prof.dr. sašo medved, izr.prof.dr. ciril arkar univerza v ... · fluorirani ogljikovodiki...
TRANSCRIPT
Teorija – študijsko gradivo www.ee.fs.uni-lj.si geslo …
“Varstvo okolja in obnovljivi viri energije”, Medved, Novak“Energija in okolje: Obnovljivi viri energije” Medved, Arkar“Heating, Cooling, Lighting for Architects; Lechner“Building Service and Equipment”; Hall“Gradbena fizika II”, MedvedIDES-EDU
Predavanja obvezna, na predavanja (prosim !) prinesite gradivoOcena: projekt stanovanjskega objekta
pisni izpit – tehnologija, naprave in sistemiocena seminarja – zasnova instalacij v objektu
Prof.dr. Sašo Medved, izr.prof.dr. Ciril ArkarUniverza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvoAškerčeva 6; DS N3 [email protected]
Tehnologije instalacij 2016/2017
Vsebina
Prezračevanje
Hlajenje
Klimatizacija
Elektro instalacije
Oskrba in ravnanje z vodo
Transportne naprave
Naprave in sistemi za gašenje
PREDAVANJA
Inteligentne instalacije
Energija in okolje
Priprava TSV
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Ogrevanje
LOTZ_Laboratorij za okoljske tehnologije v zgradbah 2015 ©
Razsvetljava
„EP
BD
sis
tem
i“
Vre
dnost
ozir
om
a s
troški sta
vbe
odločitev zasnova detajli izgradnja uporaba
Cilji : notranje okolje in oskrba stavb z energijo
Faze obdobju stavbe
najboljše bivalno ugodje
ob varčni rabi energije
z najmanjšimi vplivi na
okolje
Cilji snovalcev stavb : bivalno ugodje, zdravo in varno notranje okolje in varčna raba energije
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
80% na temperaturnem nivoju do 250°C
Energijo v sodobnih družbah potrebujemo v različnih oblikah in gorivih:
toploto
električno energijo
goriva (trdna, tekoča, plinasta)
V stavbah v EU pretvorimo v povprečju ~ 40% vseh energetskih virov (primarna energija).
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Berlin
Bolog
na
Bruss
els
Copen
hage
n
Hanov
er
Helsink
i
Lond
on
En
d-u
se
of
en
erg
y (
%)
Domestic Commercial
Industry Transport
Raba energije v stavbahU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Sončno obsevanje, ki se v naravi spreminja v toploto, povzroča nastanek vetrov, valovanje, akumulacijo vodne energije in biomase. S tehnološkimi napravami ga pretvorimo v toploto inelektrično energijo.
Planetarna energija Lune in Sonca, ki skupaj s kinetično energijo Zemlje povzročataperiodično nastajanje plime in oseke.
Toplota, ki iz notranjosti Zemlje prehaja proti
površju in jo imenujemogeotermalna energija.
Viri energij - OVE
Sončno obsevanje se v naravi pretvarja v različne oblike energij. Večina od njih je v obliki prehodnih energij. Le v obliki biomase, ki nastaja s procesom fotosinteze in kot toplota, ki je uskladiščena v oceanih je sončna energija v naravi shranjena poljubno dolgo.
Sončno obsevanje je najpomembnejši vir energije za naš planet in ljudi.
100%
70%
47%
23%0.2%
0.1%
0.005%
sončno sevanje na robu atmosfere
sončno sevanje na površini Zemlje
energija za kroženjevode v atmosferi
se pretvori v toploto
energija vetra in gibanja oceanov
porabijo rasline
dodatno neobnovljivi viri
Viri energij - OVE
V Sončnem jedru so temperature med 8 in 40 milijoni K, poteka zlitje jeder -> 4 1H v 4He. Masa atomov H je večja od mase nastalih atomov He-> E = Dm . c2
Večina sevanja, ki doseže površje Zemlje prihaja iz fotosfere, dela Sonca, ki ga vidimo na nebu.
Energija se prenaša v obliki elektromagnetnega valovanja, katerega valovne dolžine so definirane s temperaturo fotosfere.
