ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΡΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΣΤΙΣ ΤΕΣΣΕΡΙΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ

Transcript

1 AΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΡΙΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ ΣΤΙΣ ΤΕΣΣΕΡΙΣ ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΡΗΓΟΥ ΑΡΓΥΡΩ Διπλωματούχος Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2012

2 ii

3 Πρόλογος Η παρούσα διπλωματική εργασία έγινε στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος: Προστασία Περιβάλλοντος και Βιώσιμη Ανάπτυξη, του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Αποτελεί μέρος της προσπάθειας που καταβάλει το τμήμα Πολιτικών Μηχανικών για την αξιολόγηση του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης των Κτιρίων που ισχύει από το 2010 στην Ελλάδα. Σκοπός είναι μέσω της εργασίας να επιβεβαιωθεί η συμβολή του κελύφους των κτιρίων στο θέμα της μείωσης των απωλειών της θερμότητας λόγω αγωγιμότητας αλλά και ύπαρξης θερμογεφυρών. Για την ικανοποίηση των περιορισμών που θέτει ο Κ.Εν.Α.Κ. έχουν ληφθεί υπ όψιν οι Τεχνικές Οδηγίες του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος, καθώς και ο ίδιος ο Κανονισμός. Στη διπλωματική επιχειρείται διερεύνηση της ενεργειακής συμπεριφοράς τριών κτιρίων με διαφορές στη μορφολογία και τη χρήση, στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας. Με αφορμή την τελευταία μου εργασία, στα πλαίσια του Π.Μ.Σ.-Π.Π.Β.Α. θα ήθελα να εκφράσω τις βαθύτατες ευχαριστίες μου, στον κύριο Θεόδωρο Θεοδοσίου, επιβλέποντα της διπλωματικής μου, για τη μεταξύ μας συνεργασία και για τις γνώσεις που μου μετέδωσε. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω και όλους τους διδάσκοντες του προγράμματος για τη συμβολή και το έργο τους, στα πλαίσια των μαθημάτων της ακαδημαϊκής χρονιάς που πέρασε. Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2012 i

4 Περίληψη Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί προσπάθεια αξιολόγησης του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης των κτιρίων, που τέθηκε σε ισχύ το 2010 στην Ελλάδα. Στα πλαίσια της εργασίας έχουν επιλεγεί τρία κτίρια με διαφορές ως προς τα μορφολογικά χαρακτηριστικά και τη χρήση. Η διερεύνηση της ενεργειακής τους συμπεριφοράς γίνεται και για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδος, μέσω μιας διαδικασίας προσομοίωσης των κτιρίων στο λογισμικό του ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ. (έκδοση ). Σκοπός της εργασίας είναι να αποσαφηνιστεί η συμβολή του κελύφους των κτιρίων στο θέμα της μείωσης των απωλειών της θερμότητας λόγω αγωγιμότητας αλλά και ύπαρξης θερμογεφυρών. Προκειμένου να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του Κ.Εν.Α.Κ τόσο στην κάλυψη των θερμικών αναγκών αλλά και στη διατήρηση των ενεργειακών καταναλώσεων, επιλέγονται σενάρια ενώ εξετάζονται δύο επιλογές μόνωσης της τοιχοποιίας πλήρωσης α) στον πυρήνα και β) στην εξωτερική της πλευρά. Στο 1 ο κεφάλαιο της εργασίας αναπτύσσονται εν συντομία γενικά θέματα όπως η συσχέτιση του κτιριακού τομέα με το ενεργειακό ζήτημα, η κατάσταση του κτιριακού δυναμικού της χώρας μας και τα βασικότερα σημεία του Κ.Εν.Α.Κ. Ακολουθούν οι παραδοχές, που έγιναν στα πλαίσια της διπλωματικής καθώς και η παρουσίαση του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε στο 2 ο κεφάλαιο. Στο 3 ο κεφάλαιο υπάρχουν όλα τα χαρακτηριστικά των τριών προς διερεύνηση κτιρίων καθώς και η μεταξύ τους σύγκριση. Στο 4 ο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι απώλειες του κάθε κτιρίου λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών και έπονται τα αποτελέσματα του προγράμματος με σχολιασμό και σύγκριση των σεναρίων. Τέλος στο 5 ο κεφάλαιο συνοψίζονται τα συμπεράσματα. Μέσω της εργασίας επιβεβαιώνεται πως με τις ελάχιστες απαιτήσεις που θέτει ο Κ.Εν.Α.Κ. για τα δομικά στοιχεία του κελύφους, δεν μπορεί να προκύψει κτίριο με χαμηλότερη ή ίση κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας συγκριτικά με το κτίριο αναφοράς, σε όλες τις ζώνες και χωρίς ύπαρξη εξελιγμένων μηχανολογικών συστημάτων. ii

5 Abstract This dissertation is an attempt to evaluate the Regulation on the energy performance in building, which is called K.En.A.K and entered into force the year 2010, in Greece. In order this thesis to be done, three buildings with differences in morphological characteristics and usage have been selected. The investigation of their energy behavior is made through a process of building simulation, using the software TEE-K.En.A.K (version ). The study aims to clarify the contribution of the buildings shell in reducing the loss of heat through conduction and due to the existence of thermal bridges. In order to meet the requirements of legislation, not only in thermal needs, but also in conserving the energy consumption in each climatic zone, many scenarios are selected, while two options in the thermal insulation of masonry have been examined a) in the core, b) on the outer side. In the 1 st chapter of this thesis, some general issues are developed such as the relationship between building sector and the energy problem, the condition of the building stock in Greece, and the basics on K.En.A.K. The assumptions made in the study, as well as the presentation of the software, are included in the 2 nd chapter. In the 3 rd chapter, all the characteristics of the three buildings are presented while there is also a comparison between them. Continuing to the 4 th chapter there are the losses due to the existence of thermal bridges in each building, and then the results of the software with annotation and comparison between the scenarios are following. Finally the 5 th chapter summarizes the conclusions. In conclusion, through this essay, it is confirmed that a building with lower or equal to the primary energy consumption of the reference building cannot be constructed in every climatic zone, only with the minimum requirements set by legislation for the components of a building s shell, and without sophisticated engineering systems. iii

6 Περιεχόμενα Πρόλογος... i Περίληψη... ii Abstract... iii Ευρετήριο πινάκων... iv Ευρετήριο γραφημάτων... ix Ευρετήριο εικόνων και σχημάτων... xi Πίνακας συμβόλων και εννοιών... xii 1 Εισαγωγή Σκοπός και δομή της διπλωματικής εργασίας Ενέργεια-περιβάλλον-κτίριο Η κατάσταση του κτιριακού δυναμικού της Ελλάδας Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης (Κ.Εν.Α.Κ.) Παρουσίαση μεθοδολογίας, παραδοχών και λογισμικού Μεθοδολογία και παραδοχές Παρουσίαση λογισμικού Γενικές πληροφορίες για το λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ Προσομοίωση κτιρίου στο λογισμικό Γενικά στοιχεία κτιρίου Γενικά στοιχεία θερμικής ζώνης Στοιχεία κελύφους θερμικής ζώνης Παρουσίαση κτιρίων Κτίριο 1 (Μονοκατοικία) Γενικά χαρακτηριστικά κτιρίου Οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες κτιρίου Μη θερμαινόμενος χώρος κτιρίου iv

7 3.2 Κτίριο 2 (Τριώροφη οικοδομή με πυλωτή και δώμα) Γενικά χαρακτηριστικά κτιρίου Οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες κτιρίου Μη θερμαινόμενος χώρος κτιρίου Κτίριο 3 (Τριώροφη οικοδομή με ισόγεια καταστήματα) Γενικά χαρακτηριστικά κτιρίου Οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες κτιρίου Μη θερμαινόμενος χώρος κτιρίου Ανακεφαλαιωτική παρουσίαση των τριών κτιρίων Αποτελέσματα ενεργειακής διερεύνησης των τριών κτιρίων Υπολογισμός θερμικών απωλειών των τριών κτιρίων Εισαγωγικό μέρος Θερμικές απώλειες κτιρίου Θερμικές απώλειες κτιρίου Θερμικές απώλειες κτιρίου Σύγκριση των θερμικών απωλειών των τριών κτιρίων Ενεργειακή διερεύνηση των τριών κτιρίων στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας Εισαγωγικό μέρος Αποτελέσματα κτιρίου Αποτελέσματα κτιρίου Αποτελέσματα κτιρίου Σύνοψη-Συμπεράσματα Βιβλιογραφία Παράρτημα Α: Υπολογισμοί κτιρίου Παράρτημα Β: Υπολογισμοί κτιρίου Παράρτημα Γ: Υπολογισμοί κτιρίου v

8 Ευρετήριο πινάκων Πίνακας 3.1-Εμβαδά και ύψος χώρων μονοκατοικίας Πίνακας 3.2-Εμβαδά και είδος οριζόντιων επιφανειών μονοκατοικίας Πίνακας 3.3-Εμβαδά και είδος κατακόρυφων επιφανειών μονοκατοικίας ανά προσανατολισμό Πίνακας 3.4-Εμβαδά και είδος οριζόντιων επιφανειών πολυκατοικίας Πίνακας 3.5-Εμβαδά και είδος κατακόρυφων επιφανειών πολυκατοικίας Πίνακας 3.6- Εμβαδόν και ύψος χώρων τριώροφης οικοδομής με ισόγεια καταστήματα Πίνακας 3.7-Εμβαδά και είδος οριζόντιων επιφανειών τριώροφης οικοδομής με ισόγεια καταστήματα Πίνακας 3.8-Εμβαδά και είδος κατακόρυφων επιφανειών τριώροφης οικοδομής με ισόγεια καταστήματα ανά προσανατολισμό Πίνακας 3.9- Βασικά χαρακτηριστικά των τριών κτιρίων Πίνακας 4.1- Θερμικές απώλειες κτιρίου 1 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για μόνωση τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα Πίνακας 4.2- Θερμικές απώλειες κτιρίου 1 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης Πίνακας 4.3- Θερμικές απώλειες κτιρίου 2 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για μόνωση τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα Πίνακας 4.4- Θερμικές απώλειες κτιρίου 2 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης Πίνακας 4.5- Θερμικές απώλειες κτιρίου 3 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για μόνωση τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα Πίνακας 4.6- Θερμικές απώλειες κτιρίου 3 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης Πίνακας 4.7- Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Α της Ελλάδας Πίνακας 4.8- Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Α) vi

9 Πίνακας 4.9- Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Α) Πίνακας Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Β της Ελλάδας Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Β) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Β) Πίνακας Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Γ της Ελλάδας Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Γ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Γ) Πίνακας Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Δ της Ελλάδας Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Δ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Δ) Πίνακας Ελάχιστα απαιτούμενα πάχη δομικών στοιχείων για κατασκευή του κτιρίου 1 με τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας πλήρωσης Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Α) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Α) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Β) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Β) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Γ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Γ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Δ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας vii

10 (ΖΩΝΗ Δ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Α) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Α) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Β) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Β) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Γ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Γ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Δ) Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Δ) Πίνακας Εξάρτηση της κατανάλωσης των κτιρίων αναφοράς από τις απώλειες των θερμογεφυρών στα κτίρια 1 και Πίνακας Μέγιστος επιτρεπόμενος συντελεστής θερμοπερατότητας Um κτιρίου για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας viii

11 Ευρετήριο γραφημάτων Γράφημα 3.1: Ποσοστιαία κατανομή θερμαινόμενης και μη θερμαινόμενης επιφάνειας Κτιρίων Γράφημα 3.2: Ποσοστιαία κατανομή των δομικών στοιχείων του κελύφους των κτιρίων Γράφημα 3.3: Ποσοστιαία κατανομή των επιφανειών του κελύφους των κτιρίων σε επαφή με αέρα, έδαφος και μη θερμαινόμενο χώρο Γράφημα 3.4: Ποσοστιαία κατανομή ανά είδος επιφανειών του κελύφους των κτιρίων σε επαφή με τον αέρα Γράφημα 4.1: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου1 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.2: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 1 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Γράφημα 4.3: Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης κτιρίου 1 ως προς τις απώλειες θερμότητας λόγω θερμογεφυρών Γράφημα 4.4: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου2 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.5: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 2 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Γράφημα 4.6: Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης κτιρίου 2 ως προς τις απώλειες θερμότητας λόγω θερμογεφυρών Γραφήματα : Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών καταστημάτων και κατοικιών κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γραφήματα : Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών καταστημάτων και κατοικιών κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Γραφήματα : Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης καταστημάτων και κατοικιών κτιρίου 3 ως προς τις απώλειες θερμότητας λόγω θερμογεφυρών Γράφημα 4.14: Συγκριτική παρουσίαση απωλειών θερμότητας των κτιρίων λόγω θερμογεφυρών Γράφημα 4.15: Συσχέτιση του λόγου Α/V και των απωλειών θερμότητας των κτιρίων ix

12 Γράφημα 4.16: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 1 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.17: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 1 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας Γράφημα 4.18: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 2 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.19: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 2 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας Γράφημα 4.20: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη και φωτισμό των καταστημάτων του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.21: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη και φωτισμό των καταστημάτων του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας Γράφημα 4.22: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη των κατοικιών του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.23: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη των κατοικιών του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας x

13 Ευρετήριο εικόνων και σχημάτων Εικόνα 1.1: Κατηγορίες ενεργειακής απόδοσης κτιρίων... 5 Εικόνα 1.2: Απεικόνιση κλιματικών ζωνών της Ελλάδας... 5 Εικόνα 2.1: Φόρμα «Γενικά στοιχεία κτιρίου»... 9 Εικόνα 2.2: Φόρμα «Γενικά στοιχεία κτιρίου»... 9 Εικόνα 2.3: Φόρμα «Γενικά στοιχεία θερμικής ζώνης» Εικόνα 2.4: Φόρμα «Στοιχεία κελύφους θερμικής ζώνης» Εικόνα 2.5: Φόρμα «Στοιχεία διαχωριστικής επιφάνειας θερμικής ζώνης Εικόνα 2.6: Φόρμα «Στοιχεία Η/Μ συστημάτων θερμικής ζώνης Σχήμα 1.1: Ποσοστιαία κατανομή των ελληνικών κτιρίων ανά χρονολογία κατασκευής, για το έτος Σχήμα 1.2: Ποσοστιαία μεταβολή στην ετήσια κατανάλωση ενέργειας ανά κατοικία κατά τα έτη Σχήμα 1.3: Μεταβολή στο δείκτη ενεργειακής απόδοσης ανά χώρα κατά την περίοδο συγκριτικά με την περίοδο xi

14 Πίνακας συμβόλων και εννοιών U U max U m U m, max U w R i R a R Λ λ Ψ Συντελεστής θερμοπερατότητας δομικών στοιχείων Μέγιστος συντελεστής θερμοπερατότητας δομικών στοιχείων Μέσος συντελεστής θερμοπερατότητας κτιρίου Μέγιστος συντελεστής θερμοπερατότητας κτιρίου Συντελεστής θερμοπερατότητας κουφωμάτων Αντίσταση θερμικής μετάβασης εσωτερικά Αντίσταση θερμικής μετάβασης εξωτερικά Αντίσταση θερμοδιαφυγής Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας Γραμμική θερμοπερατότητα xii

15 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή 1.1 Σκοπός και δομή της διπλωματικής εργασίας Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρείται η αξιολόγηση του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης των Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ.), ο οποίος μετράει μόνο δύο χρόνια ζωής, ως προς την απόδοσή του και την αποτελεσματικότητά του. Στα πλαίσια της προσπάθειας αυτής επιλέγονται τρία κτίρια με διαφορές ως προς τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά και τη χρήση τους, προσομοιώνονται στο λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ (έκδοση ), και διερευνώνται ως προς την ενεργειακή τους συμπεριφορά στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας. Σκοπός της διπλωματικής είναι να αποσαφηνιστεί η συμβολή των επιμέρους δομικών στοιχείων του κελύφους των κτιρίων. Συγκεκριμένα εξετάζονται οι απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών καθώς και η επιλογή του τρόπου μόνωσης της τοιχοποιίας πλήρωσης προκειμένου να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του Κ.Εν.Α.Κ. για κάλυψη θερμικών αναγκών και διατήρηση ενεργειακών καταναλώσεων στα επιθυμητά επίπεδα. Η διπλωματική εργασία αποτελείται από πέντε κεφάλαια και τρία παραρτήματα. Στο 1 ο και εισαγωγικό κεφάλαιο πέραν από το σκοπό της διπλωματικής, αναπτύσσονται κάποια ευρύτερα θέματα όπως η συσχέτιση του κτιριακού τομέα με το ενεργειακό πρόβλημα,η κατάσταση του κτιριακού δυναμικού της χώρας μας καθώς και μία σύντομη παρουσίαση του Κ.Εν.Α.Κ. Στο 2 ο κεφάλαιο αναλύονται οι παραδοχές που γίνονται κατά τη μελέτη των κτιρίων και παρουσιάζεται το λογισμικό του ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ. Στο 3 ο κεφάλαιο υπάρχουν όλα τα χαρακτηριστικά των τριών κτιρίων που μελετώνται, καθώς και συγκρίσεις μεταξύ τους. Το 4 ο κεφάλαιο περιέχει όλη τη διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, ενώ πρώτα αναλύονται οι απώλειες θερμότητας από το κέλυφός τους λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών. Στο 5 ο κεφάλαιο, που αποτελεί την κατακλείδα της διπλωματικής συγκεντρώνονται τα συμπεράσματα και η ανασκόπηση της εργασίας. Τέλος στο κάθε παράρτημα υπάρχουν τα σχέδια και οι αναλυτικοί υπολογισμοί για τον έλεγχο θερμικής επάρκειας του κάθε κτιρίου. 1

