Μεταπτυχιακή διατριβή

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗΓΕΩΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Μεταπτυχιακή διατριβή ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΥΠΙΚΩΝ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ ΣΤΗΝ ΚΥΠΡΟ ΣΕ ΣΧΕΔΟΝ ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ Μαριλένα Μιχαηλίδου Λεμεσός 2015

2 1

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΥΠΙΚΩΝ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ ΣΤΗΝ ΚΥΠΡΟ ΣΕ ΣΧΕΔΟΝ ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ της Μιχαηλίδου Μαριλένας Λεμεσός

4 Έντυπο έγκρισης Μεταπτυχιακή διατριβή ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΥΠΙΚΩΝ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ ΣΤΗΝ ΚΥΠΡΟ ΣΕ ΣΧΕΔΟΝ ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ Παρουσιάστηκε από Μαριλένα Μιχαηλίδου Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Δρ. Δέσποινα Σεργίδη, Καθηγήτρια τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος Μέλος επιτροπής: Δρ. Κώστας Κώστα, Αναπληρωτής Καθηγητής και Εκπρόσωπος Σχολής Γεωτεχνικών Επιστημών και Διαχείρισης Περιβάλλοντος Μέλος επιτροπής: Δρ. Πέτρος Σάββα, Ειδικό Εκπαιδευτικό Προσωπικό τμήματος Επιστήμης και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου Μάης,

5 Πνευματικά δικαιώματα Copyright Μιχαηλίδου Μαριλένα, 2015 Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. All rights reserved. Η έγκριση της μεταπτυχιακής διατριβής από το Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου δεν υποδηλώνει απαραιτήτως και αποδοχή των απόψεων του συγγραφέα εκ μέρους του Τμήματος. 4

6 Θα ήθελα να ευχαριστήσω πρωτίστως την επιβλέπουσα καθηγήτριά μου Δρ. Δέσποινα Σεργίδη για τη δυνατότητα που μου έδωσε να διευρύνω τις γνώσεις μου και να εμπλακώ δημιουργικά σε μία σημαντική έρευνα στα πλαίσια του προγράμματος EPISCOPE. Ευχαριστώ για όλη την καθοδήγηση, τις υποδείξεις και τη συνεισφορά στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή καθώς επίσης και καθ' όλη τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. Οι γνώσεις και η εμπειρία που αποκτήθηκαν είναι εφόδια πολύτιμα. Ακολούθως θα ήθελα να ευχαριστήσω τη Μαρίνα Μαρκίδη, ερευνητικό συνεργάτη, για την αμέριστη βοήθεια, τις χρήσιμες υποδείξεις και τη συνεχή ενασχόληση που μου παρείχε για την επιτυχή ολοκλήρωση της διατριβής. Ευχαριστίες οφείλω και στη Στέλλα Δημητρίου, ερευνητικό συνεργάτη, για τις παρατηρήσεις, τις προτάσεις και το χρόνο που αφιέρωσε για την παρούσα εργασία. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τους συμφοιτητές μου Χριστοφή Μιχάλη και Πατέρα Λευτέρη για τη δημιουργική συνεργασία και την ανταλλαγή γνώσεων, πληροφοριών και δεδομένων. 5

7 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή ολοκληρώθηκε στα πλαίσια του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος Energy Performance Indicator Tracking Schemes for the Continuous Optimisation of Refurbishment Processes in European Housing Stocks (EPISCOPE), το οποίο στοχεύει στον προσδιορισμό των οικιστικών τυπολογιών στα διάφορα ευρωπαϊκά κράτη και τη μελέτη της ενεργειακής τους αναβάθμισης. Στόχο της εργασίας αποτέλεσε η διερεύνηση ενός σεναρίου αναβάθμισης υφιστάμενων οικιστικών μονάδων που να πληροί τις ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης και τα επί μέρους σημεία του ισχύοντος ορισμού για Κτήρια Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης (ΚΣΜΕΚ) στην Κύπρο ώστε να διαφανεί κατά πόσο είναι εφικτή και συμφέρουσα η υιοθέτησή του για την αναβάθμιση του υπάρχοντος οικιστικού αποθέματος. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής διατριβής έγιναν πιλοτικές εφαρμογές σεναρίου αναβάθμισης σε 30 οικιστικές μονάδες, με την υιοθέτηση μέτρων που αφορούν την τοποθέτηση θερμομόνωσης, την αντικατάσταση υαλοπινάκων, λαμπτήρων, συστήματος θέρμανσης/ψύξης και την εγκατάσταση συστήματος ΑΠΕ (φωτοβολταϊκών). Οι οικιστικές μονάδες που επιλέχθηκαν αποτελούν αντιπροσωπευτικά δείγματα των τυπολογιών που εντοπίστηκαν στην Κύπρο (πολυκατοικίες, συνεχούς δόμησης και μονοκατοικίες) και η κατασκευή τους εντοπίζεται σε χρονολογικές περιόδους που ορίστηκαν μεταξύ του , όπου οι τεχνικές δόμησης και η νομοθεσία περί ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων διαφέρουν. Συλλέχθηκαν δεδομένα για όλες τις κατοικίες που αφορούν τα δομικά στοιχεία, τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και τα τεχνικά συστήματα και διενεργήθηκαν ενεργειακές αξιολογήσεις της υφιστάμενης και της προκύπτουσας κατάστασης, κατόπιν της εφαρμογής του σεναρίου ΚΣΜΕΚ. Ακολούθως, έγινε ενεργειακή σύγκριση και εξαγωγή συγκριτικών αποτελεσμάτων. Ακολούθησε οικονομική ανάλυση ώστε να διαφανεί κατά πόσο ικανοποιείται η σχέση κόστους-οφέλουςώστε να είναι εφικτή η αναβάθμιση που προτείνει το σενάριο ΚΣΜΕΚ. Τέλος αξιολογήθηκαν τα αποτελέσματα και παρουσιάστηκαν τα συμπεράσματα. 6

8 Λέξεις κλειδιά: Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης (ΚΣΜΕΚ), ενεργειακή αναβάθμιση, εξοικονόμηση ενέργειας, Ενεργειακή απόδοση, Τυπολογίες οικιστικού αποθέματος, χρόνος απόσβεσης ενεργειακού σεναρίου, θερμομόνωση κελύφους ABSTRACT This thesis was conducted within the framework of the European investigation programme Energy Performance Indicator Tracking Schemes for the Continuous Optimisation of Processes in European Housing Refurbishment Stocks (EPISCOPE). It concerns the collection and the processing of data to determine a refurbishment scenario for the residential buildings in Cyprus in order to improve their energy efficiency and their conversion to nearly Zero Energy Buildings (nzeb). In order to investigate the nzeb definition and the relevant parameters of Cyprus, a pilot study of exemplary dwellings from the portfolio of the Cyprus Land Development Agency (KOAG) is contacted. Thirty building units act as model buildings and are used for demonstrating the energy performance and the potential energy savings resulting from energy conservation measures (ECMs) and interventions made on both the building envelope and the heat supply systems in order to be converted to nearly Zero Energy Buildings. The selected buildings vary in construction elements, energy consumption demand and electromechanical systems. They are typical and representative samples of their construction period and typology, according to previous studies by the EU, IEE Project EPISCOPE. Successful strategies and techniques towards reducing the energy consumption and CO2 emissions are simulated using the isbem-cy which is the official tool for the certification of the energy performance of buildings in Cyprus. It combines the climatic data for each building according to its location, along with its constructional data and the performance of the supply systems, providing results regarding the primary energy consumption and the CO2 emissions. Furthermore, comparative studies of building simulations and analysis of the cost effectiveness of the energy conservation strategies were performed. 7

9 The research aims to fill in the current knowledge gap of nzeb in Cyprus and it could be a useful instrument to facilitate the energy performance assessment of the building stock and to highlight the potential of renewable energy use in family housing. Keywords: nearly Zero Energy Buildings (nzeb), energy reduction, energy efficiency, housing stock typologies, energy retrofitting, building envelope insulation 8

10 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 1 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Αναγκαιότητα της μελέτης ΓΕΝΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ Ευρωπαϊκή Ενεργειακή Πολιτική Το Ενεργειακό πρόβλημα στην Ευρώπη Δεσμεύσεις - Στρατηγικοί Στόχοι- Ευρωπαϊκές οδηγίες Πρωτόκολλο του Κιότο Ευρώπη Ευρώπη Σχέδια Ενεργειακής Απόδοσης Οδηγίες για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (Ευρωπαϊκή Ένωση n.d.) ΚΤΗΡΙΑ ΣΧΕΔΟΝ ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ (nzeb) Ορισμός του nzeb Διαφορετικοί τύποι ΖΕΒ Διαχωρισμός ανάλογα την παροχή ενέργειας Διαχωρισμός ανάλογα την σύνδεση του κτιρίου στο δίκτυο Βασικά μέτρα για την αναβάθμιση σε ΚΣΜΕΚ Μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας Παροχή ενέργειας στο κτίριο Άλλες μέθοδοι για βελτίωση Προβλήματα πραγματοποίησης ΖΕΒ Κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης στην Κύπρο Νομοθεσία και ορισμός ΚΣΜΕΚ

11 3.5.2 Διαμόρφωση ορισμού ΚΣΜΕΚ Δράσεις και μέτρα για την μετάβαση σε ΚΣΜΕΚ το ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΟΙΚΙΣΤΙΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ ΣΕ ΚΣΜΕΚ Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα ΙΕΕ EPISCOPE Σενάριο ενεργειακής αναβάθμισης κατοικιών σε ΚΣΜΕΚ Μεθοδολογία Επιλογή πιλοτικών κατοικιών και χρονολογική και τυπολογική ταξινόμηση Ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης των κατοικιών Ενεργειακή Ανάλυση των οικιστικών μονάδων Παράδειγμα υπολογισμού χρόνου απόσβεσης κόστους σεναρίου ΚΣΜΕΚ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Επιλογή πιλοτικών κατοικιών και χρονολογική και τυπολογική ταξινόμηση Εμβαδά δομικών στοιχείων των οικιστικών μονάδων HVAC συστήματα σε κατοικίες του ΚΟΑΓ Υπολογισμός συντελεστών θερμοπερατότητας Υφιστάμενη Κατάσταση Σενάριο αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ Ενεργειακή Ανάλυση Ενεργειακή απόδοση υφιστάμενης κατάστασης υπό μελέτη κατοικιών ΚΟΑΓ Ενεργειακή απόδοση μετά την αναβάθμιση των κατοικιών σε ΚΣΜΕΚ Παράμετρος κλιματισμού υπερκείμενου ή παρακείμενου γειτνιάζοντα χώρου Σύγκριση Υφιστάμενης κατάστασης - Σεναρίου αναβάθμισης ΚΣΜΕΚ Συγκριτικά αποτελέσματα κατά Χρονολογική περίοδο και κατά τυπολογία κτιρίων ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

12 7.1 Δεδομένα Συγκεντρωτικοί Πίνακες Αξίας επένδυσης / απόσβεσης ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι

13 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΚΣΜΕΚ- Ενεργειακές καταναλώσεις για κάθε κράτος ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Μορφές ενέργειας - on-site (0-2) και off-site (3-4) ΠΙΝΑΚΑΣ 3: Περίληψη ορισμών ΖΕΒ (Πηγή : A critical look at the definition) ΠΙΝΑΚΑΣ 4: Συντελεστής για ροή θερμότητας ΠΙΝΑΚΑΣ 5: Εμβαδά και κόστος αναβάθμισης κελύφους ΠΙΝΑΚΑΣ 6: Κόστος αναβάθμισης συστημάτων του κτιρίου ΠΙΝΑΚΑΣ 7: Εξοικονόμηση ενέργειας βάσει σεναρίου για κατοικία MFH0Β ΠΙΝΑΚΑΣ 8: Οικονομικά δεδομένα ΠΙΝΑΚΑΣ 9: Χρόνος απόσβεσης επένδυσης ΠΙΝΑΚΑΣ 10: Οι υπό μελέτη Οικιστικές μονάδες ΠΙΝΑΚΑΣ 11: Εμβαδά δομικών στοιχείων (τ.μ) ΠΙΝΑΚΑΣ 12: Σύστημα Θέρμανσης - Ψύξης υφιστάμενης κατάστασης για κάθε οικιστική μονάδα ΠΙΝΑΚΑΣ 13: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας ΠΙΝΑΚΑΣ 14: Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης Κ.Δ.Π 446/ ΠΙΝΑΚΑΣ 15: Συντελεστής Θερμοπερατότητας Οροφής ΠΙΝΑΚΑΣ 16: Συντελεστής Θερμοπερατότητας πυλωτής-δαπέδου ΠΙΝΑΚΑΣ 17: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας ΠΙΝΑΚΑΣ 18: Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης Κ.Δ.Π 432/ ΠΙΝΑΚΑΣ 19: Συντελεστής Θερμοπερατότητας πυλωτής-δαπέδου ΠΙΝΑΚΑΣ 20: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας ΠΙΝΑΚΑΣ 21: Συντελεστής Θερμοπερατότητας οροφής ΠΙΝΑΚΑΣ 22: Τιμές θερμοπερατότητας (u-values) δομικών στοιχείων

14 ΠΙΝΑΚΑΣ 23: Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης Κ.Δ.Π 366/ ΠΙΝΑΚΑΣ 24: Συντελεστής Θερμοπερατότητας οροφής και δαπέδου ΠΙΝΑΚΑΣ 25: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας και δοκού-κολώνας ΠΙΝΑΚΑΣ 26: Το πάχος της θερμομόνωσης που τοποθετήθηκε ΠΙΝΑΚΑΣ 27: Ενεργειακή κατανάλωση κατοικιών και κατηγοριοποίηση τους ΠΙΝΑΚΑΣ 28: Τυπικές τιμές U-value σύμγωνα με τις ελάχιστες απαιτήσεις για κάθε χρονολογική περίοδο ΠΙΝΑΚΑΣ 29: Αποτελέσματα ενεργειακής προσομοίωσης με isbem-cy για την υφιστάμενη κατάσταση ΠΙΝΑΚΑΣ 30: Ενεργειακή κατανάλωση οικιστικών μονάδων μετά την εφαρμογή του σεναρίου ΚΣΜΕΚ ΠΙΝΑΚΑΣ 31: Αριθμός φωτοβολταικών πλαισίων για συνεισφορά τουλάχιστον 25% από ΑΠΕ στην κατανάλωση Πρωτογενούς Ενέργειας ΠΙΝΑΚΑΣ 32: Αποτελέσματα προσθήκης μέγιστων επιτρεπόμενων πλαισίων ΠΙΝΑΚΑΣ 33: Αποτελέσματα ενεργειακής προσομοίωσης με isbem-cyμετά την εφαρμογή του σεναρίου ΚΣΜΕΚ ΠΙΝΑΚΑΣ 34: Μέσοι όροι εξοικονόμησης ενέργειας ανά χρονολογικές περιόδους ΠΙΝΑΚΑΣ 35: Συνοπτικά αποτελέσματα ενεργειακής σύγκρισης υφιστάμενης -σεναρίου ΚΣΜΕΚ ΠΙΝΑΚΑΣ 36:Αξία επένδυσης / απόσβεση

15 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 1: Οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου της ΕΕ προς την κατεύθυνση εγχώριας μείωσης κατά 80% (100% =1990) ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 2: Διαδικασία έκδοσης ΠΕΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 3: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 4: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 5: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 6: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 7: Καταναλώσεις ενέργειας και ποσοστά εξοικονόμησης για θέρμανση με εφαρμογή σεναρίου ΚΣΜΕΚ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 8: Εξοικονόμηση Πρωτογενούς ενέργειας με αντικατάσταση όλων των λαμπτήρων με λαμπτήρες Τ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 9: Καταναλώσεις ενέργειας και ποσοστά εξοικονόμησης για ψύξη με εφαρμογή σεναρίου ΚΣΜΕΚ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 10:Εκπομπές και ποσοστά μείωσης CO₂ με εφαρμογή σεναρίου ΚΣΜΕΚ. 114 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 11: Σύγκριση αύξησης συνεισφοράς ΑΠΕ με μείωση CO₂ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 12: Σύγκριση εξοικονόμησης πρωτογενούς ενέργειας από συμβ. πηγές με μείωση CO₂ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 13: Μέσος όρος εξοικονόμησης ενέργειας για κάθε χρονολογική περίοδο. 117 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 14: Μέσος όρος εξοικονόμησης ενέργειας για κάθε τυπολογία

16 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ΤΕΠΑΚ.: EPISCOPE: HVAC MFH: SFH: TH: ΕΕ ΖΝΧ: PV ΠΕΑ ΑΠΕ ΚΣΜΕΚ EPBD ZERB nzeb Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου Energy Performance Indicator Tracking Schemes for the Continuous Optimization of refurbishment Processes in European housing stocks Heating Ventilating Air Conditioning Multi Family House Single Family House Terrace House Ευρωπαϊκή Ένωση Ζεστό Νερό Χρήσης Photovoltaic Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Κατοικίες ή Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης Energy Performance of Building Directives Zero Energy Residential Buildings nearly Zero Energy Buildings 15

17 ΑΠΟΔΟΣΗ ΟΡΩΝ Στην περίπτωση χρήσης ορολογίας από ξενόγλωσση βιβλιογραφία, αναφέρεται η απόδοση στην ελληνική η οποία θεωρείται περισσότερο δόκιμη. Για παράδειγμα: SFH (Single Family Houses) MFH (Multi Family Houses) TFH (Terrace Family Houses) nzeb (nearly Zero Energy Buildings) HVAC (Heating, Ventilation, Air Contitioning) Μονοκατοικίες Πολυκατοικίες - διαμερίσματα Κατοικίες Συνεχούς δόμησης Κτίρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας Συστήματα κλιματισμού και αερισμού 16

18 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ανάπτυξη του ανθρώπινου βίου και η σύσταση και πρόοδος των κοινωνιών, βασίστηκε και εξακολουθεί να βασίζεται στη χρήση της ενέργειας. Η ενέργεια, με όλες τις μορφές της, αποτελεί αναμφίβολα αγαθό και υπηρεσία υψίστης σημασίας για τη διαβίωση, την οικονομική, πολιτισμική και κοινωνική εξέλιξη διαμέσου των αιώνων. Λειτουργίες μείζονος σημασίας που πλέον θεωρούνται βασικές ανάγκες για το σύγχρονο βίο, όπως ο φωτισμός, η θέρμανση, η ψύξη, η μεταφορά ανθρώπων, προϊόντων, ακόμη και ιδεών, ανάγουν τον ρόλο της σε πρωταρχικό. Παρ' όλα αυτά, τόσο κατά την χρήση, όσο και κατά την παραγωγή ενέργειας, δημιουργούνται σοβαρές επιπτώσεις για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή και η υπερκατανάλωση φυσικών πόρων κρίνονται οι σοβαρότερες από αυτές και οφείλονται εν πολλοίς στις ανθρώπινες δραστηριότητες. Σαφείς ενδείξεις της αλλαγής του κλίματος αποτελούν η αύξηση της θερμοκρασίας, το λιώσιμο των πάγων και τα αυξανόμενα φαινόμενα ξηρασίας και πλημμυρών. Χαρακτηριστικά η μέση παγκόσμια θερμοκρασία είναι ήδη σχεδόν κατά 0,8 C υψηλότερη από την αντίστοιχη της προβιομηχανικής περιόδου, ενώ υπάρχει ευρεία επιστημονική συναίνεση ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη πρέπει να διατηρηθεί κάτω από 2 C ώστε να αποφευχθούν επικίνδυνες και μη αναστρέψιμες επιπτώσεις από την κλιματική αλλαγή (Commission 2011a).Όλοι οι εμπλεκόμενοι φορείς και κυρίως η επιστημονική κοινότητα δραστηριοποιούνται προς τη δημιουργική και ταχεία εύρεση λύσεων που θα οδηγήσουν σε απάλειψη ή και περιορισμό των αιτιών που προκαλούν αυτές τις αλλαγές ώστε να αποφευχθούν οι δυσμενείς επιπτώσεις στο κλίμα, καθώς επίσης η ρύπανση της ατμόσφαιρας, του νερού και του εδάφους. Οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και ειδικότερα διοξειδίου του άνθρακα, από την καύση ορυκτών καυσίμων για παραγωγή ενέργειας αποτελούν από τα κυριότερα αίτια και χρήζουν άμεσης αντιμετώπισης. Σε έκθεση του IPCC αναφέρεται χαρακτηριστικά ότι οι ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα, το μεθάνιο και το υποξείδιο του αζώτου έχουν αυξηθεί σε επίπεδα πρωτοφανή σε σύγκριση με τα τελευταία έτη, ενώ οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του άνθρακα έχουν αυξηθεί κατά 40% από την προ-βιομηχανική εποχή (Stocker et al. 2013). 17

19 Παράλληλα, η εμφάνιση της ενεργειακής κρίσης δημιουργεί αστάθεια στην αδιάκοπη και προσιτή παροχή ενέργειας, ενώ η υπερκατανάλωση φυσικών πόρων και αναλώσιμων υλών για την παραγωγή της, καταστρατηγούν τις έννοιες της βιωσιμότητας και της αειφορίας. Χαρακτηριστικά, η Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ), η δεύτερη οικονομία σε παγκόσμια κλίμακα, καταναλώνει μεν το ένα πέμπτο της ενέργειας που παράγεται στον κόσμο, διαθέτει όμως ελάχιστα αποθέματα ενεργειακών πόρων(επιτροπή 2012). Συνεπώς η ανάγκη για ορθολογική χρήση και εξοικονόμηση ενέργειας έχει γίνει αντιληπτή σε παγκόσμια κλίμακα για αυτό και αποτελεί το βασικότερο πυλώνα της ενεργειακής πολιτικής κάθε χώρας. Η εμφάνιση του ενεργειακού προβλήματος και της γενικότερης περιβαλλοντικής ρύπανσης προκάλεσε έναν ευρύ προβληματισμό σχετικά με την ανάγκη αναθεώρησης της υπάρχουσας κατάστασης. Η λύση είναι ξεκάθαρη και δεν είναι άλλη από την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης και την παραγωγή και χρήση καθαρών μορφών ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Στα πλαίσια αυτά ωριμάζει και διαμορφώνεται η στρατηγική της Ευρώπης για την κλιματική και ενεργειακή πολιτική με στόχο την καταπολέμηση της αλλαγής του κλίματος και την αύξηση της ενεργειακής ασφάλειας. Παράλληλα, ενισχύεται τόσο η ανταγωνιστικότητα της Ευρωπαϊκής Κοινότητας όσο και η προσπάθεια μετατροπής της σε μια ιδιαίτερα αποδοτική, από ενεργειακή άποψη, οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Για αυτούς τους λόγους η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει εισαγάγει και ενισχύσει την έννοια της ενεργειακής απόδοσης, Energy Efficiency (EuropeanCommission), στην κοινή της στρατηγική για όλους τους τομείς, ήδη από το 1998 με την υπογραφή του πρωτοκόλλου του Κιότο (EUROPA) κι έκτοτε ενεργεί προς αυτή την κατεύθυνση για επίτευξη των επί μέρους στόχων και δεσμεύσεων. Συγκεκριμένα, τα 27 κράτη μέλη έχουν θέσει ως στόχο την εξοικονόμηση ενέργειας κατά 20% μέχρι το 2020, κυρίως μέσω της εφαρμογής μέτρων ενεργειακής αποδοτικότητας, ενώ παράλληλα η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει δεσμευτεί για μείωση των αερίων του θερμοκηπίου κατά 80-95% μέχρι το Ένας από τους τομείς του οποίου η συμβολή στους στόχους αυτούς κρίνεται επιτακτική είναι ο κατασκευαστικός. Τα κτίρια, αντιπροσωπεύουν σήμερα το 40% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης και παρουσιάζουν τη μεγαλύτερη δυναμική εξοικονόμησης ενέργειας 1. 1 Σχέδιο ενεργειακής απόδοσης

20 Συγκεκριμένα, η ενεργειακή βελτίωση του δομημένου περιβάλλοντος και η ανάπτυξη ενεργειακής συνείδησης ως προς την λειτουργία και χρήση συστημάτων και συσκευών, παρουσιάζουν δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας της τάξης του 80% επί της συνολικής κατανάλωσης του τομέα (Nolte & Strong 2011).Η προσπάθεια αυτή συντονίζεται στην Ευρώπη από το συμπαγές και πρόσφατα αναθεωρημένο νομοθετικό πλαίσιο Energy Performance of Building Directives 2 (EPBD), το όποιο αποβλέπει στον καθορισμό σταθερών συνεννόησης μεταξύ των κρατών και στην επιβολή δεσμών κοινής μεθοδολογίας με επίκεντρο τον κτιριακό τομέα. Πρόκειται ουσιαστικά για μία νέα θεώρηση σχεδιαστικών προτύπων που συσχετίζει την ενέργεια και το κτίριο μέσα από την εφαρμογή προτεινόμενων βελτιωτικών μέτρων για την ενεργειακή απόδοση τόσο των νέων κτιρίων όσο και των υφιστάμενων που αποτελούν προτεραιότητα. Απώτερος στόχος και προσδοκία των συντονισμένων ενεργειών της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι η επίτευξη Κτιρίων Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης 3 σε όλα τα κράτημέλη με χρονικό ορίζοντα το 2020, σύμφωνα με το άρθρο 9 της Οδηγίας 2010/31/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 19ης Μαΐου 2010 για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Τα ΚΣΜΕΚ αναμένεται να διαδραματίσουν πρωταγωνιστικό ρόλο στην προσπάθεια εξοικονόμησης ενέργειας και ταυτόχρονα στην μείωση των εκπομπών CO₂ που αποτελούν τους βασικούς στόχους της ενεργειακής πολιτικής της Ευρώπης. Αυτό θα είναι εφικτό μόνο εάν τα κτίρια αναβαθμιστούν μέσω μιας ολοκληρωμένης, αυστηρής και βιώσιμης προσέγγισης που θα ανταποκρίνεται στα δεδομένα και στις δυνατότητες της κάθε χώρας. Αντικείμενο/σκοπός Η Κύπρος, ως κράτος μέλος της Ευρωπαϊκής Ένωσης από το 2004, εναρμονίζει το νομοθετικό της πλαίσιο και ενσωματώνει σε αυτό τις Ευρωπαϊκές οδηγίες διενεργώντας τις απαραίτητες έρευνες για απόκτηση τεχνογνωσίας και διαμόρφωση των επί μέρους παραμέτρων που αφορούν τις τοπικές συνθήκες και ιδιαιτερότητές της

21 Δεδομένου ότι τα κτίρια σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης αλλά και το υφιστάμενο οικιστικό απόθεμα αποτελούν τα αντικείμενα των πιο πρόσφατων Ευρωπαϊκών οδηγιών και σχεδίων για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, οι επιστημονικές έρευνες προσανατολίζονται σε αυτές τις κατευθύνσεις. Στα πλαίσια αυτά αναπτύσσεται και η παρούσα έρευνα έχοντας στόχο τη διερεύνηση της ενεργειακής αναβάθμισης υφιστάμενων κτιρίων σε Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης (ΚΣΜΕΚ) στην Κύπρο. Πρόκειται για την εφαρμογή σεναρίων αναβάθμισης υιοθετώντας μετασκευαστικά μέτρα σε πιλοτικά οικιστικά κτίρια από το απόθεμα του Κυπριακού Οργανισμού Αναπτύξεως Γης στην Κύπρο. Οι κατοικίες αποτελούν τυπικά και αντιπροσωπευτικά δείγματα του υφιστάμενου οικιστικού αποθέματος στην Κύπρο όπως αυτό καθορίστηκε από το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Έργο EPISCOPE (Energy Performance Indicator Tracking Schemes for the Continuous Optimization of Refurbishment Processes in European Housing Stocks). Στο πρόγραμμα EPISCOPE το ΤΕΠΑΚ συμμετέχει ως εταίρος, με επιστημονική υπεύθυνο την Καθηγήτρια Δρ. Δέσποινα Σεργίδη. Τόσο τα σενάρια αναβάθμισης όσο και τα επί μέρους βελτιωτικά μέτρα που εφαρμόζονται στις πιλοτικές κατοικίες, βασίζονται στις Οδηγίες της Ευρωπαϊκής Ένωσης για κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης όπως καθορίστηκαν από το Υπουργείο Ενέργειας, Εμπορίου, Βιομηχανίας και Τουρισμού καθώς και στον τρέχοντα ορισμό ΚΣΜΕΚ που έχει διαμορφωθεί για τις κλιματικές συνθήκες και τα κτιριακά δεδομένα της Κύπρου. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας αναλύονται οι τεχνικές οι οποίες εφαρμόζονται στο κτιριακό κέλυφος, τα συστήματα κλιματισμού των κτιρίων, καθώς και η χρήση συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Οι προσομοιώσεις της ενεργειακής απόδοσης των κατοικιών, διενεργούνται με το επίσημο λογισμικό του Κυπριακού κράτους ISBEM-cy. Περεταίρω επιτελείται μία τεχνοοικονομική μελέτη, για τη σύγκριση των ΚΣΜΕΚ με τις τυπικές κατοικίες της κάθε τυπολογίας και χρονολογικής περιόδου. 1 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Τα κτίρια μηδενικής ή σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης έχουν αποτελέσει αντικείμενο πολλών ερευνών σε όλο τον κόσμο. Η επιστημονική κοινότητα κλήθηκε να μελετήσει όλες τις επί μέρους παραμέτρους σχεδιασμού, κατασκευαστικών μεθόδων και τεχνικών εγκατάστασης συστημάτων που επηρεάζουν την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, 20