OV
EViri energij - OVE
toploto, ki je uskladiščena v Zemljini notranjosti imenujemo geotermalna energija;
nastala je iz gravitacijske energije, katere del se je v času oblikovanja planetov v našem osončju pred okoli 4.5 milijardami let spremenil v začetno toplotno energijo;
vir geotermalne energije je radiogena toplota, ki nastaja ob razpadu naravnih radioaktivnih izotopov z dolgo razpolovno dobo predvsem urana U235 in U238, torija Th232 in kalija K40;
ocenjujemo, da se je do sedaj na tak način sprostilo približno 1/3 toplote, 2/3 pa jo bo z radioaktivnim razpadom še nastalo;
OV
EViri energij - OVE
Toplota prehaja iz Zemljinega jedra (v Vesolje) s prevodom in konvekcijo:
v neprepustnih kameninah prevladuje prevod toplote, zaradi majhnih toplotnih prevodnosti kamenin povprečna gostota toplotnega toka le okoli 60 mW/m2 v granitnih kameninah in do 100 mW/m2 v bazaltnih kameninah;
s konvekcijo tekočin, kot so magma in geotermalne vode.
5
1
3
2
2 4
6
5
OV
EViri energij - OVE
Viri energij - OVE
Delež tehnologij OVE v primarni energiji OVE, delež OVE v skupni rabi energije 9,4 %
Delež tehnologij OVEpri proizvodnji električne energije iz OVE, v celotni rabi električne energije v EU delež OVE 18,2%
Nastali pred več milijoni let iz organskih snovi
Ogljikovodiki z več kot 20 atomi C (trdni), 4 - 20 atomi C (tekoči) in z manj kot 4 atomi C (plini); vsebujejo tudi S, N, O, vodo, negorljive snovi
Fosilna gorivaU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Pri jedrskih reakcijah se sprosti veliko energijepri razcepu izotopov težkih elementov (uran)pri združitvi izotopov lahkih elementov (vodik)
Jedrska fizija Jedrska fuzija
neutronneutron
neutron
fizijski delec
fizijski delec
U U92 92
235 236
Jedrska energija
Zaloge so praktično neomejene. Ni radioaktivnih odpadkov.
Toda za trajno reakcijo potrebujemo zelo visoke T in p.
edina poznana trajna reakcija zlitja teče v jedru Sonca.
Tehnologije so vplivale na rabo virov
Prehod iz obnovljivih na neobnovljivi viri energije in ponovno na OVE !?
O energijiOskrba in raba energije skozi zgodovinoU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Narašča (zadnje desetletje)zmanjšuje se delež OVE
Trend se obrača !
Raba energije v Sloveniji
Vršna moč enakomerno razporejena preko celega leta, poleti Pmax ob 13 uri, pozimi ob 19 uri.
Potrebna električna moč
O energijiRaba energije v Sloveniji
+3,8% na leto, več kot pri drugih energentih
Poraba električne energije narašča
O energijiProblemi ?
spodnji sloj ali troposfera sega 10 do 12 km visokotemperatura se znižuje 5 do 7 K na km višinezelo turbulentna z močnimi navpičnimi tokovi, zato se snovi enakomerno porazdelijo“vreme se dogaja “ v troposferi
sloj suhega zraka nad troposfero imenujemo stratosferatemperatura v stratosferi narašča zato je sloj tudi zelo stabilen
Škodljive snovi se v ozračju zadržujejo različno dolgo – zelo dolgotrajno če preidejo v stratosfero
Toplogredni učinek ozračja
R
G=1372 W / m
površina R2
površina 4 R2
Zemlja kot optièno
èrno telo
R
Energijska bilanca Zemlje
Kratkovalovno sončno sevanje (0,3 – 3 mm)
Odbito kratkovalovno sončno sevanje, proporcionalno odbojnosti ali albedu (0,3 – 3 mm)
Temperatura vesolja ~
1,5 K
Dolgovalovno sevanje Zemlje v Vesolje (3 –100+ mm proporc. T4
PlanetSolarna
konstanta(W/m
2), III.2.1.
Albedo
(1)
Ekvivalentnatemperatura
(K)
Resničnatemperatura
(K)Zemlja 1372 0.3 255 288Mars 589 0.15 217 220
Venera 2613 0.75 232 700UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
CO , H O, CH , N O, CFC, O2 2 4 2 3
Zemlja
Atmosfera
Vesolje
atmosfera na Marsu je izredno redka (tlak 30 Pa)atmosfera na Veneri je 100 gostejša kot na Zemlji, predvsem CO2
Toplogredni učinek ozračja – toplogredni plini
PlanetSolarna
konstanta(W/m
2), III.2.1.