16 1.2 Ενέργεια-περιβάλλον-κτίριο Η εξέλιξη των κοινωνιών στο πέρασμα των αιώνων, σημειώθηκε κυρίως μέσω της προόδου στον τεχνολογικό, οικονομικό και πολιτισμικό τομέα. Η θετική αυτή εξέλιξη του ανθρώπου, οδήγησε σε αλόγιστη χρήση συμβατικών πηγών ενέργειας και αυξανόμενη κατανάλωση φυσικών πόρων. Ως αποτέλεσμα, το περιβάλλον επιβαρύνθηκε και δημιουργήθηκε η ανάγκη για λύση σε ένα πρόβλημα παγκόσμιο, προκείμενου οι βλάβες και τα σφάλματα, αν και εξαιρετικά δύσκολο, να αποκατασταθούν. Σημείο καμπής στην ιστορία είναι το έτος 1973, με το ξέσπασμα της ενεργειακής κρίσης. Έκτοτε όλοι οι κλάδοι που ασχολούνται με την ενέργεια, μεταξύ των οποίων και ο κτιριακός ως ένας από τους μεγαλύτερους καταναλωτές, ακολουθούν το μοντέλο της βιώσιμης ανάπτυξης. Σύμφωνα με τον γενικά αποδεκτό ορισμό της έκθεσης Brundtland(1987) βιώσιμη ή αειφόρος, χαρακτηρίζεται η ανάπτυξη που καλύπτει τις σημερινές ανάγκες χωρίς να αφαιρεί από τις μελλοντικές γενιές τη δυνατότητα να καλύψουν τις δικές τους. Ο σκοπός της ύπαρξης ενός κτιρίου είναι η διατήρηση των επιθυμητών επιπέδων θερμικής άνεσης και υγιεινής διαβίωσης στο εσωτερικό του, ώστε να μπορεί να καθίσταται λειτουργικό για την κάθε χρήση του. Για το λόγο αυτό καταναλώνει μεγάλα ποσά ενέργειας. Μέσω μελετών και επεμβάσεων που ξεκίνησαν στη δεκαετία του 1970 αποδείχτηκε πως η ενίσχυση του εξωτερικού κελύφους των κτιρίων μπορεί να μειώσει τις θερμικές απώλειες από αγωγιμότητα και αερισμό. Στη βάση αυτή στηρίζεται και η παρούσα διπλωματική εργασία. 1.3 Η κατάσταση του κτιριακού δυναμικού της Ελλάδας Στην Ελλάδα το πρώτο βασικό εργαλείο υπολογισμών και ελέγχων θερμικής επάρκειας των κτιρίων, αποτέλεσε ο Κανονισμός Θερμομόνωσης Κτιρίων μέσω του Π.Δ. στις (ΦΕΚ 362/Δ'/1979). Πριν από την εφαρμογή του νόμου αλλά και κατά την περίοδο προσαρμογής, τα κτίρια κατασκευάζονταν χωρίς μόνωση. Οι προϋπάρχουσες του Κανονισμού Θερμομόνωσης κατασκευές αντιστοιχούν στο 74,6% του συνόλου των κτιρίων κατά την τελευταία δημοσιευμένη απογραφή κτιρίων από την ΕΛ.ΣΤΑΤ. (Σχήμα 1.1). Επιπρόσθετα πληθώρα κτιρίων κατασκευάστηκαν μετά το 1980, αλλά η εφαρμογή του Κανονισμού έμεινε μόνον στη μελέτη του μηχανικού, για μείωση του κόστους κατασκευής. Ουσιαστικά η πλήρης εφαρμογή του Κανονισμού Θερμομόνωσης άρχισε μετά το 2001 (Balaras et al, Building and environment 2007). H εξέλιξη αυτή, συνετέλεσε στο γεγονός τα κτίρια της Ελλάδας να ευθύνονται για το 40% της συνολικής ενέργειας που καταναλώνει η χώρα μας, (σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία του Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας). Ένας ακόμη σημαντικός παράγοντας που ευθύνεται για την αυξημένη ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων της χώρας, είναι το είδος των κουφωμάτων που χρησιμοποιούνται στα κτίρια. Η χρήση διπλών υαλοπινάκων στα κουφώματα επιβλήθηκε με νόμο το 1979 χωρίς όμως να μεριμνά για τις ως τότε προϋπάρχουσες κατασκευές. Δεδομένου των ήπιων κλιματικών συνθηκών της χώρας μας, τα κτίρια της Ελλάδας χαρακτηρίζονται ίσως από τα 2

17 πιο ενεργοβόρα της Ευρώπης, αφού κατά την πάροδο μίας εικοσαετίας ( ) η Ελλάδα καταλαμβάνει την 1 η θέση μεταξύ 27 Ευρωπαϊκών χωρών, που έχει αυξήσει κατά 2,5% την ενεργειακή κατανάλωση του κτιριακού δυναμικού με χρήση την κατοικία, όταν κατά μέσο όρο στην Ευρώπη των 27 η ενεργειακή κατανάλωση σε κτίρια κατοικιών έχει μειωθεί κατά περίπου 1%.(Σχήμα 1.2) Σχήμα 1.1: Ποσοστιαία κατανομή των ελληνικών κτιρίων ανά χρονολογία κατασκευής, για το έτος 2001, [Πηγή: Balaras et al, Building and environment (2007)] Σχήμα 1.2: Ποσοστιαία μεταβολή στην ετήσια κατανάλωση ενέργειας ανά κατοικία κατά τα έτη ,[Πηγή: European Environment Agency, Energy efficiency and energy consumption in the household sector (assessment 2012)] Η ορθή εφαρμογή του Κανονισμού Θερμομόνωσης στην Ελλάδα ( ) επέφερε μόνο μία μικρή βελτίωση για τη χώρα μας 0,1% (Σχήμα 1.3) γεγονός που καθιστά επιτακτική την ανάγκη λήψης μέτρων για περαιτέρω βελτίωση της κατάστασης. 3

18 Σχήμα 1.3: Μεταβολή στο δείκτη ενεργειακής απόδοσης ανά χώρα κατά την περίοδο συγκριτικά με την περίοδο ,[Πηγή: European Environment Agency, Energy efficiency and energy consumption in the household sector (assessment 2012)] 1.4 Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης (Κ.Εν.Α.Κ.) Ο Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ.), τέθηκε σε ισχύ το 2010 (ΦΕΚ Β 407/ ) και είναι πλήρως εναρμονισμένος με τις απαιτήσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης και συγκεκριμένα με την 2002/91/ΕΚ οδηγία περί ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων. Μέσω του Κ.Εν.Α.Κ. θεσμοθετείται ο βιοκλιματικός σχεδιασμός των νέων κτιρίων ενώ αξιολογούνται για την ενεργειακή τους απόδοση τα ήδη υπάρχοντα, δίνοντάς τους περιθώρια και σενάρια βελτίωσης. Οι κύριες διαφορές του Κ.Εν.Α.Κ. από τον προηγούμενο ισχύοντα Κανονισμό Θερμομόνωσης είναι οι εξής: Λαμβάνονται υπ όψιν στο σχεδιασμό των κτιρίων βιοκλιματικά στοιχεία όπως προσανατολισμός, σχήμα Υπολογίζονται οι απώλειες θερμότητας του κτιρίου λόγω θερμογεφυρών που δημιουργούνται στις θέσεις συναρμογής των δομικών στοιχείων και των κουφωμάτων Λαμβάνεται υπ όψιν η επιρροή που προκύπτει από το σκιασμό του κτιρίου από πιθανά σκίαστρα, είτε αυτά οφείλονται σε απέναντι κτίρια, είτε σε αρχιτεκτονικές προεξοχές Εισάγονται νέες πιο αυστηρές τιμές θερμοπερατότητας U για τα δομικά στοιχεία Η Ελλάδα χωρίζεται σε τέσσερις κλιματικές ζώνες (Εικόνα 1.2) Κάθε κτίριο κατατάσσεται ανάλογα με την πρωτογενή κατανάλωση ενέργειας σε μία κατηγορία, τα νέα κτίρια δεν πρέπει να κατατάσσονται σε κατηγορία δυσμενέστερη της Β (Εικόνα 1.1) Επιβάλλεται η έκδοση Πιστοποιητικού Ενεργειακής Απόδοσης για κάθε νέα μίσθωση ή αγοραπωλησία ακόμη και σε υφιστάμενα κτίρια. 4

19 Εικόνα 1.1: Κατηγορίες ενεργειακής απόδοσης κτιρίων, [Πηγή: Κ.Εν.Α.Κ ΦΕΚ Β 407/ ) Εικόνα 1.2: Απεικόνιση κλιματικών ζωνών της Ελλάδας,[Πηγή: Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010, (2010)] 5

20 Κεφάλαιο 2 Παρουσίαση μεθοδολογίας, παραδοχών και λογισμικού 2.1 Μεθοδολογία και παραδοχές Στα πλαίσια εκπόνησης της παρούσας διπλωματικής εργασίας, επιχειρείται η διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης τριών κτιρίων στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας, σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ. Η Μελέτη Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων αντικαθιστά τη μελέτη θερμομόνωσης και βασίζεται σε μια συγκεκριμένη μεθοδολογία η οποία αναφέρεται: α) στην απαίτηση κάλυψης ελάχιστων προδιαγραφών του κτιρίου όσον αφορά στο σχεδιασμό του, το κτιριακό κέλυφος και τις ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις και β) στη σύγκρισή του με το κτίριο αναφοράς. Ως κτίριο αναφοράς νοείται κτίριο με τα ίδια γεωμετρικά χαρακτηριστικά, θέση, προσανατολισμό, χρήση και χαρακτηριστικά λειτουργίας με το εξεταζόμενο κτίριο που πληροί όμως ελάχιστες προδιαγραφές και έχει καθορισμένα τεχνικά χαρακτηριστικά. Προκειμένου να διερευνηθούν οι παράγοντες που επιδρούν στην ενεργειακή απόδοση των τριών προς μελέτη κτιρίων, κρίθηκε σκόπιμο να γίνουν κάποιες παραδοχές: Οι ανταλλαγές θερμότητας μεταξύ των επιμέρους δομικών στοιχείων και του περιβάλλοντος ακολουθούν συγκεκριμένους μηχανισμούς. Τα δεδομένα του δροσισμού, της υγρασίας και της θερμικής άνεσης θεωρούνται σταθερές μεταβλητές. Αρχικά επιλέχθηκαν κουφώματα με συνθετικό πλαίσιο και διπλούς υαλοπίνακες. Όλα τα δομικά υλικά επιλέχθηκαν βάση της πιστοποίησης CE. Η επίδραση του σκιασμού των κτιρίων από την ύπαρξη φυσικών ή τεχνητών εμποδίων δε λαμβάνεται υπόψη (πανταχόθεν ελεύθερο). Η επίδραση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας λαμβάνεται υπόψη αναλυτικά για τις διαφανείς επιφάνειες ενώ συντηρητικά για τις αδιαφανείς. Ορίσθηκαν μόνο συστήματα θέρμανσης και ψύξης για τις κατοικίες και επιπλέον φωτισμός για τα καταστήματα, καθώς αποτελούν τα κυριότερα συστήματα που πρέπει να υπάρχουν σε κάθε κτίριο. Οι τιμές τους αντιστοιχούν στις ελάχιστες 6

21 απαιτήσεις του κτιρίου αναφοράς που ορίζουν οι τεχνικές οδηγίες του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος. Η λειτουργία των κτιρίων μελετάται ξεχωριστά για τη χειμερινή και τη θερινή περίοδο. Για όσα δεδομένα έχουν ληφθεί από τις τεχνικές οδηγίες και χρειάστηκε ο υπολογισμός των ακριβών τιμών τους, ακολουθήθηκε η μέθοδος της γραμμικής παρεμβολής. 2.2 Παρουσίαση λογισμικού Γενικές πληροφορίες για το λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ. Για τη Μελέτη Ενεργειακής Απόδοσης των εξεταζόμενων κτιρίων χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό του ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ. και συγκεκριμένα η έκδοση , το οποίο αναπτύχθηκε από την Ομάδα Εξοικονόμησης Ενέργειας, του Ινστιτούτου Ερευνών Περιβάλλοντος και Βιώσιμης Ανάπτυξης (ΙΕΠΒΑ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΕΑΑ) στο πλαίσιο του προγράμματος συνεργασίας με το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας (ΤΕΕ). Το λογισμικό αυτό εφαρμόζει τους απαραίτητους αλγόριθμους για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων στην Ελλάδα, βασιζόμενο στην μεθοδολογία Ευρωπαϊκών προτύπων (ΕΛΟΤ ΕΝ ISO 13790, κ.α.) καθώς και στα σχετικά εθνικά πρότυπα και στις αντίστοιχες Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. Στο λογισμικό εισάγονται δεδομένα σχετικά με τα γεωμετρικά και τεχνικά χαρακτηριστικά των δομικών στοιχείων του κτιριακού κελύφους (θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών στοιχείων, σκιάσεις κ.α.), καθώς και τα τεχνικά χαρακτηριστικά των απαραίτητων Η/Μ εγκαταστάσεων για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης / ενεργειακής κατάταξης του κτιρίου. Τα δεδομένα και τα αποτελέσματα των υπολογισμών, εκτυπώνονται σε αντίστοιχες αναφορές του λογισμικού. Το λογισμικό δεν υποστηρίζει τις μελέτες σχεδιασμού του κτιρίου (π.χ. αρχιτεκτονική μελέτη, μελέτη θέρμανσης, κλιματισμού και λοιπών Η/Μ εγκαταστάσεων). Το λογισμικό αυτό χρησιμοποιείται για την διαδικασία ενεργειακής επιθεώρησης, προκειμένου για τον υπολογισμό ενεργειακής απόδοσης και ενεργειακής κατάταξη των κτιρίων, με σκοπό την έκδοση του Πιστοποιητικού Ενεργειακής Απόδοσης - ΠΕΑ. Επίσης χρησιμοποιείται στο στάδιο σύνταξης και υποβολής Μελέτης Ενεργειακής Απόδοσης και μόνο για τους υπολογισμούς ενεργειακής απόδοσης και ενεργειακής κατάταξης του κτιρίου, προκειμένου να υπάρχει κοινή μεθοδολογία και αντιστοιχία των αποτελεσμάτων της μελέτης με εκείνα της ενεργειακής επιθεώρησης μετά την ολοκλήρωση κατασκευής του κτιρίου. Σύμφωνα με το άρθρο 5 του Κ.Εν.Α.Κ., για τους υπολογισμούς της ενεργειακής απόδοσης και της ενεργειακής κατάταξης των κτιρίων εφαρμόζεται η μέθοδος 7

22 ημισταθερής κατάστασης μηνιαίου βήματος του Ευρωπαϊκού Προτύπου ΕΛΟΤ ΕΝ ISO 13790, και των υπολοίπων σχετικών προτύπων. ( enak) Προσομοίωση κτιρίου στο λογισμικό Το κάθε εξεταζόμενο κτίριο προσομοιώνεται στο λογισμικό του ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ μέσω μιας διαδικασίας εισαγωγής δεδομένων, τα οποία απαιτεί το πρόγραμμα για την εκτέλεσή του. Ακολουθεί μία σύντομη παρουσίαση των στοιχείων που είναι απαραίτητα Γενικά στοιχεία κτιρίου Στη συγκεκριμένη φόρμα (Εικόνα 2.1), η οποία είναι η πρώτη που συναντάμε κατά την είσοδο στο λογισμικό, εισάγονται δεδομένα όπως η χρήση του κτιρίου (κατοικία, γραφείο κλπ), τα κλιματολογικά δεδομένα της περιοχής, καθώς και άλλα στοιχεία που δεν έχουν να κάνουν με την ενεργειακή μελέτη, αλλά με τα στοιχεία του ιδιοκτήτη και του πολεοδομικού γραφείου που εκδίδει την οικοδομική άδεια. Για τις ανάγκες της διπλωματικής επιλέγεται μόνον η χρήση του εκάστοτε κτιρίου (καταστήματα ή κατοικία) και τέσσερις διαφορετικές πόλεις της Ελλάδας ώστε να ανήκει μία σε κάθε διαφορετική κλιματική ζώνη συγκεκριμένα (Κως, Πύργος, Θεσσαλονίκη, Κοζάνη). Στη συνέχεια ακολουθεί η εισαγωγή επιπλέον στοιχείων του κτιρίου (Εικόνα 2.2.) σχετικά με: Τη συνολική επιφάνεια του κτιρίου όπου εισάγεται το συνολικό εμβαδόν του δαπέδου της κατασκευής, λαμβάνοντας υπ όψιν τις εξωτερικές διαστάσεις της και προσμετρώντας κύριους, βοηθητικούς και κοινόχρηστους χώρους. Το θερμαινόμενο όγκο του κτιρίου, όπου εισάγεται ο συνολικός όγκος που θερμαίνεται, λαμβάνοντας υπ όψιν τις εξωτερικές διαστάσεις τις κατασκευής. Τον αριθμό των θερμικών ζωνών, δηλαδή των χώρων που έχουν διαφορετικές χρήσεις (π.χ. ύπαρξη γραφείων και κατοικιών σε ένα κτίριο). Τον αριθμό των μη θερμαινόμενων και των ηλιακών χώρων εφ όσον υπάρχουν. 8

23 Εικόνα 2.1: Φόρμα «Γενικά στοιχεία κτιρίου»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ.) Στη φάση αυτή, δηλαδή κατά την εισαγωγή των στοιχείων της εικόνας 2.2. το λογισμικό δημιουργεί το «δέντρο πλοήγησης» μεταξύ των διαφορετικών ζωνών και χώρων του κτιρίου (Εικόνα 2.3 αριστερά) Εικόνα 2.2: Φόρμα «Γενικά στοιχεία κτιρίου»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ.) Γενικά στοιχεία θερμικής ζώνης Στη συγκεκριμένη φόρμα (Εικόνα 2.3) εισάγονται πλέον τα στοιχεία τα οποία λαμβάνονται υπ όψιν στους υπολογισμούς του προγράμματος και αναφέρονται στη θερμική ζώνη. Αυτά είναι συγκεκριμένα: Η συνολική επιφάνεια της ζώνης, δηλαδή το συνολικό εμβαδόν δαπέδου του χώρου που θερμαίνεται, λαμβάνοντας υπόψη τις εξωτερικές διαστάσεις της κατασκευής. Η μέση κατανάλωση του κτιρίου για ζεστό νερό χρήσης (ΖΝΧ). Η τιμή αυτή λαμβάνεται από τον πίνακα 2.5 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στη σελίδα 30, ανάλογα με τη χρήση της ζώνης και πολλαπλασιάζεται με το εμβαδόν της. Η ανηγμένη θερμοχωρητικότητα της κατασκευής, που είναι η μέση ειδική θερμοχωρητικότητα της κατασκευής και επιλέγεται σύμφωνα με τον πίνακα 3.13 Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στη σελίδα 64. 9

24 Διείσδυση του αέρα από τα κουφώματα, είναι ουσιαστικά ο αερισμός της κατασκευής που σχετίζεται με την αεροστεγανότητα των κουφωμάτων και υπολογίζεται σύμφωνα με τον πίνακα 3.26 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στη σελίδα 79. Αριθμός καμινάδων, στην περίπτωση ύπαρξης τζακιών ή θυρίδων εξαερισμού εφόσον υπάρχουν. Δέντρο πλοήγησης Εικόνα 2.3: Φόρμα «Γενικά στοιχεία θερμικής ζώνης»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ.) Στοιχεία κελύφους θερμικής ζώνης Στη συγκεκριμένη φόρμα (Εικόνα 2.4) εισάγονται τα στοιχεία του κελύφους της θερμικής ζώνης. Τα στοιχεία εισάγονται ξεχωριστά για διαφανείς, αδιαφανείς και επιφάνειες σε επαφή με το έδαφος. Σε κάθε καρτέλα, ανάλογα με το είδος των επιφανειών εισάγεται το είδος του δομικού στοιχείου ή του κουφώματος, ο προσανατολισμός του (0 για επιφάνεια προς Βορρά, 90 για επιφάνεια προς Ανατολή, 180 για επιφάνεια προς Νότο και 270 για επιφάνεια προς Δύση), η κλίση του (90 για κατακόρυφες επιφάνειες, 0 για οροφές, 180 για πυλωτές), το εμβαδόν του, ο συντελεστής θερμοπερατότητας (U)-o οποίος έχει ήδη υπολογιστεί αναλυτικά σύμφωνα με τον τύπο 2.1 για τις αδιαφανείς επιφάνειες και σύμφωνα με τον τύπο 2.2 για τις διαφανείς επιφάνειες - και τέλος οι διάφορες σκιάσεις. Εικόνα 2.4: Φόρμα «Στοιχεία κελύφους θερμικής ζώνης»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ.) 10

