Novice

Izdaja ASHRAE [1] Standard 90.1-2025: Energijski standard za lokacije in stavbe, razen nizkih stanovanjskih stavb

Standard 90.1 že več kot pol stoletja predstavlja ključno osnovo in primerjalno merilo predpisom in pravilom stroke (standardom in smernicam), povezanih z energijo poslovnih stavb. To ne samo v ZDA, ampak po vsem svetu. Z izjemo držav članic ES, kjer energijska performančnost temelji na Direktivi o energetski učinkovitosti stavb (EPBD), ki se izvaja prek nacionalnih zakonodaj in usklajenih evropskih standardov (npr. serija EN ISO 52000), ki pa skozi prilogo I člena 4 niso predpisani kot pravno zavezujoči. Ti standardi so v določenih točkah vsebinsko primerljivi s standardom ASHRAE, a metodološko različni. Ključno razliko predstavlja merilo ocenjevanja, pri ASHRAE tega predstavljajo letni stroški energije za delovanje stavbe ($/m2), v ES energija sama (kWh/m2). Pri tem je jasno, da je za podajo stroškov za delovanje stavbe potrebne energije najprej izračunati ravno slednjo, potem pa je to mogoče pretvarjati v denar ali primarno energijo, emisije CO2 in podobno. Vsekakor pa se ASHRAE standard v Evropi pogosto uporablja v dveh posebnih okoliščinah:
• V primeru priznanega mednarodnega certificiranja LEED ali BREEAM: Standard ASHRAE 90.1 je ključen referenčni dokument za pridobitev certifikata LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), ki je razširjen tudi po Evropi. Za primer BREEAM International (Building Research Establishment Environmental Assessment Method), ta dovoljuje uporabo standarda 90.1 v državah, kjer ne obstajajo lokalni odobreni izračuni za energijsko učinkovitost (NCM - National Calculation Methodology) [2].
• Pri energijskem modeliranju: Projektanti ga pogosto uporabljajo kot orodje za napredno energijsko modeliranje in optimizacijo stavb, saj podaja podrobna merila za učinkovitost sistemov gretja, hlajenja, prezračevanja in razsvetljave.

Standard 90.1 določa najnižje zahteve za energijsko učinkovito projektiranje večine stavbnih lokacij in stavb samih, razen nizkih stanovanjskih stavb, ki so opredeljene kot »enodružinske hiše, večdružinske stavbe s tremi nivoji ali manj nad nivojem okolice ter premične montažne in modularne hiše«. Standard podrobno podaja najnižje zahteve glede energijske učinkovitosti pri projektiranju in gradnji novih stavb, vključno z njihovimi lokacijami in tehničnimi sistemi, novih delov stavb in njihovih tehničnih sistemov ter novih tehničnih sistemov in opreme v obstoječih stavbah, kot tudi merila za določanje skladnosti s postavljenimi zahtevami. Zato predstavlja poklicnim inženirjem in drugim strokovnjakom, ki se ukvarjajo s projektiranjem stavb, njihovih lokacij in stavbnih tehničnih sistemov, nepogrešljivo strokovno referenco. Pri tem je potrebno izpostaviti, da so zahteve v standardu postavljene izključno ob upoštevanju doseganja stroškovne optimalnosti. Pomeni, izpolnitev zahtev se investitorju skozi obratovanje povrne.

Že izdaja standarda leta 2022 je prinesla temeljni premik v pristopu k energijski učinkovitosti stavb in njihovih lokacij, saj je poleg posodobitve predpisanih zahtev za vsak tehnični stavbni sistem uvedla še naslednje:
• obvezno spremljanje potrebne energije za delovanje stavbe, večje od 2320 m2, 
• novo 11 poglavje, ki je postavilo zahtevo po dosegu dodatnih zaslužnih (kreditnih) točk iz menija 33 ukrepov, in 
• prosto izbirno pot za ugotavljanje razmerja celotne sistemske učinkovitosti za namen dosega skladnosti sistemov gretja, prezračevanja in obdelave zraka (HVAC). 

