikakvo sjenilo.Kemijskim sastavom i postupkom nanošenja tog sloja na staklo unaprijed odreñujegranicu na kojoj filter postaje propusan, granica je podesiva izmeñu 0°C i 70°C.Uštede na energiji su znatne primjenom ovih stakala u grediteljstvu a mogu dostići ido 50% energije za klimatizaciju.Prednost low-e stakla je i to da se može u proizvodnji mijenjanjem udijelananešenih materijala proizvoditi staklo točno za odreñena klimatska područja.Razlika u cijeni običnog i pametnog stakla je 20%, no energetska bi ušteda moglabrzo nadoknaditi povećane troškove ulaganja.Druga razina pametnih stakala zahtjeva još jedno svojstvo-samočišćenje.Nanese li se na staklo tanak sloj titanovog oksida, na površini će se odvijati redoxproces,pri čemu se organske nečistoće na površini stakla uglavnom razlažu na CO2i vodu. Debljina sloja vanadijevog dioksida je oko 100 nanometara, a njegovonanošenje na staklenu površinu tijekom proizvodnje stakla jamči mu jednak vijektrajanja. Sa stakla ga neće ukloniti nikakvi vremenski utjecaji, uništit ga može samorazbijanje stakla.Na sljedećoj slici je prikazan značaj u izboru kvalitetnijeg stakla na područjutoplinske ugodnosti i uštede energije. Pri vanjskim uvjetima -10°C i unutarnjimuvjetima od +20°C, izo stakla pokazuju daleko bolja svojstva od običnih jednostrukihstakala.Prikaz temperature unutrašnje površine stakla za razne k-faktore211

U sljedećoj tablici vidimo usporedbu različitih tipova prozora u usporedbi sprozorom koji ima U- faktor 1.4 W/m2K, što je relativno dobar iznos koeficijentaprolaza topline. Prikazane su uštede su u kWh po kvadratnom metru prozora,procijenjeni toplinski gubici i ukupna investicija postavljanja odreñenog prozora.MJERE POBOLJŠANJA NA POSTOJEĆIM PROZORIMANajveći gubici topline su kroz loše brtvljenje prozorskog krila i oknaprozora koje se može riješiti stavljanjem različitih brtvila. Ako materijal prozorskekonstrukcije dobro vodi toplinu, uz energetske gubitke javljaju se i oštećenja izazvanakondenzatom, a javljaju se i gubici zračenjem topline iz toplije prostorije premahladnijem okolišu.212

Poboljšanje toplinskih karakteristika moguće je postići na sljedeće načine:• zabrtviti prozore (i vanjska vrata)• provjeriti i popraviti okove na prozorima (i vratima)• izolirati kutije za rolete• reducirati gubitke topline kroz prozore ugradnjom roleta, postavom zavjesa,itd.• zamjeniti prozore novim toplinski kvalitetnijimBrtvljenjeIz modificiranog i osuvremenjenog presjeka profila prozora vidimo da je spojizmeñu krila i doprozornika u stvari kompleksna konstrukcija koja u prvom reduonemogućava prolaz zraka, a isto tako i prolaz vode. U vanjskom dijelu nastoji seonemogućiti dolazak vode na kritični dio profila, a u unutarnjem dijelu profilacijapostiže se brtvljenje zraka. Spoj krila i stakla omogućuje provjetravanje unutrašnjostiprofila ispod stakla kao i kvalitetno nalijeganje stakla na vanjski i unutarnji dio.Stari prozori nemaju ugradene brtve. Stoga je korisno u spoj izmedu prozorskogokvira i krila utisnuti brtvila kao što su razlicite samoljepljive trake (od gume iliraznih pjenastih materi-jala) koje se povremeno moraju ob-navljati. Bolje je rješenjeono koje u prozorsku brazdu urezuje utor u koji se zatim ugraduje brtva kakva se upotrebljavai kod novih prozora. Prozorski okov potrebno je kod svih opisa-nih nacinabrtvljenja odgovarajuce nastaviti. Cesto se pokaže da je pos-tojeci okov potrebnozamijeniti no-vim. U slucaju da se širina spoja prozorskog okvira i krila zbog deformacijadrva i okova od mjesta do mjesta jako razlikuje, potrebno ga je zabrtviti masomza brtvljenje (npr. trajnoelasticnim silikonskim kaucu-kom). Stara je boju najprijepotrebno odstraniti, zatim nanijet masu i prekriti je razdvajajucom folijom. Zatim seprozor zatvori (ne do kraja) i ceka se da se masa stvrdne. Razdva-jajuca se folija nakraju odstrani, a višak mase odreže. Izmedu prozora i zida cesto ostaje reškakroz koju nekontrolirano pro-dire hladan zrak. U takvim je sluca-jevima reškupotrebno zatvoriti na vanjskoj i unutarnjoj strani letvicom, a meduprostor zapunitipjenastim toplinskoizolacijskim materijalom (npr. poliuretanskom pjenom)213