Albedo
(1)
Ekvivalentnatemperatura
(K)
Resničnatemperatura
(K)Zemlja 1372 0.3 255 288Mars 589 0.15 217 220
Venera 2613 0.75 232 700
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Spremembe toplogrednega učinka ozračja
Vzroki za povišanje temperature ob površju v zadnjih 100 letih niso samo
naravni, npr. spreminjanje aktivnosti Sonca, izbruhi vulkanov, temveč predvsem
emisije škodljivih snovi, ki so posledica aktivnosti ljudi.
Spremembe toplogrednega učinka ozračja
Pretvarjanje fosilnih goriv v toploto in
električno energijo ter intenzivno kmetijstvo
po začetku industrijske revolucije sredini
devetnajstega stoletja je povzročilo
eksponentno naraščanje vsebnosti glavnih
toplogrednih plinov v troposferi.
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Toplogredni plini in CO2 ekvivalent
Ogljikov dioksid ni edini toplogredni plin (TGP). Po mednarodnem dogovoru navajamo emisije naslednjim plinov ali skupin plinov:
ogljikov dioksidmetan didušikov oksidfluorirani ogljikovodikiperfluorirani ogljikovodikižveplov heksafluorid
Vsak od naštetih plinov ima lasten toplogredni potencial (angl. GWP -global warming potential). Določen je relativno glede na učinek CO2 na razliko med prejetim kratkovalovnim sončnim sevanjem in dolgovalovnim sevanjem Zemlje v določenem časovnem obdobju. Zato mora biti za GWP navedeno tudi časovno obdobje.
Nastanek in delež TGP
GWP Plin
»življenjska
doba« (leta)
20 let 100 let 500 let
metan 12 62 23 7
didušikov oksid 114 275 296 156 HFC-134a (perfluorirani ogljikovodiki) 13,8 3300 1300 400
HFC-23 (perfluorirani ogljikovodiki) 260 9400 12000 10000 žveplov heksafluorid 3200 15100 22200 32400 ogljikov dioksid 1 1 1
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Možne posledice spreminjanja toplogrednega učinka
Med najbolj izpostavljenimi možnimi posledicami so:
Zaustavitev atlantskega oceanskega toka zaradi vdora hladne (težje, površinske) sladke vode iz raztopljenega ledu na Arktiki. Posledica –zamrznitev EU do 40°vzporednika.
Naraščanje višine morij predvsem kot posledica toplotnega raztezanja vode v oceanih
Zmanjševanje albeda in večja absorbcija sončnega obsevanja (1979 levo, 2003 desno)
Spremenjena količina padavin (modro več, rdeče manj), predvsem pa več vremenskih ekstremov !
pasatni vetrovi in morski tok potiska vodo proti zahodu - Aziji
hladna voda Humboldovega toka se dviga na površje –bogata je s hranili za prehrano rib in ptic
pasatni vetrovi se obrnejo, toplo vodo žene od vzhoda proti Južni Ameriki –nalivi , v Avstraliji suša
topla voda preprečuje dviganje hladne – zaradi pomanjkanja hranil se živali izginejo
El Ninjo (deček), povezava s časom nastanka (okoli Božiča), posledica delovanja oceanov in ozračja
Dokazi o spreminjanju podnebja – El Ninjo in La Ninja
Letne srednje, maksimalne in minimalne temperature z njihovimi linearnimi trendi v obdobju od 1951 do 2000 in za Ljubljano še v zadnji dekadi. Levo spreminjanje velikosti ledenika pod Triglavom.
Dokazi o spreminjanju podnebja – tudi v SlovenijiU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
c
Stratosferski ozon
Zemlja sprejema sončno sevanje (kratkovalovno)
Zemlja oddaja (dolgovalovno sevanje)
se absorbira
preide
valovne dolžine (mm)
nevarno UV sevanje
potrebno pri fotosintezi
V atmosferi se zadrži skoraj vse kratkovalovno UV sevanje. Zakaj ?