Obvezno spremljanje potrebne energije za delovanje stavb je v mestih, kot so New York, Boston in Washington DC, že privedlo do mestne zakonodaje, ki kaznuje stavbe na podlagi dejanske porabe energije. Ne glede na to, ali se projektira nova stavba, ali obstoječa upravlja, slednja morda celo sooča s kaznimi za previsoko porabo energije ali izpuste emisij, je celovito razumevanje Standarda 90.1 za strokovnjake, delujoče na področju energije stavb, bistvenega pomena.

Razumevanje zahtev spremljanja energijskih potreb po ASHRAE 90.1
Kot že predstavljeno, že z izdajo iz leta 2022 je bila uvedena zahteva, da stavbe ločeno spremljajo energijske potrebe sistemov gretja, prezračevanja in obdelave zraka, notranje in zunanje razsvetljave, obremenitve vtičnic in procesnih obremenitev, kot na primer opremo komercialnih kuhinj. Zbiranje podatkov je zahtevano v 15-minutnih intervalih in njihova hramba za čas najmanj 36 mesecev z možnostjo poročanja o urni, dnevni, mesečni in letni porabi. Po podatkih ameriškega ministrstva za energijo (DOE) so te določbe o spremljanju obvezne zato, ker projektirana skladnost s standardom sama po sebi ne zagotavlja tudi operativne učinkovitosti. Standard tako samo potrjuje, da je stalno in sprotno preverjanje delovanja sistemov za energijsko performančnost bistvenega pomena.

Poleg izrecnih zahtev glede spremljanja energijskih potreb je ASHRAE Standard 90.1 z izdajo 2025 uvedel še določbe, ki delujejo samo s podatki o energiji v realnem času: 
• samodejno zmogljivost odzivanja na povpraševanje po energiji, 
• programiranje optimalnih vklopov sistemov na podlagi dejanskih pogojev in 
• diagnostiko odkrivanja napak. 

Izdaja standarda uvaja tudi nove določbe za prostore za polnjenje električnih vozil in razširja zahteve upravljanja vtičnic in spremljanja energije. Kjer so nameščeni sistemi za neposredno digitalno krmiljenje (DDC), je dodana zahteva po sprotnem grafičnem prikazu podatkov v namen spodbuditve učinkovitega spremljanja porabe energije.

Dodatne zaslužne točke (krediti) za učinkovitost (Poglavje 11)
Poglavje 11 je v izdaji 2022 povsem na novo uvedlo najbolj inovativen del standarda. Tega predstavlja zahteva, da stavbe poleg izpolnitve splošnih zahtev pridobijo tudi vsaj najnižje število potrebnih »energijskih zaslužnih točk« z izbiro med 33 razpoložljivimi ukrepi učinkovitosti. Od teh jih 25 predstavlja samo energijsko učinkovitost, 7 ukrepe za upravljanje z obremenitvami in 1 ukrep za obnovljivo energijo. Vsaka zasluga predstavlja 0,1-odstotno zmanjšanje skupnih stroškov energije v stavbi, pri čemer morajo običajne stavbe zbrati dovolj zaslug (kreditov), da dosežejo približno 4–5 % dodatnih prihrankov poleg skozi že osnovno predpisane zahteve.

Zahtevan skupen seštevek zaslužnih točk se razlikuje glede na vrsto stavbe in podnebno območje, pri čemer je upoštevano, da isti ukrep prinaša različne prihranke v različnih vrstah stavb. Projektanti tako prosto izberejo ukrepe, ki so za njihov projektni primer najbolj primerni in stroškovno učinkoviti, podobno kot LEED omogoča projektantskim skupinam, da izberejo zasluge, ki so skladni z njihovim projektnim pristopom. Razpoložljivi ukrepi zajemajo vsa področja:
• Ovoj stavbe (E01): Izboljšanje lastnosti ovoja stavbe preko najnižje predpisanih – za dejansko opredelitev prihrankov je potrebna izvedba energijskega modeliranja.
• Učinkovitost HVAC (H01–H06): Izboljšana skupna učinkovitost sistema (TSPR), večja učinkovitost opreme, zmanjšana moč ventilatorjev, geotermalne toplotne črpalke, namenski sistemi za prezračevanje.
• Razsvetljava (L01–L06): Zmanjšana gostota moči razsvetljave pod predpisanimi omejitvami, izboljšano krmiljenje, izkoriščanje dnevne svetlobe.
• Gretje pitne vode (W01–W03): Izboljšani toplotni izkoristki pri gretju vode, toplotne črpalke za gretje vode, sončna toplota.
• Upravljanje obremenitev (G01–G07): Odziv na povpraševanje, shranjevanje toplotne/hladilne energije, shranjevanje v baterijah, izboljšano spremljanje in ciljno usmerjanje energije – ti ukrepi zagotovijo »na prihodnost odporno stavbo« [3], ki je prilagodljiva spremenljivim potrebam omrežja in pripomore pri upravljanju stroškov za konično porabo.
• Obnovljiva energija (R01): Obnovljivi viri energije na lokaciji, ki presegajo obvezni minimum.