22 με στόχο την πλήρη εξοικονόμηση ενέργειας, ταυτόσημο με τη μηδενική ή σχεδόν μηδενική ενεργειακή κατανάλωση. Τα κτίρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας αντιπροσωπεύουν μια νέα αντίληψη για την υψηλή απόδοση των κτιρίων με το φιλόδοξο στόχο να παράγουν τόση ενέργεια όση καταναλώνουν κατά τη διάρκεια ενός έτους (Torcellini et al. 2006). Ωστόσο, τα κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης στην Ευρωπαϊκή Οδηγία(ΟΔΗΓΙΑ 2010/31/ΕΕ)ορίζονται ως τα κτίρια με πολύ υψηλή ενεργειακή απόδοση, προσδιοριζόμενη σύμφωνα με τη μεθοδολογία υπολογισμού ενεργειακής απόδοσης κτιρίων και των οποίων η σχεδόν μηδενική ή η πολύ χαμηλή ποσότητα ενέργειας που απαιτείται καλύπτεται σε πολύ μεγάλο βαθμό με ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, περιλαμβανομένης της παραγόμενης επιτόπου ή πλησίον των κτιρίων. Τα κτίρια αυτά δεν παύουν, όμως, να παράγουν αέρια του θερμοκηπίου, καθώς όταν δεν υπάρχει διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια (π.χ. τις συννεφιασμένες μέρες, τις σύντομες ημέρες του χειμώνα ή κατά τη διάρκεια της νύχτας) ή αιολική ενέργεια (για να λειτουργήσουν πιθανόν εγκατεστημένες ανεμογεννήτριες) καλύπτουν τις ανάγκες τους τροφοδοτούμενα από το δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρισμού ή από άλλες συμβατικές μορφές ενέργειας. Στην πράξη, τα περισσότερα κτίρια μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας λαμβάνουν το μισό ή και περισσότερο της απαιτούμενης ενέργειας για τη λειτουργία τους από το δίκτυο 4. Κτίρια τα οποία παράγουν περισσότερη ενέργεια από αυτήν που καταναλώνουν κατά τη διάρκεια ενός έτους (έχουν δηλαδή περίσσεια ενέργειας) ονομάζονται «θετικής ενέργειας», ενώ εκείνα που καταναλώνουν ελάχιστα παραπάνω από αυτό που παράγουν ονομάζονται, «σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης» ή «εξαιρετικά χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης» (nearly-zero energy buildings ή ultra-low energy houses). Τα σενάρια ενεργειακής αναβάθμισης που εφαρμόζονται ώστε να επιτευχθεί ο στόχος των ΚΣΜΕΚ μπορούν να αποδοθούν σε τρεις κατηγορίες μετασκευής (Moser 2012): 1. Λειτουργία και συντήρηση (Operations&Maintenance) 2. Τυπική μετασκευή (Standardretrofits) 3. Ριζική ή εις βάθος μετασκευή (Deepretrofits)

23 Η εξοικονόμηση ενέργειας συνήθως αυξάνεται καθώς προχωράμε από την 1η στην 3η κατηγορία. Σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί συχνά να επιτευχθεί με ελάχιστο κόστος, με βελτίωση των λειτουργιών του κτιρίου και με αναδιάρθρωση των διαδικασιών συντήρησης, το οποίο αποτελεί βασικό συστατικό της Existing Building Commissioning x. Η EBCx είναι μια διαδικασία που έχει γνώμονα τη διερεύνηση και τη βελτιστοποίηση της απόδοσης των εγκαταστάσεων και των συστημάτων του κτιρίου για να καλύψει τις τρέχουσες ανάγκες της εγκατάστασης. Προκύπτει ότι μπορεί να επιτευχθεί μέση εξοικονόμηση ενέργειας 16% από έρευνα ανάμεσα σε εκατοντάδες έργα που έγιναν από την EBCx(Mills & Ph 2009). Όπως αναφέρει σε άρθρο του ο Moser (Moser 2012), εφαρμόζοντας τυπικά μετασκευαστικά μέτρα εξασφαλίζεται οικονομικά αποδοτική αναβάθμιση των κτιρίων. Συνήθως τα μέτρα εφαρμόζονται σταδιακά και το ένα μπορεί να επηρεάσει το άλλο. Ο προσδιορισμός της αλληλουχίας τυπικών επεμβάσεων είναι σημαντικός, καθώς η επίδραση ορισμένων μπορεί να έχει αντίκτυπο σε επόμενα. Για παράδειγμα, μία μετασκευή στο σύστημα φωτισμού μπορεί να μειώσει το ψυκτικό φορτίο για το σύστημα HVAC, το οποίο θα μπορούσε να περιορίσει το μέγεθος και την ισχύ του συστήματος ψύξης. Υπολογίζοντας αυτές τις αλληλεπιδράσεις μπορεί να επιτευχθεί μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας. Μια ριζική μετασκευή είναι η προσέγγιση που χρησιμοποιεί μια ολοκληρωμένη διαδικασία σχεδιασμού για τη βελτίωση τόσο της οικονομικής πτυχής των μέτρων όσο και της επίτευξης πολύ μεγαλύτερης εξοικονόμησης ενέργειας από τις συμβατικές ενεργειακές μετασκευές. Στην εις βάθος μετασκευή όλα τα συστήματα αξιολογούνται ταυτόχρονα, ως σύνολο, και το έργο μπορεί να υπόκειται την ταυτόχρονη αναβάθμισή τους. Παρόλο που μπορεί να επιτευχθεί μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας, απαιτούν συνήθως μεγαλύτερη αρχική επένδυση και ενδεχομένως μπορεί να έχουν μεγαλύτερες περιόδους αποπληρωμής από τις άλλες κατηγορίες. Ωστόσο υιοθετώντας τη ριζική μετασκευή προσεγγίζονται ευκολότερα οι παράμετροι των ΚΣΜΕΚ. Τα μετασκευαστικά μέτρα που εφαρμόζονται για το σενάριο ριζικής ενεργειακής αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ, αφορούν το φωτισμό, τα συστήματα θέρμανσης, ψύξης και αερισμού, το περίβλημα του κτιρίου και το σύστημα ζεστού νερού χρήσης. Περεταίρω, ο στόχος μπορεί να επιτευχθεί ευκολότερα με την συνεισφορά ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. 22

24 Τα ΚΣΜΕΚ περιλαμβάνουν συνήθως εξαιρετικά αποδοτικό κέλυφος κτιρίου. Εδώ τονίζεται ιδιαίτερα η σημασία της θερμομόνωσης για την επίτευξη ενεργειακά αποδοτικού περιβλήματος και αποδεκτών τιμών θερμοπερατότητας, βάσει νομοθεσίας για όλα τα επί μέρους στοιχεία του. Σε μία πρόσφατη μελέτη τους η Δ.Κ Σεργίδη και Χ.Γ Γεωργακάκη (Serghides & Georgakis 2012) διερεύνησαν το κτιριακό κέλυφος μίας κατοικίας στην Κύπρο με στόχο να διαφανεί η καλύτερη σχέση οικονομικής και ενεργειακής αποδοτικότητας στην θερμική αξιολόγηση των κτιρίων στην Μεσόγειο. Μελετήθηκαν οι μεταβλητές της μάζας και της μόνωσης σε συνδυασμό με άλλες παραμέτρους ως προς την επίδραση τους στη θερμική συμπεριφορά του κτιρίου. Χαρακτηριστικά εξετάστηκαν η αύξηση της μάζας ως προς την θέση (εξωτερικά, εσωτερικά) και η τοποθέτηση θερμομόνωσης ως προς το σχήμα του κτιρίου, την θέση (εξωτερικά, εσωτερικά, στο ενδιάμεσο), την έκταση (οροφή, τοιχοποιία), το πάχος και το στάδιο εισαγωγής της. Όπως συνάγεται από τις μελέτες, η πιο αποτελεσματική λύση για τη θερμική απόδοση του κτιρίου δίνεται από το συνδυασμό της εξωτερικής θερμομόνωσης στο κέλυφος του κτιρίου με την αύξηση της εσωτερικής μάζας και, ως εκ τούτου, την αυξημένη θερμοχωρητικότητα της κατασκευής. Περεταίρω, διαφάνηκε ότι η αύξηση του πάχους της θερμομόνωσης δεν είναι ανάλογη της εξοικονόμησης ενέργειας, ενώ η μόνωση της οροφή επιφέρει την μεγαλύτερη εξοικονόμηση, με την τοιχοποιία να ακολουθεί, αυξάνοντας βέβαια το κόστος. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την προηγούμενη μελέτη (Σεργίδη, 2012) ταυτίζονται με αυτά της μελέτης των F. Stazi et al (Stazi et al. 2012)για τον προσδιορισμό της βέλτιστης μετασκευαστικής λύσης στο περίβλημα του κτιρίου, για ενεργειακή αναβάθμιση πολυκατοικιών στην Κεντρική Ιταλία. Μελετήθηκαν η θέση και η έκταση της θερμομόνωσης καθώς και η αντικατάσταση των υαλοπινάκων. Η βέλτιστη λύση υπέδειξε την τοποθέτηση εξωτερικής θερμομόνωσης στη στέγη, στα κατακόρυφα στοιχεία περιβλήματος και στην πυλωτή καθώς και αντικατάσταση των πλαισίων των παραθύρων με ξύλινα κουφώματα χαμηλών εκπομπών με διπλούς υαλοπίνακες και αργό στο διάκενο.. Επιπλέον, η εισαγωγή ενός στρώματος μόνωσης τοποθετεί τις εσωτερικές θερμοκρασίες εντός του εύρους θερμικής άνεσης το χειμώνα. Για το καλοκαίρι, όπου η παρουσία μόνωσης αυξάνει τα επίπεδα δυσφορίας, στην μελέτη σύστησαν την τοποθέτηση μόνωσης με αεριζόμενο διάκενο συνδυάζοντας την εσωτερική θερμική αδράνεια με δυναμική συμπεριφορά, μέσω του νυχτερινού εξαερισμού της εσωτερικής μάζας. 23

25 Από μία άλλη έρευνα που έγινε (Kossecka & Kosny 2002), σε κτίρια με διαρκή χρήση, διαπιστώθηκε ότι με την εφαρμογή εξωτερικής θερμομόνωσης εξοικονομείται περισσότερη ενέργεια σε σχέση με την εφαρμογή εσωτερικής θερμομόνωσης. Τα αποτελέσματα αυτά αφορούσαν κατοικίες κατασκευασμένες από δομικά υλικά μεγάλης θερμικής μάζας. Παρόμοια μελέτη (Bojic et al. 2002) κατέδειξε ότι η μεγαλύτερη μείωση στις μέγιστες ανάγκες ψύξης ετησίως, καταγράφεται όταν η θερμομόνωση εφαρμόζεται είτε εξωτερικά είτε εσωτερικά, αναλόγως του προσανατολισμού του κτιρίου. Τα κτίρια που εξετάστηκαν ήταν πολυώροφα και στέγαζαν κατοικίες. Η θερμομόνωση σε ένα κτίριο, παρέχει ουσιαστικά ένα προστατευτικό περίβλημα, το οποίο μειώνει τη μετάδοση θερμότητας από και προς το εσωτερικό του. Κατά τον τρόπο αυτό, η μείωση των θερμικών διαφυγών έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Η μείωση αυτή μπορεί να είναι σημαντική, αρκεί η θερμομόνωση να έχει εφαρμοστεί ορθολογικά και σύμφωνα με τις απαιτήσεις του σχετικού διατάγματος. Στις περισσότερες χώρες με ψυχρότερα κλίματα, οι απαιτήσεις και οι ιδιότητες καθώς και ο τρόπος σύνθεσης των υλικών καθορίζονται με κανονισμούς και τεχνικές προδιαγραφές. Σημαντικό μετασκευαστικό μέτρο που εφαρμόζεται για την επίτευξη ΚΣΜΕΚ είναι και η αντικατάσταση υαλοπινάκων και πλαισίων, συνήθως από μονά σε διπλά τζάμια με βελτιωμένες τιμές θερμοπερατότητας. Οι D. Αrastehet al. (Berkeley 2006) στην δημοσίευσή τους τονίζουν τη σημασία της ενεργειακής απόδοσης των υαλοπινάκων για την επίτευξη κτιρίων μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης και με τη διενέργεια προσομοιώσεων προσδιορίζουν τις ιδιότητες των παραθύρων για κάθε κλιματολογική ζώνη. Συγκεκριμένα για θερμά κλίματα, όπως της Μεσογείου, παράθυρα υψηλών ηλιακών απολαβών με U-value 0.68 W/m²-K μπορούν σχεδόν να καλύψουν τα επιθυμητά κριτήρια καθαρών ηλιακών απολαβών. Τα οφέλη στη θέρμανση το χειμώνα που προκύπτουν από αυτά τα παράθυρα αντισταθμίζουν τις απώλειες αλλά είναι σημαντικό να τονιστεί ότι τοποθετούνται εφόσον δεν υπάρχει σημαντική αύξηση του ψυκτικού φορτίου το καλοκαίρι. Εδώ τονίζεται και η σημασία του προσανατολισμού των ανοιγμάτων, αφού με διόρθωσή του τα κριτήρια των ΖΕΒ υπερκαλύπτονται. Η μελέτη των Y. J. Huangetal. (Huang & Apte 2012) συγκρίνει με προσομοιώσεις τα τυπικά παράθυρα που τοποθετούνται σε κατοικίες με άλλα προηγμένων τεχνολογιών που παρουσιάζουν βελτιωμένες ιδιότητες, όπως πρόσληψη ηλιακής θερμότητας, για τη χρήση 24

26 τους σε κατοικίες μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Εξετάστηκαν 9 αντιπροσωπευτικά δείγματα παραθύρων σε οκτώ αντιπροσωπευτικά κλίματα που επικρατούν σε πόλεις των ΗΠΑ. Τα αποτελέσματα των συγκριτικών μελετών έδειξαν ότι παράθυρα με δυναμικές ιδιότητες απολαβής ηλιακής θερμότητας προσφέρουν σημαντικές δυνατότητες για τη μείωση της χρήσης ενέργειας και των απαιτήσεων αιχμής σε βόρεια και κεντρικά κλίματα, ενώ τα παράθυρα με πολύ χαμηλές (στατικές) ιδιότητες πρόσληψης ηλιακών κερδών θερμότητας στα νότια κλίματα. Χαρακτηριστικά για θερμά κλίματα, όπως και της Κύπρου, ενδείκνυται η χρήση παραθύρων με εποχιακά μεταβλητές ηλιακές ιδιότητες για την ελαχιστοποίηση των θερμικών φορτίων αιχμής το καλοκαίρι και τη μεγιστοποίηση του παθητικού ηλιακού κέρδους τον χειμώνα για τη μείωση του κόστους ψύξης και θέρμανσης αντίστοιχα. Όσον αφορά τον τυπικό εξοπλισμό των κατοικιών στη μελέτη των Tseetal. (Tse et al. 2006) τονίζεται η ανάγκη για επιλογή συσκευών με αυξημένη ενεργειακή απόδοση ούτως ώστε να μην προκαλείται αύξηση του ηλεκτρικού φορτίου. Προτάθηκε μία λίστα επιλεγμένων συσκευών ενώ υπολογίστηκε επίσης η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από διάφορες άλλες συσκευές, όπως υπολογιστές και τηλεοράσεις σε 3 kwh/ημέρα και το φορτίο φωτισμού εκτιμήθηκε σε 1 kwh/ημέρα για την κάλυψη αναγκών μίας κατοικίας 210 m²στο Τορόντο του Καναδά. Χρησιμοποιώντας την προτεινόμενη λίστα συσκευών και επιλογών φωτισμού σε μία μελέτη τους οι A. Dembo et al. (Dembo et al. 2010) πέτυχαν μείωση της τάξης του 41% στην ενεργειακή κατανάλωση σε σχέση με τις υφιστάμενες συσκευές. Υπάρχουν πολυάριθμες περιπτωσιολογικές μελέτες που καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα πρακτικών εφαρμογών τόσο για καινούρια κτίρια όσο και για το υφιστάμενο κτιριακό δυναμικό, του οποίου η ενεργειακή αναβάθμιση σε ΚΣΜΕΚ αποτελεί και τη μεγαλύτερη πρόκληση. Οι περισσότερες μελέτες που αφορούν κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης εστιάζουν σε ολοκληρωμένες προτάσεις/σενάρια ενεργειακής αναβάθμισης που περιλαμβάνουν επιλογές θερμομόνωσης, κουφωμάτων, συστημάτων θέρμανσης και ψύξης, καθώς και τη χρήση συστημάτων ΑΠΕ. Η εφαρμογή των επί μέρους επιλογών εξετάζεται είτε με πειραματικές μετρήσεις, είτε με προσομοιώσεις κτιρίων, που διενεργούνται με τη χρήση δυναμικών λογισμικών. Ακολούθως παρατίθενται συνοπτικά κάποιες από τις μελέτες για ΚΣΜΕΚ που επιλέχθηκαν από τη διερεύνηση της αρθρογραφίας. Oι Wang et al. (Wang et al. 2009) διενήργησαν προσομοιώσεις, βάσει των τυπικών κατοικιών μαζικής παραγωγής στο Ηνωμένο Βασίλειο, με τη χρήση των λογισμικών Energy 25

27 Plus και TRNSYS. Σκοπός της μελέτης αποτέλεσε η διερεύνηση πιθανών σχεδιαστικών λύσεων για επίτευξη κατοικιών μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ηλιακού συστήματος ζεστού νερού χρήσης και ενεργειακά αποδοτικών συστημάτων θέρμανσης, σύμφωνα με τις καιρικές συνθήκες του Κάρντιφ. Αξιολογήθηκαν οι μέθοδοι και οι βέλτιστες στρατηγικές σχεδιασμού για τις κατοικίες και τα ενεργειακά συστήματα, διερευνώντας παραμέτρους όπως ο προσανατολισμός, τα δομικά υλικά των όψεων και η υαλοκάλυψη. Σε σύγκριση με το αρχικό σχέδιο των τυπικών κατοικιών, η προτεινόμενη λύση, που υιοθετεί τις βέλτιστες παραμέτρους, παρουσιάζει εξοικονόμηση ενέργειας στη θέρμανση 26,5% η οποία μπορεί να φτάσει μέχρι και το 31%, με βελτίωση του συντελεστή θερμοπερατότητας των διπλών υαλοπινάκων (19mm, low E, U=1,367 W/m²Κ) και με μονωμένη οροφή θερμοπερατότητας U = 0,2 W/m²Κ. Όσον αφορά τα συστήματα παραγωγής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, δύο μικρές ανεμογεννήτριες, με συνολική ονομαστική ισχύ 5,0 kw συνέβαλαν στην παραγωγή 91% της ετήσιας απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ μία συστοιχία φωτοβολταϊκών 1,3 kw συνέβαλε στην παραγωγή 9% των ετήσιων απαιτήσεων ηλεκτρικής ενέργειας. Περαιτέρω υπήρξε και περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας (1297,0 kwh/y) η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τροφοδοσία της αντλίας του συστήματος καθώς και για ηλεκτρική φόρτιση οχημάτων μεταφοράς ή ακόμη για πώληση στο δίκτυο. Από τη μελέτη προκύπτει το συμπέρασμα ότι είναι θεωρητικά δυνατόν να επιτευχθούν κατοικίες μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης για τις ψυχρές κλιματικές συνθήκες που επικρατούν στο Ηνωμένο Βασίλειο. Οι Morelli et al. (Morelli et al. 2012) μελέτησαν την ενεργειακή αναβάθμιση μίας πολυκατοικίας που κτίστηκε το 1896 στην Δανία σε κτίριο σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης βάσει των απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης που προβλέπονται για το 2015 (30 kwh / (m² έτος)). Εφαρμόστηκαν τρία μετασκευαστικά μέτρα. Το πρώτο αφορούσε την τοποθέτηση και μελέτη δύο ειδών εσωτερικής θερμομόνωσης: με μίγμα αεροτζέλ - πετροβάμβακα απευθείας στην τοιχοποιία και θερμομονωτικά πάνελ με ενδιάμεσο κενό. Το δεύτερο μέτρο αφορούσε την αλλαγή των παραθύρων, ενώ το τρίτο την εγκατάσταση ενός αποκεντρωμένου συστήματος μηχανικού εξαερισμού με ανάκτηση θερμότητας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μετά την εφαρμογή των μέτρων η χρήση της θεωρητικής ενέργειας του κτιρίου μειώθηκε από 162,5 kwh / (m² έτος) σε 51,5 kwh / (m² έτος), που αντιστοιχεί σε μείωση 68% και πληρούσε τα κριτήρια ενεργειακής απόδοσης για το 2010 αλλά όχι αυτά για το Τα αποτελέσματα της μελέτης υπέδειξαν ότι είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί η 26

28 ενεργειακή αναβάθμιση του κτιρίου σε μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης χωρίς τη χρήση ΑΠΕ. Οι Thaleia Konstantinou και Ulrich Knaack (Konstantinou & Knaack 2011) σύστησαν μία διαφορετική προσέγγιση στον σχεδιασμό και στην λήψη αποφάσεων για αναβάθμιση του υπάρχοντος κτιριακού αποθέματος. Δημιούργησαν μία εργαλειοθήκη, στην ουσία μία βάση δεδομένων, με όλα τα πιθανά μέτρα μετασκευής για κάθε δομική ή μη συνιστώσα του κτιρίου όπως εξωτερικούς τοίχους, υπόγειο, στέγη, παράθυρα, μπαλκόνια, πηγές θέρμανσης και εξαερισμού. Ο συνδυασμός των εργαλείων/μέτρων κατόπιν αξιολόγησης της υφιστάμενης κατάστασης του κτιρίου, εν τέλει συνθέτει τη στρατηγική αναβάθμισης. Σε αυτή την έρευνα αξιολογήθηκαν δύο κτίρια, ένα τριώροφο και ένα τετραώροφο σε σχήμα L, που κτίστηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 60' στη μεταπολεμική Γερμανία, βάσει της περιβαλλοντικής τους απόδοσης μετά τη χρήση της εργαλειοθήκης. Για το τριώροφο κτίριο επιλέχθηκαν η τοποθέτηση εξωτερικής μόνωσης, αλλαγή των παραθύρων και μεγέθυνση όπου ήταν εφικτή, αλλαγή της στέγης και δημιουργία κλίσης προσανατολισμένης νότια για τοποθέτηση PV καθώς και τοποθέτηση κεντρικού λέβητα που οδήγησαν σε μείωση της απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση κατά 92%. Για το τετραώροφο κτίριο επιλέχθηκαν τα ίδια μέτρα όπως για το τριώροφο και επιπρόσθετα τοποθετήθηκε γυάλινη όψη στη βορινή πλευρά για φυσικό φωτισμό, η οποία μείωσε την κατανάλωση ενέργειας κατά 54%, ενώ η συνολική μείωση ανήλθε σε 80%. Δεδομένου ότι η συνεισφορά των φωτοβολταϊκών δεν λήφθηκε υπόψη στους υπολογισμούς της απαιτούμενης ενέργειας, παρά μόνο η δημιουργία υποδομής για την τοποθέτησή τους η μείωση θα ήταν κατά πολύ μεγαλύτερη επιτυγχάνοντας σχεδόν μηδενική ενεργειακή κατανάλωση. Συμπερασματικά, τα ενεργειακά πακέτα αναβάθμισης είναι πολύ σημαντικό να εφαρμόζονται με γνώμονα τη βέλτιστη απόδοση γι αυτό και η γνώση και ιεράρχηση των κατάλληλων επιλογών μετασκευής αποκτά πρωτεύοντα ρόλο. Η μελέτη των Adhikari et al. (Adhikari et al. 2012)εξετάζει την τεχνοοικονομική πτυχή των κτιρίων μηδενικής ή σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης αναλύοντας τέσσερις πολυκατοικίες με συνολικά 60 διαμερίσματα που βρίσκονται στην ανατολική ενδοχώρα του Μιλάνου. Στην μελέτη υπερθεματίζεται ο ρόλος και η συμβολή των φωτοβολταϊκών για την επίτευξη των κτιρίων μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Εξετάζοντας τις μετρήσεις των κτιρίων στων οποίων τις στέγες τοποθετήθηκαν 16 διατάξεις φωτοβολταϊκών πανέλων η συνολική ετήσια παραγωγικότητα ανήλθε σε 118 MWh που αντιστοιχεί σε πλήρη κάλυψη 27

29 των ενεργειακών αναγκών 16 διαμερισμάτων, από ηλιακή ενέργεια, τα οποία και θεωρούνται μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Τα υπόλοιπα διαμερίσματα θεωρούνται σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Επιπρόσθετα στην ανάλυση κόστους- οφέλους έγινε σύγκριση του κόστους κατασκευής και των συστημάτων κλιματισμού για διαμερίσματα με εγκατεστημένο σύστημα φωτοβολταϊκών, για τα υπόλοιπα της ίδιας πολυκατοικίας και για τυπικά νεόδμητα διαμερίσματα. Από τους υπολογισμούς της καθαρής παρούσας αξίας των κτιρίων συμπεριλαμβανομένων και των λειτουργικών εξόδων, διαφάνηκε ότι σε βάθος χρόνου, μίας περιόδου χρόνων απόσβεσης, τα κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης είναι πιο αποδοτικά ως επένδυση. Ο Doub (2008) παρουσίασε την μετασκευή μίας αγροτικής κατοικίας του 1970 στο Κολοράντο με στόχο την μηδενική κατανάλωση ενέργειας. Η αναβάθμιση οδήγησε στην υπερ-μόνωση του αδιαφανούς κελύφους της κατοικίας (θερμονωμένος τοίχοι U-value =0,2 W/m² C, στέγη και σοφίτα U-value =0.1W/m² C) και στην αεροστεγάνωσή του με τοποθέτηση διπλών παραθύρων υψηλής απόδοσης, με φιλμ καθρέφτη. Τοποθετήθηκε μηχανικός εξαερισμός ανάκτησης θερμότητας, οι ενεργειακές ανάγκες για το ζεστό νερό οικιακής χρήσης καλύφθηκαν με χρήση ηλιακών συλλεκτών, ενώ για ηλεκτρισμό από ένα σύστημα φωτοβολταϊκών 6kW. Ο Attia (2010) μελέτησε τις μετασκευαστικές λύσεις με στόχο τη μηδενική ενεργειακή κατανάλωση σε ένα σαλέ στην Ain-Sukhna, στην Αίγυπτο. Ο συγγραφέας διερεύνησε παθητικές και ενεργητικές στρατηγικές σχεδιασμού, τη μετασκευή του κελύφους καθώς και μία ανάλυση οικονομικής βιωσιμότητας και απόσβεσης για τις προτεινόμενες λύσεις. Τα μέτρα με σύντομη απόσβεση ήταν τοποθέτηση συμπαγών λαμπτήρων φθορισμού και ηλιακού θερμοσιφωνικού συλλέκτη για το οικιακό ζεστό νερό χρήσης (DHW), με λιγότερο από 1 χρόνο και 2-7 χρόνια περιόδους αποπληρωμής, αντίστοιχα. Η εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας (U-value of 0.234W/m² C), η μόνωση οροφής (U-value of 0.177W/m² C), τα διπλά παράθυρα Low-e, to PV σύστημα 1.1kWp και μία μικρής κλίμακας ανεμογεννήτρια 660kWh / έτος ήταν τα επιπλέον μέτρα που μελετήθηκαν με τις αποσβέσεις τους να κυμαίνονται από 19 έως 41 έτη. Στη δημοσίευση τους οι Shuai Deng et al. (Deng et al. 2011) σύγκριναν την ενεργειακή τροφοδοσία κτιρίων κατοικίας στη Σαγκάη (κλίμα με υψηλά ποσοστά υγρασίας) με άλλα αντίστοιχα στην Μαδρίτη (κλίμα με χαμηλά ποσοστά υγρασίας) διενεργώντας 28