25 [W/(m 2 K)] (2.1) Όπου: U [W/m 2 K] : ο συντελεστής θερμοπερατότητας του δομικού στοιχείου, n [-] : το πλήθος των στρώσεων του δομικού στοιχείου d [m] : το πάχος κάθε στρώσης του δομικού στοιχείου λ [W/(mK)]: ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του υλικού κάθε στρώση R δ [m 2 K/W]: η θερμική αντίσταση στρώματος αέρα σε τυχόν υφιστάμενο διάκενο ανάμεσα στις στρώσεις του δομικού στοιχείου, με την προϋπόθεση ότι ο αέρας του διακένου δεν επικοινωνεί με το εξωτερικό περιβάλλον και θεωρείται πρακτικά ακίνητος, R i [m 2 K/W] : η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από τον εσωτερικό χώρο προς το δομικό στοιχείο, R a [m 2 K/W] : : η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από το δομικό στοιχείο προς το εξωτερικό περιβάλλον. [W/(m 2 K)] (2.2) Όπου: U w [W/m 2 K] : ο συντελεστής θερμοπερατότητας όλου του κουφώματος, U f [W/m 2 K]: ο συντελεστής θερμοπερατότητας του πλαισίου του κουφώματος,(ανάλογα με το υλικό κατασκευής του λαμβάνεται η ανάλογη τιμή από τον πίνακα 11 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στη σελίδα 67 U g [W/m 2 K]: ο συντελεστής θερμοπερατότητας του υαλοπίνακα του κουφώματος, (λαμβάνεται από τον πίνακα 12 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στη σελίδα 68 A f [m 2 ]: το εμβαδόν επιφάνειας του πλαισίου του κουφώματος A g [m 2 ]: το εμβαδόν επιφάνειας του υαλοπίνακα του κουφώματος I g [m]: το μήκος της θερμογέφυρας του υαλοπίνακα του κουφώματος (μήκος συναρμογής πλαισίου-υαλοπίνακα, δηλαδή η περίμετρος του υαλοπίνακα) Ψ g [W/(mK)] : ο συντελεστής γραμμικής θερμοπερατότητας του υαλοπίνακα του κουφώματος κουφώματος (λαμβάνεται από τον πίνακα 13 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στη σελίδα 68) 11

26 Τέλος στην συγκεκριμένη καρτέλα εισάγονται οι απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών οι οποίες έχουν εντοπιστεί εκ των προτέρων σύμφωνα με τον πίνακα 14 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στις σελίδες ανάλογα με τις κατηγορίες τους. Οι θερμικές απώλειες κατά μήκος μίας θερμογέφυρας υπολογίζονται από τον τύπο 2.3. [W/K] (2.3) Όπου : Ψ: ο συντελεστής γραμμικής θερμοπερατότητας του κάθε τύπου θερμογέφυρας, (λαμβάνεται από τον πίνακα 14 της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στις σελίδες 75-96) l: το συνολικό μήκος του κάθε τύπου θερμογέφυρας που αναπτύσσεται στο περίβλημα του κτιρίου μετρούμενο σε μέτρα. Στη συνέχεια ακολουθεί η φόρμα της εικόνας 2.5 όπου εισάγονται τα στοιχεία της διαχωριστικής επιφάνειας, δηλαδή της επιφάνειας που διαχωρίζει τον θερμαινόμενο χώρο του κτιρίου από τον μη θερμαινόμενο. Εισάγονται ένα, ένα τα δομικά στοιχεία και οι απώλειες λόγω θερμογεφυρών, όπως εισήχθησαν προηγούμενος τα ανάλογα στοιχεία της θερμικής ζώνης. Εικόνα 2.5: Φόρμα «Στοιχεία διαχωριστικής επιφάνειας θερμικής ζώνης»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ.) Έπεται η εισαγωγή των συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και φωτισμού, τα οποία όπως έχει ήδη αναφερθεί στις παραδοχές τις εργασίας στην ενότητα 2.1 του ιδίου κεφαλαίου, ανταποκρίνονται στις ελάχιστες απαιτήσεις του κτιρίου αναφοράς που θέτουν οι Τεχνικές 12

27 Οδηγίες και συγκεκριμένα η Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 στο κεφάλαιο 4, ανάλογα με τη χρήση του κτιρίου. Εικόνα 2.6: Φόρμα «Στοιχεία Η/Μ συστημάτων θερμικής ζώνης»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ- Κ.Εν.Α.Κ.) Τέλος πριν την εκτέλεση του προγράμματος απαιτείται η εισαγωγή των δομικών στοιχείων και των κουφωμάτων του μη θερμαινόμενου χώρου, όπως εισήχθησαν και πριν αυτά της θερμικής ζώνης. Εικόνα 2.7: Φόρμα «Στοιχεία μη θερμαινόμενου χώρου»,(πηγή: Λογισμικό ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ.) Με την εκτέλεση του προγράμματος το κτίριο κατατάσσεται σε μία κατηγορία από αυτές της εικόνας 1.2 και εμφανίζεται η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας. 13

28 Κεφάλαιο 3 Παρουσίαση κτιρίων 3.1 Κτίριο 1 (Μονοκατοικία) Το πρώτο κτίριο που διερευνάται για την ενεργειακή του απόδοση, είναι μία μονοκατοικία αποτελούμενη από ισόγειο, πρώτο (1 ο ), και δεύτερο (2 ο ) όροφο με στέγη. Η αρχιτεκτονική μορφή καθώς και τα στοιχεία του κελύφους κάθε ορόφου διαφέρουν μεταξύ τους, δηλαδή δεν έχουμε έναν τυπικό όροφο. Το δάπεδο του ισογείου έρχεται σε επαφή με το έδαφος και υπάρχουν επιφάνειες δωμάτων στην οροφή του ισογείου καθώς και του πρώτου ορόφου. Χαρακτηριστικό του κτιρίου αυτού είναι ότι στη Νότια πλευρά του συναντάται σημαντικό ποσοστό ανοιγμάτων και υπάρχει κλιμακοστάσιο, το οποίο έρχεται σε επαφή μόνο με μικρό τμήμα του 1 ου ορόφου, δηλαδή το κτίριο έχει μικρή επιφάνεια σε μη θερμαινόμενο χώρο. Στη βορινή πλευρά του κτιρίου δεν υπάρχουν καθόλου ανοίγματα. Η κύρια όψη της μονοκατοικίας βρίσκεται στην ανατολή, όπου υπάρχει και το μεγαλύτερο ποσοστό των ανοιγμάτων, ενώ οι επιφάνειες ανοιγμάτων με δυτικό προσανατολισμό είναι ελάχιστες Γενικά χαρακτηριστικά κτιρίου 1 Η συνολική επιφάνεια του κτιρίου (υπολογίζοντας τις εξωτερικές διαστάσεις της κατασκευής) είναι Ε=300,49 τ.μ. και το συνολικό ύψος της κατασκευής είναι 10 μέτρα. Στον πίνακα 3.1 παρουσιάζονται οι επιμέρους όροφοι με τα χαρακτηριστικά τους Πίνακας 3.1-Εμβαδά και ύψος χώρων μονοκατοικίας Χώρος Εμβαδόν Ύψος Ισόγειο 115,86 τ.μ. 3,05 μ 1 ος όροφος 115,08 τ.μ. 3,00 μ 2 ος όροφος 55,51 τ.μ. 2,90 μ Κλιμακοστάσιο (Μ.Θ.Χ) 14,04 τ.μ. 5,50 μ Ο συνολικός θερμαινόμενος όγκος του κτιρίου ισούται με V=859,59 κ.μ. 14

29 Η επιφάνεια της θερμικής ζώνης, είναι το άθροισμα όλων των επιφανειών, πλην του κλιμακοστασίου, του πίνακα 3.1. Δηλαδή η θερμική ζώνη του κτιρίου έχει συνολική επιφάνεια ΣΕ (ζώνης) =286,45 τ.μ Οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες κτιρίου 1 Οι οριζόντιες επιφάνειες της μονοκατοικίας που θερμομονώνονται για την αποφυγή μεταφοράς της θερμότητας είναι: Α) το δάπεδο του ισογείου το οποίο εδράζεται στο έδαφος, αφού στη μονοκατοικία δεν υπάρχει υπόγειο Β) μικρό μέρος της οροφής του ισογείου και το 50% της οροφής του 1 ου ορόφου τα οποία λόγω ύπαρξης εσοχών και εξωστών αντιμετωπίζονται ως βατά δώματα Γ) η οροφή του 2 ου ορόφου η οποία βρίσκεται κάτω από μη θερμαινόμενη στέγη Δ) μικρό μέρος του δαπέδου του 1 ου ορόφου το οποίο έρχεται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα και αντιμετωπίζεται σαν πυλωτή Τα εμβαδά των επιφανειών αυτών συγκεντρώνονται στον πίνακα 3.2 Πίνακας 3.2-Εμβαδά και είδος οριζόντιων επιφανειών μονοκατοικίας Είδος οριζόντιας επιφάνειας Εμβαδόν Δάπεδο σε επαφή με έδαφος 107,70 τ.μ. Δάπεδο σε επαφή με αέρα (Δώμα) 63,72 τ.μ. Δάπεδο πάνω από πυλωτή 3,50 τ.μ. Οροφή κάτω από στέγη 56,23 τ.μ. Όσον αφορά στις κατακόρυφες επιφάνειες του πρώτου κτιρίου, τα δομικά στοιχεία και τα ανοίγματα του κάθε προσανατολισμού είναι αυτά του πίνακα 3.3: Πίνακας 3.3-Εμβαδά και είδος κατακόρυφων επιφανειών μονοκατοικίας ανά προσανατολισμό Είδος κατακόρυφης επιφάνειας Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με ΜΘΧ Σκυρόδεμα σε επαφή με αέρα Σκυρόδεμα σε επαφή με ΜΘΧ Ανοίγματα σε επαφή με αέρα Ανοίγματα σε επαφή με ΜΘΧ Εμβαδόν ανά προσανατολισμό (τ.μ.) (ποσοστό στο σύνολο του δομικού στοιχείου) Ανατολή Νότος Δύση Βοράς 52,82 34,38 61,50 60,14 (25,29%) (16,46%) (29,45%) (28,79%) 0 4, (0%) (100%) (0%) (0%) 22,90 32,24 35,62 33,36 (18,45%) (25,97)% (28,69%) (26,87%) 0 2, (0%) (100%) (0%) (0%) 22,96 21,36 10,62 0 (41,79%) (38,88%) (19,33%) (0%) 0 2, (0%) (100%) (0%) (0%) Όπως προκύπτει από τον πίνακα 3.3 στο κτίριο της μονοκατοικίας: 15

30 το συνολικό ποσοστό των ανοιγμάτων (80%) συγκεντρώνεται σε Νότο και Ανατολή η οπτοπλινθοδομή που έρχεται σε επαφή με αέρα καταλαμβάνει μεγαλύτερο ποσοστό στη βορινή και δυτική πλευρά του κτιρίου, καθώς εκεί τα ανοίγματα απουσιάζουν ή είναι λιγοστά μικρό μέρος της νότιας επιφάνειας της κατασκευής εφάπτεται με το χώρο του κλιμακοστασίου ο οποίος είναι μη θερμαινόμενος Μη θερμαινόμενος χώρος κτιρίου 1 (κλιμακοστάσιο) Το κλιμακοστάσιο της μονοκατοικίας βρίσκεται στη νότια πλευρά της κατασκευής. Είναι όλο κατασκευασμένο από οπλισμένο σκυρόδεμα και στις δύο από τις τρεις πλευρές του που έρχονται σε επαφή με τον αέρα υπάρχουν δύο ανοίγματα. Το άνοιγμα με τη μεγαλύτερη επιφάνεια έχει νότιο προσανατολισμό ενώ το μικρότερο άνοιγμα είναι προσανατολισμένο ανατολικά. Η συνολική επιφάνεια του κλιμακοστασίου είναι Ε (Μ.Θ.Χ.) = 14,04 τ.μ. και ο όγκος του ισούται με V (Μ.Θ.Χ.) = 75, 816. Στην οροφή του υπάρχει στέγη, ενώ το δάπεδό του εφάπτεται με το έδαφος. 3.2 Κτίριο 2 (Τριώροφη οικοδομή με πυλωτή και δώμα) Το δεύτερο κτίριο που μελετάται ως προς την ενεργειακή του απόδοση είναι μία τριώροφη οικοδομή αποτελούμενη από έξι (6) διαμερίσματα κατοικιών, δύο σε κάθε όροφο. Η διαμερισμάτωση των ορόφων είναι πανομοιότυπη οπότε και συναντάται το φαινόμενο του «τυπικού ορόφου». Η πρόσβαση στα διαμερίσματα γίνεται μέσω κλιμακοστασίου, το οποίο είναι τοποθετημένο στο κέντρο της κατασκευής, δηλαδή και τα δύο διαμερίσματα του κάθε ορόφου εφάπτονται με το χώρο του κλιμακοστασίου, το οποίο έχει βόρειο προσανατολισμό. Στη δυτική καθώς και στην ανατολική πλευρά του κάθε ορόφου υπάρχουν ημιυπαίθριοι χώροι που συμβάλουν σημαντικά στη σκίαση των διαφανών επιφανειών της θερμικής ζώνης. Χαρακτηριστικό του συγκεκριμένου κτιρίου είναι το μεγάλο ποσοστό των οριζόντιων επιφανειών του που έρχονται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα (πυλωτή-δώμα) Γενικά στοιχεία κτιρίου 2 Η συνολική επιφάνεια της πολυκατοικίας (μετρώντας τις εξωτερικές διαστάσεις της ισούται με Ε=511,03 τ.μ. Από αυτά τα 430,83 τ.μ. αποτελούν τις κατοικίες οι οποίες αντιμετωπίζονται ως μία θερμική ζώνη, συνεπώς η συνολική επιφάνεια της ζώνης είναι Ε (ζώνης) =430,83 τ.μ. Το ύψος της πολυκατοικίας φτάνει τα 13 μέτρα. Ο όγκος που θερμαίνεται στην κατασκευή αυτή υπολογίζεται σε V=1293,215 κ.μ Οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες κτιρίου 2 Προκειμένου να υπάρχουν κατάλληλες συνθήκες θερμικής άνεσης στους ενοίκους της πολυκατοικίας οι οριζόντιες επιφάνειες που χρήζουν μεγάλης προσοχής στη θερμομόνωση 16

31 είναι η πυλωτή και το δώμα. Στον πίνακα 3.4 παρουσιάζονται τα εμβαδά των επιφανειών αυτών. Πίνακας 3.4-Εμβαδά και είδος οριζόντιων επιφανειών πολυκατοικίας Είδος οριζόντιας επιφάνειας Εμβαδόν Δάπεδο σε επαφή με αέρα (Δώμα) 115,80 τ.μ. Δάπεδο πάνω από πυλωτή 115,80 τ.μ. Οι κατακόρυφες επιφάνειες του δεύτερου κτιρίου συγκεντρώνονται στον πίνακα 3.5 ανά προσανατολισμό, για αδιαφανή και διαφανή στοιχεία. Πίνακας 3.5-Εμβαδά και είδος κατακόρυφων επιφανειών πολυκατοικίας Είδος κατακόρυφης επιφάνειας Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με ΜΘΧ Σκυρόδεμα σε επαφή με αέρα Σκυρόδεμα σε επαφή με ΜΘΧ Ανοίγματα σε επαφή με αέρα Ανοίγματα σε επαφή με ΜΘΧ Εμβαδόν ανά προσανατολισμό (τ.μ.) (ποσοστό στο σύνολο του δομικού στοιχείου) Ανατολή Νότος Δύση Βοράς 50,85 58,61 54,00 61,73 (22,58%) (26,03%) (23,98%) (27,41%) ,06 (0%) (0%) (0%) (100%) 31,49 44,36 68,19 87,16 (13,62%) (19,18)% (29,49%) (37,70%) ,39 (0%) (0%) (0%) (100%) 19,01 33,39 40,50 5,10 (19,44%) (33,93%) (41,41%) (5,22%) ,50 (0%) (0%) (0%) (100%) Από τον πίνακα 3.5 εξάγονται τα εξής συμπεράσματα για το κτίριο της πολυκατοικίας: Στη βορινή πλευρά του υπάρχει ελάχιστο ποσοστό διαφανών στοιχείων (ανοιγμάτων) Η διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ των διαμερισμάτων και του κλιμακοστασίου έχει βορινό προσανατολισμό Μεγάλες επιφάνειες ανοιγμάτων υπάρχουν στην νότια και δυτική όψη του κτιρίου Μη θερμαινόμενος χώρος κτιρίου 2 (κλιμακοστάσιο) To κλιμακοστάσιο, αποτελεί τον μη θερμαινόμενο χώρο του δεύτερου κτιρίου. Από τις πλευρές του, η βορινή είναι αυτή που έρχεται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα. Η νότια πλευρά του κλιμακοστασίου, που ουσιαστικά είναι οι βόρεια των κατοικιών, αποτελεί τη διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ θερμαινόμενων χώρων (κατοικίες) και μη θερμαινόμενου χώρου (κλιμακοστάσιο). Οι εξώπορτες των διαμερισμάτων οδηγούν στον μη θερμαινόμενο χώρο. Ο χώρος του κλιμακοστασίου καταλαμβάνει μεγάλο όγκο του κτιρίου, καθώς ξεκινάει από το υπόγειο, και καταλήγει σε ύψος 2,10 μέτρων πάνω από το δώμα. Συνεπώς το δάπεδό του και μέρος των περιμετρικών του τοιχίων έρχεται σε επαφή με το έδαφος, ενώ η οροφή 17