V izdaji 2025 so bile dodane zaslužne točke za strategije na ravni sistema, vključno z uporabo metode ocenjevanja učinkovitosti strojnega sistema [4] in shranjevanjem toplotne energije za gretje in hlajenje. Na podlagi posodobljenih analiz, ki so upoštevale dejavnike učinkovitosti v resničnem svetu, so bile opravljene dodatne spremembe potrebnega skupnega števila zaslužnih točk, potrebnih za posamezno vrsto stavbe.

Obnovljiva energija
Določbe o obnovljivi energiji so bile razširjene in dodatno pojasnjene, vključno z višjimi najnižje predpisanimi zahtevami glede zmogljivosti obnovljivih virov energije na lokaciji na osnovi posodobljene analize stroškovne optimalnosti in uvedbo omejenih možnosti skladnosti z obnovljivimi viri energije izven lokacije po podnebnih območjih. Predpisana zahteva za obnovljivo energijo na lokaciji, to je na kraju samem, je v izdaji 2025 povečana s predhodnih 5,4 na vrednost 8,1 W/m2, pomnoženo z vsoto bruto kondicionirane površine vseh nivojev oziroma do površine treh največjih nivojev (etaž) stavbe. Izjemo od te zahteve predstavljajo:
1. Vsaka stavba, kjer nezasenčeni ploščati sprejemnik sončne energije, usmerjen proti ekvatorju in nagnjen pod kotom od vodoravnice, ki je enak zemljepisni širini lokacije, prejme letno povprečno dnevno vpadno sončno sevanje manj kot 3,5 kWh/m2·dan.
2. Vsaka stavba, kjer je več kot 80 % strešne površine pokrite s katero koli kombinacijo opreme, kot so sadilne grede, zelene površine, strešna okna ali s strani oseb uporabljani strehi.
3. Vsaka stavba, kjer je več kot 50 % strešne površine zasenčene pred neposredno sončno svetlobo zaradi naravnih predmetov ali struktur, ki niso del stavbe, več kot 2500 ur v letu v dnevnem času med 8.00 in 16.00.
4. Novogradnje ali prizidki, pri katerih je vsota bruto kondicionirane tlorisne površine treh največjih nivojev (etaž) novogradnje ali prizidka manjša od 929 m2.
5. Spremembe namembnosti.

Drugo možnost zagotovitve obnovljive energije stavba predstavlja vir izven lokacije, ki mora predstavljati obrat lokalne skupnosti, ki izpolnjuje dva pogoja:
1. Se nahaja znotraj istega okrožja.
2. Razdalja od nje do lokacije stavbe ni več kot 100 km.

Dodatek G – Metoda preformančnega ocenjevanja
Dodatek G je bil deležen pomembnih posodobitev, katerih cilj je okrepiti njegovo vlogo nespremenljive in pregledne izhodiščne performančnosti, hkrati pa upoštevati sodobne pristope projektiranja. Opredelitve sistema gretja, prezračevanja in obdelave zraka v izhodiščni stavbi so bile razširjene in izpopolnjene, vključno z novimi razlikovanji glede virov gretja ter posodobljenimi pravili za toplotna območja stavbe in varčevalnike (ekonomizerje).
Zahteve za modeliranje dvigal, razvlaženja, prezračevanja ter dobavljene toplote in hladu so bile spremenjene z namenom, da bi bolje odražale dejansko izmerjeno porabo energije in trenutne mednarodne standarde.