30 προσομοιώσεις με το λογισμικό TRNSYS. Δύο τυπικά μοντέλα στέγασης σχεδιάστηκαν σύμφωνα με την πραγματική πληρότητα των δύο πόλεων, τη ρουτίνα ζωής, τις ρυθμίσεις θερμοστατών, κ.τ.λ. Διενεργήθηκε ανάλυση της ενέργειας των ZERB (Zero Energy Residential Buildings) λαμβάνοντας υπόψη το ετήσιο ισοζύγιο των εισροών από το δίκτυο και εξόδου από τα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καθώς και συγκρίσεις που αφορούν την εσωτερική θερμική άνεση σύμφωνα με τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν σε κάθε πόλη, ώστε να αξιολογηθούν τα συστήματα HVAC. Τέλος, διενεργήθηκε μελέτη βιωσιμότητας των βέλτιστων συστημάτων, των νέων τεχνολογιών καθώς και του χρόνου αποπληρωμής και η μείωση πρωτογενούς ενέργειας και εκπομπών CO₂. Τα αποτέλεσμα προσομοίωσης του ενεργειακού ισοζυγίου είναι ενδεικτικά του ότι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά συστήματα μπορεί να πληροί τις απαιτήσεις των δύο μοντέλων ZERB σε Σαγκάη και τη Μαδρίτη. Η εσωτερική θερμοκρασία άνεσης μπορεί να επιτευχθεί τόσο για τις κλιματικές συνθήκες της Σαγκάης όσο και της Μαδρίτης με κάποιες διαφοροποιήσεις. Αναφορικά με τις συνθήκες άνεσης που προκύπτουν εξετάζοντας τον παράγοντα της υγρασίας χρειάζεται περισσότερη ενέργεια και εγκατάσταση ειδικών συστημάτων, όπως η συσκευή αφύγρανσης για τη Σαγκάη ή συσκευή ύγρανσης για τη Μαδρίτη. Ο υπολογισμός που έγινε βάσει των αποτελεσμάτων πρωτογενούς ενέργειας δείχνει ότι ο χρόνος αποπληρωμής του ZERB στη Μαδρίτη είναι 10,1 χρόνια και η μείωση εκπομπών CO₂ είναι kg για όλο τον κύκλο ζωής του κτιρίου. Οι Norton και Christensen (Norton 2008), παρουσίασαν τα δεδομένα ενεργειακής απόδοσης για ένα πλήρες έτος (04/ /2007), μίας κατοικίας τριών υπνοδωματίων 120m² μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης στο Ντένβερ. Η κατοικία συνίσταται από αποδοτικό κέλυφος, ενεργειακά αποδοτικό εξοπλισμό, συσκευές και φωτισμό, σύστημα φωτοβολταϊκών, καθώς επίσης παθητικά και ενεργητικά συστήματα αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας για επίτευξη της μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Από την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων φάνηκε ότι το σύστημα φωτοβολταϊκών,4kw,υπερκάλυψε τις ανάγκες της κατοικίας με περίσσεια παραγωγής ενέργειας κατά 24%. Τόσο η ενέργεια θέρμανσης, όσο και η ενέργεια για ζεστό νερό χρήσης και φωτισμό, μειώθηκαν σε μεγάλο βαθμό με την υιοθέτηση μέτρων όπως τοποθέτηση θερμομόνωσης, ηλιακού θερμοσίφωνα, λαμπτήρων φθορισμού και παθητικών ηλιακών συστημάτων. Περαιτέρω στην μελέτη τονίζεται η σημασία της συμπεριφοράς των χρηστών και των επιλογών τους ως προς την επίτευξη του στόχου της μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Τονίζεται ότι το 58% της 29

31 συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται αντιστοιχεί στη χρήση του εξοπλισμού της κατοικίας και σε φορτία που προκύπτουν από τη χρήση των βυσμάτων και ως εκ τούτου δεν θα μπορούσαν να ελεγχθούν από τους σχεδιαστές/ μηχανικούς της κατοικίας παρά μόνο από τους χρήστες. Η μελέτη έδειξε ότι ο στόχος μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης είναι εφικτός και μπορεί να επιτευχθεί σε ψυχρά κλίματα, εφαρμόζοντας απλές κατασκευαστικές μεθόδους, συνήθη υλικά, απλά μηχανικά συστήματα και τυπικό εξοπλισμό. H D.K. Serghides (Serghides 2010) μελέτησε ένα τύπο κατοικίας που προέκυψε από προηγούμενες μελέτες της ιδίας, για την επίτευξη της κατοικίας μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης στην Κύπρο. Για να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά του κτιρίου μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, εφαρμόστηκαν οι βέλτιστοι συνδυασμοί των παραμέτρων που μελετήθηκαν όπως το σχήμα, η μάζα, τα ανοίγματα και η θερμομόνωση, τόσο για συνθήκες θέρμανσης, όσο και για συνθήκες ψύξης. Δοκιμάστηκαν τέσσερα σχήματα κατοικίας στα οποία η εφαρμογή των βέλτιστων αποτελεσμάτων των παραμέτρων που αφορούσαν τον προσανατολισμό των υαλοπινάκων, την αύξηση της εσωτερικής μάζας και την μόνωση του κελύφους επέφεραν μείωση της ωφέλιμης καταναλισκόμενης ενέργειας κατά 95-97%. Επιπλέον η μελέτη εστίασε στη σχέση κατοικίας - χρηστών και στο διαρκή "διάλογο" που αναπτύσσεται μεταξύ του κτιρίου και του κατοίκου δίνοντας έμφαση στις επιλογές που καλείται ο καθένας να λάβει ώστε να εξασφαλίσει συνθήκες άνεσης στο σπίτι του. Μελετήθηκαν με τη χρήση λογισμικών προγραμμάτων και διενέργειας προσομοιώσεων, η χρήση των εξωτερικών σκιάστρων, η χρήση των παραθύρων ως προς τις περιόδους που διατηρούνται ανοικτά ή κλειστά και ο αερισμός του χώρου και υποδείχθηκαν οι κατάλληλες στρατηγικές που πρέπει να υιοθετούνται βάσει του Μεσογειακού κλίματος της Κύπρου. Σε μελέτη της ιδίας που ακολούθησε (Serghides D.K. et al. 2014) για την επίτευξη ενεργειακής αναβάθμισης κατοικιών συνεχούς δόμησης έγινε εφαρμογή σεναρίων που περιλάμβαναν μετασκευαστικά μέτρα για το κτιριακό κέλυφος και τα συστήματα κλιματισμού. Επιλέχθηκαν 3 κτίρια που κατασκευάστηκαν σε 3 διαφορετικές συνεχόμενες χρονολογικές περιόδους, μέχρι το 1980, και από 2007 και μετά και πραγματοποιήθηκε η ενεργειακή τους ανάλυση με την χρήση του υπολογιστικού εργαλείου TABULA.xls πριν και μετά την εφαρμογή του σεναρίου αναβάθμισης. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων έδειξε μέγιστη μείωση πρωτογενούς ενέργειας 69.5% για την κατοικία που κτίστηκε την χρονολογική περίοδο 1980, έπειτα μείωση πρωτογενούς ενέργειας 40.32% για την κατοικία που κατασκευάστηκε μεταξύ και τέλος μείωση πρωτογενούς 30

32 ενέργειας μόλις 0.084% για την κατοικία που κατασκευάστηκε από το 2007 και μετά. Έγινε εμφανές και με τον χρόνο απόσβεσης του κόστους της αναβάθμισης, 1,5 χρόνια για την πρώτη και 7 για την δεύτερη, ότι οι κατοικίες που κατασκευάστηκαν σε παλαιότερες περιόδους χρήζουν πιο άμεσης αναβάθμισης και η εφαρμογή του σεναρίου ευνοείται σε αυτές. Το ερευνητικό ενδιαφέρον της D.K. Sergides και της ομάδας της εστιάστηκε ακολούθως, σε μελέτη τους το 2014 (Serghides et al. 2014), στη διερεύνηση των κατοικιών συνεχούς δόμησης με σχεδόν μηδενική ενεργειακή κατανάλωση στην Κύπρο. Η έρευνα βασίζεται στο Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα EPISCOPE, το οποίο στοχεύει στον προσδιορισμό των τυπολογιών των κατοικιών στα διάφορα ευρωπαϊκά κράτη και τη μελέτη σεναρίων ενεργειακής τους αναβάθμισης. Επιλέγηκε μια τυπική και αντιπροσωπευτική κατοικία η οποία ανεγέρθηκε με τις προδιαγραφές ενεργειακής απόδοσης του Υπουργείου Ενέργειας, Εμπορίου, Βιομηχανίας και Τουρισμού (ΥΕΕΒΤ) αλλά και της Κυπριακής Νομοθεσίας, για την υλοποίηση της Οδηγίας Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (Energy Performance Building Directive-EPBD). Με τη χρήση του λογισμικού Tabula.xls, προσομοιώθηκαν σενάρια ενεργειακής απόδοσης της υφιστάμενης κατοικίας. Αρχικά υπολογίστηκαν οι υφιστάμενες καταναλώσεις, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και οι θερμικές απώλειες της κατοικίας. Στη συνέχεια, με στόχο την αναβάθμιση του κτιρίου σε κατοικία σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, αναπτύχθηκε ένα φιλόδοξο σενάριο αναβάθμισης, βασισμένο στις προκαταρκτικές κατευθύνσεις που εκδόθηκαν από το ΥΕΕΒΤ. Τα αποτελέσματα οδήγησαν σε μια συγκριτική μελέτη και αξιολόγηση της ενεργειακής απόδοσης της υφιστάμενης κατοικίας μεταξύ της παρούσας κατάστασης και της προκύπτουσας με την εφαρμογή του φιλόδοξου σεναρίου ανακαίνισης. Από τα αποτελέσματα της έρευνας είναι εμφανές ότι η αναβάθμιση του κτιριακού κελύφους χρησιμοποιώντας αυστηρότερες τιμές θερμοπερατότητας δεν είναι επαρκής για μια Κατοικία Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης (ΚΣΜΕΚ). Σε αυτό το συμπέρασμα καταλήγουν οι μελέτες της ενεργειακής αναβάθμισης με την προσθήκη θερμομόνωσης στο κτιριακό κέλυφος. Υπολογίστηκε εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας κατά 24.8%, θερμικής ενέργειας κατά 36%, μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα κατά 13% και λειτουργικού κόστους κατά 26%, ενώ η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας παραμένει σταθερή και χρειάζονται 25 χρόνια για την απόσβεση του κόστους της επιπρόσθετης θερμομόνωσης. Οι μελέτες ενεργειακής αναβάθμισης όπου αναβαθμίζεται το κτιριακό κέλυφος, το σύστημα θέρμανσης και 31

33 τοποθετούνται ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στην κατοικία, υποστηρίζουν ότι η κατοικία ανελίσσεται σε Κατοικία Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης. Υπολογίστηκε εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας κατά 30%, θερμικής ενέργειας κατά 36%, και μείωση του λειτουργικού κόστους κατά 51%. Έχει επίσης 16 χρόνια πλάνο απόσβεσης και για τα υπόλοιπα 9-11 χρόνια, χρόνου ζωής του το φωτοβολταϊκό σύστημα, θα παρέχει ετήσιο κέρδος Γίνεται σαφές ότι η συνεισφορά ΑΠΕ και η αντικατάσταση των συστημάτων κλιματισμού είναι απαραίτητα. Σε επόμενο άρθρο των ιδίων μελετητών (Serghides et al.2014) προσομοιώθηκαν σενάρια αναβάθμισης εστιάζοντας αυτή τη φορά το ενδιαφέρον σε διαμερίσματα πολυκατοικιών. Η προσομοίωση με το λογισμικό Tabula.xls αφορούσε σενάριο θερμομόνωσης του περιβλήματος της πολυκατοικίας, του πατώματος, της οροφής και του συστήματος θέρμανσης της πολυκατοικίας, καθώς και την αντικατάσταση των υαλοπινάκων με διπλά τζάμια. Τα αποτελέσματα δείχνουν πως η εξοικονόμηση ενέργειας και οι εκπομπές CO2, μπορούν να ξεπεράσουν το 50% σε περιπτώσεις κτισμάτων πριν το 1980 με την απόσβεση να γίνεται σε 3 χρόνια, ενώ για κατοικίες κτισμένες από το η απόσβεση δεν ξεπερνά τα 4,5 χρόνια. Μέσα από τη βιβλιογραφία διαφαίνεται ότι η επίτευξη κτιρίων μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης είναι εφικτή όταν συνδυάζεται η βελτίωση των θερμικών χαρακτηριστικών του κελύφους με τη χρήση συστημάτων ΑΠΕ (Wang, Norton, Adhikari), σε σύγκριση με την περίπτωση της πολυκατοικίας στην Δανία (Morelli) όπου δεν πληρούνται οι απαιτήσεις λόγω απουσίας ΑΠΕ. Με τη χρήση ΑΠΕ είναι δυνατόν να καλυφθούν πλήρως οι ενεργειακές ανάγκες σε ποσοστό 100% (Adhikari, Suai) ενώ υπάρχουν και περιπτώσεις που έχουμε περίσσεια ενέργειας (Norton). Περεταίρω, ο ρόλος του χρήστη της κατοικίας και οι αποφάσεις που καλείται να πάρει καθημερινά επηρεάζουν την ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων (Norton, Serghides) και είναι σημαντικό να υιοθετούνται διαφορετικές στρατηγικές για κάθε εποχή και κλίμα (Serghides). Τέλος, η επίτευξη του στόχου κατοικιών μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης μπορεί να γίνει με βασικά μέτρα όπως η θερμομόνωση, οι διπλοί υαλοπίνακες, ο ενεργειακά αποδοτικός εξοπλισμός και η τοποθέτηση συστημάτων ΑΠΕ, εφαρμόζοντας τις συνήθεις οικοδομικές μεθόδους και τα ευρέως διαδεδομένα υλικά. Στην περίπτωση της Κύπρου βάσει του Μεσογειακού κλίματος κρίνεται απαραίτητη η εκμετάλλευση της ηλιοφάνειας με την τοποθέτηση φωτοβολταϊκών συστημάτων. Οι 32

34 περιπτωσιολογικές μελέτες που αφορούν στην Ιταλία και στη Μαδρίτη υποδεικνύουν ότι είναι εφικτός ο στόχος των ΚΣΜΕΚ σε χώρες με ζεστό κλίμα αν και οι περισσότερες μελέτες αφορούν χώρες με πιο ψυχρά κλίματα όπου και υπάρχει μεγαλύτερο περιθώριο βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων όσο αφορά την ενέργεια που καταναλώνεται για θέρμανση. 1.1 Αναγκαιότητα της μελέτης Τα δύο ερωτήματα που δημιουργούνται όσον αφορά την αναγκαιότητα της μελέτης είναι τα εξής: 1."Γιατί ενεργειακή αναβάθμιση του υπάρχοντος οικιστικού κτιριακού αποθέματος;" 2. "Γιατί αναβάθμιση σε κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης;" Η βελτίωση του υπάρχοντος κτιριακού αποθέματος είναι ένα ευρύ θέμα που απασχολεί τους μηχανικούς και κατ' επέκταση την οικοδομική βιομηχανία. Από την αναβάθμιση του υπάρχοντος κτιριακού αποθέματος προκύπτουν πολλά ενεργειακά και περιβαλλοντικά οφέλη (Konstantinou & Knaack 2011). Το υπάρχον κτιριακό απόθεμα υπερβαίνει τον αριθμό νεόδμητων κτιρίων κατά πολύ. Παρόλο που το μέσο ετήσιο ποσοστό νέων κατασκευών στην Ευρώπη ανέρχεται σε 1%, το ποσοστό των αποκαταστάσεων ανέρχεται σε μόλις 0.07% (Power 2008) με αποτέλεσμα το υπόλοιπο 99% των κτιρίων που αποτελεί το υφιστάμενο κτιριακό δυναμικό να παράγει περίπου το 36% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και να καταναλώνει 40% της συνολικής ενέργειας (Soto 2013). Όσον αφορά τα υλικά και τα απόβλητα, οι μελέτες δείχνουν ότι οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκύπτουν για την επέκταση του κύκλου ζωής ενός κτιρίου είναι λιγότερες από αυτές που προκύπτουν από την κατεδάφιση και την κατασκευή νέων (Thomsen & Flier 2008). Περεταίρω η μετασκευή κτιρίων, συγκεκριμένα κατοικιών, παρέχει σημαντικές δυνατότητες για την εξοικονόμηση ενέργειας και κατ επέκταση για την αειφορία των κατασκευών στην Ευρώπη. Πρόσφατα στοιχεία δείχνουν ότι ο οικιακός τομέας θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας αφού αποτελείτο 75% του υφιστάμενου κτιριακού δυναμικού στην Ευρώπη (Economidou et al. 2011). Χαρακτηριστικά τα οικιστικά κτίρια ευθύνονται για τα 2/3 της τελικής κατανάλωσης ενέργειας (68%)του κτιριακού τομέα και καταλαμβάνουν το 70% της συνολικής του επιφάνειας, ενώ η υφιστάμενη κατάσταση και η ενεργειακή απόδοση μεγάλου μέρους του οικιστικού αποθέματος χρήζει ιδιαίτερης προσοχής και αναβάθμισης. 33

35 Επιπλέον, τα κτίρια παρουσιάζουν πληθώρα προβλημάτων, πολλά από τα οποία είναι συνδεδεμένα με το εξωτερικό περίβλημα, το οποίο είναι συνεχώς εκτεθειμένο στις καιρικές συνθήκες. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η προσδοκία του κύκλου ζωής ενός κτιρίου υπερβαίνει συχνά τα 60 χρόνια, ενώ το περίβλημα παρουσιάζει σημάδια φθοράς σε διάστημα 20 ή 30 χρόνων (Chandler 1991), είναι κατανοητό ότι η αναβάθμιση, συντήρηση ή και αποκατάσταση είναι αναγκαία. Περεταίρω, σημαντικό μερίδιο του κτιριακού αποθέματος στην Ευρώπη είναι ηλικίας άνω των 50 ετών. Περισσότερο από το 40% των κατοικιών έχουν κατασκευαστεί πριν από το 1960, όταν οι συστάσεις για ενεργειακή απόδοση εάν και εφόσον υπήρχαν ήταν περιορισμένες και προαιρετικές. Η νομοθεσία για ενεργειακή απόδοση των κτιρίων απουσιάζει και από την χρονολογική περίοδο κατά την οποία παρατηρείται έξαρση της κατασκευαστικής δραστηριότητας σε όλη την Ευρώπη αλλά και στην Κύπρο που απέκτησε πρότυπο θερμομόνωσης με προαιρετική εφαρμογή μόλις το Παράγοντες όπως η απόδοση του εγκατεστημένου συστήματος θέρμανσης, τα χαρακτηριστικά του κτιριακού κελύφους, οι κλιματικές συνθήκες, οι εσωτερικές συνθήκες άνεσης και οι κοινωνικές συνθήκες (π.χ. fuel poverty),δεν λήφθηκαν υπόψη κατά την διάρκεια της "μαζικής παραγωγής κτιρίων". Ως αποτέλεσμα αυτού, στοιχεία που προκύπτουν από τη μελέτη του υπάρχοντος κτιριακού αποθέματος στην Ευρώπη για τυπικά επίπεδα κατανάλωσης θέρμανσης και τιμών θερμοπερατότητας φανερώνουν ότι το μεγαλύτερο δυναμικό εξοικονόμησης ενέργειας συνδέεται με την παλαιότητα των κτιρίων, ελλείψει προτύπων για επαρκή μόνωση του κελύφους. Μια πανευρωπαϊκά αποδεκτή λύση για την επίτευξη σημαντικής μείωσης της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων με την εις βάθος ενεργειακή τους αναβάθμιση είναι η υιοθέτηση και εφαρμογή μέτρων για την επίτευξη Κτιρίων Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης (ΚΣΜΕΚ). Τα κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης αποσκοπούν στη συνδυασμένη μείωση της κατανάλωσης ενεργειακών πόρων και της εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα ώστε να εξασφαλιστεί η αειφορία. Το άρθρο 9 της Οδηγίας 2010/31/ΕΕ προνοεί ότι έως τις 31 Δεκεμβρίου 2020 όλα τα νέα κτίρια θα αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας και μετά τις 31 Δεκεμβρίου 2018 τα νέα κτίρια που στεγάζουν δημόσιες αρχές ή είναι ιδιοκτησίας τους να αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, μέχρι το 2050 όλα τα υπάρχοντα κτίρια πρέπει να είναι κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. 34

36 Η ριζική αναβάθμιση των υπαρχόντων κτιρίων στην Ευρώπη, προσβλέποντας σε κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, θα εξοικονομήσει 32% της συνολικής πρωτογενούς ενέργειας που χρησιμοποιείται και η εξοικονόμηση αυτή είναι ισοδύναμη με 4 δισεκατομμύρια βαρέλια εισαγόμενου πετρελαίου ετησίως (European Environment Agency 2010). Η αύξηση του ποσοστού αναβάθμισης υφιστάμενων κτιρίων και η αναβάθμισή τους σε ΚΣΜΕΚ είναι μονόδρομος αφού ακόμη και αν στο 1,2% των κτιρίων που αναβαθμίζεται στην Ευρώπη ετησίως ενσωματωθούν τα υψηλότερα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης, η Ευρωπαϊκή Ένωση θα χάσει τον στόχο της εξοικονόμησης ενέργειας κατά 20% για το Δεδομένων των εξελίξεων στον τομέα της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, της ανάγκης εξυγίανσης του υφιστάμενου κτιριακού αποθέματος στην Ευρώπη και των χρονικών ορίων που τίθενται για τα ΚΣΜΕΚ, η μελέτη των παραμέτρων εφαρμογής τους κρίνεται αναγκαία. Η γνώση που θα αποκτηθεί μέσω της δημιουργίας nzeb θα προσφέρει επιπλέον δημιουργία νέων δεξιοτήτων, τόνωση της καινοτομίας, καθώς και μείωση του κόστους συντήρησης. 2 ΓΕΝΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ 2.1 Ευρωπαϊκή Ενεργειακή Πολιτική Στα στενά περιθώρια που ορίζει το ενεργειακό πρόβλημα έχει κληθεί να κινηθεί η παγκόσμια πραγματικότητα. Οι επιλογές είναι συγκεκριμένες και γνωστές. Μία βασική που έχει ήδη διατυπωθεί δεν είναι άλλη από τον περιορισμό της αυθαιρεσίας στην ενεργειακή

37 κατανάλωση και την εξοικονόμηση ενέργειας, με την υποχρεωτική συμμόρφωση που θα επιβάλλει το αντίστοιχο νομοθετικό πλαίσιο. Η Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) παρέχει στα κράτη μέλη της ένα μακροπρόθεσμο πλαίσιο προς την επίτευξη της αειφορίας και αντιμετώπισης των διασυνοριακών επιπτώσεων από μεμονωμένες δράσεις καθώς ένα τέτοιο ζήτημα δεν είναι δυνατόν να αντιμετωπιστεί σε εθνικό επίπεδο και μόνο. Η κλιματική αλλαγή έχει προ πολλού αναγνωριστεί ως ένας παράγοντας μακροπρόθεσμης διαμόρφωσης, για τον οποίο είναι απαραίτητη η συνεκτική δράση της ΕΕ.. Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και η εξάλειψη της σπατάλης είναι μεταξύ των κύριων στόχων της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ), γι αυτό και η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης προβλέπεται να αποδειχθεί αποφασιστική για την ανταγωνιστικότητα, την ασφάλεια του εφοδιασμού και για την εκπλήρωση των δεσμεύσεων της Το Ενεργειακό πρόβλημα στην Ευρώπη Το ενεργειακό πρόβλημα έχει τις ρίζες του στις συνέπειες της ενεργειακής κρίσης. Ουσιαστικά αποτελεί τη βασική συνέπεια της εξελικτικής πορείας που ακολούθησε. Το συγκεκριμένο ζήτημα αφορά το γεγονός ότι επί της ουσίας δεν πραγματοποιήθηκαν αλλαγές στη συσχέτιση των ενεργειακών αποθεμάτων που διαρκώς μειώνονται με τις απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας που διαρκώς αυξάνονται. Αναφέρεται στη μόνιμα άνιση κατανομή εκμετάλλευσης των ενεργειακών πόρων και της αδυναμίας να επανακάμψει το ενεργειακό ισοζύγιο. Η Ευρώπη ανήκει στις ενεργειακά εξαρτώμενες χώρες και καταναλώνει όλο και περισσότερη ενέργεια, που κυρίως εισάγεται. Έτσι υπάρχει κοινό συμφέρον σε όλα τα κράτη μέλη να δρουν συντονισμένα στο στρατηγικό αυτό τομέα, με σκοπό τη διαφοροποίηση των ενεργειακών πηγών/πόρων και τους διαύλους του ενεργειακού της εφοδιασμού. Σήμερα η Ευρώπη έχει κοινούς κανόνες ώστε όλα τα κράτη μέλη να βαδίζουν προς την ίδια κατεύθυνση, ώστε να εξασφαλίζεται ικανοποιητική ποσότητα ενέργειας, σε προσιτές τιμές και με πρόκληση της μικρότερης δυνατής ρύπανσης. Συγκεκριμένα η ΕΕ καλύπτει τις ενεργειακές της ανάγκες σε ποσοστό 50% από τα εισαγόμενα προϊόντα και αν δεν είχαν καταβληθεί σχετικές ενέργειες, το ποσοστό μέχρι το 2020 θα έφτανε το 70%. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι ότι οι ενεργειακές εισαγωγές αντιπροσωπεύουν το 6% των συνολικών εισαγωγών και αναλογούν σε ποσοστό 45% εισαγωγής πετρελαίου από την Μέση 36

38 Ανατολή και σε ποσοστό 40% εισαγωγής φυσικού αερίου από την Ρωσία(Commission of the European Communities 2006). Επιπλέον, το κύκλωμα διαχείρισης της ενεργειακής ροής χαρακτηρίζεται από μεγάλες απώλειες, που ανέρχονται στο 85% της πρωτογενούς ενέργειας. Διαπιστώνεται ως εκ τούτου ότι σημαντική συνιστώσα του ενεργειακού συστήματος είναι η μη ορθολογική διαχείρισή του ή, διαφορετικά, η χαμηλή αποδοτικότητά του. Συνοψίζοντας, τα τελευταία δεδομένα αναφέρουν ότι η τελική κατανάλωση ενέργειας είχε μια αύξηση 50% στη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας και του φυσικού αερίου και μείωση στη χρήση του πετρελαίου και των στερεών καυσίμων κατά 27% και 75%, αντίστοιχα 6. Συνολικά, η χρήση ενέργειας στα κτίρια έχει μια αυξανόμενη τάση με αύξηση από 400 Mtoe έως 450 Mtoe τα τελευταία 20 χρόνια. Η ανάληψη δράσης για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων και η ανάγκη για το σχεδιασμό στρατηγικής που αφορά την ενέργεια ήταν πλέον προφανής για αυτό και θεσπίστηκαν οι πρώτες νομοθεσίες. Η ΕΕ επικεντρώνεται στη μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας, στην αύξηση της παραγωγής ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), καθώς και στη μείωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου. 2.2 Δεσμεύσεις - Στρατηγικοί Στόχοι- Ευρωπαϊκές οδηγίες Υπάρχουν σημαντικές δυνατότητες για τη μείωση της κατανάλωσης με προσιτά και αποτελεσματικά μέτρα εστιάζοντας στον κτιριακό τομέα. Στα πλαίσια αυτά η Ευρώπη δεσμεύεται για την ενεργειακή βελτίωση, θέτει στρατηγικούς στόχους και συντάσσει οδηγίες προς τους εταίρους Πρωτόκολλο του Κιότο Το πρωτόκολλο του Κιότο που διαδέχεται τη σύμβαση-πλαίσιο των Ηνωμένων Εθνών για τις κλιματικές μεταβολές είναι μία από τις σημαντικότερες διεθνείς νομοθετικές πράξεις αντιμετώπισης των κλιματικών μεταβολών. Η Ευρωπαϊκή Κοινότητα το υπέγραψε στις 29 Απριλίου 1998 και περιλαμβάνει τις δεσμεύσεις που έχουν αναλάβει οι εκβιομηχανισμένες χώρες για τον περιορισμό των οικείων εκπομπών ορισμένων αερίων που 6 Eurostat data 37

