ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ '' Η ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΕΥΗΜΕΡΙΑΣ''

Transcript

1 Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Καβάλας Σχολή Τεχνικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανολογίας Τομέας Ενέργειας ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ '' Η ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΩΣ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΕΥΗΜΕΡΙΑΣ'' Μητρόπουλος Δημήτριος ΑΜ: 4026 Επιστημονικός συνεργάτης: Δρ.Σάσσος Αθανάσιος ΚΑΒΑΛΑ, Απρίλιος 2012

2 Μητρόπουλος Δημήτριος Πάτρα, 2012

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα εργασία γίνεται στα πλαίσια πτυχιακών σπουδών στο αντικείμενο της Μηχανολογίας υπό την εποπτεία του επιστημονικού συνεργάτη στο ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ, Δρ.Σάσσο Αθανάσιο, τον οποίο αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω για το ουσιαστικό του ενδιαφέρον και την μετάδοση της επιστημονικής του γνώσης. Το θέμα που διαπραγματευόμαστε στις επόμενες σελίδες είναι :"Η εξοικονόμηση ενέργειας ως εργαλείο οικονομικής ανάπτυξης και ευημερίας." Η απεριόριστη αύξηση του πληθυσμού και της βιομηχανικής παραγωγής μειώνει όλο και περισσότερο τη φέρουσα ικανότητα των φυσικών οικοσυστημάτων με αποτέλεσμα να μη μπορούν στο μέλλον να καλύψουν τις αυξανόμενες αυτές ανάγκες της ανθρωπότητας. Η αλόγιστη χρήση ενεργειακών πόρων, η κατανάλωση επιβλαβών προϊόντων, η ασυδοσία και αυθαιρεσία σε βάρος της φύσης έχουν επιφέρει τη μόλυνση του περιβάλλοντος, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, την τρύπα του όζοντος, την υπερθέρμανση του πλανήτη και την πρόσφατη αλλαγή των κλιματικών συνθηκών. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε.), η κατανάλωση ενέργειας στον οικιακό τομέα, φτάνει σχεδόν το 40% της συνολικής τελικής ενεργειακής κατανάλωσης και παράγει το 45% περίπου των συνολικών εκπομπών CO2 στην ατμόσφαιρα, αέριο κυρίως υπεύθυνο για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Τα ποσοστά αυτά αυξάνονται σταδιακά, έχοντας σαν αποτέλεσμα αφενός την αύξηση της ενεργειακής εξάρτησης της Ε.Ε. και αφετέρου την αύξηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Οι ανθρώπινες κοινωνίες βρίσκονται αντιμέτωπες με ένα στοίχημα που οφείλουν να κερδίσουν: να εξακολουθούν να αναπτύσσονται χωρίς να υποθηκεύουν το μέλλον. Αναγκαίος όρος για να μην εκλείψουν και να μπορούν να ανανεώνονται είναι η διαχείριση της ενέργειας με ορθολογικό τρόπο. Δηλαδή οδηγούμαστε στην ανάγκη εξοικονόμησης των φυσικών πόρων, σαν τη μόνη διέξοδο για την ανάσχεση και αναστροφή της περιβαλλοντικής κρίσης. Στο πλαίσιο αυτό η στροφή της ενεργειακής πολιτικής προς την εξοικονόμηση ενέργειας και τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας φαίνεται πλέον ως αναγκαία συνθήκη για την επίτευξη της αειφορίας, της περιβαλλοντικής προστασίας και της οικονομικής ανάπτυξης. Σκοπό έχει πέρα από την τυπική υποχρέωσή μου ως φοιτητής του εν λόγω τμήματος, να συλλέξω και να καταγράψω ορισμένες πληροφορίες σχετικές με το θέμα της εξοικονόμησης ενέργειας, να καταφέρω να δημιουργήσω ένα μικρό, κατατοπιστικό και χρήσιμο βοήθημα για τους συμφοιτητές μου. Οι κρίσεις και τα σχόλια ανήκουν στον αναγνώστη. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 1 από 91

