ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΔΙΠΛΟΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Δ/ΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΜΟΥΣΙΟΠΟΥΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΔΙΠΛΟΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΣΕΡΙΤΟΓΛΟΥ Α.Ε.Μ.: 4280 ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΑΓΙΣ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΑΡΜΟΔΙΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ: ΜΑΡΙΝΟΣ ΚΑΡΤΕΡΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΜΑΡΤΙΟΣ 2012

2 1. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ 2. ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ 5. Υπεύθυνος: Καθ. Άγις Μ. Παπαδόπουλος 7. Τίτλος εργασίας: 3. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΤΟΜΕΑΣ Αρμόδιος Παρακολούθησης: Μαρίνος Καρτέρης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Μελέτη ενεργειακής συμπεριφοράς διπλοκατοικίας με χρήση δυναμικού και στατικού υπολογιστικού μοντέλου 8. Ονοματεπώνυμο φοιτητή: ΣΕΡΙΤΟΓΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 9. Αριθμός μητρώου: Θεματική περιοχή: Κτίρια και ενέργεια 11. Ημερομηνία έναρξης: 10/ Ημερομηνία παράδοσης: 03/ Περίληψη: Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν έπειτα από την πραγματοποίηση ενεργειακής προσομοίωσης με τη χρήση στατικού και δυναμικού υπολογιστικού μοντέλου.. Για τον σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις με τα λογισμικά ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ και Energy Plus σε τυπική διπλοκατοικία. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα υπολογιστικά μοντέλα ενεργειακής προσομοίωσης και επίσης παρατίθεται βιβλιογραφική έρευνα παρόμοιων μελετών με την παρούσα. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα χρησιμοποιούμενα προγράμματα προσομοίωσης. Έπειτα στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή του πρότυπου κτιρίου και των παραδοχών των εκτελεσθέντων προσομοιώσεων. Στο τέταρτο και πέμπτο κεφάλαιο αναφέρονται οι εφαρμογές των μεθόδων υπολογισμού στο Energy Plus και στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ αντίστοιχα. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται η έκθεση και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων καθώς και οικονομική αξιολόγηση των παρεμβάσεων βελτίωσης της ενεργειακής συμπεριφοράς της διπλοκατοικίας 13. Αριθμός εργασίας: 15. Στοιχεία εργασίας: Αρ. Σελίδων: 144 Αρ. Εικόνων: 73 Αρ. Διαγραμμάτων: Αρ. Πινάκων: 65 Αρ. Παραρτημάτων: 1 Αρ. Παραπομπών: 16. Λέξεις κλειδιά: Ενεργειακή προσομοίωση Στατικό και δυναμικό υπολογιστικό μοντέλο EN ISO Σχόλια: 18. Συμπληρωματικές παρατηρήσεις: 19. Βαθμός: 2

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Οι μέθοδοι ενεργειακής προσομοίωσης των κτιρίων αποτελούν ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο τόσο κατά την σχεδίαση των κτιρίων για να προβλέψουν την ενεργειακή απόδοση τους όσο και για την αξιολόγηση παρεμβάσεων βελτίωσης της ενεργειακής συμπεριφοράς υπαρχόντων κτιρίων. Όμως, η ύπαρξη διαφορετικών υπολογιστικών μοντέλων ενεργειακής προσομοίωσης μπορεί να οδηγήσει σε αποκλίσεις μεταξύ των αποτελεσμάτων που προκύπτουν έπειτα από την πραγματοποίηση των ενεργειακών προσομοιώσεων. Αντικειμενικός σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση και η αξιολόγηση της ενεργειακής συμπεριφοράς τυπικής διπλοκατοικίας που προκύπτει έπειτα από την εφαρμογή στατικού και δυναμικού υπολογιστικού μοντέλου ενεργειακής προσομοίωσης. Θερμές ευχαριστίες οφείλονται στον καθηγητή κ. Άγι Παπαδόπουλο του Εργαστηρίου Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, για την ανάθεση της διπλωματικής εργασίας. Θερμές ευχαριστίες επίσης οφείλονται στον υποψήφιο διδάκτορα κ. Μαρίνο Καρτέρη του ίδιου Εργαστηρίου για τις γενικές υποδείξεις, την παροχή βιβλιογραφικού υλικού, τη συνεχή παρακολούθηση, επίβλεψη, φροντίδα και διόρθωση, ώστε να καταστεί εφικτή η παρούσα διπλωματική εργασία. Σερίτογλου Γεώργιος Θεσσαλονίκη, Μάρτιος

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γενικά Υπολογιστικά μοντέλα ενεργειακής προσομοίωσης κτιρίων Στατικό υπολογιστικό μοντέλο ημι-σταθερής κατάστασης μηνιαίου βήματος κατά πρότυπο EN ISO Υπολογισμός θερμικών φορτίων Υπολογισμός ψυκτικών φορτίων Υπολογισμός απωλειών θερμότητας με μεταφορά και αερισμό Υπολογισμός εσωτερικών και ηλιακών θερμικών κερδών Μέθοδος δυναμικής προσομοίωσης ωριαίου βήματος Βασικές παραδοχές για δυναμική προσομοίωση Απαιτούμενα δεδομένα εισαγωγής Βιβλιογραφική έρευνα Μελέτη σύγκρισης μεθόδων και λογισμικών για την εκτίμηση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων στην Ιταλία Μελέτη σύγκρισης δυναμικού και στατικού μοντέλου ενεργειακής προσομοίωσης σε κτίριο στην Ιταλία Μελέτη σύγκρισης στατικής και δυναμικής προσομοίωσης στην περίπτωση εφαρμογής ενεργειακών παρεμβάσεων σε κτίριο στην Ιρλανδία ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus Γενικά Βασικά χαρακτηριστικά προσομοιωτικού προγράμματος Energy Plus Βασικοί αλγόριθμοι υπολογισμών που χρησιμοποιεί το Energy Plus Κλιματικά δεδομένα Λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ Γενικά Μεθοδολογία υπολογισμού ενεργειακής απόδοσης

5 Κλιματικά δεδομένα ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΚΑΙ ΠΑΡΑΔΟΧΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΕΩΝ Αρχιτεκτονική περιγραφή Σενάριο αρχικής κατάστασης Στοιχεία δομικής φυσικής Συστήματα HVAC του κτιρίου Σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης Σενάριο αντικατάστασης κουφωμάτων Σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού Συνδυαστικό σενάριο Επιλογή θερμικών ζωνών για την εκτέλεση των προσομοιώσεων EΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΤΟ ENERGY PLUS Αρχική κατάσταση Αδιαφανή στοιχεία Διαφανή στοιχεία Αερισμός Κλιματικά δεδομένα Σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων Σενάριο αντικατάστασης των κουφωμάτων Σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού Συνδυαστικό σενάριο παρεμβάσεων ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΤΟ ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ Αρχική κατάσταση Καθορισμός των κατασκευαστικών στοιχείων της μονοκατοικίας Περιγραφή θερμικών ζωνών Προσδιορισμός κτιριακού κελύφους Προδιαγραφές εγκαταστάσεων θέρμανσης, ψύξης και ζεστού νερού Προσδιορισμός μη θερμαινόμενων χώρων

6 5.2. Σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης του κτιρίου Σενάριο αντικατάστασης κουφωμάτων Σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού Συνδυαστικό σενάριο παρεμβάσεων ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Αποτελέσματα προσομοίωσης διπλοκατοικίας με το Energy Plus Αποτελέσματα προσομοίωσης διπλοκατοικίας με το ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ Αξιολόγηση αποτελεσμάτων Αξιολόγηση μελέτης σκίασης Οικονομική αξιολόγηση Αξιολόγηση εξοικονόμησης ενέργειας των 2 λογισμικών Αποτελέσματα οικονομικής αξιολόγησης ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

7 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Γενικά Η Ευρωπαϊκή Οδηγία Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (European Energy Performance of Buildings Directive) θέτει στα κράτη μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης την αναγκαιότητα της δημιουργίας μια κοινής μεθοδολογίας σε εθνικό ή τοπικό επίπεδο για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων. Για να εξυπηρετηθεί ο σκοπός αυτός δημιουργήθηκαν ή ενημερώθηκαν διάφορα ευρωπαϊκά και διεθνή πρότυπα με στόχο να είναι σε θέση να παρέχουν τις μεθόδους και το υποστηρικτικό υλικό για τον υπολογισμό αυτό. Διάφορες προσεγγίσεις θα μπορούσαν να θεωρηθούν σχετικά με τις μεθόδους υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης σε σχέση με την Ευρωπαϊκή Οδηγία Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων. Μία προσέγγιση θα ήταν είναι να επιτρέπεται μόνο μια συγκεκριμένη μέθοδος για τη συμμόρφωση με την οδηγία. Όμως, αυτή η επιλογή θα επηρέαζε τις ομάδες σχεδίασης των κτιρίων που θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν αυτήν την μέθοδο καθώς και τους δημιουργούς υπαρχόντων προγραμμάτων υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων. Αν οι ομάδες σχεδίασης δεν ήταν εξοικειωμένες με την χρήση της μεθόδου θα έπρεπε να επενδύσουν χρόνο για την εκμάθηση της και θα περιοριζόταν στις δυνατότητες της συγκεκριμένης μεθόδου. Επίσης θα υπήρχαν επιπτώσεις και στην ανάπτυξη υπαρχόντων προγραμμάτων που χρησιμοποιούν πιο περίπλοκες υπολογιστικές μεθόδους. Ως αποτέλεσμα των δυο αυτών επιπτώσεων, θα περιορίζονταν οι σχεδιαστικές δυνατότητες των κτιρίων στα όρια της μίας μεθόδου και θα αποθαρρυνόταν η ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών έξω από τα όρια αυτά. Για να αποφευχθούν αυτές οι συνέπειες τα πρότυπα CEN επιτρέπουν την χρησιμοποίηση διαφόρων μεθόδων για τους υπολογισμούς της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων. Όμως παρά τα πλεονεκτήματα που παρέχει η δυνατότητα αυτή, το γεγονός της ύπαρξης πολλών μεθόδων και μοντέλων υπολογισμού μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές αποκλίσεις μεταξύ των αποτελεσμάτων που προκύπτουν έπειτα από την πραγματοποίηση αυτών. Η ενεργειακή απόδοση των κτιρίων υπολογίζεται προσομοιώνοντας την λειτουργία τους με την χρήση προγραμμάτων ενεργειακής προσομοίωσης, τα οποία χρησιμοποιούν διάφορα υπολογιστικά μοντέλα. Τα δυο κύρια υπολογιστικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται είναι τα εξής: το δυναμικό, αν το προσομοιωτικό πρόγραμμα χρησιμοποιεί δυναμικές μεθόδους υπολογισμού του ενεργειακού ισοζυγίου του κτιρίου με συνηθέστερο βήμα υπολογισμού το ωριαίο και το στατικό αν το προσομοιωτικό πρόγραμμα χρησιμοποιεί απλουστευμένες μεθόδους υπολογισμού του ενεργειακού ισοζυγίου του κτιρίου με συνηθέστερο βήμα υπολογισμού το μηνιαίο, αγνοώντας δυναμικά φαινόμενα. 7

8 Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται διερεύνηση και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν έπειτα από τη διενέργεια προσομοίωσης με τη χρήση ενός στατικού και ενός δυναμικού υπολογιστικού μοντέλου σε τυπική διπλοκατοικία. Εστιάζονται οι καταναλώσεις για θέρμανση και ψύξη καθώς αυτές αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που καταναλώνει ένα κτίριο. Γίνεται επίσης προσπάθεια διερεύνησης των πιθανών αιτιών που οδηγούν στις αποκλίσεις μεταξύ των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τα δυο υπολογιστικά μοντέλα. Για τη διενέργεια της ενεργειακής προσομοίωσης με στατικό μοντέλο υπολογισμού χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ.. Για τη διενέργεια της ενεργειακής προσομοίωσης με δυναμικό μοντέλο υπολογισμού χρησιμοποιήθηκε το προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus. Οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν για την θεωρούμενη αρχική κατάσταση της τυπικής διπλοκατοικίας καθώς και για τέσσερα σενάρια ενεργειακής βελτίωσης αυτής για δυο κλιματικές ζώνες, έτσι ώστε να επιτευχθεί αντιπροσωπευτικότερη και πιο αναλυτική αποτύπωση των αποκλίσεων των τελικών αποτελεσμάτων μεταξύ των δυο λογισμικών 1.2. Υπολογιστικά μοντέλα ενεργειακής προσομοίωσης κτιρίων Οι μέθοδοι ενεργειακής προσομοίωσης των κτιρίων αποτελούν ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο τόσο κατά την σχεδίαση των κτιρίων, για να προβλέψουν την ενεργειακή απόδοση τους, όσο και για την αξιολόγηση παρεμβάσεων βελτίωσης της ενεργειακής συμπεριφοράς υπαρχόντων κτιρίων. Τα τελευταία χρόνια, το θέμα της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων έχει τεθεί σε υψηλή προτεραιότητα από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνεται από μια σειρά σχετικών αποφάσεων και οδηγιών όπως η Οδηγία 2002/91 η οποία ορίζει ότι τα κράτη μέλη οφείλουν να εφαρμόσουν μεθοδολογία υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων βάσει κάποιων γενικών προδιαγραφών που ορίζει η Ε.Ε, όπως το πρότυπο ΕΝ ISO [3]. Τα υπολογιστικά μοντέλα για την πραγματοποίηση της ενεργειακής προσομοίωσης μπορούν να διακριθούν στις δυο παρακάτω κατηγορίες: δυναμικό υπολογιστικό μοντέλο, όπου το ενεργειακό ισοζύγιο του κτιρίου υπολογίζεται σε μικρά χρονικά βήματα, με πιο σύνηθες τον ωριαίο υπολογισμό. στατικό υπολογιστικό μοντέλο όπου το ενεργειακό ισοζύγιο του κτιρίου υπολογίζεται σε μεγάλα χρονικά βήματα, με πιο σύνηθες τον μηνιαίο υπολογισμό, αγνοώντας δυναμικά φαινόμενα. 8

9 1.3. Στατικό υπολογιστικό μοντέλο ημι-σταθερής κατάστασης μηνιαίου βήματος κατά πρότυπο EN ISO Στο πρότυπο ΕΝ ISO παρατίθενται οι διαδικασίες υπολογισμού της κατανάλωσης ενέργειας οι οποίες περιγράφονται ακολούθως. Η ζήτηση ενέργειας για θέρμανση και δροσισμό υπολογίζεται με βάση το ενεργειακό ισοζύγιο του κτιρίου και αποτελεί τη βάση για τον υπολογισμό του ενεργειακού ισοζυγίου του συστήματος θέρμανσης και δροσισμού. Δηλαδή, διακρίνεται το ισοζύγιο ενέργειας στο επίπεδο του κτιρίου και στο επίπεδο του συστήματος. Το πρώτο αποτελείται από τους ακόλουθους όρους: Ενεργειακό φορτίο για θέρμανση (αποδιδόμενο από το σύστημα θέρμανσης για την ανύψωση της εσωτερικής θερμοκρασίας στο αποδεκτό επίπεδο) Ενεργειακό φορτίο για δροσισμό (αποδιδόμενο από το σύστημα δροσισμού για την μείωση της εσωτερικής θερμοκρασίας στο αποδεκτό επίπεδο) Μεταφορά θερμότητας και αερισμό από τον θερμαινόμενο χώρο προς το περιβάλλον Μεταφορά θερμότητας και αερισμό μεταξύ γειτονικών ζωνών Εσωτερικά κέρδη Ηλιακά κέρδη Υπολογισμός θερμικών φορτίων Τα θερμικά φορτία υπολογίζονται σύμφωνα με την εξίσωση: Q NH = Q LH n GH Q GH Με ελάχιστη τιμή Q HD = 0 Όπου: Q NH το θερμικό φορτίο σε MJ, Q LH οι απώλειες θερμότητας σε MJ, Q GH τα θερμικά κέρδη σε MJ, n GH ένας συντελεστής συσχέτισης του λόγου των θερμικών κερδών-απωλειών με τη θερμική αδράνεια του κτιρίου Το μήκος της περιόδου θέρμανσης υπολογίζεται μετρώντας τις μέρες του μήνα κατά τις οποίες υφίστανται θερμικά φορτία χρησιμοποιώντας ένα συντελεστή βαρύτητας για τους μήνες με μεγάλο λόγο κερδών-απωλειών [9]. 9

10 Υπολογισμός ψυκτικών φορτίων Τα ψυκτικά φορτία υπολογίζονται σύμφωνα με την εξίσωση: Q ΝC = Q GC - n LC Q LC Με ελάχιστη τιμή Q CD = 0 n Όπου: Q ΝC το ψυκτικό φορτίο σε MJ, Q LC οι απώλειες θερμότητας σε MJ, Q GC τα θερμικά κέρδη σε MJ, n LC ένας συντελεστής συσχέτισης του λόγου των θερμικών κερδών-απωλειών με τη θερμική αδράνεια του κτιρίου Η διάρκεια της περιόδου ψύξης υπολογίζεται μετρώντας τις μέρες του μήνα κατά τις οποίες υφίστανται ψυκτικά φορτία χρησιμοποιώντας ένα συντελεστή βαρύτητας για τους μήνες με μεγάλο λόγο κερδών-απωλειών [9] Υπολογισμός απωλειών θερμότητας με μεταφορά και αερισμό Οι συνολικές θερμικές απώλειες Q L του κτιρίου για συγκεκριμένη περίοδο υπολογίζονται σύμφωνα με την εξίσωση: Q L = Q T + Q V Όπου: Q L οι συνολικές απώλειες θερμότητας σε MJ, Q T οι συνολικές απώλειες θερμότητας με μεταφορά σε MJ, Q V οι συνολικές απώλειες θερμότητας λόγω αερισμού σε MJ Οι συνολικές απώλειες θερμότητας με μεταφορά υπολογίζονται σύμφωνα με την εξίσωση: Q T = {Σ Κ {Η Τ,k (θ i -θ e,k )} t Όπου: Η Τ,k ο συντελεστής θερμικών απωλειών με μεταφορά σε γειτονικούς χώρους ή το περιβάλλον με θερμοκρασία θ e,k, θ i η εσωτερική θερμοκρασία του κτιρίου ή της ζώνης, t διάρκεια περιόδου υπολογισμού Οι συνολικές απώλειες θερμότητας λόγω αερισμού υπολογίζονται σύμφωνα με την εξίσωση: 10

11 Q v = {Σ Κ {Η V,k (θ i, -θ s,k )} t όπου: Η V,k ο συντελεστής θερμικών απωλειών λόγω αερισμού (αέρα που εισέρχεται στο χώρο με θερμοκρασία θ s,k ), θ i η εσωτερική θερμοκρασία του κτιρίου ή της ζώνης, t διάρκεια περιόδου υπολογισμού [9] Υπολογισμός εσωτερικών και ηλιακών θερμικών κερδών Τα συνολικά θερμικά κέρδη QG για δεδομένη περίοδο υπολογισμού είναι: Q G = Qi + Qs Όπου: Q G τα συνολικά θερμικά κέρδη σε MJ Q i το άθροισμα των εσωτερικών κερδών σε MJ Q s το άθροισμα των ηλιακών κερδών σε MJ Εσωτερικά θερμικά κέρδη Τα εσωτερικά θερμικά κέρδη υπολογίζονται από την εξίσωση: Qi = [Φ i,h + (1-b)Φ i,u ]t = Φ ι t Όπου Φ i,h μέση ισχύς των εσωτερικών κερδών σε θερμαινόμενους χώρους Φ i,u η μέση ισχύς των εσωτερικών κερδών σε μη θερμαινόμενους χώρους Φ ι η μέση ισχύς των εσωτερικών κερδών b ένας συντελεστής μείωσης b ένας συντελεστής μείωσης Ηλιακά θερμικά κέρδη Οι επιφάνειες που λαμβάνονται υπόψη στον υπολογισμό των ηλιακών κερδών είναι οι διαφανείς, οι εσωτερικοί τοίχοι και πατώματα θερμοκηπίων και τοίχοι πίσω από διαφανείς επιφάνειες (ή μονώσεις). Για αδιαφανείς δομικά στοιχεία διακρίνονται ειδικές περιπτώσεις με 11

12 αντίστοιχες μεθόδους υπολογισμών. Για συγκεκριμένη περίοδο υπολογισμού τα ηλιακά κέρδη είναι: όπου ο πρώτος όρος αναφέρεται σε θερμαινόμενους χώρους και ο δεύτερος σε μη. Σε κάθε όρο το πρώτο άθροισμα αφορά σε όλους τους προσανατολισμούς j και το δεύτερο σε όλες τις επιφάνειες n που συλλέγουν ηλιακή ακτινοβολία. I sj η ηλιακή ακτινοβολία, δηλαδή η συνολική ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της περιόδου υπολογισμού σε επιφάνεια 1 m 2 με προσανατολισμό j σε J/m 2 A snj η ενεργή επιφάνεια συλλογής της επιφάνειας n με προσανατολισμό j, δηλαδή η επιφάνεια μέλανου σώματος που έχει το ίδιο ηλιακό κέρδος με τη συγκεκριμένη επιφάνεια Η ενεργή επιφάνεια συλλογής ενός διαφανούς δομικού στοιχείου (π.χ. παραθύρου) είναι: A S = AF S F F g Όπου Α η συνολική επιφάνεια του διαφανούς στοιχείου F S ο συντελεστής διόρθωσης σκιασμού F F ο συντελεστής πλαισίου, δηλαδή ο λόγος της συνολικής επιφάνειας του στοιχείου προς τη διαφανή του g η συνολική διαπερατότητα στην ηλιακή ενέργεια της διαφανούς επιφάνειας λαμβάνοντας υπόψη ηλιοπροστατευτικές διατάξεις [9] 1.4. Μέθοδος δυναμικής προσομοίωσης ωριαίου βήματος Οι ωριαίες απαιτήσεις ψύξης και θέρμανσης στη μέθοδο δυναμικής προσομοίωσης ωριαίου βήματος, υπολογίζονται για ολόκληρο το έτος ή τουλάχιστον για ένα αριθμό ημερών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκπροσωπεί κάθε μήνα. Δεδομένου ότι αυτές οι τυπικές ημέρες πρέπει να είναι αντιπροσωπευτικές του συνόλου του μήνα, θα πρέπει να συσχετίζονται άμεσα με τις κλιματικές συνθήκες. Η γνώση της ωριαίας τιμής ψυκτικών και θερμικών φορτίων, πολλαπλασιαζόμενη με το αριθμό των ημερών που εκπροσωπούνται από τις θεωρούμενες ως τυπικές μέρες, θα επιτρέψει μια καλή πρόβλεψη της μηνιαίας και ετήσιας ενεργειακός ζήτησης του κτιρίου. Οι μέθοδοι που μπορούν να ακολουθηθούν για να πραγματοποιηθεί δυναμική προσομοίωση ποικίλλουν και μπορούν να είναι απλοί έως και ιδιαιτέρως σύνθετοι. Παρακάτω παρατίθενται οι 12