Dobro brtvljenje prozorskog profila kao i postava toplinske izolacije vanjskog zida u odnosuna profil prozora igraju veliku ulogu u smanjenju ukupnih toplinskih gubitaka.4.4.9. ISPITIVANJE PROPUSNOSTI VRATATEHNIČKA SVOJSTVA I DRUGI ZAHTJEVI ZA PROZORE I VRATA,TE NAČIN POTVRðIVANJA SUKLADNOSTIPodručje primjeneOvim se Prilogom sukladno članku 7. stavku 1. važećeg Propisa odreñuju tehničkasvojstva i drugi zahtjevi za prozore i vrata, te način potvrñivanja sukladnosti prozora ivrata, ako ovim Popisom nije drukčije propisano.Tehnička svojstva i drugi zahtjevi, te potvrñivanje sukladnosti prozora i vrataodreñuju se odnosno provode, ovisno o vrsti prozora i/ili vrata, prema normamaSpecificirana svojstva, potvrñivanje sukladnosti i označavanjeSpecificirana svojstvaTehnička svojstva prozora i vrata, ovisno o vrsti prozora odnosno vrata morajuispunjavati opće i posebne zahtjeve bitne za njihovu krajnju namjenu u grañevini imoraju biti specificirana prema normi HRN EN 14351-1 odnosno prema posebnompropisu.Prozori i vrata prema podjeli u normi HRN EN 14351-1, te ostali prozori i vratana koje se odnose zahtjevi otpornosti na opterećenje vjetrom, vodonepropusnosti,propusnosti zraka, prolaska topline i zvučne izolacije, moraju se specificirati prematoj normi.Prozori i vrata koji se nalaze izmeñu prostora različitih požarnih sektora gledeotpornosti na požar i propuštanja dima moraju se specificirati u skladu s posebnimpropisom.Svojstva prozora i vrata moraju biti specificirana u projektu grañevine.Svojstvo propusnosti zraka obvezno se specificira.214