4 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Πρόλογος... 1 Περίληψη... 4 Abstract (Περίληψη στα Αγγλικά)... 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ :ΓΕΝΙΚΑ 1.1 Ενέργεια Εξοικονόμηση ενέργειας Ορθολογική χρήση ενέργειας Η Σημασία της Εξοικονόμησης Ενέργειας Ανανεώσιμοι και μη ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι Πηγές ενέργειας Ορυκτά καύσιμα Πυρηνική ενέργεια Ηλιακή ενέργεια Αιολική ενέργεια Υδραυλική ενέργεια Γεωθερμική ενέργεια Βιομάζα Έρευνες Έρευνα για την εξοικονόμηση ενέργειας στα Ελληνικά νοικοκυριά Έρευνα για την εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία από το EIU.. 12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ :ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΚΤΗΡΙΑ-ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ-ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ 2.1 Εισαγωγή Κτίρια Βιοκλιματικός σχεδιασμός Παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης Συστήματα άμεσου ηλιακού κέρδους Συστήματα έμμεσου ηλιακού κέρδους Συστήματα απομονωμένου ηλιακού κέρδους Παθητικά συστήματα δροσισμού Συστήματα ηλιοπροστασίας Συστήματα φυσικού αερισμού Ηλιοπροστασία Ανεμοπροστασία Φυσικός φωτισμός Τεχνικές φυσικού φωτισμού Θερμομόνωση κελύφους Θερμογέφυρες Θερμομόνωση εξωτερικών τοίχων Θερμομόνωση οροφής Θερμομόνωση δαπέδου Υαλοστάσια Τεχνητός φωτισμός Είδη λαμπτήρων Κεντρική θέρμανση Συστήματα θέρμανσης-εξαερισμού-κλιματισμού Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 2 από 91

5 2.2.7 Ενεργειακά ηλιακά συστήματα Ηλιακά συστήματα υγρού Φωτοβολταϊκά συστήματα Τύποι φωτοβολταϊκών στοιχείων Ηλεκτρικά συστήματα και οικιακές ηλεκτρικές συσκευές Βιομηχανία Θερμομόνωση σωληνώσεων και δεξαμενών Λέβητες - Κλίβανοι - Φούρνοι Δίκτυα ατμού Ατμοπαγίδες Συστήματα ανάκτηση θερμότητας Αεροσυμπιεστές Μεταφορές Γενικά Περιβαλλοντικές επιπτώσεις Επίλογος ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ : ΟΦΕΛΗ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 3.1 Εισαγωγή Γενικά Οικονομικά οφέλη των επεμβάσεων Κτίρια Κτιριακό κέλυφος Υαλοστάσια Συστήματα τεχνητού φωτισμού Εγκαταστάσεις θέρμανσης Συστήματα θέρμανσης-εξαερισμού-κλιματισμού Ενεργειακά ηλιακά συστήματα Ηλεκτρικά συστήματα Βιομηχανία Θερμομόνωση Θερμομονωτικά υλικά Υπολογισμός εξοικονόμησης ενέργειας στη θερμομόνωση Υπολογισμός χρόνου απόσβεσης θερμομόνωσης Ενεργειακή επιθεώρηση κτιρίων και βιομηχανιών Γενικά Είδη ενεργειακών επιθεωρήσεων Διαδικασία ενεργειακής επιθεώρησης Χρόνος ενεργειακής επιθεώρησης Περιβαλλοντικά οφέλη Αποσύνδεση Εξοικονόμηση Αξιοποίηση της τεχνολογίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ : ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 4.1 Προτεινόμενες επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας Γενικά Προτεινόμενα μέτρα εξοικονόμησης στην Ελλάδα Συμπεράσματα Παράρτημα σχημάτων-πινάκων-εικόνων Βιβλιογραφία Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 3 από 91