13 βασικές παραδοχές και τα απαιτούμενα δεδομένα εισαγωγής που πρέπει να τηρούνται βάσει συγκεκριμένου προτύπου [10] Βασικές παραδοχές για δυναμική προσομοίωση Οι ακόλουθες βασικές παραδοχές θεωρούνται ως ελάχιστες απαιτήσεις για να χαρακτηριστεί ως δυναμική μια μέθοδος προσομοίωσης: το δωμάτιο θεωρείται ένα κλειστός χώρος οριοθετημένος από τα στοιχεία περιβλήματος η θερμοκρασία του αέρα είναι ομοιόμορφη σε όλο το δωμάτιο οι θερμοφυσικές ιδιότητες όλων των υλικών είναι σταθερές και ισοτροπικές οι συντελεστές συναγωγής μεταφοράς θερμότητας είναι καθορισμένοι η θερμική αγωγιμότητα μέσω κάθε στοιχείου του δωματίου είναι μονοδιάστατη και οι επιφάνειές τους θεωρούνται ισοθερμικές οι θερμογέφυρες εκφράζονται είτε ως γραμμικά στοιχεία απώλειας θερμότητας χωρίς θερμική αδράνεια ή ως ισοδύναμο μονοδιάστατα δομικά στοιχεία με θερμική μάζα και θερμικά χαρακτηριστικά που προέρχονται από υπολογισμούς μόνιμης κατάστασης η κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στις εσωτερικές επιφάνειες των τμημάτων της ζώνης να είναι καθορισμένη η κατανομή της ακτινοβολίας της ροής θερμότητας από τις εσωτερικές πηγές να είναι ομοιόμορφη η ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος και οι μεταφορές θερμότητας με συναγωγή στην εσωτερική επιφάνεια του κάθε τμήματος να αντιμετωπίζονται χωριστά [10] Απαιτούμενα δεδομένα εισαγωγής Γενικά Για την αξιολόγηση της ζήτησης της ενέργειας του κτιρίου απαιτούνται οι ακόλουθες πληροφορίες: τα ωριαία κλιματικά δεδομένα του τόπου για ένα πλήρες έτος αναφοράς οι περιγραφές των στοιχείων του κελύφους των κτιρίων, συμπεριλαμβανομένων των θερμογέφυρων τα ωριαία προφίλ της εσωτερικής θερμοκρασίας 13

14 τα ωριαία προφίλ του ακούσιου και εκούσιου αερισμού τα ωριαία προφίλ των ροών θερμότητας συναγωγής και ακτινοβολίας λόγω φωτισμού, κατοίκων, εσωτερικού εξοπλισμού και συσκευών τα χαρακτηριστικά του θερμικού συστήματος και οι μέγιστες δυνατότητες θέρμανσης και ψύξης Κλιματικά δεδομένα Για θέση με συγκεκριμένο γεωγραφικό πλάτος και μήκος, απαιτούνται τα εξής ωριαία κλιματικά δεδομένα: εξωτερική θερμοκρασία του αέρα η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας η εξωτερική θερμοκρασία ακτινοβολίας η ανακλαστικότητα του εδάφους 1.5. Βιβλιογραφική έρευνα Μελέτη σύγκρισης μεθόδων και λογισμικών για την εκτίμηση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων στην Ιταλία Η παράθεση αυτής της μελέτης πραγματοποιήθηκε διότι η συγκεκριμένη μελέτη συμβαδίζει θεματικά με την παρούσα καθώς πραγματοποιεί σύγκριση δυναμικού υπολογιστικού μοντέλου προσομοίωσης που αντιπροσωπεύεται από την χρήση του προσομοιωτικού προγράμματος Design Builder και στατικού που αντιπροσωπεύεται από την χρήση απλοποιημένων λογισμικών όπως το λογισμικό DOCET και από την εφαρμογή μεθόδων, όπως του ιταλικού πρότυπου UNI TS Το υπό μελέτη κτίριο είναι ένα υπάρχον κτίριο κατοικίας, με δύο διαμερίσματα δομημένα από οπλισμένο σκυρόδεμα και παρουσιάζεται στις εικόνες 1.1 και 1.2. Το κτίριο βρίσκεται στη Ραβέννα, στο βόρειο-ανατολικό τμήμα της Ιταλίας, κοντά στην Αδριατική θάλασσα. Το διαμέρισμα αποτελείται από δύο ορόφους που η επικοινωνία μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου ορόφου πραγματοποιείται με εξωτερικές σκάλες. Ο δεύτερος όροφος πραγματοποιήθηκε περίπου 10 χρόνια αργότερα με διαφορετικούς εξωτερικούς τοίχους και στέγη. Η μονάδα θέρμανσης αποτελείται από έναν παραδοσιακό λέβητα ισχύος 27,9 kw και θερμικής απόδοσης 92% με οριζόντια δίκτυα διανομής χαμηλή μόνωσης και θερμαντικά σώματα χυτοσίδηρου [5]. 14

15 Εικόνα 1.1: Εμπρόσθια όψη του υπό μελέτη κτιρίου [5] Εικόνα 1.2: Κατόψεις ορόφων του υπό μελέτη κτιρίου [5] Οι μεθοδολογίες ενεργειακής αξιολόγησης που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι εξής: 1. Μέθοδος UNI TS Αυτή η διαδικασία αξιολόγησης βασίζεται στο ιταλικό πρότυπο UNI TS το οποίο είναι το ιταλικό πρότυπο για την αξιολόγηση της πρωτογενούς ενέργειας στη θέρμανση και το ζεστό νερό χρήσης, σύμφωνα με τα πρότυπα UNI EN ISO 13790:2008 και EN : Μετά την πραγματοποίηση της διαδικασίας που προκύπτει από το πρότυπο UNI TS

16 δημιουργήθηκε ένα υπολογιστικό φύλλο του Excel. Με αυτόν τον τρόπο κατέστη δυνατό να ελεγχθεί βήμα προς βήμα η εισαγωγή δεδομένων και να πραγματοποιηθούν οι υπολογισμοί. Η εισαγωγή κλιματικών δεδομένων βασίζεται στο ιταλικό πρότυπο UNI 10349:1994, το οποίο είναι η εθνική αναφορά για την εξωτερική θερμοκρασία, τη μόνωση και άλλες παραμέτρους [5]. 2. Διάφορα εμπορικά λογισμικά: «EDILCLIMA ΕC 501-EC 506», που δημιουργήθηκε από τον λογισμικό οίκο Edilclima. Τα γεωμετρικά δεδομένα εισόδου μπορούν να εισάγονται αριθμητικά ή γραφικά σε 2D. Οι θερμο-φυσικές παράμετροι προέρχονται από εσωτερική βάση δεδομένων (που προέρχεται από πρότυπα UNI) ή τίθενται με χειροκίνητη εισαγωγή. Τα δεδομένα εισόδου της θέρμανσης και του ζεστού νερού χρήσης εισέρχονται είτε βάση δεδομένων του UNI TS είτε από τα δεδομένα του κατασκευαστή. «STIMA 10-TFM», που δημιουργήθηκε από τον λογισμικό οίκο Watts. Αυτό το λογισμικό είναι παρόμοιο με το Edilclima, εκτός από το περιβάλλον εργασίας χρήστη. Το STIMA 10-TFM δεν έχει φιλικό περιβάλλον και ως εκ τούτου δεν είναι εύκολα κατανοητό. «MCSuite 2008", που δημιουργήθηκε από τον λογισμικό οίκο MC4. Τα γεωμετρικά δεδομένα εισόδου εισάγονται μέσω αρχείου AutoCAD (DWG) και τα κτίρια αναπαράγονται μόνο σε τρείς διαστάσεις,. Οι θερμοφυσικές παράμετροι μπορούν να εισαχθούν από την εσωτερική βάση δεδομένων του λογισμικού ή με χειροκίνητη εισαγωγή (αλλά όχι εύκολα). Όλα τα δεδομένα εισαγωγής θα μπορούσαν να μεταφραστούν σε φύλλα δεδομένων και να χρησιμοποιηθούν αργότερα με την έκδοση Energy Plus 2,0 [5]. 3. Απλοποιημένο λογισμικό (DOCET) Η ENEA (Ente per le Nuove tecnologie, l Energia e l Ambiente, Italian National Agency for New Technologies, Energy and the Environment) και η ITC-CNR (Istituto per le Tecnologie della Costruzione Consiglio Nazionale delle Ricerche, Construction Technologies Institute Italian National Research Council) έχουν εκπονήσει μια απλουστευμένη μεθοδολογία, που εφαρμόζεται σε λογισμικό που ονομάζεται DOCET έπειτα από απαίτηση του Ιταλικού Υπουργείου Οικονομικής Ανάπτυξης. Η μεθοδολογία αυτή θα μπορούσε να εφαρμοστεί μόνο για κτίρια με συνολική επιφάνεια δεν υπερβαίνει τα 3000m2. Η εισαγωγή δεδομένων στο λογισμικό DOCET είναι πολύ απλουστευμένη. Τίθεται το έτος κατασκευής του κτιρίου, το τοπικό κλιματικό πλαίσιο και μερικά γεωμετρικά δεδομένα εισόδου (επιφάνεια δαπέδου, όγκος, ύψος, επιφάνεια των τοίχων και προσανατολισμός τους, επιφάνειες παραθύρων και προσανατολισμό τους). Η εισαγωγή των γεωμετρικών δεδομένων του κτιρίου 16

17 είναι τυποποιημένη και απλουστευμένη και το κτίριο διαμορφώνεται ως ένα κουτί. Οι θερμοφυσικές παράμετροι είναι τυποποιημένες βάσει εσωτερικής βάσης δεδομένων και ανταποκρίνονται στο έτος υλοποίησης του υπό μελέτη κτιρίου [5]. 4. Επιπλέον απλοποιημένες μέθοδοι Οι επιπλέον απλουστευμένες μεθοδολογίες αξιολόγησης έχουν απαιτηθεί από τους περιφερειακούς νόμους. Οι μεθοδολογίες αυτές μπορούν να εφαρμόζονται μόνο για κτίρια που έχουν επιφάνεια μικρότερη των 1000m2. Τα κατασκευαστικά δεδομένα εισόδου για τις επιπλέον απλουστευμένες μεθοδολογίες αξιολόγησης συμπεριλαμβάνουν τον διαχωρισμό των επιφανειών, τον όγκο και την επιφάνεια του δαπέδου. Τα θερμοφυσικά δεδομένα λαμβάνονται σύμφωνα με παραρτήματα του UN TS [5]. Οι επιπλέον απλουστευμένες μεθοδολογίες αξιολόγησης που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη είναι: DM 19 febbraio 2007 Allegato Ζ "Schema di procedura semplificata per la determinazione dell'indice di prestazione Energetica per la climatizzazione invernale dell'edificio", DAL 156/2008, Regione Emilia-RomagnaAllegato 8 "Metodologie per la determinazione della prestazione Energetica degli edifici", Emilia-Romagna DAL 156/ Ερευνητικό λογισμικό αυτόνομης λειτουργίας Στο πλαίσιο της μελέτης αυτής χρησιμποείται ένα αυτόνομο λογισμικό ενεργειακής αξιολόγησης που ονομάζεται DesignBuilder. Πρόκειται για ένα μοντέλο τρισδιάστατου περιβάλλοντος που χρησιμοποιεί τον κώδικα του λογισμικού Energy Plus. Το DesignBuilder χρησιμοποιεί δυναμικό υπολογιστικό μοντέλο ενεργειακής προσομοίωσης που λαμβάνει υπόψη την πραγματική συμπεριφορά των κατοίκων, την εξωτερική θερμοκρασία, τις εποχιακές διακυμάνσεις και την ηλιακή ακτινοβολία. Η εισαγωγή δεδομένων είναι πολύ πιο πολύπλοκη και διαφορετική σε σύγκριση με τις άλλες μεθόδους, ιδίως όσον αφορά την εισαγωγή των δεδομένων των εγκαταστάσεων θέρμανσης. Η εισαγωγή δεδομένων για τη συμπεριφορά των κάτοικων σε άλλες μεθοδολογίες καθορίζεται από διάφορα πρότυπα ενώ στο DesignBuilder τα δεδομένα αυτά μπορούν να τεθούν σύμφωνα με τις επιλογές του χρήστη. Το DesignBuilder θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως μέτρο αξιολόγησης για τη σύγκριση αποτελεσμάτων λογισμικών με την πραγματική κατανάλωση ενέργειας, επειδή αξιολογεί την πραγματική πληρότητα, τις πραγματικές οικιακές συσκευές, τις ηλεκτρικές καταναλώσεις και τις καταναλώσεις για φωτισμό [5]. 6. Πραγματική ενεργειακή κατανάλωση Η πραγματική κατανάλωση ενέργειας διαμορφώνεται μέσω επεξεργασίας των λογαριασμών από τους παρόχους ενέργειας. Η κατανάλωση ενέργειας του υπό μελέτη κτιρίου είναι ο μέσος όρος 17

18 κατανάλωσης φυσικού αερίου και ηλεκτρικής ενέργειας που προκύπτει από τους λογαριασμούς κατά τα έτη 2005, 2006 και Η τιμή αυτή μετατρέπεται σε πρωτογενή ενέργεια (kwh / έτος) με τη βοήθεια συντελεστών μετατροπής. Αυτό το είδος της μεθόδου αξιολόγησης χρησιμοποίει τα εξής πραγματικά δεδομένα εισόδου: εξωτερική θερμοκρασία κατά μέσο όρο, συμπεριφορά κατοίκων και πληρότητα των χρηστών. Αυτό διαφέρει από άλλες μεθόδους οι οποίες είναι τυποποιημένες. 7. Τυποποιημένη ενεργειακή κατανάλωση Τα δεδομένα εισόδου που χρησιμοποιούνται για την τυποποιημένη ενεργειακή κατανάλωση είναι: Οι ώρες λειτουργίας των εγκαταστάσεων θέρμανσης στο τυποποιημένο πρότυπο είναι 24 ώρες / ημέρα και στο πραγματικό 8 ώρες / μέρα και ο συντελεστής αναλογίας που προκύπτει είναι 3, ο αριθμός ημερών λειτουργίας των εγκαταστάσεων θέρμανσης στο τυποποιημένο πρότυπο είναι 183 ημέρες όπως και στο πραγματικό και ο συντελεστής αναλογίας που προκύπτει είναι 1 και τέλος η εξωτερική θερμοκρασία στο τυποποιημένο πρότυπο είναι 8,4 C και στο πραγματικό 11,36 C και ο συντελεστής αναλογίας είναι 0,7396. Ο διορθωτικός τυποποιημένος συντελεστής προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό κάθε ενός από τους τρεις παράγοντες που υπολογίστηκαν παραπάνω και ισούται με 2,2188. Τα κυριότερα αποτελέσματα που συγκρίνονται είναι τα εξής: Δείκτης ενεργειακής απόδοσης που εκφράζεται σε kwh/m 2 ετησίως πρωτογενούς ενέργειας που καταναλώνεται για τις ενεργειακές ανάγκες του κτιρίου και τις ανάγκες για θέρμανση και ζεστό νερό χρήσης. Δείκτης οριακής ενεργειακής απόδοσης που εκφράζεται σε kwh/m 2 ετησίως πρωτογενούς ενέργειας. Οι οριακές τιμές αυτές προκύπτουν βάσει νομοθεσίας και καθορίζονται από της βαθμοημέρες της ζώνης, την επιφάνεια, τον όγκο και την αναλογία επιφάνειας/όγκου. Στην εικόνα 1.3 παρουσιάζονται οι δείκτες ενεργειακής απόδοσης, οριακής ενεργειακής απόδοσης καθώς και η απόκλιση αυτών από τις τιμές των μεθόδων που χρησιμοποιούνται ως αναφορές. Αυτές είναι η μέθοδος UNI TS 11300, η μέθοδος πραγματική ενεργειακής κατανάλωσης και η μέθοδος τυποποιημένης ενεργειακής κατανάλωσης. 18

19 Εικόνα 1.3: Δείκτες ενεργειακής απόδοσης και απόκλιση τους από τις τιμές των μεθόδων αναφοράς [5] Στην εικόνα 1.4 παρουσιάζονται οι ποσοστιαίες αποκλίσεις των τιμών που προκύπτουν από την εφαρμογή των εξεταζόμενων μεθόδων συγκριτικά με τις τιμές των μεθόδων που χρησιμοποιούνται ως αναφορές. Τα αποτελέσματα με την χρήση του πρότυπο UNI TS λαμβάνονται ως αναφορά. Όπως μπορούμε να δούμε η απόκλιση κυμαίνεται μεταξύ 6% και 13% σε σύγκριση με τις τιμές που προκύπτουν από τη χρήση του εμπορικού λογισμικού και πάνω από 30% σε σύγκριση με τις τιμές που προκύπτουν από τη χρήση των απλοποιημένων και επιπλέον απλοποιημένων μεθόδων που έχουν μεγαλύτερο διάστημα εμπιστοσύνης. Η μέθοδος της πραγματικής κατανάλωσης ενέργειας λαμβάνεται ως αναφορά, επειδή οι λογαριασμοί κατανάλωσης ενέργειας μπορούν να ελέγχονται άμεσα από τον χρήστη του κτιρίου. Όπως μπορούμε να δούμε η απόκλιση υπερβαίνει το 30% για κάθε μεθοδολογία (συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου UNI TS 11300) και το 50% για τις επιπλέον απλοποιημένες μεθόδους. Μόνο το DesignBuilder παράγει αποτελέσματα που έχουν μικρότερη απόκλιση στο 13,6%, επειδή το αυτόνομο πρόγραμμα προσομοίωσης είναι κατάλληλο να υπολογίζει την πραγματική κατανάλωση ενέργειας που συνδέεται άμεσα με τη συμπεριφορά των χρηστών του κτιρίου [5]. 19

20 Εικόνα 1.4: Ποσοστιαία απόκλιση δείκτη ενεργειακής απόδοσης από τις τιμές των μεθόδων αναφοράς [5] Δεδομένου της χρησιμοποίησης ίδιων δεδομένων εισόδου, η επιλογή της μεθόδου ενεργειακής αξιολόγησης θα επηρεάσει τα αποτελέσματα που θα προκύψουν για την ενεργειακή απόδοση του κτιρίου. Για σωστή επιλογή της μεθόδου ενεργειακής αξιολόγησης θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο σκοπός της αξιολόγησης. Σε περίπτωση που ο σκοπός της αξιολόγησης είναι ο ενεργειακός έλεγχος και η προσομοίωση της ενεργειακής απόδοσης, οι μεθοδολογίες αξιολόγησης πρέπει να επιλέγονται σε σχέση με την ακρίβεια των δεδομένων εισόδου και των αποτελεσμάτων ου προκύπτουν. Σε αυτή την περίπτωση είναι απαραίτητο να αποφεύγεται η χρήση απλουστευμένων μεθόδων βάσει των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από τη συγκεκριμένη μελέτη. Στην εικόνα 1.3 παρουσιάζονται οι τελικές τιμές των ενεργειακών καταναλώσεων για τα προαναφερθέντα προγράμματα και μεθόδους και παρατηρείται υψηλή ποσοστιαία απόκλιση μεταξύ αυτών, με τις τιμές που προκύπτουν από το στατικό υπολογιστικό μοντέλο να είναι υψηλότερες από τις αντίστοιχες του δυναμικού. Ωστόσο τονίζεται ότι στην παρατεθειμένη μελέτη κατά την εισαγωγή των δεδομένων εισόδου παρατηρήθηκαν ανομοιογένειες στους εξής τομείς: - ανομοιογένεια στα δεδομένα εισόδου σχετικά με την γεωμετρία του υπό μελέτη κτιρίου - ανομοιογένεια στα δεδομένα εισόδου σχετικά με τις θερμοφυσικές ιδιότητες των δομικών υλικών - ανομοιογένεια στα δεδομένα εισόδου σχετικά με τις εγκαταστάσεις θέρμανσης 20