39 συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, υπεύθυνων για τη θέρμανση του πλανήτη. Σύμφωνα με το Πρωτόκολλο οι συνολικές εκπομπές των ανεπτυγμένων χωρών έπρεπε να μειωθούν τουλάχιστον κατά 5 % την περίοδο σε σύγκριση με τα επίπεδα του Στο πλαίσιο των πρωτοβουλιών της Κοινότητας σχετικά με την αλλαγή του κλίματος (υποχρεώσεις βάσει του Πρωτοκόλλου του Κιότο) και την ασφάλεια του εφοδιασμού (Πράσινη Βίβλος για την ασφάλεια του εφοδιασμού) συντάχθηκε η Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (2002/91/EK) (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι) που αφορούσε τον τομέα της κατοικίας και τον τριτογενή τομέα (γραφεία, δημόσια κτίρια κ.λπ.).η εισαγωγή των εθνικών νομοθεσιών που πληρούν τις απαιτήσεις της ΕΕ ήταν πολύ δύσκολη, καθώς υπήρχαν πολλές προηγμένες πτυχές της που έπρεπε να μελετηθούν. Αποτέλεσε και συνεχίζει να αποτελεί μια μεγάλη ευκαιρία για την εφαρμογή της ενεργειακής απόδοσης στα κτίρια της ΕΕ, και ταυτόχρονα μια τεράστια και συνεχή πρόκληση για πολλές χώρες της ΕΕ να μεταφέρουν και να εφαρμόσουν την Οδηγία Ευρώπη Το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο ενέκρινε μια ολοκληρωμένη προσέγγιση για την κλιματική και ενεργειακή πολιτική με στόχο την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και την αύξηση της ενεργειακής ασφάλειας της ΕΕ, ενισχύοντας παράλληλα την ανταγωνιστικότητά της και τη μετατροπή της σε μια ιδιαίτερα αποδοτική από ενεργειακή άποψη οικονομία χαμηλών εκπομπών. Οι απαιτήσεις που υιοθετήθηκαν με χρονικό ορίζοντα το 2020 από τους αρχηγούς κρατών και κυβερνήσεων αφορούσαν: Μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά τουλάχιστον 20% κάτω από τα επίπεδα του Αύξηση της συνεισφοράς ΑΠΕ στο 20% της κατανάλωσης ενέργειας της ΕΕ. Μείωση κατά 20% στη χρήση πρωτογενούς ενέργειας σε σύγκριση με τα προβλεπόμενα επίπεδα, μέσω τη βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης. Οι παραπάνω απαιτήσεις είναι γνωστές ως στόχοι Τον Ιανουάριο του 2008 η Ευρωπαϊκή Επιτροπή πρότεινε δεσμευτική νομοθεσία για την υλοποίηση των στόχων Η γνωστή ως «δέσμη για το κλίμα και την ενέργεια», η οποία συμφωνήθηκε από το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και το Συμβούλιο το Δεκέμβριο του 38

40 2008 και έγινε νόμος τον Ιούνιο του Στο Σχέδιο Δράσης για την ενεργειακή απόδοση Ε2020 τονίζεται το περιθώριο αναβάθμισης του κτιριακού αποθέματος. Συγκεκριμένα η Επιτροπή θεωρεί ότι η σημαντικότερη εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να πραγματοποιηθεί στους ακόλουθους τομείς: κατοικίες και εμπορικά κτίρια (τριτογενής τομέας) με δυναμικό μείωσης που εκτιμάται από 27 % έως 30 %, μεταποιητική βιομηχανία, με δυνατότητες εξοικονόμησης περίπου 25 %, και τομέας των μεταφορών, με δυνατότητες μείωσης που εκτιμώνται στο 26 % 7. Επομένως, η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας στον κτιριακό τομέα αποτελεί προτεραιότητα στο πλαίσιο των στόχων « » για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Λόγω της αλλαγής των προτεραιοτήτων καταργείται η Οδηγία 2002/91/ΕΚ και συντάσσεται η Οδηγία 2010/31/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 19ης Μαΐου 2010 για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι), που εκφράζει αυτή ακριβώς τη βούληση, προτείνοντας γραμμές δράσης για τα κράτη μέλη όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Σε αυτή την Οδηγία συστήνεται πλέον και ο όρος των κτηρίων σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης που αποτελεί και το σημαντικότερο σημείο της καθώς και τον απώτερο στόχο της ευρύτερης πολιτικής της Ευρώπης για την εξοικονόμηση ενέργειας Ευρώπη Χάρτης πορείας για τη μετάβαση σε μια ανταγωνιστική οικονομία χαμηλών επιπέδων ανθρακούχων εκπομπών το 2050 Προκειμένου να περιοριστεί η υπερθέρμανση από την κλιματική αλλαγή σε λιγότερο από 2 C, το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο επαναβεβαίωσε, το Φεβρουάριο του 2011, τον ενωτικό στόχο της μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου έως το 2050 κατά 80-95% σε σύγκριση με το 1990, στο πλαίσιο των αναγκαίων κατά τη Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) μειώσεων από τις ομαδικά ανεπτυγμένες χώρες 8. Αυτό συνάδει 7 Σχέδιο δράσης για την ενεργειακή απόδοση ( ) 8 Αν ληφθούν υπόψη οι απαραίτητες προσπάθειες των αναπτυσσόμενων χωρών, το ποσοστό αυτό θα καταστήσει δυνατή την παγκόσμια μείωση των εκπομπών κατά 50% έως το

41 με τη θέση των ηγετών του κόσμου, όπως αποκρυσταλλώθηκε στις συμφωνίες της Κοπεγχάγης 9 και της Κανκούν 10. Οι συμφωνίες αυτές περιλαμβάνουν τη δέσμευση για κατάστρωση μακροπρόθεσμων στρατηγικών ανάπτυξης με χαμηλά επίπεδα ανθρακούχων εκπομπών. Ορισμένα κράτη μέλη έχουν ήδη κάνει ή κάνουν τώρα βήματα προς αυτή την κατεύθυνση, μεταξύ άλλων καθορίζοντας στόχους μείωσης των εκπομπών με ορίζοντα το Ορόσημα μέχρι το 2050 Η Επιτροπή διενήργησε εκτενή ανάλυση μοντελοποίησης με διάφορα πιθανά σενάρια που δείχνουν με ποιον τρόπο μπορεί να επιτευχθεί ο στόχος, όπως εξηγείται στο ακόλουθο πλαίσιο (Meeus et al. 2011). 100% 100% 80% Ενεργειακός τομέας Τρέχουσα πολιτική 80% 60% Οικιακός και τριτογενής τομέας 60% Βιομηχανία 40% 40% Μεταφορές 20% 20% Γεωργία (εκτός CO 2 ) Άλλοι τομείς (εκτός CO 2 ) 0% 0% ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 1: Οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου της ΕΕ προς την κατεύθυνση εγχώριας μείωσης κατά 80% (100% =1990) Με την πλήρη εφαρμογή των τρεχουσών πολιτικών, η ΕΕ βρίσκεται σε σωστή πορεία για να επιτύχει εγχώρια μείωση κατά 20% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα έναντι των επιπέδων του 1990 το 2020 και κατά 30% το Ωστόσο, επί του πρακτέου ο στόχος του 20% για την ενεργειακή απόδοση αναμένεται να επιτευχθεί μόνο κατά το ήμισυ μέχρι το Για αυτό τον λόγο η Ευρώπη αναθεωρεί τις Οδηγίες τις καθώς και τα Σχέδια Ενεργειακής Απόδοσης ώστε να επιτύχει να αυξήσει σε 20% το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών 9 Αποτελέσματα διάσκεψης Κοπενγχάγης 10 Αποτελέσματα διάσκεψης Κανκούν 40

42 ενέργειας και να βελτιώσει την ενεργειακή απόδοση κατά 20% μέχρι το Τότε θα είναι σε θέση να υπερκαλύψει το σημερινό στόχο της μείωσης των εκπομπών κατά 20%, επιτυγχάνοντας μείωση κατά 25% μέχρι το Αυτό απαιτεί την πλήρη εφαρμογή του σχεδίου ενεργειακής απόδοσης το οποίο υποβλήθηκε το 2011 και προσδιορίζει μέτρα που είναι απαραίτητα για την υλοποίηση των στόχων που έχουν τεθεί Σχέδια Ενεργειακής Απόδοσης Το σχέδιο δράσης για την ενεργειακή απόδοση του 2006(European Commission 2006) και τα συνακόλουθα νομικά και άλλα μέτρα συνέβαλαν επιτυχώς στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης. Ωστόσο, δεν ήταν σχεδιασμένα για να επιτύχουν το στόχο μείωσης κατά 20% της χρήσης πρωτογενούς ενέργειας στην ΕΕ έως το 2020, ο οποίος ορίστηκε αργότερα. Το σχέδιο που ακολούθησε το 2011 (European Commission 2011) αποτελεί μέρος της εμβληματικής πρωτοβουλίας «Μια Ευρώπη που χρησιμοποιεί αποτελεσματικά τους πόρους της» της στρατηγικής Ευρώπη 2020 και εστιάζει στην εξοικονόμηση ενέργειας κατά 20% έως το 2020 (Commission 2011b). Η πλήρης εφαρμογή των υφιστάμενων και των νέων μέτρων μπορεί, σύμφωνα με την Επιτροπή, να οδηγήσει σε εξοικονόμηση ύψους ευρώ ετησίως ανά νοικοκυριό, δημιουργία έως και 2 εκατομμυρίων θέσεων εργασίας, μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 740 εκατ. τόνους, καθώς και βελτίωση της βιομηχανικής ανταγωνιστικότητας της Ευρώπης. Η μεγαλύτερη δυνατότητα εξοικονόμησης εντοπίστηκε στα κτίρια. Η προσοχή εστιάστηκε στην επιτάχυνση της αναβάθμισης των δημόσιων και των ιδιωτικών κτιρίων και στη βελτίωση της απόδοσης των κατασκευαστικών μερών και των συσκευών: Πρόβλεψη δεσμευτικού στόχου για την επιτάχυνση της αναβάθμισης των δημόσιων κτιρίων με σκοπό την επίτευξη του επιπέδου ενεργειακής απόδοσης του βέλτιστου 10% του κτιριακού δυναμικού, ενώ από το 2019 όλα τα νέα κτίρια θα πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας, Προώθηση των συμβάσεων ενεργειακής απόδοσης και του Συμφώνου των Δημάρχων. Για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας στα νοικοκυριά: Προώθηση της αστικής θέρμανσης και ψύξης, 41

43 Πρόβλεψη νομικών διατάξεων για την αντιμετώπιση του προβλήματος των χωριστών κινήτρων για ιδιοκτήτες και ενοικιαστές, Προώθηση της κατάρτισης για την κάλυψη της διπλάσιας ανάγκης για ειδικευμένο προσωπικό σε εργασίες αναβάθμισης, Παροχή υποστήριξης για την υπέρβαση των εμποδίων της αγοράς για τις εταιρείες παροχής ενεργειακών υπηρεσιών. Η εφαρμογή των Οδηγιών που συντάχθηκαν με σκοπό να καθοριστεί το ευρωπαϊκό νομοθετικό πλαίσιο για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, κρίνεται απαραίτητη για να εξασφαλιστούν οι στόχοι που έχουν τεθεί στα Σχέδια Ενεργειακής απόδοσης. Οι Οδηγίες και τα βασικά τους σημεία παρατίθενται ακολούθως Οδηγίες για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (Ευρωπαϊκή Ένωση n.d.) -Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (2002/91/EK)16 Σεπτεμβρίου 2002 Η Οδηγία αυτή αφορά την ενεργειακή απόδοση του κτιριακού τομέα. Αποτελεί το νομικό εργαλείο της Ευρωπαϊκής Κοινότητας με στόχο την ορθολογική χρήση της ενέργειας στον κτιριακό τομέα. Οι διατάξεις καλύπτουν τις ενεργειακές ανάγκες για θέρμανση χώρων, παραγωγή ΖΝΧ, ψύξης, αερισμού και φωτισμού για νέα αλλά και για υφιστάμενα κτίρια. Η Οδηγία συνδυάζει διάφορα μέσα κανονιστικής και πληροφοριακής φύσης. Σημαντικό είναι να αναφερθεί ότι η EPBD δεν καθορίζει τα επίπεδα και την νομοθεσία για το κάθε μέλος της. Τα κράτη μέλη είναι υπεύθυνα να θεσπίσουν τους αντίστοιχους μηχανισμούς και απαιτήσεις λαμβάνοντας υπόψη τις τοπικές κλιματολογικές, οικονομικές και κοινωνικές συνθήκες. Η ΕPBD έχει ενσωματωθεί στο πολιτικό θεματολόγιο και στους πολεοδομικούς νόμους στην πλειοψηφία των κρατών μελών της ΕΕ. Επίσης, θετική είναι και η ανταπόκριση των πολιτών της Ευρωπαϊκής Κοινότητας. Τα κύρια σημεία της EPBD είναι: Κοινή μεθοδολογία για τον υπολογισμό της ολοκληρωμένης ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων. Ελάχιστα απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης για νέα κτίρια και υφιστάμενα κτίρια, σε περίπτωση που υποβάλλονται σε μεγάλης κλίμακας αναβάθμιση (πάνω από το 25 % της αξίας τους ή/και πάνω από 25 % της συνολικής έκτασης τους) 42

44 Συστήματα πιστοποίησης για νέα και υφιστάμενα κτίρια και δημοσιοποίηση τους σε δημόσια κτίρια. Τα πιστοποιητικά ενεργειακής απόδοσης δεν πρέπει να είναι παλαιότερα των 5 ετών Επιθεώρηση των λεβήτων και των κεντρικών εγκαταστάσεων κλιματισμού στα κτίρια σε τακτά χρονικά διαστήματα και, επιπλέον, αξιολόγηση της εγκατάστασης θέρμανσης όταν οι λέβητες είναι παλαιότεροι των 15 ετών Το πεδίο δράσης της Οδηγίας Ενεργειακής Επίδοσης Κτιρίων είναι οι κατοικίες, καθώς και ο τριτογενής τομέας (γραφεία, δημόσια κτίρια κλπ). Στην κατηγορία αυτή δεν περιλαμβάνονται τα κτίρια με ιστορική σημασία, κτίρια μικρότερα από 50 m², κτίρια που δεν είναι μόνιμες κατοικίες και έχουν μικρή κατανάλωση ενέργειας και τα εργοτάξια. Τα πιστοποιητικά ενεργειακής επίδοσης πρέπει να είναι διαθέσιμα όταν τα κτίρια κατασκευαστούν, πουληθούν ή νοικιαστούν. Επίσης η Οδηγία αναφέρει ότι οι χρήστες των κτιρίων πρέπει να είναι ικανοί ώστε να μπορούν να ρυθμίσουν την κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και Ζεστό Νερό Χρήσης (ΖΝΧ), σε τέτοιο βαθμό ώστε να είναι οικονομικά συμφέρουσα. - Οδηγία2006/32/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 5ης Απριλίου 2006 για την ενεργειακή απόδοση κατά την τελική χρήση και τις ενεργειακές υπηρεσίες και για την κατάργηση της Οδηγίας 93/76/ΕΟΚ του Συμβουλίου Θεσπίζει πλαίσιο για την ενεργειακή απόδοση κατά την τελική χρήση και τις ενεργειακές υπηρεσίες. Το πλαίσιο αυτό περιλαμβάνει μεταξύ άλλων έναν ενδεικτικό στόχο εξοικονόμησης ενέργειας που ισχύει για τα κράτη μέλη, υποχρεώσεις για τις εθνικές δημόσιες αρχές στον τομέα της εξοικονόμησης ενέργειας και των ενεργειακά αποδοτικών προμηθειών, καθώς και μέτρα προώθησης της ενεργειακής απόδοσης και των ενεργειακών υπηρεσιών. -Οδηγία για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων2010/31/εε 19η Μαΐου 2010 Η Οδηγία 2010/31/ΕΕ για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων (εφεξής «ΟΕΑΚ») είναι η κύρια νομοθετική πράξη σε επίπεδο ΕΕ για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων στην Ευρώπη 11. Βασικό στοιχείο της Οδηγίας για την ενεργειακή απόδοση των 11 ΕΕ L 153 της , σ

45 κτιρίων, ιδίως για την επίτευξη των πιο μακροπρόθεσμων στόχων, είναι τα κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας (εφεξής «ΚΣΜΕΚ»). Σε γενικές γραμμές αναφέρει ότι τα κράτη μέλη της ΕΕ θα πρέπει να υιοθετήσουν είτε σε εθνικό είτε σε τοπικό επίπεδο, μια μεθοδολογία για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων η οποία λαμβάνει υπόψη τα παρακάτω: Τα θερμικά χαρακτηριστικά του κτιρίου (μόνωση, θερμοχωρητικότητα κ.α.) Τη θερμομόνωση του συστήματος θέρμανσης και του συστήματος ΖΝΧ. Τις εγκαταστάσεις κλιματισμού Τις εγκαταστάσεις φωτισμού Τις εσωτερικές κλιματολογικές συνθήκες Τη θετική επίδραση της έκθεσης του κτιρίου σε κατάλληλο προσανατολισμό Την παραγωγή ηλεκτρισμού από ΑΠΕ. Τα κράτη μέλη πρέπει να ορίσουν τις ελάχιστες ενεργειακές απαιτήσεις ενός κτιρίου καθώς και μεθοδολογία όπου να θέτει την οικονομικά βέλτιστη λύση για την εφαρμογή της Οδηγίας. Επίσης, έχουν το δικαίωμα να διαφοροποιούν αυτά τα όρια ανάλογα με το αν τα κτίρια είναι υφιστάμενα ή νέα, καθώς και ανάλογα με τη λειτουργία του κτιρίου (γραφεία, εργοστάσια, νοσοκομεία κλπ). Η Οδηγία προτείνει επίσης και την εγκατάσταση έξυπνων μετρητικών συσκευών σε νέα και υφιστάμενα κτίρια. Ουσιαστικό σημείο αναφοράς στην EPBD είναι το άρθρο 9 που συστήνει τα κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Σύμφωνα με το άρθρο 9 παράγραφος 3 της ΟΕΑΚ τα κράτη μέλη «μεριμνούν ώστε: α) Έως τις 31 Δεκεμβρίου 2020 όλα τα νέα κτίρια να αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας και β) Μετά τις 31 Δεκεμβρίου 2018 τα νέα κτίρια που στεγάζουν δημόσιες αρχές ή είναι ιδιοκτησίας τους να αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας.» Επίσης, στο άρθρο 9 παράγραφος 3 προβλέπεται ότι τα κράτη μέλη οφείλουν να αναπτύξουν πολιτικές, να καταρτίσουν εθνικά σχέδια αύξησης του αριθμού των ΚΣΜΕΚ και να λαμβάνουν μέτρα, θέτοντας π.χ. στόχους για την ενθάρρυνση της μετατροπής κτιρίων σε ΚΣΜEΚ, και να ενημερώνουν σχετικά την Επιτροπή για τα εθνικά τους σχέδια. 44

46 Η Επιτροπή ενθαρρύνει την αύξηση του αριθμού των ΚΣΜΕΚ με την κατάρτιση εθνικών σχεδίων, που περιλαμβάνουν: Περιγραφή του τρόπου εφαρμογής του ορισμού των κτιρίων με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας από τα κράτη μέλη Τους ενδιάμεσους στόχους για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των νέων κτιρίων έως το 2015 Πληροφορίες σχετικά με τις πολιτικές και τα οικονομικά μέτρα που έχουν ληφθεί υπέρ της προώθησης της βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων Βάσει των πιο πάνω, τα κράτη μέλη καλούνται να διερευνήσουν τον ορισμό των ΚΣΜΕΚ, τις παραμέτρους τους, τις ελάχιστες απαιτήσεις που πρέπει να πληρούν, την ενεργειακή τους απόδοση και τα μέτρα που θα οδηγήσουν στην υλοποίηση τους. 3 ΚΤΗΡΙΑ ΣΧΕΔΟΝ ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ (nzeb) Ένα πολύ σημαντικό μέτρο που περιέχεται μέσα στην EPBD είναι ότι όλα τα νέα κτίρια ως τις 31 Δεκεμβρίου το 2020, πρέπει να χαρακτηρίζονται ως Zero Energy Buildings, δηλαδή κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης. Η αρχή έγινε με τα παθητικά κτίρια που η κεντρική τους ιδέα είναι να μειωθεί η ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων, αναβαθμίζοντας ενεργειακά το κέλυφος του κτιρίου με τις κλασσικές τεχνικές της θερμομόνωσης, της αντικατάστασης κουφωμάτων κ.α. Ο όρος προήλθε από τον Professor Wolfgang Feist (Feist 2007) και την ομάδα του στο πολυτεχνείο του Darmstadt στη Γερμανία. Για να μπορεί ένα κτίριο να χαρακτηριστεί παθητικό, στην Γερμανία, πρέπει η ανάγκη του για θέρμανση να είναι το μέγιστο 15 kwh/m² και να απαιτεί λιγότερο από 120 kwh/m² για όλες τις ενεργειακές ανάγκες (θέρμανσης, ψύξης, φωτισμού και ηλεκτρικών συσκευών). Τα κτίρια μηδενικής ή σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης είναι η εξέλιξη των παθητικών 45

47 κτιρίων, υπηρετώντας τις ίδιες βασικές αρχές. Το ίδιο εύρος μέγιστων ενεργειακών απαιτήσεων εμφανίζεται στους ορισμούς ΚΣΜΕΚ, ανά χώρα. ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΚΣΜΕΚ- Ενεργειακές καταναλώσεις για κάθε κράτος 3.1 Ορισμός του nzeb Αν και ακόμα δεν υπάρχει σαφής ορισμός του ZEB η κεντρική ιδέα είναι η ακόλουθη: Zero Εnergy Building είναι το κτίριο το οποίο είναι χτισμένο βιοκλιματικά, έχει όσο το δυνατόν λιγότερες ενεργειακές απαιτήσεις, και η εισερχόμενη ενέργεια από το δίκτυο με την εξερχόμενη ενέργεια είναι ίσες κατά την διάρκεια ενός έτους (Torcellini, Pless, Deru, et al. 2006). Nearly Zero Εnergy Building σημαίνει το κτίριο με πολύ υψηλή ενεργειακή απόδοση, προσδιοριζόμενη σύμφωνα με τη μεθοδολογία υπολογισμού ενεργειακής απόδοσης κτιρίου και του οποίου η σχεδόν μηδενική ή η πολύ χαμηλή ποσότητα ενέργειας που απαιτείται καλύπτεται σε πολύ μεγάλο βαθμό με ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, περιλαμβανομένης της παραγόμενης επιτόπου ή πλησίον του κτιρίου (ΟΔΗΓΙΑ 2010/31/ΕΕ). 46

48 Επίσης, πρέπει να σημειωθεί ότι η ποσότητα ενέργειας που πρέπει να εισέρχεται στο κτίριο ΖΕΒ πρέπει να παράγεται και αυτή από σταθμούς της ευρύτερης περιοχής όπου βρίσκεται το κτίριο και να είναι από ΑΠΕ. Σε αυτό το σημείο, αναγκαίο είναι να ορίσουμε και την διαφορά της on-site και off-site ενέργειας. Παρακάτω παρατίθεται ο πίνακας ο οποίος επεξηγεί ποιές μορφές ενέργειας χρησιμοποιούμε στις περιπτώσεις on-site και off-site (Torcellini, Pless, Deru, et al. 2006): ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Μορφές ενέργειας - on-site (0-2) και off-site (3-4) Επιλογή 0: Όπως έχει αναφερθεί και παραπάνω το βασικότερο και σίγουρα πιο οικονομικό βήμα για την επίτευξη του ΖΕΒ είναι η μείωση της απαιτούμενης ενέργειας για το κτίριο. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν τεχνικές οι οποίες στοχεύουν στην εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού, του φυσικού δροσισμού, του προσανατολισμού και άλλων βιοκλιματικών στρατηγικών. Επίσης, περιλαμβάνει την εγκατάσταση θερμομόνωσης, την αντικατάσταση κουφωμάτων και εγκαταστάσεις συστημάτων υψηλής απόδοσης για ψύξη, θέρμανση και φωτισμό. Αποτελεί απαραίτητο βήμα για την επίτευξη του στόχου του ΖΕΒ. Επιλογή 1: Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν τα κτίρια τα οποία έχουν τις απαραίτητες τεχνολογίες στο κτίριο για την παραγωγή ενέργειας μέσω ΑΠΕ. Τα μέσα παραγωγής είναι εγκατεστημένα πάνω στο δώμα του κτιρίου και σε λίγες περιπτώσεις στο υπόλοιπο κέλυφος. Αυτή η επιλογή περιλαμβάνει τα φωτοβολταϊκά πάνελ στην οροφή, τους ηλιακούς συλλέκτες 47

49 και τις ανεμογεννήτριες μικρής ισχύος. Είναι η πιο συνηθισμένη λύση γιατί επίσης δεν υπάρχουν ανάγκες μεταφοράς και διανομής της ενέργειας και συνεπώς δεν υπάρχουν απώλειες. Επιλογή 2: Σε αυτή την κατηγορία εφαρμόζονται και πάλι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι οποίες χρησιμεύουν αποκλειστικά για τις ανάγκες αυτού του κτιρίου αλλά δεν είναι εγκατεστημένες πάνω στο κτίριο. Σε αυτή την κατηγορία περιλαμβάνονται τα φωτοβολταϊκά, οι ηλιακοί συλλέκτες, οι μικρής ισχύος υδροηλεκτρικοί σταθμοί και οι ανεμογεννήτριες που δεν είναι εγκαταστημένα πάνω στο κτίριο, αλλά στο οικόπεδο. Επιλογή 3: Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν ΑΠΕ όπως βιομάζα, pellets, αιθανόλη,biodiesel, βιοκαύσιμα κ.ά. που μπορούν να εισαχθούν στο κτίριο για τις ενεργειακές του ανάγκες. Αυτές οι μορφές ΑΠΕ χαρακτηρίζονται ως off-site γιατί είναι διαθέσιμες εκτός του χώρου του κτιρίου και συνεπώς πρέπει να αγοραστούν. Χρησιμοποιούνται για θέρμανση κυρίως αλλά ο κύριος λόγος που δεν θεωρούνται on-site ΑΠΕ, είναι λόγω του ότι προέρχονται εκτός του περιβάλλοντα χώρου του κτιρίου και χρειάζονται μεταφορά για να φτάσουν μέχρι τον τόπο της τελικής τους χρήσης, που σημαίνει πρόσθετη σπατάλη ενέργειας. Επιλογή 4: Τέλος, όταν δεν καλύπτονται οι ενεργειακές ανάγκες του κτιρίου από τις παραπάνω μορφές ΑΠΕ, τότε μπορεί να αγορασθεί ενέργεια η οποία παράγεται από ΑΠΕ όπως από εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ή ανεμογεννητριών. Επομένως, ανάλογα με το που και πως είναι χτισμένο το κτίριο (σε κέντρο πόλης, προσανατολισμός) καθώς και ανάλογα με τις τοπικές κλιματολογικές συνθήκες επιλέγουμε την παροχή ενέργειας από ΑΠΕ. Πρωτίστως όμως πρέπει να μειωθούν οι ενεργειακές ανάγκες για ενέργεια και στη συνέχεια να επικεντρωθούμε στον τρόπο παραγωγής της απαιτούμενης ενέργειας. Στο επόμενο σχήμα βλέπουμε ότι ο διαχωρισμός έγινε λίγο διαφορετικός όσον αφορά την επιλογή 4, η οποία περιλαμβάνει κυρίως την επένδυση σε κατασκευή ανεμογεννήτριας ή σταθμού φωτοβολταϊκών πάρκων έξω από το κτίριο έτσι ώστε να μπορέσει να μας παρέχει ηλεκτρική ενέργεια (Marszal et al. 2011). 48

50 ΕΙΚΟΝΑ 1: Επιλογές παροχής στο κτίριο ΑΠΕ [ πηγή: Zero Energy Building - A review of definitions and calculation methodologies] Υπάρχουν, επομένως, διαφορετικές εκδοχές ενός ZEB αν και σε όλες, η κεντρική ιδέα είναι η παραπάνω. Στη συνέχεια, θα αναλυθούν οι διαφορές των ΖΕΒ με βάση τους ορισμούς που έχουν εμφανιστεί. 3.2 Διαφορετικοί τύποι ΖΕΒ Διαχωρισμός ανάλογα με την παροχή ενέργειας Είναι εύκολα κατανοητό ότι στην εξέλιξη των κτιρίων υπάρχουν και πολλά ενδιαφερόμενα μέρη με συνέπεια να μην υπάρχει ένας καθολικός ορισμός. Για παράδειγμα ο ιδιοκτήτης του κτίσματος ενδιαφέρεται κυρίως για το κόστος της εγκατάστασης καθώς και τα χρόνια απόσβεσης. Οι κρατικοί οργανισμοί εστιάζουν στα εθνικά νούμερα έτσι ώστε να καλύψουν και τις απαιτήσεις της Οδηγίας, ο αρχιτέκτονας και ο μηχανικός εστιάζει στο να γίνει το κτίριο όσο το δυνατόν πιο αυτόνομο, ως εκ τούτου στην εγκατάσταση περισσότερων τεχνολογιών ΑΠΕ πάνω στο κτίριο, ενώ οι οικολογικοί οργανισμοί εστιάζουν στην εκπομπή ρύπων. Έτσι έχουν προταθεί τέσσερις διαφορετικοί ορισμοί για το ΖΕΒ οι οποίοι παρουσιάζονται στη συνέχεια (Torcellini, Pless & Deru 2006) : Net Zero Site Energy Building: Παράγει όση ενέργεια χρειάζεται κατά την διάρκεια ενός έτους από συστήματα ΑΠΕ εγκατεστημένα στην τοποθεσία/περιοχή του κτιρίου. 49