Svojstvo otpornosti na opterećenje vjetrom, vodonepropusnosti, prolaskatopline, zvučne izolacije te otpornost na požar i propuštanje dima mora sespecificirati u ovisnosti o namjeni i položaju prozora ili vrata u grañevini i uvjetimanjezine uporabe.Potvrñivanje sukladnostiPotvrñivanje sukladnosti prozora i/ili vrata na koje se primjenjuje ovaj Prilogglede svojstava propusnosti zraka, otpornosti na opterećenje vjetrom,vodonepropusnosti, prolaska topline i zvučne izolacije provodi se, ovisno o vrstiprozora odnosno vrata, prema odredbama Dodatka ZA norme HRN EN 14351-1, teodredbama ovoga Priloga i posebnog propisa.OznačavanjeProzori i vrata označavaju se, na otpremnici i na prozoru ili vratima premanormi HRN EN 14351-1. Oznaka mora obvezno sadržavati upućivanje na tu normu,a u skladu s posebnim propisom.Oznaka iz predhodnog stavka ovoga Priloga obvezno sadržava iskazanuobavijest o svojstvima propusnosti zraka te o ostalim svojstvima (kao što su:otpornost na opterećenje vjetrom, vodonepropusnost, prolaz topline, zvučna izolacijate otpornost na požar i propuštanje dima) kada se ta svojstva, u ovisnosti o namjeni ipoložaju prozora ili vrata u grañevini i uvjetima njezine uporabe, specificirajuprojektom grañevine.IspitivanjeIspitivanje svojstava propusnosti zraka, otpornosti na opterećenje vjetrom,vodonepropusnosti, prolaska topline i zvučne izolacije prozora i vrata i uzimanje ipriprema uzoraka za ispitivanje, ovisno o vrsti prozora i vrata, provodi se premanormama.Ispitivanje prozora i/ili vrata na svojstva otpornosti na požar i na propuštanjedima provodi se, ovisno o vrsti prozora odnosno vrata, prema priznatom tehničkompravilu i priznatim tehničkih pravilima na koje ono upućuje.Održavanje svojstavaOdržavanje svojstva prozora i/ili vrata tijekom prijevoza, pretovara iskladištenja mora se osigurati u skladu s uputom proizvoñača.ProjektiranjeDjelovanje vjetra odreñuje se proporcionalno referentnim brzinama vjetraodreñenim normom nHRN ENV 1991-2-4 za odgovarajuću visinu ugradnje prozoraodnosno vrata.Popis priznatih tehničkih pravila i normaPriznata tehnička pravilaPravilnik o tehničkim normativima za projektiranje i izvoñenje završnihradova u grañevinarstvu (»Službeni list« 21/90), te priznata tehnička pravila itehničke specifikacije na primjenu kojih ta priznata tehnička pravila upućuju.Pravilnik u obaveznom atestiranju elemenata tipnih grañevinskih konstrukcijana otpornost prema požaru te o uvjetima kojima moraju udovoljavati organizacijeudruženog rada ovlaštene za atestiranje tih proizvoda (»Službeni list« 24/90 i»Narodne novine« 47/97 i 68/00), te priznata tehnička pravila i tehničke specifikacijena primjenu kojih ta priznata tehnička pravila upućuju.ISPITIVANJE PROPUSNOSTI VRATA1) Broj izmjena unutarnjeg zraka s vanjskim zrakom kod zgrade u kojoj borave ilirade ljudi treba iznositi najmanje n = 0,5 h -1 ako propisom donesenim u skladu s215

Zakonom o prostornom ureñenju i gradnji kojim se ureñuje to područje nije drukčijepropisano.(2) U vrijeme kada ljudi ne borave u dijelu zgrade koji je namijenjen za rad i/iliboravak ljudi, potrebno je osigurati izmjenu unutarnjeg zraka od najmanje n = 0,2 h -1 .(3) Najmanji broj izmjena zraka iz stavka 1. i stavka 2. ovoga članka mora biti veći upojedinim dijelovima zgrade ako je to potrebno:– da se ne ugrozi higijena i zdravstveni uvjeti, i/ili– zbog uporabe ureñaja za grijanje i/ili kuhanje s otvorenim plamenom.(4) Ako se za ventiliranje zgrade osim prozora ili umjesto njih koriste i posebniureñaji s otvorima za ventiliranje, tada mora postojati mogućnost njihovajednostavnog ugañanja sukladno potrebama korisnika zgrade.(5) Ispunjavanje zahtjeva o zrakonepropusnosti dokazuje se i ispitivanjem naizgrañenoj zgradi prema HRN EN 13829:2002, metoda odreñivanja A.(6) Prilikom ispitivanja iz stavka 5. za razliku tlakova izmeñu unutarnjeg i vanjskogzraka od 50 Pa, izmjereni tok zraka, sveden na obujam grijanog zraka, ne smije bitiveći od vrijednosti n 50 = 3,0 h -1 kod zgrada bez mehaničkog ureñaja zaprovjetravanje, odnosno n 50 = 1,5 h -1 kod zgrada s mehaničkim ureñajem zaprovjetravanje.4.4.10. ISPITIVANJE PROPUSNOSTI REŠKI KANALA (CIJEVI)POTREBNA MJERENJA U SUSTAVIMA KLIMATIZACIJE, GRIJANJA, HLAðENJAI VENTILACIJEMjerenja se mogu provoditi u svrhu ustanovljavanja energetskih svojstava i učinkovitostisustava grijanja, funkcionalnosti cjelokupnog sustava, ustanovljavanja izbalansiranosti razvoda, teustanovljavanja karakteristika komfora u boravišnim prostorima, pogotovo u onima specijaliziranihnamjena.Najčešće se provode mjerenja temperature i protoka polaznog i povratnog medija.Istovremeno je potrebno mjeriti potrošnju goriva u kontrolnom vremenu. Ukoliko je izvedivo,poželjno je mjeriti temperaturu dimnih plinova. Mjerenje sastava dimnih plinova je učinkovit zahvatza ustanovljenje stanja kotla, no zbog zahtjevnosti mjerenja je ta mjera rijetko primjenjiva. Zaustanovljavanje učinkovitosti i funkcionalnosti sustava provode se mjerenja temperature i protokamedija u karakterističnim točkama razvoda, te u ogrjevnim tijelima. Na taj način se može zaključiti ootporima strujanja i o toplinskim gubicima u razvodu medija, te o učinkovitosti ogrjevnih tijela. Zaustanovljavanje lokalnih gubitaka vrše se kontaktna mjerenja temperature na odgovarajućimtočkama razvoda. Ukoliko je izvedivo, može se provesti i termografsko snimanje razvodaogrjevnog medija, uzimajući u obzir pogreške koje unose reflektirajuće površine. Mjerenje tlakamedija provodi se na najvišim i najnižim točkama razvoda. Za ustanovljavanje učinkovitosticirkulacionog sustava mogu se mjeriti pogonske karakteristike cirkulacionih pumpi -protok,potrošnja el. energije i ustanovljenje radnih karakteristika.Za ustanovljavanje izbalansiranosti sustava vrše se mjerenja protoka na glavnom izlazu izkotla te po pojedinim granama razvoda i njihovim krajnjim ekstenzijama , u kontinuiranom pogonucirkulacionih pumpi.216