Sp
ektr
aln
o s
evan
je (
W/m
m
)2m
Rela
tivn
a b
iološk
a
ob
èu
tlji
vo
st D
NA
valovna dolžina sonènega sevanja ( m) m
0.360.30 0.400.28 0.380.340.32
N a robu atmosfere
N a zemeljskem površju
UV-B UV-AUV-C
10-6 10-6
10-4 10-4
10-2 10-2
10-0 10-0Kako so naše celice občutljive na različna UV sevanja ?
Katero od UV sevanje prihaja do površja ?
Zakaj naše celice niso odporne na UV-C sevanje ?
Ozon je fotokemijski oksidant, ki nastaja v stratosferi ko sončno sevanje z zadosti veliko energijo (UV-C)razgradi molekulo kisika
Molekule ozona delno absorbirajo nevarno UV-B sevanje !
Posledica je oblikovanje sloja ozona in segrevanje stratosfere. Nastane toplotna inverzija, zato je stratosfera tako stabilna.Ozonski plašč sta odkrila leta 1913 Francosta fizika Fabry in Buisson.
Relativna vsebnost ozona
Viš
ina
(k
m)
Stratosferski ozonU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Sončno sevanje osvobodi iz halonov (C,F,Cl)klorov atom, ki poškoduje 10000 molekul ozona,preden se vrne v troposfero!
Zaradi meteoroloških razmer je spreminjanje vsebnosti ozona še posebej razvidno nad Antarktiko
Vsebnost ozona v stratosferi merimo z Dobsonovimi enotami (DU). Navaja debelino sloja zgoščenih molekul ozona. Ena DU predstavlja 0.1 mm debel sloj zgoščenih molekul ozona. Običajne vrednosti DU znašajo med 300 in 400; zgoščena plast molekul ozona iz 40 kilometrov debele stratosfere le 3 cm.
Tanjšanje sloja ozona v stratosferi ali “ozonska luknja”U
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Možne posledice tanjšanje sloja ozona v stratosferi
biološko aktivno UV sevanje naj bi se povečevalo za 5% na dekado v zmernih zemljepisnih širinah, 10% v polarnem pasu; pri 10% povečanju naj bi se število rakastih obolenj povečalo za 26%;
1% zmanjšanje molekul O3 naj bi povzročilo slepoto 100.000 do 150.000 ljudi;
fitoplankton v oceanih proizvede toliko biomase, kot rastline, večja količina UV_B sevanja je v področju Antarktike povzročila 6-12% manjšo proizvodnjo fitoplanktona ; 6 do 9% zmanjšanje števila rib;
razbarvanje, zmanjšanje mehanske odpornosti snovi.
Jakost UV sevanja navajamo z UV indeksom.
Ta je določen z meritvami jakosti pri l 290, 350 in 400 nm, upoštevana je nadmorska višina kraja (vsak km se vrednost poveča za 6%) in oblačnost (popolnoma oblačno nebo prepušča le 31% UV sevanja.
http://www.fmi.fi/weather/warning_4.html
potrebujemo zaščito !
Zimski in poletni smog
Zimski smog
Žveplov dioksid skupaj z aerosoli in trdnimi delci v megli tvori zimski smog.
Najizraziteje so posledice zaznali v Londonu decembra leta 1952. Območje Londona jebilo prekrito z meglo več dni, zaradi toplotne inverzije, pa dimni plini, ki so bili posledicazgorevanja fosilnih goriv niso prehajali v višje plasti ozračja.
Skovanka besed smoke in fog izvira iz tega obdobja.
Glavna povzročitelja SO2 in trdni delci PM10
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Zimski in poletni smog
Poletni ali fotokemični smog
Sončno sevanje sproži med onesnaževali v troposferi fotokemijske reakcije. Pri katerih nastanejo številni t.i. sekundarni onesnaževalci, ki jim pravimo fotokemični oksidanti.
Eden od najpomembnejših oksidantov je ozon (O3). Ozon je eden najpomembnejših tvorcev poletnega smoga. Imenujemo ga troposferski (prizemni) ozon in je zaradi škodljivega vpliva v okolju nezaželen. Smog zaznamo kot meglico, ki lebdi nad mesti in zmanjšuje vidljivost.