21 Μελέτη σύγκρισης δυναμικού και στατικού μοντέλου ενεργειακής προσομοίωσης σε κτίριο στην Ιταλία Η παράθεση αυτής της μελέτης πραγματοποιήθηκε διότι η συγκεκριμένη μελέτη συμβαδίζει θεματικά με την παρούσα μελέτη καθώς πραγματοποιεί σύγκριση δυναμικού υπολογιστικού μοντέλου προσομοίωσης που αντιπροσωπεύεται από την χρήση του προσομοιωτικού προγράμματος Design Builder και στατικού που αντιπροσωπεύεται από την εφαρμογή της μεθόδου ημι-σταθερής κατάστασης που περιέχεται στο πρότυπο ΕΛΟΤ EN ISO Συγκεκριμένα οι δυο μέθοδοι προσομοίωσης που χρησιμοποιούνται στην παρατιθέμενη μελέτη είναι ιδιαίτερα συναφής με τις αντίστοιχες της παρούσας μελέτης καθώς το στατικό υπολογιστικό μοντέλο βασίζεται και στις δυο μελέτες στο πρότυπο ΕΛΟΤ EN ISO και επειδή το πρόγραμμα Design Builder που χρησιμοποιείται από την παρατιθέμενη μελέτη βασίζεται στον κώδικα του προγράμματος Energy Plus που χρησιμοποιείται στην παρούσα μελέτη. Στην μελέτη αυτή δύο μέθοδοι υπολογισμού, ένα δυναμικό και ένα στατικό μοντέλο ενεργειακής προσομοίωσης, εφαρμόστηκαν σε δύο διαφορετικούς τύπους κτιρίων που βρίσκονται στα βόρεια της κεντρικής Ιταλίας. Οι δυο τύποι κτιρίων χωρίζονται επίσης σε δύο υποκατηγορίες σχετικά με την αναλογία επιφάνειας/όγκου. Η ανάλυση θα επιτρέψει τη σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο υπολογιστικών μοντέλων προκειμένου να αξιολογηθούν οι μεταξύ τους αποκλίσεις. Η στατική προσομοίωση βασίζεται στο πρότυπο ΕΝ ISO που περιγράφει τις υπολογιστικές διαδικασίες για τον προσδιορισμό της κατανάλωσης ενέργειας με τη μέθοδο της μηνιαίας ημι-σταθερής κατάστασης βήματος. Αυτή η μέθοδος αξιολόγησης ονομάζεται στατική επειδή χρησιμοποιεί πηγή μετεωρολογικών δεδομένων εισόδου που βασίζονται σε μέσες τιμές και η τα χρονικά βήματα προσομοίωσης είναι μηνιαία. Στην μέθοδο αυτή περιλαμβάνονται μόνο οι εγκαταστάσεις θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης. Οι εγκαταστάσεις φωτισμού και ψύξης εξαιρούνται και τα ωράρια λειτουργίας και οι συμπεριφορές των χρηστών του κτιρίου καθορίζονται από τυποποιημένα δεδομένα. Από την άλλη πλευρά αυτή η μέθοδος απαιτεί λιγότερα δεδομένα εισόδου, χωρίς τη χρήση μοντέλων τρισδιάστατης αναπαράστασης. Για τη διενέργεια της στατικής προσομοίωσης δημιουργήθηκε ένα φύλλο εργασίας του Excel το οποίο και χρησιμοποιήθηκε για τους υπολογισμούς. Η δεύτερη μέθοδος ονομάζεται δυναμική προσομοίωση επειδή μπορεί να περιλαμβάνει όλες τις παραμέτρους και τις ενεργειακές συμπεριφορές κατά τη διάρκεια όλου του χρόνου και λαμβάνει υπόψη μετεωρολογικές διακυμάνσεις για κάθε μέρα. Η δυναμική αξιολόγηση περιλαμβάνει όλες τις παραμέτρους που έχουν επίδραση στην ενεργειακή συμπεριφορά του κτιρίου. Για τη δυναμική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε το προσομοιωτικό πρόγραμμα Design Builder το οποίο χρησιμοποιεί τον κώδικα του Energy Plus συνοδευόμενο με τρισδιάστατο περιβάλλον διαχείρισης. 21

22 Για να συγκριθούν οι δύο μεθοδολογίες χρησιμοποιήθηκαν δύο ανεξάρτητα κτήρια που ανήκουν σε δύο διαφορετικές τυπολογίες: τυπολογία γραμμής και τυπολογία πύργου. Στην εικόνα 1.5 παρουσιάζονται οι κατόψεις σε τομές των κτιρίων. Τα κτίρια θεωρούνται ότι βρίσκονται στην Μπολόνια, βόρεια του κέντρου της Ιταλίας. Το κλίμα είναι αρκετά κρύο το χειμώνα και υγρό το καλοκαίρι, αφού η Μπολόνια απέχει περισσότερα από 100 χλμ. από τη θάλασσα [7]. Εικόνα 1.5: Τομές κατόψεων των δυο τύπων κτιρίων [7] Οι δύο τυπολογίες διαφέρουν στην αναλογία επιφάνειας/όγκου, η οποία θα επηρεάσει την ενεργειακή απόδοση του κάθε κτιρίου. Επιπλέον, και στις δύο περιπτώσεις, θεωρήθηκαν δύο διαφορετικές δομές: για την τυπολογία πύργου μια 8-όροφη και μια 16-όροφη δομή και για την τυπολογία γραμμής μια 2-όροφη και 5-όροφη δομή. Κατά συνέπεια, η αναλογία επιφάνειας/όγκου κυμαίνονταν από 0,262 έως 0,536 m -1 όπως παρουσιάζεται στον πίνακα 1.1. Πίνακας 1.1 : Αναλογία επιφάνειας/όγκου για τους 4 τύπους κτιρίων [7] τυπολογία γραμμής τυπολογία πύργου 2-όροφη 5-όροφη 8-όροφη 16-όροφη αναλογία επιφάνειας/όγκου [m" 1 ] Το κτιριακό κέλυφος θεωρείται μονωμένο και τα ανοίγματα αποτελούνται από ξύλινο πλαίσιο και διπλό υαλοπίνακα. Η εσωτερική επιφάνεια των τεσσάρων τύπων κτιρίων παρουσιάζεται 22

23 στον πίνακα 1.2. Ο βαθμός απόδοσης του συστήματος θέρμανσης των τεσσάρων τύπων κτιρίων παρουσιάζεται στον πίνακα 1.3. Πίνακας 1.2: Εσωτερική επιφάνεια των τεσσάρων τύπων κτιρίων [7] τυπολογία γραμμής τυπολογία πύργου 2-όροφη 5-όροφη 2-όροφη 5-όροφη Εσωτερική επιφάνεια (m 2 ) Πίνακας 1.3: Βαθμός απόδοσης συστήματος θέρμανσης των τεσσάρων τύπων κτιρίων [7] τυπολογία γραμμής τυπολογία πύργου 2-όροφη 5-όροφη 2-όροφη 5-όροφη Βαθμός απόδοσης συστήματος θέρμανσης Στις εικόνες 1.6 και 1.7 απεικονίζονται γραφικά οι τέσσερις τύποι κτιρίου που εξετάζονται. Εικόνα 1.6: Γραφική απεικόνιση των δυο κτιρίων τύπου γραμμής [7] 23

24 Εικόνα 1.7: Γραφική απεικόνιση των δυο κτιρίων τύπου πύργου [7] Στον πίνακα 1.4 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα τελικής κατανάλωσης θερμικής ενέργειας για τους τέσσερις εξεταζόμενους τύπους κτιρίων με τις μεθόδους της στατικής προσομοίωσης που βασίζεται στα πρότυπα EN 832 και ΕΝ και με τη μέθοδο της δυναμικής προσομοίωσης που πραγματοποιείται μέσω του προσομοιωτικού προγράμματος Design Builder. Πίνακας 1.4: Αποτελέσματα τελικής κατανάλωσης θερμικής ενέργειας [7] Τελική κατανάλωση θερμικής ενέργειας τυπολογία γραμμής τυπολογία πύργου 2-όροφη 5-όροφη 2-όροφη 5-όροφη Δυναμική προσομοίωση (DesignBuilder) Στατική προσομοίωση (EN 13790) Τα αποτελέσματα του πίνακα 1.4 παρουσιάζουν τις αποκλίσεις των αποτελεσμάτων των δυο υπολογιστικών μοντέλων ενεργειακής προσομοίωσης. Το αποτέλεσμα που εξάγεται και παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι πως προκύπτει διακύμανση των τιμών των τελικών καταναλώσεων και κατά συνέπεια των αποκλίσεων μεταξύ των δυο μοντέλων ανάλογα με την μορφολογία του κτιρίου. 24

25 Μελέτη σύγκρισης στατικής και δυναμικής προσομοίωσης στην περίπτωση εφαρμογής ενεργειακών παρεμβάσεων σε κτίριο στην Ιρλανδία Η παράθεση αυτής της μελέτης πραγματοποιήθηκε διότι η συγκεκριμένη μελέτη συμβαδίζει θεματικά με την παρούσα μελέτη καθώς πραγματοποιεί σύγκριση δυναμικού υπολογιστικού μοντέλου προσομοίωσης που αντιπροσωπεύεται από την χρήση του προσομοιωτικού προγράμματος IES VE και στατικού που αντιπροσωπεύεται από την εφαρμογή της μεθόδου των βαθμοημερών. Η μελέτη αυτή εξετάζει τα πλεονεκτήματα της ανάλυσης των παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης με τη χρήση στατικής προσομοίωσης σε σύγκριση με τη χρήση δυναμικής προσομοίωσης σε κτίρια που δεν χρησιμοποιούνται ως κατοικίες στην Ιρλανδία. Αυτό μελετάται διότι η ανάλυση με τη μέθοδο της δυναμικής προσομοίωσης απαιτεί πολύ περισσότερη εργασία και χρόνο σε σχέση με τη χρήση στατικής προσομοίωσης.. Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιείται κτίριο διδασκαλίας που ανήκει στις κτιριακές εγκαταστάσεις του πανεπιστημίου University College Cork και απεικονίζεται στην εικόνα 1.8. Το κτίριο κατασκευάστηκε το 1910 και αποτελεί πολύ καλό παράδειγμα κτιρίου στο οποίο είναι ιδιαίτερα προτεινόμενες οι παρεμβάσεις ενεργειακής βελτίωσης. Για την καλύτερη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της στατικής και δυναμικής προσομοίωσης, τα αποτελέσματα αυτά συγκρίνονται με μετρήσιμα δεδομένα του υπό μελέτη κτιρίου. Οι τεχνικές μοντελοποίησης της προσομοίωσης ασχολούνται αποκλειστικά με την θερμική ενέργεια και η ηλεκτρική ενέργεια λαμβάνεται υπόψη μόνο για τον καθορισμό των εσωτερικών κερδών [8]. Οι παρεμβάσεις που μελετήθηκαν είναι οι εξής: Προσθήκη μόνωσης στη σοφίτα Τοποθέτηση συστήματος διαχείρισης κτιρίου Τοποθέτηση θερμοστατικών βαλβίδων στα θερμαντικά σώματα Εγκατάσταση θερμιδόμετρου Εγκατάσταση συστήματος φωτισμού με παθητικούς αισθητήρες υπερύθρων Εικόνα 1.8: Το υπό μελέτη κτίριο διδασκαλίας [8] 25

26 Για την πραγματοποίηση της στατικής προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των βαθμοημερών. Για τον υπολογισμό των βαθμοημερών χρησιμοποιήθηκαν οι εξισώσεις του Meteorological Office καθώς αποτελούν το πιο σταθερό πρότυπο υπολογισμού των βαθμοημερών στο Ηνωμένο Βασίλειο από το Τη συγκεκριμένη μελέτη αφορούν μόνο οι βαθμοημέρες θέρμανσης. Για την πραγματοποίηση της δυναμικής προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε το Integrated Environmental Solutions (IES), Virtual Environment (VE). Το IES VE αποτελείται από μια σειρά ενοτήτων και στην συγκεκριμένη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν οι ενότητες ModelIT, SunCast και Apache και Vista. Τα αρχεία δεδομένων που χρησιμοποιούνται για τον καιρό προέρχονται από βάση δεδομένων της ASHRAE. Υπάρχει η δυνατότητα να επιλεγεί η θέση του κτιρίου από μια προκαθορισμένη λίστα για την οποία υπάρχουν καιρικά δεδομένα. Τα αρχεία δεδομένων που χρησιμοποιούνται για τον καιρό ήταν για τη τοποθεσία ASHRAE στο Αεροδρόμιο Cork, Ιρλανδία. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης είναι σχετικά σύμφωνα με εκείνα που θα αναμενόταν πριν από την έναρξη της μελέτης όσον αφορά στη μείωση της χρήσης της ενέργειας που επιτυγχάνεται με την εφαρμογή των ενεργειακών παρεμβάσεων. Η ποσότητα της μείωσης, όμως, είναι κάπως μεγαλύτερη από ό, τι αναμενόταν. Στον πίνακα 1.5 παρουσιάζεται η ποσοστιαία ετήσια μείωση κατανάλωσης θερμικής ενέργειας μετά την εφαρμογή των παρεμβάσεων. Πίνακας 1.5: Ποσοστιαία ετήσια μείωση κατανάλωσης θερμικής ενέργειας με την εφαρμογή των παρεμβάσεων [8] Υπάρχουσα κατάσταση Εφαρμογή παρεμβάσεων Μείωση κατανάλωσης (%) (kwh) (kwh) Δεδομένα μετρήσεων 511, , Στατική προσομοίωση 558, , Δυναμική προσομοίωση 445, , Στις εικόνες 1.9 και 1.10 παρουσιάζονται οι ενεργειακές καταναλώσεις σε μηνιαία βάση πριν και μετά την εφαρμογή των παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης αντίστοιχα. 26

27 Εικόνα 1.9: Ενεργειακές καταναλώσεις σε μηνιαία βάση στην αρχική κατάσταση [8] Εικόνα 1.10: Ενεργειακές καταναλώσεις σε μηνιαία βάση μετά την εφαρμογή των παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης [8] Ο πίνακας 1.6 απεικονίζει την ποσοστιαία μεταβολή της κατανάλωσης ενέργειας για κάθε περίπτωση προσομοίωσης λαμβάνοντας ως αναφορά τα μετρούμενα δεδομένα. Τα αποτελέσματα αυτά καθιστούν την απλοποιημένη μορφή προσομοίωσης να είναι επαρκής για την συγκεκριμένη μελέτη. Οι τιμές των αποτελεσμάτων στατικής προσομοίωσης στην αρχική κατάσταση είναι 9,07% μεγαλύτερες από ό, τι στα δεδομένα μετρήσεων, ενώ οι τιμές των 27

28 αποτελεσμάτων στατικής προσομοίωσης μετά την εφαρμογή των παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης είναι 14,64% μεγαλύτερες. Έτσι, ενώ δεν επιτυγχάνεται απόλυτη ακρίβεια, το σφάλμα είναι ανεκτό διότι οι τιμές της κατανάλωσης ενέργειας λόγω της εφαρμογής των παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης είναι αρκετά κοντά στα αντίστοιχα μετρούμενα πραγματικά δεδομένα. Οι τιμές των αποτελεσμάτων δυναμικής προσομοίωσης στην αρχική κατάσταση είναι 13,08% μικρότερες από τα αντίστοιχα μετρούμενα πραγματικά δεδομένα, ενώ οι τιμές μετά την εφαρμογή των παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης είναι 13,86% μεγαλύτερες από τα αντίστοιχα μετρούμενα πραγματικά δεδομένα. Έτσι, στην συγκεκριμένη περίπτωση τα δεδομένα της δυναμικής προσομοίωσης που προκύπτουν είναι λιγότερο ακριβή σε σχέση με τα αντίστοιχα της στατικής. Πίνακας 1.6: Ποσοστιαία μεταβολή στην κατανάλωση ενέργειας για κάθε περίπτωση προσομοίωσης [8] Δεδομένα μετρήσεων Στατική προσομοίωση Δυναμική προσομοίωση Απόκλιση από Απόκλιση από Υπάρχουσα Εφαρμογή δεδομένα δεδομένα κατάσταση παρεμβάσεων μετρήσεων μετρήσεων (%) (kwh) (kwh) (%) 511, , ,412 9,07 260,695 14,64 445,012-13,08 258,921 13,86 Τα δυναμικά μοντέλα προσομοίωσης είναι απαραίτητα όταν απαιτούνται λεπτομέρειες όπως η θερμοκρασία δωματίου σε κάθε δεδομένη στιγμή. Ωστόσο, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης μελέτης, για τους σκοπούς της μελέτης παρεμβάσεων ενεργειακής βελτίωσης σε κτίρια που δεν χρησιμοποιούνται ως κατοικίες, η χρήση δυναμικού μοντέλου προσομοίωσης κρίνεται υπερβολική. 28

29 2. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ 2.1. Προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus Γενικά Το προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus αποτελείται από πολλές προγραμματιστικές ενότητες που συνεργάζονται για να τον υπολογισμό της ενέργειας που απαιτείται για τη θέρμανση και την ψύξη ενός κτιρίου που μπορεί να χρησιμοποιεί μια ποικιλία ενεργειακών συστημάτων και εγκαταστάσεων. Αυτό επιτυγχάνεται με την προσομοίωση του κτιρίου και των συναφών συστημάτων ενέργειας, όταν αυτά είναι εκτεθειμένα σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Με βάση την περιγραφή της κατασκευής και άλλων συναφών μηχανικών συστημάτων του κτιρίου, το προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus υπολογίζει τα απαιτούμενα φορτία θέρμανσης και ψύξης για τη διατήρηση των θερμικών ορίων ελέγχου και την ενεργειακή κατανάλωση του εξοπλισμού των ενεργειακών εγκαταστάσεων. Ο πυρήνας της προσομοίωσης βασίζεται σε θεμελιώδεις αρχές της θερμικής ισορροπίας. Αποδεικνύεται ότι το μοντέλο αυτό είναι σχετικά απλό σε σύγκριση με την οργάνωση των δεδομένων και τον έλεγχο που απαιτείται για την προσομοίωση των πολλών συνδυασμών των διαφόρων τύπων συστημάτων, ρυθμίσεων για τις ενεργειακές πηγές, χρονοδιαγραμμάτων και περιβαλλόντων χώρων. Η εικόνα 2.1 παρουσιάζει αυτή τη συνολική οργάνωση σε σχηματική μορφή [6]. Η προσομοίωση που εκτελεί το προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus αποτελείται από αλληλοεπιδρώμενες ενότητες. Αυτό σημαίνει ότι τα δεδομένα που πρέπει να υπολογιστούν και για τα τρία βασικά μέρη, το κτίριο, το σύστημα και οι μονάδες παραγωγής ενέργειας, πρέπει να υπολογίζονται ταυτόχρονα. Στα προγράμματα που πραγματοποιούν ίδιο μοντέλο προσομοίωσης όπως το BLAST ή το DOE-2 οι θερμικές ζώνες του κτιρίου, τα συστήματα διαχείρισης και ο εξοπλισμός των κεντρικών εγκαταστάσεων προσομοιώνονται διαδοχικά με καμία ανάδραση από το ένα στο άλλο. Η διαδοχική λύση ξεκινά με μια θερμική ισορροπία ζώνης που αναπροσαρμόζει τους όρους της ζώνης και καθορίζει τα φορτία θέρμανσης και ψύξης σε όλα τα χρονικά βήματα. Αυτές οι πληροφορίες τροφοδοτούνται στην προσομοίωση του συστήματος διαχείρισης του αερισμού για τον προσδιορισμό της απόκρισης του συστήματος, αλλά αυτή η απόκριση δεν επηρεάζει τις συνθήκες της ζώνης. Ομοίως, τα στοιχεία του συστήματος διαχείρισης του αερισμού τροφοδοτούνται στην προσομοίωση των μονάδων παραγωγής ενέργειας χωρίς ανάδραση. Αυτή η τεχνική προσομοίωσης λειτουργεί καλά όταν η απόκριση του συστήματος είναι μια καλά καθορισμένη συνάρτηση της θερμοκρασίας του αέρα του κλιματιζόμενου χώρου. 29

30 . Εικόνα 2.1: Πυρήνας διαχείρισης προσομοίωσης στο Energy Plus [6] Για να πραγματοποιηθεί προσομοίωση που είναι φυσικά ρεαλιστική, τα στοιχεία πρέπει να συνδέονται με έναν συνδυασμό ταυτόχρονης λύσης. Το σύνολο του προγράμματος μπορεί να αναπαρασταθεί ως μια σειρά από λειτουργικά στοιχεία που συνδέονται με loops όπως φαίνεται στην εικόνα 2.2. Στο προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus όλα τα στοιχεία ενσωματώνονται και ελέγχονται από τον διαχειριστή της προσομοίωσης ( Integrated Solution Manager ). Εικόνα 2.2: Σχηματική αναπαράσταση του συνδυασμού ταυτόχρονης λύσης [6] 30

31 Βασικά χαρακτηριστικά προσομοιωτικού προγράμματος Energy Plus Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά της ενεργειακής προσομοίωσης που εκτελεί το προσομοιωτικό πρόγραμμα Energy Plus. Υπό-ωριαία, με δυνατότητα καταχώρησης από το χρήστη, χρονικά βήματα για την αλληλεπίδραση μεταξύ των θερμικών ζωνών και του περιβάλλοντος με μεταβλητά χρονικά βήματα για τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των θερμικών ζωνών και των συστημάτων HVAC. Αρχεία καιρικών συνθηκών, εισόδου και εξόδου που περιλαμβάνουν ωριαίες ή υπόωριαίες περιβαλλοντικές συνθήκες και τυπικές αλλά και εκθέσεις αποτελεσμάτων οριζόμενες από τον χρήστη. Τεχνική λύσης με βάση την θερμική ισορροπία για τον προσδιορισμό θερμικών φορτίων που επιτρέπει τον ταυτόχρονο υπολογισμό των επιδράσεων της ακτινοβολίας και της συναγωγής και στην εσωτερική και στην εξωτερική επιφάνεια κατά τη διάρκεια κάθε χρονικού βήματος. Υπολογισμός θερμικής αγωγιμότητας μέσω δομικών στοιχείων όπως τοίχοι, στέγες, δάπεδα, κλπ. χρησιμοποιώντας συναρτήσεις αγωγιμότητας. Μοντελοποίηση μετάδοσης της θερμότητας στο έδαφος με τρισδιάστατα μοντέλα εδάφους πεπερασμένων διαφορών και απλοποιημένων αναλυτικών τεχνικών. Συνδυασμένο μοντέλο μεταφοράς θερμότητας και μάζας που λογίζεται για την προσρόφηση και εκρόφηση της υγρασίας, είτε ως ένταξη στρώσης με στρώσης στην συνάρτηση αγωγιμότητας ή ως ένα αποτελεσματικό μοντέλο διείσδυσης βάθους υγρασίας. Ανισότροπο μοντέλο ατμόσφαιρας για βελτιωμένο υπολογισμό της διάχυτης ηλιακής ακτινοβολίας σε κεκλιμένες επιφάνειες. Σύνθετους υπολογισμούς κουφωμάτων που επιτρέπουν τον κατάλληλο υπολογισμό της ηλιακής ενέργειας που απορροφάται από τους υαλοπίνακες των παραθύρων Βασικοί αλγόριθμοι υπολογισμών που χρησιμοποιεί το Energy Plus Συνάρτηση μεταφοράς αγωγιμότητας Η πιο βασική λύση χρονοσειρών είναι η εξίσωση του συντελεστή που συσχετίζει τη ροή σε μία επιφάνεια ενός στοιχείου με μια άπειρη σειρά θερμοκρασιών και στις δύο πλευρές, όπως φαίνεται από την εξίσωση: 31