Kod centraliziranih rashladnih sustava mjere se svojstva distribuiranog medija kao i zagrijanje, a kod rashladnih agregata, ako je riječ o kompresorima, mjeri se temperaturakondenzacije i isparavanja, te po potrebi i temperatura rashladnog medija.MJERENJE PROTOKA ZRAKA U KGHV SUSTAVIMAPoznato je da se ispitivanje i regulacija protoka zraka, količine dobave i odsisa rade zbogpostizanja projektiranih parametara u pogledu minimalnih higijenskih uvjeta, ili broja izmjena zrakaili potreba zračnog grijanja. Velika većina klima komora i ventilacijskih sustava upravlja sefrekventnim regulatorima no ukoliko to nije slučaj za sve komore iznad 7.000 m 3 /h potrebno ih jeugraditi. Ukoliko iz bilo kojeg razloga nije podešen protok zraka, dolazi do povećanja otpora sakvadratom protoka zraka te pri tome dolazi do povećanje potrošnje snage sa kubom protoka zrakašto dovodi do nepotrebnog povećanja utroška energije.vo mjerenje je takoñer potrebno i zbog obveze današnjih sustava da posjeduju rekuperacijutopline ( bilo preko glikolnog ili pločastog rekuperatora, ili rototerma) jer u slučaju manjih protokazraka od projektiranih, sama učinkovitost i ušteda energije na rekuperatoru je znatno smanjena.Takoñer i mjerenjem temeprature zraka (ulaz/izlaz) možemo ustanoviti učinkovitost samerekuperacije.MJERENJE NEPROPUSNOSTI VENTILACIJSKIH KANALADanašnjim načinom izvoñenja ventilacijskih kanala, vrlo rijetko se nakon izvoñenja radovaispituje u kojoj mjeri dolazi do propuštanja ventilacijskih kanala. Prema ASHRAE STANDARDU111-1988 možemo vidjeti koliko su zapravo veliki gubici u slučaju nepotrebnog propuštanja zrakakroz kanale jer potrošnja snage (kao što je rečeno) raste sa kubom promjene protoka zraka pa uslijedećoj tablici možemo vidjeti koliko je zapravo nepotrebno velika potrošna energije, zbogpovećanja snage motora komore u odnosu na postotak propuštanja kanala:Tablica 2: Odnos propusnosti kanala i povećanja snage motoraPropusnost Povećanje bruto snagemotora0 % 1.001 % 1.035% 1.1610% 1.3315% 1.5220% 1.73217