51 Net Zero Source Energy Building: Παράγει τουλάχιστον όση πρωτογενή ενέργεια χρειάζεται για ένα έτος. Για τον υπολογισμό της συνολικής ενέργειας ενός κτιρίου, η ενέργεια που εισάγεται και εξάγεται πολλαπλασιάζεται με τον κατάλληλο συντελεστή μετατροπής ενέργειας σε πρωτογενή, που σχετίζεται με την πηγή προέλευσης της. Net Zero Energy Cost Building: Το ποσό των χρημάτων που πληρώνει η εταιρεία παραγωγής ενέργειας στον ιδιοκτήτη για την εξερχόμενη ενέργεια από το κτίριο πρέπει να είναι ίσο με το ποσό που πληρώνει ο ιδιοκτήτης στην εταιρία για την εξυπηρέτηση καθώς και για την ενέργεια που αγοράζει όλη την χρονιά. Net Zero Energy Emissions Building: Η εκπομπή ρύπων από τη χρήση συμβατικών καυσίμων αντισταθμίζεται από την χρήση ΑΠΕ Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα φαίνονται στους πίνακες που ακολουθούν ΠΙΝΑΚΑΣ 3: Περίληψη ορισμών ΖΕΒ (Πηγή : A critical look at the definition) 50

52 3.2.2 Διαχωρισμός ανάλογα την σύνδεση του κτιρίου στο δίκτυο Στην συνέχεια, τα ΖΕΒ διαχωρίζονται με βάση τη σύνδεσή τους ή μη σε δίκτυο (Marszal & Heiselberg 2009): Off-grid ZEB: Είναι το κτίριο το οποίο είναι αποκομμένο από το εθνικό δίκτυο διανομής και μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα τέτοιο κτίριο πρέπει να καλύπτει τις ενεργειακές του ανάγκες αποκλειστικά και μόνο από τις δικές του πηγές. Αναγκαίο στοιχείο είναι η ύπαρξη συσσωρευτών για την τροφοδότηση του κτιρίου σε περιόδους που δεν παράγεται ενέργεια (όπως νύχτα, περίοδος συννεφιασμένου καιρού). Το κόστος είναι μεγάλο για την επίτευξη ενός off-grid ΖΕΒ λόγω του αυξημένου κόστους των συσσωρευτών. Επιπλέον, οι υπάρχουσες τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας είναι πολύ περιορισμένες κάνοντας την επίτευξη ενός off-grid ZEB ακόμα δυσκολότερη. Επίσης ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι η περίσσεια ενέργεια σε περιόδους μεγάλης ηλιοφάνειας δεν εξάγεται στο δίκτυο, με αποτέλεσμα η πλεονάζουσα αυτή ενέργεια να πρέπει να αποθηκεύεται. On-grid ZEB: Είναι η πιο συνηθισμένη μορφή ΖΕΒ, όπου το κτίριο είναι συνδεδεμένο στο δίκτυο και συνεπώς εισάγει και εξάγει ενέργεια από και προς το δίκτυο. Μια ενδιαφέρουσα μορφή on-grid ZEB είναι μια περιοχή ή γειτονιά. Σύμφωνα με την Carlisle et al (Carlisle et al. 2009), οι ΖΕΒ κοινότητες ανήκουν σε έναν γεωπολιτικό χώρο και περιλαμβάνουν διάφορες μορφές ΑΠΕ (ηλιακή, βιομάζα, γεωθερμία, ανεμογεννήτριες). Δηλαδή, σε αυτό το συγκρότημα πρέπει όλα τα κτίρια μέλη να έχουν πολύ μειωμένες ενεργειακές απαιτήσεις καθώς και όσο είναι δυνατόν οικονομικά να παράγουν ενέργεια on-site. Επίσης, στο χώρο που βρίσκονται τα κτίρια είναι δυνατή η εγκατάσταση φωτοβολταϊκού πάρκου, ανεμογεννητριών, υδροηλεκτρικού σταθμού και το κόστος εγκατάστασης να μοιραστεί ανάμεσα στα κτίρια μέλη της ΖΕΒ community. Η πλεονάζουσα παραγόμενη ενέργεια θα μπορεί επίσης να πωλείται στο δίκτυο καθώς και να παρέχεται από το δίκτυο σε περίπτωση έλλειψης. Επειδή κάθε γεωγραφικός χώρος χαρακτηρίζεται από τις δικές του γεωγραφικές ιδιαιτερότητες θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν και διαφορετικές μορφές ΑΠΕ. 3.3 Βασικά μέτρα για την αναβάθμιση σε ΚΣΜΕΚ Μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας Σε αυτό το κομμάτι των μέτρων περιλαμβάνονται μέτρα, τα οποία εστιάζουν στο να μειώσουμε την καταναλισκόμενη ενέργεια. 51

53 Μόνωση κελύφους, δώματος: Αποτελεί το πρώτο μέτρο που πρέπει να εφαρμοστεί για τη μείωση της απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση και ψύξη. Τυπικά υλικά που χρησιμοποιούνται ευρέως είναι η διογκωμένη και η εξηλασμένη πολυστερίνη με πολύ χαμηλούς συντελεστές αγωγιμότητας. Η μόνωση μπορεί να είναι είτε εσωτερική είτε εξωτερική. Αντικατάσταση κουφωμάτων : Τα ανοίγματα αποτελούν σημαντικό κομμάτι του κτιριακού κελύφους που αφορά όχι μόνο τη μόνωση για μικρότερες απώλειες θερμότητας, αλλά και το φυσικό ηλιασμό του κτιρίου. Χρησιμοποιούνται σε όλες τις επιφάνειες του κτιριακού κελύφους ενώ είναι πολύ συνηθισμένη και η χρήση ανοιγμάτων στην οροφή. Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται ευρέως, είναι τα διπλά και τα τριπλά τζάμια (κυρίως σε ψυχρά κλίματα) αλλά και πιο σύγχρονες τεχνολογίες όπως τα ηλεκτροχρωμικά τζάμια. Σημαντικό παράγοντα διαδραματίζουν και τα πλαίσια τα οποία μπορεί να είναι κατασκευασμένα από PVC, μεταλλικά ή ξύλινα. Καλή αεροστεγάνωση των αρμών των κουφωμάτων: Με αυτό τον τρόπο, δεν υπάρχει διαρροή θερμότητας από και προς το περιβάλλον, με αποτέλεσμα να διατηρείται σταθερό το εσώκλιμα. Συστήματα φυσικής ψύξης: Τους καλοκαιρινούς μήνες η ανάγκη για ψύξη είναι αυξημένη. Γι αυτό το λόγο η ηλιοπροστασία είναι απαραίτητη. Για το νότιο προσανατολισμό τα πιο κατάλληλα είναι τα οριζόντια στοιχεία σκίασης, σταθερά ή κινητά. Για τον ανατολικό και δυτικό προσανατολισμό κατάλληλα είναι τα κατακόρυφα συστήματα σκίασης. Για το νοτιοανατολικό και νοτιοδυτικό προσανατολισμό τα συστήματα σκίασης πρέπει να είναι συνδυασμός οριζόντιων και κατακόρυφων στοιχείων. Επίσης, ο φυσικός αερισμός βοηθάει στην απαγωγή της πλεονάζουσας θερμότητας προς το περιβάλλον. Χρώμα και υφή εξωτερικών επιφανειών: Επειδή τους καλοκαιρινούς μήνες τα δώματα επιβαρύνονται από την ηλιακή ακτινοβολία συνιστάται ανοιχτό χρώμα βαφής τους. Επίσης οι δυτικού προσανατολισμού τοίχοι πρέπει να έχουν ανοιχτό χρώμα. Ηλιακά συστήματα θέρμανσης: Σημαντική συνεισφορά στην εξοικονόμηση ενέργειας για τη θέρμανση ενός κτιρίου αποτελεί η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας με εφαρμογή συγκεκριμένων τεχνικών στο κτιριακό κέλυφος. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια για θέρμανση των χώρων το χειμώνα. Αποτελούν δομικά στοιχεία του κτιρίου, αξιοποιώντας τους νόμους μεταφοράς θερμότητας, συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια, 52

54 την αποθηκεύουν υπό μορφή θερμότητας και τη διανέμουν στον χώρο. Η συλλογή της ηλιακής ενέργειας βασίζεται στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και ειδικότερα στην είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας μέσω του δομικού υλικού. Τα συνηθέστερα διαφανή υλικά που χρησιμοποιούνται σε κτιριακές κατασκευές είναι οι υαλοπίνακες, τα σκληρά πλαστικά και η διαφανής θερμομόνωση. Για την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση και τη ψύξη των κτιρίων έχουμε τρεις κατηγορίες τεχνικών συστημάτων ανάλογα με τα αν παρεμβάλλονται ή όχι μηχανολογικά συστήματα 12. Σύστημα εξαερισμού: Ένα πολύ σημαντικό μέτρο για τη διατήρηση της κατάλληλης θερμοκρασίας αλλά και γενικά του εσωκλίματος είναι το σύστημα εξαερισμού. Αντικατάσταση τεχνητού φωτισμού και ηλεκτρικών συσκευών: Αναγκαίο μέτρο για τη μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας είναι η χρήση ενεργειακά αποδοτικών συσκευών καθώς και λαμπτήρων φθορισμού LED. Με αυτά τα μέτρα έχουμε μεγάλη μείωση στην κατανάλωση ενέργειας Παροχή ενέργειας στο κτίριο Φωτοβολταϊκά Πάνελ: Η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι πολύ βασικό στοιχείο για την επίτευξη ενός κτιρίου μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας όχι μόνο για την κάλυψη μέρους του ηλεκτρικού του φορτίου, αλλά και για την εξαγωγή ενέργειας στο δίκτυο. Όπως αναφέρθηκε και στους ορισμούς του ΖΕΒ, η εξαγόμενη ενέργεια είναι απαραίτητη έτσι ώστε να μειωθεί η ενεργειακή επιβάρυνση που προκαλεί το κτίριο με την κατανάλωση ενέργειας από συμβατικές πηγές. Ανεμογεννήτρια: Η χρήση της ανεμογεννήτριας αποτελεί και αυτή μέσο για την παραγωγή ενέργειας. Σε μέρη ιδιαίτερα όπου υπάρχει μεγάλο δυναμικό αιολικής ενέργειας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολύ αποδοτικά. Γεωθερμική αντλία θερμότητας-νερού εδάφους: Για τις ανάγκες ψύξης και θέρμανσης χρησιμοποιείται σε πολλές περιπτώσεις η γεωθερμική αντλία θερμότητας. Εκμεταλλεύεται την σταθερή θερμοκρασία του εδάφους, και έτσι με την ηλεκτροκινούμενη αντλία, το νερό διαρρέεται μέσω των σωλήνων που είναι τοποθετημένοι είτε οριζόντια είτε κάθετα στη γη. Με αυτό τον τρόπο απάγει θερμότητα από το κτίριο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ενώ 12 EPBD recast 53

55 προσάγει θερμότητα κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Το κόστος εγκατάστασης είναι αρκετά μεγάλο λόγω της γεώτρησης. Ηλιοβοηθούμενη αντλία θερμότητας αέρα-νερού: Κατά την περίοδο του χειμώνα, ο αέρας αφού διέλθει και προθερμανθεί από τους ηλιακούς συλλέκτες αέρα της νότιας όψης του κτιρίου, προσάγεται στον εξατμιστή της ηλιοβοηθούμενης αντλίας θερμότητας αέρα-νερού, υποβοηθούμενος από φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες, και προσφέρει τη θερμότητα του στον ψυκτικό κύκλο. Ηλιακοί συλλέκτες: Τοποθετούνται κυρίως για την παραγωγή ΖΝΧ αλλά και ορισμένες φορές για το σύστημα θέρμανσης του κτιρίου. Συστήματα θέρμανσης με ΑΠΕ: Σε αυτή την κατηγορία μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε λέβητες με καύσιμο τη βιομάζα ή όπως είναι αρκετά διαδεδομένο με το καύσιμο να είναι pellets, θρύμματα ξύλου, καυσόξυλα. Είναι η μόνη φυσικά ευρισκόμενη πηγή ενέργειας με άνθρακα που τα αποθέματα της είναι ικανά ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο των ορυκτών καυσίμων. Αντίθετα,η βιομάζα είναι ανανεώσιμη καθώς απαιτείται μόνο μια σύντομη χρονική περίοδος για να αναπληρωθεί. Στην πραγματικότητα είναι αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια που δεσμεύτηκε από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση. Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και θερμότητας και Τριπαραγωγή: Ένα πολύ αποτελεσματικό μέτρο και ενεργειακά αποδοτικό είναι η εγκατάσταση μονάδας Συμπαραγωγής όπως προβλέπει και η Ευρωπαϊκή Ένωση. Η χαμένη θερμότητα από την μετατροπή της Ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιείται για την παροχή θέρμανσης στο κτίριο Άλλες μέθοδοι για βελτίωση Σύστημα επίβλεψης ΒΜS: Είναι ένα σύστημα εγκατεστημένο στο κτίριο, μέσω του οποίου ελέγχονται οι ηλεκτρικές και μηχανολογικές εγκαταστάσεις του κτιρίου όπως το σύστημα μηχανολογικού εξαερισμού, το σύστημα φωτισμού, το σύστημα ασφάλειας και το σύστημα πυρασφάλειας. Αποτελείται και από software αλλά και από hardware. Συμπεριφορά χρηστών: Αναγκαίο για την όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερη κατανάλωση ενέργειας είναι και η σωστή ενεργειακά συμπεριφορά των χρηστών, οι οποίοι μπορούν να μειώσουν την καταναλισκόμενη ενέργεια. 54

56 3.4 Προβλήματα πραγματοποίησης ΖΕΒ Η αναβάθμιση ή το χτίσιμο ενός κτιρίου μηδενικής ή σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης δεν είναι εύκολη υπόθεση. Τα κυριότερα προβλήματα που εμφανίζονται είναι : Κόστος εγκατάστασης: Αν και υπάρχουν οικονομικά οφέλη σε βάθος χρόνου από την πραγματοποίηση ενός ΖΕΒ, το αρχικό κόστος είναι μεγάλο για τον ιδιοκτήτη Η έλλειψη εκπαιδευμένων κατασκευαστών Η έλλειψη ενημέρωσης σχετικά με το κατά πόσο ένας ιδιοκτήτης μπορεί να εκμεταλλευτεί τις τοπικές κλιματολογικές και περιβαλλοντικές συνθήκες και ΑΠΕ Οι χρήστες με τη συμπεριφορά τους διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην επίτευξη ενός ZEB. Οι συντονισμένες κινήσεις της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, όπως και των κρατών μελών, έχουν βοηθήσει στο να ξεπεραστούν τα παραπάνω εμπόδια. Τα κράτη μέλη είναι υπεύθυνα για την επίτευξη των στόχων που έχει θέσει η Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων. Λύσεις στα παραπάνω προβλήματα αποτελούν: Καταγραφή ανώτατου επιτρεπόμενου ορίου καταναλισκόμενης ενέργειας που θα έχει ένα σπίτι. Ολοκληρωμένες προσπάθειες για μέτρηση και αναφορά ενεργειακής απόδοσης κτιρίων και συνεχής καταγραφή όλης της προόδου του κτιρίου για τον τελικό στόχο. Προσπάθεια προώθησης κινήτρων για να μειωθούν τα οικονομικά και νομοθετικά εμπόδια για την πραγματοποίηση του ΖΕΒ. Ενημέρωση του κοινού σχετικά με τα περιβαλλοντικά και τα οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τεχνολογία του ΖΕΒ. Η πρόκληση για την εφαρμογή της EPBD είναι μεγάλη, και απαιτείται οργανωμένη αντιμετώπιση όχι μόνο από τις αρμόδιες ευρωπαϊκές και εθνικές αρχές, αλλά και από τους κατοίκους των κρατών μελών. 55

57 3.5 Κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης στην Κύπρο Νομοθεσία και ορισμός ΚΣΜΕΚ Η πρώτη απόπειρα να εισαχθεί η εξοικονόμηση ενέργειας στα κτίρια ήταν η προετοιμασία του προαιρετικού CYS98: 1999, Πρότυπου για τη μόνωση και Ορθολογική Χρήση της Ενέργειας σε κατοικίες (MCIT, 2012a). Η συμμόρφωση με αυτό το Πρότυπο τέθηκε ως προϋπόθεση όταν υποβάλλονταν αιτήσεις επιχορήγησης για τη θερμομόνωση των υπαρχόντων κτιρίων στο πλαίσιο του προγράμματος επιχορήγησης για την Προώθηση της Εξοικονόμησης Ενέργειας και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, το οποίο είχε διάρκεια μέχρι το Παράλληλα, το 2004 όπου και ολοκληρώθηκε η ένταξη της Κύπρου στην ευρωπαϊκή Ένωση, στα πλαίσια συμμόρφωσης με την ευρωπαϊκή Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (2002/91/EK) από τις 21/12/2007 τέθηκε σε ισχύ ο νόμος N.142 (I) / 2006 που προνοούσε θέσπιση της νομοθεσίας σχετικά με τις ελάχιστες απαιτήσεις για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, (KΔΠ568/2007), η οποία την εποχή εκείνη περιοριζόταν στη θερμική μόνωση του κελύφους για όλα τα νέα και υφιστάμενα κτίρια άνω των 1000m² που υποβάλλονταν σε ριζική αναβάθμιση. Η θερμομόνωση των κτιρίων γίνεται πλέον υποχρεωτική από το Το 2009 όπου και θεσπίζεται ο νόμος N.30 (I) / 2009 ως τροποποιητικός του προηγούμενου, ακολουθεί καθορισμός ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης κτιρίων που προνοεί το διάταγμα KΔΠ446/2009.Η επίσημη Μεθοδολογία Υπολογισμού Ενεργειακής Κατανάλωσης Κτιρίων και η έκδοση Πιστοποιητικών Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΠΕΑ) τέθηκαν σε εφαρμογή την 1η Ιανουαρίου 2010 για τα οικιστικά κτίρια. Τα ΠΕΑ που καθορίζουν την ενεργειακή κατηγορία κατάταξης των κτιρίων, στόχευαν τουλάχιστον στην κατηγορία Β (MCIT, 2009a). Ακολουθεί η ευρωπαϊκή Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων (2010/31/EΕ)τον Μάιο του 2010 ως αναδιατύπωση της προηγούμενης με στόχο να επιλύσει προβλήματα και παραλείψεις, καθώς και να θέσει την υποχρέωση υλοποίησης πιο φιλόδοξων και δεσμευτικών μέτρων στοχεύοντας στα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης. Στα πλαίσια αυτά, η διερεύνηση και διαμόρφωση θεωρητικού και ποσοτικού ορισμού για τα ΚΣΜΕΚ στην Κύπρο, καθώς και η σύνταξη εθνικού σχεδίου δράσης για την 56

58 αύξησή τους τροχοδρομήθηκε άμεσα μέσω των ακόλουθων ενεργειών. Τον Ιούνιο του 2011, κατόπιν διαγωνισμού, ανατέθηκε στην εταιρεία EXERGIA η μελέτη, περιγραφή και παρουσίαση του ορισμού ΚΣΜΕΚ με βάση τη διερεύνηση των υλικών, τεχνικών συστημάτων και τοπικών και εθνικών συνθηκών ώστε να διατυπωθεί ένας αριθμητικός δείκτης πρωτογενούς ενέργειας σε kwh/m²/yr για τις 4 κλιματικές ζώνες της Κύπρου. Η Τελική Έκθεση δόθηκε τον Ιούνιο του 2012 και ακολούθως το Σεπτέμβρη του 2012 συντάχθηκε το Σχέδιο Δράσης των ΚΣΜΕΚ στην Κύπρο. Η νομοθεσία αναθεωρείται με τον νόμο N.210 (Ι) / 2012, και τίθεται σε ισχύ από την 28/12/2012 όπου και αποδίδεται/συστείνεται ο πρώτος γενικός ορισμός των ΚΣΜΕΚ. Το Μάιο του 2013 συντάσσεται το Εθνικό Σχέδιο αύξησης του αριθμού των ΚΣΜΕΚ στην Κύπρο ενώ ακολούθως οι ελάχιστες απαιτήσεις για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων αναθεωρούνται βάσει του διατάγματος Κ.Δ.Π.432 /2013 και τίθενται σε εφαρμογή από τις 13/12/2013 μέχρι και σήμερα. Η ενίσχυση των ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης γίνεται σταδιακά ούτως ώστε να επιτευχθούν οι στόχοι που τέθηκαν για τα ΚΣΜΕΚ στο χρονικό ορίζοντα Παράλληλα προσδιορίζονται οι ελάχιστες απαιτήσεις των ΚΣΜΕΚ και τον Αύγουστο του 2014 περιλαμβάνονται στο Κ.Δ.Π.366/ Διαμόρφωση ορισμού ΚΣΜΕΚ Πρώτος γενικός ορισμός των ΚΣΜΕΚ Σύμφωνα με το άρθρο 2 παράγραφος 2 της ΟΕΑΚ ως «κτίριο με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας» νοείται «κτίριο με πολύ υψηλή ενεργειακή απόδοση. Η σχεδόν μηδενική ή πολύ χαμηλή ποσότητα ενέργειας που απαιτείται θα πρέπει να συνίσταται σε πολύ μεγάλο βαθμό σε ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, περιλαμβανομένης της παραγομένης επιτόπου ή πλησίον του κτιρίου.» Για τον καθορισμό του ορισμού του nzeb στην Κύπρο η Υπηρεσία Ενέργειας του Υπουργείου Εμπορίου, Βιομηχανίας και Τουρισμού διενήργησε την εις βάθος μελέτη του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας αναγνωρίζοντας 3 κατηγορίες οικιστικών κτιρίων (Monthly & Review 2012): i) Μονοκατοικίες 2 ορόφων ii) Συνεχούς δόμησης κατοικίες 57

59 iii) Διαμερίσματα Μελετήθηκαν κατοικίες που βρίσκονται στις 4 κλιματολογικές ζώνες της Κύπρου, σύμφωνα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που η καθεμία παρουσιάζει: Παράκτιες περιοχές, πεδιάδες, χαμηλά ορεινές περιοχές (από 300 έως 600 μέτρα από το επίπεδο της θάλασσας) και υψηλά ορεινές περιοχές της χώρας, όπως ορίζεται στην εθνική μεθοδολογία για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Ποσοτικός ορισμός ΚΣΜΕΚ Στην έκθεση της Κύπρου προς την Επιτροπή της Ευρωπαϊκής Ένωσης (European Commission 2013)τα ΚΣΜΕΚ καθορίζονται ως εξής: Κτίρια Κατοικιών: Πρωτογενής Χρήση Ενέργειας <180kWh/m²/yr και τουλάχιστον το 25% του 180 kwh/m²/yr της πρωτογενούς ενέργειας πρέπει να καλύπτεται από ΑΠΕ. Η ανωτέρω αριθμητική ένδειξη περιλαμβάνει τη χρήση πρωτογενούς ενέργειας για θέρμανση, ψύξη, φωτισμό και ζεστό νερό. Επιπλέον, για κάθε κατηγορία κτιρίου και κλιματικής ζώνης αναφέρονται ειδικά τεχνικά χαρακτηριστικά όπως η μέγιστη τιμή θερμοπερατότητας για τα δομικά στοιχεία, η ηλιακή θερμική ενέργεια για τη θέρμανση του νερού, η διαπερατότητα του αέρα, ο φυσικός αερισμός και η ηλιακή προστασία για τα παράθυρα. Ακολούθως σε διάταγμα Κ.Δ.Π366/2014 τον Αύγουστο του 2014 ο ποσοτικός ορισμός διαφοροποιείται και ο αναθεωρημένος ισχύει μέχρι σήμερα. Ο ακόλουθος ορισμός χρησιμοποιήθηκε και για την εκπόνηση της παρούσας μελέτης. Κτίρια Κατοικιών: Χρήση Πρωτογενούς Ενέργειας <100kWh/m²/yr και τουλάχιστον το 25% του 100 kwh/m²/yr της πρωτογενούς ενέργειας πρέπει να καλύπτεται από ΑΠΕ. Η αριθμητική ένδειξη ανωτέρω περιλαμβάνει τη χρήση πρωτογενούς ενέργειας για θέρμανση, ψύξη, φωτισμό και ζεστό νερό. 58

60 3.5.3 Δράσεις και μέτρα για την μετάβαση σε ΚΣΜΕΚ το 2020 Τόσο στο Εθνικό σχέδιο για την αύξηση του αριθμού των ΚΣΜΕΚ (Schimschar et al. 2013) όσο και στο σχέδιο δράσης για τα ΚΣΜΕΚ (Monthly & Review 2012) που συντάχθηκαν για την Κύπρο, προτείνεται η καθιέρωση πολιτικών δράσεων και μέτρων για την επίτευξή τους. Τα τρία χρονικά στάδια που καλύπτουν τον στόχο με τις αντίστοιχες δράσεις, είναι τα εξής: : Σχεδιασμός και ανακοίνωση μίας σταδιακής ενίσχυσης των ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης που θα οδηγήσουν στα ΚΣΜΕΚ το 2020, προετοιμασία ενός τεχνικού οδηγού, πιλοτική εφαρμογή, προώθηση έρευνας και τεχνικών εφαρμογής, ανάπτυξη ξεχωριστής μεθοδολογίας και πιστοποιητικών ΚΣΜΕΚ, ενημέρωση κατασκευαστών και κοινού : Δεύτερη και τρίτη αναθεώρηση των ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης, ενίσχυση της μεθοδολογίας και του λογισμικού υπολογισμού, δημιουργία διαδικτυακής πλατφόρμας, εκπαίδευση κατασκευαστών : Εφαρμογή της τρίτης αναθεώρησης των ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης για ΚΣΜΕΚ, επισημοποίηση λογισμικού και έκδοση πιστοποιητικών. 4 ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΟΙΚΙΣΤΙΚΩΝ ΜΟΝΑΔΩΝ ΣΕ ΚΣΜΕΚ 4.1 Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα ΙΕΕ EPISCOPE Το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Πρόγραμμα ΙΕΕ EPISCOPE (Energy Performance Indicator Tracking Schemes for the Continuous Optimisation of Refurbishment Processes in European Housing Stocks.), υλοποιείται στα πλαίσια του προγράμματος Ευφυής Ενέργεια για την Ευρώπη (IEE) που ξεκίνησε το 2003 από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή έχοντας σκοπό την 59

61 ενεργειακή αειφορία και τους επιμέρους στόχους που τέθηκαν με χρονικό ορίζοντα το Το EPISCOPE ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2013 και θα ολοκληρωθεί το 2016 με συντονιστές το IWU (Institut Wohnen und Umwelt) και με εκτελεστικό οργανισμό το Executive Agency for Small and Medium Size Enterprises (EASME). Στο έργο συμμετέχουν 17 ευρωπαϊκές χώρες μεταξύ των οποίων και η Κύπρος με εταίρο το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου και με επιστημονική υπεύθυνο την καθηγήτρια, Δρ. Δέσποινα Σεργίδη. Το ΙΕΕ EPISCOPE αποτελεί συνέχεια του προηγούμενου Ευρωπαϊκού Ερευνητικού προγράμματος TABULA και βασίζεται στις εθνικές τυπολογίες κατοικιών. Ο στρατηγικός στόχος 14 του έργου EPISCOPE, που ακολουθείται από τους εταίρους, είναι η επίτευξη ενεργειακών αναβαθμίσεων στον τομέα της στέγασης στην Ευρώπη, για εξοικονόμηση ενέργειας και απώτερο στόχο την προστασία του κλίματος. Λόγω των διαφορετικών κλιμάκων, σε εθνικό, περιφερειακό και τοπικό επίπεδο, το ΕPISCOPE υλοποιεί πιλοτικές δράσεις με τη βοήθεια μιας κοινής μεθοδολογίας. Η μεθοδολογία αποτελεί τη βάση για την προβλεπόμενη αξιολόγηση και σύγκριση των διαφορετικών στρατηγικών αναβάθμισης και της αποτελεσματικότητάς τους, όσον αφορά την ενεργειακή τους απόδοση. Η διαδικασία παρακολούθησης οικιστικών μονάδων θα επιτρέψει την αξιολόγηση της υπάρχουσας κατάστασης των κτιρίων, της αποτελεσματικότητας των μέτρων ενεργειακής αναβάθμισης και του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας στις κατοικίες με την εφαρμογή των προτεινόμενων σεναρίων. Στα πλαίσια του προγράμματος διενεργείται και η παρούσα εργασία. Για την υλοποίηση του σεναρίου αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ γίνεται μια πιλοτική μελέτη κατοικιών με διαλογή αντιπροσωπευτικών κατοικιών από το απόθεμα του Κυπριακού Οργανισμού Αναπτύξεως Γης (ΚΟΑΓ). Οι κατοικίες προσομοιώθηκαν χρησιμοποιώντας το επίσημο λογισμικό της Κύπρου (isbemcy) για την έκδοση Πιστοποιητικών Ενεργειακής Απόδοσης κτιρίων και το Tabula.xls, ενώ γίνονται επίσης επιτόπου έρευνες για την ενεργειακή τους κατανάλωση. Το σενάριο αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ και η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε για την εφαρμογή του περιγράφεται στα ακόλουθα υποκεφάλαια. 13 IntelligentEnergyEurope 14 EPISCOPE 60

