ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΓΡΑΦΕΙΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΞΑΝΘΗΣ

Transcript

1 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΣΥΓΧΡΟΝΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΓΡΑΦΕΙΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΞΑΝΘΗΣ Κοσµόπουλος Πάνος 1, Κυριακίδης Παύλος 2 1 ρ Αρχιτέκτων Μηχανικός, Αν. Καθηγητής, 2 Φοιτητής επί πτυχίο Μηχ. Περ/ντος Εργαστήριο Περιβαλλοντικού και Ανθρωπογνωστικού Σχεδιασµού Τµήµα Μηχανικών Περιβάλλοντος, ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, Βας. Σοφίας 12 Ξάνθη Τ.Κ. 670 T/F KEYWORDS Κτίρια γραφείων, Ενεργειακή εκτίµηση ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το σύγχρονο κτιριακό περιβάλλον είναι ένας τοµέας του ανθρώπινου πολιτισµού µε µεγάλες καταναλώσεις ενέργειας. Ιδιαίτερα µάλιστα τα σύγχρονα κτίρια γραφείων, σαν αποτέλεσµα των υλικών και του τρόπου κατασκευής τους, παρουσιάζουν υψηλότερες καταναλώσεις από άλλα κτίρια. Η παρακάτω εργασία παρουσιάζει και αναλύει τα αποτελέσµατα µελέτης της ενεργειακής κατάστασης ενός σύγχρονου κτιρίου γραφείων στην περιοχή της Ξάνθης, και την εκτιµά συγκρίνοντας την µε άλλα κτίρια γραφείων της περιοχής. ENERGY EVALUATION OF MODERN OFFICE BUILDING IN THE REGION OF XANTHI Kosmopoulos Panos 1, Kiriakidis Pavlos 2 1 Dr Architect, Ass. Professor, 2 Undergraduate Env. Engineer Laboratory of Environmental and Humane Design, Department of Envoronmental Engineering, Democritus University of Thrace, Vas. Sofias 12, 6711 Xanthi, T/F KEYWORDS Office buildings, Energy evaluation ABSTRACT The modern building environment is a part of human culture with high energy consumption. Especially the modern office buildings, as a result of the materials and the way of construction, have higher energy consumption from other buildings. This paper presents and analyzes the results of an energy status study of a modern office building in the region of Xanthi, evaluating and comparing it with other office buildings in the same region. 1

2 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σηµαντικό κοµµάτι του σύγχρονου πολιτισµού που καταναλώνει µεγάλα ποσά ενέργειας είναι το κτιστό κτιριακό περιβάλλον. Η υιοθέτηση λοιπόν σε αυτό τεχνολογιών που θα βοηθούσαν στην εξοικονόµηση ενέργεια σε αυτό αποτελεί µια σοβαρή προοπτική. Το κτιστό κτιριακό περιβάλλον µπορεί να χωριστεί σε δύο µεγάλες κατηγορίες, στα κτίρια κατοικιών και στα κτίρια που έχουν άλλες χρήσεις, όπως γραφείων, εµπορικών κέντρων αποθηκών κ.α. Τα κτίρια γραφείων όπως αυτό που µελετάται είναι µια πολύ σηµαντική κατηγορία κτιρίων για παραπάνω από ένα λόγους [1]. Είναι καταρχάς κτίρια µεγάλης οικονοµικής σηµασίας και συνήθως κατασκευάζονται σε περιοχές που το κόστος της γης είναι υψηλό. Πρέπει να εξυπηρετούν µε τον καλύτερο δυνατό τρόπο τις ανάγκες και τις απαιτήσεις των ανθρώπων που εργάζονται σε αυτά, παρόλο που οι συγκεκριµένες επιθυµίες και απαιτήσεις του κάθε ατόµου µπορεί να είναι διαφορετικές από των υπολοίπων. Επίσης επειδή συχνά τα κτίρια αυτά αποτελούν σύµβολα κύρους και προβολής των επιχειρήσεων, είτε αυτές ανήκουν στον δηµόσιο ή τον ιδιωτικό τοµέα, η µορφή τους δεν συµβαδίζει πολλές φορές µε τον ορθολογισµό που απαιτείται κατά τον σχεδιασµό. Επίσης τα κτίρια αυτά υφίστανται συχνές και εντατικές πολλές φορές, ανακατασκευές. Τέλος λειτουργούν περιοδικά µέσα στο 24ωρο και στις ηµέρες της εβδοµάδας. 2. ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Το κτίριο το οποίο µελετήθηκε είναι ένα σύγχρονο κτίριο γραφείων, το οποίο βρίσκεται στην περιοχή της πόλης της Ξάνθης στο 6 ο χιλιόµετρο της εθνικής οδού Ξάνθης- Καβάλας. Η επιλογή του κτιρίου για µελέτη έγινε µε βάση κάποια χαρακτηριστικά που έχει το συγκεκριµένο κτίριο. Τα χαρακτηριστικά αυτά είναι: η πρόσφατη κατασκευή του, ώστε να έχουν εφαρµοστεί οι σύγχρονοι κανονισµοί θερµοµόνωσης που ισχύουν σήµερα στην χώρα µας, να είναι όσο το δυνατόν πιο αποµονωµένο, ώστε να µην υπάρχουν κτίρια κοντά του που να περιορίζουν τον ηλιασµό ή το σκιασµό κατά την διάρκεια της ηµέρας και τέλος η εσωτερική δοµή του κτιρίου και οι ιδιαιτερότητές της, που θα αναλυθούν παρακάτω. Το κτίριο βρίσκεται µέσα σε περιφραγµένο χώρο και το εµβαδόν που καλύπτει στην κάτοψή του χώρου αυτού είναι 893 m 2. Ο προσανατολισµός του κτιρίου όπως φαίνεται στο Σχέδιο 1 είναι έχοντας τις µικρές πλευρές σε προσανατολισµό Βορρά-Νότου. Αποτελείται από ισόγειο, 1 ο και 2 ο όροφο ίσου εµβαδού (893 m 2 ) και υπόγειο εµβαδού 883 m 2. Εσωτερικά το κτίριο διαιρείται σε τρία τµήµατα όπως φαίνεται και στο Σχέδιο 1. Τα τµήµατα 1 και 3 αποτελούν αίθουσες εργασίας που είναι όµοιες µεταξύ τους, σε κάθε όροφο εκτός του δευτέρου που στο τµήµα 3 υπάρχουν γραφεία των ανώτερων διοικητικών υπαλλήλων και του διευθυντή. Στο τµήµα 2 υπάρχουν το κλιµακοστάσιο, οι χώροι των ανελκυστήρων, οι τουαλέτες του κτιρίου και χώρος που χρησιµοποιείται σαν κυλικείο στο ισόγειο και στον 1 ο όροφο, ενώ στον 2 ο είναι χώρος που υπάρχουν µηχανήµατα που εξυπηρετούν τις εργασίες του κτιρίου. Το υπόγειο είναι ένας ενιαίος χώρος που βρίσκονται τα µηχανήµατα του κλιµατισµού και ο υπόλοιπος βασικός Η/Μ εξοπλισµός του κτιρίου. Η οροφή του κτιρίου είναι επίπεδη, χωρίς να υπάρχει κάποια σκεπή ή στέγαστρο που να την προφυλάσσει από την άµεση επαφή µε τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Τέλος το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του κτιρίου εσωτερικά ως προς το σχεδιασµό και την µορφή του είναι το άνοιγµα τύπου αιθρίου που υπάρχει στο πάτωµα του 1 ου και 2 ου ορόφου ακριβώς πάνω από τον χώρο υποδοχής. Τα ανοίγµατα αυτά είναι πανοµοιότυπα, όπως φαίνεται στο Σχέδιο 2 και έχουν εµβαδόν m 2. 2

3 1 3 2 Σχέδιο 1: Κάτοψη του Ισογείου του κτιρίου ΑΝΟΙΓΜΑ ΑΙΘΡΙΟΥ 1ου ΚΑΙ 2ου ΟΡΟΦΟΥ Σχέδιο 2: Κάτοψη του κεντρικού τµήµατος του 1 ου ορόφου του κτιρίου Το χαρακτηριστικό αυτό του κτιρίου έχει ιδιαίτερη σηµασία καθώς δηµιουργείται στο κτίριο φαινόµενο καµινάδας, όπου ο θερµός αέρας ανεβαίνει από το ισόγειο προς τον δεύτερο όροφο αυξάνοντας έτσι τις συνολικές απαιτήσεις για ψύξη λιγότερο στον 1 ο όροφο και πολύ περισσότερο στον 2 ο. Το φαινόµενο αυτό είναι περισσότερο έντονο στο κεντρικό τµήµα του κτιρίου προς τα δυτικά επειδή οι επιφάνειες είναι εξ ολοκλήρου από γυαλί και ο ηλιασµός διαρκεί για περισσότερη ώρα απ ότι στην ανατολική πλευρά του κτιρίου. Από κατασκευαστικής άποψης το κτίριο έχει φέροντα οργανισµό από µεταλλική κατασκευή. Τα υλικά που χρησιµοποιούνται για την κάλυψη των εσωτερικών επιφανειών των τοίχων είναι γυψοσανίδες, ενώ τα ταβάνια έχουν ψευδοροφές. Εξωτερικά το κτίριο είναι επενδεδυµένο