4.5. TOPLINSKI MOSTOVIToplinskim mostovima zovu se dijelovi vanjskog grañevinskogelementa koji imaju manji otpor toplinskoj propustljivosti nego tipičnipresjek elementa. Zato je temperatura unutarnje površine elementana toplinskom mostu manja nego na preostaloj površini elementa štopovećava potencijalnu opasnost kondenziranjavodene pare na ovim mjestima. Čak ako i ne doñe do kondenzacijevodene pare, heterogene površinske temperature uzrokovat ćerazličite brzine struja konvekcije s posljedicom bržeg taloženjaprašine iz zraka na hladnijim površinama toplinskih mostova što semanifestira kao promjena boje tih dijelova elemenata.Na slici 9.1. prikazan je primjer toplinskog mosta u sredinivanjskog zida. Ovdje se radi o zidu od plinobetona s armiranimbetonskim stupom..Na sl, 9,1.nacrtane su i dvije krivulje promjene temperaturaunutarnje površine elementa, Crtkana linija dobivena je pomoću formule(5.2)t i – t eΘ i = t i - ------------ . R iR oSl..9.1. Primjer toplinskog mosta u sredini vanjskog zidadok je puna linija dobivena mjerenjem na stvarnom zidu. Iz slike jevidljivo da se krivulja stvarne promjene površinske temperature znatnorazlikuje od teoretske krivulje izračunate pomoću gornjeg izraza.Razlog tomu jest heterogenost grañevinskog elementa na mjestimatoplinskih mostova, zbog čega na tim područjima formula (5.2) više nevrijedi.Toplinski se mostovi u pravilu moraju korigirati, s ciljem dase postigne što bolje izjednačenje površinskih temperatura.Kada se toplinski most nalazi u sredini grañevinskog elementa njegovakorekcija moguća je pomoću tzv. principa izolacije.Princip izolacije sastoji se u postavljanju preko unutarnje površinetoplinskog mosta nekog toplinsko izolacijskog materijala odreñenedebljine. To može biti materijal iz tipičnog presjeka zida, ako tajmaterijal ima povoljna izolacijska svojstva (Sl.9.2) ili pak neki izrazititoplinsko izolacijski materijal (sl.9.3.) U ovom drugom slučaju oblaganjetreba izvršiti na širini oko tri puta većoj od širine toplinskog mosta.218

Sl..9.2. Toplinski most korigiran principom izolacijeSl.9.3. Shematski prikaz toplinskog mosta korigiranog principomizolacije (varijanta rješenja)Na s1.9.4. prikazana je raspodjela temperature na unutarnjoj površinielementa za slučaj izolacije toplinskog mosta s vanjske strane.Iz slike je vidljivo da kod ovakvog rješenja temperature na površinitoplinskog mosta ostaju relativno niske, što znači da osnovni problemtoplinskog mosta nije riješen.219

Sl.9.4. Toplinski most izoliran s vanjske strane - pogrešnorješenjeKorekcija toplinskih mostova koji se javljaju na mjestima prodoranosivih poprečnih armirano-betonskih zidova i armirano-betonskihstropova u vanjske zidove je relativno jednostavna. Budući da se radi obetonskim konstrukcijama koje se svojim najvećim dijelom nalaze uunutarnjoj toploj atmosferi zgrade, to je dio tih konstrukcija koji prodireu vanjske zidove na neki način stalno “podgrijavan". Zato u ovomslučaju u potpunosti zadovoljava rješenje s toplinskom izolacijompoloženom s vanjske strane (sl.9,5.),S1,9.5. Nosivi poprečni armirano betonski zid iii armirano betonskistropa)toplinski most bez izolacije,b)toplinski most korektno izoliran.4.5.1.DEFINIRANJE TOPLINSKIH MOSTOVAToplinski most je manje područje u omotaču grijanog dijela zgrade kroz koje jetoplinski tok povećan radi promjene materijala, debljine ili geometrije grañevnogdijela. Zbog smanjenog otpora toplinskoj propustljivosti u odnosu na tipični presjekkonstrukcije, temperatura unutarnje površine pregrade na toplinskom mostu manja jenego na ostaloj površini, što povećava opasnost od kondenziranja vodene pare.Ovisno o uzroku povišene toplinske propustljivosti, razlikujemo dvije vrste toplinskihmostova:• konstruktivni toplinski mostovi – nastaju kod kombinacija različitih vrsta materijala;• geometrijski toplinski mostovi – nastaju uslijed promjene oblika konstrukcije, npr.uglovi zgrade.U praksi su vrlo česte kombinacije ovih vrsta toplinskih mostova.220