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην αυγή του 21ου αιώνα, ο άνθρωπος έχει εξελίξει ραγδαία τα τελευταία 50 χρόνια το επίπεδο ζωής του. Ζει σε πολυτελή σπίτια, με όλες τις ανέσεις που προσφέρουν, δουλεύει σε σωστές συνθήκες εργασίας σε γραφεία-βιομηχανίες και μετακινείται γρήγορα και εύκολα με τα μέσα μαζικής μεταφοράς. Με δύο λόγια ξοδεύει και καταναλώνει μεγάλες ποσότητες φυσικών αγαθών και ενέργειας. Όμως, η αλόγιστη χρήση των φυσικών πόρων και του υπερκαταναλωτισμού οδηγεί σε αδιέξοδο. Ο τρόπος για να φύγουμε από αυτό το αδιέξοδο είναι να κάνουμε εξοικονόμηση ενέργειας και φυσικών πόρων με ότι συνεπάγεται αυτό. Στα κτίρια, στις βιομηχανίες και στις μεταφορές περνάμε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής μας. Για το λόγω αυτό θα πρέπει να εστιάσουμε σε αυτούς τους τομείς για να εφαρμόσουμε τις τεχνολογίες και τους τρόπους που υπάρχουν για εξοικονόμηση ενέργειας. Στα κτίρια αυτό επιτυγχάνεται μέσω του βιοκλιματικού σχεδιασμού, της θερμομόνωσης κελύφους, του τεχνητού φωτισμού, των φωτοβολταϊκών συστημάτων κ.λπ. Στις βιομηχανίες μέσω της θερμομόνωσης σωληνώσεων και δεξαμενών, των δικτύων ατμού, των συστημάτων ανάκτησης θερμότητας κ.λπ. Στις μεταφορές αυτό είναι εφικτό μέσω των μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας που παίρνει το ίδιο το κράτος και των νέων τεχνολογιών στην παραγωγή καυσίμων. Όλοι αυτοί οι τρόποι εξοικονόμησης ενέργειας που θα αναφερθούν και αναλυτικότερα στη συνέχεια έχουν τα θετικά τους και τα αρνητικά τους. Είναι λοιπόν, στο χέρι της επιχείρησης να κρίνει ποιος από αυτούς θα είναι ο καλύτερος για αυτήν. Το βασικό κριτήριο επιλογής των τρόπων αυτών είναι το οικονομικό όφελος και κατ' επέκταση σε συνδυασμό με το περιβαλλοντικό όφελος. Μέσω κυρίως του οικονομικού οφέλους αλλά και του περιβαλλοντικού το κράτος μας και κατ' επέκταση ο καθένας από εμάς θα έχουν οικονομική ανάπτυξη και αειφορία. Η αειφόρος ανάπτυξη είναι το μέλλον που πρέπει όλοι μας να ακολουθήσουμε. Τα τελευταία χρόνια η Ε.Ε. για την αντιμετώπιση της υπερβολικής ενεργειακής σπατάλης έχει θεσπίσει την ενεργειακή επιθεώρηση που μας επιτρέπει να αποκτήσουμε επαρκή γνώση για την ενεργειακή κατανάλωση ενός κτιρίου ή μιας βιομηχανικής μονάδας, με στόχο τον προσδιορισμό και την αξιολόγηση των οικονομικά αποδοτικών δυνατοτήτων για εξοικονόμηση ενέργειας. Τέλος, η τεχνολογία πρέπει να γίνει σύμμαχος σε αυτό το έργο. Χάρη στην χρήση βελτιωμένων και αποδοτικότερων τεχνολογιών μπορούν να επιτευχθούν χαμηλότερες εισροές υλικών και ενέργειας και χαμηλότερες εκροές ρύπων. Είναι αναγκαίο, λοιπόν, η καθιέρωση ενεργειακής συνείδησης στον καθένα μας. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 4 από 91

