Author: TamaraMandic

S obzirom da su metode istraživanja u ovom radu višeslojne i obuhvataju različite pristupe evaluaciji energetske efikasnosti i performansi sistema zasene, istraživanje je podeljeno u tri međusobno povezane faze. Ova podela omogućava jasniju segmentaciju i bolje razumevanje postupaka sprovedenih u okviru rada, kao i preciznije praćenje rezultata i njihovog uticaja na ukupnu energetsku efikasnost objekta.

1.  Analiza energetske efikasnosti objekta

U okviru ovog dela istraživanja, ispitan jespecifični digitalni alat  Microsoft Exel. Microsoft Excel je softverski alat za tabelarne proračune koji omogućava unos, organizaciju i obradu podataka, a u ovom slučaju korišćen je za izradu proračuna ukupne potrošnje energije objekta prema metodologiji propisanoj ovim standardom. Kao studija slučaja izabran je Nastavni blok Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu, Trg Dositeja Obradovića 6, sa sedam etaža (suteren, prizemlje, 4 sprata i potkrovlje), u kojem se održava nastava i druge akademske aktivnosti. Objekat poseduje učionice, laboratorije, kancelarije, toplotnu podstanicu, klub i kantinu. Lift nosivosti 630 kg, delimična termička izolacija fasadnih zidova (kamena vuna d=8 cm), lučni prohodan krov sa drvenom konstrukcijom i limenom pokrivkom, te PVC i aluminijumska stolarija sa dvostrukim staklom, čine osnovne karakteristike objekta.

Zgrada Nastavnog bloka Fakulteta tehničkih nauka (Slika preuzeta sa: https://sh.wikipedia.org/wiki/Fakultet_tehni%C4%8Dkih_nauka_u_Novom_Sadu)

Grejanje funkcioniše putem starih tučanih radijatora sa nedovoljnom regulacijom, dok su vodovod, kanalizacija i električne instalacije uglavnom obnovljeni. Sve etaže uključene su u režim grejanja, čime se definiše termički omotač zgrade.

Numeričkom analizom, pomoću Microsoft Excel-a, utvrđeni su osnovni parametri:

• Obim: 160 m
• Bruto grejana površina: 7,580 m²
• Neto grejana površina: 6,970 m²
• Bruto zapremina: 28,140 m³
• Neto zapremina: 23,940 m³
• Površina termičkog omotača: 5,170 m²
• Bruto površina zidova: 3,770 m²
• Neto površina zidova: 2,235 m²
• Dubina podruma: 1,30 m

Klimatski i eksploatacioni parametri: projektna spoljašnja temperatura: -14,8 °C, unutrašnja 20 °C, ΔT=34,8 °C, broj grejnih dana 181, stepen-dani grejanja 2,679, korektivni koeficijent 0,4437, stvarni stepen-dani 1,189.

Koeficijenti prolaska toplote U za postojeće elemente objekta varirali su: krov 0,36 W/°C·m², zidovi 0,67–2,05 W/°C·m², prozori i vrata 1,70–2,30 W/°C·m², zidovi u tlu 0,80 W/°C·m². Ukupni godišnji gubici energije kroz termički omotač: 170,630 kWh (36 %), ventilacioni gubici: 327,554 kWh (64 %), ukupna potrebna energija: 512,933 kWh/godišnje, ukupna potrošnja energije: 666,580 kWh/godišnje.

Predložene mere unapređenja:

• Sanacija krova i ugradnja efikasnije izolacije
• Zamena DEMIT fasade kamenom vunom 12–15 cm
• Zamena zastarele stolarije
• Modernizacija toplotne podstanice (izmenjivači toplote, cirkulacione pumpe, panelni radijatori)
• Uvođenje izolacije zidova u tlu i spoljašnje zasene.