32 του και το υπόλοιπο μέρος των τοιχίων που δεν βρίσκεται μέσα στη γη είναι εκτεθειμένο στον εξωτερικό αέρα. Η συνολική επιφάνεια του μη θερμαινόμενου χώρου ισούται με Ε (Μ.Θ.Χ) = 80,20 τ.μ. και ο όγκος του είναι ίσος με V (Μ.Θ.Χ.) =224,56 τ.μ. Στη βορινή του πλευρά υπάρχουν τρία (3) ανοίγματα, ενώ η είσοδος του κλιμακοστασίου από την οποία γίνεται η πρόσβαση στην οικοδομή έχει νότιο προσανατολισμό. 3.3 Κτίριο 3 (Τριώροφη οικοδομή με ισόγεια καταστήματα) Το τρίτο κτίριο το οποίο διερευνάται σχετικά με την ενεργειακή του απόδοση είναι μια οικοδομή η οποία στο ισόγειο στεγάζει καταστήματα ενώ στον πρώτο και δεύτερο όροφο κατοικίες. Υπάρχει υπόγειος χώρος, η οροφή του οποίου αποτελεί το δάπεδο των καταστημάτων, και στέγη πάνω από τον δεύτερο όροφο των κατοικιών, χωρίς όμως να καλύπτει όλη τους την οροφή. Το τμήμα που δεν καλύπτεται από τη στέγη αποτελεί επιφάνεια δώματος. Χαρακτηριστικό του τρίτου κτιρίου είναι το μικρό ποσοστό των οριζόντιων επιφανειών που εκτίθενται στον εξωτερικό αέρα, λόγω ύπαρξης υπογείου και στέγης. Στην οικοδομή υπάρχει κλιμακοστάσιο το οποίο είναι μη θερμαινόμενο, και βρίσκεται στο κέντρο της κατασκευής. Η πρόσοψη του κτιρίου είναι προσανατολισμένη δυτικά. Τόσο στα καταστήματα όσο και στις κατοικίες τα ανοίγματα έχουν κυρίως νότιο και δυτικό προσανατολισμό, ενώ μικρό ποσοστό ανοιγμάτων εμφανίζεται στο βορά Γενικά στοιχεία κτιρίου 3 H συνολική επιφάνεια του κτιρίου, λαμβάνοντας υπ όψιν τις εξωτερικές διαστάσεις της κατασκευής, ισούται με Ε (ολικό) =887,85 τ.μ.. Στην επιφάνεια αυτή προσμετρούνται τα εμβαδά των καταστημάτων, των κατοικιών καθώς και των μη θερμαινόμενων χώρων του κλιμακοστασίου και του υπογείου. Το συνολικό ύψος της κατασκευής ανέρχεται σε 10,30 μέτρα.αναλυτικά τα επιμέρους εμβαδά και τα ύψη των ανωτέρω χώρων περιγράφονται στον πίνακα 3.6 που ακολουθεί. Πίνακας 3.6- Εμβαδόν και ύψος χώρων τριώροφης οικοδομής με ισόγεια καταστήματα Χώρος Εμβαδόν Ύψος Υπόγειο (Μ.Θ.Χ.) 254,22 τ.μ. (-3,00) μ Ισόγειο (καταστήματα) 219,73 τ.μ. 4,30 μ Κλιμακοστάσιο ισογείου (Μ.Θ.Χ.) 27,41 τ.μ. 4,30 μ 1 ος όροφος 164,42 τ.μ. 3,00 μ Κλιμακοστάσιο 1 ου ορόφου (Μ.Θ.Χ.) 28,82 τ.μ. 3,00 μ 2 ος όροφος 164,42 τ.μ. 3,00 μ Κλιμακοστάσιο 2 ου ορόφου (Μ.Θ.Χ) 28,82 τ.μ. 3,00 μ 18

33 Κατά τη μελέτη ενεργειακής απόδοσης του συγκεκριμένου κτιρίου τα καταστήματα αντιμετωπίζονται χωριστά από τις κατοικίες, λόγω διαφορετικών απαιτήσεων και διερευνώνται ως τμήμα της όλης κατασκευής. Κάθε φορά θεωρείται ότι έχουμε μία θερμική ζώνη στο τμήμα όπου μελετάται αυτή των καταστημάτων ή αυτή των κατοικιών. Έτσι λοιπόν: Ο θερμαινόμενος όγκος των καταστημάτων είναι V (καταστημάτων) =944,839 κ.μ. Ο θερμαινόμενος όγκος των κατοικιών είναι V (κατοικιών) =986,52 κ.μ. Η θερμική ζώνη που αντιστοιχεί στα καταστήματα ισούται με Ε (ζώνης καταστημάτων)=219,73 τ.μ. Η θερμική ζώνη που αντιστοιχεί στις κατοικίες ισούται με Ε (ζώνης κατοικιών) =328,84 τ.μ Οριζόντιες και κατακόρυφες επιφάνειες κτιρίου 3 Όπως έχει ήδη αναφερθεί οι οριζόντιες επιφάνειες του κτιρίου αυτού που έρχονται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα είναι κυρίως δώματα και είναι μικρές. Μέσω του πίνακα 3.7, διαπιστώνεται πως το ποσοστό αυτό ανέρχεται μόλις στο 21,78% των οριζόντιων επιφανειών που θερμομονώνονται. Οι κατακόρυφες διαφανείς και αδιαφανείς επιφάνειες του τρίτου προς διερεύνηση κτιρίου συγκεντρώνονται στον πίνακα 3.8 ταξινομημένες ανά προσανατολισμό. Εφόσον καταστήματα και κατοικίες αντιμετωπίζονται χωριστά, εμφανίζονται πρώτα τα στοιχεία των καταστημάτων και έπειτα των κατοικιών. Συμπερασματικά από τον πίνακα 3.8 μπορούμε να πούμε ότι: Α) Για τα καταστήματα: Ποσοστό 93,27% των ανοιγμάτων σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα συγκεντρώνεται σε Νότο και Δύση. Στο σύνολο των κατακόρυφων επιφανειών τα ανοίγματα καταλαμβάνουν ποσοστό 21,45% και 78,55% οι υπόλοιπες αδιαφανείς επιφάνειες. Στο βόρειο προσανατολισμό εμφανίζεται αυξημένο ποσοστό οπτοπλινθοδομής, εξαιτίας της ύπαρξης λίγων ανοιγμάτων Πίνακας 3.7-Εμβαδά και είδος οριζόντιων επιφανειών τριώροφης οικοδομής με ισόγεια καταστήματα Είδος οριζόντιας επιφάνειας Εμβαδόν Δάπεδο καταστημάτων (επαφή με Μ.Θ.Χ. υπογείου) 219,73 τ.μ. Οροφή καταστημάτων (επαφή με εξωτερικό αέρα) 55,15 τ.μ. Οροφή 2 ου ορόφου κάτω από στέγη 115,42 τ.μ. Οροφή 2 ου ορόφου -Δώμα (επαφή με τον εξωτερικό αέρα) 32,18 τ.μ. 19

34 ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ ΚΑΤΑΣΤΗΜΑΤΑ Πίνακας 3.8-Εμβαδά και είδος κατακόρυφων επιφανειών τριώροφης οικοδομής με ισόγεια καταστήματα ανά προσανατολισμό Εμβαδόν ανά προσανατολισμό (τ.μ.) Είδος κατακόρυφης (ποσοστό στο σύνολο του δομικού Χρήση κτιρίου επιφάνειας στοιχείου) Ανατολή Νότος Δύση Βοράς Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα 39,83 (31,35%) 13,75 (10,82)% 11,07 (8,71%) 62,40 (49,11%) Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με ΜΘΧ 12,96 (42,74%) 4,26 (14,05%) 0 (0%) 13,09 (43,17%) Σκυρόδεμα σε επαφή με αέρα Σκυρόδεμα σε επαφή με ΜΘΧ Ανοίγματα σε επαφή με αέρα Ανοίγματα σε επαφή με ΜΘΧ Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με ΜΘΧ Σκυρόδεμα σε επαφή με αέρα Σκυρόδεμα σε επαφή με ΜΘΧ Ανοίγματα σε επαφή με αέρα Ανοίγματα σε επαφή με ΜΘΧ 33,42 (25,82%) 7,04 (21,92%) 2,95 (3,39%) 0 (0%) 57,44 (28,12%) 12,76 (28,8%) 30,36 (23,66%) 21,54 (46,22%) 9,78 (13,98%) 4,40 (33,33%) 38,99 (30,13%) 13,92 (43,35%) 34,99 (39,61%) 0 (0%) 45,64 (22,36%) 13,98 (31,58) 37,24 (29,02%) 7,2 (15,66%) 19,98 (28,54%) 4,40 (33,33%) 26,83 (20,73%) 0 (0%) 46,73 (53,66%) 0 (0%) 33,72 (16,52%) 0 (0%) 33,48 (26,10%) 0 (0%) 33,98 (48,54%) 0 (0%) 30,16 (23,30%) 11,15 (37,72%) 2,42 (2,78%) 0 (0%) 67,34 (32,98%) 17,54 (39,62%) 27,24 (21,24%) 17,38 (37,28%) 6,16 (8,80%) 4,40 (33,33%) Β) Για τις κατοικίες: Όπως και στα καταστήματα το μεγαλύτερο ποσοστό των ανοιγμάτων έχει νότιο και δυτικό προσανατολισμό. Οι διαφανείς επιφάνειες προς τον Βορά καταλαμβάνουν μικρό ποσοστό (8,82%) Υπάρχουν ανοίγματα προς μη θερμαινόμενο χώρο, ουσιαστικά οι εξωτερικές πόρτες των διαμερισμάτων που βλέπουν προς το κλιμακοστάσιο Μη θερμαινόμενοι χώροι κτιρίου 3 (κλιμακοστάσιο-υπόγειο) Α) Καταστήματα Στο τρίτο κτίριο υπάρχουν δύο μη θερμαινόμενοι χώροι οι οποίοι έρχονται σε επαφή με τα καταστήματα. Συνεπώς οι διαχωριστικές επιφάνειες που συνδέουν κάθε φορά τον ένα χώρο από τον άλλο είναι διαφορετικές. Συγκεκριμένα ο μη θερμαινόμενος χώρος του υπογείου διαχωρίζεται μέσω της οροφής του (οριζόντια επιφάνεια), η οποία θερμομονόνεται από το 20

35 χώρο των καταστημάτων (η οροφή του υπογείου αποτελεί το δάπεδο των καταστημάτων). Επίσης το κλιμακοστάσιο διαχωρίζεται από τα καταστήματα μέσω κατακόρυφης επιφάνειας που αποτελείται από οπλισμένο σκυρόδεμα και οπτόπλινθους. Έτσι για τον μη θερμαινόμενο χώρο του υπογείου υπολογίζεται πως η συνολική του επιφάνεια είναι Ε (Μ.Θ.Χ.-υπογείου) = 254,22 τ.μ. Το υπόγειο αποτελείται όλο από οπλισμένο σκυρόδεμα και βρίσκεται μέσα στη γη στις τρείς από τις τέσσερις πλευρές του. Η ανατολική πλευρά του μόνο έρχεται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα, όπου υπάρχουν ανοίγματα. Επίσης για τον μη θερμαινόμενο χώρο του κλιμακοστασίου με τον οποίο έρχονται σε επαφή τα καταστήματα η επιφάνειά του υπολογίζεται σε Ε1 (Μ.Θ.Χ.-κλιμακοστασίου) =24,41 τ.μ.. Ο χώρος αυτός είναι εκτεθειμένος σε δύο από τις τέσσερις πλευρές του στον εξωτερικό αέρα, στη δυτική όπου υπάρχει η κεντρική είσοδος της οικοδομή, μέσω τις οποίας γίνεται η πρόσβαση στα διαμερίσματα και στην ανατολική, όπου υπάρχει βοηθητική είσοδος για εξωτερική πρόσβαση στο μηχανοστάσιο του ανελκυστήρα. Β) Κατοικίες Όσον αφορά στο μη θερμαινόμενο χώρο του κλιμακοστασίου που έρχεται σε επαφή με τα διαμερίσματα κάθε ορόφου, η διαχωριστική επιφάνεια είναι μία, και είναι κατακόρυφη αποτελούμενη όπως και στα καταστήματα από οπλισμένο σκυρόδεμα και οπτόπλινθους. Η συνολική επιφάνεια του κλιμακοστασίου είναι Ε2 (Μ.Θ.Χ.-κλιμακοστασίου) =57,64 τ.μ. Το κλιμακοστάσιο είναι εκτεθειμένο στον εξωτερικό αέρα στη δυτική του όψη όπου υπάρχει και υαλοστάσιο ενώ στην ανατολική του πλευρά όπου έρχεται σε επαφή και πάλι με το εξωτερικό περιβάλλον υπάρχουν δύο ανοιγόμενα κουφώματα. Η οροφή του κλιμακοστασίου αντιμετωπίζεται ως δώμα. 3.4 Ανακεφαλαιωτική παρουσίαση των τριών κτιρίων Στον πίνακα 3.9 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα τρία κτίρια της παρούσας διπλωματικής, με σκοπό να επισημανθούν τα βασικά χαρακτηριστικά τους, ενώ στη συνέχεια παραθέτονται διαγράμματα για τη σύγκριση των τριών κτιρίων. Όπως γίνεται αντιληπτό το κτίριο 3 έχει τη μεγαλύτερη επιφάνεια άρα και κατά επέκταση το μεγαλύτερο όγκο κατασκευής. Μεγάλο μέρος των επιφανειών του όμως τόσο στα καταστήματα όσο και στις κατοικίες, αποτελεί μη θερμαινόμενους χώρους, γεγονός που έχει σαν αποτέλεσμα να μειώνει τη συνολική επιφάνεια των θερμικών ζωνών του στο 62% έναντι του 84,31% της θερμικής ζώνης του κτιρίου 2 και 95,33% της θερμικής ζώνης του κτιρίου 1. Συνεπώς το πρώτο κτίριο έχει την ελάχιστη επιφάνεια μη θερμαινόμενου χώρου και το τρίτο κτίριο τη μέγιστη, πράγμα που διαπιστώνεται και μέσω του γραφήματος

36 Πίνακας 3.9- Βασικά χαρακτηριστικά των τριών κτιρίων ΚΤΙΡΙΟ 1 ΚΤΙΡΙΟ 2 ΚΤΙΡΙΟ 3 Χρήση Μονοκατοικία Πολυκατοικία Καταστήματα Πολυκατοικία Συνολική επιφάνεια κτιρίου (τ.μ.) Θερμαινόμενος Όγκος (κ.μ.) 300,49 511,03 (σύνολο) 286,45 430,83 (Θ.Χ.) (Θ.Χ.) 14,04 (σύνολο) 80,20 (Μ.Θ.Χ.) (Μ.Θ.Χ.) 501,37 (σύνολο καταστήματα) 887,85 (σύνολο κτιρίου) 219,74 (Θ.Χ.) 281,63 (Μ.Θ.Χ.) 386,48 (σύνολο κατοικίες) 859, , , ,52 Λόγος Α/V 0,77 0,66 0,68 Ποσοστό επιφανειών που εκτίθενται στον εξωτερικό αέρα Ποσοστό ανοιγμάτων Ποσοστό επιφανειών σε επαφή με Μ.Θ.Χ. και στέγη 68,57% (σύνολο) 328,84 (Θ.Χ.) 57,64 (Μ.Θ.Χ.) 58,44% 38,49% 52,11% 61,02% (κατακόρυφες) 10,13% 91,82% (σύνολο) (κατακόρυφες) 53,33% 60,47% (σύνολο) (κατακόρυφες) 8,36% 65,90% (σύνολο) (κατακόρυφες) 4,88% (οριζόντιες) (οριζόντιες) (οριζόντιες) (οριζόντιες) 8,28% 11,43% 13,21% 10,60% 15,2% 8,18% 39,53% 33,30% 22

37 Ποσοστιαία κατανομή θερμαινόμενης και μη θερμαινόμενης επιφάνειας κτιρίων ,67 15,69 38,34 95,33 84,31 62,00 ΚΤΙΡΙΟ 1 ΚΤΙΡΙΟ 2 ΚΤΙΡΙΟ 3 Μη θερμαινόμενος Χώρος Θερμαινόμενος Χώρος Γράφημα 3.1: Ποσοστιαία κατανομή θερμαινόμενης και μη θερμαινόμενης επιφάνειας κτιρίων Όσον αφορά το είδος των δομικών στοιχείων του κελύφους των τριών κτιρίων, μέσω του γραφήματος 3.2 επισημαίνεται πως το δεύτερο κτίριο έχει μεγάλες επιφάνειες πυλωτής και δώματος (ποσοστά 13,53% έκαστη) γεγονός που το κατατάσσουν πρώτο στην ιεραρχία μεταξύ των τριών για τις επιφάνειές του που έρχονται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα (γραφήματα 3.3 και 3.4). Από αυτή την παρατήρηση αναμένουμε πως το κτίριο θα έχει τις μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας και στις τέσσερις κλιματικές ζώνες, συγκριτικά με τα άλλα δύο κτίρια. Ποσοστιαία κατανομή δομικών στοιχείων κτιρίων , ,96 8,47 13,53 8,79 16,23 15,09 0,53 13,53 9,6 6,65 24,35 29,64 25,61 32,18 30,3 30,9 ΚΤΙΡΙΟ 1 ΚΤΙΡΙΟ 2 ΚΤΙΡΙΟ 3 Ανοίγματα Οροφή κάτω από στέγη Δάπεδο επί του εδάφους Δάπεδο σε επαφή με ΜΘΧ Πυλωτή Δώμα Οπλισμένο Σκυρόδεμα Οπτοπλινθοδομή Γράφημα 3.2: Ποσοστιαία κατανομή των δομικών στοιχείων του κελύφους των κτιρίων 23

38 Επίσης γίνεται κατανοητό πως η ύπαρξη στέγης στο πρώτο (ποσοστό 8,47% της επιφάνειάς του) και τρίτο κτίριο (ποσοστό 8,79% της επιφάνειά του), και η ύπαρξη δαπέδου επί του εδάφους και μη θερμανόμενου χώρου αντίστοιχα στα κτίρια ένα και τρία στη θέση της πυλωτής του κτιρίου 2 αυξάνουν το ποσοστό των επιφανειών τους που εφάπτονται με μη θερμαινόμενο χώρο (Μ.Θ.Χ.) και στα δύο γραφήματα 3.3 και Ποσοστιαία κατανομή επιφανειών του κελύφους των κτιρίων σε επαφή με αέρα, έδαφος και Μ.Θ.Χ. 16,23 15,2 68,57 8,18 91,82 36,56 63,44 Σύνολο επιφανειών σε επαφή με έδαφος Σύνολο επιφανειών σε επαφή με Μ.Θ.Χ. ή στέγη 20 0 ΚΤΙΡΙΟ 1 ΚΤΙΡΙΟ 2 ΚΤΙΡΙΟ 3 Σύνολο επιφανειών σε επαφή με εξωτερικό αέρα (συμπεριλαμβανομένων των ανοιγμάτων) Γράφημα 3.3: Ποσοστιαία κατανομή των επιφανειών του κελύφους των κτιρίων σε επαφή με αέρα, έδαφος και μη θερμαινόμενο χώρο Ποσοστιαία κατανομή ανά είδος επιφανειών του κελύφους των κτηρίων σε επαφή με τον αέρα ,78 10,48 58,08 85,22 89,52 41,92 ΚΤΙΡΙΟ 1 ΚΤΙΡΙΟ 2 ΚΤΙΡΙΟ 3 Οριζόντιες επιφάνειες σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα Κατακόρυφες επιφάνειες σε επαφή με εξωτερικό αέρα(συμπεριλαμβανονένω ν των ανοιγμάτων) Γράφημα 3.4: Ποσοστιαία κατανομή ανά είδος επιφανειών του κελύφους των κτιρίων σε επαφή με τον αέρα 24