62 ΕΙΚΟΝΑ 2: Μεθοδολογία EPISCOPE 4.2 Σενάριο ενεργειακής αναβάθμισης κατοικιών σε ΚΣΜΕΚ Το σενάριο αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ έχει σκοπό την ενεργειακή αναβάθμιση του κτιριακού κελύφους των κατοικιών με την προσθήκη θερμομόνωσης 15 εξωτερικά σε όλα τα δομικά στοιχεία του, καθώς και την αναβάθμιση ή αντικατάσταση των ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων. Επιπροσθέτως τοποθετήθηκε σύστημα φωτοβολταϊκών πλαισίων στην οροφή για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ. Πρόκειται για μετασκευαστικά μέτρα που αφορούν ριζική αναβάθμιση των κατοικιών και στοχεύουν στην βέλτιστη ενεργειακή απόδοση των μονάδων. Ωστόσο, η επαλήθευση της σχέσης κόστους-οφέλους της επένδυσης μέσω της οικονομικής ανάλυσης σκοπό έχει να δείξει εάν το εν λόγω σενάριο αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ μπορεί να εφαρμοστεί για όλες τις οικιστικές μονάδες. 15 Όπου προστίθεται θερμομόνωση είναι τύπου διογκωμένης πολυστερίνης 61

63 Για την αξιοποίηση των αποτελεσμάτων έγινε παραδοχή του τελευταίου ορισμού για ΚΣΜΕΚ στην Κύπρο και εφαρμόστηκαν οι ελάχιστες απαιτήσεις βάσει του διατάγματος Κ.Δ.Π366/2014 για ΚΣΜΕΚ. Η ριζική ενεργειακή αναβάθμιση γίνεται λαμβάνοντας υπόψη δύο κύριους παράγοντες: Το είδος δόμησης (πολυκατοικία, μονοκατοικία, συνεχής δόμηση) Την χρονολογία κατασκευής του κτιρίου Η μεθοδολογία εφαρμογής του σεναρίου περιγράφεται στο επόμενο υποκεφάλαιο. 4.3 Μεθοδολογία Η μεθοδολογία για την εφαρμογή του σεναρίου αναβάθμισης ΚΣΜΕΚ ακολουθεί συνοπτικά τα εξής βήματα: 1. Επιλογή πιλοτικών κατοικιών και ταξινόμηση τους σε χρονολογικές και τυπολογικές κατηγορίες. 2. Ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης των κατοικιών. A. Συλλογή και ανάλυση στοιχείων και παραμέτρων που αφορούν την υφιστάμενη κατάσταση των κτιρίων. Καταγραφή όλων των κατασκευαστικών και ηλεκτρομηχανικών λεπτομερειών, εμβαδών ορόφων, ανοιγμάτων και δομικών στοιχείων B. Υπολογισμός συντελεστών θερμοπερατότητας του κελύφους και της θερμοχωρητικότητας 3. Ενεργειακή Ανάλυση A. Διενέργεια ενεργειακών προσομοιώσεων της υφιστάμενης κατάστασης όλων των οικιστικών μονάδων και κατάταξη τους σε κατηγορίες και έκδοση ΠΕΑ. B. Εφαρμογή των επί μέρους μέτρων του σεναρίου ενεργειακής αναβάθμισης σύμφωνα με τις παραμέτρους σχεδιασμού κατοικιών των πρόσφατων Ευρωπαϊκών οδηγιών για ΚΣΜΕΚ. Διενέργεια ενεργειακών προσομοιώσεων και έκδοση ΠΕΑ 4. Αποτελέσματα 62

64 5. Σύγκριση ενεργειακής ανάλυσης Υφιστάμενης κατάστασης - Σεναρίου αναβάθμισης 6. Οικονομική Ανάλυση 7. Συμπεράσματα - Προτάσεις Επιλογή πιλοτικών κατοικιών και χρονολογική και τυπολογική ταξινόμηση Στην Κύπρο εντοπίστηκαν τρεις τυπικές οικιστικές τυπολογίες, οι οποίες προέκυψαν από μελέτες που έγιναν για το οικιστικό κτιριακό απόθεμα της Κύπρου στα πλαίσια του ερευνητικού έργου IEE EPISCOPE 16. Οι τυπολογίες αποτελούνται από: τις Πολυκατοικίες (Π), τις Κατοικίες Συνεχούς Δόμησης (ΚΣΔ) και τις Μονοκατοικίες (Μ). Αυτές χωρίζονται σε τέσσερις (4) διαφορετικές χρονολογικές περιόδους και ταξινομούνται σύμφωνα με τη χρονολογική περίοδο κατασκευής και τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά των κατοικιών. Οι τέσσερις (4) χρονολογικές κατηγορίες αποτελούνται από: την περίοδο έως το 1980, την περίοδο από 1981 έως 2006, την περίοδο από το και τέλος την περίοδο μετά το Κατατάχθηκαν σε σχέση με τις κατασκευαστικές τους λεπτομέρειες, την ενεργειακή τους κατανάλωση και τα ηλεκτρομηχανολογικά συστήματα που συναντώνται ως επί το πλείστον στην Κύπρο. Η πρώτη και η δεύτερη από τις χρονολογικές σηματοδοτήσεις έχουν προσδιοριστεί βάσει της ραγδαίας ανάπτυξης που παρουσίασε η οικοδομική βιομηχανία στην Κύπρο και της αλλαγής στον κατασκευαστικό τομέα ο οποίος από το 1981 μέχρι τα τέλη του 2006 ακολουθούσε έντονους ρυθμούς ανάπτυξης. Η τρίτη χρονολογική περίοδος κυμαίνεται μεταξύ του Αυτή καθορίζεται σύμφωνα με το στόχο της εναρμόνισης της Κύπρου με την Οδηγία EPDB 91/ που θεσπίστηκε το 2007 και αφορούσε τις πρώτες ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης κτιρίων και κανονισμούς για θερμομόνωση και με τον κανονισμό του για την Έκδοση Πιστοποιητικών Ενεργειακής Απόδοσης (ΠΕΑ). Η τέταρτη περίοδος εντοπίζεται στο 2014 όπου πλέον ο προσανατολισμός αφορά τα κτίρια με τις λιγότερες ενεργειακές απαιτήσεις, που σηματοδοτείται από την αλλαγή, βάσει 16 IEEEPISCOPEProject 17 ΕυρωπαικήΟδηγία 2002/91/ΕΕ 18 Ευρωπαική Οδηγία 2010/31/ΕΕ 63

65 Νομοθεσίας, των ελάχιστων απαιτήσεων για τους συντελεστές θερμοπερατότητας των στοιχειών ενός κτιρίου Ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης των κατοικιών A. Συλλογή και ανάλυση στοιχείων και παραμέτρων που αφορούν την υφιστάμενη κατάσταση των κτιρίων. Καταγραφή όλων των κατασκευαστικών και ηλεκτρομηχανικών λεπτομερειών, εμβαδών ορόφων, ανοιγμάτων και δομικών στοιχείων Για την ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης των κατοικιών έγιναν επί τόπου καταγραφές και συλλογή στοιχείων με επισκέψεις σε όλες τις οικιστικές μονάδες και με πληροφορίες που δόθηκαν από τους ίδιους τους κατοίκους. Επιπρόσθετα δόθηκαν όλες οι πληροφορίες καθώς και τα αρχιτεκτονικά και κατασκευαστικά σχέδια των οικιστικών μονάδων από τον ΚΟΑΓ. Μελετήθηκαν και έγινε επεξεργασία των αρχιτεκτονικών κατόψεων και τομών για την εύρεση των εμβαδών των επί μέρους δομικών στοιχείων, των υλικών και του πάχους αυτών και της θερμομόνωσης (εφόσον τοποθετήθηκε). Καταγράφηκε ο προσανατολισμός των οικιστικών μονάδων, η γειτνίαση τους ή όχι με άλλες και η τοποθεσία τους. Διαπιστώθηκε η χρήση ή μη διπλών υαλοπινάκων, η συνολική επιφάνεια τους, καθώς και η χρήση των αναφερόμενων ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων. Επιπλέον καταγράφηκε το σύστημα ζεστού νερού χρήσης και το είδος των λαμπτήρων φωτισμού. B. Υπολογισμός συντελεστών θερμοπερατότητας του κελύφους και της θερμοχωρητικότητας Συντελεστής θερμοπερατότητας (U) Ο συντελεστής θερμοπερατότητας καθορίζει τη θερμομονωτική ικανότητα του στοιχείου κατασκευής και δίνει την ροή της θερμότητας ανά μονάδα χρόνου, η οποία μεταδίδεται σε σταθερή θερμική κατάσταση, από επιφάνεια 1 m² του στοιχείου κατασκευής όταν η διαφορά θερμοκρασίας του αέρα που βρίσκεται σε επαφή με τις 2 πλευρές του στοιχείου είναι 1 βαθμός Κέλβιν. Ο συντελεστής θερμοπερατότητας (U-value) εξαρτάται από την επιφάνεια της κατασκευής, το πάχος και το συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας λ των οικοδομικών υλικών και η μονάδα μέτρησης του είναι η W/(m²K) (Υπηρεσία Ενέργειας, 2010: 46-47). 64

66 Για τα αδιαφανή δομικά στοιχεία του κτιρίου που αποτελούνται από ομοιογενείς στρώσεις υλικών και διαχωρίζουν το εσωτερικό από το εξωτερικό περιβάλλον, ο υπολογισμός του συντελεστή θερμοπερατότητας Ui δίδεται από τη σχέση: (Υπηρεσία Ενέργειας, 2010: 46-47) Όπου:Rsi η εσωτερική επιφανειακή αντίσταση σε m 2 K/W, Rse η εξωτερική επιφανειακή αντίσταση σε m 2 K/W, d το πάχος κάθε υλικού σε m, λ η θερμική αγωγιμότητα του υλικού σε W/mK. Για τον υπολογισμό του συντελεστή θερμοπερατότητας θα χρησιμοποιηθεί το πιο κάτω διάγραμμα το οποίο παρουσιάζει την τομή του δομικού στοιχείου πάχους d (m), θερμικής αγωγιμότητας λ (W/mΚ) και επιφάνειας Α (m 2 ) και το οποίο αποτελεί τη διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ του εσωτερικού χώρου που διατηρείται σε θερμοκρασία ti ( C) και του εξωτερικού χώρου που διατηρείται σε θερμοκρασία tο ( C). Οι επιφανειακές αντιστάσεις Rsi και Rse επιλέγονται από τον Πίνακα 4. ΕΙΚΟΝΑ 3: Τύποι για Υπολογισμό Θερμοπερατότητας 65

67 ΠΙΝΑΚΑΣ 4: Συντελεστής για ροή θερμότητας Θερμοχωρητικότητα Κτιρίων Κάθε υλικό έχει την ιδιότητα να προσλαμβάνει και να αποθηκεύει θερμότητα. Η ποσότητα της θερμότητας που μπορεί να προσλάβει ένα υλικό ονομάζεται αποτελεσματική θερμοχωρητικότητα και οι μονάδες μέτρησης είναι kj/(kgk). Για να την υπολογίσουμε χρησιμοποιούμε την πιο κάτω σχέση: Όπου, Α η επιφάνεια του στοιχείου σε m, ρ η πυκνότητα του υλικού τις επιφάνειας σε kg/m, C η ειδική θερμότητα σε J/kgK d το πάχος του υλικού σε m. Για κάθε δομικό στοιχείο υπολογίζεται η ωφέλιμη θερμοχωρητικότητα της κατασκευής από την εσωτερική επιφάνεια, σταματώντας εκεί όπου πληρείται μία από τις ακόλουθες περιπτώσεις: Πρώτη επιφάνεια θερμομόνωσης 66

68 Μέσο του δομικού στοιχείου Πάχος κατασκευής 10cm Ενεργειακή Ανάλυση των οικιστικών μονάδων Λογισμικό Ενεργειακού Ελέγχου τις Κυπριακής Δημοκρατίας isbemcy Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε για τις υπολογισμούς και τις προσομοιώσεις είναι το isbem-cy. Στο εργαλείο αυτό εισέρχονται δεδομένα σχετικά με τις κατασκευαστικές λεπτομέρειες, τα ηλεκτρομηχανολογικά συστήματα και τους συντελεστές θερμοπερατότητας και θερμοχωρητικότητας και διεξάγει βάσει αυτών προσομοιώσεις της κάθε κτιριακής μονάδας που μελετάται. Το λογισμικό υπολογίζει και εκδίδει πιστοποιητικά ΠΕΑ που περιλαμβάνουν δεδομένα σχετικά με την κατανάλωση πρωτογενούς, θερμικής, ψυκτικής και ηλεκτρικής ενέργειας, τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2)και τη συνεισφορά ενέργειας από ΑΠΕ. Στόχος είναι να γίνονται ακριβείς και αξιόπιστες αξιολογήσεις τις χρήσης ενέργειας για τα οικιστικά και μη κτίρια για σκοπούς πιστοποίησης της ενεργειακής τους απόδοσης. Το isbem χρησιμοποιείται για: Εκτίμηση της κατανάλωσης της πρωτογενούς ενέργειας του κτιρίου βάσει τυπικής χρήσης. Σύγκριση της πιο πάνω εκτίμησης με την πρωτογενή ενέργεια του κτιρίου αναφοράς και κατηγοριοποίηση. Παραγωγή Πιστοποιητικού Ενεργειακής Απόδοσης (ΠΕΑ) Παραγωγή εκθέσεων: Συμβουλευτική Συμπληρωματική Στοιχείων Πραγματικού κτιρίου Αποτελεσμάτων SBEM. Το SBEM υπολογίζει την κατανάλωση ενέργειας και την επακόλουθη εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα για τη θέρμανση, τη ψύξη, τον εξαερισμό, το φωτισμό και το ζεστό νερό των συστημάτων που εξυπηρετούν ένα συγκεκριμένο κτίριο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορες εφαρμογές. Ειδικότερα, ο τρόπος που έχει σχεδιαστεί από την Infotrend 67

69 Innovations/ BRE ανταποκρίνεται στις ανάγκες των Ευρωπαϊκών Οδηγιών Ενεργειακής Απόδοσης. Το ΥΕΒΤ έχει θέσει το SBEM και το isbem ως την προεπιλεγμένη εφαρμογή για έλεγχο συμμόρφωσης με διατάγματα και Κανονισμούς που αφορούν στην Ενεργειακή Απόδοση Κτιρίων για οικιστικά και μη κτίρια, περιλαμβανομένης της δημιουργίας του κτιρίου αναφοράς και της εφαρμογής των κατάλληλων βελτιώσεων. Η εφαρμογή αυτή περιλαμβάνει τους κανόνες για τον ομοιόμορφο καθορισμό ζωνών του κτιρίου. Στη φόρμα κατατάξεων του isbem το προτεινόμενο κτίριο ελέγχεται για συμμόρφωση με τις διατάξεις του Περί Απαιτήσεων Ελάχιστης Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίου Διατάγματος του

70 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 2: Διαδικασία έκδοσης ΠΕΑ 69

71 Έκδοση Πιστοποιητικών ενεργειακής απόδοσης (ΠΕΑ) Σύμφωνα με τη Μεθοδολογία Υπολογισμού Ενεργειακής Απόδοσης του κτιρίου για την έκδοση Πιστοποιητικού Ενεργειακής Απόδοσης, ακολουθήθηκε μια σειρά από βήματα εισαγωγής τιμών στη διεπαφή του λογισμικού. Τα βήματα έχουν ως ακολούθως: Συγκεντρώνουμε τα στοιχεία που αφορούν το κτίριο. Αυτά μπορεί να αφορούν το συντελεστή θερμοπερατότητας όλων των στοιχείων που απαρτίζουν το κτίριο, τις ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις του κτιρίου/διαμερίσματος, τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης, τα συστήματα φωτισμού, το σύστημα για ζεστό νερό χρήσης και τον τρόπο αποθήκευσης και διανομής του, τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κτλ. Διαχωρισμός του κτιρίου/διαμερίσματος σε ζώνες. Ο διαχωρισμός των ζωνών γίνεται με βάση τα κριτήρια που αναλύονται πιο πάνω και σχετίζονται με τη χρήση της κάθε ζώνης, το φυσικό φωτισμό, τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης του χώρου. Εισαγωγή πληροφοριών στη διεπαφή και υπολογισμός από λογισμικό Αφού συμπληρώσουμε τις διάφορες καρτέλες στις οποίες αναφέρονται τα αντίστοιχα στοιχεία, εισάγουμε με βάση τη γεωμετρία του κτιρίου τα δεδομένα μας και πώς αυτά συνδέονται και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ακολούθως τρέχουμε το λογισμικό και έτσι όλα τα στοιχεία που εισήχθησαν συνθέτουν και εξάγουν το Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης του κτιρίου. Το Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης (ΠΕΑ) κτιρίου έχει μορφή παρόμοια με τις ενεργειακές ετικέτες που χρησιμοποιούνται για τη σήμανση διαφόρων οικιακών συσκευών και χρησιμοποιείται για την ενεργειακή σήμανση των κτιρίων. Σκοπός του είναι να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τη συνολική ενεργειακή κατάσταση του κτιρίου και βάσει της διαμόρφωσης των τυποποιημένων ενεργειακών κατηγοριών κάποιος να μπορεί εύκολα να συγκρίνει την ενεργειακή απόδοση ενός κτιρίου με κάποιο άλλο. Σύμφωνα με το νόμο, τα πιστοποιητικά ενεργειακής απόδοσης ετοιμάζονται και εκδίδονται μόνο από τους 70

72 ειδικευμένους εμπειρογνώμονες. Το ΠΕΑ συνοδεύεται από συστάσεις για εξοικονόμηση ενέργειας του κτιρίου, οι οποίες δίδονται από τον ειδικευμένο εμπειρογνώμονα. ΕΙΚΟΝΑ 4: Παράδειγμα ΠΕΑ και επεξήγηση των επιμέρους πληροφοριών που περιλαμβάνει 71

73 Μετασκευαστικά μέτρα για ενεργειακή αναβάθμιση σε ΚΣΜΕΚ Η ενεργειακή αναβάθμιση του σεναρίου ΚΣΜΕΚ μπορεί να διαχωριστεί σε τρεις ενέργειες Την εξωτερική θερμομόνωση του κελύφους Αυτή περιλαμβάνει τοποθέτηση διογκωμένης πολυστερίνης στο κέλυφος του κτιρίου, στην οροφή και στο πάτωμα, αν πρόκειται για περίπτωση πολυκατοικίας με πυλωτή. Παράλληλα οι υαλοπίνακες αντικαθίστανται με νέους, βελτιωμένης θερμικής απόδοσης. Αναβάθμιση Η / Μ εγκαταστάσεων Η αναβάθμιση αυτή αφορά κατά κύριο λόγω το σύστημα θέρμανσης και ψύξης. Καταργούνται τα υφιστάμενα συστήματα και αντικαθίσταται με κλιματιστικές μονάδες διαιρεμένου τύπου υψηλών ενεργειακών προδιαγραφών καθώς και οι υπάρχουσες κλιματιστικές μονάδες σε κατηγορίας Α+++. Παράλληλα γίνεται και αντικατάσταση λαμπτήρων με ενεργειακά αποδοτικότερους Τ5. Τοποθέτηση φωτοβολταικού συστήματος ισχύος <3ΚW Για την κάλυψη του 25% της πρωτογενούς ενέργειας από ΑΠΕ όπως προδιαγράφεται στον ορισμό για ΚΣΜΕΚ στην Κύπρο. Για την επίτευξη αναβάθμισης κατοικιών σε ΚΣΜΕΚ εφαρμόζονται τα ακόλουθα μετασκευαστικά μέτρα: 1. Θερμομόνωση Τοιχοποιίας / Οροφής / Πατώματος και αντικατάσταση υαλοπινάκων H συμμόρφωση με τις ελάχιστες απαιτήσεις που έχουν οριστεί για κάθε δομικό στοιχείο του κτιρίου σύμφωνα με το διάταγμα για ΚΣΜΕΚ είναι υποχρεωτική εξορισμού. Προκειμένου να επιτευχθούν οι επί μέρους τιμές θερμοπερατότητας για ΚΣΜΕΚ είναι απαραίτητη η προσθήκη θερμομόνωσης. Στην προκειμένη περίπτωση επιλέγεται εξωτερική θερμομόνωση με διογκωμένη πολυστερίνη. Όσον αφορά τους υαλοπίνακες, αντικαθίστανται με διπλούς, βελτιωμένων θερμικών ιδιοτήτων. 2. Αναβάθμιση συστήματος κλιματισμού 72

74 Με βάση το σενάριο αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ, καταργούνται τα υφιστάμενα συστήματα θέρμανσης και ψύξης, τα οποία κρίνονται ασύμφορα (πχ λέβητα πετρελαίου για θέρμανση, κλιματιστικές μονάδες παλαιού τύπου) και υιοθετείται η χρήση κλιματιστικών μονάδων διαιρεμένου τύπου, κατηγορίας Α+++ τόσο για τη θέρμανση, όσο και για τη ψύξη των χώρων. Κλιματιστικα Α+++ SEER/EER 8.5/4.3 SCOP/COP 4.7/4.2 Το είδος του κλιματιστικού που επιλέχθηκε διατίθεται από την εταιρεία HAIER και ανταποκρίνεται στα χαρακτηριστικά και στις τιμές των συντελεστών εποχιακής και ονομαστικής απόδοσης, τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη, που απαιτούν οι ανάγκες του σεναρίου για τη βέλτιστη εξοικονόμηση ενέργειας. Διατίθενται στην αγορά και η τιμή ανέρχεται σε 1200 ευρώ/ μονάδα. ΕΙΚΟΝΑ 5: Κλιματιστικά Haier Α+++ ΕΙΚΟΝΑ 6: Κατηγορίες κλιματιστικών σύμφωνα με SEER / SCOP 73

75 3. Εγκατάσταση φωτοβολταικού συστήματος Για την εγκατάσταση του φωτοβολταϊκού συστήματος και για υπολογιστικούς σκοπούς έγιναν οι εξής παραδοχές: 1η παραδοχή : Το σύστημα φωτοβολταικών που μπορεί να εγκατασταθεί σε κάθε κατοικία βάσει νομοθεσίας είναι μέγιστης ισχύς 3KW 2η παραδοχή : 1 σύστημα φωτοβολταικών με ισχύ 3 KW παράγει σύμφωνα με δεδομένα από εγκατεστημένα συστήματα κατά μέσο όρο 4800 KWh/yr πραγματική ενέργεια = 12960Kwh/yr πρωτογενούς ενέργειας* ** * 4800 Kwh X 2.7(συντελεστή μετατροπής ηλεκτρικού ρεύματος σε πρωτογενή ενέργεια) ** η μέγιστη συνεισφορά από ΑΠΕ < Kwh/yr Σε κάθε οικιστική μονάδα τοποθετήθηκε αριθμός πλαισίων ώστε να καλύπτεται ο ελάχιστος στόχος του 25% της πρωτογενούς ενέργειας όπως συμπεριλαμβάνεται στον ορισμό. Η αγορά και εγκατάσταση του συστήματος ΑΠΕ στοιχίζει μεταξύ , ενώ η τοποθέτηση net metering στοιχίζει 2500 ευρώ. Το Net Metering (αυτοπαραγωγή ή ενεργειακός συμψηφισμός) είναι μια νέα πολιτική αγοράς και πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας. Το πρόγραμμα net metering επιδοτεί οικιακούς καταναλωτές να εγκαταστήσουν φωτοβολταϊκά στοιχεία ισχύος μέχρι 3kW στις στέγες (ή δώματα, ταράτσες) των σπιτιών τους. Οι καταναλωτές που κατασκευάζουν μια μικρή μονάδα φωτοβολταϊκών μπορούν να συμψηφίζουν την παραγόμενη με την καταναλισκόμενη ενέργεια. Ο καταναλωτής πιστώνεται την περίσσεια ενεργείας που παράγει, χρησιμοποιώντας ως αποθήκη το δίκτυο της ΑΗΚ. Στην αντίθετη περίπτωση, ο καταναλωτής χρεώνεται μόνο με την ενέργεια, που κατανάλωσε αφού αφαιρεθεί η παραγόμενη ενέργεια που είχε από το Φ/Β σύστημα. Με την εφαρμογή του Net Metering, ο καταναλωτής αν θέλει μπορεί να πληρώνει στον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας μόνο τα πάγια τέλη. Η μέγιστη επιτρεπτή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το σύστημα με φωτοβολταϊκά πλαίσια έχει ονομαστική ισχύ 3KW. Το σύστημα αποτελείται από 12 πλαίσια εμβαδού 1.6m 2 /πλαίσιο και έχει χρόνο ζωής περίπου χρόνια. 74

76 4. Αντικατάσταση λαμπτήρων φωτισμού Αντικαθίστανται όλοι οι λαμπτήρες με λαμπτήρες φθορισμού τύπου Τ8 ή Τ5, όπου και η ενεργειακή τους απόδοση είναι μεγαλύτερη συγκριτικά με τους άλλους τύπους. Αυτό το μέτρο εφαρμόζεται στην ενεργειακή ανάλυση για σκοπούς υπολογισμού, ωστόσο η πρακτική εφαρμογή του αφορά τη σταδιακή αντικατάσταση (όποτε κριθεί αναγκαία η αγορά) και για αριθμό μονάδων που δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε για κάθε κατοικία Παράδειγμα υπολογισμού χρόνου απόσβεσης κόστους σεναρίου ΚΣΜΕΚ Με εφαρμογή του σεναρίου ενεργειακής αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ το κόστος και ο χρόνος απόσβεσής για τις οικιστικές μονάδες, χρησιμοποιώντας το υπολογιστικό εργαλείο της σχέσης κόστους-οφέλους από την σελίδα της Υπηρεσίας ενέργειας, προκύπτει ως εξής : 1. Καταγραφή των εμβαδών οροφής, εξωτερικής τοιχοποιίας και πατώματος (σε ΠΙΝΑΚΑΣ 5: Εμβαδά και κόστος αναβάθμισης κελύφους περίπτωση πολυκατοικίας) που θα θερμομονωθούν και του κόστους ανά m 2 όπως πιο κάτω: Παράδειγμα εμβαδών του Διαμερίσματος με κωδική ονομασία MFH01Β της χρονολογικής περιόδου Υπολογισμός του κόστους αναβάθμισης των ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων όπως συστημάτων θέρμανσης και ψύξης, συστημάτων φωτισμού, ΖΝΧ, εγκατάστασης ΑΠΕ (PV) : ΠΙΝΑΚΑΣ 6: Κόστος αναβάθμισης συστημάτων του κτιρίου 75

77 3. Καταγράφεται το ποσό εξοικονόμησης πετρελαίου και ηλεκτρισμού με βάση τους πιο κάτω Πίνακες και σχήματα, με υπολογισμούς I-SBEM: ΕΙΚΟΝΑ 7: Ενεργειακή κατανάλωση διαμερίσματος με κωδ. ονομασία MFH01Β του 1980 Τιμή μετατροπής kwh σε diesel 11.1 ΠΙΝΑΚΑΣ 7: Εξοικονόμηση ενέργειας βάσει σεναρίου για διαμέρισμα με κωδ.ονομασία MFH01Β του 1980 Λαμβάνονται υπόψη οι πιο κάτω οικονομικές παράμετροι: 76

78 ΠΙΝΑΚΑΣ 8: Οικονομικά δεδομένα 4. Εκεί που το συνολικό κόστος επένδυσης, ταυτίζεται με την εξοικονόμηση, προκύπτει ο χρόνος απόσβεσης ως εξής: ΠΙΝΑΚΑΣ 9: Χρόνος απόσβεσης επένδυσης Το κόστος της επένδυσης της ενεργειακής αναβάθμισης του διαμερίσματος θα αποσβεστεί σε 2 χρόνια. Το κόστος της αναβάθμισης είναι ευρώ ενώ η εξοικονόμηση το δεύτερο έτος αντιστοιχεί σε Επομένως τον δεύτερο χρόνο από την ενεργειακή αναβάθμιση επιτυγχάνεται απόσβεση και έπειτα ακολουθεί καθαρό κέρδος. 5 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 5.1 Επιλογή πιλοτικών κατοικιών και χρονολογική και τυπολογική ταξινόμηση Στα πλαίσια της ερευνητικής εργασίας επιλέχθηκαν και μελετήθηκαν 30 πιλοτικές κατοικίες εκ των οποίων οι 7 με χρονολογική περίοδο κατασκευής μέχρι το 1980 αποτελούν χαρακτηριστικές κατοικίες για τη συγκεκριμένη χρονολογική περίοδο, οι 15 αποτελούν κατοικίες του ΚΟΑΓ και οι εναπομείνασες 8 αποτελούν θεωρητικά κτήρια που πιθανόν να 77