Nakon implementacije, U-vrednosti smanjene su: krov 0,20, zidovi 0,40, prozori i vrata 1,50, zidovi u tlu 0,40 W/°C·m². Rezultati:

• Transmisioni gubici: 114,087 kWh/god
• Ventilacioni gubici: 193,991 kWh/god
• Ukupna potrebna energija: 308,078 kWh/god
• Ukupna potrošnja energije: 367,679 kWh/god
• Specifična potreba za toplotom (ukupna): 16–54 W/m²
• Ukupna efikasnost sistema grejanja: 84 %

Uprkos sprovedenim merama energetske efikasnosti, gde smo našu ukupnu potrošnju energije sada smanjili na 367,679 kWh/godišnje, analiza orijentacije i osunčanja ukazuje na dodatni potencijal za optimizaciju. Terenskim uvidom i konsultacijama sa korisnicima utvrđeno je da su četvrti i peti sprat objekta konstantno izloženi direktnom sunčevom zračenju tokom većeg dela dana, naročito leti, bez prisustva prirodne ili veštačke senke. Ovakva izloženost značajno povećava toplotne dobitke i potrošnju energije za klimatizaciju, što ukazuje na potrebu za implementacijom sistema zasene kao dodatne pasivne mere za poboljšanje energetske efikasnosti i termalnog komfora.

2. Dizajn i karakteristike sistema zasene

Koncept predloženog sistema zasene razvijen je kao odgovor na identifikovana ograničenja postojećih rešenja sa fiksnim ili rotacionim brisolejima, čiji su elementi, usled nepovoljnog odnosa dužine i debljine pojedinačnih lamela, okarakterisani malom savojnom krutošću. Takođe, ovi konvencionalni sistemi, iako funkcionalni u osnovi, često ne omogućavaju precizno upravljanje stepenom zasene, niti adekvatno reagovanje na promene orijentacije, ugla upada zračenja ili sezonske varijacije.

S toga, predloženi sistem (slika dole) uvodi dvostruki rotacioni mehanizam – u gornjoj i donjoj zoni svakog brisoleja – koji omogućava kontrolisano uvijanje elemenata duž njihove vertikalne ose. Sistem funkcioniše tako da se gornji i donji rotacioni mehanizmi za koje su brisoleji pričvršćeni mogu nezavisno zakretati, čime dolazi do kontrolisanog uvijanja lamela duž njihove vertikalne ose. Kada su spojevi precizno izvedeni i lamele izrađene od kvalitetnih materijala sa dobrim elastičnim svojstvima, postiže se kontrolisano savijanje elemenata bez nastanka trajnih deformacija ili narušavanja funkcionalnosti.

(Slika novoprojektovanog sistema zasene)

Kao što je prikazano na prethodnim slikama, sistem omogućava nezavisno zakretanje donje i gornje ivice panela, bilo pojedinačno ili simultano, čime se efikasno kontroliše direktno sunčevo zračenje. Inspirisan biomimetičkim principima, ovaj sistem oponaša način na koji se vrste trave poput Festuce i Stipe uvijaju usled asimetričnog rasta ćelija ili promena vlažnosti, smanjujući površinu izloženu suncu i štiteći tkiva od isušivanja. Osim što štite same biljke, ovakvi uvijeni listovi stvaraju difuznu senku koja reguliše mikroklimu tla i štiti mlade izdanke. Slično tome, dinamički brisoleji uvijanjem tankih lamela po vertikalnoj osi ne služe zaštiti samih brisoleja, već omogućavaju optimalnu kontrolu svetlosti u enterijeru, funkcionišući kao pasivna barijera koja štiti unutrašnjost od direktnog sunčevog zračenja, primenjujući efikasan biomimetički princip.

Biljka Festuca (Slika preuzeta sa: https://www.pinterest.com/pin/345018021424484832/)

Takođe, zbog same prirode rešenja, sistem zasene projektovan je tako da može biti izveden u jednoj od tri varijante – kao pasivni sistem koji samostalno reaguje na spoljne uslove, kao aktivni sistem sa električnim napajanjem, ili kao aktivni sistem sa manuelnim upravljanjem, koji funkcioniše isključivo uz fizičku intervenciju korisnika, bez potrebe za električnom energijom. Izbor konkretne varijante zavisi od uslova primene, budžeta i vrste materijala koji se koriste u realizaciji.