µε φύλλα αλουµινίου σκούρου γκρι χρώµατος. Οι διαφανείς επιφάνειες δεν ανοίγουν σε κανένα σηµείο του κτιρίου και αποτελούνται από διπλά τζάµια σε αλουµινένια κουφώµατα. Τοπογραφικά το κτίριο βρίσκεται σε περιοχή χωρίς εδαφικές εξάρσεις στην πεδιάδα της Ξάνθης. Σε µικρή όµως απόσταση προς βορρά βρίσκονται οι παρυφές των λόφων που ορίζουν την αρχή των χαµηλότερων τµηµάτων της οροσειράς της Ροδόπης. Η κλιµατολογία της περιοχής παρουσιάζει ενδιαφέρον καθώς στην περιοχή πνέουν το µεγαλύτερο διάστηµα του έτους άνεµοι µε βορινή διεύθυνση. Στον πίνακα 1 παρουσιάζονται οι µέσες µηνιαίες τιµές µετεωρολογικών µεγεθών κατά την διάρκεια της µελέτης. 3

4 Σχετική υγρασία Θερµ/σία αέρα Θερµ/σία εδάφους Ατµ/κή πίεση Ηλιακή ενέργεια Ταχύτητα ανέµου Μηνιαία βροχόπτωση %RH C C mb W/m 2 m/s mm ΑΠΡΙΛΙΟΣ ΜΑΙΟΣ ΙΟΥΝΙΟΣ ΙΟΥΛΙΟΣ ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Μέσες µηνιαίες τιµές των µετεωρολογικών µεγεθών και µηνιαίο ύψος βροχόπτωσης για την περίοδο µελέτης 3. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Η καταγραφή της ενεργειακής κατάστασης του κτιρίου έγινε µε επιτόπια έρευνα και µελέτη των καταναλώσεων του κτιρίου. Το κτίριο χρησιµοποιεί για την κάλυψη των ενεργειακών του αναγκών ηλεκτρικό ρεύµα που προµηθεύεται από το δίκτυο της.ε.η.. Πετρέλαιο δεν χρησιµοποιείται καθώς η ψύξη και η θέρµανση του κτιρίου καλύπτεται από σύστηµα κεντρικού κλιµατισµού που λειτουργεί µε ηλεκτρική ενέργεια. Τα κυριότερα συστήµατα του κτιρίου που καταναλώνουν το µεγαλύτερο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας είναι: οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές που υπάρχουν στις αίθουσες εργασίας και τα υποστηρικτικά τους συστήµατα, τα συστήµατα φωτισµού και το κλιµατιστικό του κτιρίου. Το σύστηµα κλιµατισµού καλύπτει όλους τους χώρους του κτιρίου εκτός από αυτόν του υπογείου και του κεντρικού τµήµατος του κτιρίου (τµήµα 2 και 3, σχέδιο 1). Η ρύθµιση της λειτουργίας του κλιµατισµού γίνεται µε θερµοστάτες, οι οποίοι ρυθµίζουν την λειτουργία του ανά όροφο στις δύο αίθουσες εργασίας. Το κυλικείο σε κάθε όροφο έχει το δικό του θερµοστάτη και ο κλιµατισµός σε αυτούς τους δύο χώρους λειτουργεί αυτόνοµα από τους υπόλοιπους. Κατά την περίοδο της µελέτης ο κλιµατισµός χρησιµοποιούνταν σε όλη τη διάρκεια της ηµέρας στον τρίτο, στον δεύτερο τις περισσότερες µέρες που υπήρχε υψηλή εξωτερική θερµοκρασία, ενώ στο ισόγειο η χρήση του ήταν περιστασιακή. Στους χώρους των κυλικείων η χρήση του ήταν επίσης περιστασιακή. Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές βρίσκονται συγκεντρωµένοι σε 4 αίθουσες του κτιρίου: στις δύο αίθουσες του ισογείου, στην βορινή αίθουσα του 1 ου ορόφου και σε µια µικρότερη αίθουσα του 2 ου ορόφου. Στις τρεις πρώτες αίθουσες υπάρχουν από 50 ηλεκτρονικοί υπολογιστές στην καθεµία ενώ στην τέταρτη υπάρχουν 27, συνολικά 177 µηχανήµατα υπάρχουν και λειτουργούν στο κτίριο. Η ονοµαστική ισχύς του καθενός είναι 0,3 KW [2]. Ο φωτισµός του κτιρίου γίνεται µε λαµπτήρες φθορισµού ισχύος 18 Watt και η συνολική εγκατεστηµένη ισχύ στο κτίριο 6,7 KW. Τα φώτα στο κτίριο κατά την περίοδο µελέτης ήταν σε λειτουργία στις αίθουσες εργασίας το διάστηµα που υπήρχαν εργαζόµενοι, από τις 7:00 π.µ. έως τις 11:00 µ.µ., ενώ στο κεντρικό τµήµα του κτιρίου από την ώρα που σκοτεινιάζει µέχρι τις 11 µ.