2 2 3NO h NO O O O O
V prvi fazi nastajanja smoga (ozona) zaradi sončnega sevanja razpade molekula dušikovega dioksida na dušikov oksid in atom kisika. Ta se z molekulo kisika veže v ozon:
h predstavlja zmnožek Plankove konstante in frekvence sončnega sevanja = sončno energijo
Proces poteka tudi v obratni smeri: 3 2 2NO O NO O
A
B
Zimski in poletni smogU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
NO
NO
Vse
bn
ost
i N
O,
NO
in
O(p
pb
)2
3
ura v dnevu20840 241612
40
0
80
120
160
O 3
2
Zimski in poletni smog
Los Angeles, 60 leta prejšnjega stoletja
Ljubljana, 2002
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
povzroča in pospešuje razvoj bolezni dihalnih organov, še posebej bronhitisa. Ugotovljeno je bilo, da v okoljih s fotokemičnim smogom naraste število alergij, vnetja sluznic.
škodljivo vpliva na rastline, saj povzročajo zakisljevanje padavin in zmanjšuje rast rastlin in pridelek kmetijskih rastlin (omejitve hitrosti na avtocestah, omejene imisije v dobi vegetacije)
škodljivo vpliva na gradbene snovi, saj razgrajuje gradbene materiale kot so plastične mase, guma, PVC,…
Zimski in poletni smogU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Zakislevanje padavin
V čisti vodi je v ravnotežju vsebnost kationov [H+] in anionov [OH- ] enaka in enaka 10-7
mol/liter.
Število vodikovih ionov [H+] določa kislost vode. Merimo jo s pH vrednostjo, ki je negativni logaritem števila vodikovih ionov:
pH = -log [H+] = - log (10-7) = 7
Kisle kapljevine so tiste v katerih je [H+] večje od [OH-], torej bo njihov pH < 7. Bazične raztopine so tiste v katerih bo število anionov [OH-] večje kot kationov [H+], torej bo njihov pH > 7.
Zakaj je po dogovoru mejna pH vrednost kislih padavin 5,6 (in ne7) ?
Prehod nekaterih plinov iz ozračja v vodo sproži nastanek vodikovih ionov. Izmed teh plinov je v ozračju vedno vsaj CO2. Njegova povprečna količina v troposferi je sedaj okoli 350 ppm oziroma je molski delež CO2 v vodni kapljici 1,363 . 10-5 mol/liter (20°C) . Pri tem molskem deležu se kemijsko ravnotežje vzpostavi, ko je število vodikovih ionov 2,489.10-6
mol/liter oziroma je pH vrednost vodne kapljice:
pH = -log 2,489.10-6 = 5.60 !
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Zakislevanje padavin
Zakislevanje okolja ni nujno povezano s padavinami, saj se onesnaževala lahko s trdnimi delci iz ozračja odložijo na rastlinah, tleh,..
Zakislevanje padavin in vod v okolju vpliva na:vodne ekosisteme, nekatere vrste živali so zelo občutljive na pH vrednost vodotokov in ne preživijo če je pH nižji od 6;
rastline, še posebej visokogorske gozdove;
zdravje ljudi; kisle padavine povzročajo obolenja dihaj,
kisle padavine povzročajo razgradnjo gradbenih snovi in veliko gospodarsko škodo - apnenec CaCO3 reagira z žvepleno kislino in se spremeni v mavec CaSO4, ki ga voda izpere iz fasad, spomenikov,…
pH 6.5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0
postrvi ostriž žabe jastog polži
CaCO3 + H2SO4 -> CaSO4 + CO2 + H2O
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
c
Zakisljevanje padavin in mednarodne obveznosti SLO
Snovi, ki povzročajo nastanek vodikovih ionov v vodnih kapljicah in vodotokih so SO2, NOx, NH3. Ker je njihov učinek na enoto emisij različen ga ovrednotimo s kislinskim ekvivalentom (“Acid eqiuvalent”): SO2 – 1/32 acid eq na g emisij, NOx 1/46 acid eq/g; NH3 1/17 acid eq/g.