Što se tiče same fabrikacije, za izradu sistema predlaže se da se sa gornje i donje strane konstrukcije postave nosači za zupčanike, izvedeni od kvadratnih profila, dodatno ojačanih L-profilima, radi stabilnosti. Materijali ovih elemenata mogu biti plastificirani čelik (otporniji na spoljašnje uticaje, ali skuplji) ili ekstrudirani aluminijum (lakši i jeftiniji, pogodan za manje sisteme), a moguća je i njihova kombinacija. Posebnu pažnju potrebno je obratiti na moguće deformacije i savijanja metala pod uticajem visokih temperatura. Mehanizam rotacije omogućuju zupčanici, za koje su vezane po dve fleksibilne sajle prečnika 2–2.5 mm, tipa inox 7×19 – sastavljene od 7 snopova po 19 žica, koje su izuzetno savitljive i otporne na habanje, UV i vlagu, idealne za krivljenje i zatezanje u laganim konstrukcijama. Između te dve sajle nalazi se lagano platno – poput screen fabric-a, poliesterskog ili PVC obloženog tkanja – koje se pomoću keder trake ili klizača postavlja u žlebove i klizi po sajlama. Rotaciju čitavog platna omogućuju upravo te dve ivične sajle, koje svojim uvijanjem zakreću tkaninu i tako regulišu količinu svetlosti koja ulazi u prostor.

3. Parametarska analiza performansi sistema zasene

Korišćenjem alata Ladybug i Honeybee unutar Grasshopper okruženja izvršena je simulacija performansi sistema zasene na osnovu zadatih kriterijuma. Grasshopper je vizuelni programski dodatak za Rhino 3D softver koji omogućava parametarsko modelovanje kroz kreiranje i manipulaciju logičkih veza. Dakle, umesto klasičnog programiranja, korisnici razvijaju proceduralne modele definišući skup pravila i parametara, čime se omogućava generisanje kompleksnih i varijabilnih geometrija uz visoku kontrolu i fleksibilnost.

Dizajn sistema zasene koncipiran je tako da omogućava kontrolu upada direktnog sunčevog zračenja kroz veliki broj mogućih rotacija lamela, u zavisnosti od određenog dela dana ili perioda godine. Međutim, analiza svih kombinacija položaja tokom cele godine predstavljala bi izuzetno obiman i složen zadatak. Zato će u ovom radu biti razmatrano pet reprezentativnih položaja, a rezultati za svaki od definisanih kriterijuma biće prikazani odvojeno u preglednim tabelama.

Prvi položaj lamela odnosi se na situaciju kada su sve lamele zakrenute upravno na ravan zida. Drugi i treći položaj analiziraju situacije kada je samo gornja, odnosno samo donja zona lamela zakrenuta upravno na zid, dok je druga zona paralelna s njegovom ravni. Četvrti položaj podrazumeva da su gornja i donja zona zakrenute pod uglom od 45° u suprotnim smerovima. Peti položaj definiše scenario u kojem je gornja zona zakrenuta pod uglom od 30°, a donja pod uglom od 60°, pri čemu su obe rotirane u istom smeru.

Prvi kriterijum projektovanja sistema zasene odnosi se na nisku propusnost sunčevog zračenja, pri čemu koeficijent prolaska solarne energije (g-vrednost / SHGC) ne sme da prelazi 0,35 u letnjim uslovima. To znači da maksimalno 35 % sunčeve energije prolazi kroz prozor, dok se 65 % odbija, smanjujući potrebu za klimatizacijom i poboljšavajući termalni komfor.

Analiza je sprovedena u Grasshopper-u korišćenjem dodatka Ladybug, uz EPW fajl za Novi Sad koji sadrži meteorološke podatke, uključujući temperaturu, vlažnost, vetar i solarno zračenje. Za procenu sunčevog dobitka korišćena je komponenta Cumulative Sky Matrix, definisan period od 1. juna do 31. avgusta, što obuhvata letnji period sa najvećim solarnim zračenjem. Dobijeni podaci su povezani sa LB Incident Radiation komponentom, koja kvantifikuje sunčevu energiju na površinama, a zatim su normalizovani deljenjem sa referentnom vrednošću od 500 da bi se dobio SHGC koeficijent za svaku poziciju brisoleja.

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijena vrednost SHGC	Max vrednost SHGC
1.	Obe zone upravne na ravan zida	0,172	0,35
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	0,197	0,35
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	0,212	0,35
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	0,122	0,35
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	0,086	0,35

Drugi kriterijum projektovanja sistema zasene odnosi se na efikasno blokiranje letnjeg i omogućavanje zimskog solarnog zračenja. Sistem treba da blokira najmanje 70 % sunčevog zračenja na južnim, jugozapadnim i zapadnim fasadama leti, dok zimi omogućava najmanje 60 % prodora svetlosti za pasivno grejanje i osvetljenje. Analiza je sprovedena u Grasshopper-u korišćenjem dodatka Ladybug, sa klimatskim podacima iz EPW fajla za Novi Sad.

