Postavljanje pokretnih panela u cilju postizanja veće energetske efikasnosti objekta – faza 2

U ovom delu istraživanja cilj mi je bio da na jednostavnom primeru isporbam alate koji bi trebalo da mi daju rezultate solarne analize (koliko energije Sunca objekat prima u toku godine kroz krovne ravni) ukoliko je ceo u staklu i ne postoji nikakvo zasenčanje i kako se rezultati menjaju ukoliko se stave fasadni paneli koji bi ujedno bili i solarni. Takođe sam se bavila osvetljenošću objekta u periodu od 9h do 14h, kako bih videla koliko direktnog svetla uazi kroz zid zavesu, prvo bez zasenčanja, a potom i uz fasadne panele, takođe postavljene u nekoliko različitih uglova. Lokacija objekta za koji radim analizu je Bulevar Oslobođenja 81, Novi Sad.

SOLARNA ANALIZA

Alati: Revit + Energy Analysis Solar

Ovom analizom dobijam podatke koliko kWh solarne enrgije objekat dobija u toku godine korz krovnu ravan i panele na fasadi. Zatim razmatram slučaj da na korvu postoje oslarni panlei sa efikasnošću od 18% i da su paneli na fasadi takođe solarni i da imaju istu efikasnost i koliko bi u tom slučaju objekat uspeo da proizvede električne enrgije u toku jedne godine.

Rezultati dobijeni ovom analizom:

  1. Objekat čiji bi se samo korv koristio za solarne panele

Na osnovu ove analize vidimo da je solarna energija na krovnoj ravni za godinu dana 16 064 kWh, ukoliko to pomnožimo efikasnošću solarnih panela, dobićemo koliko bi električne energije mogao da proizvede ovaj objekat u toku jedne godine.

16 064 x 0.18 = 2 891.52 kWh

Takođe možemo dobijenu vrednost pomnožiti sa cenom kWh u Srbiji, što iznosi 23dinara i time dobiti koliko novca bi objekat uštedeo u toku godine za električnu energiju.

2 891.52 x 23 = 66 504.96 rsd

2. Objekat čiji bi se krov i južna i istočna fasada koristile za solarne panele, u ovom slučaju paneli su postavljeni pod uglom od 30 °

Na ovom primeru sam htela da proverim šta bi se desilo ukoliko bih na fasadu objekta stavila panele koji bi mogli biti solarni, koliko bi onda energije objekat uspeo da proizvede u toku godine. Na dijagramu iznad paneli su postavljeni da stoje pod uglom od 30 °. Po istom principu kao i u prethodnom primeru, solarnu energiju 24 703 kWh ću pomnožiti sa efikasnošću panle 0.18 da dobijem koliko je to električne energije.

24 703 x 0.18 = 4 446.54 kWh

I u ovom primeru dobijenu vrednost ću da ponožim cenom kWh da dobijem kolliko novca bi se uštedelo u toku godine

4 446.54 x 23 = 102 270.42 rsd

3. Objekat čiji bi se krov i južna i istočna fasada koristile za solarne panele, u ovom slučaju paneli su postavljeni pod uglom od 60 °

U ovom slučaju solarni paneli postoje i na korvu i opet na fasadi, ali sam promenila ugao pod kojim stoje da bih videla koliko ugao utiče na razultate koje ću dobiti. Na dijagramu iznad paneli su postavljeni pod uglom od 60 °. I na ovom primeru primenjujem isti princip, godišnju solarnu energiju 22 934 kWh množim sa efikasnošću panela 0.18 i dobijam koliko električne energije objekat proizvede u toku jedne godine.

22 934 x 0.18 = 4 128.12 kWh

I u ovom primeru dobijenu vrednost ću da ponožim cenom kWh da dobijem kolliko novca bi se uštedelo u toku godine

4 128.12 x 23 = 94 946.76 rsd

4. Objekat čiji bi se krov i južna i istočna fasada koristile za solarne panele, u ovom slučaju paneli su postavljeni pod uglom od 45 °

U ovom slučaju solarni paneli postoje i na korvu i opet na fasadi, ali sam promenila ugao pod kojim stoje da bih videla koliko ugao utiče na razultate koje ću dobiti. Na dijagramu iznad paneli su postavljeni pod uglom od 45 °. I na ovom primeru primenjujem isti princip, godišnju solarnu energiju 23 916 kWh množim sa efikasnošću panela 0.18 i dobijam koliko električne energije objekat proizvede u toku jedne godine.

23 916 x 0.18 = 4 304.88 kWh

I u ovom primeru dobijenu vrednost ću da ponožim cenom kWh da dobijem kolliko novca bi se uštedelo u toku godine

4 304.88 x 23 = 99 012.24 rsd

Na osnovu gore priloženih analiza dolazi se do zaključka da bi za objekat bilo najisplativije ukoliko bi solarni paneli bili postavljeni na krov i na fasadu pod uglom od 30 °. Problem ovih panela je njihova ispaltivost što se tiče troškova ugradnje. Prema rezultatima koje sam dobila ovom analizom paneli bi se isplatili tek posle 16 do 20 godina, što nije povoljno, jer je uglavnom “radni vek” panela 10 godina.