µ.. Στους χώρους που δεν υπήρχαν εργαζόµενοι τα φώτα δεν λειτουργούσαν ποτέ, ενώ από τις 11:00 µ.µ. µέχρι τις 7:00 π.µ. τα φώτα ήταν κλειστά σε όλο το κτίριο. 4. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Η εκτίµηση των ενεργειακών απωλειών του κελύφους του κτιρίου έγινε µε την χρήση κάµερας υπερύθρων. Με την χρήση της έγινε εντοπισµός των σηµείων του κελύφους στα οποία δηµιουργούνται θερµογέφυρες µεταφέροντας θερµότητα από το εσωτερικό προς το εξωτερικό του κτιρίου και αντίστροφα, καθώς και σηµείων του κελύφους που η µόνωση είναι κατεστραµµένη ή δεν υπάρχει καθόλου και ποσοτικοποιήθηκε το µέγεθος και καθορίστηκε η ένταση του φαινοµένου [3]. Το κτίριο εξετάστηκε συνολικά σε όλα τα πιθανά σηµεία στα οποία ίσως να δηµιουργούνταν 4

5 κάποια από τις παραπάνω καταστάσεις. Οι ώρες κατά τις οποίες λήφθηκαν τα δεδοµένα ήταν κατά την διάρκεια της ηµέρας ενώ υπήρχαν εργαζόµενοι στο κτίριο. Οι όψεις στις οποίες επικεντρώθηκε η µελέτη µε την θερµική κάµερα ήταν η Ανατολική, η Νότια και η υτική. Η Βόρεια πλευρά του κτιρίου δεν µελετήθηκε τόσο έντονα, καθώς δεν υπήρχαν σηµαντικά θερµικά φορτία που να την επιβαρύνουν, αφού ο ήλιος την έβλεπε για λίγα µόνο λεπτά κατά τη δύση του, και οι γυάλινες επιφάνειές της είναι πολύ µικρές σε σχέση µε του κτιρίου συνολικά. Από τη µελέτη προέκυψε ότι τα σηµεία του κτιρίου στα οποία δηµιουργούνται θερµογέφυρες είναι οι γυάλινες επιφάνειές του και τα αλουµινένια πλαίσια των παραθύρων του. Σηµεία στην τοιχοποιία στα οποία δεν υπήρχε καθόλου µόνωση ή υπήρχε αλλά να ήταν καταστραµµένη δεν εντοπίστηκαν. Τα διαγράµµατα 1,2,3,4,5 και 6 δείχνουν την θερµοκρασιακή διακύµανση σε σταθερά επιλεγµένα σηµεία του κτιρίου µε προσανατολισµό Ανατολικά, Νότια και υτικά. Τα σηµεία που επιλέχτηκαν βρίσκονται όλα στην νότια αίθουσα του κτιρίου στον 1 ο όροφο, που δεν υπήρχαν εργαζόµενοι, ώστε να εκτιµηθεί η συνεισφορά καθαρά των περιβαλλοντικών παραγόντων στην θερµική φόρτιση του κτιρίου. Στα διαγράµµατα αυτά φαίνεται η θερµοκρασιακή διακύµανση των τριών στοιχείων που αποτελούν το κέλυφος του κτιρίου, δηλαδή του τοίχου, που λαµβάνεται σαν ένα ενιαίο σώµα, του πλαισίου του παραθύρου και του τζαµιού. Επίσης στα γραφήµατα παρουσιάζονται οι διαφορές θερµοκρασίας µεταξύ των διαφόρων σωµάτων αλλά και η εσωτερική θερµοκρασία του χώρου που γινόταν η µέτρηση καθώς και η εξωτερική θερµοκρασία του περιβάλλοντος κατά τη διάρκεια της µέτρησης. ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΠΛΕΥΡΑ 8/7/ :52:48 :04:48 11:16:48 12:28:48 13:40:48 14:52:48 16:04:48 Χρόνος ΝΟΤΙΑ ΠΛΕΥΡΑ 9/7/ :16:48 12:28:48 13:40:48 14:52:48 16:04:48 Χρόνος ιάγραµµα 1 ιάγραµµα 2 5

6 ΝΟΤΙΑ ΠΛΕΥΡΑ 15/7/ :16:48 12:28:48 13:40:48 14:52:48 16:04:48 Χρόνος ΝΟΤΙΑ ΠΛΕΥΡΑ 19/7/ :48:00 13:12:00 15:36:00 Χρόνος ιάγραµµα 3 ιάγραµµα 4 6

7 ΥΤΙΚΗ ΠΛΕΥΡΑ 29/6/ :04:48 12:28:48 14:52:48 Χρόνος ΥΤΙΚΗ ΠΛΕΥΡΑ 5/7/ :40:48 16:04:48 18:28:48 :52:48 Αλουµίνιο Τζάµι Τοίχος Χρόνος Εσωτ ερική Εξ ωτ ερι κή Τζάµι -Τοίχος Αλουµίνιο-Τοίχος Αλουµίνιο-Τζάµι ιάγραµµα 5 ιάγραµµα 6 Από τα παραπάνω διαγράµµατα προκύπτουν συµπεράσµατα σχετικά µε τη θερµική φόρτιση των υλικών του κελύφους του κτιρίου και τους παράγοντες, εσωτερικούς ή εξωτερικούς, που τα επηρεάζουν περισσότερο. Από τις παρατηρήσεις προέκυψε ότι οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τις θερµοκρασίες των υλικών είναι η θερµοκρασία του αέρα στο εσωτερικό του χώρου, η διάρκεια ηλιασµού του σηµείου και η θερµοκρασία του εξωτερικού αέρα. Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται τα υλικά και ο βαθµός επιρροής των παραγόντων σε αυτά. Ο τρόπος µε τον οποίο ο κάθε παράγοντας επηρεάζει το κάθε υλικό (τζάµι, τοίχος, αλουµίνιο) οφείλεται στην έκταση της επιφάνειας επαφής, στον χρόνο έκθεσης στον παράγοντα και στις θερµικές ιδιότητες του κάθε υλικού, όπως τη θερµοχωρητικότητά του και το συντελεστή απορρόφησης. 7

8 Παράγων Υλικό Τοίχος Τζάµι Αλουµίνιο Εσωτερική Πολύ Αρκετά Ελάχιστα ιάρκεια Ηλιασµού Ελάχιστα Αρκετά Πολύ Εξωτερική Ελάχιστα Λίγο Λίγο ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Παράγοντες επιρροής Από τα διαγράµµατα προκύπτει ότι ο τοίχος έχει το µικρότερο εύρος διακυµάνσεων θερµοκρασίας κατά την διάρκεια των µετρήσεων, κατά µέσο όρο 5 ο C, το οποίο δείχνει την σχετικά καλή µόνωση του, αλλά και ότι η διακύµανση αυτή ακολουθεί ανάλογα την διακύµανση της εσωτερικής θερµοκρασίας. Η θερµοκρασία του τζαµιού έχει µεγαλύτερη διακύµανση τιµών, περίπου ο C, και η διακύµανσή της ακολουθεί αναλογικά, σε µικρότερο βαθµό βέβαια, την θερµοκρασία του εσωτερικού αέρα. Σηµαντική όµως είναι και η θερµότητα που λαµβάνει κατά την διάρκεια του ηλιασµού καθώς η γραµµή φθίνει µετά το τέλος του ηλιασµού. Τέλος η θερµοκρασία του αλουµινίου εξαρτάται πρώτιστα από την ηλιακή ακτινοβολία που προσπίπτει σ αυτό και δευτερεύοντος από την θερµοκρασία του εσωτερικού αέρα όταν ο ηλιασµός δεν υπάρχει ή δεν είναι έντονος. Οι µεγαλύτερες θερµοκρασιακές διαφορές εµφανίζονται µεταξύ του αλουµινίου και του τοίχου σαν αποτέλεσµα των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους. Ο µεν τοίχος, καθότι µονωµένος, διατηρεί µια θερµοκρασία σχετικά χαµηλή µε σχετικά µικρές διακυµάνσεις, το δε αλουµίνιο σαν µέταλλο είναι καλός αγωγός της θερµότητας, µε αποτέλεσµα να προσλαµβάνει και να αποδίδει θερµότητα πολύ εύκολα, ώστε και να αποκτά υψηλές θερµοκρασίες αλλά και να µην µπορεί να διατηρήσει µια σταθερή, µε µικρό εύρος διακυµάνσεων, θερµοκρασία. Στον πίνακα 3 παρουσιάζονται η µέγιστη και η ελάχιστη διαφορά θερµοκρασιών µεταξύ του αλουµινίου και του τοίχου, οι θερµοκρασίες που είχαν τα δύο υλικά και η θερµοκρασία του εσωτερικού χώρου. ιαφορά θερµοκρασίας ( ο C) Αλουµινίου ( ο C) Τοίχου ( o C) εσωτερικού χώρου ( o C) Μέγιστη διαφορά Θερµ/σίας 18,5 47,1 28,6 27 Ελάχιστη διαφορά Θερµ/σίας 2,9 29,1 26,2 25,2 ΠΙΝΑΚΑΣ 3: Μέγιστη και ελάχιστη µετρούµενη διαφορά θερµοκρασίας µεταξύ του αλουµινίου και του τοίχου. ιαπιστώνεται από τα παραπάνω, ότι το κτίριο δεν είναι καλά µονωµένο στο κέλυφός του, αφού παρατηρήθηκαν διαφορές θερµοκρασίας των υλικών µέχρι και 18,5 ο C. Τα στοιχεία που θερµαίνονται περισσότερο στο κτίριο είναι οι γυάλινες επιφάνειές του και τα αλουµινένια πλαίσιά τους. Το µεγαλύτερο ποσοστό των θερµικών κερδών του κτιρίου προέρχεται καθαρά από τις διαφανείς, γυάλινες επιφάνειες του κελύφους, οι οποίες αποτελούν ένα σηµαντικό µέρος της εξωτερικής επιφάνειάς του. Συγκρίνοντας µάλιστα µε την χαµηλή θερµοκρασία του εσωτερικού χώρου, η οποία οφείλεται στην συνεχή λειτουργία του κλιµατισµού στον χώρο που γίνονταν οι µετρήσεις, γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι οι απαιτήσεις για κλιµατισµό του κτιρίου είναι πολύ αυξηµένες ώστε η θερµοκρασία του εσωτερικού χώρου να διατηρείται σε σχετικά ανεκτά επίπεδα, εξουδετερώνοντας τα θερµικά κέρδη. 5. ΕΡΕΥΝΑ ΤΟΥ ΑΙΣΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΝΕΣΗΣ ΣΤΟΥΣ ΕΡΓΑΖΟΜΕΝΟΥΣ Η έρευνα του αισθήµατος θερµικής άνεσης στο κτίριο από τους εργαζόµενους έγινε µε την κατάρτιση και την συµπλήρωση ερωτηµατολογίων, ώστε να προσδιοριστεί το εάν οι υπάρχουσες 8