39 Κεφάλαιο 4 Αποτελέσματα ενεργειακής διερεύνησης των τριών κτιρίων 4.1 Υπολογισμός θερμικών απωλειών των κτιρίων Εισαγωγικό μέρος Υπάρχουν σημεία στο κέλυφος ενός κτιρίου, τα οποία είναι ασθενή και λειτουργούν επιβαρυντικά στη θερμική του προστασία, καθώς επηρεάζουν την ενεργειακή συμπεριφορά του κτιρίου και μειώνουν το αίσθημα της θερμικής άνεσης στον εσωτερικό του χώρο. Αυτά τα σημεία βρίσκονται σε διάφορες θέσεις του κτιριακού περιβλήματος στις οποίες εμφανίζεται σε σχέση με τις γειτονικές τους διαφοροποίηση στη θερμική αντίσταση των δομικών στοιχείων, είτε λόγω διαφοροποίησης του υλικού κατά μήκος του δομικού στοιχείου είτε λόγω αλλαγής της γεωμετρίας της διατομής. Τα «ασθενή» αυτά σημεία ονομάζονται θερμογέφυρες. Οι θερμογέφυρες ανάλογα με τη θέση εμφάνισής τους στο κτίριο διαχωρίζονται σε: Κατακόρυφες: εντοπίζονται στη συναρμογή των κατακόρυφων δομικών στοιχείων Οριζόντιες: εντοπίζονται στη συναρμογή των οριζόντιων δομικών στοιχείων με τα κατακόρυφα δομικά στοιχεία Κουφωμάτων: εντοπίζονται στη συναρμογή των κουφωμάτων με τα συμπαγή δομικά στοιχεία Στην παρούσα εργασία για τον υπολογισμό των θερμικών απωλειών των κτιρίων λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών έγινε χρήση των συντελεστών γραμμικής θερμοπερατότητας Ψ που δίνονται στους πίνακες 16α έως 16λ (ανάλογα με την περίπτωση των θερμογεφυρών) της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010. Η διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης των τριών κτιρίων γίνεται για δύο περιπτώσεις ανάλογα με τη θέση θερμομόνωσης Α) εξωτερική θερμομόνωση στον φέροντα οργανισμό και θερμομόνωση στον πυρήνα στις τοιχοποιίες πλήρωσης Β) εξωτερική συνεχής θερμομόνωση Σε κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις οι θερμικές απώλειες λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών είναι διαφορετικές και παρουσιάζονται στη συνέχεια για τα τρία κτίρια που μελετώνται. 25

40 4.1.2 Θερμικές απώλειες κτιρίου 1 (Μονοκατοικία) Α) Εξωτερική θερμομόνωση του φέροντα οργανισμού και θερμομόνωση στον πυρήνα των τοιχοποιιών πλήρωσης Οι υποκατηγορίες των θερμογεφυρών που συναντώνται και οι θερμικές απώλειες του κτιρίου παρουσιάζονται στον πίνακα 4.1 Πίνακας 4.1- Θερμικές απώλειες κτιρίου 1 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για μόνωση τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων 14,860 (ΕΔΣ) Δωμάτων Οριζόντιες Πυλωτής Θερμογέφυρες Ενδιάμεσου δαπέδου 107,257 Δαπέδου σε επαφή με έδαφος Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας 32,120 Σύνολο θερμικών απωλειών λόγω θερμογεφυρών 154,237 Το ποσοστό επί τις % που καταλαμβάνουν οι διάφορες υποκατηγορίες των θερμογεφυρών απεικονίζονται σε γράφημα πίτας (γράφημα 4.1) όπου διαπιστώνεται πως η πλειοψηφία απωλειών θερμότητας ευθύνεται στην ύπαρξη οριζόντιων θερμογεφυρών (69,54%). Το ίδιο συμβαίνει και στο γράφημα 4.2 για την επιλογή τοποθέτησης θερμομόνωσης στην εξωτερική παρειά της τοιχοποιίας. Ενώ το ποσοστό των άλλων δύο κατηγοριών μειώνεται στο μισό, οι οριζόντιες θερμογέφυρες καταλαμβάνουν και πάλι ποσοστό (69,56%) 26

41 Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 1 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας 20,83 9,63 69,54 Κατακόρυφες Οριζόντιες Κουφωμάτων Γράφημα 4.1: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου1 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Β) Εξωτερική συνεχής θερμομόνωση του φέροντα οργανισμού και των τοιχοποιιών πλήρωσης Οι υποκατηγορίες των θερμογεφυρών που συναντώνται και οι θερμικές απώλειες του κτιρίου παρουσιάζονται στον πίνακα 4.2 Πίνακας 4.2- Θερμικές απώλειες κτιρίου 1 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων -4,495 (ΕΔΣ) Δωμάτων Οριζόντιες Θερμογέφυρες Πυλωτής Ενδιάμεσου δαπέδου Δαπέδου σε επαφή με έδαφος 69,564 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας 10,100 Σύνολο θερμικών απωλειών λόγω θερμογεφυρών 75,169 27

42 Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 1 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας 10,1-4,495 69,564 Κατακόρυφες Οριζόντιες Κουφωμάτων Γράφημα 4.2: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 1 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Συμπερασματικά, από τους πίνακες 4.1 και 4.2 προκύπτει πως όταν οι τοιχοποιίες πλήρωσης θερμομονώνονται στην εξωτερική τους παρειά, οι θερμικές απώλειες λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών μειώνονται σε ποσοστό κοντά 50% (48,73%). Συγκεκριμένα οι απώλειες εξαιτίας κατακόρυφων θερμογεφυρών εξαλείφονται πλήρως και πλέον οι θερμογέφυρες αυτές συνεισφέρουν θετικά (αρνητικό πρόσημο στις απώλειες θετική συνεισφορά στο κτίριο). Τα συμπεράσματα αυτά γίνονται πιο εύκολα αντιληπτά μέσω της οπτικής σύγκρισης των απωλειών θερμότητας από τους δύο τρόπους θερμομόνωσης της τοιχοποιίας πλήρωσης στο γράφημα 4.3. Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης κτιρίου 1 ως προς τις απώλειες λόγω θερμογεφυρών Κουφωμάτων 10,1 32,12 Οριζόντιες -4,495 Κατακόρυφες 14,86 69, ,257 Θερμομόνωση στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.3: Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης κτιρίου 1 ως προς τις απώλειες θερμότητας λόγω θερμογεφυρών 28

43 4.1.3 Θερμικές απώλειες κτιρίου 2 (Τριώροφη οικοδομή με πυλωτή και δώμα) Α) Εξωτερική θερμομόνωση του φέροντα οργανισμού και θερμομόνωση στον πυρήνα των τοιχοποιιών πλήρωσης Οι υποκατηγορίες των θερμογεφυρών που συναντώνται και οι θερμικές απώλειες του κτιρίου παρουσιάζονται στον πίνακα 4.3 ενώ η ποσοστιαία κατανομή των απωλειών από τις διάφορες κατηγορίες θερμογεφυρών απεικονίζονται στο γράφημα 4.4. Πίνακας 4.3- Θερμικές απώλειες κτιρίου 2 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για μόνωση τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων 16,680 (ΕΔΣ) Οριζόντιες Θερμογέφυρες Δωμάτων Πυλωτής Ενδιάμεσου δαπέδου 155,711 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας 69,645 Σύνολο θερμικών απωλειών λόγω θερμογεφυρών 242,036 29

44 Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 2 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας 28,77 6,89 Κατακόρυφες 64,33 Οριζόντιες Κουφωμάτων Γράφημα 4.4: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου2 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Β) Εξωτερική συνεχής θερμομόνωση του φέροντα οργανισμού και των τοιχοποιιών πλήρωσης Οι υποκατηγορίες των θερμογεφυρών που συναντώνται και οι θερμικές απώλειες του κτιρίου παρουσιάζονται στον πίνακα 4.4 Πίνακας 4.4- Θερμικές απώλειες κτιρίου 2 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων -4,778 (ΕΔΣ) Δωμάτων Οριζόντιες Θερμογέφυρες Πυλωτής Ενδιάμεσου δαπέδου 135,005 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας 21,96 Σύνολο θερμικών απωλειών λόγω θερμογεφυρών 152,187 30

45 Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 2 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας -2,95 13,54 Κατακόρυφες 89,41 Οριζόντιες Κουφωμάτων Γράφημα 4.5: Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών κτιρίου 2 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Μέσω των γραφημάτων 4.4 και 4.5 παρατηρούμε πως οι απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης οριζόντιων θερμογεφυρών του δεύτερου κτιρίου, καταλαμβάνουν μεγαλύτερο ποσοστό του συνόλου των απωλειών στην δεύτερη επιλογή θερμομόνωσης, γεγονός που οφείλεται στην ύπαρξη δώματος και πυλωτής του κτιρίου. Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης κτιρίου 2 ως προς τις απώλειες λόγω θερμογεφυρών Κουφωμάτων Οριζόντιες -4,778 Κατακόρυφες 21,96 16,68 69, , ,711 Θερμομόνωση στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γράφημα 4.6: Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης κτιρίου 2 ως προς τις απώλειες θερμότητας λόγω θερμογεφυρών Στην τριώροφη οικοδομή κατοικιών (κτίριο 2) παρατηρούμε από τους πίνακες 4.3 και 4.4 πως με το να θερμομονώσουμε εξωτερικά το κέλυφος του κτιρίου επιτυγχάνουμε μείωση των θερμικών απωλειών λόγω ύπαρξης θερμογερφυρών σε ποσοστό κάτω του 50% και συγκεκριμένα 37,12% μείωση θερμικών απωλειών. Το συμπέρασμα αυτό διαπιστώνεται και μέσω της παρατήρησης του γραφήματος

46 4.1.4 Θερμικές απώλειες κτιρίου 3 (Τριώροφη οικοδομή με ισόγεια καταστήματα) Α) Εξωτερική θερμομόνωση του φέροντα οργανισμού και θερμομόνωση στον πυρήνα των τοιχοποιιών πλήρωσης Οι υποκατηγορίες των θερμογεφυρών που συναντώνται και οι θερμικές απώλειες του κτιρίου παρουσιάζονται στον πίνακα 4.5. Η παρουσίαση των θερμογεφυρών και των θερμικών τους απωλειών γίνεται ανά τμήμα κτιρίου στον ίδιο πίνακα. Αρχικά εμφανίζονται τα χαρακτηριστικά των καταστημάτων και έπονται αυτά των κατοικιών. Πίνακας 4.5- Θερμικές απώλειες κτιρίου 3 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για μόνωση τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων 11,40 (ΕΔΣ) Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Δωμάτων Οριζόντιες Δαπέδου σε επαφή με Μ.Θ.Χ. Θερμογέφυρες Ενδιάμεσου δαπέδου 129,717 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας 45,49 Σύνολο θερμικών απωλειών καταστημάτων λόγω θερμογεφυρών 186,61 Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων 8,28 (ΕΔΣ) Οριζόντιες Θερμογέφυρες Δωμάτων Ενδιάμεσου δαπέδου 139,613 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας Σύνολο θερμικών απωλειών κατοικιών λόγω θερμογεφυρών 44,44 192,33 32

47 Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών στα καταστήματα του κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας 24,38 6,11 69,51 Κατακόρυφες Οριζόντιες Κουφωμάτων Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών στις κατοικίες του κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας 23,11 4,31 72,59 Κατακόρυφες Οριζόντιες Κουφωμάτων Γραφήματα : Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών καταστημάτων και κατοικιών κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Μέσω των γραφημάτων 4.7 και 4.8 διαπιστώνεται πως στα δύο τμήματα του κτιρίου τα διάφορα είδη θερμογεφυρών ισοκατανέμονται. Β) Εξωτερική συνεχής θερμομόνωση του φέροντα οργανισμού και των τοιχοποιιών πλήρωσης Οι υποκατηγορίες των θερμογεφυρών που συναντώνται και οι θερμικές απώλειες του κτιρίου παρουσιάζονται στον πίνακα 4.6 Αντίστοιχα ακολουθεί η ποσοστιαία κατανομή των θερμογεφυρών στα γραφήματα 4.9 και 4.10 όπου επαληθεύεται το συμπέρασμα πως στα δύο τμήματα του κτιρίου 3 και για την επιλογή τοποθέτησης της μόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας πλήρωσης τα είδη των θεμογεφυρών ισοκατανέμονται. 33

48 Πίνακας 4.6- Θερμικές απώλειες κτιρίου 3 λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων -3,70 (ΕΔΣ) Οριζόντιες Θερμογέφυρες Δωμάτων Δαπέδου σε επαφή με Μ.Θ.Χ. Ενδιάμεσου δαπέδου 109,56 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας 12,41 Σύνολο θερμικών απωλειών καταστημάτων λόγω θερμογεφυρών 118,27 Είδος Τύπος θερμογέφυρας Θερμικές απώλειες (W/K) Εσωτερικές Γωνίες (ΕΣΓ) Κατακόρυφες Εξωτερικές Γωνίες (ΕΞΓ) θερμογέφυρες Ένωση δομικών στοιχείων -5,653 (ΕΔΣ) Οριζόντιες Θερμογέφυρες Δωμάτων Ενδιάμεσου δαπέδου 67,74 Θερμογέφυρες Λαμπάδων κουφωμάτων Άνω Κάσας/Κάτω κάσας Σύνολο θερμικών απωλειών κατοικιών λόγω θερμογεφυρών 13,69 75,77 34

49 Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών στα καταστήματα του κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας 10,49-3,13 92,64 Κατακόρυφες Οριζόντιες Κουφωμάτων Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών στις κατοικίες του κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας 18,07-7,46 89,39 Κατακόρυφες Οριζόντιες Κουφωμάτων Γραφήματα : Ποσοστιαία κατανομή θερμογεφυρών καταστημάτων και κατοικιών κτιρίου 3 για τοποθέτηση θερμομόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας Από τους πίνακες 4.5 και 4.6,μπορεί να διεξαχθεί το συμπέρασμα πως στα καταστήματα η συνεχής εξωτερική μόνωση του κελύφους περιορίζει τις απώλειες λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών κατά ποσοστό 36,62% έναντι της θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας. Στις κατοικίες του ίδιου κτιρίου με το να θερμομονώσουμε εξωτερικά την τοιχοποιία πλήρωσης επιτυγχάνουμε μείωση των απωλειών της τάξης του 60,60% εξαιτίας της ύπαρξης θερμογεφυρών σε σχέση με το αν θερμομονώναμε την τοιχοποιία στον πυρήνα της. Τα συμπεράσματα αυτά προκύπτουν και από την παρατήρηση των δύο γραφημάτων 4.11 και 4.12, όπου εύκολα διαπιστώνεται η μεγάλη διαφορά μείωσης στις απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης οριζόντιων θερμογεφυρών στις κατοικίες για την επιλογή του δεύτερου τρόπου μόνωσης. Το μέγεθος της διαφοράς στη μείωση των θερμικών απωλειών των δύο ανωτέρω τμημάτων του τρίτου κτιρίου οφείλεται στο μεγάλο ποσοστό διαφανών 35

50 επιφανειών που υπάρχουν στα καταστήματα και αντίστοιχα στο μειωμένο ποσοστό ύπαρξης οπτοπλινθοδομής, συγκριτικά με τις κατοικίες. Συγκεκριμένα στα καταστήματα η οπτοπλινθοδομή καταλαμβάνει ποσοστό 23,87% του εξωτερικού κελύφους των καταστημάτων ενώ στις κατοικίες καταλαμβάνει ποσοστό 37,68%. Ομοίως οι αδιαφανείς επιφάνειες των καταστημάτων καταλαμβάνουν ποσοστό 13,21% του εξωτερικού κελύφους ενώ τα ανοίγματα των κατοικιών ανέρχονται σε ποσοστό 10,60%. Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης των καταστημάτων του κτιρίου 3 ως προς τις απώλειες λόγω θερμογεφυρών Κουφωμάτων 12,41 45,49 Οριζόντιες 109,56 129,717 Θερμομόνωση στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας -3,7 Κατακόρυφες 11,4 Θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης των κατοικιών του κτιρίου 3 ως προς τις απώλειες λόγω θερμογεφυρών Κουφωμάτων 13,69 44,44 Οριζόντιες 67,74 Θερμομόνωση στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας 139,613-5,653 Κατακόρυφες 8,28 Θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας Γραφήματα : Σύγκριση των δύο μεθόδων θερμομόνωσης καταστημάτων και κατοικιών κτιρίου 3 ως προς τις απώλειες θερμότητας λόγω θερμογεφυρών 36

51 4.1.5 Σύγκριση θερμικών απωλειών των τριών κτιρίων Τα τρία κτίρια της διπλωματικής εργασίας παρουσιάζουν διαφορές στις απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης θερμοφεφυρών. Αυτό οφείλεται σε παράγοντες όπως: Διαφορές στον όγκο των κτιρίων : Το κτίριο 1 το οποίο έχει τη μικρότερη επιφάνεια θερμικής ζώνης άρα και κατά επέκταση θερμαινόμενου όγκου, εμφανίζει τις μικρότερες απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών, ενώ αντίστοιχα το κτίριο 3 στο σύνολό του εμφανίζει τις μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας από θερμογέφυρες τόσο στον έναν όσο και στον άλλο τρόπο μόνωσης της τοιχοποιίας πλήρωσης. (Γράφημα 4.14) Διαφορές των δομικών στοιχείων του κελύφους: Το κτίριο 2 το οποίο έχει μεγάλες επιφάνειες δώματος και πυλωτής, δηλαδή οριζόντιων δομικών στοιχείων που έρχονται σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον, παρουσιάζει τη μικρότερη διαφορά απωλειών θερμότητας εξαιτίας της ύπαρξης θερμογεφυρών μεταξύ των δύο τρόπων μόνωσης της τοιχοποιίας. Συγκεκριμένα οι απώλειές του μειώνονται κατά ποσοστό 32,99% εάν η μόνωση τοποθετηθεί εξωτερικά, ενώ στο κτίριο 1 και στο κτίριο 3 επιτυγχάνεται μείωση των απωλειών των τάξεων 51,26% και 48,79% αντίστοιχα. (Γράφημα 4.14) Διαφορά του λόγου Α/V των κτιρίων: Ύπαρξη συσχέτισης μεταξύ του λόγου A/V των κτιρίων και των απωλειών από τις θερμογέφυρες. (Γράφημα 4.15) Γράφημα 4.14: Συγκριτική παρουσίαση απωλειών θερμότητας των κτιρίων λόγω θερμογεφυρών 37

52 Γράφημα 4.15: Συσχέτιση του λόγου Α/V και των απωλειών θερμότητας των κτιρίων 4.2 Ενεργειακή διερεύνηση των τριών κτιρίων στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας Εισαγωγικό μέρος Τα τρία κτίρια εισάγονται στο πρόγραμμα του ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ. την πρώτη φορά με τις ελάχιστες απαιτήσεις στα πάχη θερμομόνωσης που δίνει ο Κ.Εν.Α.Κ. για την κάθε κλιματική ζώνη και με κουφώματα που αποτελούνται από συνθετικό πλαίσιο με δύο θαλάμους (P.V.C.) και υαλοπίνακες με επίστρωση χαμηλής εκπομπής διακένου αέρα 6 χιλιοστών ή 12 χιλιοστών, ανάλογα με τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του συντελεστή θερμοπερατότητας των κουφωμάτων για την κάθε κλιματική ζώνη που δίνει ο Πίνακας 6 της ΤΟΤΕΕ-1-2/2010 στη σελίδα 57. Στις περιπτώσεις που στην εκτέλεση του προγράμματος το υπάρχον κτίριο προκύπτει πως είναι κατηγορίας Β, δεν γίνονται βελτιώσεις στο κέλυφος. Αντίθετα όταν το υπάρχον κτίριο προκύπτει πως είναι κατώτερο της Β κατηγορίας που ορίζει ο Κ.Εν.Α.Κ. επιλέγονται διάφορα σενάρια ώστε τελικά να καταλήξουμε σύμφωνα με την κείμενη νομοθεσία σε κτίριο Β κατηγορίας 38