Danes je delež vseh treh glavnih zakisljevalcev padavin ~ 1/3 ; zmanjšanje SO2 zaradi čistilnih naprav v TE, uporabe goriv z manjšo vsebnostjo S (kurilno olje -> zemeljski plin;
NH3 zaradi manjšega števila živali, NOx zaradi katalizatorjev v motornih vozilih (nekoliko se povečajo
emisije NH3).
cil
j 2
01
0
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Vir: Ministrstvo za kmetijstvo in okolje; Kakovost zraka v Sloveniji 2012; Državna merilna mreža za spremljanje kakovosti zraka
Zakislevanje padavin
Sprememba mase testnega vzorca v okoljih z različno
vsebnostjo SO2 v ozračju
UN
I LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Okoljska deklaracija proizvodov Environmental Product Declaration EPD
Okoljska deklaracija produktov (EPD) (ISO 14025 “Environmental labels and declarations).
Podelijo neodvisni strokovnjaki po podatkih proizvajalcev.
Standardne kategorije okoljskih pritiskov:
raba primarne energije (MJ)
toplogredni potencial GWP 100 global warming potential (kg CO2eq)
potencial razgradnje stratosferskega ozona ODP ozon depletion potential (kg CCL3Feq)
potencial zakisovanja AP acidification potential (kg SO2eq)
potencial evtofikacije EP Eutrophication potential (kg fosfat PO4 eq)
potencial za nastanek fotokemičnega prizemnega (troposferskega)ozona; POCP photochemical ozone creation potential)(kg etilen C2H4eq)
Ekvivalenti izpustov ?
GWP: Uteži so: CO2 = 1, CH4 = 21, N2O = 310, SF6 = 23900, HFC-134a = 1300, CF4 = 6500, C2F6 = 9200. Enota je ekvivalent izpustov CO2eq
ODP: škodljive so spojine ogljika, fluora in klora (CFC), ogljikov tetraklorid (CTC), metilkloroform (MCF),haloni, delno halogenirani klorofluoroogljikovodiki (HCFC) in metil bromid.
AP: kislinski ekvivalent (»Acid equivalent«). Uteži so: SO2 – 0,03125; NOx –0,02174; NH3 – 0,05882. Enota je SO2eq
POCP (»TOFP – Tropospheric Ozone Forming Potential«) Med predhodnike ozona prištevamo dušikove okside (NOx), ogljikov monoksid (CO), metan (CH4) in nemetanske hlapne organske snovi (NMVOC). Uteži so: NOx – 1,22; NMVOC –1,0; CO – 0,11; CH4 – 0,014. Enota je NMVOC (etilen C2H4eq)
toplogredni potencial (GWP) toplogredni plin razgradnja
plina (let) 20 let 100 let 500 let
metan (CH4) 12 62 23 7
didušikov oksid (N2O) 114 275 296 156
fluorirani
ogljikovodiki
14 3300 1300 400
perfluorirani ogljikovodiki
260 9400 12000 10000
žveplov heksafluorid (SF6) 3200 15100 22200 32400
ogljikov dioksid (CO2) - 1 1 1
čas
zadrževanja (let)
ODP GWP
CFC-11 (CCl3F) 55 1 4000
CFC-13 (C2F3Cl3) 110 0,8 6000 CCl4 26 1,1 1800
C2H3Cl 5 0,11 140
HCFC-124 (C2HF4Cl) 5,8 0,02 500 HCF - 0 12500
Okoljska deklaracija proizvodov Environmental Product Declaration EPD
Pod
nebne in e
nerg
ets
ke p
oliti
ke
103 104 105 106 107
urb
an
heat
isla
nd
(°C
)
2
0
8
6
4
10
12
14
cities in USA
EU cities
other countries
urban population
Povečanje učinka toplotnega otoka v urbanem okolju; poletna zunanja temperature v urbanem okolju se povečuje zaradi hitre urbanizacije. Študije kažejo, da se bo celo v majhnih mestih raba končne energije za hlajenje povečala za do 10 kWh na m2
bivalne površine.
V Sloveniji, kjer hlajenje zgradb ni splošno razširjeno, pričakujemo, da se bo delež hlajenih stanovanj povečal do leta 2020 iz ~ 15% na 35%.
Zagotavljanje prijetnega in zdravega notranjega okolja je
bistveno bolj pomembno od same raba energije; prebivalstvo EU
postaja vse starejše in je zato bolj ranljivo na toplotne šoke.