79 κατασκευαστούν μετά το 2014, βασισμένα στα υπάρχοντα κτήρια της περιόδου από τον ΚΟΑΓ. Όλες οι κατοικίες αποτελούν αντιπροσωπευτικά δείγματα κατοικιών του οικιστικού αποθέματος τις Κύπρου για τις υπό μελέτη τυπολογίες και χρονολογικές περιόδους. Οι 22 δειγματικές κατοικίες αποτελούν απτά παραδείγματα στα οποία έγινε επί τόπου επίσκεψη προκειμένου να αποτυπωθούν τα χαρακτηριστικά τις. Οι 8 κατοικίες που είναι κτισμένες κατά το , για το σκοπό της μελέτης προσομοιώθηκαν και με βάση το νέο Διάταγμα όπου οι συντελεστές θερμοπερατότητας των στοιχείων τις κτιρίου προσεγγίζουν τα ΚΣΜΕΚ. Ο συνολικός αριθμός των οικιστικών μονάδων ανέρχεται σε 30. ΠΙΝΑΚΑΣ 10: Οι υπό μελέτη Οικιστικές μονάδες Άγιος Τύχωνας MFH01 3 MFH01A, MFH01B, MFH01C Κάτω Πολεμίδια SFH01 1 SFH01A Στρόβολος TH01 3 TH01A, TH01B, TH1C Αγλαντζιά ΤΗ02 3 ΤΗ02Α, ΤΗ02Β, TH02C Αμαλία SFH02 1 SFH02A Καϊμακλί ΜFH02 3 ΜFH02Α, MFH02B, MFH02C Ασώματος ΜFH03 2 MFH03A, MFH03B Aqua Park ΤΗ03 1 ΤΗΟ3Α Κοκκινοτρεμιθιά SFH03 1 SFHO3A Αραδίππου MFH04 3 MFH04A, MFH04B, MFH04C Εκάβη SFH04 1 SFH04A Ασώματος ΜFH03 2 MFH03A, MFH03B Aqua Park ΤΗ03 1 ΤΗΟ3Α Κοκκινοτρυμιθιά SFH03 1 SFHO3A Αραδίππου MFH04 3 MFH04A, MFH04B, MFH04C Εκάβη SFH04 1 SFH04A Οι κατοικίες κατατάχθηκαν σε 4 κατηγορίες βάσει χρονολογίας κατασκευής τους, όπου η νομοθεσία και οι τεχνικές δόμησης διαφέρουν. Οι δύο πρώτες χρονικές περίοδοι αφορούν μεγάλη κατασκευαστική δραστηριότητα απουσία Νομοθεσίας για ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Η τρίτη και τέταρτη χρονικές περίοδοι αφορούν την εναρμόνιση με την ευρωπαϊκή νομοθεσία για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων και τον προσανατολισμό σε ΚΣΜΕΚ. Οι κατοικίες ανήκουν σε 3 τυπολογικές κατηγορίες με κωδικές ονομασίες. Με MFH (Multi Family Houses) οι πολυκατοικίες, διαμερίσματα, με SFH (Single Family Houses), οι μονοκατοικίες και με ΤFH (Terrace Family Houses) οι κατοικίες συνεχούς δόμησης. 78

80 5.2 Εμβαδά δομικών στοιχείων των οικιστικών μονάδων ΠΙΝΑΚΑΣ 11: Εμβαδά δομικών στοιχείων (τ.μ) TΟΠΟΘΕΣΙΑ Κωδικός Οικιστικής Μόναδας Εμβαδά Τοιχοποιία Οροφές Πατώματα Παράθυρα Άγιος Τύχωνας MFH01A MFH01Β MFH01C Κάτω Πολεμίδια SFH01A Στρόβολος TH01A TH01B TH01C Αγλαντζιά ΤΗ02Α ΤΗ02Β TH02C Καιμακλί ΜFH02Α MFH02B MFH02C Αμαλία SFH02A Ασώματος MFH03A MFH03B Aqua Park ΤΗΟ3Α Κοκκινοτρυμιθιά SFHO3A Αραδίππου MFH04A MFH04B MFH04C Εκάβη SFH4A Ασώματος MFH03A MFH03B Aqua Park ΤΗΟ3Α Κοκκινοτρυμιθιά SFHO3A Αραδίππου MFH04A MFH04B MFH04C Εκάβη SFH4A Ο μέσος όρος συνολικού εμβαδού οικιστικής μονάδας ανέρχεται σε m². 79

81 5.3 HVAC συστήματα σε κατοικίες του ΚΟΑΓ Τα HVAC συστήματα που χρησιμοποιούνται για τις υπό μελέτη οικιστικές μονάδες του ΚΟΑΓ, μπορούν να διαχωριστούν σε 2 βασικές κατηγορίες: Κατοικίες που για θέρμανση χρησιμοποιούν λέβητα πετρελαίου. Κατοικίες που χρησιμοποιούν για θέρμανση και ψύξη κλιματιστικές μονάδες διαιρεμένου τύπου. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν οι κατοικίες που ήταν κτισμένες πριν το 1980 σε συνεχή δόμηση και οι πολυκατοικίες κατά κύριο λόγο. Στις περιπτώσεις αυτές είχε τοποθετηθεί λέβητας πετρελαίου για θέρμανση, ενώ για ψύξη χρησιμοποιούνταν κλιματιστικές μονάδες διαιρεμένου τύπου. Υπάρχουν περιπτώσεις μονοκατοικίας όπου το σύστημα θέρμανσης και ψύξης είχε εγκατασταθεί αποκλειστικά από τον ένοικο/ιδιοκτήτη του. Η δεύτερη κατηγορία αναφέρεται σε κτίσματα που κατασκευάστηκαν μετά το 1980 και έπειτα όπου και τοποθετήθηκαν κλιματιστικές μονάδες. Οι ένοικοι χρησιμοποιούσαν για τη θέρμανση και ψύξη των χώρων, συστήματα μονάδων διαιρεμένου τύπου. Τα κλιματιστικά σώματα έχουν αποδόσεις ανάλογα με την περίοδο τοποθέτησής τους, αλλά και βάσει των οικονομικών δυνατοτήτων αγοράς τους από τους κατοίκους 80

82 ΠΙΝΑΚΑΣ 12: Σύστημα Θέρμανσης - Ψύξης υφιστάμενης κατάστασης για κάθε οικιστική μονάδα Περίοδος Κατασκευής Τοποθεσία Κωδικός Οικιστικές Μονάδες Κωδικός Οικιστικής Μόναδας Τύπος Μονάδας SEER/EER SCOP/COP 1980 Άγιος Τύχωνας MFH01 3 MFH01A, MFH01B, MFH01C Λέβητας πετρελαίου 0.65 Κάτω Πολεμίδια SFH01 1 SFH01A Λέβητας πετρελαίου 0.65 Στρόβολος TH01 3 TH01A, TH01B, TH1C Λέβητας πετρελαίου 0.65 Αγλαντζιά ΤΗ02 3 ΤΗ02Α, ΤΗ02Β, TH02C Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 2.5/ Άγιος Ιωάννης/ Αμαλία SFH02 1 SFH02A Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 2.5/2.0 Θερμαστρα ακτινοβολίας Καϊμακλλί ΜFH02 3 ΜFH02Α, MFH02B, MFH02C Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 2.5/ Ασώματος ΜFH03 2 MFH03A, MFH03B Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 5.8/ /3.9 Aqua Park / Μουτταγιάκια ΤΗ03 1 ΤΗΟ3Α Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 5.8/ /3.9 Κοκκινοτρεμιθιά SFH03 1 SFHO3A Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 5.8/ /3.9 Εκάβη SFH04 1 SFH04A Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 5.8/ /3.9 Αραδίππου MFH04 3 MFH04A, MFH04B, MFH04C Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 5.8/ /3.9 Ασώματος ΜFH03 2 MFH03A, MFH03B Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 7.1/ /4.2 Aqua Park / Μουτταγιάκια ΤΗ03 1 ΤΗΟ3Α Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 7.1/ / Κοκκινοτρεμιθιά SFH03 1 SFHO3A Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 7.1/ /4.2 Εκάβη SFH04 1 SFH04A Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 7.1/ /4.2 Αραδίππου MFH04 3 MFH04A, MFH04B, MFH04C Μονάδα διαιρεμένου Τύπου 7.1/ /4.2 81

83 5.4 Υπολογισμός συντελεστών θερμοπερατότητας Υφιστάμενη Κατάσταση Τα αποτελέσματα από τον υπολογισμό των συντελεστών θερμοπερατότητας παρουσιάζονται ανά χρονολογική περίοδο κατασκευής των οικιστικών μονάδων ως ακολούθως: Κατοικίες πριν το 1980 Το δείγμα κατοικιών που κατασκευάστηκαν πριν από το 1980 αφορά 7 οικιστικές μονάδες που ακολουθούν τις συνήθεις συμβατικές μεθόδους κατασκευής της περιόδου, με κύριο υλικό κατασκευής τα τσιμεντομπλόγκς. Η θερμομόνωση απουσιάζει από τις κατοικίες Κατοικίες Παρατηρούμε ότι για τις κατοικίες που κτίστηκαν πριν το 2006, πριν τη ψήφιση του κανονισμού περί θερμομόνωσης των κτιρίων, υπήρχε παντελής έλλειψη μέτρων για τη θερμομόνωση του περιβλήματος, της οροφής ή του δαπέδου του κτιρίου. Η κατασκευή των κτιρίων γίνονταν με τις συμβατικές μέχρι τότε μεθόδους. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να παρουσιάζονται υψηλοί συντελεστές θερμοπερατότητας, τόσο στα διαφανή όσο και στα αδιαφανή στοιχεία. Οι περιπτώσεις αυτές αφορούν κατοικίες ή διαμερίσματα που κτίστηκαν πριν το 2007, όπου η τοιχοποιία αποτελούνταν από τούβλα και εν μέρει οπλισμένο σκυρόδεμα (κολώνες και δοκοί). Σε σπίτια κτισμένα πριν το 1980 συναντούμε τοιχοποιίες με τα λεγόμενα τσιμεντομπλοκς, με συντελεστή θερμοπερατότητας σαφώς μεγαλύτερο από το 1.389, αφού το τελικό προϊόν (τσιμεντομπλοκ) είναι παράγωγο του τσιμέντου. Στην περίπτωση αυτή το Uvalueτοιχοποιίας προκύπτει να είναι 1,83 W/m 2 K. Το εύρος των συντελεστών θερμοπερατότητας για τις εξωτερικές κολώνες και δοκούς είναι αρκετά μεγαλύτερο και κυμαίνεται μεταξύ 2,539 W/m 2 K < Uvalue < 3,23 W/m 2 K. Για τα πατώματα οι τιμές ποικίλουν ανάλογα με την περίπτωση και με την ύπαρξη υποκείμενου εδάφους, πυλωτής ή άλλου χώρου και κυμαίνονται μεταξύ 0,892 W/m 2 K < Uvalue < 2,763 W/m 2 K. Οι οροφές λαμβάνουν τις τιμές των συντελεστών θερμοπερατότητας με βάση τις υπερκείμενες συνθήκες και δη 1,16 W/m 2 K < Uvalue < 4,49 W/m 2 K. Ο συντελεστής ποικίλει ανάλογα με το αν η οροφή βρίσκεται σε άμεση έκθεση με 82

84 το εξωτερικό περιβάλλον κάτι που σημαίνει πως η διαμόρφωσή της θα είναι η ανάλογη, ή αν στο πάνω μέρος της οροφής υπάρχει άλλο διαμέρισμα ή στέγη. Τα διαφανή στοιχεία των υπό μελέτη κατοικιών που κτίστηκαν από τον ΚΟΑΓ πριν το 2003, αποτελούνται από παράθυρα με μονά τζάμια κατά κύριο λόγο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μειωμένη θερμομονωτική ικανότητα και τον αυξημένο συντελεστή θερμοπερατότητας. Οι τιμές όπως φαίνεται στον Πίνακα κυμαίνονται μεταξύ 3,7 W/m 2 K για κατοικίες με διπλά τζάμια (μετά το 2003) < Uvalue < και 6 W/m 2 K για κατοικίες με μονά τζάμια (πριν το 2003). Με βάση τον πίνακα 5 που ακολουθεί ο συντελεστής θερμοπερατότητας Uvalue τοιχοποιίας παρουσιάζεται ίσος με W/m 2 K, τιμή κοινή για τις πλείστες περιπτώσεις που προκύπτει θεωρώντας συνηθισμένου τύπου τούβλα πάχους 20 εκατοστών. ΠΙΝΑΚΑΣ 13: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας Περιγραφή κατασκευής Εξωτερικός τοίχος πάχους 25 cm Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Τυπική Σχεδιαστική Λεπτομέρια Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Επίχρισμα (σοβάς) Τούβλο Επίχρισμα (σοβάς) Ροή Θρμότητας Rsi (m 2 K/W) Οριζόντια Συντελεστής Θερμοπερατότητας U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W)

85 Κατοικίες Στη συνέχεια, έπειτα από την αναθεώρηση της Νομοθεσίας το 2007 παρατηρούμε ότι οι τιμές συντελεστών θερμοπερατότητας στα διάφορα κτίσματα του οργανισμού ταυτίζονται, αφού γίνεται πλέον υποχρεωτική η θερμομόνωση του περιβλήματος, πατώματος και οροφής. Με βάση λοιπόν την Νομοθεσία εφαρμόζονται τα ελάχιστα όρια συντελεστών θερμοπερατότητας των επί μέρους στοιχείων όπως φαίνονται στον ακόλουθο Πίνακα: ΠΙΝΑΚΑΣ 14: Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης Κ.Δ.Π 446/2009 Για να επιτευχθούν οι συντελεστές θερμοπερατότητας που προνοούνται από τη Νομοθεσία, θα έπρεπε τα επί μέρους στοιχεία να παρουσιάζουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Οροφές: Μια τυπική οροφή μιας κατοικίας κτισμένης κατά το , όπως δόθηκαν από τον, περιελάμβανε από έξω προς τα μέσα τα ακόλουθα στοιχεία: 84

86 Ασφαλτόπανο πάχους 4mm για υγρομόνωση Ελαφρομπετόν πάχους 5 εκατοστών Πολυστερίνη πάχους 3 εκατοστών Οπλισμένο σκυρόδεμα 20 εκατοστών Από τα παραπάνω προκύπτει ο συντελεστής θερμοπερατότητας για την οροφή με βάση τον πιο κάτω Πίνακα λαμβάνοντας υπόψη όλα τα επιμέρους στοιχεία. ΠΙΝΑΚΑΣ 15: Συντελεστής Θερμοπερατότητας Οροφής 2007 Περιγραφή κατασκευής οροφή Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Τυπική Σχεδιαστική Λεπτομέρια Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Ασφαλτόπανο Πολυστερίνη διογκωμένη ΕΛΑΦΡΟΜΠΕΤΟΝ Οπλισμένο Σκυρόδεμα Ροή Θρμότητας Rsi (m 2 K/W) Προς τα πάνω Συντελεστής Θερμοπερατότητας U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W) Δάπεδα: Ενδεικτικά ένα τυπικό δάπεδο διαμερίσματος στον πρώτο όροφο, κτισμένο πάνω σε πυλωτή, αποτελείται από τα εξής στοιχεία ξεκινώντας από μέσα προς τα έξω: Πλακάκια 0,5-2 εκατοστών 85

87 Ελαφρομπετόν πάχους τουλάχιστον 6 εκατοστών Πολυστερίνη πάχους 3 εκατοστών Πλάκα από οπλισμένο σκυρόδεμα πάχους συνήθως 20 εκατοστών Η τιμή του συντελεστή θερμοπερατότητας του δαπέδου τοποθετημένου σε πυλωτή, προκύπτει σύμφωνα με τον πιο κάτω Πίνακα λαμβάνοντας υπόψη όλα τα επιμέρους στοιχεία που παρουσιάζονται πιο κάτω. ΠΙΝΑΚΑΣ 16: Συντελεστής Θερμοπερατότητας πυλωτής-δαπέδου Περιγραφή κατασκευής ΠΥΛΩΤΗ-ΔΑΠΕΔΑ Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Τυπική Σχεδιαστι κή Λεπτομέρ ια Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Πλακακια ΕΛΑΦΡΟΜΠΕΤΟΝ Οπλισμένο Σκυρόδεμα 2% Πολυστερίνη διογκωμένη Ροή Θρμότητας Rsi (m 2 K/W) Οριζόντια Συντελεστής Θερμοπερατότητας U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W) Εξωτερική τοιχοποιία Η εξωτερική τοιχοποιία με βάση τη Νομοθεσία που τέθηκε σε ισχύ το 2013 πρέπει να διαθέτει συντελεστή θερμοπερατότητας Uvalue<0.85 W/mk. Έτσι, μια τυπική εξωτερική 86

88 τοιχοποιία κτισμένη κατά το αποτελείται από τα πιο κάτω στοιχεία ξεκινώντας από μέσα προς τα έξω: Σοβάς πάχους 2,5 εκατοστών Διάτρητα θερμομονωτικά τούβλα πάχους 20 εκατοστών Διογκωμένη πολυστερίνη πάχους 2 εκατοστών Σοβάς εσωτερικά πάχους 2,5 εκατοστών Ο συντελεστής θερμοπερατότητας προκύπτει λαμβάνοντας υπόψη την πιο πάνω σειρά δόμησης, που περιγράφεται στον παρακάτω Πίνακα. ΠΙΝΑΚΑΣ 17: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας Περιγραφή κατασκευής ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Τυπική Σχεδιαστική Λεπτομέρια Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Σοβάς Δίατρητα Τούβλα Διογκωμένη Πολυστερίνη Σοβάς Ροή Θρμότητας Οριζόντια Συντελεστής Θερμοπερατότητας Rsi (m 2 K/W) U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W)

89 Κατοικίες 2014 Για τα σπίτια που κτίστηκαν από το 2014 και εντεύθεν η Νομοθεσία έγινε αυστηρότερη. Τα όρια συντελεστών θερμοπερατότητας που χρησιμοποιούνται βάσει της αναθεώρησης είναι: ΠΙΝΑΚΑΣ 18: Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης Κ.Δ.Π 432/

90 Έτσι, οι κατοικίες που είναι κτισμένες από το 2014 και έπειτα προκειμένου να συμμορφωθούν με τη Νομοθεσία, αύξησαν το πάχος της θερμομόνωσης τους. Συγκεκριμένα οι διαφορές σε σχέση με τις κανονισμούς του 2013 εστιάζονται στα κάτωθι σημεία: Πυλωτή-Δάπεδα : Η θερμομόνωση κάτω από την πλάκα έχει τώρα πάχος 4 εκατοστά σε σχέση με τα 3εκ. της προηγούμενης περιόδου. Οροφή : Η θερμομόνωση στην οροφή γίνεται 4 εκατοστά σε σχέση με τα 3εκ που τοποθετούνταν για την προηγούμενη περίοδο. Εξωτερική τοιχοποιία : Η πολυστερίνη στην εξωτερική επιφάνεια της τοιχοποιίας γίνεται τώρα 3 εκατοστά σε σχέση με τα 2 εκ. της προηγούμενης περιόδου. ΠΙΝΑΚΑΣ 19: Συντελεστής Θερμοπερατότητας πυλωτής-δαπέδου 2014 Περιγραφή κατασκευής ΠΥΛΩΤΗ-ΔΑΠΕΔΑ Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Τυπική Λεπτομέρια Σχεδιαστική Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Πλακακια ΕΛΑΦΡΟΜΠΕΤΟΝ Οπλισμένο Σκυρόδεμα 2% Πολυστερίνη διογκωμένη Ροή Θρμότητας προς τα κάτω Συντελεστής Θερμοπερατότητας Rsi (m 2 K/W) U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W)

91 ΠΙΝΑΚΑΣ 20: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας 2014 Περιγραφή κατασκευής ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Τυπική Σχεδιαστική Λεπτομέρια Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Σοβάς Διάτρητα τούβλα Διογκωμένη Πολυστερίνη Σοβάς Ροή Θρμότητας Οριζόντια Συντελεστής Θερμοπερατότητας Rsi (m 2 K/W) U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W)

92 ΠΙΝΑΚΑΣ 21: Συντελεστής Θερμοπερατότητας οροφής 2014 Περιγραφή κατασκευής οροφή Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικούd (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικούλ (W/mK) Θερμική Αντίσταση ΥλικούR (m 2 K/W) Τυπική Σχεδιαστική Λεπτομέρια Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Ασφαλτόπανο Πολυστερίνη διογκωμένη ΕΛΑΦΡΟΜΠΕΤΟΝ Οπλισμένο Σκυρόδεμα Ροή Θρμότητας Προς τα πάνω Συντελεστής Θερμοπερατότητας Rsi (m 2 K/W) U (W/m 2 K) Rse (m 2 K/W) Στον πίνακα 14 φαίνονται οι χαρακτηριστικές τιμές θερμοπερατότητας των επί μέρους δομικών στοιχείων για την κάθε κατοικία σύμφωνα με τις απαιτήσεις που έπρεπε να πληρούν την περίοδο κατασκευής τους. Συγκεκριμένα φαίνονται οι τιμές για τα διαφανή (παράθυρα) και αδιαφανή στοιχεία (τοιχοποιία, πάτωμα, οροφή, κολώνες / δοκοί) που αποτελούν τα κελύφη των κτιρίων. Εύκολα μπορεί να διακρίνει κανείς πως οι τιμές θερμοπερατότητας και των τριών τυπολογιών συγκλίνουν καθώς πλησιάζουμε χρονολογικά το παρόν. Αυτό υποδηλώνει και την παρουσία ή όχι θερμομόνωσης η οποία έγινε υποχρεωτική βάσει Νομοθεσίας μετά το 2007 και έκτοτε αναθεωρείται με αυστηρότερα όρια συντελεστών θερμοπερατότητας. Στο παράρτημα Ι επισυνάπτονται τα δελτία των οικιστικών μονάδων όπου παρουσιάζεται η ενεργειακή ανάλυση της υφιστάμενης κατάστασης τους καθώς και η προκύπτουσα με 91

93 εφαρμογή του σεναρίου για αναβάθμιση σε ΚΣΜΕΚ, βάσει των αποτελεσμάτων από την ενεργειακή προσομοίωση τους με το isbem-cy. ΠΙΝΑΚΑΣ 22: Τιμές θερμοπερατότητας (u-values) δομικών στοιχείων των υπό μελέτη οικιστικών μονάδων U-values τοιχοποιία κολώνες / δοκοί πάτωμα οροφή παραθύρα MFH01A Άγιος Τύχωνας MFH01B MFH01C Κάτω Πολεμίδια SFH01A TH01A Στρόβολος TH01B TH01C TH02A Αγλαντζιά TH02B TH02C MFH02A Καϊμακλί MFH02B MFH02C Αμαλία SFH02A MFH04A Αραδίππου MFH04B MFH04C Ασώματος MFH03A MFH03B κοκκινοτριμυθια SFH03A ZAVOS TH03A Eκάβη SFH04A Ασώματος MFH03A MFH03B Κοκκινοτρυμιθιά SFH03A ΖΑΒΟΣ TH03A MFH04A Αραδίππου MFH04B MFH04C Eκάβη SFH04A

94 5.4.2 Σενάριο αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ Για τις κατοικίες σχεδόν μηδενικής ενεργειακής καταναλώσεως ισχύουν οι ελάχιστες απαιτήσεις απόδοσης βάσει διατάγματος Κ.Δ.Π 366/2014. ΠΙΝΑΚΑΣ 23: Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης Κ.Δ.Π 366/2014 Έτσι, οι κατοικίες που χαρακτηρίζονται ως ΚΣΜΕΚ προϋποθέτει να πληρούν τα κριτήρια που έχουν τεθεί. 93

95 Προκειμένου να εξασφαλιστούν οι συντελεστές θερμοπερατότητας, αυξήθηκε το πάχος της θερμομόνωσης. Συγκεκριμένα οι διαφορές που εντοπίζονται σε σχέση με την αμέσως προηγούμενη αναθεώρηση εστιάζονται στα κάτωθι σημεία: Πυλωτή-Δάπεδα : Η θερμομόνωση κάτω από την πλάκα έχει τώρα πάχος 7 εκατοστά σε σχέση με τα 4εκ. της προηγούμενης περιόδου. Οροφή : Η θερμομόνωση στην οροφή γίνεται 8 εκατοστά σε σχέση με τα 4εκ που τοποθετούνταν για την προηγούμενη περίοδο. Εξωτερική τοιχοποιία : Η πολυστερίνη στην εξωτερική επιφάνεια της τοιχοποιίας γίνεται τώρα 6 εκατοστά σε σχέση με τα 3 εκ. της προηγούμενης περιόδου. Το κάθε διαμέρισμα αντιμετωπίστηκε ως αυτόνομη οικιστική μονάδα και η αναβάθμιση δεν αφορούσε το σύνολο της πολυκατοικίας. Όσον αφορά την θερμομόνωση τοποθετήθηκαν 6 εκ. διογκωμένης πολυστερίνης στην εξωτερική τοιχοποιία που αντιστοιχούσε κάθε φορά στο υπό μελέτη διαμέρισμα. Εκ των αποτελεσμάτων όμως αυτό δεν ήταν επαρκές για να καλύψει τις απαιτήσεις ορισμού για ΚΣΜΕΚ. Για αυτό τοποθετήθηκαν 3 εκ. διογκωμένης πολυστερίνης στο ταβάνι όπου και κρίθηκε απαραίτητο για να πληρούνται οι ισχύουσες ελάχιστες απαιτήσεις θερμοπερατότητας uvalue = 0.75 W/m²K. Επιλέχθηκε η τοποθέτηση θερμομόνωσης στο ταβάνι και όχι στο πάτωμα λόγω ευκολίας στην τοποθέτηση και λόγω του ότι η θερμότητα έχει την τάση να διαφεύγει προς τα άνω. Για τις κατοικίες συνεχούς δόμησης δεν τοποθετήθηκε θερμομόνωση στην ενδιάμεση τοιχοποιία (διπλή τις πλείστες περιπτώσεις) παρά μόνο υπολογίστηκε η τιμή θερμοπερατότητας στην υφιστάμενη κατάσταση. 94

96 ΠΙΝΑΚΑΣ 24: Συντελεστής Θερμοπερατότητας οροφής και δαπέδου 2014 Περιγραφή κατασκευής οροφή Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Ασφαλτόπανο Πολυστερίνη διογκωμένη ΕΛΑΦΡΟΜΠΕΤΟΝ Οπλισμένο Σκυρόδεμα 2% Ροή Θρμότητας Οριζόντια Συντελεστής Rsi (m 2 K/W) Θερμοπερατότητας Rse (m 2 K/W) Σημειώσεις Περιγραφή κατασκευής ΠΥΛΩΤΗ-ΔΑΠΕΔΑ Α/Α Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Πλακακια ΕΛΑΦΡΟΜΠΕΤΟΝ Οπλισμένο Σκυρόδεμα 2% Πολυστερίνη διογκωμένη Ροή Θρμότητας Οριζόντια Συντελεστής Rsi (m 2 K/W) Θερμοπερατότητας Rse (m 2 K/W)

97 ΠΙΝΑΚΑΣ 25: Συντελεστής Θερμοπερατότητας τοιχοποιίας και δοκού-κολώνας 2014 Περιγραφή κατασκευής ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ Α/Α Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Σοβάς Θερμότουβλα Διογκωμένη Πολυστερίνη Σοβάς Ροή Θρμότητας Οριζόντια Συντελεστής Rsi (m 2 K/W) Θερμοπερατότητας Rse (m 2 K/W) Α/Α Ονομασία Υλικού Ονομασία Υλικού Πάχος Υλικού d (m) Πάχος Υλικού d (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού λ (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) ΔΟΚΟΙ ΚΟΛΩΝΕΣ Θερμική Αντίσταση Υλικού R (m 2 K/W) Ξεκινώντας από το εσωτερικό 1 Σοβάς Oplismeno skirodema Διογκωμένη Πολυστερίνη Σοβάς Ροή Θρμότητας Οριζόντια Συντελεστής Rsi (m 2 K/W) Θερμοπερατότητας Rse (m 2 K/W) Πάχος θερμομόνωσης ή πρόσθετης θερμομόνωσης που τοποθετήθηκε για τα δομικά στοιχεία του κελύφους κάθε οικιστικής μονάδας κατά χρονολογία κατασκευής και στοιχείο του κελύφους. ΠΙΝΑΚΑΣ 26: Το πάχος της θερμομόνωσης που τοποθετήθηκε Πάχος θερμομόνωσης (cm) διογκωμένη πολυστερίνη τοιχοποιία πάτωμα οροφή