Zahteve za programsko opremo za izvedbo simulacije delovanja stavbe so bile posodobljene z namenom uskladitve z najnovejšo različico ASHRAE Standarda 140, prejšnji sklici na uporabo posebnih orodij in pristopov pa so bili nadomeščeni s performančnimi merili.

Zaključek
MSS je do sedaj prevedla dve poglavji standarda 90.1, izdaja 2016, ki se nanašata na sisteme gretja, prezračevanja in obdelave zraka (Poglavje 6) in gretje potrošne vode (Poglavje 7) ter del Poglavja 10 izdaje 2019, ki se nanaša na področje strojništva znotraj ostale opreme. Dokument je prosto dosegljiv na medmrežnem naslovu IZS: https://www.izs.si/assets/media/izsnovo/2020/MSS/IZS_Prirocnik%20ASHRAE%2090.1-final-november-2020.pdf 
 
Za konec velja izpostaviti, kar v zvezi s projektiranjem na splošno izpostavlja združenje ASHRAE: Za dosego v vseh pogledih visoko-zmogljivega tehničnega stavbnega sistema ne zadošča vgradnja posameznih naprav in kosov opreme z visoko performančnostjo, pomembnejša je projektantova izbira pravega sistema za določen primer, določitev pravih velikosti naprav, cevi, kanalov, nastavitvenih točk… Kot v nadaljevanju tudi stavljenje naprav in opreme ter sistemov v delovanje po vnaprej pripravljenem postopku. In vse to je zajeto ravno v zahtevah standarda 90.1.

Zato se zdi nadomestitev slovenske TSG-1-004 s tem standardom, seveda s potrebnimi nadomestitvami v standardu navedenih sklicev na izdane uredbe Komisije Evropske unije o izvajanju Direktive 2009/125/ES Evropskega parlamenta in Sveta o vzpostavitvi okvira za določanje zahtev za okoljsko primerno zasnovo izdelkov, povezanih z energijo, edino razumna. To še toliko bolj, če spomnim na priporočilo prof. dr. Petra Novaka svojim diplomantom na FS v začetku osemdesetih: Kdor od vas namerava poklicno delovati na področju HVAC, naj se čim prej včlani v združenje ASHRAE, saj je to mesto, na katerem se dogaja s tem v zvezi vse najpomembnejše!  

Novico pripravil: 
Mitja Lenassi, PI, CxA, BEMP

_

_________________________________

[1] ASHRAE, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. (Ameriško združenje inženirjev gretja, hlajenja in obdelave zraka) je bilo ustanovljeno leta 1894. Združenje danes predstavlja mednarodno ustanovo z več kot 50.000 člani iz 132 držav, posvečeno napredku umetnosti in znanosti gretja, prezračevanja, obdelave zraka in hladilništva (HVAC&R) z namenom služenja človeštvu in spodbujanju trajnostnega sveta.

[2] V Sloveniji vlogo NCM opravlja metodologija, določena v Pravilniku o učinkoviti rabi energije v stavbah (PURES) in tehnični smernici TSG-1-004. Vendar BREEAM zahteva, da je programska oprema za izračun energije stavbe skladna z mednarodnimi standardi (npr. ASHRAE 140 ali ISO 15099). Slovenski programi, ki temeljijo le na mesečni metodi PURES oziroma »excel metodi«, pogosto nimajo zahtevanih mednarodnih certifikatov, ki jih BREEAM-ov ocenjevalec (Assessor) potrebuje za potrditev rezultatov.

[3] »Future-proof building« (»Na prihodnost odporna stavba«) vključuje projektiranje in gradnjo stavbe, ki upošteva prihodnje okoljske, tehnološke in družbene spremembe ter maksimira dolgoročno vrednost in odpornost. Cilj tega je preprečiti zastaranje stavbe z ustvarjanjem prilagodljivih, trajnostnih in trajnih prostorov, ki se zlahka prilagodijo novim načinom uporabe, podnebnim spremembam in posodobljenim predpisom.

[4] Mechanical System Performance Rating Method.