LIGHTING ANALYSIS

Alati: Revit + Energy Analysis Lighting

Rezultati dobijeni ovom analizom:

  1. Objekat ima sve 4 fasade zid zavsu i nema zasenčanja

2. Objekat ima sve 4 fasade zid zavsu, ali na južnoj i istočnoj postoje fasadni paneli postavljeni pod uglom od 30°

3. Objekat ima sve 4 fasade zid zavsu, ali na južnoj i istočnoj postoje fasadni paneli postavljeni pod uglom od 45°

Na osnovu prethodnih rezultata, može se zaključiti da postoji razlika u količini svetlosti koja ulazi u prostoriju kada na fasadi postoje paneli za zasenčenje i kada njih nema. Ali ne postoji jasna razlika u rezultatima kada se paneli postavljaju pod različitim uglom.

Postavljanje pokretnih panela u cilju postizanja veće energetske efikasnosti objekta – faza 1

OBLAST ISTRAŽIVANJA:

Heliotropizam u arhitekturi

TEMA ISTRAŽIVANJA:

Uticaj fasadnih panela na energetsku efikasnost

STANJE U OBLASTI:

Smartfower sistem je „pametni solarni sistem“, koji radi po principu helitropizma. Heliotropizam je prirodna pojava koja podrazumeva da se biljka okreće prema izvoru svtelosti, Suncu. Ovaj sistem je prvi put primenjen 2014. godine i postoji više principa po kojima funkcioniše. Jedan je otvaranje i zatvaranje panela, a drugo je praćenje pomeranja Sunca u toku dana. Ja bih pokušala da princip praćenja svetlosti primenim na fasadu i tako omogućim celodnevno zasenčanje prostorije i smanjenje prekomernog zagrevanja. Problem je potrošnja električne energije koja je potrebna za pokretanje panela i potencijalno za dodatno osvetljenje.

Smartflower system; slika preuzeta sa https://smartflower.com/

Bloom, Doris Kim Sung, Los Anđeles je instalacija koja je napravljena od bimetalnih panela koji reaguju na temperaturu. Na toplom se otvaraju, na hladnom zatvaraju – bez električne energije, koristeći samo fiziku materijala. U ovom slučaju nemam kontrolu kako će koji panel da se pokreće i on se samostalno ne može rotirati kako bi pratio kretanje Sunca. Prednost je što se ne troši električna energija za funkcionisanje i ne može doći do kvara na mehanizmu za pokretanje.

Bloom, Doris Kim Sung; slika preuzeta sa https://www.archdaily.com/215280/bloom-dosu-studio-architecture?ad_medium=gallery

Institut du Monde Arabe, Pariz, Jean Nouvel – fasada je sačinjena od preko 200 mehaničkih otvora koji funkcionišu poput dijafragme fotoaparata. Otvori se automatski prilagođavaju intenzitetu svetlosti, stvarajući igru svetla u enterijeru kontrolišući osvetljenje. Ovo je još jedan sistem koji bi se mogao primenit, ali na osnovu fotografija iz enterijera, stičem utisak da je previše mračno i da se ne bi opravdala ovakva fasda, jer se ne bi smanjila potrošnja električne enrgije.

Institut du Monde Arabe; slika pruzeta sa https://www.archdaily.com/162101/ad-classics-institut-du-monde-arabe-jean-nouvel

Al Bahar Towers, Aedas, Abu Dhabi – njihova fasada je poznata po dinamičkom mashrabiya sistemu – preko 1.000 geometrijskih panela koji se otvaraju i zatvaraju u zavisnosti od položaja sunca, čime se smanjuje solarno opterećenje i do 50%.

Al Bahar Towers; slika preuzeta sa https://en.wikiarquitectura.com/building/al-bahar-towers/

Media-TIC Building, Enric Ruiz-Geli, Barselona – fasada je obložena ETFE jastucima koji se mogu naduvavati i izduvavati u zavisnosti od sunca i spoljne temperature. Time se reguliše toplotna izolacija i smanjuje potrošnja energije. Prednost ove fasade je što se dobija još jedan izolacioni sloj vazduha unutar jastuka. Prema mom mišljenju paneli koji uvek stoje u istom položaju prave senke i čine enterijer dosta mračnijim.

Media-TIC Building; slika preuzeta sa https://www.iaacblog.com/programs/media-tic/

PROBLEM: Potencijalni problem je da li bi se postavka pokretnih panela isplatila i da li bi smanjenje utroška električne energije za hlađenje objekta bilo dovoljno da opravda cenu panela. Drugi problem je da li bi se u slučaju postavke panela povećala potrošnja električne energije za dodatno osvetljenje prostorija, kao i koliko bi koštalo održavanje tog sistema fasade.

CILJ: Postizanje celodnevnog zasenčenja i samim tim smanjeno zagrevanje unutar objekta, pomoću pokretnih panela. Takođe težim ka tome da energija koja je potrebna za pokretanje panela i osvetljavanje prostorija bude manja od energije potrebne za rashlađivanje.

HIPOTEZA: Postavljanjem panela dobija se energetski efikasniji objekat.

KRITERIJUM: Manji utrošak energije za pokretanje panela i osvetljenje nego za hlađenje objekta.

METODE: Revit + Insight Simulacija zagrevanja i energetske efikasnosti objekta pre i posle postavljanja pokretnih fasadnih panela.