98 5.5 Ενεργειακή Ανάλυση Ενεργειακή απόδοση υφιστάμενης κατάστασης υπό μελέτη κατοικιών ΚΟΑΓ ΠΙΝΑΚΑΣ 27: Ενεργειακή κατανάλωση κατοικιών και κατηγοριοποίηση τους Kατανάλωση kwh/m2/yr Κατηγορία A-G MFH01A E Άγιος Τύχωνας MFH01B E MFH01C G Κάτω Πολεμίδια SFH01A 345 E TH01A F Στρόβολος TH01B F TH01C F TH02A C Αγλαντζιά TH02B C TH02C D Αμαλία SFH02A 551 Ε MFH02A C Καϊμακλί MFH02B C MFH02C C 2013 MFH04A Β Αραδίππου MFH04B Β MFH04C B 2014 MFH04A Β Αραδίππου MFH04B Β MFH04C B 2013 Ασώματος MFH03A Β MFH03B Β 2014 MFH03A Β MFH03B Β κοκκινοτριμυθια ZAVOS EKABH B SFH03A B B TH03A B B SFH04A B 97

99 Από τον Πίνακα 27 και 29 παρατηρούμε, όπως ήταν αναμενόμενο, ότι τα σπίτια που είναι κτισμένα πριν το 2007, με απουσία Νομοθεσίας για την ενεργειακή απόδοση, παρουσιάζονται πολύ ενεργοβόρα. Σύμφωνα και με την κατηγοριοποίηση τους γίνεται αντιληπτό ότι δύσκολα εξασφαλίζονται καλές συνθήκες θερμικής άνεσης στο εσωτερικό, ενώ παράλληλα οι καταναλώσεις φανερώνουν και την ασύμφορη οικονομική δραστηριότητα που συνεπάγονται. Οι κατοικίες είναι πιο ενεργοβόρες κατά σειρά παλαιότητας κατασκευής, ενώ το ίδιο ισχύει επί το πλείστο και για τις εκπομπές CO₂. Οι ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης που εφαρμόστηκαν από το 2007 και έπειτα είχαν ως αποτέλεσμα και την καλύτερη, βελτιωμένη ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων. Πιο κάτω ακολουθεί ένας συγκριτικός πίνακας τιμών θερμοπερατότητας για τα δομικά στοιχεία των κατοικιών σύμφωνα με κάθε χρονολογική περίοδο και τις ελάχιστες απαιτήσεις ή μη ενεργειακής απόδοσης. ΠΙΝΑΚΑΣ 28: Τυπικές τιμές U-value σύμγωνα με τις ελάχιστες απαιτήσεις για κάθε χρονολογική περίοδο Old ΝΖΕΒ (W/m 2 K) (W/m 2 K) (W/m 2 K) (W/m 2 K) Εξωτερικοί τοίχοι 1,4 0,85 0,85 0,72 0,4 Κολώνες, Δοκοί 2,8 0,85 0,85 0,72 0,4 Επίπεδες οροφές 3,3 0,75 0,75 0,63 0,4 Δάπεδα 2,0 2,0 2,0 2,0 0,4 Παράθυρα, πόρτες 6,0 3,8 3,8 3,23 2,25 Um R 1,3 1,3 Um NR 1,8 1,8 Ενεργειακή Κλάση Β Α 98

100 ΠΙΝΑΚΑΣ 29: Αποτελέσματα ενεργειακής προσομοίωσης με isbem-cy για την υφιστάμενη κατάσταση Χρονική Περίοδος TΟΠΟΘΕΣΙΑ Κωδικός Οικιστικής Μόναδας Πρωτογενής Ενέργεια από Συμβατικές πηγές (Kwh/sq.m/yr) Πρωτογενής Ενέργεια από ΑΠΕ συνολική Πρωτογενής ενεργεια Πρωτογενής Ενέργεια σε Kwh από ΑΠΕ Ποσοστό συνεισφοράς από ΑΠΕ % KgCO₂/m²/yr CO₂ Άγιος Τύχωνας MFH01A MFH01Β MFH01C Κάτω Πολεμίδια SFH01A Στρόβολος TH01A TH01B TH01C Αγλαντζιά ΤΗ02Α ΤΗ02Β TH02C Αμαλία SFH02A Καιμακλί ΜFH02Α MFH02B MFH02C Ασώματος 2013 MFH03A MFH03B Ασώματος 2014 MFH03A MFH03B Aqua Park 2013 ΤΗΟ3Α Aqua Park 2014 ΤΗΟ3Α Κοκκινοτρεμιθιά 2013 SFHO3A Κοκκινοτρεμιθιά 2014 SFHO3A Αραδίππου 2013 MFH04A MFH04B MFH04C Αραδίππου 2014 MFH04A MFH04B MFH04C Εκάβη 2013 SFH4A Εκάβη 2014 SFH4A

101 5.5.2 Ενεργειακή απόδοση μετά την αναβάθμιση των κατοικιών σε ΚΣΜΕΚ Οι οικιστικές μονάδες όπως φαίνεται στον πίνακα μετά την εφαρμογή των μετασκευαστικών μέτρων του σεναρίου αναβάθμισης ΚΣΜΕΚ πληρούν το 1ο σημείο του ορισμού. ΠΙΝΑΚΑΣ 30: Ενεργειακή κατανάλωση οικιστικών μονάδων μετά την εφαρμογή του σεναρίου ΚΣΜΕΚ nzeb1 Ενέργεια (Kwh/m²/yr) 1ο σημείο ορισμού η Κωδικός Ενέργεια από Ενέργεια συνολική πρωτογενής Οικιστικής Συμβατικές πηγές από ΑΠΕ ενεργεια ενέργεια του Μόναδας Χρονική κτιρίου < 100 Περίοδος TΟΠΟΘΕΣΙΑ Kwh/sq.m/yr Άγιος Τύχωνας MFH01A MFH01Β MFH01C Κάτω Πολεμίδια SFH01A Στρόβολος TH01A TH01B TH01C Αγλαντζιά ΤΗ02Α ΤΗ02Β TH02C Αμαλία SFH02A Καιμακλί ΜFH02Α MFH02B MFH02C Ασώματος 2013 MFH03A MFH03B Ασώματος 2014 MFH03A MFH03B Aqua Park 2013 ΤΗΟ3Α Aqua Park 2014 ΤΗΟ3Α Κοκκινοτρυμιθιά B SFHO3A Κοκκινοτρυμιθιά 2014 SFHO3A Αραδίππου 2013 MFH04A MFH04B MFH04C Αραδίππου 2014 MFH04A MFH04B MFH04C Εκάβη 2013 SFH4A Εκάβη 2014 SFH4A

102 Στον πίνακα 31 που ακολουθεί παρουσιάζεται ο αριθμός πλαισίων που υπολογίστηκε για κάθε οικιστική μονάδα, το ποσοστό συνεισφοράς από ΑΠΕ και η συνολική συνεισφορά σε kwh/yr. ΠΙΝΑΚΑΣ 31: Αριθμός φωτοβολταικών πλαισίων για συνεισφορά τουλάχιστον 25% από ΑΠΕ στην κατανάλωση Πρωτογενούς Ενέργειας Χρονική Περίοδος 1980 nzeb1 Κωδικός Οικιστικής Μόναδας Φωτοβολταικά (1.6 τ.μ/πλαίσιο) 2o σημείο του ορισμού το ποσοστό συνεισφοράς ΑΠΕ > 25% Συνολική συνεισφορά ΑΠΕ σε Kwh TΟΠΟΘΕΣΙΑ Άγιος Τύχωνας MFH01A % MFH01Β % MFH01C % Κάτω Πολεμίδια SFH01A % Στρόβολος TH01A % 2534 TH01B % TH01C % 2534 Αγλαντζιά ΤΗ02Α % ΤΗ02Β % TH02C Αμαλία SFH02A % Καιμακλί ΜFH02Α % MFH02B % MFH02C % Ασώματος 2013 MFH03A % MFH03B % Ασώματος 2014 MFH03A % MFH03B % Aqua Park 2013 ΤΗΟ3Α % 4056 Aqua Park 2014 ΤΗΟ3Α % Κοκκινοτρυμιθιά 2013 SFHO3A % Κοκκινοτρυμιθιά 2014 SFHO3A % Αραδίππου 2013 MFH04A % 2280 MFH04B % 2208 MFH04C % 2208 Αραδίππου 2014 MFH04A % 2280 MFH04B % 2208 MFH04C % 2208 Εκάβη 2013 SFH4A % Εκάβη 2014 SFH4A %

103 Οι οικιστικές μονάδες ανταποκρίνονται και στο 2ο σημείο του ορισμού με την τοποθέτηση κατά πλειοψηφία 2-4 πλαισίων που αντιστοιχούν σε μόλις 1ΚWονομαστική ισχύ. Εξαίρεση αποτέλεσε μία οικιστική μονάδα όπου χρειάστηκε η τοποθέτηση 7 πλαισίων, η οποία βέβαια εμπίπτει στις δυνατότητες του συστήματος επιλογής. Στην συνέχεια εφαρμόστηκε ο μέγιστος αριθμός πλαισίων που μπορεί να εγκατασταθεί σε κάθε οικιστική μονάδα και στον πίνακα 32 που ακολουθεί φαίνεται το ποσοστό συνεισφοράς καθώς και η εξοικονόμηση ενέργειας σε kwh/yr. Για τα διαμερίσματα δεν υπολογίστηκε η συνεισφορά από την τοποθέτηση επιπλέον πλαισίων καθώς ισχύει διαφορετικό, περιοριστικό καθεστώς που αφορά μεταξύ άλλων το εμβαδόν που μπορεί να καταλάβει η διάταξη των φωτοβολταϊκών στην οροφή του κτιρίου. Όπως φαίνεται στον πίνακα 32 για τις οικιστικές μονάδες (14) η εγκατάσταση της πλήρους επιτρεπόμενης διάταξης PV καλύπτει πέραν του 75% της απαιτούμενης τους συνολικής πρωτογενούς ενέργειας. Η πλειοψηφία των οικιστικών μονάδων (9 από 14) παρουσιάζει ποσοστό συνεισφοράς μεγαλύτερο από τις ενεργειακές τους ανάγκες. Αυτό σημαίνει ότι έχουν ενεργειακή αυτονομία ενώ παράλληλα υπάρχει και περίσσεια ενέργειας που μπορεί να διατεθεί και να θεωρηθεί ως καθαρό κέρδος. Συνολικά η περίσσεια ενέργειας των 9 οικιστικών μονάδων, ανέρχεται σε kwh/yr που αντιστοιχεί στο 1/3 της συνολικής πρωτογενούς ενέργειας που εξοικονομήθηκε από την εφαρμογή όλων των μέτρων του σεναρίου αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ από όλες τις οικιστικές μονάδες (30). Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει και η μείωση των εκπομπών CO₂. Το ελάχιστο ποσοστό μείωσης είναι 40% για την οικιστική μονάδα ΤΗΟ3Α που κατασκευάστηκε το 2014 ενώ το μέγιστο ποσοστό μείωσης αφορά οικιστική μονάδα MFH01C που κατασκευάστηκε πριν το 1980 και ανέρχεται σε 88.18%. Όλες οι κατοικίες μπορούν να μετατραπούν σε ΚΣΜΕΚ εφαρμόζοντας τα μέτρα του σεναρίου. Παρόλα αυτά η οικονομική ανάλυση που θα ακολουθήσει θα υποδείξει κατά πόσο πρακτικά είναι συμφέρουσα η κάθε αναβάθμιση. Επιπλέον αναμένεται να διαφανεί ποια κτίρια χρήζουν άμεσης αναβάθμισης, κατά προτεραιότητα, σύμφωνα με την τυπολογική και χρονολογική τους κατάταξη. 102

104 ΠΙΝΑΚΑΣ 32: Αποτελέσματα προσθήκης μέγιστων επιτρεπόμενων πλαισίων Χρονική Περίοδος TΟΠΟΘΕΣΙΑ Άγιος Τύχωνας Κωδικός Οικιστικής Μόναδας MFH01A MFH01Β MFH01C nzeb2 Προσθήκη επιπλέον πλαισίων Ποσοστό συνεισφορά ΑΠΕ σε Kwh πλαίσια συνεισφοράς ΑΠΕ >7 5% Ποσοστό συνεισφοράς ΑΠΕ > 100% Περίσσεια Ενέργειας σε Kwh/yr 1980 Κάτω Πολεμίδια SFH01A % % Στρόβολος TH01A % % TH01B % TH01C % % Αγλαντζιά ΤΗ02Α % ΤΗ02Β % % TH02C % 125% Αμαλία SFH02A % Καιμακλί Ασώματος 2013 Ασώματος 2014 ΜFH02Α MFH02B MFH02C MFH03A MFH03B MFH03A MFH03B Aqua Park 2013 ΤΗΟ3Α % Aqua Park 2014 ΤΗΟ3Α % Κοκκινοτρεμιθιά B SFHO3A % % 965 Κοκκινοτρεμιθιά 2014 SFHO3A % % Αραδίππου 2013 Αραδίππου 2014 MFH04A MFH04B MFH04C MFH04A MFH04B MFH04C Εκάβη 2013 SFH4A % % Εκάβη 2014 SFH4A % %

105 ΠΙΝΑΚΑΣ 33: Αποτελέσματα ενεργειακής προσομοίωσης με isbem-cyμετά την εφαρμογή του σεναρίου ΚΣΜΕΚ nzeb1 Πρωτογενής Ενέργεια (Kwh/m²) KgCO₂/m²/yr 1ο σημείο 2o σημείο του ορισμού η Συνολική Κωδικός ορισμού το εμβαδόν Ενέργεια από Ενέργεια συνολική πρωτογενής συνεισφο Οικιστικής CO₂ ποσοστό κατοικίας Συμβατικές πηγές από ΑΠΕ ενεργεια ενέργεια του ρά ΑΠΕ Μόναδας συνεισφοράς (τ.μ) Χρονική κτιρίου < 100 σε Kwh ΑΠΕ > 25% Περίοδος TΟΠΟΘΕΣΙΑ Kwh/sq.m/yr Άγιος Τύχωνας MFH01A % MFH01Β % MFH01C % Κάτω Πολεμίδια SFH01A % Στρόβολος TH01A % TH01B % TH01C % Αγλαντζιά ΤΗ02Α % ΤΗ02Β % TH02C Αμαλία SFH02A % Καιμακλί ΜFH02Α % MFH02B % MFH02C % Ασώματος 2013 MFH03A % MFH03B % Ασώματος 2014 MFH03A % MFH03B % Aqua Park 2013 ΤΗΟ3Α % Aqua Park 2014 ΤΗΟ3Α % Κοκκινοτρεμιθιά B SFHO3A % Κοκκινοτρεμιθιά 2014 SFHO3A % Αραδίππου 2013 MFH04A % MFH04B % MFH04C % Αραδίππου 2014 MFH04A % MFH04B % MFH04C % Εκάβη 2013 SFH4A % Εκάβη 2014 SFH4A % Όλες οι οικιστικές μονάδες κατόπιν της ενεργειακής αναβάθμισης σε ΚΣΜΕΚ κατατάσσονται στην κατηγορία Α. 104

106 5.5.3 Παράμετρος κλιματισμού υπερκείμενου ή παρακείμενου γειτνιάζοντα χώρου Αξίζει να σημειωθεί ότι στην μεθοδολογία που ακολουθείται για σκοπούς υπολογισμού και κατηγοριοποίησης στο isbem τα διαμερίσματα αντιμετωπίζονται ως αυτόνομες οικιστικές μονάδες χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η χρήση ή η πληρότητα των διαμερισμάτων με τα οποία γειτνιάζουν. Ως εκ τούτου για το πάτωμα ή το ταβάνι χρησιμοποιείται η επιλογή γειτνίασης με μη κλιματιζόμενο παρακείμενο ή υπερκείμενο χώρο. Αυτή η επιλογή δημιουργεί εκ των δεδομένων σφάλμα στην τελική ενεργειακή αξιολόγηση και μεγάλες αποκλίσεις από την πραγματικότητα. Η χρήση κλιματισμού στα γειτνιάζοντα διαμερίσματα είναι μία παράμετρος που θα έπρεπε να λαμβάνεται υπόψη. Λόγω του ότι όμως αυτό αποτελεί αστάθμητο παράγοντα θα έπρεπε να βρεθεί μία μέση λύση. Να υπάρχει δηλαδή ενδιάμεση επιλογή από το μη κλιματιζόμενος ή κλιματιζόμενος χώρος που να συνυπολογίζει έναν μέσο όρο χρήσης κλιματισμού. Περαιτέρω, για να πληρούνται οι ελάχιστες απαιτήσεις για ΚΣΜΕΚ και να καταταχθεί το διαμέρισμα στην κατηγορία Α οδηγούμαστε στην μόνωση τόσο του πατώματος όσο και του ταβανιού που πρακτικά είναι μέτρο ασύμφορο και επιπλέον η υπερθερμομόνωση επιφέρει αντίθετα αποτελέσματα ιδίως τους καλοκαιρινούς μήνες, με αποτέλεσμα τη θερμική δυσφορία και τη συχνότερη και μεγαλύτερη σε διάρκεια χρήση των κλιματιστικών για ψύξη. Η σημασία της παραμέτρου κλιματιζόμενου ή όχι παρακείμενου χώρου παρουσιάζεται μέσω μίας ενδεικτικής εφαρμογής στο διαμέρισμα MFHO1A. Τοποθετήθηκε θερμομόνωση στην εξωτερική τοιχοποιία και αντικαταστάθηκαν οι υαλοπίνακες και το σύστημα κλιματισμού. Έχοντας αυτά ως σταθερά διαφοροποιήθηκαν οι επιλογές για το δάπεδο και το ταβάνι. Στην εικόνα 8 που ακολουθεί φαίνεται ότι χωρίς μόνωση στο δάπεδο και στο ταβάνι του διαμερίσματος με u-value = W/m²Kκαι με επιλογή μη κλιματιζόμενου παρακείμενου χώρου το διαμέρισμα κατατάσσεται όπως φαίνεται στην εικόνα 9 στην κατηγορία Β με πρωτογενή ενέργεια kwh/m²/yr. Ακολούθως, όπως φαίνεται στην εικόνα 10 αλλάζει η παράμετρος γειτνίασης σε κλιματιζόμενο παρακείμενο χώρο και το ίδιο διαμέρισμα όπως φαίνεται στην εικόνα 11 κατατάσσεται στην κατηγορία Α με πρωτογενή ενέργεια 60.42kWh/m²/yr. 105

107 Η διαφορά ανάμεσα στην πρώτη και στην δεύτερη περίπτωση είναι 32.5% μείωση της πρωτογενούς ενέργειας με επιλογή κλιματιζόμενου παρακείμενου χώρου. ΕΙΚΟΝΑ 8: Παράμετρος κλιματισμού παρακείμενου χώρου - Βάση δεδομένων Α ΕΙΚΟΝΑ 9: Ενεργειακή κατάταξη διαμερίσματος MFHO1A Α 106

108 ΕΙΚΟΝΑ 10: Παράμετρος κλιματισμού παρακείμενου χώρου - Βάση δεδομένων Β ΕΙΚΟΝΑ 11: Ενεργειακή κατάταξη διαμερίσματος MFHO1A Β 107

109 6 Σύγκριση Υφιστάμενης κατάστασης - Σεναρίου αναβάθμισης ΚΣΜΕΚ Δίνονται τα συγκριτικά αποτελέσματα μέσω των διαγραμμάτων τόσο κατά χρονολογικές περιόδους κατασκευής όσο και κατά τυπολογία, για τις υπό μελέτη οικιστικές μονάδες. Κατά χρονολογικές περιόδους κατασκευής των οικιστικών μονάδων όπως μπορούμε να παρατηρήσουμε στα ακόλουθα διαγράμματα. Χρονολογική περίοδος μέχρι το 1980 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 3: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ 108

110 Χρονολογική Περίοδος ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 4: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ Χρονολογική Περίοδος ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 5: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ 109

111 Χρονολογική Περίοδος 2014 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 6: Κατανάλωση Ενέργειας σε υφιστάμενη κατάσταση και σενάριο ΚΣΜΕΚ Από τα διαγράμματα μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι η εφαρμογή του σεναρίου αναβάθμισης για ΚΣΜΕΚ [ όπου ( ' ) στην κωδική ονομασία ], ευνοεί τις οικιστικές μονάδες που κατασκευάστηκαν στην παλαιότερη υπό μελέτη χρονολογική περίοδο και λιγότερο τις πιο καινούριες. Παρατηρούμε ότι για την ενέργεια θέρμανσης, ψύξης και φωτισμού οι βελτιώσεις βάσει εφαρμογής του σεναρίου είναι μεγάλες. Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι μεγαλύτερη για τις μονάδες που μελετώνται στην χρονολογική περίοδο 1980, έπειτα ακολουθεί , και τέλος 2014 όπου η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας είναι συγκριτικά πιο μικρή. Το μέγιστο ποσοστό εξοικονόμησης ενέργειας θέρμανσης εντοπίζεται σε οικιστική μονάδα της χρονολογικής περιόδου 1980 και αφορά μείωση κατανάλωσης της τάξης του 97.53% (ΤFH01A) ενώ η λιγότερη μείωση της τάξης του 8.37% αφορά οικιστική μονάδα του 2014 (MFH04B). 110

112 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 7: Καταναλώσεις ενέργειας και ποσοστά εξοικονόμησης για θέρμανση με εφαρμογή σεναρίου ΚΣΜΕΚ 111

113 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 8: Εξοικονόμηση Πρωτογενούς ενέργειας με αντικατάσταση όλων των λαμπτήρων με λαμπτήρες Τ5 Όπως φαίνεται από το διάγραμμα 8 την μεγαλύτερη εξοικονόμηση σε ενέργεια φωτισμού παρουσιάζει η μονοκατοικία SFH01Aη οποία στην υφιστάμενη κατάσταση είχε λαμπτήρες πυρακτώσεως. Ο μέσος όρος εξοικονόμησης ενέργειας φωτισμού ανέρχεται σε ποσοστό 30% περίπου με τοποθέτηση λαμπτήρων φθορισμού Τ5. Όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας για ψύξη η εφαρμογή του σεναρίου αναβάθμισης για ΚΣΜΕΚ ευνοεί και πάλι τις οικιστικές μονάδες που κατασκευάστηκαν στην παλαιότερη χρονολογική περίοδο και λιγότερο τις πιο καινούριες. Αντίστοιχα και η εξοικονόμηση ενέργειας είναι μεγαλύτερη για τις μονάδες που μελετώνται στη χρονολογική περίοδο 1980, έπειτα ακολουθεί και τέλος όπου βλέπουμε λιγότερη μείωση της κατανάλωσης. Το μέγιστο ποσοστό εξοικονόμησης ενέργειας ψύξης εντοπίζεται σε οικιστική μονάδα της χρονολογικής περιόδου 1980 και αφορά μείωση κατανάλωσης της τάξης του 91.59% (MFH01Β) ενώ η λιγότερη μείωση της τάξης του 3.82% αφορά οικιστική μονάδα της περιόδου (MFH03A). 112

114 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 9: Καταναλώσεις ενέργειας και ποσοστά εξοικονόμησης για ψύξη με εφαρμογή σεναρίου ΚΣΜΕΚ 113

115 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 10:Εκπομπές και ποσοστά μείωσης CO₂ με εφαρμογή σεναρίου ΚΣΜΕΚ 114

116 Για τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, διάγραμμα 10, παρατηρούμε ότι οι παλιές οικιστικές μονάδες παρουσιάζουν τις υψηλότερες. Με την εφαρμογή του σεναρίου οι εκπομπές για όλες τις οικιστικές μονάδες κυμαίνονται στα ίδια επίπεδα. Αυτό συμβαίνει λόγω της κατηγοριοποίησης των μονάδων σε κατηγορίας Α που προϋποθέτει και καθορισμένα επίπεδα εκπομπών CO₂. Η μεγαλύτερη μείωση εκπομπών σημειώθηκε στη χρονολογική περίοδο 1980 και είναι της τάξης του 88.78% (MFH01Β) ενώ η μικρότερη 40.34% (ΤΗΟ3Α) στη χρονολογική περίοδο του Στο πιο κάτω διάγραμμα 11 μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι ενώ τα ποσοστά συνεισφοράς ενέργειας από ΑΠΕ δεν έχουν μεγάλες αποκλίσεις μεταξύ των οικιστικών μονάδων, αφού μέλημα ήταν να ικανοποιηθεί το 2ο σημείο του ορισμού, δηλ συνεισφορά στην πρωτογενή ενέργεια τουλάχιστον 25% από ΑΠΕ στα ποσοστά μείωσης CO₂ υπάρχουν διαφοροποιήσεις. Ισχύει και πάλι ότι η μεγαλύτερη μείωση παρατηρείται σε παλιές οικιστικές μονάδες ενώ όσο προχωράμε προς τις πιο καινούριες, παρατηρείται και λιγότερη μείωση. Φαίνεται ότι η συσχέτιση συνεισφοράς ενέργειας από ΑΠΕ με τη μείωση CO₂ στην προκειμένη περίπτωση δεν μπορεί να φανεί αφού το ποσοστό συνεισφοράς από ΑΠΕ διατηρείται σταθερό. Θα είχε ενδιαφέρον να ερευνηθεί η σχέση τους για διαφορετικές τιμές αύξησης του ποσοστού συνεισφοράς στην πρωτογενή ενέργεια από ΑΠΕ για την ίδια οικιστική μονάδα ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 11: Σύγκριση αύξησης συνεισφοράς ΑΠΕ με μείωση CO₂ 115

117 Ωστόσο στο διάγραμμα που ακολουθεί φαίνεται ξεκάθαρα ότι η μείωση των εκπομπών CO₂ ταυτίζεται με την μείωση κατανάλωσης ενέργειας από συμβατικά καύσιμα ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 12: Σύγκριση εξοικονόμησης πρωτογενούς ενέργειας από συμβ. πηγές με μείωση CO₂ Η γραμμή που συνδέει τα σημεία μεταξύ τους δεν υποδεικνύει τάση. Χρησιμοποιήθηκε για να είναι πιο ευδιάκριτη η θέση των σημείων και η διαφορά του ενός από το άλλο. 6.1 Συγκριτικά αποτελέσματα κατά Χρονολογική περίοδο και κατά τυπολογία κτιρίων Στα ακόλουθα διαγράμματα 13 και 14 γίνεται αντιληπτό ότι η μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας επιτυγχάνεται στην παλαιότερη χρονολογική περίοδο ως προς τη νεότερη ενώ τυπολογικά η μεγαλύτερη εξοικονόμηση για θέρμανση και ψύξη παρουσιάζεται στη συνεχή δόμηση 71.03%, έπειτα στα διαμερίσματα 54.86% και τέλος στις μονοκατοικίες 51.73%. Αυτό οφείλεται στο ότι οι μονοκατοικίες παρουσιάζουν καλύτερη θερμική συμπεριφορά κελύφους σε σχέση με τις άλλες τυπολογίες, πιθανόν λόγω καλύτερου προσανατολισμού και ευελιξίας σχεδιασμού. 116

118 ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 13: Μέσος όρος εξοικονόμησης ενέργειας για κάθε χρονολογική περίοδο ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 14: Μέσος όρος εξοικονόμησης ενέργειας για κάθε τυπολογία Στον πίνακα 34 που ακολουθεί παρατηρούμε τα συνοπτικά αποτελέσματα από την εφαρμογή των μέτρων του σεναρίου για ενεργειακή αναβάθμιση των οικιστικών μονάδων. Φαίνεται ξεκάθαρα ότι οι πιο παλιές μονάδες χρήζουν άμεσης αναβάθμισης. Η μεγαλύτερη εξοικονόμηση σημειώνεται στην ενέργεια για θέρμανση όπου και τονίζεται η αναγκαιότητα της θερμομόνωσης καθώς επίσης και της αλλαγής των συστημάτων κλιματισμού. Η μέση εξοικονόμηση που μπορεί να επιτευχθεί ανά κατηγορία ενέργειας αντιστοιχεί για ψύξη 54%, για θέρμανση 67%, για φωτισμό 30%, για συνολική πρωτογενή ενέργεια 48%, για πρωτογενή ενέργεια από συμβατικές πηγές 63% και από συνεισφορά ΑΠΕ (PV) 28%. 117

119 ΠΙΝΑΚΑΣ 34: Μέσοι όροι εξοικονόμησης ενέργειας ανά χρονολογικές περιόδους 118

120 ΠΙΝΑΚΑΣ 35: Συνοπτικά αποτελέσματα ενεργειακής σύγκρισης υφιστάμενης -σεναρίου ΚΣΜΕΚ 119