Za proračun su definisana dva perioda: letnji (jun–avgust) i zimski (decembar–februar). Komponenta Sky Matrix generiše raspodelu sunčevog zračenja, dok se posebnom funkcijom izračunava procenat blokiranog i propuštenog zračenja, što omogućava proveru da li elementi zasene zadovoljavaju kriterijume ≥70 % blokiranja leti i ≤40 % zimi. Dobijeni rezultati za sve pozicije brisoleja prikazani su u tabeli.

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Letnji period (≥70%), %	Zimski period (≤40%), %
1.	Obe zone upravne na ravan zida	100	0
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	99,3	13,8
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	99,4	14,9
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	99,5	17,5
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	99	20,4

Treći kriterijum projektovanja sistema zasene odnosi se na maksimalni ukupni kapacitet hlađenja prostora, koji ne bi trebalo da prelazi 2288 W, kako bi se obezbedio adekvatan termalni komfor i efikasno dimenzionisanje klimatizacije. Vrednost je dobijena množenjem površine prostorije (57,19 m²) sa referentnim intenzitetom rashladnog opterećenja od 40 W/m². Ovaj kriterijum osigurava da sistem hlađenja nije predimenzionisan, čime se smanjuje potrošnja energije i poboljšava regulacija temperature i vlažnosti. Analiza je sprovedena u Grasshopper-u korišćenjem Honeybee dodatka. Formiran je HB Room, koji definiše geometriju i fizičke karakteristike prostora, uključujući zidove, podove, plafone i otvore, dok su svojstva termičkog omotača definisana kroz HB Search Construction i Modifier Sets. Komponenta HB Apply Ideal Air Loads simulira potrebnu energiju za hlađenje bez modelovanja stvarnog HVAC sistema. Izlaz iz ove komponente koristi se za kreiranje HB Model-a, koji se potom pretvara u EnergyPlus/OpenStudio fajl radi simulacije energetskih performansi. Rezultati, dobijeni pomoću HB Read Room Energy Result, potvrđuju da ukupni kapacitet hlađenja prostora ostaje ≤2288 W, a vrednosti za sve pozicije brisoleja prikazane su u tabeli.

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijeni ukupni kapacitet hlađenja (≤2288W), W	Maksimalni ukupni kapacitet hlađenja, W
1.	Obe zone upravne na ravan zida	2016	2288
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	2019	2288
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	2019	2288
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	2023	2288
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	2022	2288

Četvrti kriterijum odnosi se na dnevno osvetljenje prostora i nalaže da sistem zasene omogući da najmanje 60 % vremena tokom radnog dana osvetljenost bude u korisnom opsegu (UDI – Useful Daylight Illuminance). Cilj je postići optimalnu osvetljenost koja omogućava udoban rad bez prejakog svetla i zaslepljujućeg efekta.

Analiza je sprovedena u Honeybee dodatku za Grasshopper. Kreiran je HB Room sa definisanim termičkim omotačem (HB Construction i Modifier Sets), dok klimatski podaci za Novi Sad dolaze iz EPW fajla. Geometrija prostora i mreža analiznih tačaka postavljeni su preko HB Sensor Grid, a godišnje vremenske serije osvetljenosti izračunate su komponentom HB Annual Daylight. Rezultati su obrađeni u HB Daylight Metrics, odakle je dobijena vrednost UDI, uz metrike DA i sDA, dok je prostorna raspodela osvetljenosti vizualizovana putem HB Heatmap. Dobijeni podaci potvrđuju da projektovani sistem zasene zadovoljava zahtev od najmanje 60 % vremena osvetljenosti u korisnom opsegu.

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijena vrednost UDI (≥60%), %	Granična vrednost UDI (korisna dnevna osvetljenost), %
1.	Obe zone upravne na ravan zida	85,42	60
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	85,62	60
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	83,56	60
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	83,01	60
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	86,05	60

Poslednji kriterijum odnosi se na prirodnu osvetljenost prostora i nalaže da faktor dnevne svetlosti (Daylight Factor, DF) ne bude manji od 2 %, čime se obezbeđuje adekvatna prirodna osvetljenost i vizuelni komfor. DF predstavlja odnos unutrašnje osvetljenosti u prostoru i spoljašnje osvetljenosti pod oblačnim nebom, pa DF od 2 % znači da prostor prima najmanje 2 % dostupne spoljašnje svetlosti, smanjujući potrebu za veštačkim osvetljenjem.