53 4.2.2 Αποτελέσματα κτιρίου 1-Μονοκατοικία Κλιματική Ζώνη Α Πίνακας 4.7- Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Α της Ελλάδας Δομικό Στοιχείο Συνολικό πάχος U Πάχος Μόνωσης δομικού στοιχείου (W/m 2 K) (m) (m) Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα 0,569 0,04 0,27 Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με Μ.Θ.Χ. 1,195 0,01 0,23 Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 0,502 0,05 0,34 επαφή με αέρα Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 1,009 0,02 0,31 επαφή με Μ.Θ.Χ. Πυλωτή 0,462 0,05 0,39 Δώμα 0,487 0,04 0,35 Δάπεδο στο έδαφος 1,063 0,01 0,32 Οροφή κάτω από στέγη 0,914 0,02 0,19 Στη ζώνη αυτή ο Κ.Εν.Α.Κ δίνει μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή συντελεστή θερμοπερατότητας κουφωμάτων Uw=3,20. Επιλέγοντας κουφώματα συνθετικού πλαισίου και υαλοπίνακα με επίστρωση χαμηλής εκπομπής με διάκενο 6 χιλιοστών ο συντελεστής δεν ξεπερνά την μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του. Στους πίνακες που ακολουθούν παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν με την εκτέλεση του προγράμματος ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ. Πίνακας 4.8- Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Α) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 39,8 36,3 Ψύξη 18,9 21,4 Σύνολο 58,7 57,7 Ενεργειακή Κατάταξη - Β 39

54 Πίνακας 4.9- Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Α) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 39,1 28,3 Ψύξη 19,6 21,8 Σύνολο 58,7 50,1 Ενεργειακή Κατάταξη - Β Όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα των πινάκων 4.8 και 4.9 το υπάρχον κτίριο με τις ελάχιστες απαιτήσεις στα πάχη θερμομόνωσης εμπίπτει στην κατηγορία Β και στις δύο περιπτώσεις μόνωσης. Με την συνεχή εξωτερική τοποθέτηση της μόνωσης στο κέλυφος το ίδιο κτίριο μειώνει την ενεργειακή του κατανάλωση σε ποσοστό 13,17%. Κλιματική Ζώνη Β Πίνακας Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Β της Ελλάδας Δομικό Στοιχείο Συνολικό πάχος U Πάχος Μόνωσης δομικού στοιχείου (W/m 2 K) (m) (m) Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα 0,478 0,05 0,28 Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με Μ.Θ.Χ. 0,854 0,02 0,24 Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 0,430 0,06 0,35 επαφή με αέρα Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 0,755 0,03 0,32 επαφή με Μ.Θ.Χ. Πυλωτή 0,40 0,06 0,40 Δώμα 0,413 0,05 0,36 Δάπεδο στο έδαφος 0,763 0,02 0,33 Οροφή κάτω από στέγη 0,725 0,03 0,20 Τα κουφώματα επίσης ικανοποιούν τον περιορισμό του Κ.Εν.Α.Κ. ο οποίος δίνει Uw=3,00 σε αυτή τη ζώνη. Οπότε παραμένει ο υαλοπίνακας με διάκενο αέρα 6 χιλιοστών. 40

55 Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Β) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Σενάριο 1 Θέρμανση 41,5 41,8 38,6 Ψύξη 20,3 22,9 22,5 Σύνολο 61,80 64,8 61,1 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Β) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 40,9 32,7 Ψύξη 21,0 23,2 Σύνολο 61,9 55,9 Ενεργειακή Κατάταξη - Β Στη ζώνη αυτή ενώ για εξωτερική θερμομόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης προκύπτει με τα ελάχιστα πάχη μόνωσης κτίριο κατηγορίας Β, για τα ίδια πάχη δομικών στοιχείων και για μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα, προκύπτει κτίριο κατηγορίας Γ. Προκειμένου το υπάρχον κτίριο να γίνει κατηγορίας Β εκτελείται το σενάριο 1 στο οποίο αυξάνονται κατά 1cm τα πάχη μόνωσης όλως των δομικών στοιχείων. Το υπάρχον κτίριο με το νέο σενάριο μειώνει την πρωτογενή του ενέργεια σε ποσοστό 5,7% και σύμφωνα με το κτίριο αναφοράς έχει κατά 1,1% μικρότερη ενεργειακή κατανάλωση. Συγκριτικά όμως με το ίδιο κτίριο και για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας η κατανάλωσή του είναι αυξημένη κατά 8,5%. Κλιματική Ζώνη Γ Πίνακας Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Γ της Ελλάδας Δομικό Στοιχείο Συνολικό πάχος U Πάχος Μόνωσης δομικού στοιχείου (W/m 2 K) (m) (m) Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα 0,412 0,06 0,29 Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με Μ.Θ.Χ. 0,665 0,03 0,25 Οπλισμένο σκυρόδεμα σε επαφή με αέρα 0,430 0,06 0,35 41

56 Δομικό Στοιχείο Συνολικό πάχος U Πάχος Μόνωσης δομικού στοιχείου (W/m 2 K) (m) (m) Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 0,755 0,03 0,32 επαφή με Μ.Θ.Χ. Πυλωτή 0,353 0,07 0,41 Δώμα 0,358 0,06 0,38 Δάπεδο στο έδαφος 0,595 0,03 0,34 Οροφή κάτω από στέγη 0,725 0,03 0,20 Σε αυτήν την κλιματική ζώνη ο Κ.Εν.Α.Κ. δίνει συντελεστή θερμοπερατότητας ανοιγμάτων από κουφώματα Uw=2,8. Για τα κουφώματα που έχουν χρησιμοποιηθεί και στις προηγούμενες δύο κλιματικές ζώνες δεν υπάρχει υπέρβαση του Uw(max) καθώς και για τα 25 κουφώματα του κτιρίου η ανώτερη τιμή του συντελεστή προκύπτει από τους υπολογισμούς ίση με Uw= 2,730<2,8. Συνεπώς τα κουφώματα οριακά επαρκούν. Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Γ) Τελική Χρήση Κτίριο Υπάρχον Σενάριο Σενάριο Σενάριο Αναφοράς Κτίριο Θέρμανση 77,4 83,5 77,9 85,2 74,3 Ψύξη 18,5 20,7 20,3 18,1 20,2 Σύνολο 95,80 104,2 98,3 103,3 94,4 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Γ Γ Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Γ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 76,7 68,0 Ψύξη 19,1 20,8 Σύνολο 95,7 88,8 Ενεργειακή Κατάταξη - Β Από τα αποτελέσματα που δίνουν οι πίνακες 4.14 και 4.15 καταλήγουμε στο εξής: Για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης της μονοκατοικίας καταλήγουμε με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης σε κτίριο κατηγορίας Β το οποίο έχει μικρότερη κατανάλωση κατά 7,2% από το κτίριο αναφοράς. 42

57 Για μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης στον πυρήνα με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης καταλήγουμε σε κτίριο κατηγορίας Γ. Σύμφωνα με το σενάριο 1 του πίνακα 4.14 αυξάνεται κατά 1cm το πάχος μόνωσης σε όλα τα δομικά στοιχεία και σύμφωνα με το σενάριο 2 του ίδιου πίνακα αλλάζουμε υαλοπίνακες (με διάκενο αέρα 12 χιλιοστών πλέον). Παρά τις επεμβάσεις το κτίριο και στις δύο περιπτώσεις παραμένει στην κατηγορία Γ. Δεδομένου ότι οι επιφάνειες ανοιγμάτων στη μονοκατοικία καταλαμβάνουν μικρό ποσοστό (8,28% στο σύνολο του κελύφους) σαν τρίτο σενάριο επιλέγεται η αύξηση του πάχους θερμομόνωσης κατά 2 cm σε σχέση με τα ελάχιστα απαιτούμενα πάχη σε όλα τα δομικά στοιχεία, για αυτή τη ζώνη. Εν τέλει καταλήγουμε να κατασκευάσουμε κτίριο κατηγορίας Β το οποίο έχει μικρότερη πρωτογενή ενέργεια από το κτίριο αναφοράς κατά 1,4%. Συγκριτικά όμως με το κτίριο ίδιας κατηγορίας (Β), αλλά με συνεχή εξωτερική θερμομόνωση η κατανάλωση ενέργειας στο τελευταίο είναι κατά ποσοστό 5,9% μικρότερη. Κλιματική Ζώνη Δ Πίνακας Ελάχιστες απαιτήσεις για θερμομόνωση κελύφους στην κλιματική ζώνη Δ της Ελλάδας Δομικό Στοιχείο Συνολικό πάχος U Πάχος Μόνωσης δομικού στοιχείου (W/m 2 K) (m) (m) Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα 0,363 0,07 0,30 Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με Μ.Θ.Χ. 0,665 0,03 0,25 Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 0,376 0,08 0,37 επαφή με αέρα Οπλισμένο σκυρόδεμα σε 0,603 0,05 0,34 επαφή με Μ.Θ.Χ. Πυλωτή 0,316 0,08 0,42 Δώμα 0,316 0,07 0,38 Δάπεδο στο έδαφος 0,595 0,03 0,34 Οροφή κάτω από στέγη 0,6 0,04 0,21 Στην κλιματική ζώνη Δ ο Κ.Εν.Α.Κ. δίνει μέγιστο επιτρεπόμενο συντελεστή θερμοπερατότητας για τα ανοίγματα των κουφωμάτων Uw=2,6. Τα κουφώματα που 43

58 χρησιμοποιήθηκαν μέχρι τώρα στις προηγούμενες κλιματικές ζώνες δεν επαρκούν. Συνεπώς για να πληρείται ο περιορισμός σύμφωνα με τη νομοθεσία, τοποθετούνται κουφώματα συνθετικού πλαισίου με δίδυμο θάλαμο και υαλοπίνακας διπλός με επίστρωση χαμηλής εκπομπής αλλά διακένου αέρα 12 χιλιοστών. Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Δ) Τελική Χρήση Κτίριο Υπάρχον Σενάριο Σενάριο Σενάριο Σενάριο Αναφοράς Κτίριο Θέρμανση 99,6 116,1 109,9 105,8 102,8 100,0 Ψύξη 11,7 10,7 10,6 10,5 10,4 10,4 Σύνολο 111,2 124,8 120,5 116,4 113,2 110,4 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Γ Γ Γ Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 1 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Δ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 98,6 94,7 Ψύξη 12,2 11,4 Σύνολο 110,9 106,1 Ενεργειακή Κατάταξη - Β Από τους δύο παραπάνω πίνακες 4.17 και 4.18 προκύπτει πως το κτίριο της μονοκατοικίας στη ζώνη Δ της Ελλάδος για εξωτερική μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης κατατάσσεται στην κατηγορία Β. Αντίθετα οι ελάχιστες απαιτήσεις θερμομόνωσης για μόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας πλήρωσης δίνουν κτίριο κατηγορίας Γ. Τα σενάρια που δοκιμάζονται για να καταλήξουμε σε κτίριο κατηγορίας Β του πίνακα 4.17 είναι τα εξής: Σενάριο 1: Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων κατά 1cm από το ελάχιστο απαιτούμενο πάχος. Το κτίριο μειώνει την ενεργειακή του κατανάλωση κατά 3,4% αλλά παραμένει στην κατηγορία Γ. Σενάριο 2: Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων κατά 2cm από το ελάχιστο απαιτούμενο πάχος. Η πρωτογενής ενέργεια του κτιρίου μειώνεται σε ποσοστό 6,7% όμως η κατηγορία του είναι πάλι Γ. Σενάριο 3: Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων κατά 3cm από το ελάχιστο απαιτούμενο πάχος. Η ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου γίνεται μικρότερη κατά 9,3% αλλά παραμένει στην κατηγορία Γ. Σενάριο 4: Το πάχος θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων αυξάνεται κατά 4cm σε σχέση με το ελάχιστο απαιτούμενο πάχος. Έτσι το κτίριο μειώνει την ενεργειακή του κατανάλωση κατά 11,54% και κατατάσσεται στην ενεργειακή κατηγορία Β. 44

59 Στη συγκεκριμένη ζώνη η συνεχής εξωτερική μόνωση του κελύφους δίνει κτίριο με πρωτογενή κατανάλωση ενέργειας 3,8% μικρότερη σε σχέση με την ενέργεια που καταναλώνει το ίδιο κτίριο εάν η μόνωση στην τοιχοποιία πλήρωσης τοποθετηθεί στον πυρήνα. Αυτό όμως που αξίζει να σημειωθεί είναι εάν συμφέρει τελικά από άποψη κατασκευής να υπάρξει η μονοκατοικία αυτή έχοντας τελικά τα παρακάτω πάχη δομικών στοιχείων που φαίνονται στον πίνακα 4.19: Πίνακας Ελάχιστα απαιτούμενα πάχη δομικών στοιχείων για κατασκευή του κτιρίου 1 με τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας πλήρωσης (Ζώνη Δ) Δομικό Στοιχείο Συνολικό πάχος δομικού στοιχείου (m) Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με αέρα 0,34 Οπτοπλινθοδομή σε επαφή με Μ.Θ.Χ. 0,29 Οπλισμένο σκυρόδεμα σε επαφή με αέρα 0,40 Οπλισμένο σκυρόδεμα σε επαφή με Μ.Θ.Χ. 0,37 Πυλωτή 0,45 Δώμα 0,43 Δάπεδο στο έδαφος 0,38 Οροφή κάτω από στέγη 0,25 Υπολογίζοντας την περίμετρο κάθε ορόφου και την αύξηση του πάχους των δομικών στοιχείων του πίνακα 4.19 προκύπτει πως εάν τελικά κατασκευαστεί αυτό το κτίριο ο ωφέλιμος χώρος της μονοκατοικίας θα μειωθεί κατά 4,99 τ.μ. όσο δηλαδή ένα W.C. της μονοκατοικίας. Συμπερασματικά για το κτίριο 1 της μονοκατοικίας μέσω των γραφημάτων 4.16 και 4.17 και για τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης που δίνει ο Κ.Εν.Α.Κ παρατηρούμε τη διακύμανση της ενέργειας που καταναλώνει τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη. Όσον αφορά την ψύξη του κτιρίου η επιλογή του τρόπου μόνωσης της τοιχοποιίας δίνει αμελητέα διαφορά στην κατανάλωση ενέργειας σε όλες τις ζώνες. Αντίθετα στο θέμα της θέρμανσης η κατανάλωση ενέργειας παρουσιάζει σημαντική αύξηση για την περίπτωση θερμομόνωσης του πυρήνα της τοιχοποιίας, με αποτέλεσμα και στις τέσσερις κλιματικές ζώνες να προκύπτει ενεργειακά λιγότερο αποδοτικό κτίριο. Συγκεκριμένα για αυτή την επιλογή μόνωσης της τοιχοποιίας τα ελάχιστα πάχη μόνωσης των δομικών στοιχείων που θέτει η νομοθεσία επαρκούν μόνο στην Α ζώνη. 45

60 Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 1 ( θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας) , ,3 41,8 83,5 21,4 22,9 20,7 10,7 Θέρμανση Ψύξη 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.16: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 1 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 1 ( θερμομόνωση εξωτερικά της τοιχοποιίας) 94, , ,7 21,8 23,2 20,8 11,4 Θέρμανση Ψύξη 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.17: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 1 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας Αποτελέσματα κτιρίου 2- Τριώροφη οικοδομή με πυλωτή και δώμα Κλιματική Ζώνη Α Τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης της παρούσας ζώνης είναι αυτά του πίνακα 4.7 του ιδίου κεφαλαίου. Τα κουφώματα που επιλέγονται και για αυτό το κτίριο έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά με αυτά της ίδιας ζώνης του κτιρίου της μονοκατοικίας, δηλαδή συνθετικό πλαίσιο με δύο θαλάμους, και υαλοπίνακα διπλό με επίστρωση χαμηλής εκπομπής και διάκενο αέρα 6 χιλιοστών. 46

61 Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Α) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Σενάριο 1 Σενάριο 2 Θέρμανση 38,4 44,7 40,3 37,1 Ψύξη 23,1 17,7 17,8 17,5 Σύνολο 61,6 62,4 58,2 54,6 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Β Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Α) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 38,1 38,4 Ψύξη 22,4 17,9 Σύνολο 61,6 56,3 Ενεργειακή Κατάταξη - Β Όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα των πινάκων 4.20 και 4.21 το υπάρχον κτίριο με τις ελάχιστες απαιτήσεις στα πάχη θερμομόνωσης εμπίπτει στην κατηγορία Β μόνο στην περίπτωση που η θερμομόνωση τοποθετείται στην εξωτερική πλευρά τη τοιχοποιίας πλήρωσης. Όταν η τοποθέτηση γίνεται στον πυρήνα προκύπτει κτίριο κατηγορίας Γ. Τα δύο σενάρια που ακολουθούν αντιστοιχούν το 1 ο σε αλλαγή κουφωμάτων με τοποθέτηση υαλοπίνακα με διάκενο 12 χιλιοστών και το 2 ο σε αύξηση του πάχους θερμομόνωσης κατά 1cm σε σχέση με το ελάχιστο πάχος σε όλα τα δομικά στοιχεία. Με την εκτέλεση των δύο σεναρίων επιτυγχάνεται η κατάταξη της πολυκατοικίας στην κατηγορία Β. Παρατηρείται ότι η βελτίωση των κουφωμάτων μειώνει την ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου σε ποσοστό 6,2% λιγότερο από ότι η αύξηση του πάχους θερμομόνωσης, γεγονός αναμενόμενο εφόσον στο συγκεκριμένο κτίριο οι επιφάνειες των ανοιγμάτων είναι μικρές σε σχέση με το κέλυφος. Κλιματική Ζώνη Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Β) Τελική Χρήση Κτίριο Υπάρχον Σενάριο Σενάριο Σενάριο Αναφοράς Κτίριο Θέρμανση 40,4 50,2 47,2 45,5 45,3 Ψύξη 24,7 19,1 18,7 18,5 19,1 Σύνολο 65,1 69,3 66,0 64,0 64,4 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Γ Β Β 47