32 όπου q είναι η ροή θερμότητας, Τ είναι η θερμοκρασία, το i συμβολίζει το εσωτερικό του δομικού στοιχείου, το ο συμβολίζει το εξωτερικό του δομικού στοιχείου, το t αντιπροσωπεύει το τρέχον χρονικό βήμα και X και Y είναι οι συντελεστές απόκρισης. Η βασική μορφή της λύσης της συνάρτησης μεταφοράς αγωγιμότητας είναι η: για την εσωτερική ροή θερμότητας και για την εξωτερική ροή θερμότητας όπου: X j = εξωτερικός συντελεστής συνάρτησης μεταφοράς αγωγιμότητας, j= 0,1,...nz. Yj= διαγώνιος συντελεστής συνάρτησης μεταφοράς αγωγιμότητας, j= 0,1,...nz. Zj= εσωτερικός συντελεστής συνάρτησης μεταφοράς αγωγιμότητας, j= 0,1,...nz. Φ φ = συντελεστής ροής συνάρτησης μεταφοράς αγωγιμότητας, j = 1,2,...nq Ti= θερμοκρασία εσωτερικής επιφάνειας To= θερμοκρασία εξωτερικής επιφάνειας q ki = ροή θερμικής αγωγιμότητας στην εσωτερική επιφάνεια q ko = ροή θερμικής αγωγιμότητας στην εξωτερική επιφάνεια Η βασική μέθοδος που χρησιμοποιείται για τους υπολογισμούς των συναρτήσεων μεταφοράς αγωγιμότητας ορίζονται από τον παρακάτω πίνακα γραμμικών εξισώσεων: όπου x είναι ένα διάνυσμα μεταβλητών κατάστασης, u είναι ένα διάνυσμα εισόδου, y είναι το διάνυσμα εξόδου, t είναι ο χρόνος και Α, Β, C και D είναι συντελεστές πινάκων [6]. Η διατύπωση αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση της μεταβατικής εξίσωσης θερμικής αγωγιμότητας με την επιβολή ενός πλέγματος πεπερασμένων διαφορών στα διάφορα στρώματα του δομικού στοιχείου που αναλύεται. Σε αυτή την περίπτωση, οι μεταβλητές κατάστασης είναι οι κομβικές θερμοκρασίες, οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος (εσωτερικού και 32

33 εξωτερικού) είναι οι είσοδοι και οι προκύπτουσες ροές θερμότητας και στις δύο επιφάνειες είναι οι έξοδοι. Έτσι, προκύπτει ή ακόλουθη μορφή: όπου Τ1, Τ2,..., tn-1, T n είναι οι πεπερασμένες διαφορές κομβικών θερμοκρασιών, n είναι ο αριθμός των κόμβων, T i και Τ ο είναι οι εσωτερικές και εξωτερικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος και q i και q ο είναι οι ροές θερμότητας [6]. Θερμική ισορροπία εξωτερικών επιφανειών Η θερμική ισορροπία στην εξωτερική επιφάνεια είναι: q asol + q LWR + q conv + q κο =0 όπου: q asol = απορροφημένη άμεση και διάχυτη ηλιακή ακτινοβολίας ροής θερμότητας q LWR = ακτινοβολία ανταλλαγής ροής με τον αέρα και τον περιβάλλοντα χώρο q conv = ανταλλαγή κατακόρυφης ροής με τον εξωτερικό αέρα q κο = ροή θερμικής αγωγιμότητας εντός του τοίχου Θερμική ισορροπία εσωτερικών επιφανειών Ένα πολύ σημαντικό κομμάτι της μεθόδου της θερμικής ισορροπίας είναι η εσωτερική θερμική ισορροπία που αφορά τις εσωτερικές όψεις των επιφανειών των ζωνών. Αυτό το θερμικό ισοζύγιο μοντελοποιείται γενικά σε συνδυασμό με τέσσερα συνδυασμένα στοιχεία μεταφοράς της θερμότητας: 1) αγωγιμότητας μέσω του δομικού στοιχείου, 2) συναγωγή του αέρα, 3) απορρόφηση και αντανάκλαση μικρού μήκους κύματος ηλιακής ακτινοβολίας και 4) ανταλλαγή ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος. Η θερμική ισορροπία των εσωτερικών επιφανειών ορίζεται ως: q LWX + q SW + q LWS + q ki + q sol + q conv =0 33

34 όπου: q LWX = καθαρή ανταλλαγή ροής μακρού μήκους κύματος ακτινοβολίας μεταξύ των επιφανειών των ζωνών q SW = καθαρή μικρού κύματος ακτινοβολία ροής στις επιφάνειες από το φωτισμό q LWS = μακρού μήκους κύματος ακτινοβολία ροής από τις συσκευές της ζώνης q ki = αγωγιμότητα ροής διαμέσου το τοίχου q sol = εκπεμπόμενη ηλιακή ακτινοβολία ροής απορροφημένη στην επιφάνεια q conv = ροή θερμότητας συναγωγής στον αέρα της ζώνης Ακούσιος αερισμός Ο ακούσιος αερισμός συνήθως προκαλείται από το άνοιγμα και το κλείσιμο των εξωτερικών θυρών, τις χαραμάδες γύρω από τα παράθυρα και σε πολύ μικρές ποσότητες ακόμα και μέσα από τα δομικά στοιχεία. Ο αλγόριθμος υπολογισμού είναι ο ακόλουθος: Infiltration = (I desing )(F schedule )[A+B(T zone -T odb )+C(Windspeed)+D(Windspeed 2 )] Όπου: I desing, F schedule, Windspeed, T zone, T odb, είναι η παροχή όγκου του εξωτερικού αέρα (τιμή σχεδιασμού) είναι ένας συντελεστής (από 0 ως 1) χρήσης του αερισμού που καθορίζεται για κάθε ώρα της ημέρας του χρόνου από το χρήστη είναι η ταχύτητα του ανέμου που επικρατεί στην περιοχή στην οποία είναι κατασκευασμένο το κτίριο είναι η θερμοκρασία του χώρου είναι η θερμοκρασία ξηρού θερμομέτρου του περιβάλλοντος A, B, C, D = σταθερές Εκούσιος αερισμός Ο εκούσιος αερισμός είναι η άμεση ροή του αέρα από το εξωτερικό περιβάλλον σε θερμική ζώνη προκειμένου να παρέχεται κάποια ποσότητα μη μηχανικής ψύξης. Ο αλγόριθμος υπολογισμού είναι ο ακόλουθος: Ventilation = (V desing )(F schedule )[A+B(T zone -T odb )+C(Windspeed)+D(Windspeed 2 )] Όπου: V desing, είναι η παροχή όγκου του εξωτερικού αέρα (τιμή σχεδιασμού) 34

35 F schedule, Windspeed, T zone, T odb, είναι ένας συντελεστής (από 0 ως 1) χρήσης του αερισμού που καθορίζεται για κάθε ώρα της ημέρας του χρόνου από το χρήστη είναι η ταχύτητα του ανέμου που επικρατεί στην περιοχή στην οποία είναι κατασκευασμένο το κτίριο είναι η θερμοκρασία του χώρου είναι η θερμοκρασία ξηρού θερμομέτρου του περιβάλλοντος A, B, C, D = σταθερές Υπολογισμός σκίασης Κατά την αξιολόγηση των ηλιακών κερδών θερμότητας σε κτίρια λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πόσο από κάθε μέρος του κτιρίου είναι σκιασμένο και πόσο είναι εκτεθειμένο στο άμεσο ηλιακό φως. Ο αλγόριθμος της σκίασης βασίζεται σε μεθόδους μετασχηματισμού συντεταγμένων [6]. Η τρέχουσα ηλιακή θέση περιγράφεται από τρία συνημίτονα κατεύθυνσης που είναι βολικά για τον καθορισμό της γωνίας πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας σε μια επιφάνεια κτιρίου.το κλασματικό έτος υπολογίζεται σε ακτίνια: γ=2π/366(day_of_year). Από αυτό το κλασματικό έτος υπολογίζεται η εξίσωση του χρόνου και η γωνία ηλιακής απόκλισης. Για κάθε χρονικό η ωριαία γωνία υπολογίζεται από: Ωριαία γωνία = (15(12-(Time Value + Equation Of Time))+(TimeZoneMeridian-Longitude)) Η ωριαία γωνία είναι θετική πριν από το μεσημέρι και αρνητική μετά το μεσημέρι. Εικόνα 2.3: Αναπαράσταση ηλιακής θέσης [6] 35

36 Οι υπολογισμοί της σκίασης πρώτα απαιτούν να περιγραφούν γεωμετρικά οι επιφάνειες των κτηρίων. Οι επιφάνειες περιγράφονται από τις συντεταγμένες των κορυφών τους, σε ένα τρισδιάστατο Καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων. Αυτό το δεξιόστροφο σύστημα συντεταγμένων έχει τον Χ-άξονα ανατολικά, τον Y-άξονα βόρεια και τον Z-άξονα προς τα πάνω όπως φαίνεται στην εικόνα 2.4. Εικόνα 2.4: Σύστημα συντεταγμένων Energy Plus [6] Οι ολικές συντεταγμένες της ζώνης σχετίζονται με τις σχετικές συντεταγμένες με X zo =X br cosψ b -Y br sinψ b Y zo =Y br sinψ b -Y br cosψ b Ζ zo =Z br Οι κορυφές στο παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων μπορούν να μετατραπούν στο σχετικό σύστημα συντεταγμένων μιας δεδομένης επιφάνειας ως: X =X-X so Y =Y-Y so Z =Z-Z so X sr =-X cosψ+y sinψ Υ sr =-X sinψ cosφ+υ cosψ cosφ+ζ sinφ Ζ sr =-X sinψ sinφ+υ cosψ sinφ+ζ csoφ (2.1) Οι εκφράσεις στην εξίσωση (2.1) είναι τα συνημίτονα κατεύθυνση της επιφάνειας: CW 1 = sinψ cosφ CW 2 = cosψ sinφ 36

37 CW 3 =cosφ Το συνημίτονο της γωνίας πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια του δίνεται από συνημίτονα κατεύθυνσης του ήλιου: cosθ= CS 1 CW 1 +CS 2 CW 2 +CS 3 CW 3 Αν το cosθ είναι αρνητικό ο ήλιος είναι πίσω από την επιφάνεια. Μετά τη μετατροπή των σκιών πάνω στο το επίπεδο της ασκίαστης επιφάνειας, η βασική δουλειά του αλγορίθμου σκίασης είναι να προσδιορίσει την έκταση των επικαλύψεων μεταξύ των πολυγώνων που αναπαριστούν τις σκιές και των πολύγωνων που αναπαριστούν τις ασκίαστες επιφάνειες [6]. Μόλις καθοριστούν οι κορυφές, πρέπει να ταξινομηθούν με τη φορά του ρολογιού για την περιοχή που υπολογίζεται. Λαμβάνοντας υπόψη ένα κλειστό, επίπεδο πολύγωνο με n διαδοχικές κορυφές (x 1, y 1 ), (x 2, y 2 )..., (x n, y n ),η περιοχή όπως παρουσιάζεται και στην εικόνα 2.5. Εικόνα 2.5: Παράδειγμα επικαλυπτόμενων επιφανειών [6] Εάν δύο σκιές επικαλύπτουν την ίδια επιφάνεια, μπορούν επίσης να επικαλύπτονται μεταξύ τους, όπως στην εικόνα 2.6. Οι περιοχές αυτής της επικάλυψης μπορούν να υπολογιστούν. Η ολική επιφάνεια που δεν σκιάζεται μπορεί να εκφραστεί ως το άθροισμα όλων των περιοχών των πολυγώνων αφού δοθεί κατάλληλη ένδειξη για κάθε περιοχή. 37

38 Εικόνα 2.6: Πολλαπλές επικαλύψεις σκίασης [6] Ηλιακά κέρδη Τα συνολικά ηλιακά κέρδη σε μια εξωτερική επιφάνεια είναι συνδυασμός της απορρόφησης της άμεσης και της διάχυτης ηλιακής ακτινοβολίας που δίνεται από τον τύπο: Q so =α (I b cosθ +I s F SS +I g F sg ) όπου: α = ηλιακή απορρόφηση της επιφάνειας S = εμβαδόν επιφάνειας S s = εμβαδόν ασκίαστης επιφάνειας I b = ένταση της άμεσης δέσμης ακτινοβολίας I s = ένταση της διάχυτης ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα I g = ένταση της διάχυτης ακτινοβολίας από το έδαφος F SS = συντελεστής γωνίας μεταξύ της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας F sg = συντελεστής γωνίας μεταξύ της επιφάνειας και του εδάφους Κλιματικά δεδομένα Τα αρχεία των κλιματικών δεδομένων που χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση κτιρίων στο EnergyPlus καλύπτουν τόσο ένα τυπικό κλιματικό έτος όσο και ειδικές τυπικές ημέρες σχεδιασμού (ακραία κλιματικά δεδομένα) για τον υπολογισμό των μέγιστων φορτίων (φορτία σχεδιασμού) που χρησιμοποιούνται στη διαστασιολόγηση των διάφορων συστημάτων HVAC (λέβητες, καυστήρες, αντλίες θερμότητας) καθώς και του δευτερογενούς εξοπλισμού (αντλίες, ανεμιστήρες). Επίσης περιέχουν πληροφορίες για διάφορες παραμέτρους της εξεταζόμενης περιοχής όπως για την ωριαία θερμοκρασία, ωριαία υγρασία, ωριαία ταχύτητα και διεύθυνση 38

39 του ανέμου, ωριαία ατμοσφαιρική πίεση και ωριαία ηλιακή ακτινοβολία [2]. Τα κλιματικά αρχεία που είναι διαθέσιμα για την χώρα μας είναι της μορφής IWEC (International Weather for Energy Calculation) και είναι το αποτέλεσμα του ASHRAE Research Project 1015 που εκτελέστηκε από την ASHRAE Technical Committee 4.2 [1]. Η δημιουργία των αρχείων IWEC πραγματοποιήθηκε σε δυο στάδια. Πρώτα, συλλέχθηκαν κλιματικά δεδομένα 18 ετών από το National Climatic Data Center, Asheville, NC. Έπειτα τα δεδομένα αυτά επεξεργάστηκαν και προέκυψαν δώδεκα τυπικοί μετεωρολογικοί μήνες μέσω των οποίων δημιουργήθηκαν τα κλιματικά αρχεία IWEC Λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ Γενικά Το ειδικό λογισμικό TEE-ΚΕΝΑΚ 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). Ο τρόπος λειτουργίας του λογισμικού ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ βασίζεται στις Τεχνικές Οδηγίες ΤΕΕ (ΤΟΤΕΕ) οι οποίες έχουν εγκριθεί από το Υπουργείο Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής με την Αριθ. οικ /ΦΕΚ Β απόφαση και αποτελούνται από: 1. ΤΟΤΕΕ /2010 «Αναλυτικές εθνικές προδιαγραφές παραμέτρων για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων και την έκδοση του πιστοποιητικού ενεργειακής απόδοσης». 2. ΤΟΤΕΕ /2010 «Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων». 3. ΤΟΤΕΕ /2010 «Κλιματικά δεδομένα ελληνικών περιοχών». 4. ΤΟΤΕΕ /2010 «Οδηγίες και έντυπα ενεργειακών επιθεωρήσεων κτιρίων, λεβήτων και εγκαταστάσεων θέρμανσης και εγκαταστάσεων κλιματισμού» Μεθοδολογία υπολογισμού ενεργειακής απόδοσης Η ενεργειακή απόδοση των κτηρίων προσδιορίζεται με βάση τη συνολική κατανάλωση ενέργειας. Η μεθοδολογία υπολογισμού θα πρέπει να περιλαμβάνει κατ' ελάχιστον τα παρακάτω στοιχεία: 39

40 Τη χρήση του κτηρίου, τις επιθυμητές συνθήκες εσωτερικού περιβάλλοντος (θερμοκρασία και σχετική υγρασία αέρα, αερισμό), τα χαρακτηριστικά λειτουργίας και τον αριθμό χρηστών. Τα κλιματικά δεδομένα της περιοχής του κτηρίου (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, ταχύτητα ανέμου και ηλιακή ακτινοβολία). Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των δομικών στοιχείων του κτηριακού κελύφους (σχήμα και μορφή κτηρίου, διαφανείς και μη διαφανείς επιφάνειες, σκίαστρα κ.ά.) σε σχέση με τον προσανατολισμό και τα χαρακτηριστικά των εσωτερικών δομικών στοιχείων (χωρίσματα κ.ά.). Τα θερμικά χαρακτηριστικά των δομικών στοιχείων και υλικών του κτηριακού κελύφους (θερμοπερατότητα, θερμική μάζα, απορροφητικότητα ηλιακής ακτινοβολίας, κ.ά.).τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης θέρμανσης χώρων (τύπο συστημάτων, δίκτυο διανομής, απόδοση συστημάτων κ.ά.). Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης ψύξης / κλιματισμού χώρων (τύπο συστημάτων, δίκτυο διανομής, απόδοση συστημάτων κ.ά.). Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης μηχανικού αερισμού (τύπο συστημάτων, δίκτυο διανομής, απόδοση συστημάτων κ.ά.). Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης παραγωγής ζεστού νερού χρήσης (τύπο συστημάτων, δίκτυο διανομής, απόδοση συστημάτων κ.ά.). Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης φωτισμού για τα κτήρια του τριτογενούς τομέα. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα, εάν υπάρχουν στο κτήριο. Επίσης στη μεθοδολογία υπολογισμού συνεκτιμάται κατά περίπτωση η θετική επίδραση των ακόλουθων συστημάτων: Ενεργητικών ηλιακών συστημάτων και άλλων συστημάτων παραγωγής θερμότητας, ψύξης και ηλεκτρισμού με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Α.Π.Ε.). Ενέργεια παραγόμενη με τεχνολογίες συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας / ψύξης (Σ.Η.Θ.). Κεντρικά συστήματα θέρμανσης ή/και ψύξης σε κλίμακα περιοχής ή οικοδομικού τετραγώνου (τηλεθέρμανση). Αξιοποίηση φυσικού φωτισμού. Αλγόριθμοι υπολογισμού ενέργειας για ψύξη και θέρμανση Η μεθοδολογία υπολογισμού της ενεργειακής κατανάλωσης για ψύξη και θέρμανση των κτηρίων στο λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ είναι η μέθοδος ημι-σταθερής κατάστασης μηνιαίου βήματος όπως ορίζεται από το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ ISO [3]. Οι βασικοί αλγόριθμοι 40

41 υπολογισμού που χρησιμοποιούνται στο ΕΛΟΤ ΕΝ ISO αναφέρονται στο υποκεφάλαιο 1.3. Καθορισμός θερμικών ζωνών του κτιρίου Για την εκτίμηση της ενεργειακής απόδοσης το κτίριο χωρίζεται σε θερμικές ζώνες δηλαδή σε χώρους με παρόμοια χρήση (ίδιο προφίλ λειτουργίας) ή και κοινά ηλεκτρομηχανολογικά συστήματα. Για το διαχωρισμό του κτιρίου σε θερμικές ζώνες ακολουθούνται οι παρακάτω γενικοί κανόνες : Ο διαχωρισμός του κτιρίου να γίνεται στο μικρότερο δυνατό αριθμό ζωνών, προκειμένου να επιτυγχάνεται οικονομία στο πλήθος των δεδομένων εισόδου και στον υπολογιστικό χρόνο Κατά τη μελέτη ή την επιθεώρηση ο προσδιορισμός των θερμικών ζωνών να γίνεται καταγράφοντας την πραγματική εικόνα λειτουργίας του κτιρίου Τμήματα του κτιρίου με όγκο μικρότερο από το 10% του συνολικού όγκου του κτιρίου να εξετάζονται ενταγμένα σε άλλες θερμικές ζώνες, κατά το δυνατόν παρόμοιες, ακόμη και αν οι συνθήκες λειτουργίας τους δικαιολογούν τη θεώρηση τους ως ανεξάρτητων ζωνών Ο καθορισμός ανεξάρτητων διαφορετικών θερμικών ζωνών σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ. [13] και το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ ISO [3] επιβάλλεται στις περιπτώσεις κατά τις οποίες: Η επιθυμητή θερμοκρασία των εσωτερικών χώρων διαφέρει περισσότερο από 4 K σε σχέση με τα άλλα τμήματα του κτηρίου κατά τη χειμερινή ή/και τη θερινή περίοδο. Υπάρχουν χώροι με διαφορετική χρήση / λειτουργία. Για παράδειγμα, σε ένα νοσοκομείο υπάρχουν αίθουσες νοσηλείας, γραφείων, χειρουργείων, ειδικών ιατρικών μηχανημάτων, εργαστήρια κ.ά. Οι χώροι διαφορετικών χρήσεων έχουν συνήθως και διαφορετικές εσωτερικές συνθήκες σχεδιασμού (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, νωπό αέρα κ.ά.). Υπάρχουν χώροι στο κτήριο, που εξυπηρετούνται από διαφορετικά συστήματα θέρμανσης ή/και ψύξης ή/και κλιματισμού λόγω διαφορετικών εσωτερικών συνθηκών. Υπάρχουν χώροι στο κτήριο που παρουσιάζουν πολύ μεγάλες (σε σχέση με το υπόλοιπο κτήριο) συναλλαγές ενέργειας (π.χ. εσωτερικά ή/και ηλιακά κέρδη, θερμικές απώλειες. Για παράδειγμα, οι χώροι με νότιο προσανατολισμό σε ένα κτήριο έχουν σημαντικά ηλιακά κέρδη σε σχέση με τους υπόλοιπους χώρους. Υπάρχουν χώροι, στους οποίους το σύστημα του μηχανικού αερισμού (παροχής νωπού αέρα ή κλιματισμού) καλύπτει λιγότερο από το 80% της επιφάνειας κάτοψης του χώρου. 41