4.5.2. POSLJEDICA JAKIH TOPLINSKIH MOSTOVAPošast zvana “Toplinski most”Traži se najveći neprijatelj toplih domova sa ove strane svemira, živ ili mrtav.Dopustite da vam predstavimo potencijalog pobjednika, toplinski most je pred vama.Toplinski most je manji dio plašta grañevine gdje se inače jednoliki toplinski otporznatno mijenja zbog promjene materijala, promjene debljine plašta ili geometrijegrañevine. Toplinski most nastaje kada materijali koji su slabi izolatori dolaze ukontakt i dozvoljavaju toplini da preko njihovog spoja stvori tok. Na slici vidimo jedanprimjer toplinskog mosta gdje je zid od cigle presječen sa betonom, koji je slabijiizolator sa manjim toplinskim otporom i kroz kojeg toplina nesmetano pronalazi put izunutrašnjosti grañevine prema vani. Najjednostavniji primjer toplinskog mosta jeprozor ili vrata.221

Zbog smanjenog toplinskog otpora u odnosu na normalni presjek zida nesamo da toplina odlazi vani nego je i temperatura sa unutarašnje površine zida natoplinskom mostu manja nego na ostaloj površini zida pa se povećava opasnost odkondenziranja vodene pare na unutarnjem dijelu toplinskog mosta.Borba sa toplinskim mostovima u pravilu je jako teška, pa je prevencija najboljamjera koju možemo poduzeti. Nekada se problemi mogu riješiti postavljanjemdodatne izolacije oko samog mosta ali u većini je slučajeva rješavanje postojećihtoplinskih mostova jako teško. Zbog toga je veoma važno da se jako pazi u fazigradnje objekta jer toplinski mostovi imaju dva glavna razloga nastanaka, greška uprojektiranju ili greška u grañenju.Jedan od glavnih razloga toplinskih mostova su greške u izoliranju tijekom gradnjegdje je izolator loše postavljen ili je sam izolator jako loš što dovodi do nesmetanogtoka topline prema vani. Česti uzroci toplinskih mostova su i metalni objekti unutarkonstrukcije koji greškom strše kroz izolaciju prema vani.Generalno gledajući toplinski mostovi nisu dobri zbog više razloga:Povećene potrošnje energijePojavom toplinskih mostova na grañevini potrebno je nadoknaditi toplinu koja jepreko mostova otišla u okolinu. Korisnici objekta to rade dodatnim zagrijavanemprostora što povećava potrošnju energije. U novijim zgradama niža temperaturaunutarnjeg palašta objekta trebala bi se javljati samo na području prozora. Kodstarijih zgrada preporučljivo je da se postavi dodatna izolacija na vanjskoj stranigrañevine.Održavanje objektaPosljedica toplinskih mostova je i kondenzacija pare na unutarnjem dijelu mostašto kao posljedicu ima stvaranje vlažnih područja na zidovima, u ekstremnimslučajevima i plijesni. Sve to povećava potrebu za dodatnim održavanjem objekta jerje zahvaćene površine potrebno sve češće održavati i to sa dosta skupim sredstvima.Da bi se izbjegla kondenzacija na toplinskim mostovima potrebno je osigurati darelativna vlažnost unutar grañevine bude na nižoj razini. To se može osigurati nanačin da se proizvodi manja količina pare a da se osigura dovoljna izmjena zraka uprostoru.Komfor unutar objekta222