9 περιβαλλοντικές συνθήκες του χώρου εργασίας τους και του κτιρίου γενικότερα τους ικανοποιούν. Η χρήση των ερωτηµατολογίων είναι σηµαντική, καθώς δόθηκε η δυνατότητα να καταγραφεί η περιβαλλοντική στάση των εργαζοµένων απέναντι στις περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν στο κτίριο. Η περιβαλλοντική στάση άλλωστε των εργαζοµένων, όπως εκφράστηκε µέσω των ερωτηµατολογίων είναι ουσιαστικά η αντίληψη και η αξιολόγηση του καθενός τους για τις συνθήκες του χώρου εργασίας του [4]. Το σύνολο των παραγόντων αυτών µπορούν να χωριστούν σε προσωπικούς και περιβαλλοντικούς[5]. Με την χρήση των ερωτηµατολογίων και των επιτόπιων µετρήσεων γίνεται προσπάθεια να καταµετρηθεί το σύνολο των παραγόντων αυτών και να προσδιοριστεί η σηµαντικότητά τους.. Η διάθεση των ερωτηµατολογίων στους εργαζόµενους έγινε µε βάση την αίθουσα εργασίας στην οποία εργάζονται, για να καταγραφούν και οι εκάστοτε περιβαλλοντικές συνθήκες της αίθουσας την ηµέρα που συµπληρώνονταν τα ερωτηµατολόγια. Στα διαγράµµατα 7 και 8 παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα που προέκυψαν στην ερώτηση, πώς αντιλαµβάνονται τις θερµοκρασιακές συνθήκες στο χώρο εργασίας τους, για την νότια αίθουσα του ισογείου καθώς και οι θερµοκρασίες του χώρου εργασίας τους ( ιάγραµµα 9) κατά την ηµέρα που διεξήχθη η έρευνα µε τα ερωτηµατολόγια. Ισόγειο Νότια Αίθουσα- Λειτουργία κλιµατισµού Λίγη Ζέστη 0% Άνεση 6% Λίγη ροσιά 44% Ζέστη 3% Πολλή Ζέστη 0% ροσιά 28% Κρύο 19% Ισόγειο Νότια Αίθουσα- Μη λειτουργία κιµατισµού Πολλή Ζέστη 27% Ζέστη 18% ροσιά 0% Κρύο 0% Λίγη ροσιά 14% Άνεση 18% Λίγη Ζέστη 23% Κρύο ροσιά Λίγη ροσιά Άνεση Λίγη Ζέστη Ζέστη Πολλή Ζέστη ιάγραµµα 7 ιαγράµµατα 8 Πρέπει να σηµειωθεί ότι στην ερώτηση αυτή ζητήθηκε να δοθούν το πολύ 2 απαντήσεις, ως αποτέλεσµα της παρατήρησης, που επιβεβαιώθηκε µε τις µετρήσεις, ότι υπάρχουν έντονες θερµοκρασιακές αυξοµειώσεις στους χώρους εργασίας, δηλαδή σε σύντοµο χρονικό διάστηµα υπάρχει άνοδος ή πτώση της θερµοκρασίας του χώρου. Αυτό οφείλεται στην χρήση του 9

10 κλιµατισµού, που έχει την ισχύ να ψύξει σε σύντοµο χρονικό διάστηµα τον χώρο, όµως ακριβώς λόγω των θερµικών κερδών από το κέλυφος του κτιρίου και από την θερµότητα των εργαζοµένων και των µηχανηµάτων, η θερµοκρασία του αυξάνει πολύ γρήγορα επίσης. Το αποτέλεσµα φαίνεται στα διαγράµµατα παρακάτω που δείχνουν την µεταβολή της θερµοκρασίας του κάθε χώρου εργασίας την ηµέρα που δίνονταν τα ερωτηµατολόγια για συµπλήρωση στους εργαζόµενους. Θερµοκρασιακή διακύµανση-νότια αίθουσα ισογείου-22/7/204 ( ο C) 25 9:36:00 :48:00 12:00:00 13:12:00 14:24:00 15:36:00 16:48:00 18:00:00 χρόνος ιάγραµµα 9 Από τα παραπάνω διαγράµµατα προκύπτει το σοβαρό πρόβληµα της έλλειψης σταθερής θερµοκρασίας στο χώρο, που αντιµετωπίζουν οι εργαζόµενοι στις αίθουσες εργασίας τους κατά την λειτουργία ή µη του κλιµατισµού. Από τα