42 Ακούσιος Αερισμός Η διείσδυση του αέρα από τα κουφώματα πραγματοποιείται μέσω των χαραμάδων των κουφωμάτων του κελύφους (συναρμογές κουφωμάτων με περιμετρικά δομικά στοιχεία, συναρμογή κινητών φύλλων κουφωμάτων) ή των θυρίδων αερισμού (για συσκευές φυσικού αερίου) καθώς επίσης και από τους αρμούς των δομικών αδιαφανών επιφανειών του κτηρίου. Για τους υπολογισμούς του αερισμού λόγω αεροστεγανότητας η διείσδυση αέρα μέσω των δομικών αδιαφανών εξωτερικών επιφανειών του κτηριακού κελύφους θεωρείται αμελητέα και ίση με μηδέν. Για τον υπολογισμό του αερισμού λόγω της ύπαρξης χαραμάδων (διείσδυση αέρα) χρησιμοποιείται η σχέση: Vinf = Σ(l.α) R H όπου: l [m] το συνολικό μήκος των χαραμάδων του ανοίγματος (πόρτα, παράθυρο κ.ά.), α [m3/(h.m)] ο συντελεστής αεροδιαπερατότητας από χαραμάδες του ανοίγματος, ανάλογα με την ποιότητα του κουφώματος, που λαμβάνεται από πίνακα των TOTEE [14]. R [ ] ο συντελεστής διεισδυτικότητας, που εξαρτάται από το λόγο επιφανείας των εξωτερικών προς τα εσωτερικά ανοίγματα Η [ ] ο συντελεστής θέσης του ανοίγματος και ανεμόπτωσης Εκούσιος Αερισμός Στο λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ ο συντελεστής χρήσης εκούσιου αερισμού, που υποδηλώνει το μέσο ποσοστό του χρόνου (καθ' όλη τη διάρκεια του έτους) κατά τον οποίο εφαρμόζεται εκούσιος αερισμός, υπολογίζεται από την ποσότητα του απαιτούμενου νωπού αέρα που δίνεται σε πίνακα που περιλαμβάνεται στις ΤΟΤΕΕ /2010 [14] και τη διάρκεια λειτουργίας του κτηρίου. Για τα κτήρια κατοικίας η διάρκεια λειτουργίας θεωρείται κατά σύμβαση ίση με 18 ώρες και στο χρόνο αυτό γίνεται ισοκατανομή του απαιτούμενου νωπού αέρα, προκειμένου να εκτιμηθεί ο ρυθμός παροχής φυσικού αερισμού σε m 3 /h. Εσωτερικά θερμικά κέρδη Κατά την πραγματοποίηση της ενεργειακής προσομοίωσης μέσω του λογισμικού ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ τα εσωτερικά θερμικά κέρδη από χρήστες και συσκευές καθώς και ο φωτισμός των μη θερμαινόμενων χώρων δεν λαμβάνονται υπόψη και θεωρούνται μηδενικά. Επίσης, τα φορτία για το φωτισμό δεν συνυπολογίζονται στην τελική ενεργειακή απόδοση των κτηρίων, αλλά λαμβάνονται υπόψη ως εσωτερικά κέρδη στον υπολογισμό των ψυκτικών φορτίων του κτηρίου 42

43 Υπολογισμός Σκίασης Ο συνολικός σκιασμός δομικού στοιχείου προκύπτει ως το γινόμενο των τριών συντελεστών σκίασης: του συντελεστή σκίασης από εμπόδιο του περιβάλλοντος χώρου (γειτνιάζοντα κτήρια κ.τ.λ.), του συντελεστή σκίασης από πλευρικό εμπόδιο. του συντελεστή σκίασης από οριζόντιο πρόβολο ή εξωτερικό σκίαστρο κατά περίπτωση. Συντελεστής σκίασης ορίζοντα Fhor Αυτός ο συντελεστής προσδιορίζει τη σκίαση που προκύπτει στις επιφάνειες του κτηρίου από την ύπαρξη φυσικών εμποδίων (π.χ. λόφων) ή τεχνητών (π.χ. υψηλών κτηρίων). Όταν ο ορίζοντας είναι ελεύθερος ο συντελεστής ισούται με τη μονάδα (Fhor =1), ενώ για πλήρη σκίαση παίρνει την τιμή μηδέν (Fhor=0). Για τον προσδιορισμό του συντελεστή σκίασης ορίζοντα μιας επιφάνειας είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της γωνίας θέασης α του εμποδίου (εικόνα 2.7). Ο υπολογισμός γίνεται ανά προσανατολισμό και ανά δομικό στοιχείο του κτηρίου ή της εξεταζόμενης ζώνης. Κατά παραδοχή, είναι δυνατός ο υπολογισμός μιας ενιαίας τιμής για το συντελεστή σκίασης ορίζοντα για τα αδιαφανή στοιχεία του κτηρίου μιας όψης (με ίδιο προσανατολισμό). Σ' αυτήν την περίπτωση η γωνία θέασης α ορίζεται ως η γωνία που σχηματίζεται από το οριζόντιο επίπεδο που διέρχεται από το μέσο της εξεταζόμενης όψης και της ευθείας που ενώνει το μέσο της κατακόρυφης επιφάνειας με την ανώτερη παρειά του εμποδίου (εικόνα 2.7). Αντίθετα, η τιμή της γωνίας θέασης α πρέπει να υπολογιστεί για κάθε διαφανές στοιχείο ξεχωριστά και αντιστοιχεί στη γωνία που σχηματίζεται μεταξύ του οριζόντιου επιπέδου που διέρχεται από το μέσο του ανοίγματος και της ευθείας που ενώνει το κέντρο του ανοίγματος με την άνω παρειά του εμποδίου (εικόνα 2.7). Η τιμή του συντελεστή σκίασης ορίζοντα τόσο για την περίοδο θέρμανσης, όσο και για την περίοδο ψύξης προκύπτει από πίνακα των TOTEE [14] ανάλογα με τη γωνία θέασης του εμποδίου α (κυμαίνεται από 10ο έως 70ο) και τον προσανατολισμό της επιφάνειας. 43

44 Εικόνα 2.7: Γραφική απεικόνιση της γωνίας θέασης α που σχηματίζουν τα εμπόδια για τον υπολογισμό της σκίασης που προκαλούν σε ένα κατακόρυφο αδιαφανές δομικό στοιχείο (α) και σε ένα διαφανές δομικό στοιχείο (β). [14] Συντελεστής σκίασης από προβόλους Fov Ο συντελεστής σκίασης οριζόντιων προστεγασμάτων (Fov) προσδιορίζει τη σκίαση των επιφανειών του κτηρίου λόγω ύπαρξης οριζόντιων προεξοχών (εξωστών, προστεγασμάτων, υπέρθυρων ανοιγμάτων). Στην περίπτωση που δεν υπάρχει οριζόντια προεξοχή ο συντελεστής ισούται με την μονάδα (Fov = 1), ενώ όταν η σκίαση είναι πλήρης ο συντελεστής γίνεται ίσος με μηδέν (Fov = 0). Για την εκτίμηση του συντελεστή σκίασης από προβόλους είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της γωνίας β του προβόλου. Ο υπολογισμός γίνεται ανά προσανατολισμό και ανά δομικό στοιχείο του κτηρίου ή της εξεταζόμενης ζώνης. Κατά παραδοχή, είναι δυνατός ο υπολογισμός μιας ενιαίας τιμής για το συντελεστή σκίασης προβόλου για τα αδιαφανή στοιχεία του κτηρίου μιας όψης (με ίδιο προσανατολισμό). Σ' αυτήν την περίπτωση η γωνία β αντιστοιχεί στη γωνία που σχηματίζεται από το οριζόντιο επίπεδο, που διέρχεται από το μέσο της εξεταζόμενης όψης και της ευθείας που ενώνει το μέσο της όψης με το πέρας του προβόλου (εικόνα 2.8). Αντίθετα, η γωνία β πρέπει να υπολογιστεί για κάθε διαφανές στοιχείο ξεχωριστά. Αντιστοιχεί στη γωνία που σχηματίζεται μεταξύ του οριζόντιου επιπέδου που διέρχεται από το μέσο του ανοίγματος και της ευθείας που ενώνει το κέντρο του ανοίγματος με το πέρας του προβόλου (εικόνα 2.8). Η τιμή του συντελεστή σκίασης από προβόλους τόσο για την περίοδο θέρμανσης, όσο και για την περίοδο ψύξης προκύπτει από πίνακα των TOTEE [14] ανάλογα με τη γωνία β του προβόλου (κυμαίνεται από 10ο έως 90ο) και τον προσανατολισμό της επιφάνειας. 44

45 Εικόνα 2.8: Γραφική απεικόνιση της γωνίας β, που σχηματίζει πρόβολος με την κατακόρυφη επιφάνεια, για τον υπολογισμό της σκίασης που προκαλεί σε ένα κατακόρυφο αδιαφανές δομικό στοιχείο (α) και σε ένα διαφανές δομικό στοιχείο (β). [14] Συντελεστής σκίασης από πλευρικές προεξοχές Ffin Ο συντελεστής σκίασης από πλευρικές προεξοχές (Ffin) προσδιορίζει τη σκίαση των επιφανειών του κτηρίου λόγω ύπαρξης κατακόρυφων προεξοχών (πλευρικών προεξοχών, τμημάτων του ιδίου του κτηρίου, διπλανών κτηρίων). Στην περίπτωση που δεν υπάρχει πλευρική προεξοχή ο συντελεστής ισούται με μονάδα (Ffin = 1), ενώ όταν η σκίαση είναι πλήρης ο συντελεστής γίνεται ίσος με μηδέν (Ffin = 0). Για την εκτίμηση του συντελεστή σκίασης από πλευρικές προεξοχές είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της γωνίας γ της πλευρικής προεξοχής. Ο υπολογισμός γίνεται ανά προσανατολισμό και ανά δομικό στοιχείο του κτηρίου ή της εξεταζόμενης ζώνης. Κατά παραδοχή, είναι δυνατός ο υπολογισμός μιας ενιαίας τιμής για το συντελεστή σκίασης πλευρικής προεξοχής για τα αδιαφανή στοιχεία του κτηρίου μιας όψης (με ίδιο προσανατολισμό). Σ' αυτήν την περίπτωση η γωνία γ αντιστοιχεί στη γωνία που σχηματίζεται από το κατακόρυφο επίπεδο που διέρχεται από το μέσο της εξεταζόμενης όψης και της ευθείας που ενώνει το μέσο της όψης με πλευρικής προεξοχής (εικόνα 2.9). Η τιμή του συντελεστή σκίασης από πλευρικές προεξοχές τόσο για την περίοδο θέρμανσης, όσο και για την περίοδο ψύξης προκύπτει από πίνακα των TOTEE [14] για πλευρική προεξοχή στη δεξιά μεριά της επιφάνειας όπως φαίνεται από έξω, και από πίνακα των TOTEE [14] για πλευρική προεξοχή στην αριστερή μεριά της επιφάνειας, ανάλογα με τη γωνία γ της πλευρικής προεξοχής (κυμαίνεται από 10 ο έως 70ο) και τον προσανατολισμό της επιφάνειας. Στην περίπτωση που η επιφάνεια σκιάζεται και από τις δύο μεριές, λαμβάνονται και οι δύο 45

46 συντελεστές ανεξάρτητα και γίνεται χρήση του συνολικού συντελεστής σκίασης από πλευρικές προεξοχές ο οποίος ισούται με το γινόμενο των δύο. Εικόνα 2.9: Γραφική απεικόνιση της γωνίας γ που σχηματίζει η πλευρική προεξοχή για τον υπολογισμό της σκίασης που προκαλεί σε ένα κατακόρυφο αδιαφανές δομικό στοιχείο (α) και σε ένα διαφανές δομικό στοιχείο (β). [14] Κλιματικά δεδομένα Κλιματικό αρχείο Τα κλιματικό αρχεία που χρησιμοποιούνται από το λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ περιλαμβάνουν τα δεδομένα που χρειάζονται για τους υπολογισμούς της ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου όπως η μέση μηνιαία εξωτερική θερμοκρασία, η μέση μηνιαία ειδική υγρασία,η μέση μηνιαία ολική ηλιακή ακτινοβολία στο οριζόντιο και σε κεκλιμένα επίπεδα, η περίοδο θέρμανσης/ψύξης. Τα κλιματικό αρχεία αυτά προέκυψαν από κλιματολογικά δεδομένα της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (ΕΜΥ) παράλληλα με την χρήση κατάλληλων εμπειρικών και θεωρητικών μαθηματικών μοντέλων, μέσω των οποίων εκτιμήθηκαν όλες οι απαραίτητες κλιματικές τιμές των μετεωρολογικών παραμέτρων [16]. Τα δεδομένα της ΕΜΥ αφορούν μακροχρόνιες μετρήσεις σε συγκεκριμένους μετεωρολογικούς σταθμούς μέτρησης ανά την ελληνική επικράτεια. Κλιματικές ζώνες Για την εκπόνηση της μελέτης ενεργειακής απόδοσης των κτηρίων, η ελληνική επικράτεια διαιρείται σε τέσσερις κλιματικές ζώνες με βάση τις βαθμοημέρες θέρμανσης. Στον πίνακα

47 προσδιορίζονται οι νομοί που υπάγονται στις τέσσερις κλιματικές ζώνες (από τη θερμότερη στην ψυχρότερη) και ακολουθεί σχηματική απεικόνιση των παραπάνω ζωνών στην εικόνα Σε κάθε νομό, οι περιοχές που βρίσκονται σε υψόμετρο άνω των 500 μέτρων, εντάσσονται στην επόμενη ψυχρότερη κλιματική ζώνη από εκείνη στην οποία ανήκουν σύμφωνα με τα παραπάνω. Για την Δ ζώνη όλες οι περιοχές ανεξαρτήτως υψομέτρου περιλαμβάνονται στην ζώνη Δ. Στο τμήμα του νομού Αρκαδίας που εντάσσεται στην κλιματική ζώνη Γ και στο τμήμα του νομού Σερρών (ΒΑ τμήμα) που εντάσσεται στην κλιματική ζώνη Δ, περιλαμβάνονται όλες οι περιοχές που έχουν υψόμετρο άνω των 500 μέτρων [16]. Πίνακας 2.3: Διαχωρισμός ελληνικής επικράτειας σε κλιματικές ζώνες ανά νομούς [16] ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΖΩΝΗ ΖΩΝΗ Α ΖΩΝΗ Β ΖΩΝΗ Γ ΖΩΝΗ Δ ΝΟΜΟΙ Ηρακλείου, Χανιών, Ρεθύμνου, Λασιθίου, Κυκλάδων, Δωδεκανήσου, Σάμου, Μεσσηνίας, Λακωνίας, Αργολίδας, Ζακύνθου, Κεφαλληνίας & Ιθάκης, Κύθηρα & νησιά Σαρωνικού (Αττικής), Αρκαδίας (πεδινή). Αττικής (εκτός Κυθήρων & νησιών Σαρωνικού), Κορινθίας, Ηλείας, Αχαίας, Αιτωλοακαρνανίας, Φθιώτιδας, Φωκίδας, Βοιωτίας, Ευβοίας, Μαγνησίας, Λέσβου, Χίου, Κέρκυρας, Λευκάδας, Θεσπρωτίας, Πρέβεζας, Άρτας. Αρκαδίας (ορεινή), Ευρυτανίας, Ιωαννίνων, Λάρισας, Καρδίτσας, Τρικάλων, Πιερίας, Ημαθίας, Πέλλας, Θεσσαλονίκης, Κιλκίς, Χαλκιδικής, Σερρών (εκτός ΒΑ τμήματος), Καβάλας, Ξάνθης, Ροδόπης, Έβρου. Γρεβενών, Κοζάνης, Καστοριάς, Φλώρινας, Σερρών (ΒΑ τμήμα), Δράμας. 47

48 Εικόνα 2.11: Σχηματική απεικόνιση των κλιματικών ζωνών της ελληνικής επικράτειας [16] 48

49 3. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΚΑΙ ΠΑΡΑΔΟΧΩΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΕΩΝ Στα πλαίσια της μελέτης δυναμικού και στατικού υπολογιστικού μοντέλου ενεργειακής προσομοίωσης πραγματοποιήθηκε ενεργειακή προσομοίωση πρότυπου κτιρίου με το πρόγραμμα Energy Plus και με το λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ στους νομούς της Θεσσαλονίκης και Αττικής. Επίσης πραγματοποιήθηκαν και προσομοιώσεις σε σενάρια ενεργειακών παρεμβάσεων με σκοπό να αποτυπωθεί καλύτερα η σύγκριση μεταξύ των δυο υπολογιστικών μοντέλων. Για τη πραγματοποίηση των προσομοιώσεων χρησιμοποιήθηκε ως πρότυπο κτίριο μια τυπική διπλοκατοικία η οποία απεικονίζεται στην εικόνα 3.1. Θεωρήθηκε ότι βρίσκεται σε αστικό δομημένο περιβάλλον και ο προσανατολισμός της είναι νότιος. Η διπλοκατοικία κατοικείται σε όλη τη διάρκεια του έτους. Εικόνα 3.1: Τυπική διπλοκατοικία 49

50 Εικόνα 3.2: Νότια όψη τυπικής διπλοκατοικίας Εικόνα 3.3: Βόρεια όψη τυπικής διπλοκατοικίας 50

51 Εικόνα 3.4: Άνοψη τυπικής διπλοκατοικίας 3.1. Αρχιτεκτονική περιγραφή Το πρότυπο κτίριο έχει τρείς ορόφους και αποτελείται από δυο μεζονέτες. Οι διάφορες όψεις του κτιρίου αποτυπώνονται στις εικόνες 3.2 έως 3.4. Η κάθε μεζονέτα έχει επιφάνεια 294,5m 2. Στο ημιυπόγειο, επιφανείας 96m 2 βρίσκεται ο χώρος στάθμευσης των αυτοκινήτων, ένα καθιστικό, ένας ξενώνας, μία αποθήκη (στην όποια βρίσκεται και ο λέβητας) και ένα μπάνιο. Στο ισόγειο επιφανείας 80m 2 βρίσκεται η κεντρική είσοδος, ένα καθιστικό, μία κουζίνα, ένα μπάνιο και ένα γραφείο. Τέλος στον όροφο επιφανείας 63,5m 2 βρίσκονται τρία υπνοδωμάτια και ένα μπάνιο που συνδέονται με ένα διάδρομο. Οι κατόψεις των ορόφων παρουσιάζονται στις εικόνα 3.5 έως 3.7. Εικόνα 3.5: Κάτοψη ημιυπόγειου διπλοκατοικίας 51

52 Εικόνα 3.6: Κάτοψη ισογείου διπλοκατοικίας Εικόνα 3.7: Κάτοψη ορόφου διπλοκατοικίας Οι όροφοι συνδέονται με ένα κεντρικό κλιμακοστάσιο επιφανείας 55m 2 μέσω του οποίου γίνεται και η πρόσβαση στην οροφή. Συνολικά, για την εκπόνηση της ενεργειακής προσομοίωσης μέσω του προγράμματος Energy Plus, το κτίριο χωρίστηκε σε 36 θερμικές ζώνες όπου κάθε χώρος (δωμάτιο) του κτιρίου αποτελεί και μία ξεχωριστή θερμική ζώνη. Για την πραγματοποίηση της προσομοίωσης μέσω του λογισμικού ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ το κτίριο χωρίστηκε σε 2 θερμικές ζώνες βάσει των κριτηρίων καθορισμού των θερμικών ζωνών όπως αναφέρονται στο άρθρο 3 του ΚΕΝΑΚ. 52

53 3.2. Σενάριο αρχικής κατάστασης Στοιχεία δομικής φυσικής Αδιαφανή δομικά στοιχεία Στους πίνακες 3.1 έως 3.8 παρουσιάζονται τα υλικά των επιμέρους στρώσεων εκ των οποίων αποτελούνται τα αδιαφανή δομικά στοιχεία της διπλοκατοικίας. Καταγράφονται επίσης το πάχος, ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας και η θερμική αντίσταση των υλικών αυτών. Σημειώνεται ότι στην αρχική κατάσταση τα δομικά στοιχεία είναι μερικώς μονωμένα. Πίνακας 3.1: Στοιχεία δομικών στρώσεων δαπέδου Δάπεδο Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,00 Οπλισμένο σκυρόδεμα (>2% σίδηρος) 0,15 2,50 0,06 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,02 0,036 0,56 Κισηρόδεμα, ελαφροσκυρόδεμα 0,05 0,20 0,25 Τσιμεντοκονίαμα 0,02 1,40 0,01 Κεραμικά πλακίδια δαπέδου 0,01 1,84 0,01 Εσωτερικός αέρας 0,17 Πίνακας 3.2: Στοιχεία δομικών στρώσεων οροφής Οροφή Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Τσιμεντοκονίαμα 0,02 1,40 0,01 Γαρμπιλοσκυρόδεμα 0,05 0,64 0,08 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,15 2,00 0,08 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,10 53