Toplinski mostovi utječu na komfor objekta na načina da će loše izolirani zidovi bitihladni tijekom zime što uz kretanje zraka može dovesti do hladnih propuha. Hladnipropuh će dovesti do toka niske temperature što dovodi do smanjenja komforaunutar prostora.Zdravlje korisnika objektaJedan od glavnih problema toplinskih mostova je i pojava plijesni koja povećavaopasnost od alergija i drugih zdravstvenih problema.Zbog svega ovog, gledajući sa stajališta učinkovitog korištenja energije, toplinskimostovi su jedan od glavnih problema grañenja.4.5.3.NAČINI I SREDSTVA ZA SMANJENJE UTJECAJATOPLINSKIH MOSTOVAToplinski mostovi se uvijek pojavljuju u gradevinskim konstrukcijama, no njihov utjecajna ugodnost boravka, trajnost i stabilnost konstrukcije je potrebno smanjiti pravilnimprojektiranjem bitnih detalja konstrukcije:> Prozore treba ugraditi tako da su barem dijelom u nivou toplinske izolacije> Kutija za roletu mora biti toplinski izolirana> Toplinsku izolaciju zida treba povući do temelja, a po potrebi treba izolirati i temelj> Osigurati kontinuitet toplinske izolacije svih konstrukcija, bez prekida toplinskeizolacije> Projektirati zgrade tako da se izbjegnu konstruktivni detalji tipičnih toplinskih mostova -prodori konstrukcija, istake i sličnoUvažavanjem ovih kriterija ostvaruje se potrebni kontinuitet toplinske izolacije koji je pozavršetku izgradnje moguće dodatno provjeriti termografskim snimanjem.PRIMJENA INFRACRVENE TERMOGRAFIJE U ODREDIVANJUENERGETSKIH GUBITAKA U ZGRADARSTVUPrimjenom termografskih mjerenja, sukladno normi HRN EN 13187:2000 mogućeje brzo i učinkovito utvrditi stanje toplinske izolacije vanjske ovojnice zgrade, a timemjesta, dimenzije i veličinu gubitaka toplinske energije zgrade. Kako je u Hrvatskojrelativno čest slučaj da dokumentacija (projektna, izvedbena) ne odgovara realnomstanju to mjerenja kojim se provjerava podudarnost stanja vanjske ovojnice zgrade sdokumentacijom su nužna. Termografsko mjerenje je brzo, jeftino i učinkovito te senameće kao zadovoljavajuća kvalitativna metoda pri energetskim auditima zgrada.Povoljna okolnost za primjenu te metode mjerenja u Hrvatskoj slijedi iz činjenice dase edukacije za termografistu provode na Fakultetu strojarstva i brodogradnje uZagrebu, a termografska oprema se može kupiti u Hrvatskoj i to od mnogih svjetskihproizvodača, uz osigurani servis opreme.PRIMJERI GUBITAKA TOPLINE U ZGRADARSTVUProvedbom niza energetskih audita, poglavito tzv. „walk trought“ audita, koristilismo suvremenu termovizijsku kameru ThermoCAM P65, s objektivima od 23° i 45°.223

Obrada termograma vršena je s programom ThermoCAM Reporter Pro 8.Postupajući suklando relevantnim normama [7] bili smo u stanju utvrditi postojanje iveličinu toplinskih mostova, mjesta slabe li nedostajuće toplinske izolacije, ocijenitistanje toplinske propusnosti vanjske stolarije, nepravilnosti rada grijućih tijela sustavagrijanja i si.Često su termovizij ska mjerenja pokazala da dokumentacija vezana za fizikuzgrade nije točna, odnosno da ne odgovara realnom stanju. Radi ilustracijenavedenog, na slikama 2. do 5. dati su termogrami s pridruženim fotografijama nekihzgrada. Na termogramima svjetlijom bojom prikazane su površine s višomtemperaturom, a površine s nižom temperaturom tamnijom bojom.Slika 2.: Slaba toplinska izolacija vanjskog zida, prozora i kutije za rolete je uočljiva. Priproračunu potrebno je koristiti korigirane, odnosno povećane koeficijenteprolaza topline i zida i prozora od onih koji su navedeni u projektnojdokumentaciji.224

Slika 3.: Pored gubitaka topline kroz prozore vidljivo je ne postojanje dijela izolacije nabočnom zidu zgrade.Slika 4.: Pored gubitaka topline kroz prozore vidljivo je postojanje toplinskog mosta kao islabo stanje toplinske izolacije.Kao primjer slabe toplinske izolacije sportske dvorane novosagrañene škole dat jetermogram na slici 5.225