Analiza je sprovedena u Honeybee dodatku za Grasshopper. Kreiran je HB Room sa definisanim termičkim omotačem (HB Construction i Modifier Sets), dok klimatski podaci za Novi Sad dolaze iz EPW fajla. Mreža analiznih tačaka postavljena je pomoću HB Sensor Grid na visini od 80 cm (približna visina radne površine). Na osnovu toga, komponenta HB Daylight Factor izračunava DF, a rezultati su vizualizovani putem HB Heatmap, potvrđujući da projektovani sistem zasene omogućava zadovoljavajući nivo prirodnog osvetljenja.

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijena vrednost DF (≥2%), %	Maksimalna vrednost DF (Faktor dnevne osvetljenosti), %
1.	Obe zone upravne na ravan zida	4,52	2
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	4,42	2
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	3,41	2
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	3,30	2
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	3,71	2

S  obzirom da je analiza vršena za pet zadatih kriterijuma kroz pet različitih položaja brisoleja (obe zone upravne na ravan zida; donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom; gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom; obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima; donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru) rezultati urađenih analiza će takođe biti prikazane posebno za svaki pojedinačni kriterijum:

Parametarskom analizom prvog kriterijuma koji glasi: „Potrebno je da sistem zadovolji nisku propusnost sunčevog zračenja, pri čemu koeficijent prolaska solarne energije (g-vrednost / SHGC – udeo sunčeve energije koja ulazi kroz prozor, izražen kao broj između 0 i 1) ne bi trebalo da prelazi 0,35 u letnjim uslovima,” dobijeni podaci prikazani u sledećoj tebeli:

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijena vrednost SHGC	Max vrednost SHGC
1.	Obe zone upravne na ravan zida	0,172	0,35
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	0,197	0,35
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	0,212	0,35
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	0,122	0,35
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	0,086	0,35

Pokazuju da je vrednost SHGC (Solar Heat Gain Coefficient – Koeficijent solarnog dobitka toplote) za svih pet karakterističnih položaja značajno manja od maksimalne vrednosti 0,35 i kreće se u granicama od 0,086 – 0,212. Dakle iz podataka priloženih u tabeli možemo da vidimo da je za položaj brisoleja gde je donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru vrednost SHGC najmanja dok je za položaj brisoleja gde je gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom ta vrednost najveća (0,212) ali i dalje manja od maksimalne vrednosti. Dobijena vrednost od 0,086 znači da kroz sistem zasene prolazi samo 8,6% sunčeve energije, što pokazuje izuzetnu efikasnost u blokiranju solarnog zračenja dok za vrednost od 0,212 (prolazi 21,2% sunčeve energije), sistem i dalje zadovoljava kriterijum (≤ 0,35), omogućavajući blago povećanu solarnu dobit u prostoru bez ugrožavanja termalne udobnosti.

Zatim, parametarskom analizom drugog kriterijuma koji glasi: „Elementi zasene moraju biti dizajnirani tako da blokiraju najmanje 70% letnjeg sunčevog zračenja na južnim, jugozapadnim i zapadnim stranama, dok istovremeno omogućavaju minimalno 60% prodora sunčeve svetlosti zimi,” dobijeni podaci prikazani u sledećoj tebeli:

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Letnji period (≥70%), %	Zimski period (≤40%), %
1.	Obe zone upravne na ravan zida	100	0
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	99,3	13,8
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	99,4	14,9
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	99,5	17,5
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	99	20,4