54 Πίνακας 3.3: Στοιχεία δομικών στρώσεων κεκλιμένης οροφής Κεκλιμένη Οροφή Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Κεραμίδια κόκκινα 0,02 0,40 0,05 Οριζόντιο στρώμα αέρα,ανοδική ροή (d=20mm) 0,13 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,020 0,036 0,56 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,15 2,00 0,08 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,10 Πίνακας 3.4: Στοιχεία δομικών στρώσεων τοιχοποιίας σε επαφή με έδαφος Τοιχοποιία σε επαφή με έδαφος Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας Αμμοχάλικο 0,40 2,00 0,20 Φύλλο πολυαιθυλενίου (υψηλής πυκνότητας) 0,001 0,50 0,00 Επίστρωση χυτής ασφάλτου (Ασφαλτικό γαλάκτωμα) 0,004 0,90 0,00 Οπλισμένο σκυρόδεμα χαμηλής πυκνότητας (παλαιού τύπου Β120) 0,25 1,51 0,17 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 0,87 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 54

55 Πίνακας 3.5: Στοιχεία δομικών στρώσεων τοιχοποιίας Τοιχοποιία Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Οπτοπλινθοδομή με διάτρητες οπτοπλίνθους 0,06 0,64 0,09 Διογκωμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,03 0,038 0,79 Οπτοπλινθοδομή με διάτρητες οπτοπλίνθους 0,09 0,64 0,14 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 Πίνακας 3.6: Στοιχεία δομικών στρώσεων οριζόντιας δοκού Δοκός Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,20 2,00 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 Πίνακας 3.7: Στοιχεία δομικών στρώσεων υποστυλώματος Υποστύλωμα Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,20 2,00 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 55

56 Πίνακας 3.8: Στοιχεία δομικών στρώσεων τοιχείου Τοιχείο Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,20 2,00 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 Διαφανή δομικά στοιχεία Τα ανοίγματα του κτιρίου παρουσιάζονται στις όψεις των εικόνων 3.1 έως 3.3. Στη διπλοκατοικία έχουν τοποθετηθεί κουφώματα με μονούς υαλοπίνακες με μεταλλικό πλαίσιο και ποσοστό πλαισίου 20% Συστήματα HVAC του κτιρίου Η θέρμανση του κτιρίου πραγματοποιείται με σύστημα κεντρικής θέρμανσης με λέβητα πετρελαίου. Όλοι οι χώροι του κτιρίου είναι θερμαινόμενοι εκτός από το κλιμακοστάσιο και την αποθήκη. Ο λέβητας έχει πραγματικό βαθμό απόδοσης, που ισούται με 0,59. Αναφορικά με το συστήματα δροσισμού, έχουν τοποθετηθεί συνολικά 6 διαιρούμενες κλιματιστικές μονάδες με ονομαστικό συντελεστή λειτουργίας (COP) ίσο με 2. Για τη θέρμανση ζεστού νερού χρήσης υπάρχουν τέσσερις ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες, δύο των 40 και δύο των 80 λίτρων. Ο βαθμός απόδοσης τους ορίστηκε να είναι ίσος με 0,79. Η ετήσια κατανάλωση ζεστού νερού στο πρότυπο κτίριο υπολογίστηκε πως ανέρχεται σε 218,12 m 3. 56

57 3.3. Σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης Στους πίνακες 3.9 έως 3.16 παρουσιάζονται τα υλικά των επιμέρους στρώσεων εκ των οποίων αποτελούνται τα αδιαφανή δομικά στοιχεία της διπλοκατοικίας έπειτα από την ενίσχυση της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων του κτιρίου. Καταγράφονται επίσης το πάχος, ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας και η θερμική αντίσταση των υλικών αυτών. Πίνακας 3.9: Στοιχεία δομικών στρώσεων δαπέδου Δάπεδο Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,00 Οπλισμένο σκυρόδεμα (>2% σίδηρος) 0,15 2,50 0,06 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,04 0,036 0,97 Κισηρόδεμα, ελαφροσκυρόδεμα 0,05 0,20 0,25 Τσιμεντοκονίαμα 0,02 1,40 0,01 Κεραμικά πλακίδια δαπέδου 0,01 1,84 0,01 Εσωτερικός αέρας 0,17 Πίνακας 3.10: Στοιχεία δομικών στρώσεων οροφής Οροφή Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Πλάκες από ελαφρό σκυρόδεμα 0,03 0,58 0,05 Εξηλασμένη πολυστερίνη - STYROFOAM ETICS 0,05 0,04 1,43 Τσιμεντοκονίαμα 0,020 1,400 0,01 Γαρμπιλοσκυρόδεμα 0,05 0,64 0,08 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,04 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,15 2 0,08 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0, ,03 Εσωτερικός αέρας 0,10 57

58 Πίνακας 3.11: Στοιχεία δομικών στρώσεων κεκλιμένης οροφής Κεκλιμένη Οροφή Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Κεραμίδια κόκκινα 0,02 0,40 0,05 Οριζόντιο στρώμα αέρα,ανοδική ροή (d=20mm) 0,13 Εξηλασμένη πολυστερίνη - STYROFOAM ETICS 0,06 0,035 1,71429 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,020 0,036 0,56 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,15 2,00 0,08 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,10 Πίνακας 3.12: Στοιχεία δομικών στρώσεων τοιχοποιίας σε επαφή με έδαφος Τοίχος σε επαφή με έδαφος Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας Αμμοχάλικο 0,40 2,00 0,20 Φύλλο πολυαιθυλενίου (υψηλής πυκνότητας) 0,001 0,50 0,00 Εξηλασμένη πολυστερίνη - 300L (Δώμα, Στοιχεία σκυροδέματος) 0,040 0,03 1,21 Επίστρωση χυτής ασφάλτου (Ασφαλτικό γαλάκτωμα) 0,004 0,90 0,00 Οπλισμένο σκυρόδεμα χαμηλής πυκνότητας (παλαιού τύπου Β120) 0,25 2,50 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 0,87 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 58

59 Πίνακας 3.13 Στοιχεία δομικών στρώσεων τοιχοποιίας Τοιχοποιία Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ακρυλικό επίχρισμα θερμοόψεων 0,003 0,72 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη - STYROFOAM ETICS 0,04 0,035 0,09 Ινοπλισμένη κόλλα θερμομονωτικών πλακών 0,003 0,06 0,79 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Οπτοπλινθοδομή με διάτρητες οπτοπλίνθους 0,06 0,64 0,09 Διογκωμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,03 0,038 0,79 Οπτοπλινθοδομή με διάτρητες οπτοπλίνθους 0,09 0,64 0,14 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 Πίνακας 3.14: Στοιχεία δομικών στρώσεων δοκού Δοκός Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ακρυλικό επίχρισμα θερμοόψεων 0,003 0,72 0,00 Εξηλασμένη πολυστερίνη - STYROFOAM ETICS 0,04 0,035 1,14 Ινοπλισμένη κόλλα θερμομονωτικών πλακών 0,003 0,06 0,05 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,20 2,00 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 59

60 Πίνακας 3.15: Στοιχεία δομικών στρώσεων υποστυλώματος Υποστύλωμα Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ακρυλικό επίχρισμα θερμοόψεων 0,003 0,72 0,00 Εξηλασμένη πολυστερίνη - STYROFOAM ETICS 0,04 0,035 1,14 Ινοπλισμένη κόλλα θερμομονωτικών πλακών 0,003 0,06 0,05 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,20 2,00 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0,13 Πίνακας 3.16: Στοιχεία δομικών στρώσεων τοιχείου Τοιχείο Πάχος λ R=d/λ d (m) W/mK m 2 K/W Εξωτερικός αέρας 0,04 Ακρυλικό επίχρισμα θερμοόψεων 0,003 0,72 0,00 Εξηλασμένη πολυστερίνη - STYROFOAM ETICS 0,04 0,035 1,14 Ινοπλισμένη κόλλα θερμομονωτικών πλακών 0,003 0,06 0,05 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες (ΚΕΝΑΚ) 0,025 0,036 0,69 Σκυρόδεμα άοπλο ή ελαφρώς οπλισμένο υψηλής πυκνότητας 0,20 2,00 0,10 Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα λευκό 0,025 1,00 0,03 Εσωτερικός αέρας 0, Σενάριο αντικατάστασης κουφωμάτων Στο σενάριο αυτό αντικαθίστανται τα κουφώματα μονού υαλοπίνακα της αρχικής κατάστασης με κουφώματα τριπλού υαλοπίνακα μεταλλικού πλαισίου. 60

61 3.5. Σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού Στο σενάριο αυτό πραγματοποιείται αλλαγή των συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού και οι βαθμοί απόδοσης των νέων συστημάτων είναι: - βαθμός απόδοσης του λέβητα πετρελαίου ίσος με 0,82 - ονομαστικός συντελεστής λειτουργίας κλιματιστικών μονάδων ίσος με 3 - βαθμός απόδοσης των ηλεκτρικών θερμοσιφώνων ίσος με 0, Συνδυαστικό σενάριο Το συνολικό σενάριο παρεμβάσεων στο πρότυπο κτίριο περιλαμβάνει όλες τις παρεμβάσεις που έχουν ήδη αναφερθεί Επιλογή θερμικών ζωνών για την εκτέλεση των προσομοιώσεων Οι περιοχές στις οποίες θεωρήθηκε ότι βρίσκεται η τυπική διπλοκατοικία είναι ο νομός της Θεσσαλονίκης που ανήκει στην Γ κλιματική ζώνη και ο νομός της Αττικής που ανήκει στην Α κλιματική ζώνη. 61

62 4. EΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΤΟ ENERGY PLUS 4.1. Αρχική κατάσταση Για την πραγματοποίηση της ενεργειακής προσομοίωσης στο Energy Plus χρησιμοποιήθηκε αρχείο στο οποίο ήταν ήδη σχεδιασμένη η διπλοκατοικία και καταχωρημένα αρκετά δεδομένα εισόδου. Τα δεδομένα που έπρεπε να καταχωρηθούν παρουσιάζονται παρακάτω Αδιαφανή στοιχεία Για τον προσδιορισμό του συντελεστή θερμοπερατότητας των αδιαφανών στοιχείων στο energy plus καταχωρήθηκαν αρχικά τα υλικά από τα οποία αποτελούνται οι στρώσεις που απαρτίζουν τα αδιαφανή στοιχεία. Έπειτα καταχωρήθηκαν οι στρώσεις αυτές βάσει των πινάκων 3.1 έως 3.7. Σημειώνεται ότι στο λογισμικό energy plus οι συντελεστές θερμοπερατότητας των δομικών στοιχείων προσδιορίζονται μέσω της υπολογιστικής του διαδικασίας. Στο λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ αντίθετα καταχωρούνται χειροκίνητα από τον χρήστη αυτοί οι συντελεστές. Στον πίνακα 4.1 καταγράφονται οι συντελεστές θερμοπερατότητας των εξωτερικών αδιαφανών δομικών στοιχείων που προέκυψαν. Πίνακας 4.1: Συντελεστές θερμοπερατότητας εξωτερικών αδιαφανών δομικών στοιχείων Δομικό στοιχείο Θερμοπερατότητα [W/m 2 K] Δάπεδο 0,95 Οροφή 0,97 Κεκλιμένη Οροφή 1,03 Τοιχοποιία 0,8 Τοιχοποιία σε επαφή με έδαφος 1,88 Δοκός 0,99 Υποστύλωμα 0,99 Τοιχείο 0, Διαφανή στοιχεία Για τον προσδιορισμό των διαφανών στοιχείων τέθηκαν ο τύπος και τα χαρακτηριστικά του υαλοπίνακα καθώς και τα χαρακτηριστικά του πλαισίου των κουφωμάτων. Ο συντελεστής θερμοπερατότητας των διαφανών στοιχείων υπολογίζεται με την ίδια μεθοδολογία όπως των 62

63 αδιαφανών στοιχείων και προέκυψε η τιμή του να ισούται με 5,77 W/m 2 K Αερισμός Η διείσδυση του αέρα από τα κουφώματα πραγματοποιείται μέσω των χαραμάδων των κουφωμάτων του κελύφους (συναρμογές κουφωμάτων με περιμετρικά δομικά στοιχεία, συναρμογή κινητών φύλλων κουφωμάτων) ή των θυρίδων αερισμού (για συσκευές φυσικού αερίου) καθώς επίσης και από τους αρμούς των δομικών αδιαφανών επιφανειών του κτηρίου. Λόγω ανάγκης ταύτισης δεδομένων εισαγωγής στα λογισμικά Energy-Plus και ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές του ακούσιου αερισμού που υπολογίσθηκαν κατά την εισαγωγή δεδομένων στο λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ και παρουσιάζονται στον πίνακα 4.2 για τις 32 ζώνες στις οποίες χωρίστηκε η διπλοκατοικία στο Energy-Plus. Πίνακας 4.2: Ακούσιος αερισμός Ζώνες Ακούσιος αερισμός [m³/s] Ζώνες Ακούσιος αερισμός [m³/s] Z0A1 0,009 Z0B1 0,009 Z0A2 0,005 Z0B2 0,005 Z0A3 0,000 Z0B3 0,000 Z0A6 0,000 Z0B6 0,000 Z0A7 0,000 Z0B7 0,000 Z0A8 0,003 Z0B8 0,003 Z1A1 0,018 Z1B1 0,000 Z1A3 0,000 Z1B3 0,000 Z1A4 0,008 Z1B4 0,008 Z1A5 0,005 Z1B5 0,005 Z1A6 0,006 Z1B6 0,006 Z2A2A 0,007 Z2B2A 0,007 Z2A2B 0,007 Z2B2B 0,007 Z2A2C 0,005 Z2B2C 0,005 Z2A3 0,003 Z2B3 0,003 Z2A6 0,009 Z2B6 0,007 Z2A9 0,000 Z2B9 0,000 Z3A6 0,003 Z3B6 0,003 Ο εκούσιος αερισμός θεωρήθηκε ότι επιτυγχάνεται με το άνοιγμα των παραθύρων. Όπως και στον ακούσιο αερισμό, λόγω ανάγκης ταύτισης δεδομένων εισαγωγής στα λογισμικά Energy- 63

64 Plus και ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές του εκούσιου αερισμού που χρησιμοποιεί το ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Οι τιμές αυτές προέρχονται από τις TOTEE [14] και παρουσιάζονται στον πίνακα 4.3. Πίνακας 4.3: Απαιτούμενος νωπός αέρα ανά χρήση κτηρίου [14] Χρήσεις κτηρίων ή θερμικών ζωνών Άτομα / 100 m 2 επιφ. δαπέδου Νωπός αέρας [m 3 /h/άτομο] Νωπός αέρας [m 3 /h/m 2 ] Μονοκατοικία, πολυκατοικία , Κλιματικά δεδομένα Το τυπικό κλιματικό έτος που χρησιμοποιήθηκε είναι της μορφής IWEC (International Weather for Energy Calculations) και είναι το αποτέλεσμα του ASHRAE Research Project 1015 που εκτελέστηκε από την ASHRAE Technical Committee 4.2. Για την πόλη της Θεσσαλονίκης τα κλιματικά δεδομένα προήλθαν από το μετεωρολογικό σταθμό του αεροδρομίου στη Μίκρα (γεωγραφικό πλάτος 40 31', γεωγραφικό μήκος 22 58', υψόμετρο 4 m). Για τον νομό Αττικής προήλθαν από το μετεωρολογικό σταθμό του αεροδρομίου στο Ελληνικό (γεωγραφικό πλάτος 37 31', γεωγραφικό μήκος 23 73', υψόμετρο 15 m) [1] Σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων Για τον προσδιορισμό του συντελεστή θερμοπερατότητας των αδιαφανών στοιχείων στο σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων καταχωρήθηκαν αρχικά τα υλικά από τα οποία αποτελούνται οι στρώσεις που απαρτίζουν τα αδιαφανή στοιχεία μετά την προσθήκη επιπλέον θερμομόνωσης. Έπειτα καταχωρήθηκαν οι στρώσεις αυτές βάσει των πινάκων 3.9 έως Οι νέοι συντελεστές θερμοπερατότητας των δομικών στοιχείων που προκύπτουν παρουσιάζονται στον πίνακα

65 Πίνακας 4.4: Συντελεστές θερμοπερατότητας εξωτερικών αδιαφανών δομικών στοιχείων έπειτα από εισαγωγή θερμομόνωσης Δομικό στοιχείο Θερμοπερατότητα [W/m 2 K] Δάπεδο 0,647 Οροφή 0,365 Κεκλιμένη Οροφή 0,335 Τοιχοποιία 0,397 Τοιχοποιία σε επαφή με έδαφος 0,668 Δοκός 0,428 Υποστύλωμα 0,428 Τοιχείο 0, Σενάριο αντικατάστασης των κουφωμάτων Για τον προσδιορισμό των διαφανών στοιχείων τέθηκαν ο καινούργιος τύπος και τα καινούργια χαρακτηριστικά του υαλοπίνακα καθώς και τα καινούργια χαρακτηριστικά του πλαισίου των κουφωμάτων που αντικατέστησαν τα αρχικά. Ο συντελεστής θερμοπερατότητας τους προέκυψε ίσος με 1,274 W/m 2 K. Επίσης χρειάστηκε να προσαρμοστούν και τα δεδομένα σχετικά με τον ακούσιο αερισμό βάσει της αντίστοιχης προσαρμογής που πραγματοποιήθηκε στο λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ σύμφωνα με τα δεδομένα του πίνακα

66 Πίνακας 4.5: Ακούσιος αερισμός στο σενάριο αντικατάστασης κουφωμάτων Ζώνες Ακούσιος αερισμός [m³/s] Ζώνες Ακούσιος αερισμός [m³/s] Z0A1 0,007 Z0B1 0,007 Z0A2 0,004 Z0B2 0,004 Z0A3 0,000 Z0B3 0,000 Z0A6 0,000 Z0B6 0,000 Z0A7 0,000 Z0B7 0,000 Z0A8 0,003 Z0B8 0,003 Z1A1 0,015 Z1B1 0,000 Z1A3 0,000 Z1B3 0,000 Z1A4 0,007 Z1B4 0,007 Z1A5 0,004 Z1B5 0,004 Z1A6 0,005 Z1B6 0,005 Z2A2A 0,005 Z2B2A 0,005 Z2A2B 0,005 Z2B2B 0,005 Z2A2C 0,004 Z2B2C 0,004 Z2A3 0,003 Z2B3 0,003 Z2A6 0,007 Z2B6 0,005 Z2A9 0,000 Z2B9 0,000 Z3A6 0,003 Z3B6 0, Σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού Για την πραγματοποίηση του σεναρίου αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού μεταβλήθηκαν τα εξής δεδομένα: - ο βαθμός απόδοσης του λέβητα πετρελαίου, ο οποίος εισήχθη ίσος με 0,82 - ο ονομαστικός συντελεστής λειτουργίας, ο οποίος εισήχθη ίσος με 3 - ο βαθμός απόδοσης των ηλεκτρικών θερμοσιφώνων, ο οποίος εισήχθη ίσος με 0,92 66

67 4.5. Συνδυαστικό σενάριο παρεμβάσεων Το συνδυαστικό σενάριο παρεμβάσεων περιέχει όλες τις παρεμβάσεις που αναφέρθηκαν στα προηγούμενα σενάρια και επομένως για την πραγματοποίηση του έγιναν όλες οι αντίστοιχες μεταβολές όπως παρουσιάζονται στο παρών κεφάλαιο. 67

68 5. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΣΤΟ ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ 5.1. Αρχική κατάσταση Καθορισμός των κατασκευαστικών στοιχείων της μονοκατοικίας Σε αυτό το πεδίο ορίζεται πλήρως ότι αφορά τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της μονοκατοικίας που είναι τα εξής : Συνολική επιφάνεια m² Θερμαινόμενη επιφάνεια m² Ψυχόμενη επιφάνεια m² Συνολικός όγκος m³ Ψυχόμενος όγκος m³ Θερμαινόμενος όγκος m³ Αριθμός ορόφων Ύψος τυπικού ορόφου m Ύψος ισογείου m Αριθμός θερμικών ζωνών Αριθμός μη θερμαινόμενων χώρων Αριθμός ηλιακών χώρων Στην εικόνα 5.1 παρουσιάζεται το πεδίο όπως αυτό συμπληρώθηκε για την πραγματοποίηση της ενεργειακής μελέτης. 68

69 Εικόνα 5.1: Καθορισμός των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του πρότυπου κτιρίου Περιγραφή θερμικών ζωνών Στο λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ η τυπική διπλοκατοικία χωρίστηκε σε δυο ζώνες. Στο πεδίο περιγραφής θερμικών ζωνών ορίζεται πλήρως ότι αφορά τα γενικά στοιχεία τους που είναι τα εξής: Χρήση Συνολική επιφάνεια Ανηγμένη θερμοχωρητικότητα Μέση κατανάλωση ΖΝΧ Κατηγορία διατάξεων ελέγχου & αυτοματισμών Διείσδυση αέρα από κουφώματα Αριθμός καμινάδων Αριθμός θυρίδων εξαερισμού Αριθμός ανεμιστήρων οροφής Για τον υπολογισμό της μέσης κατανάλωσης Ζ.Ν.Χ. χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από πίνακα που περιλαμβάνεται στις ΤΟΤΕΕ [14] και υπολογίστηκε μέση κατανάλωση ΖΝΧ 109,06 m 3 /έτος για κάθε ζώνη. Πραγματοποιώντας τους απαιτούμενους υπολογισμούς συμπληρώθηκε το πεδίο όπως παρουσιάζεται στην εικόνα 5.2 για την 1 η θερμική ζώνη και στην εικόνα 5.3 για την 2 η θερμική ζώνη. 69