Slika 5.: Slaba toplinska izolacija vanjskog zida uzrokuje povećane gubitke toplinegrijanja. Realni koeficijent prolaska topline vanjskog zida je viša za cca 30 %spram vrijednosti iz projektne dokumentacije.Toplinski mostovi se uvijek pojavljuju u grañevinskim konstrukcijama, no njihovutjecaj na ugodnost boravka, trajnost i stabilnost konstrukcije je potrebno smanjitipravilnim projektiranjem bitnih detalja konstrukcije:_ Prozore treba ugraditi tako da su barem dijelom u nivou toplinske izolacije_ Kutija za roletu mora biti toplinski izolirana_ Toplinsku izolaciju zida treba povući do temelja, a po potrebi treba izolirati i temelj_ Osigurati kontinuitet toplinske izolacije svih konstrukcija, bez prekida toplinskeizolacije_ Projektirati zgrade tako da se izbjegnu konstruktivni detalji tipičnih toplinskihmostova –prodori konstrukcija, istake i sličnoUvažavanjem ovih kriterija ostvaruje se potrebni kontinuitet toplinske izolacijekoji je po završetku izgradnje moguće dodatno provjeriti termografskim snimanjem.Uz kvalitetnu toplinsku izolaciju vanjske ovojnice kuće, izbjegavanje jakihtoplinskih mostova preduvjet je energetski efikasne gradnje. Postavom toplinskeizolacije s vanjske strane možemo izbjeći većinu toplinskih gubitaka kod toplinskihmostova. Pozicija prozora u zidu takoñer igra važnu ulogu u izbjegavanju toplinskihmostova. Ako je moguće prozor treba biti smješten u nivou toplinske izolacije. Ako tonije moguće potrebno je toplinski izolirati špalete oko prozora.4.5.4.PRORAČUN UTJECJA TOPLINSKOG MOSTA NATOPLINSKE GUBITKE(1) Zgrada koja se grije na temperaturu višu od 12 °C mora biti projektirana iizgrañena na način da utjecaj toplinskih mostova na godišnju potrebnu toplinu zagrijanje bude što manji. Da bi se ispunio taj zahtjev, pri projektiranju treba koristiti sveekonomski prihvatljive tehničke i tehnološke mogućnosti.(2) Utjecaj toplinskih mostova kod proračuna godišnje potrebne topline zagrijanje i koeficijent transmisijskog toplinskog gubitka po jedinici oplošja grijanogdijela zgrade odreñuju se prema HRN EN ISO 13789:2000, HRN EN ISO14683:2000 i HRN EN ISO 14683/AC: 2004, HRN EN ISO 10211-1:2002, HRN ENISO 10211-1/AC:2004, HRN EN ISO 10211-2:2002 i HRN EN 13370:2002.(3) Ako je potencionalni toplinski most projektiran u skladu s hrvatskomnormom koja sadrži katalog dobrih rješenja toplinskih mostova, tada se možeumjesto točnog proračuna iz stavka 2. ovoga članka utjecaj toplinskih mostova uzetiu obzir povećanjem koeficijenta prolaska topline, U [W/(m 2·K)], svakog grañevnogdijela oplošja grijanog dijela zgrade za ∆U TM = 0,05 W/(m 2·K).(4) Ako toplinski most nije katalogiziran u hrvatskoj normi iz stavka 3. ovogačlanka ili rješenje toplinskog mosta nije u skladu s odgovarajućim rješenjem, tada seumjesto točnog proračuna prema hrvatskim normama iz stavka 2. ovoga člankautjecaj toplinskih mostova može se uzeti u obzir povećanjem koeficijenta prolaskatopline, ∆U [W/(m 2·K)], svakog grañevnog dijela oplošja grijanog dijela zgrade za226

∆U TM = 0,10 W/(m 2·K).(5) Iznimno, odredbe stavka 2. ovog članka ne primjenjuju se na grañevnedijelove kod kojih je utjecaj toplinskih mostova već bio uzet u obzir u proračunukoeficijenta prolaska topline, U [W/(m 2·K)].Kod zgrade s parcijalnim tlakom vodene pare većim od 1750 Pa (npr. 20 °C/75%), koja ima toplinske mostove s duljinskim koeficijentom prolaska toplineψ i > 0,20W/(m·K) ili ψ e > 0,15 W/(m·K), treba dokazati da se vodena para neće kondenziratina unutarnjoj površini toplinskih mostova. Ovaj dokaz se provodi prema HRN EN ISO10211-1:2002, HRN EN ISO 10211-1/AC:2004, HRN EN ISO 10211-2:2002 i HRNEN ISO 13788:2002.227

ENERGETSKI EFIKASNA KUĆA228