Pokazuju da položaj brisoleja gde su obe zone upravne na ravan zida za letnji period blokiraju najviše svetlosti, gotovo 100%, dok za zimski period gotovo u potpunosti propuštaju sunčevo zračenje. Svi analizirani položaji formalno zadovoljavaju kriterijum jer leti blokiraju više od 70% sunčevog zračenja, a zimi ispod 40%. Položaj gde su obe zone upravne na ravan zida (100% leto / 0% zima) najviše zadovoljava postavljen kriterijum, ali se pokazuje kao neadekvatno, budući da gotovo potpuno blokira sunčevo zračenje tokom letnjih meseci, dok u zimskom periodu omogućava njegov potpuni prodor. Takav ekstremni odnos rezultira rizikom od blještanja i narušavanja vizuelnog komfora, kao i pojavom prekomernih toplotnih dobitaka koji utiču na termalni komfor korisnika. Varijante sa jednom zonom postavljenom paralelno a drugom pod uglom od 45° (99,3/99,4% blokiranosti leti i 13,8/14,9% blokiranosti zimi) obezbeđuju umerenu kontrolu tokom zimskog perioda dok pružaju nešto veću blokiranost leti, konfiguracija brisoleja (99,5% blokiranosti leti i 17,5% blokiranosti zimi) omogućavaju povećan prodor direktnog sunčevog zračenja zimi i povoljniju raspodelu dnevne svetlosti dok opet nešto veću blokiranost direktnog sunčevog zračenja u letnjim uslovima. Dakle, sve vrednosti se nalaze unutar poželjnog opsega, jer ostaju značajno ispod gornje granice od 40, ali za najbolji balans najprikladnija je varijanta sa rotiranim zonama, posebno donja zona rotirana za 60°, a gornja za 30° u istom smeru, jer nudi najveći zimski prodor (20,4%) uz očuvanu visoku letnju zaštitu i vizuelni komfor (99%).

Važno je naglasiti da kriterijum prema kojem elementi zasene treba da blokiraju najmanje 70% letnjeg sunčevog zračenja, a istovremeno omoguće minimalno 60% prodora zimi, ne treba tumačiti bukvalno kao fizičko merilo ukupnog zračenja. Ove vrednosti predstavljaju orijentacione pragove za procenu kvaliteta dnevnog osvetljenja, pri čemu je cilj da se tokom leta spreče prekomerni toplotni dobici i blještanje, a da se zimi omogući dovoljan nivo prirodnog osvetljenja i pasivnih dobitaka. U tom smislu, visoke vrednosti blokiranosti u letnjem periodu (oko 99%) ukazuju na efikasnu zaštitu od sunca, dok niske vrednosti blokiranosti u zimskom periodu (13–20%) znače da je količina zračenja koja ulazi u prostor značajna, što doprinosi funkcionalnoj raspodeli dnevne svetlosti i termalnom komforu. Dakle, kriterijum se odnosi na vremensku dostupnost korisne dnevne svetlosti u prostoru, a ne na apsolutni intenzitet sunčevog zračenja koji prolazi kroz otvor.

Parametarskom analizom trećeg kriterijuma koji glasi: „Potreban maksimalni ukupni kapacitet hlađenja (Maximum Total Cooling Capacity) ne bi trebalo da prelazi 2288 W, čime se obezbeđuje adekvatan nivo termalnog komfora i efikasno dimenzionisanje sistema klimatizacije,” dobijeni podaci prikazani u sledećoj tebeli:

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijeni ukupni kapacitet hlađenja (≤2288W), W	Maksimalni ukupni kapacitet hlađenja, W
1.	Obe zone upravne na ravan zida	2016	2288
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	2019	2288
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	2019	2288
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	2023	2288
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	2022	2288

Pokazuju da sve ispitane konfiguracije zadovoljavaju ovaj zahtev. Vrednosti se kreću u rasponu od 2016 W do 2023 W, što znači da ni u jednom slučaju ne dolazi do prekoračenja zadate granice. Najniži kapacitet hlađenja ostvaren je kod konfiguracije sa obe zone postavljene upravno na ravan zida (2016 W), dok su gotovo identične vrednosti (2019 W) dobijene za položaje u kojima je jedna zona upravna, a druga paralelna sa zidom. Blago povećanje se javlja kod rotiranih varijanti odnosno položaja kada su obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima i donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru (2022–2023 W), što ukazuje na nešto veće toplotne dobitke u ovim položajima. Ipak, sve konfiguracije ostaju unutar dozvoljenog opsega, pa se može zaključiti da je položaj sa obe zone upravne na ravan zida najefikasniji u pogledu smanjenja rashladnog opterećenja, dok rotirane varijante (redni brojevi 4. i 5.), iako ukazuju na nešto veće toplotne dobitke, nude bolje uslove osvetljenja i stoga mogu predstavljati uravnoteženije rešenje.