70 Εικόνα 5.2: Χαρακτηριστικά 1ης θερμικής ζώνης Εικόνα 5.3: Χαρακτηριστικά 2ης θερμικής ζώνης Προσδιορισμός κτιριακού κελύφους Σ' αυτή την ενότητα καθορίζονται όλες οι παράμετροι που σχετίζονται με το κέλυφος ενός κτιρίου και χρησιμοποιούνται για τους υπολογισμούς της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ ISO [3]. Προσδιορισμός αδιαφανών επιφανειών Σε αυτό το πεδίο προσδιορίζονται όλες οι αδιαφανείς επιφάνειες που αποτελούν μέρος του κελύφους. Καθορίζονται ο τύπος και το εμβαδόν του κάθε δομικού στοιχείου που είναι σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον. Επίσης καταχωρείται ο συντελεστής θερμοπερατότητας και το συνολικό εμβαδόν της αδιαφανούς επιφάνειας του κάθε δομικού στοιχείου. Στους πίνακες 5.1 και 5.2 παρουσιάζονται τα αδιαφανή δομικά στοιχεία που απαρτίζουν το κέλυφος της διπλοκατοικίας, το εμβαδόν τους, και ο συντελεστής θερμοπερατότητας τους για τις δυο θερμικές ζώνες όπως καταχωρήθηκαν. 70

71 Πίνακας 5.1: Προσδιορισμός εμβαδού και συντελεστού θερμοπερατότητας αδιαφανών επιφανειών στην 1 η θερμική ζώνη. Αδιαφανή επιφάνεια Εμβαδόν (m 2 ) U (w/m 2 k) Αδιαφανή επιφάνεια Εμβαδόν (m 2 ) U (w/m 2 k) Νότιος τοίχος (ημιυπόγειο) Ανατολικό υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Νότιο υποστύλωμα (ημιυπόγειο) Ανατολικός τοίχος(ημιυπόγειο) Νότιος τοίχος (ισόγειο) Ανατολικό υποστύλωμα(ισόγειο) 3 1 Νότιο υποστύλωμα (ισόγειο) Ανατολικός τοίχος(ισόγειο) Νότια δοκός (ισόγειο) 4 1 Ανατολικός τοίχος(όροφος) Νότιος τοίχος (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα(ισόγειο) 9 1 Νότια οροφή (κεκλιμένη) Βόρειος τοίχος(ισόγειο) Δυτικός τοίχος(ημιυπόγειο) Βόρειος τοίχος(όροφος) Δυτικό υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Βόρειο υποστύλωμα(όροφος) 3 1 Δυτικό υποστύλωμα(ισόγειο) Βόρειος τοίχος (όροφος) Δυτικός τοίχος(ισόγειο) Βόρειος τοίχος (όροφος) Δυτικός τοίχος (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Δυτικό υποστύλωμα (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Δυτικός τοίχος (όροφος) Οροφή (ημιυπόγειο) Δυτικό υποστύλωμα (όροφος) Οροφή (ισόγειο) Δυτική πόρτα(όροφος) Οροφή (όροφος) Δυτικός τοίχος (όροφος)

72 Πίνακας 5.2: Προσδιορισμός εμβαδού και συντελεστού θερμοπερατότητας αδιαφανών επιφανειών στην 2 η θερμική ζώνη. Αδιαφανή επιφάνεια Εμβαδόν U Εμβαδόν U Αδιαφανή επιφάνεια (m 2 ) (w/m 2 k) (m 2 ) (w/m 2 k) Νότιος τοίχος(ημιυπόγειο) Δυτικό υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Νότιο υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Δυτικός τοίχος(ημιυπόγειο) Νότιος τοίχος(ισόγειο) Δυτικό υποστύλωμα(ισόγειο) 3 1 Νότιο υποστύλωμα(ισόγειο) Δυτικός τοίχος(ισόγειο) Νότια δοκός(ισόγειο) 4 1 Δυτικός τοίχος(όροφος) Νότιος τοίχος(όροφος) Βόρειο υποστύλωμα(ισόγειο) 9 1 Νότια οροφή (κεκλιμένη) Βόρειος τοίχος(ισόγειο) Ανατολικός τοίχος (ημιυπόγειο) Ανατολικό υποστύλωμα (ημιυπόγειο) Ανατολικό υποστύλωμα (ισόγειο) Βόρειος τοίχος(όροφος) Βόρειο υποστύλωμα(όροφος) Βόρειος τοίχος (όροφος) Ανατολικός τοίχος(ισόγειο) Βόρειος τοίχος (όροφος) Ανατολικός τοίχος (όροφος) Ανατολικό υποστύλωμα (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Ανατολικός τοίχος (όροφος) Οροφή (ημιυπόγειο) Ανατολικό υποστύλωμα (όροφος) Οροφή (ισόγειο) Ανατολική πόρτα (όροφος) Οροφή (όροφος) Ανατολικός τοίχος (όροφος)

73 Σε αυτό το σημείο πρέπει να αναφερθεί ότι χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές των συντελεστών θερμοπερατότητας που προέκυψαν από το Energy-Plus έτσι ώστε να έχουμε πλήρη ταύτιση των δεδομένων εισαγωγής. Οι τιμές αυτές δεν είναι απολύτως όμοιες με τις αντίστοιχες που αναφέρθηκαν πρωτύτερα. Στη συνέχεια καθορίζεται επίσης η γωνία γ, η οποία αναφέρεται στον προσανατολισμό και βάσει σύμβασης επιφάνεια με προσανατολισμό προς Βορά η τιμή είναι 0, προς Ανατολή 90, προς Νότο 180 και προς Δύση 270. Καθορίζεται η γωνία β η οποία αναφέρεται στην κλίση του δομικού στοιχείου, μετρούμενη μεταξύ της καθέτου στην επιφάνεια και της κατακόρυφου (ζενίθ περιοχής). Σε αυτή την ενότητα τίθεται ο συντελεστής απορροφητικότητας στην ηλιακή ακτινοβολία στην εξωτερική πλευρά της επιφάνειας του δομικού στοιχείου α. Εξαρτάται από τον τύπο του δομικού στοιχείου, το υλικό και το χρώμια των τελικών επιστρώσεων, σύμφωνα με τις τυπικές τιμές από τις ΤΟΤΕΕ [14]. Στη συγκεκριμένη περίπτωση επιλέχθηκε λευκό επίχρισμα με α=0.30 για τα κατακόρυφα δομικά στοιχεία, ανοιχτόχρωμη επίστρωση για τα οριζόντια δομικά στοιχεία με α=0.65 και κόκκινο κεραμίδι για την κεκλιμένη οροφή με α=0.6. Επίσης καθορίζεται και ο συντελεστής εκπομπής θερμικής ακτινοβολίας ε στην εξωτερική πλευρά της επιφάνειας του δομικού στοιχείου όπου σύμφωνα με τις τυπικές τιμές από τις ΤΟΤΕΕ [14] για σύνηθες δομικό υλικό θα είναι ε=0.8 Επειδή στο εξεταζόμενο κτίριο ο ορίζοντας είναι ελεύθερος, ο συντελεστής σκίασης από ορίζοντα τέθηκε να ισούται με τη μονάδα (Fhor =1). Στους πίνακες 5.3 και 5.4 παρουσιάζονται οι συντελεστές σκίασης από προβόλους για τα αδιαφανές στοιχεία του κτιρίου που υπολογίστηκαν για την 1 η και 2 η ζώνη. Για τα υπόλοιπα στοιχεία οι αντίστοιχοι συντελεστές τέθηκαν ίσοι με τη μονάδα. Πίνακας 5.3: Συντελεστές σκίασης από προβόλους για χειμώνα-καλοκαίρι των αδιαφανών στοιχείων της 1 η ζώνης. Αδιαφανή επιφάνεια Fon_h Fon_c Νότιος τοίχος (ημιυπόγειο) Νότιο υποστύλωμα (ημιυπόγειο) Νότιος τοίχος (ισόγειο) Νότιο υποστύλωμα (ισόγειο) Νότια δοκός (ισόγειο) Νότιος τοίχος (όροφος)

74 Πίνακας 5.4: Συντελεστές σκίασης από προβόλους για χειμώνα-καλοκαίρι των αδιαφανών στοιχείων της 2 η ζώνης. Αδιαφανή επιφάνεια Fon_h Fon_c Νότιος τοίχος (ημιυπόγειο) Νότιο υποστύλωμα (ημιυπόγειο) Νότιος τοίχος (ισόγειο) Νότιο υποστύλωμα (ισόγειο) Νότια δοκός (ισόγειο) Νότιος τοίχος (όροφος) Στους πίνακες 5.5 και 5.6 παρουσιάζονται οι συντελεστές σκίασης από πλευρικές για τα αδιαφανές στοιχεία του κτιρίου που υπολογίστηκαν για την 1 η και 2 η ζώνη. Για τα υπόλοιπα στοιχεία οι αντίστοιχοι συντελεστές τέθηκαν ίσοι με τη μονάδα. Πίνακας 5.5: Συντελεστές σκίασης από πλευρικές προεξοχές για χειμώνα-καλοκαίρι των αδιαφανών στοιχείων της 1 η ζώνης. Αδιαφανή επιφάνεια Fon_h Fon_c Δυτικός τοίχος (όροφος) Δυτικό υποστύλωμα (όροφος) Δυτική πόρτα (όροφος) Δυτικός τοίχος (όροφος) Ανατολικό υποστύλωμα (ημιυπόγειο) Ανατολικός τοίχος (ημιυπόγειο) Ανατολικό υποστύλωμα (ισόγειο) Ανατολικός τοίχος (ισόγειο) Ανατολικός τοίχος (όροφος) Βόρειος τοίχος (όροφος) Βόρειος τοίχος (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος)

75 Πίνακας 5.6: Συντελεστές σκίασης από πλευρικές προεξοχές για χειμώνα-καλοκαίρι των αδιαφανών στοιχείων της 2 η ζώνης. Αδιαφανή επιφάνεια Fon_h Fon_c Ανατολικός τοίχος (όροφος) Ανατολικό υποστύλωμα (όροφος) Ανατολική πόρτα(όροφος) Ανατολικός τοίχος (όροφος) Δυτικό υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Δυτικός τοίχος(ημιυπόγειο) Δυτικό υποστύλωμα(ισόγειο) Δυτικός τοίχος(ισόγειο) Δυτικός τοίχος(όροφος) Βόρειος τοίχος (όροφος) Βόρειος τοίχος (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Βόρειο υποστύλωμα (όροφος) Προσδιορισμός διαφανών επιφανειών Σε αυτό το πεδίο εισήχθηκαν οι τύποι των ανοιγμάτων, το εμβαδόν της επιφάνειας που καταλαμβάνουν στην τοιχοποιία και ο συντελεστής θερμοπερατότητας τους. Τα δεδομένα αυτά παρουσιάζονται στους πίνακες 5.7 και 5.8 για την 1 η και 2 η ζώνη αντίστοιχα. Ο συντελεστής θερμοπερατότητας που χρησιμοποιήθηκε είναι ταυτόσημος με τον αντίστοιχο συντελεστή του λογισμικού Energy-Plus έτσι ώστε να έχουμε πλήρη ταύτιση των εισαχθέντων δεδομένων. Έπειτα προσδιορίστηκε ο συντελεστής συνολικής διαπερατότητας της ηλιακής ακτινοβολία της διαφανούς επιφάνειας. Η τιμή αυτού του συντελεστή τέθηκε ίση με την τιμή που προέκυψε μέσω της υπολογιστικής διαδικασίας του λογισμικού Energy-Plus. Οι γωνίες γ και β που υπολογίζονται για τον προσδιορισμό της σκίασης έχουν προσδιοριστεί με τον ίδιο τρόπο όπως και στις αδιαφανείς επιφάνειες. Επειδή στο εξεταζόμενο κτίριο ο ορίζοντας είναι ελεύθερος, ο συντελεστής σκίασης από ορίζοντα τέθηκε να ισούται με τη μονάδα (Fhor =1). 75

76 Πίνακας 5.7: Προσδιορισμός εμβαδού και συντελεστού θερμοπερατότητας αδιαφανών επιφανειών στην 1 η θερμική ζώνη Διαφανής επιφάνεια Εμβαδόν (m 2 ) U(w/m 2 k) Νότια πόρτα(ημιυπόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (όροφος) Νότια πόρτα (όροφος) Νότιο παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Δυτική πόρτα (ημιυπόγειο) Δυτική πόρτα (ημιυπόγειο) Δυτικό παράθυρο (ισόγειο) Δυτικό παράθυρο (ισόγειο) Ανατολικό παράθυρο Βόρεια πόρτα (ισόγειο) Βόρεια πόρτα (ισόγειο) Βόρειο παράθυρο(ισόγειο) Βόρειο παράθυρο (όροφος) Βόρειο παράθυρο (όροφος) Βόρεια πόρτα Βόρειο παράθυρο Βόρειο παράθυρο

77 Πίνακας 5.8: Προσδιορισμός εμβαδού και συντελεστού θερμοπερατότητας αδιαφανών επιφανειών στην 2 η θερμική ζώνη. Διαφανής επιφάνεια Εμβαδόν (m 2 ) U(w/m 2 k) Νότια πόρτα(ημιυπόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (όροφος) Νότια πόρτα (όροφος) Νότιο παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Ανατολική πόρτα (ημιυπόγειο) Ανατολική πόρτα (ημιυπόγειο) Ανατολικό παράθυρο (ισόγειο) Ανατολικό παράθυρο (ισόγειο) Δυτικό παράθυρο Βόρεια πόρτα (ισόγειο) Βόρεια πόρτα (ισόγειο) Βόρειο παράθυρο(ισόγειο) Βόρειο παράθυρο (όροφος) Βόρειο παράθυρο (όροφος) Βόρεια πόρτα Βόρειο παράθυρο Βόρειο παράθυρο Στους πίνακες 5.9 και 5.10 παρουσιάζονται οι συντελεστές σκίασης από προβόλους που υπολογίστηκαν για τα διαφανή στοιχεία για την 1 η και 2 η ζώνη. Για τα υπόλοιπα στοιχεία οι αντίστοιχοι συντελεστές τέθηκαν ίσοι με τη μονάδα. 77

78 Πίνακας 5.9: Συντελεστές σκίασης από προβόλους για χειμώνα-καλοκαίρι των διαφανών στοιχείων της 1 η ζώνης. Διαφανής επιφάνεια Fon_h Fon_c Νότια πόρτα(ημιυπόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (όροφος) Νότια πόρτα (όροφος) Νότιο παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Πίνακας 5.10: Συντελεστές σκίασης από προβόλους για χειμώνα-καλοκαίρι των διαφανών στοιχείων της 2 η ζώνης. Διαφανής επιφάνεια Fon_h Fon_c Νότια πόρτα(ημιυπόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (ισόγειο) Νότια πόρτα (όροφος) Νότια πόρτα (όροφος) Νότιο παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Στους πίνακες 5.11 και 5.12 παρουσιάζονται οι συντελεστές σκίασης από πλευρικές προεξοχές που υπολογίστηκαν για τα διαφανή στοιχεία για την 1 η και 2 η ζώνη. Για τα υπόλοιπα στοιχεία οι αντίστοιχοι συντελεστές τέθηκαν ίσοι με τη μονάδα. Πίνακας 5.11: Συντελεστές σκίασης από πλευρικές προεξοχές για χειμώνα-καλοκαίρι των διαφανών στοιχείων της 1 η ζώνης. Διαφανής επιφάνεια Fin_h Fin_c Νότιο παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Ανατολικό παράθυρο Βόρεια πόρτα Βόρειο παράθυρο Βόρειο παράθυρο

79 Πίνακας 5.12: Συντελεστές σκίασης από πλευρικές προεξοχές για χειμώνα-καλοκαίρι των διαφανών στοιχείων της 2 η ζώνης. Διαφανής επιφάνεια Fin_h Fin_c Νότιο παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Δυτικό παράθυρο Βόρεια πόρτα Βόρειο παράθυρο Βόρειο παράθυρο Προσδιορισμός επιφανειών σε επαφή με έδαφος Τα δεδομένα τα οποία εισήχθησαν αναφορικά με τις επιφάνειες που βρίσκονται σε επαφή με το έδαφος παρουσιάζονται στις εικόνες 5.4 και 5.5 για την 1 η και 2 η θερμική ζώνη αντίστοιχα. Εικόνα 5.4: Προσδιορισμός επιφανειών σε επαφή με έδαφος στην 1 η θερμική ζώνη. Εικόνα 5.5: Προσδιορισμός επιφανειών σε επαφή με έδαφος στην 2 η θερμική ζώνη Προδιαγραφές εγκαταστάσεων θέρμανσης, ψύξης και ζεστού νερού Σύστημα εγκατάστασης θέρμανσης Στην εικόνα 5.6 παρουσιάζονται τα δεδομένα που εισήχθησαν αναφορικά με το σύστημα θέρμανσης. Σημειώνεται ότι είναι όμοια και στις 2 θερμικές ζώνες. 79

80 Εικόνα 5.6: Προδιαγραφές συστήματος θέρμανσης. Σύστημα εγκατάστασης ψύξης Στην εικόνα 6.7 παρουσιάζονται τα δεδομένα που εισήχθησαν αναφορικά με το σύστημα ψύξης. Σημειώνεται ότι είναι όμοια και στις 2 θερμικές ζώνες. Εικόνα 5.7: Προδιαγραφές συστήματος ψύξης Σύστημα εγκατάστασης ζεστού νερού χρήσης Στην εικόνα 5.8 παρουσιάζονται τα δεδομένα που εισήχθησαν αναφορικά με το σύστημα εγκατάστασης ζεστού νερού. Σημειώνεται ότι είναι όμοια και στις 2 θερμικές ζώνες. 80

81 Εικόνα 5.8: Τεχνικά χαρακτηριστικά συστήματος εγκατάστασης ζεστού νερού χρήσης Προσδιορισμός μη θερμαινόμενων χώρων Σε αυτό το πεδίο εισήχθησαν πληροφορίες που αφορούν τους μη θερμαινόμενους χώρους της κατοικίας. Θεωρήθηκε ένας μη θερμαινόμενος χώρος για κάθε μια από τις δυο θερμικές ζώνες. Η μεθοδολογία με την οποία συμπληρώθηκε το πεδίο ήταν ίδια με την αντίστοιχη των θερμαινόμενων χώρων που αναλύθηκε πρωτύτερα. Στους πίνακες 5.13 έως και 5.16 και στις εικόνες 5.9 και 5.10 παρουσιάζονται τα δεδομένα που προέκυψαν σχετικά με τους 2 μη θερμαινόμενους χώρους. 81

82 Πίνακας 5.13: Χαρακτηριστικά αδιαφανών επιφανειών 1 ου μη θερμαινόμενου χώρου Αδιαφανή επιφάνεια Εμβαδόν (m 2 ) U (w/m 2 k) Fhor_h Fhor_c Fon_h Fon_c Fin_h Fin_c Νότιος τοίχος(ημιυπόγειο) Νότια πόρτα(ημιυπόγειο) Νότιος τοίχος κλιμακοστάσιο (ισόγειο) Νότια πόρτα κλιμακοστάσιο (ισόγειο) Νότιος τοίχος κλιμακοστάσιο (όροφος) Νότιο υποστύλωμα κλιμακοστάσιο (όροφος) Ανατολικό υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Βόρειο υποστύλωμα(ισόγειο) Βόρειος τοίχος(ισόγειο) Βόρειος τοίχος(όροφος) Βόρειο υποστύλωμα(όροφος) Οροφή (ημιυπόγειο) Οροφή (κλιμακοστάσιο)

83 Πίνακας 5.14: Χαρακτηριστικά αδιαφανών επιφανειών 2 ου μη θερμαινόμενου χώρου Αδιαφανή επιφάνεια Νότιος τοίχος (ημιυπόγειο) Νότια πόρτα (ημιυπόγειο) Νότιος τοίχος κλιμακοστάσιο (ισόγειο) Νότια πόρτα κλιμακοστάσιο (ισόγειο) Νότιος τοίχος κλιμακοστάσιο (όροφος) Νότιο υποστύλωμα κλιμακοστάσιο (όροφος) Δυτικό υποστύλωμα(ημιυπόγειο) Βόρειο υποστύλωμα(ισόγειο) Εμβαδόν U (m 2 ) (w/m 2 k) Fhor_h Fhor_c Fon_h Fon_c Fin_h Fin_c Βόρειος τοίχος(ισόγειο) Βόρειος τοίχος(όροφος) Βόρειο υποστύλωμα(όροφος) Οροφή (ημιυπόγειο) Οροφή (κλιμακοστάσιο)

84 Πίνακας 5.15: Χαρακτηριστικά διαφανών επιφανειών 1 ου μη θερμαινόμενου χώρου Νότιο Διαφανής επιφάνεια παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Εμβαδόν U Fhor_h Fhor_c Fon_h Fon_c Fin_h Fin_c (m 2 ) (w/m 2 k) Βόρειο παράθυρο(ισόγειο) Βόρειο παράθυρο(όροφος) Πίνακας 5.16: Χαρακτηριστικά διαφανών επιφανειών 1 ου μη θερμαινόμενου χώρου Νότιο Διαφανής επιφάνεια παράθυρο(κλιμακοστάσιο) Εμβαδόν U Fhor_h Fhor_c Fon_h Fon_c Fin_h Fin_c (m 2 ) (w/m 2 k) Βόρειο παράθυρο(ισόγειο) Βόρειο παράθυρο(όροφος) Εικόνα 5.9: Χαρακτηριστικά επιφανειών σε επαφή με έδαφος του 1 ου μη θερμαινόμενου χώρου Εικόνα 5.10: Χαρακτηριστικά επιφανειών σε επαφή με έδαφος του 2 ου μη θερμαινόμενου χώρου 84