IzziviU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Pod
nebne in e
nerg
ets
ke p
oliti
ke
Izhodiš
če
IzziviU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
2007: Zaveza k prehodu EU v visoko energijsko učinkovito in nizkoogljično gospodarstvo. Sprejeti zahtevni podnebni in energetski cilji do leta 2020:
zmanjšanje emisij toplogrednih plinov za vsaj 20 % glede na leto 1990 (za 30% če tudi druge države prevzamejo ta cilj);
20% OVE v končni rabi energije (25% SLO, sedaj 16%);
zmanjšanje rabe primarne energije za 20% z ukrepi energijske učinkovitosti (URE);
10 % zamenjava fosilnih goriv za motorna vozila z biogorivi
1997: Bela knjiga: “Energy for the Future”
2001: Direktiva o zeleni elektriki: “Green Electricity Directive”
Cilji energetsko-podnebnih politikU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
2011: Kažipot za prehod v nizkoogljično gospodarstvo do leta 2050
stroškovno učinkovite poti za zmanjšanje emisij toplogrednih plinov za 80 do 95% do leta 2050.
Dopolnitev Direktive o energijski učinkovitosti stavb EPBD):
po letu 2018 bodo vse nove ali obnovljene (večje) javne stavbe morale biti “skoraj nič energijske: oskrba energijsko varčnih stavb z energijo za ogrevanje, hlajenje, prezračevanje, TSV in osvetlitev pretežno s pretvarjanjem obnovljivih virov energije na stavbi sami ali v bližini stavbe (daljinski sistemi).
Cilji energetsko-podnebnih politikU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
BAU 2002 BAU 2030
40 Gt/a
58 Gt/a
max 480
trajno 400 ppm
1,8°C
25 Gt/a
32 Gt/a
40 Gt/a
max 510
trajno 450 ppm
2°C
max 550
trajno 550 ppm
3°C
Za zmanjšanje posledic globalnega segrevanja ozračja zaradi izpustov toplogrednih plinov na še sprejemljivo raven (2K), bi
morale vsebnosti CO2 v ozračju ostati pod vrednostjo 450 ppm.
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change
Cilji energetsko-podnebnih politikU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Emisije ton CO2 na prebivalca na leto, leto 2004
0
5
10
15
20
25
Svet Slovenija OECD ZDA Nemčija Kitajska Afrika
Za zmanjšanje posledic globalnega segrevanja ozračja zaradi izpustov toplogrednih plinov na še sprejemljivo raven (2K), bi
morale vsebnosti CO2 v ozračju ostati pod vrednostjo 450 ppm.
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change
2 t
Cilji energetsko-podnebnih politikU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Za zmanjšanje posledic globalnega segrevanja ozračja zaradi izpustov toplogrednih plinov na še sprejemljivo raven (2K), bi
morale vsebnosti CO2 v ozračju ostati pod vrednostjo 450 ppm.
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change
Potrebna primarna energija po scenariju 2K (MWh × 109)
0
50
100
150
200
250
2003 2010 2020 2030 2040 2050
URE
Energija morja
Geotermalna energije
Sončna energija
Biomasa
Energija vetra
Hidroenergija
Zemeljski plin
Nafta
Premog
Jedrska energija
Elsevier, Energy Policy, 2007
Cilji energetsko-podnebnih politikU
NI LJ, F
A, Tehnolo
gija insta
lacij;
pro
f. S
ašo M
edved
Stroški zniževanja toplogrednih plinov
McKinsley greenhouse gas abatement cost curve
rab
a e
ne
rgij
e v
sta
vbah
Pod
nebne in e
nerg
ets
ke p
oliti
ke
Izhodiš
če
Zdra
vo b
ival
no
oko
lje
Sprememba srčnega utripa DSU in sprememba srednjega arterijskega tlaka DSAT.
Pod
nebne in e
nerg
ets
ke p
oliti
ke
Izhodiš
če
Zdra
vo b
ival
no
oko
lje
Odziv preiskovancev na toplotno okolje in kakovost zraka
DSU
(%
)
DSA
T (%
)
Snovalci stavb se moramo zavedati:
sinergijskega učinka preseženih kriterijev bivalnega ugodja
potreb bolj ranljivih skupin
Pod
nebne in e
nerg
ets
ke p
oliti
ke
?