Što se tiče četvrtog kriterijuma u okviru urađene analize, a koji glasi: „U pogledu dnevnog osvetljenja, sistem bi trebalo da omogući da najmanje 60 % vremena tokom radnog dana osvetljenost prostora bude u korisnom opsegu, odnosno u nivou osvetljenja koji je dovoljno visok da zadovolji potrebe korisnika, ali ne previše jak da stvara zaslepljujući efekat (UDI – Useful Daylight Illuminance (Korisna dnevna osvetljenost)),” dobijeni podaci prikazani u sledećoj tabeli:

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijena vrednost UDI (≥60%), %	Granična vrednost UDI (korisna dnevna osvetljenost), %
1.	Obe zone upravne na ravan zida	85,42	60
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	85,62	60
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	83,56	60
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	83,01	60
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	86,05	60

Pokazuju da sve ispitane konfiguracije značajno premašuju zadati prag. Dobijene vrednosti kreću se između 83,01% i 86,05%, što ukazuje na visok kvalitet osvetljenja u svim varijantama. Najpovoljniji rezultat ostvaren je kod konfiguracije sa donjom zonom rotiranom za 60° i gornjom za 30° u istom smeru (86,05%), dok su nešto niže, ali i dalje veoma dobre vrednosti dobijene za varijante sa zonama postavljenim upravno (85,42%) i kombinovano upravno–paralelno (85,62% i 83,56%). Najniža vrednost uočena je kod konfiguracije sa obe zone rotirane za 45° u suprotnim smerovima (83,01%), ali i ona u potpunosti zadovoljava kriterijum. Može se zaključiti da je optimalan položaj onaj sa donjom zonom rotiranom za 60°, a gornjom za 30° u istom smeru, jer pruža najbolji balans između osvetljenosti i vizuelnog komfora.

Analizom poslednjeg kriterijuma koji glasi: „Faktor dnevne svetlosti (Daylight Factor – procenat unutrašnje u odnosu na spoljašnju osvetljenost, izražen u procentima) ne bi trebalo da bude manji od 2%, kako bi se obezbedila adekvatna prirodna osvetljenost i vizuelni komfor,” dobijeni podaci prikazani u sledećoj tabeli:

Br.	DEFINISAN POLOŽAJ BRISOLEJA	Dobijena vrednost DF (≥2%), %	Maksimalna vrednost DF (Faktor dnevne osvetljenosti), %
1.	Obe zone upravne na ravan zida	4,52	2
2.	Donja zona – upravna na ravan zida, gornja zona – paralelna sa njom	4,42	2
3.	Gornja zona – upravna na ravan zida, donja zona – paralelna sa njom	3,41	2
4.	Obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima	3,30	2
5.	Donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru	3,71	2

Ukazuju na to da se dobijene vrednosti  kreću u opsegu od 3,30% do 4,52%, što ukazuje na stabilan i dovoljan nivo prirodnog osvetljenja u svim analiziranim položajima brisoleja. Najviši DF (Daylight Factor – Faktor dnevne svetlosti) postignut je kod položaja sa obe zone postavljene upravno na ravan zida (4,52%), dok su nešto niže, ali i dalje povoljne vrednosti ostvarene kod kombinovanih konfiguracija gde je jedna zona upravna na ravan zida a druga paralelna sa njom (4,42% i 3,41%) i rotiranih varijanti gde su obe zone rotirane za 45° – u suprotnim smerovima (3,30%) ili gde je donja zona rotirana za 60° a gornja zona za 30°, u istom smeru (3,71%). Prema EN 17037:2018 (evropski standard za procenu dnevnog svetla u zgradama), optimalan opseg faktora dnevne svetlosti kreće se između 2% i 5%, jer obezbeđuje ravnotežu između dovoljne količine prirodne svetlosti i izbegavanja prekomerne osvetljenosti prostora. Na osnovu sprovedene analize može se zaključiti da konfiguracija sa obe zone upravne na ravan zida, sa ostvarenim faktorom dnevne svetlosti od 4,52%, predstavlja najpovoljnije rešenje u pogledu ovog kriterijuma.