διαγράµµατα άνεσης που παρουσιάστηκαν παραπάνω φαίνεται ότι ενώ τα ποσοστά των ατόµων που αισθάνονται ψύχρα στον χώρο εργασίας είναι αυξηµένα και των ατόµων που αισθάνονταν ζέστη είναι πολύ χαµηλά έως µηδενικά, κατά την λειτουργία του κλιµατισµού, µε την παύση της λειτουργίας του κλιµατισµού όµως η κατάσταση αντιστρέφεται πλήρως. Επίσης παρατηρείται ότι το ποσοστό άνεσης στους εργαζόµενους αυξάνει κατά τις περιόδους που δεν λειτουργεί ο κλιµατισµός στον χώρο. Το ποσοστό αυτό ξεκινά από 6% µε λειτουργία κλιµατισµού και φτάνει το 18% χωρίς κλιµατισµό, ποσοστό όµως το οποίο είναι σχετικά χαµηλό. Ακόµα διαπιστώνεται ότι κατά την διάρκεια της λειτουργίας του κλιµατισµού το ποσοστό των ατόµων που αισθάνονται θερµό το χώρο είναι πολύ µικρό (3%) ενώ το ποσοστό των ατόµων που τον αισθάνονται ψυχρό είναι πολύ υψηλό (91%). Τα πράγµατα αντιστρέφονται όταν δεν λειτουργεί ο κλιµατισµός οπότε το ποσοστό των ατόµων που θεωρούν το χώρο θερµό είναι 68% και το ποσοστό που θεωρούν το χώρο ψυχρό είναι 14%. ιαπιστώνεται λοιπόν ότι το εσωτερικό περιβάλλον του κτιρίου δεν µπορεί να διατηρήσει σταθερή θερµοκρασία έχοντας µάλιστα απότοµες αυξοµειώσεις, οι οποίες ενοχλούν τους εργαζόµενους. Επίσης φαίνεται ότι οι εσωτερικές συνθήκες του κτιρίου δεν µπορούν να ικανοποιήσουν ουσιαστικά τους εργαζόµενους, αφού το ποσοστό των εργαζοµένων που αισθάνονται άνετα στις δύο θερµοκρασιακές καταστάσεις είναι πολύ µικρό. 6. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗ Η καταγραφή των ενεργειακών απαιτήσεων του κτιρίου γραφείων που µελετήθηκε είναι ακόµη πιο σηµαντική εάν τα αποτελέσµατα αυτά συγκριθούν µε καταγραφές από άλλα κτίρια γραφείων στην Ξάνθη, ώστε να διαπιστωθεί η διαφορά στις ενεργειακές απαιτήσεις µεταξύ κτιρίων ίδιας χρήσης. Για την σύγκριση του κτιρίου µελέτης επιλέχτηκαν δύο ακόµη κτίρια γραφείων µε χαρακτηριστικά που αναφέρονται παρακάτω. Το κτίριο Α είναι ένα ηµόσιο κτίριο ιοίκησης στην Ξάνθη µε χώρους γραφείων και το κτίριο Β ανήκει στην Πολυτεχνική Σχολή µε αίθουσες διδασκαλίας, χώρους γραφείων και εργαστηρίων. Το κτίριο Α έχει φέροντα οργανισµό από οπλισµένο σκυρόδεµα, οι εξωτερικοί του τοίχοι είναι διπλοί (µπατική οπτοπλινθοδοµή) χωρίς µόνωση και τα παράθυρα είναι διπλά-µονά, δηλαδή δύο κάσες µε

11 µονό τζάµι η καθεµιά. Το κτίριο Β αντίστοιχα έχει φέροντα οργανισµό από οπλισµένο σκυρόδεµα, η τοιχοποιία είναι οπτοπλινθοδοµή και τα τζάµια είναι διπλά θερµοµονωτικά. KWh/m 2 /έτος ΚΤΙΡΙΟ Α ΚΤΙΡΙΟ Β ΚΤΙΡΙΟ ΜΕΛΕΤΗΣ Κατανάλωση για θέρµανση Συνολική κατανάλωση ΠΙΝΑΚΑΣ 4: Ετήσιες καταναλώσεις ανά m 2 Στην Ελλάδα έχει πραγµατοποιηθεί έρευνα του εργαστηρίου Μετεωρολογίας του τµήµατος Φυσικής του Πανεπιστηµίου Αθηνών, ώστε να οριστούν οι µέσες ενεργειακές καταναλώσεις των κτιρίων γραφείων ανάλογα µε τα γενικά χαρακτηριστικά τους[7]. Σύµφωνα µε αυτή η µέση ετήσια ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων γραφείων στην Ελλάδα είναι 187 kwh/m 2. Από τον πίνακα 4 διαπιστώνεται ότι το κτίριο µελέτης έχει υψηλές ετήσιες ενεργειακές καταναλώσεις. Η ετήσια κατανάλωση ενέργειας είναι υπερδιπλάσια από αυτή του µέσου όρου που υπάρχει στη µελέτη. Επίσης η κατανάλωση είναι υψηλότερη από τα αντίστοιχα δύο συµβατικά κτίρια που παρουσιάζονται. Το αποτέλεσµα αυτό είναι αναµενόµενο καθώς το κτίριο µελέτης έχει τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά γυάλινου κτιρίου τα οποία έχουν σαν χαρακτηριστικό τους την υψηλή ενεργειακή κατανάλωση. 7. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Το κτίριο λόγω των µεγάλων διαφανών επιφανειών του και της µη προστασίας αυτών έχει κατά τη θερινή περίοδο υψηλά θερµικά κέρδη, τα οποία εξουδετερώνονται µε την χρήση του κλιµατισµού, οδηγώντας σε υψηλές καταναλώσεις. 2. Η εσωτερική µορφολογία του κτιρίου και το φαινόµενο καµινάδας που δηµιουργείται οδηγεί σε ανοµοιόµορφη κατανοµή της θερµότητας στο κτίριο µε αποτέλεσµα ο κλιµατισµός να λειτουργεί συνολικά στο κτίριο για να καλυφθούν οι ανάγκες και να αυξάνει επιπλέον η κατανάλωση. 3. Τα σηµεία του κτιρίου στα οποία παρατηρούνται θερµικές ανταλλαγές µε το εξωτερικό περιβάλλον είναι οι διάφανες επιφάνειες και ιδιαίτερα τα κουφώµατα αυτών. Αντίθετα στην τοιχοποιία δεν παρατηρείται έντονα το φαινόµενο θερµογέφυρας, δείγµα ικανοποιητικής µόνωσης. 4. Η εξωτερική επιφάνεια του κελύφους αποτελεί έναν επιπλέον παράγοντα αυξηµένων θερµικών κερδών εξαιτίας της κατασκευής της από αλουµίνιο. 5. Οι θερµοκρασιακές περιβαλλοντικές συνθήκες του κτιρίου είναι ασταθείς εξαιτίας της κακής λειτουργίας του κλιµατισµού, που δεν µπορεί να διατηρήσει µια σχετικά οµοιόµορφη θερµοκρασία ιδιαίτερα στους χώρους εργασίας, γεγονός που επιδρά αρνητικά στους εργαζοµένους. 6. Το κτίριο µελέτης καταναλώνει υψηλά ποσά ενέργειας όλο το έτος το οποίο σηµαίνει πέραν της εξάντλησης των πρωτογενών καυσίµων, υψηλή περιβαλλοντική και θερµική ρύπανση που προκύπτει από την κατανάλωση των καυσίµων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. 11

12 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Παπαδόπουλος Α.(03), «Βέλτιστος ενεργειακός σχεδιασµός κτιρίων γραφείων», EUREC Agency Prof. Course.Harvesing the sun for office buildings, Athens, Greece, Ριζοπούλου Σ.(03) «Μελέτη εξοικονόµησης ενέργειας στο νοµαρχιακό µέγαρο Ξάνθης», ιπλωµατική ιατριβή,.π.θ. 3. Grizanto E., Vavilov V., Kauppinen T. (1998), «Quantitative infrared thermography in buildings», Energy and Buildings 4. Κοσµόπουλος Π.(00) «Περιβαλλοντική Κοινωνική Ψυχολογία», University Studio Press. 5. Ευρωπαϊκή Επιτροπή (1996), «Ενέργεια στην Αρχιτεκτονική», Μαλλιάρης Παιδεία 6. Κοσµόπουλος Π.(01) «οκίµιο εισαγωγής στον Περιβαλλοντικό Σχεδιασµό», University Studio Press. 7. Σανταµούρης Μ., Μπαλαράς Κ,Α., ασκαλάκη., Αργυρίου Α., Γαγγλιά Α. (1995) «Κατανάλωση ενέργειας σε κτίρια γραφείων στην Ελλάδα», Ηµερίδα Εξοικονόµηση ενέργειας σε κτίρια γραφείων (eds. Ευρωπαϊκή Επιτροπή),Αθήνα, Ελλάδα, Τσούτσος Θ. (1999), «Η ανθρώπινη ευθύνη για την χρήση της ενέργειας. Ο ρόλος των Α.Π.Ε. στην προστασία του περιβάλλοντος», Οικολογική εκπαίδευση στο χώρο της Μεσογείου, Ινστιτούτο Οικολογίας, Αθήνα, Ελλάδα, Aravantinos D., Papadopoulos M., Papadopoulos A.M. and Tsakiris N. (1992), «The influence of the insulated opening on the energy behavior of buildings, Proceedings of the 3 rd International Conference Energy and Building in the Mediterranean Area, Thessaloniki, Greece, Papadopulos A.M., Liveris P. and Aravantinos D. (1995), The influence of the thermal insulation regulation on energy consumption and thermal comfort conditions in Greek public buildings, Proceedings of the building physics symposium 1995, Budapest,Hungary,