62 Για τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων στην ζώνη Β που φαίνονται στον πίνακα 4.10 του παρόντος κεφαλαίου και για συνθετικά κουφώματα με επίστρωση χαμηλής εκπομπής και διάκενο αέρα 6 χιλιοστών τα αποτελέσματα του προγράμματος φαίνονται στους πίνακες 4.22 και 4.23 Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Β) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 40,1 43,0 Ψύξη 25,0 19,2 Σύνολο 65,1 62,2 Ενεργειακή Κατάταξη - Β Όπως προκύπτει με την εκτέλεση του προγράμματος για το κτίριο της πολυκατοικίας η επιλογή συνεχούς εξωτερικής θερμομόνωσης του κελύφους δίνει με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης και τα προεπιλεγμένα κουφώματα κτίριο κατηγορίας Β το οποίο εξοικονομεί 4,45% ενέργεια από το κτίριο αναφοράς. Αντίθετα για τα ίδια δεδομένα η επιλογή τοποθέτησης της θερμομόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας πλήρωσης οδηγεί σε κτίριο κατηγορίας Γ. Για να δημιουργηθεί κτίριο σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Κ.Εν.Α.Κ. έχουν δημιουργηθεί τρία (3) σενάρια τα εξής: Σενάριο 1: Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης όλων των επιφανειών του κελύφους κατά 1cm σε σύγκριση με τα ελάχιστα απαιτούμενα πάχη της ζώνης Β. Παρά το γεγονός ότι η πρωτογενής ενέργεια του κτιρίου ελαττώνεται κατά 4,76% το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Γ. Σενάριο 2: Αυξάνοντας το πάχος μόνωσης σε όλα τα δομικά στοιχεία κατά 2cm σε σχέση με τα ελάχιστα απαιτούμενα πάχη της ζώνης, το κτίριο μειώνει σε σχέση με το αρχικό την κατανάλωσή του σε ποσοστό 7,38% και καταλήγει στην ενεργειακή κατηγορία Β σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ. Σενάριο 3: Επιλέγεται η τοποθέτηση υαλοπίνακα στα κουφώματα με διάκενο αέρα 12 χιλιοστά, ενώ το πλαίσιο παραμένει συνθετικό με δύο θαλάμους. Η θερμομόνωση των δομικών στοιχείων παραμένει στα ελάχιστα απαιτούμενα πάχη της ζώνης Β σύμφωνα με τον πίνακα 4.10 του ιδίου κεφαλαίου. Το κτίριο που δημιουργείται ανήκει στην κατηγορία Β και μειώνει την ενεργειακή του κατανάλωση σε ποσοστό 7,07%. Συγκρίνοντας τα κτίρια που είναι αποδεκτά κατασκευής συμφώνα με τις απαιτήσεις του Κ.Εν.Α.Κ. η επιλογή συνεχούς εξωτερικής θερμομόνωσης του κελύφους δημιουργεί κτίριο που καταναλώνει 2,8% και 4,4% λιγότερη ενέργεια από τα δύο κτήρια των σεναρίων 2 και 3 του πίνακα

63 Κλιματική Ζώνη Γ Τα αποτελέσματα του προγράμματος για τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης της ζώνης ( σύμφωνα με τον πίνακα 4.13 του παρόντος κεφαλαίου) και για επιλογή συνθετικών κουφωμάτων με διάκενο αέρα στους υαλοπίνακες 6 χιλιοστών, παρουσιάζονται στους πίνακες 4.24 και Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Γ) Τελική Χρήση Κτίριο Υπάρχον Σενάριο Σενάριο Σενάριο Αναφοράς Κτίριο Θέρμανση 76,7 97,2 91,9 77,3 83,8 Ψύξη 24,5 19,1 18,7 19,1 18,8 Σύνολο 101,2 116,3 110,6 96,4 102,6 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Γ Β Γ Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Γ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Σενάριο 1 Σενάριο 2 Θέρμανση 16,3 85,4 80,1 77,3 Ψύξη 24,8 19,1 18,7 19,1 Σύνολο 101,1 104,4 98,9 96,4 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Β Β Παρατηρείται εξ αρχής πως με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης και με συντελεστή θερμοπερατότητας των κουφωμάτων που δεν υπερβαίνει τα όρια της ζώνης (Uw=2,8), στο κτίριο της πολυκατοικίας η ενεργειακή κατανάλωση υπερβαίνει αυτήν του κτιρίου αναφοράς και στις δύο περιπτώσεις θερμομόνωσης του κελύφους. Τα σενάρια που επιλέγονται για να μειωθεί η πρωτογενής ενέργεια του κτιρίου και αυτό να καταταχθεί στην Β κατηγορία αναλύονται παρακάτω: Σενάρια για την επιλογή μόνωσης της τοιχοποιίας στον πυρήνα: 1 ο : Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων κατά 1 cm σε σχέση με τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Το κτίριο μειώνει σε ποσοστό 4,9% την ενεργειακή του κατανάλωση. 2 ο : Τοποθέτηση υαλοπίνακα με διάκενο 12 χιλιοστά διατηρώντας τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Η ενέργεια που καταναλώνει το κτίριο μειώνεται κατά 17,1%.Το σενάριο αυτό φαίνεται ευνοϊκότερο από το προηγούμενο καθώς το κτίριο κατατάσσεται στη Β κατηγορία. 49

64 3 ο : Τοποθέτηση υαλοπίνακα με διάκενο 12 χιλιοστών και διατήρηση του πάχους των δομικών στοιχείων του 1 ου σεναρίου. Η πρωτογενής ενέργεια ελαττώνεται κατά ποσοστό 11,7%. Συγκριτικά με το 2 ο σενάριο είναι ασύμφορη η ταυτόχρονη αλλαγή στο πάχος μόνωσης και στο είδος υαλοπίνακα, εφόσον επιτυγχάνεται καλύτερη ενεργειακή απόδοση αλλά και κατηγορία μέσω του σεναρίου 2. Σενάρια για την επιλογή μόνωσης της τοιχοποιίας στην εξωτερική παρειά: 1 ο : Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων κατά 1 cm σε σχέση με τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Το κτίριο μειώνει σε ποσοστό 5,3% την ενεργειακή του κατανάλωση και κατατάσσεται σε ανώτερη ενεργειακή κατηγορία (Β). 2 ο : Τοποθέτηση υαλοπίνακα με διάκενο αέρα 12 χιλιοστά διατηρώντας τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Η ενέργεια που καταναλώνει το κτίριο μειώνεται κατά 7,84% και επιτυγχάνεται αλλαγή ενεργειακής κατηγορίας από Γ σε Β. Παρατήρηση: Στην κλιματική ζώνη αυτή η αλλαγή των κουφωμάτων και στις δύο περιπτώσεις είναι η ενεργειακά πιο συμφέρουσα επιλογή για το κτίριο της πολυκατοικίας. Κλιματική Ζώνη Δ Στην κλιματική ζώνη αυτή τα κουφώματα με τα οποία ξεκινούσε η διερεύνηση στις υπόλοιπες τρεις ζώνες δεν επαρκούν οπότε τοποθετούνται υαλοπίνακες με διάκενο αέρα 12 χιλιοστών σε όλα τα σενάρια και οι αλλαγές γίνονται μόνο στα πάχη της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων. Τα ελάχιστα πάχη της Δ ζώνης είναι αυτά του πίνακα 4.14 του παρόντος κεφαλαίου. Παρακάτω παραθέτονται τα αποτελέσματα του προγράμματος για την τέταρτη κλιματική ζώνη της χώρας μας. Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Δ) Τελική Χρήση Κτίριο Υπάρχον Σενάριο Σενάριο Σενάριο Αναφοράς Κτίριο Θέρμανση 99,6 117,8 113,7 111,4 105,5 Ψύξη 17,5 11,2 11,1 11,1 11,0 Σύνολο 117,1 128,9 124,8 122,5 114,4 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Γ Γ Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 2 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Δ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Σενάριο 1 Θέρμανση 99,2 106,3 102 Ψύξη 17,8 11,7 11,7 Σύνολο ,7 Ενεργειακή Κατάταξη - Γ Β 50

65 Σενάρια για την επιλογή μόνωσης της τοιχοποιίας στον πυρήνα: 1 ο : Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων κατά 1 cm σε σχέση με τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Το κτίριο μειώνει σε ποσοστό 3,2% την ενεργειακή του κατανάλωση. 2 ο : Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων κατά 2 cm σε σχέση με τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Το κτίριο μειώνει σε ποσοστό 4,7% την ενεργειακή του κατανάλωση 3 ο : Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων κατά 3 cm σε σχέση με τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Το κτίριο μειώνει σε ποσοστό 11,2% την ενεργειακή του κατανάλωση και κατατάσσεται στην ενεργειακή κατηγορία Β του Κ.Εν.Α.Κ. Σενάρια για την επιλογή μόνωσης της τοιχοποιίας στην εξωτερική παρειά: 1 ο : Αύξηση του πάχους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων κατά 1 cm σε σχέση με τα ελάχιστα πάχη της ζώνης. Το κτίριο μειώνει σε ποσοστό 3,6% την ενεργειακή του κατανάλωση και προκύπτει ενεργειακά 2,8% πιο συμφέρουσα κατασκευή από το κτίριο αναφοράς. Συγκρίνοντας τα δύο ίσης ενεργειακής κατηγορίας κτίρια εάν επιλέξουμε να τοποθετήσουμε τη θερμομόνωση στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας πλήρωσης θα εξοικονομήσουμε ελάχιστη ενέργεια 0,6% αλλά από θέμα χώρου θα κερδίσουμε στο σύνολο της κατασκευής 4,6 τ.μ. Μέσω των γραφημάτων 4.18 και 4.19 γίνεται αντιληπτό γιατί η συμφέρουσα επιλογή του τρόπου θερμομόνωσης της τοιχοποιίας για το δεύτερο κτίριο είναι αυτή της συνεχούς εξωτερικής μόνωσης. Η θέρμανση του συγκεκριμένου κτιρίου είναι εξαιρετικά δαπανηρή στο θέμα ενέργειας γιατί υπάρχει μεγάλο ποσοστό επιφανειών σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα. Υπενθυμίζεται ότι παρά το γεγονός ότι τα γραφήματα αναφέρονται στα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων που θέτει ο Κ.Εν.Α.Κ., για την επιλογή τοποθέτησης της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας, αυτά δεν επαρκούν σε καμία από τις τέσσερις κλιματικές ζώνες για αυτό το κτίριο. Στην περίπτωση μόνωσης της εξωτερικής πλευράς της τοιχοποιίας τα ελάχιστα πάχη επαρκούν μόνο στις Α και Β ζώνες όπου υπάρχουν χαμηλές απατήσεις στο θέμα της θέρμανσης. 51

66 Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 2 ( θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας) 97,2 117, ,7 50,25 17,7 19,1 19,1 11,2 Θέρμανση Ψύξη 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.18: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 2 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας 140 Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 2 ( θερμομόνωση εξωτερικά της τοιχοποιίας) , ,4 38, ,9 19,2 19,1 11,7 Θέρμανση Ψύξη 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.19: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη κτιρίου 2 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας 52

67 4.2.4 Αποτελέσματα κτιρίου 3- Τριώροφη οικοδομή με ισόγεια καταστήματα Για το κτίριο αυτό θα γίνεται κάθε φορά παράθεση των αποτελεσμάτων του προγράμματος ταυτόχρονα για τα καταστήματα και για τις κατοικίες. Κλιματική Ζώνη Α Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Α) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 44,2 38,0 Ψύξη 95,1 84,6 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 272,6 255,8 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - B Θέρμανση 49,3 40,9 Ψύξη 21,3 16,8 Σύνολο 70,6 57,7 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - B Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Α) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 41,2 37,0 Ψύξη 95,9 86,9 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 270,3 257,0 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - Β Θέρμανση 39,5 30,3 Ψύξη 21,6 17,1 Σύνολο 61,1 47,4 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - Β Από τα αποτελέσματα των πινάκων 4.28 και 4.29 για τα δύο τμήματα κτιρίου κατ αρχήν προκύπτουν ενεργειακές καταναλώσεις μικρότερες από αυτές που δίνουν τα δύο κτίρια αναφοράς, για τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων που είναι αυτά του πίνακα 4.7 του κεφαλαίου 4 και για κουφώματα με διάκενο αέρα στον υαλοπίνακα 6 χιλιοστών. Διαπιστώνονται όμως τα εξής για κάθε ένα από τα δύο τμήματα του κτιρίου: Το κτίριο αναφοράς έχει διαφορετική κατανάλωση όταν η θερμομόνωση γίνεται στον πυρήνα της τοιχοποιίας με την περίπτωση που τοποθετείται στην εξωτερική 53

68 πλευρά. Τόσο για τα καταστήματα όσο και για τις κατοικίες προκύπτει ευμενέστερο κτίριο αναφοράς στην δεύτερη επιλογή μόνωσης. Για τα καταστήματα το υπάρχον κτίριο έχει διαφορά της τάξης του 6,1% από το κτίριο αναφοράς του για την επιλογή μόνωσης στον πυρήνα ενώ στην άλλη περίπτωση η διαφορά συγκριτικά με το κτίριο αναφοράς του προκύπτει 4,9% χαμηλότερη. Δηλαδή στο τμήμα των καταστημάτων η επιλογή τοποθέτησης της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας πλήρωσης είναι η πλέον συμφέρουσα. Για τις κατοικίες είναι πιο συμφέρουσα από πλευράς ενεργειακής κατανάλωσης, η συνεχής εξωτερική μόνωση του κελύφους, αφού συγκριτικά με την άλλη επιλογή εξοικονομούμε 17,33% ενέργεια. Κλιματική Ζώνη Β Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Β) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 43,7 40,7 Ψύξη 107,7 98,1 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 284,5 272 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - B Θέρμανση 53,1 44,0 Ψύξη 22,6 17,2 Σύνολο 75,7 61,2 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - B Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Β) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 40,3 37 Ψύξη 108,1 98,5 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 281,6 268,7 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - Β Θέρμανση 42,0 31,8 Ψύξη 22,7 17,3 Σύνολο 64,7 49,1 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - Β 54

69 Στη συγκεκριμένη κλιματική ζώνη παρατηρείται από τους πίνακες 4.30 και 4.31 πως με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων (πίνακας 4.10 του ιδίου κεφαλαίου) και με υαλοπίνακα διακένου αέρα 6 χιλιοστών με συνθετικά κουφώματα και με επίστρωση χαμηλής εκπεμτικότητας και για τους δύο τρόπους μόνωσης τα τμήματα του κτιρίου είναι ενεργειακά αποδεκτά σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ. Για τα καταστήματα επιλέγοντας το δεύτερο τρόπο για μόνωση της τοιχοποιίας πλήρωσης καταλήγουμε σε κτίριο που εξοικονομεί περίπου 1% περισσότερο ενέργεια από ότι το ίδιας κατηγορίας κτίριο αλλά με τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα. Το ίδιο παρατηρείται και για τις κατοικίες αλλά σε αυτήν την περίπτωση του τμήματος κτιρίου η εξοικονόμηση ενέργειας είναι πολύ μεγαλύτερη της τάξης του 19,77%. Κλιματική Ζώνη Γ Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Γ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 66,3 70,0 Ψύξη 93,8 85,3 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 293,4 288,5 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - B Θέρμανση 96,5 84,5 Ψύξη 22,2 16,9 Σύνολο 118,6 101,4 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - B Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Γ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 60,8 63,7 Ψύξη 93,8 85,3 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 287,9 282,2 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - Β Θέρμανση 78,2 64,3 Ψύξη 22,2 16,9 Σύνολο 100,4 81,2 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - Β 55

70 Οι ελάχιστες απαιτήσεις θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της ζώνης (πίνακας 4.13 του ιδίου κεφαλαίου) και η ίδια επιλογή υαλοπίνακα (διακένου αέρα 6 χιλιοστών με επίστρωση χαμηλής εκπομπής) επαρκούν και για τα δύο τμήματα κτιρίου και σε αυτή τη ζώνη. Η τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά του κελύφους δίνει τμήματα που είναι ενεργειακά λιγότερο δαπανηρά εφόσον η πρωτογενής τους ενέργεια μειώνεται κατά 15,35% στα καταστήματα και 19,98% στις κατοικίες, συγκριτικά με ίδιας κατηγορίας κτίρια αλλά με διαφορετικό τρόπο μόνωσης της τοιχοποιίας πλήρωσης. Κλιματική Ζώνη Δ Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για μόνωση τοιχοποιίας στον πυρήνα (ΖΩΝΗ Δ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 81,2 83,2 Ψύξη 66,4 57,3 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 280,8 273,7 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - B Θέρμανση 128,1 109,2 Ψύξη 14,5 10,3 Σύνολο 142,6 119,5 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - B Πίνακας Πρωτογενής ενέργεια κτιρίου 3 για εξωτερική μόνωση τοιχοποιίας (ΖΩΝΗ Δ) Τελική Χρήση Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θέρμανση 73,3 75,1 Ψύξη 67,8 58,7 Φωτισμός 133,2 133,2 Σύνολο 274,3 267,1 Ενεργειακή Κατάταξη Καταστημάτων - Β Θέρμανση 103,6 82,0 Ψύξη 15,3 11,3 Σύνολο ,3 Ενεργειακή Κατάταξη Κατοικιών - Β Για την ικανοποίηση των κριτηρίων της παρούσας ζώνης ο υαλοπίνακας που επιλέγεται έχει διάκενο αέρα 12 χιλιοστά με επίστρωση χαμηλής εκπομπής. Τοποθετώντας τα ελάχιστα 56

71 απαιτούμενα πάχη θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων (πίνακας 4.16 του ιδίου κεφαλαίου), προκύπτουν και πάλι ενεργειακώς αποδεκτά τμήματα κτιρίου τόσο για τις κατοικίες όσο και για τα καταστήματα του κτιρίου 3. Η κατά σειρά δεύτερη επιλογή του τρόπου τοποθέτησης της μόνωσης στην τοιχοποιία οδηγεί σε εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας κατά 21,92% στις κατοικίες και κατά μόλις 3% στα καταστήματα. Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη και φωτισμό των καταστημάτων του κτιρίου 3 ( θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας) ,2 133,2 133,2 133, , ,7 98, ,3 83,2 57,3 Θέρμανση Ψύξη Φωτισμός 20 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.20: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη και φωτισμό των καταστημάτων του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας Όπως φαίνεται και στην γραφική απεικόνιση της κατανάλωσης ενέργειας για τα καταστήματα του τρίτου κτιρίου (γραφήματα 4.20 και 4.21) ο φωτισμός έχει σταθερή κατανάλωση ενέργειας και στις δύο περιπτώσεις θερμομόνωσης της τοιχοποιίας σε όλες τις κλιματικές ζώνες της Ελλάδος. Τα ελάχιστα πάχη μόνωσης στα καταστήματα αυξάνουν την κατανάλωση ενέργειας για ψύξη στις δύο πρώτες κλιματικές ζώνες, προφανώς λόγω αυξημένων θερμοκρασιών το καλοκαίρι όπου στα καταστήματα επιβάλεται η ύπαρξη διατάξεων για δροσισμό. Στο θέμα της θέρμανσης αυτού του τμήματος κτιρίου πέραν της Α ζώνης συμφέρουσα είναι η επιλογή τοποθέτησης της μόνωσης στην εξωτερική πλευρά της τοιχοποιίας γιατί δαπανά λιγοτερη ενέργεια. Αναφέρεται πως τα ελάχιστα πάχη επαρκούν σε όλες τις ζώνες και για τους δύο τρόπους τοποθέτησης της μόνωσης. 57

72 Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη και φωτισμό των καταστημάτων του κτιρίου 3 ( θερμομόνωση εξωτερικά της τοιχοποιίας) ,2 133,2 133,2 133, , ,5 63,7 85,3 75,1 58,7 Θέρμανση Ψύξη Φωτισμός 20 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.21: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη και φωτισμό των καταστημάτων του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας Το τμήμα των κατοικιών του τρίτου κτιρίου έχει παρόμοιοες απαιτήσεις ενέργειας όσον αφορά την ψύξη του και στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας. Εμφανής είναι η διαφορά στις απαιτήσεις ενέργειας για θέρμανση, όπου η επιλογή της συνεχούς εξωτερικής μόνωσης του κελύφους προκυπτει πιο συμφέρουσα. (Γραφήματα 4.22 και 4.23) Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη των κατοικιών του κτιρίου 3 ( θερμομόνωση στον πυρήνα της τοιχοποιίας) , , ,9 44 Θέρμανση Ψύξη 20 16,8 17,2 16,9 10,3 0 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ Γράφημα 4.22: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη των κατοικιών του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας 58