(Slika analiziranog HB Room)

Iako su ovo samo neki od bezbroj mogućih položaja lamela predloženog sistema zasene, analiza pet karakterističnih konfiguracija pokazuje da svaki položaj ima svoje prednosti i mane – neki pružaju bolju zaštitu od sunca leti, drugi omogućavaju veći prodor svetla zimi ili bolji vizuelni komfor, pa je izbor optimalnog položaja uslovljen željenim performansama u određenom periodu i funkcionalnim zahtevima prostora. Položaji sa obe zone upravne na ravan zida odlikuju se visokom efikasnošću u blokiranju sunčevog zračenja leti i minimalnim kapacitetom hlađenja, što značajno utiče na uštedu energije ali istovremeno ograničavaju prodor dnevne svetlosti zimi. Konfiguracije sa jednom zonom paralelnom i jednom upravnom na ravan zida omogućavaju veći prodor svetlosti tokom zimskih meseci i blago povećavaju UDI (korisna dnevna osvetljenost), ali smanjuju efikasnost u blokiranju sunčevih dobitaka. Rotirane varijante (45° u suprotnim smerovima ili donja zona 60° / gornja 30° u istom smeru) pružaju uravnoteženiji odnos između osvetljenja i kontrole toplote, povećavajući faktor dnevne svetlosti i korisnu dnevnu osvetljenost, ali uz nešto veće vrednosti maksimalnog kapaciteta hlađenja.

Što se tiče SHGC vrednosti, niske vrednosti kod rotiranih i kombinovanih varijanti efikasno blokiraju solarnu energiju, dok položaji sa obe zone upravne omogućavaju bolju ravnotežu između sprečavanja toplotnih dobitaka i prodora svetlosti. Sve analizirane konfiguracije zadovoljavaju postavljene pragove za vizuelni komfor i dnevno osvetljenje, pri čemu svaka varijanta omogućava određeni balans između blokiranja direktnog sunčevog zračenja i prodora prirodne svetlosti. Neke konfiguracije efikasnije blokiraju direktno sunčevo zračenje i smanjuju rizik od blještanja i pregrevanja, dok druge omogućavaju nešto veći prodor svetlosti, ali i blago povećane toplotne dobitke. Dakle, svaki položaj lamela pruža specifične prednosti za određene uslove i periode u odnosu na doba dana ili godine, što potvrđuje fleksibilnost modularnog sistema i njegovu sposobnost da se projektantski prilagodi potrebama prostora, bez potrebe za univerzalno „najboljim“ rešenjem.

Evaluacija o ispunjavanju projektantskih kriterijuma

Predloženi sistem zasene, zasnovan na dvostrukom rotacionom mehanizmu gornje i donje zone lamela, omogućava preciznu kontrolu upada svetlosti kroz prostor. Fleksibilnost pojedinačnih elemenata, kombinovana sa kontrolisanim uvijanjem po vertikalnoj osi, omogućava potpuno otvaranje i zatvaranje sistema, čime se postiže maksimalna regulacija direktnog sunčevog zračenja i optimizuje vizuelni komfor. Tanak profil lamela i modularna konstrukcija smanjuju vizuelnu obstrukciju i omogućavaju očuvanje pogleda ka spoljašnjoj okolini, dok istovremeno pružaju efikasnu zaštitu od blještanja i prekomernih solarnih dobitaka.

Iako to nije predmet ovog istraživanja, sistem je dizajniran tako da bude pouzdan i izdržljiv, sposoban da podnese višestruko otvaranje i zatvaranje bez gubitka funkcionalnosti, dok modularni elementi omogućavaju brzu i jednostavnu montažu – za standardni prozorski otvor dovoljno je do dva sata i najviše pet sastavnih elemenata. Ovo olakšava implementaciju kako u novogradnji, tako i na postojećim objektima, čineći sistem adaptabilnim i praktičnim za različite primene.

Dodatno, predviđena je mogućnost manuelnog i automatskog upravljanja, što pruža fleksibilnost u korišćenju bez potrebe za naprednom tehnologijom, dok bi korišćenje materijala otpornih na UV zračenje, vlagu i habanje obezbedili dugotrajnost i ekonomsku isplativost sistema. Na ovaj način predloženi sistem zasene uspešno ispunjava sve projektantske kriterijume.

(Izgled predloženog sistema zasene)

(Izgled zakretanja predloženog sistema zasene)