85 5.2. Σενάριο ενίσχυσης θερμομόνωσης του κτιρίου Σε αυτό το σενάριο μελετάται η επίδραση ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας. Η αλλαγή σε σχέση με το σενάριο αρχικής κατάστασης έγκειται στους συντελεστές θερμοπερατότητας των αδιαφανών δομικών στοιχείων.. Σημειώνεται ότι χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές των συντελεστών θερμοπερατότητας που προέκυψαν από το Energy-Plus έτσι ώστε να έχουμε πλήρη ταύτιση των εισαχθέντων δεδομένων. Οι συντελεστές θερμοπερατότητας των δομικών στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν παρουσιάζονται στον πίνακα Πίνακας 5.17: Συντελεστές θερμοπερατότητας εξωτερικών αδιαφανών δομικών στοιχείων έπειτα από εισαγωγή θερμομόνωσης Δομικό στοιχείο Θερμοπερατότητα [W/m 2 K] Δάπεδο 0,647 Οροφή 0,365 Κεκλιμένη Οροφή 0,335 Τοιχοποιία 0,397 Τοιχοποιία σε επαφή με έδαφος 0,668 Δοκός 0,428 Υποστύλωμα 0,428 Τοιχείο 0, Σενάριο αντικατάστασης κουφωμάτων Οι μεταβολές στην εισαγωγή δεδομένων στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων παρατηρούνται στον συντελεστή θερμοπερατότητας τους καθώς και στον συνολικό αερισμό του κτιρίου. Ο νέος συντελεστής θερμοπερατότητας που χρησιμοποιείται έχει τιμή 1,274 W/m 2 K. Στις εικόνες 511 και 5.12 παρουσιάζονται οι μεταβολές στον αερισμό. 85

86 Εικόνα 5.11: Μεταβολή του αερισμού λόγω αλλαγής κουφωμάτων στην 1 η ζώνη. Εικόνα 5.12: Μεταβολή του αερισμού λόγω αλλαγής κουφωμάτων στην 2 η ζώνη Σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού Για να πραγματοποιηθεί το σενάριο αυτό εισήχθη νέος βαθμός απόδοσης για το σύστημα θέρμανσης, νέος ονομαστικός δείκτης αποδοτικότητας (ΕΕR) για το σύστημα ψύξης και νέος βαθμός απόδοσης για το σύστημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης. Οι μεταβολές αυτές παρουσιάζονται στις εικόνες 5.13 έως

87 Εικόνα 5.13: Προδιαγραφές νέου συστήματος θέρμανσης Εικόνα 5.14: Προδιαγραφές νέου συστήματος ψύξης Εικόνα 5.15: Προδιαγραφές νέου συστήματος παραγωγής ΖΝΧ 87

88 5.5. Συνδυαστικό σενάριο παρεμβάσεων Το συνδυαστικό σενάριο παρεμβάσεων περιέχει όλες τις παρεμβάσεις που αναφέρθηκαν στα προηγούμενα σενάρια και επομένως για την πραγματοποίηση του έγιναν όλες οι αντίστοιχες μεταβολές όπως παρουσιάζονται στο παρών κεφάλαιο. 88

89 6. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 6.1. Αποτελέσματα προσομοίωσης διπλοκατοικίας με το Energy Plus Τα αποτελέσματα που προέκυψαν αφού πραγματοποιήθηκε η προσομοίωση της διπλοκατοικίας με το Energy Plus παρουσιάζονται στους πίνακες 6.1 έως Στον πίνακα 6.1 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση, η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Πίνακας 6.1: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης με χρήση Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 14053,9 34, ,9 2,83 Φεβρουάριος 11459,9 28, ,6 2,59 Μάρτιος 9323,6 22, ,8 2,75 Απρίλιος 4197,3 10, ,5 2,42 Μάιος 321,6 0,78 36,7 0,11 909,4 2,22 Ιούνιος ,4 1,75 782,4 1,91 Ιούλιος ,8 5,08 769,1 1,88 Αύγουστος ,7 5,69 733,2 1,79 Σεπτέμβριος ,3 2,04 728,8 1,78 Οκτώβριος 801,7 1,96 39,3 0,12 834,7 2,04 Νοέμβριος 4782,0 11, ,7 2,234 Δεκέμβριος 11973,2 29, ,0 2,64 Σύνολο 56913,4 139,1 4763,3 14, ,6 27,12 Στον πίνακα 6.2 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση,η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 89

90 Πίνακας 6.2: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου ενίσχυσης θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης με χρήση Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 9589,85 23, ,21 2,834 Φεβρουάριος 7611,71 18, ,6 2,595 Μάρτιος 5773,19 14, ,61 2,752 Απρίλιος 1981,62 4, ,38 2,421 Μάιος 68,5 0,167 64,67 0, ,3 2,208 Ιούνιος ,95 2, ,11 1,907 Ιούλιος ,43 4,03 768,7 1,87 Αύγουστος ,92 4,38 733,03 1,792 Σεπτέμβριος ,82 2,54 728,4 1,780 Οκτώβριος 154,12 0, ,98 0, ,59 2,035 Νοέμβριος 2670,15 6, ,9 2,22 Δεκέμβριος 8297,16 20, ,64 2,64 Σύνολο 36146,3 88, ,77 13, ,47 27,07 Στον πίνακα 6.3 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση,η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 90

91 Πίνακας 6.3: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 10233,78 25, ,16 2,834 Φεβρουάριος 8603,87 21, ,08 2,591 Μάρτιος 7124,59 17, ,3 2,753 Απρίλιος 3253,71 7, ,32 2,42 Μάιος 223,61 0,546 29,16 0,09 910,42 2,225 Ιούνιος ,43 1,55 782,78 1,913 Ιούλιος ,41 4, ,23 1,883 Αύγουστος ,15 4,91 732,57 1,791 Σεπτέμβριος ,76 2, ,41 1,780 Οκτώβριος 279,44 0,683 53,38 0, ,39 2,035 Νοέμβριος 2779,88 6, ,21 2,227 Δεκέμβριος 8314,48 20, ,31 2,641 Σύνολο 40813,36 99, ,29 13, ,18 27,10 Στον πίνακα 6.4 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση, η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 91

92 Πίνακας 6.4: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 10106,89 24, ,22 2,435 Φεβρουάριος 8239,84 20, ,227 Μάρτιος 6702,68 16, ,78 2,36 Απρίλιος 3016,43 7, ,48 2,084 Μάιος 230,95 0,564 24,61 0, ,12 1,909 Ιούνιος ,08 1, ,06 1,643 Ιούλιος ,64 3, ,6 1,615 Αύγουστος ,51 3, ,78 1,539 Σεπτέμβριος ,75 1, ,98 1,530 Οκτώβριος 572,88 1,40 26,28 0, ,92 1,752 Νοέμβριος 3431,01 8, ,79 1,918 Δεκέμβριος 8608,15 21, ,5 2,27 Σύνολο 40908,83 100, ,87 9, ,23 23,29 Στον πίνακα 6.5 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση,η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ στην περίπτωση του συνδυαστικού σεναρίου για την περιοχή της Θεσσαλονίκης. 92

93 Πίνακας 6.5: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ συνδυαστικού σεναρίου στην περιοχή της Θεσσαλονίκης με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 3843,91 9, ,76 2,432 Φεβρουάριος 3163,98 7, ,14 2,230 Μάρτιος 2335,74 5, ,1 2,362 Απρίλιος 651,12 1, ,17 2,078 Μάιος 12,66 0, ,88 0, ,66 1,896 Ιούνιος ,74 1, ,96 1,638 Ιούλιος ,49 2, ,2 1,614 Αύγουστος ,67 3,00 629,44 1,538 Σεπτέμβριος ,87 1, ,26 1,528 Οκτώβριος ,45 0, ,3 1,739 Νοέμβριος 473,1 1, ,58 1,906 Δεκέμβριος 3023,06 7, ,08 2,266 Σύνολο 13503,57 33, ,1 9, ,65 23,231 Στον πίνακα 6.6 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση,η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής. 93

94 Πίνακας 6.6: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 7851,01 19, ,08 2,616 Φεβρουάριος 8214,55 20, ,88 2,395 Μάρτιος 5322,62 13, ,41 2,57 Απρίλιος 1086,09 2,655 0,01 3,112E ,88 2,32 Μάιος ,33 0, ,94 2,141 Ιούνιος ,44 4, ,36 1,812 Ιούλιος ,33 8, ,89 1,662 Αύγουστος ,98 7, ,34 1,594 Σεπτέμβριος ,87 3, ,62 1,644 Οκτώβριος ,28 0, ,32 1,927 Νοέμβριος 2737,45 6, ,92 2,158 Δεκέμβριος 8213,02 20, ,72 2,466 Σύνολο 33424,74 81, ,24 25, ,36 25,31 Στον πίνακα 6.7 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση, η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής. 94

95 Πίνακας 6.7: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ στο σενάριο σεναρίου ενίσχυσης θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων στην περιοχή της Αττικής με χρήση λογισμικού Energy- Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 4716,31 11, ,28 2,614 Φεβρουάριος 5164,55 12, ,13 2,393 Μάρτιος 3016,67 7, ,64 2,568 Απρίλιος 344,67 0, ,65 0, ,33 2,31 Μάιος ,37 0, ,66 2,138 Ιούνιος ,7 4, ,07 1,811 Ιούλιος ,12 7, ,68 1,661 Αύγουστος ,81 7, ,04 1,594 Σεπτέμβριος ,04 4, ,08 1,643 Οκτώβριος ,83 0, ,52 1,915 Νοέμβριος 888,47 2, ,75 2,153 Δεκέμβριος 4905,47 11, ,96 2,46 Σύνολο 19036,14 46, ,52 24, ,14 25,271 Στον πίνακα 6.8 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση, η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής. 95

96 Πίνακας 6.8: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 5813,7 14, ,64 2,615 Φεβρουάριος 5849,11 14, ,35 2,39 Μάρτιος 3516,36 8, ,8 2,571 Απρίλιος 497,51 1,216 0,12 0, ,86 2,317 Μαιος ,37 0, ,2 2,139 Ιουνιος ,67 4, ,28 1,812 Ιουλιος ,98 7, ,86 1,662 Αυγουστος ,5 6, ,35 1,594 Σεπτεμβριος ,62 3, ,47 1,644 Οκτώβριος ,43 0, ,22 1,922 Νοέμβριος 1503,61 3, ,11 2,159 Δεκέμβριος 5857,81 14, ,19 2,465 Σύνολο 23038,1 56, ,69 22, ,33 25,2991 Στον πίνακα 6.9 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση, η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ για το σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής. 96

97 Πίνακας 6.9: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ σεναρίου αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 5642,73 13, ,07 2,247 Φεβρουάριος 5904,39 14, ,6 2,057 Μάρτιος 3821,23 9, ,9 2,210 Απρίλιος 776,78 1,899 0,01 3,11042E ,97 1,992 Μάιος ,63 0, ,33 1,839 Ιούνιος ,37 3, ,74 1,556 Ιούλιος ,26 5, ,94 1,427 Αύγουστος ,73 5, ,28 1,369 Σεπτέμβριος ,8 2, ,7 1,412 Οκτώβριος ,71 0, ,07 1,655 Νοέμβριος 1963,58 4, ,33 1,854 Δεκέμβριος 5903,62 14, ,38 2,118 Σύνολο 24012,33 58, ,51 16, ,31 21,741 Στον πίνακα 6.10 παρουσιάζεται η μηνιαία ενεργειακή κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση, η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και η μηνιαία ηλεκτρική ενεργειακή κατανάλωση για ΖΝΧ στην περίπτωση του συνδυαστικού σεναρίου για την περιοχή της Αττικής. 97

98 Πίνακας 6.10: Τελικές καταναλώσεις Θέρμανσης-Ψύξης-ΖΝΧ συνδυαστικού σεναρίου στην περιοχή της Αττικής με χρήση λογισμικού Energy-Plus. Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Μήνας kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 kwh kwh/m 2 Ιανουάριος 1719,45 4, ,74 2,243 Φεβρουάριος 1795,01 4, ,13 2,054 Μάρτιος 793,22 1, ,52 2,201 Απρίλιος 14,78 0,0361 3,49 0, ,7 1,979 Μάιος ,99 0, ,6 1,835 Ιούνιος ,42 3, ,39 1,555 Ιούλιος ,26 4, ,73 1,427 Αύγουστος ,71 4, ,03 1,369 Σεπτέμβριος ,47 2, ,09 1,410 Οκτώβριος ,56 0, ,34 1,641 Νοέμβριος 27,38 0, ,13 1,841 Δεκέμβριος 1561,29 3, ,88 2,114 Σύνολο 5911,13 14, ,9 16, ,28 21, Αποτελέσματα προσομοίωσης διπλοκατοικίας με το ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ Στην εικόνα 6.1 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 98

99 Εικόνα 6.1: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Στην εικόνα 6.2 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Εικόνα 6.2: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης 99

100 Στην εικόνα 6.3 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Εικόνα 6.3: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Στην εικόνα 6.4 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 100

101 Εικόνα 6.4: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Στην εικόνα 6.5 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 101

102 Εικόνα 6.5: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις για το εξεταζόμενο κτίριο σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Στην εικόνα 6.6 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής. 102

103 Εικόνα 6.6: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής Στην εικόνα 6.7 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής. 103

104 Εικόνα 6.7: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής Στην εικόνα 6.8 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής. 104

105 Εικόνα 6.8: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις για το εξεταζόμενο κτίριο σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής Στην εικόνα 6.9 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής. 105

106 Εικόνα 6.9: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις για το εξεταζόμενο κτίριο σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής Στην εικόνα 6.10 παρουσιάζονται οι ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις ανά μήνα όπως και η κατανάλωση καυσίμων στο συνδυαστικό στην περιοχή της Αττικής. 106

107 Εικόνα 6.10: Ενεργειακές απαιτήσεις και καταναλώσεις για το εξεταζόμενο κτίριο σύμφωνα με το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής 6.3. Αξιολόγηση αποτελεσμάτων Στο κεφάλαιο αυτό πραγματοποιείται σύγκριση των τελικών ενεργειακών καταναλώσεων που προέκυψαν από τα λογισμικά ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ και ENERGY PLUS. Στην εικόνα 6.11 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 107

108 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ IAN ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΙΑ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 34,36 28,01 22,79 10,262 0, ,96 11,69 29,2 139,15 TEE KENAK 34,8 24,6 15,3 3, ,8 13,2 29,5 121,7 Εικόνα 6.11: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 17,5 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.12 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 108

109 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ IAN ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΙΑ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,114 1,758 5,082 5,69 2,047 0, ,816 TEE KENAK ,2 8,7 7, ,6 Εικόνα 6.12: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 7,78 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.13 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 109

110 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ IAN ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΙΑ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 23,447 18,61 14,11 4,84 0, ,376 6,528 20,28 88,377 TEE KENAK 23,8 16,3 9,2 1, ,3 7,8 19,8 78,8 Εικόνα 6.13: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 9,58 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.14 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 110

111 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ IAN ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΙΑ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,201 2,419 4,032 4,388 2,54 0, ,92 TEE KENAK , ,2 Εικόνα 6.14: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 3,98 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.15 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 111

112 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥ ΙΟΥ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ Ρ Ν Λ ENERGY PLUS 25,02 21,04 17,42 7,955 0, ,683 6,797 20,33 99,79 TEE KENAK 20,8 14,4 7,9 1, ,2 6,8 17,4 68,7 Εικόνα 6.15: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 31,09 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.16 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 112

113 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,09 1,55 4,25 4,91 2,095 0, ,08 TEE KENAK ,1 6,9 6, ,2 Εικόνα 6.16: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 5,12 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.17 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 113

114 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 24,71 20,14 16,38 7,37 0, ,4 8,3 21,04 100,02 TEE KENAK 25,1 17,8 11 2, ,6 9,5 21,3 87,8 Εικόνα 6.17: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 12,2 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.18 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 114

115 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥ ΙΟΥ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ Ρ Ν Λ ENERGY PLUS ,077 1,173 3,383 3,79 1,368 0, ,872 TEE KENAK ,1 5,8 5, ,1 Εικόνα 6.18: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 5,22 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.19 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 115

116 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕ ΜΑ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥ ΙΟΥ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟ ΔΕΚ ΣΥΝ Β Ρ Ν Λ Ε ΕNERGY PLUS 9,398 7,736 5,711 1,592 0, ,157 7,391 33,02 TEE KENAK 7,3 4,6 2 0, ,6 5,8 21,3 Εικόνα 6.19: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 11,72 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.20 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. 116

117 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,168 1,421 2,658 3,001 1,937 0, ,577 TEE KENAK ,9 4,9 3, ,1 Εικόνα 6.20: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι της τάξεως των 1,25 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.21 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής. 117

118 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 19,2 20,08 13,01 2, ,693 20,08 81,72 TEE KENAK 15,4 12,3 8,3 0, ,9 11,2 50,7 Εικόνα 6.21: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 31,02 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.22 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής. 118

119 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,11E 0,346 4,645 8, ,913 0, ,41 TEE KENAK ,8 7,8 10,2 9,8 2, ,6 Εικόνα 6.22: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αρχικής κατάστασης στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 5,2 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.23 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο προσθήκης θερμομόνωσης στην περιοχή της Αττικής. 119

120 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ΕΝERGY PLUS 11,53 12,63 7,376 0, ,172 11,99 46,54 TEE KENAK 10,4 7,9 4,8 0, ,4 7 31,8 Εικόνα 6.23: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 14,74 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει Energy Plus. Στην εικόνα 6.24 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο προσθήκης θερμομόνωσης στην περιοχή της Αττικής. 120

121 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,005 0,688 4,568 7,291 7,178 4,35 0, ,71 TEE KENAK ,6 6,7 9,3 8,7 2, ,8 Εικόνα 6.24: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο ενίσχυσης της θερμομόνωσης των δομικών στοιχείων της διπλοκατοικίας στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 4,09 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.25 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής. 121

122 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 14,21 14,3 8,597 1, ,676 14,32 56,33 TEE KENAK 10 7,5 4,3 0, ,2 6,5 29,7 Εικόνα 6.25: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 26,6 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.26 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής. 122

123 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,0003 0,464 4,219 7,07 6,835 3,48 0, ,39 TEE KENAK ,5 6,4 8 7,7 2, ,7 Εικόνα 6.26: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής κουφωμάτων στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 3,31 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.27 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής. 123

124 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 13,79 14,436 9,34 1, ,8 14,434 58,71 TEE KENAK 11,1 8,9 6 0, ,1 8,1 36,6 Εικόνα 6.27: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 22,11 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.28 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής. 124

125 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS E-05 0,232 3,09 5,46 5,327 2,6 0, ,92 TEE KENAK ,1 4,9 6,9 6,6 1, ,4 Εικόνα 6.28: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το σενάριο αλλαγής συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και παραγωγής ζεστού νερού στην περιοχή της Αττικής. είναι της τάξεως των 4,47 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Στην εικόνα 6.29 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες θέρμανσης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής. 125

126 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS 4,204 4,389 1,939 0, ,067 3,817 14,45 TEE KENAK 3,3 2,3 0, ,1 1,7 8,4 Εικόνα 6.29: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων θέρμανσης μεταξύ των δυο λογισμικών στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες θέρμανσης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 6,05 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο Energy Plus. Στην εικόνα 6.30 παρουσιάζεται η σύγκριση των ενεργειακών καταναλώσεων ανά μήνα για τις ανάγκες ψύξης που προέκυψαν στα δυο λογισμικά στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής. 126

127 ενεργειακή κατανάλωση kwh/m² ΕΜΘΠΜ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΣΥΝ ENERGY PLUS ,011 0,846 3,028 4,47 4,385 2,857 0, ,26 TEE KENAK ,3 4,3 5,1 4,9 1, ,2 Εικόνα 6.30: Σύγκριση τελικών ενεργειακών καταναλώσεων ψύξης μεταξύ των δυο λογισμικών στο συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής Η απόκλιση των ενεργειακών καταναλώσεων για τις ανάγκες ψύξης ετησίως μεταξύ των δυο λογισμικών για το συνδυαστικό σενάριο στην περιοχή της Αττικής είναι της τάξεως των 0,94 kwh/m² με την μεγαλύτερη τιμή να ανήκει στο ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ Αξιολόγηση μελέτης σκίασης Στα πλαίσια της σύγκρισης των λογισμικών ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ και Energy Plus θεωρείται απαραίτητο να γίνει σύγκριση των συντελεστών σκίασης των επιφανειών που χρησιμοποιούν τα 2 λογισμικά κατά την υπολογιστική τους διαδικασία. Στο λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ οι συντελεστές υπολογίζονται από τον χρήστη με συγκεκριμένη μεθοδολογία η οποία παρουσιάζεται στο κεφάλαιο 2.2. Οι συντελεστές σκίασης που προκύπτουν καταχωρούνται από τον χρήστη ως δεδομένα εισόδου. Το λογισμικό Energy Plus για τον υπολογισμό χρησιμοποιεί συγκεκριμένη μεθοδολογία λαμβάνοντας δεδομένα όπως την γεωμετρική περιγραφή και τις συντεταγμένες των επιφανειών όπως παρουσιάζεται στο κεφάλαιο 2.1. Έτσι οι παράμετροι που περιγράφουν την σκίαση υπολογίζονται κατά την υπολογιστική διαδικασία του λογισμικού σε αντίθεση με το λογισμικό ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ που αποτελούν δεδομένα εισόδου. 127