73 Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη των κατοικιών του κτιρίου 3 ( θερμομόνωση εξωτερικά της τοιχοποιίας) 30,3 31,8 64,3 17,1 17,3 16,9 ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ 82 11,3 Θέρμανση Ψύξη Γράφημα 4.23: Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ψύξη των κατοικιών του κτιρίου 3 για τοποθέτηση της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας Παρατήρηση για το τρίτο κτίριο: Η κάλυψη των αναγκών και απαιτήσεων του Κ.Εν.Α.Κ στο συγκεκριμένο κτίριο προέκυψε τοποθετώντας τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης όλων των δομικών στοιχείων και για τις δύο περιπτώσεις μόνωσης της τοιχοποιίας πλήρωσης, σε όλες τις κλιματικές ζώνες. Αυτό μπορεί να σχολιαστεί με δύο διαφορετικούς τρόπους. Ο πρώτος τρόπος σχετίζεται με την κατασκευή του κτιρίου. Τόσο τα καταστήματα όσο και οι κατοικίες έχουν μικρό ποσοστό οριζόντιων επιφανειών του κελύφους σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα και μεγάλο ποσοστό οριζόντιων επιφανειών σε επαφή με μη θερμαινόμενους χώρους (καταστήματα 8,36% και κατοικίες 4,88%). Συνεπώς οι απώλειες λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών πολλαπλασιάζονται με ευνοϊκότερο συντελεστή. Δεδομένου ότι οι κατακόρυφες επιφάνειες που εκτίθενται στον εξωτερικό αέρα για ένα κτίριο με ίδιες διαστάσεις παραμένουν σταθερές, η αλλαγή της ύπαρξης μη θερμαινόμενων χώρων έναντι του εξωτερικού αέρα κάτω ή πάνω από οριζόντιες επιφάνειες προκαλεί ενεργειακά συμφέρουσες κατασκευές που καλύπτουν τις απαιτήσεις του Κ.Εν.Α.Κ. με τα ελάχιστα πάχη μόνωσης των δομικών στοιχείων και στις τέσσερις κλιματικές ζώνες τις Ελλάδας. Ο δεύτερος τρόπος σχετίζεται με τη λειτουργία του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε καθώς στο συγκεκριμένο κτίριο όπου μελετήθηκαν ξεχωριστά τα δύο του τμήματα, παρατηρήθηκε η αλλαγή στην κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου αναφοράς στις δύο περιπτώσεις θερμομόνωσης της τοιχοποιίας. Η διαφορά της μίας από την άλλη περίπτωση θερμομόνωσης, για το κτίριο που μελετάται κάθε φορά, είναι οι διαφορετικές απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης των θερμογεφυρών. Δοκιμάστηκε λοιπόν και στα άλλα δύο κτίρια αύξηση και μείωση των απωλειών των θερμογεφυρών για να παρατηρηθεί η ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου αναφοράς κάθε φορά. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον πίνακα 4.36 που ακολουθεί. 59

74 Πίνακας 4.36: Εξάρτηση της κατανάλωσης των κτιρίων αναφοράς από τις απώλειες των θερμογεφυρών στα κτίρια 1 και 2 ΚΤΙΡΙΟ 1 Σύνολο απωλειών λόγω θερμογεφυρών , Κατανάλωση κτιρίου αναφοράς 56,9 57,8 58,7 58,7 58,7 58,7 58,7 59,2 60,2 62,1 ΚΤΙΡΙΟ 2 Σύνολο απωλειών λόγω θερμογεφυρών , Κατανάλωση κτιρίου αναφοράς 61,6 61,6 61,6 61,6 61,6 61,6 61,6 62, ,3 Παρατηρείται λοιπόν πως και στα άλλα δύο κτίρια το κτίριο αναφοράς δεν έχει πάντα σταθερή κατανάλωση ενέργειας. Το λογισμικό λειτουργεί ως εξής: Σύμφωνα με την παράγραφο 2(α) του άρθρου 9 του Κ.Εν.Α.Κ. ο συντελεστής θερμοπερατότητας του κτιρίου αναφοράς ορίζεται ίσος με τον μέγιστο επιτρεπόμενο ανά δομικό στοιχείο και κλιματική ζώνη. Επίσης ο μέσος συντελεστής θερμοπερατότητας του κτιρίου αναφοράς (U m ) δεν πρέπει να υπερβαίνει τα όρια του πίνακα Στην περίπτωση λοιπόν όπου το προς μελέτη κτίριο έχει μεγάλες απώλειες, με αποτέλεσμα το κτίριο αναφοράς να μην πληροί τους περιορισμούς του μέγιστου επιτρεπόμενου συντελεστή θερμοπερατότητας U m τότε οι επιμέρους συντελεστές θερμοπερατότητας των αδιαφανών στοιχείων του που έρχονται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα (τοιχοποιίες, οροφές, πυλωτές), μειώνονται ποσοστιαία και ομοιόμορφα, μέχρι ο μέγιστος επιτρεπόμενος συντελεστής θερμοπερατότητας να πληροί τους περιορισμούς (παράγραφος της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010). Συγκεκριμένα για το κτίριο 1, η κατανάλωση του κτιρίου αναφοράς παραμένει σταθερή σε ένα εύρος τιμών 90 για τη μείωση απωλειών και 240 για την αύξηση απωλειών. Αντίστοιχα στο κτίριο 2 η ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου αναφοράς είναι η ίδια για ένα εύρος τιμών αύξησης των απωλειών 365. Αν και δεν είναι επιστημονικά προφανής ο λόγος για τον οποίο αυξάνεται ή μειώνεται η ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου αναφοράς, το βήμα αύξησης ή μείωσης αντίστοιχα είναι αρκετά μεγάλο στα κτίρια 1 και 2. Στην περίπτωση όμως που μελετήθηκαν τα δύο τμήματα του κτιρίου 3 το βήμα αυτό φαίνεται να είναι πολύ μικρότερο και γίνεται πιο εύκολα αντιληπτή η αλλαγή της κατανάλωσης του κτιρίου αναφοράς στον χρήστη. Πιθανότατα αυτό να οφείλεται σε κάποια δυσλειτουργία του λογισμικού, για την περίπτωση μελέτης τμήματος κτιρίων. 60

75 Πίνακας 4.37: Μέγιστος επιτρεπόμενος συντελεστής θερμοπερατότητας Um κτιρίου για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας (Πηγή: Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010) 61

76 Κεφάλαιο 5 Σύνοψη-Συμπεράσματα Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρείται η διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης, τριών κτιρίων, με διαφορετικά χαρακτηριστικά και χρήση το κάθε ένα, στις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας. Το λογισμικό που χρησιμοποιείται για την ενεργειακή μελέτη των κτιρίων είναι το ΤΕΕ-ΚΕνΑΚ ( έκδοση ). Προκειμένου να μελετηθεί η συμπεριφορά του κελύφους κάθε κτιρίου, αυτό προσομοιώνεται στο λογισμικό ενώ τα μηχανολογικά συστήματα ανταποκρίνονται στις ελάχιστες απαιτήσεις του κτιρίου αναφοράς, σύμφωνα με τις Τεχνικές Οδηγίες του Τεχνικού Επιμελητηρίου της Ελλάδος. Η διερεύνηση της ενεργειακής απόδοσης των τριών προς μελέτη κτιρίων γίνεται για δύο τρόπους θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων του κελύφους: α) επιλογή εξωτερικής μόνωσης για τον φέροντα οργανισμό των κτιρίων και μόνωση στον πυρήνα των τοιχοποιιών πλήρωσης και β) επιλογή συνεχούς εξωτερικής θερμομόνωσης του κελύφους. Μέσω της διερεύνησης προσπαθεί να γίνει εκτίμηση της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων όταν τα πάχη θρμομόνωσης των δομικών στοιχείων του κελύφους είναι τα ελάχιστα που θέτει ο Κ.Εν.Α.Κ. για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες συγκρίνοντας τους δύο τρόπους επιλογής τοποθέτησης της μόνωσης στις τοιχοποιίες πλήρωσης. Όσον αφορά τις διαφανείς επιφάνειες του κελύφους επιλέγεται σε όλα τα κτίρια η τοποθέτηση κουφωμάτων από συνθετικό πλαίσιο με δύο θαλάμους και υαλοπίνακας με ύπαρξη διακένου αέρα και επίστρωση χαμηλής εκπεμπτικότητας. Για την ικανοποίηση του περιορισμού στο συντελεστή θερμοπερατότητας των κουφωμάτων που θέτει ο Κ.Εν.Α.Κ. στην κάθε ζώνη το πάχος του διακένου του υαλοπίνακα είναι άλλοτε 6 και άλλοτε 12 χιλιοστά. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την εργασία είναι τα εξής: Επιβεβαιώνεται πως η επιλογή συνεχούς θερμομόνωσης του κελύφους των τριών κτιρίων μειώνει σημαντικά τις απώλειες θερμότητας λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών, συγκριτικά με την επιλογή κατά την οποία θερμομονώνεται η τοιχοποιία πλήρωσης στον πυρήνα. Η μείωση στις απώλειες είναι διαφορετική, ανάλογα με τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του προς μελέτη κτιρίου και κυμαίνεται σε ποσοστό 40-50% για κτίρια τα οποία είναι συμπαγή, στεγασμένα και χωρίς ύπαρξη πυλωτής, ενώ σε ποσοστό 62

77 30% για κτίρια με μεγάλο ποσοστό οριζόντιων επιφανειών εκτεθειμένων στον εξωτερικό αέρα (δώματα-πυλωτές) Επισημαίνεται πως με την επιλογή συνεχούς εξωτερικής μόνωσης του κελύφους των τριών κτιρίων, εξοικονομείται ενέργεια κυρίως για τη θέρμανσή τους. Είναι επιστημονικά αποδεδειγμένο πως αυτό συμβαίνει λόγω εκμετάλλευσης της θερμοχωρητικότητας της τοιχοποιίας και διατήρησης της θερμότητας ακόμη και μετά τη διακοπή θέρμανσης. Για τα τρία κτίρια της εργασίας και σε όλες τις κλιματικές ζώνες, το προκύπτον ενεργειακά αποδεκτό κτίριο, σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ., κάθε φορά έχει μικρότερη κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας όταν η μόνωση της τοιχοποιίας είναι εξωτερική, συγκριτικά με την κατανάλωση του ίδιου κτιρίου αλλά με μόνωση της τοιχοποιίας στον πυρήνα. Η διαφορά της κατανάλωσης προκύπτει λόγω λιγότερης απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση. Παρατηρείται πως τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων του κελύφους των τριών κτιρίων, που θέτει ο Κ.Εν.Α.Κ. σε κάθε μία από τις τέσσερις κλιματικές ζώνες, επαρκούν μόνον στην περίπτωση τοποθέτησης της μόνωσης εξωτερικά της τοιχοποιίας πλήρωσης και για κτίρια με μικρό ποσοστό επιφανειών, κυρίως οριζόντιων, που έρχονται σε επαφή με τον εξωτερικό αέρα. Για κτίρια με μεγάλες επιφάνειες δωμάτων και ύπαρξη πυλωτής (κτίριο 2), επιβάλλονται αυξημένα πάχη θερμομόνωσης, ακόμη και στις κατακόρυφες επιφάνειες, προκειμένου να μειωθούν οι συντελεστές θερμοπερατότητας (U) όλων των δομικών στοιχείων του κελύφους και να προκύψει ενεργειακά αποδοτικό κτίριο. Γίνεται αντιληπτό πως για να καταταχτεί ένα πολυώροφο κτίριο στην κατηγορία Β του Κ.Εν.Α.Κ. στην Δ κλιματική ζώνη(κτίριο 2), και για τοποθέτηση της μόνωσης στον πυρήνα της τοιχοποιίας, τα πάχη θερμομόνωσης των κατακόρυφων δομικών στοιχείων είναι αναγκαίο να αυξηθούν κατά 4 με 5 εκατοστά, σε σχέση με τα ελάχιστα απαιτούμενα της ζώνης. Αυτό καθιστά επιτακτική τη χρήση μηχανολογικών συστημάτων, πέραν των ελάχιστων απαιτήσεων του κτιρίου αναφοράς. Διαφορετικά προκύπτει ασύμφορη κατασκευή, καθώς προκείμενου να δημιουργηθεί κτίριο ενεργειακά αποδοτικό μειώνεται ο ωφέλιμος χώρος του σημαντικά, περίπου 5 με 6 τετραγωνικά μέτρα ωφέλιμου χώρου σε κτίρια συνολικής καθαρής επιφάνειας 300 με 400 τετραγωνικών. Διαπιστώνεται πως κτίρια με μεγάλο ποσοστό επιφανειών, κυρίως οριζοντίων, σε επαφή με μη θερμαινόμενους χώρους (Μ.Θ.Χ.) (κτίριο 3), προκύπτουν ενεργειακά συμφέρουσες κατασκευές. Συγκεκριμένα η ύπαρξη στεγών αντί δωμάτων και υπογείων αντί πυλωτών, περιορίζει σημαντικά τις απώλειες θερμότητας και ταυτόχρονα κατατάσσει τα κτίρια, με τα ελάχιστα πάχη θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων και στις τέσσερις ζώνες, στην κατηγορία Β του Κ.Εν.Α.Κ. και με τις δύο επιλογές μόνωσης της τοιχοποιίας. 63

78 Παρατηρείται η αλλαγή στη συνολική κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου αναφοράς, στο λογισμικό του ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ., ανάλογα με το ποσοστό αύξησης ή μείωσης των απωλειών θερμότητας λόγω ύπαρξης θερμογεφυρών. Η διαπίστωση αυτή έγινε κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας, καθώς κάτι τέτοιο δεν αναφέρεται στα εγχειρίδια του λογισμικού ή στις Τεχνικές Οδηγίες. Αν και δεν είναι επιστημονικά προφανής ο λόγος για τον οποίο αυξάνεται ή μειώνεται η ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου αναφοράς, το βήμα αύξησης ή μείωσης αντίστοιχα είναι αρκετά μεγάλο στα κτίρια 1 και 2. Στην περίπτωση όμως που μελετήθηκαν τα δύο τμήματα του κτιρίου 3 το βήμα αυτό φαίνεται να είναι πολύ μικρότερο και γίνεται πιο εύκολα αντιληπτή η αλλαγή της κατανάλωσης του κτιρίου αναφοράς στον χρήστη. Πιθανότατα αυτό να οφείλεται σε κάποια δυσλειτουργία του λογισμικού, για την περίπτωση μελέτης τμήματος κτιρίων. 64

79 Βιβλιογραφία 1. Βοήθεια λογισμικού ΤΕΕ-Κ.Εν.Α.Κ., έκδοση Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων, Αριθμός φύλλου στην εφημερίδα της Κυβερνήσεως 407, 9 Απριλίου Τεχνική Οδηγία Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010, Αναλυτικές εθνικές προδιαγραφές παραμέτρων για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων και την έκδοση πιστοποιητικού ενεργειακής απόδοσης, Α έκδοση, Ιούλιος Τεχνική Οδηγία Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010, Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων, Α έκδοση, Ιούλιος Τεχνική Οδηγία Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010, Κλιματικά δεδομένα ελληνικών περιοχών, Α έκδοση, Ιούλιος Balaras et al, European residential buildings and empirical assessment of the Hellenic building stock, energy consumption, emissions and potential energy savings, Building and environment -42 (2007), Elsevier 7. European Environment Agency, Energy efficiency and energy consumption in the household sector, assessment

80 Παράρτημα Α: Υπολογισμοί κτιρίου 1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΚΑΤΑ ΟΡΟΦΟ ΚΤΙΡΙΟΥ 1 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυρόδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 13,60 3,05 41,48 1,40 2,20 3,08 13,60 0,50 6,80 1,40 2,20 3,08 1,19 2,55 3,03 1,40 2,20 3,08 0,20 2,55 0,51 1,20 2,55 3,06 Σύνολο: 41,48 Σύνολο: 9,24 Σύνολο: 18,84 Σύνολο: 13,40 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυρόδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m2 m m m2 m m m2 m m m2 10,15 3,05 30,96 10,15 0,50 5,08 1,25 2,55 3,19 0,40 2,55 1,02 1,20 2,55 3,06 Σύνολο: 30,96 Σύνολο: 0,00 Σύνολο: 18,62 Σύνολο: 12,34 66

81 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυρόδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 14,80 3,05 45,14 1,40 2,20 3,08 14,80 0,50 7,40 0,70 0,75 0,53 1,20 2,55 3,06 0,40 2,55 1,02 1,60 2,55 4,08 1,20 2,55 3,06 Σύνολο: 45,14 Σύνολο: 3,61 Σύνολο: 22,92 Σύνολο: 18,62 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυροδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 10,70 3,05 32,64 1,40 2,20 3,08 10,70 0,50 5,35 1,00 2,20 2,20 1,20 2,55 3,06 1,40 2,20 3,08 1,20 2,55 3,06 0,40 2,55 1,02 Σύνολο: 32,64 Σύνολο: 8,36 Σύνολο: 11,79 Σύνολο: 12,49 67

82 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυροδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 12,30 3,00 36,90 1,40 2,40 3,36 1,10 2,40 2,64 1,40 2,40 3,36 0,20 2,40 0,48 1,40 2,40 3,36 0,20 2,40 0,48 0,30 2,40 0,72 Σύνολο: 36,90 Σύνολο: 10,08 Σύνολο: 22,50 Σύνολο: 4,32 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυροδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 10,60 3,00 31,80 10,60 0,60 6,36 1,35 2,40 3,24 0,30 2,40 0,72 0,30 2,40 0,72 Σύνολο: 31,80 Σύνολο: 0,00 Σύνολο: 20,76 Σύνολο: 11,04 68

83 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυρόδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 14,10 3,00 42,30 1,40 1,10 1,54 14,10 0,60 8,46 1,40 1,30 1,82 0,30 2,40 0,72 0,70 0,65 0,46 0,40 2,40 0,96 1,00 0,95 0,95 0,40 2,40 0,96 Σύνολο: 42,30 Σύνολο: 4,77 Σύνολο: 26,44 Σύνολο: 11,10 Συνολικό Ανοίγματα Οπτοπλινθοδομή Οπ. Σκυρόδεμα Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό Πλάτος Ύψος Εμβαδό m m m 2 m m m 2 m m m 2 m m m 2 11,28 3,00 33,84 1,40 2,40 3,36 11,28 0,60 6,77 1,00 2,40 2,40 1,20 2,40 2,88 1,00 2,40 2,40 1,20 2,40 2,88 0,30 2,40 0,72 Σύνολο: 33,84 Σύνολο: 8,16 Σύνολο: 12,43 Σύνολο: 13,25 Επαφή με ΜΘΧ 2,40 Επαφή με ΜΘΧ 4,80 Επαφή με ΜΘΧ 2,04 Επαφή με αέρα 5,76 Επαφή με αέρα 7,63 Επαφή με αέρα 11,21 69