7 ABSTRACT In the sunset of 21 st century, man has rapidly developed the last 50 years his level of life. He lives in luxury homes, with all the comforts, working in the correct working conditions in agencies-industries and moves quickly and easily by public transport. In short, spend and consume large quantities of physical goods and energy. But, the excessive use of natural resources and consumerism leads to an impasse. The way to get out of this impasse is to make saving energy and natural resources. Most of our life, we spend in buildings, industries and transport. That's why we have to focus on these areas to apply the technologies and ways there are to save energy. In buildings this achieved through bioclimatic design, thermal envelope, artificial lighting, photovoltaic systems e.t.c. In industries through the pipe and tank insulation, steam networks, heat recovery systems e.t.c. In transport that is possible through energy saving measures that the state itself get and new technologies to produce fuels. These ways of saving energy have their positives and negatives. It is at business hand to decide which one is the best. The main criterion of these methods is the economic benefit and combined with environmental benefits. Mainly through the economic benefit and the environmental our state and by extension all of us will have economic development and sustainability. Sustainable development is the future that we must all follow. The last years European Union, has introduced the energy audit for the treatment of excessive energy waste. Energy audit allows us to acquire sufficient knowledge on the energy consumption of a building or industrial facility, to identify and evaluate cost-effective opportunities for energy savings. Finally, technology must become an ally in this project. Thanks to the use of improved and more efficient technologies could lead to lower material and energy flows and lower flows of pollutants. It is necessary the establishment of energy awareness to everyone. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 5 από 91

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΓΕΝΙΚΑ 1.1 Ενέργεια Η ενέργεια είναι ένα φυσικό μέγεθος που το αντιλαμβανόμαστε κυρίως από τα αποτελέσματά της, που είναι γνωστά σαν έργο. Είναι πολύ καλά κρυμμένη στα διάφορα σώματα και φανερώνεται μόνο όταν τα σώματα αυτά μετέχουν σε διάφορα φυσικά ή χημικά φαινόμενα. 1.2 Εξοικονόμηση ενέργειας Η ποσότητα της ενέργειας, η οποία προσδιορίζεται με τη μέτρηση ή και τον κατ εκτίμηση υπολογισμό της κατανάλωσης πριν και μετά την υλοποίηση ενός ή περισσότερων μέτρων βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης, βάσει ισοδύναμων εξωτερικών συνθηκών που επηρεάζουν την ενεργειακή κατανάλωση. Είναι άξιο μνείας, ως ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα εξοικονόμησης ενέργειας "από εκεί που δεν το περιμένει κανείς" το πόση κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να εξοικονομείται καθημερινά σε παγκόσμιο επίπεδο, αν όλοι οι χρήστες της γνωστής μηχανής αναζήτησης google, χρησιμοποιούν την έκδοσή της με μαύρη και όχι φωτεινή οθόνη, την Το Blackle εξοικονομεί ενέργεια διότι η οθόνη είναι κατά κύριο λόγο μαύρη. «Η συνολική μορφή της οθόνης είναι συνάρτηση των ρυθμίσεων χρωμάτων και των γραφικών, καθώς και από το χρωματισμό και μέγεθος των ανοιχτών παραθύρων. Μία οθόνη χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για την απεικόνιση του άσπρου παρά του μαύρου χρώματος». Το Blackle πιστεύει ότι παρόλο που η εξοικονόμηση σε κάθε υπολογιστή είναι μικρή, η συνολική εξοικονομούμενη ποσότητα ενέργειας είναι σημαντική. Επιπλέον, η μαύρη οθόνη τού Blackle κάθε φορά που ανοίγει ο φυλλομετρητής διαδικτύου μας υπενθυμίζει ότι πρέπει να κάνουμε καθημερινά ότι μπορούμε για να εξοικονομούμε ενέργεια. 1.3 Ορθολογική χρήση ενέργειας Ορθολογική χρήση ενέργειας σημαίνει περιορισμός της σπατάλης ενέργειας χωρίς όμως να περιορίζονται και οι ανέσεις του ανθρώπου. Η αλήθεια είναι ότι οι ενεργειακές καταναλώσεις με την βελτίωση του βιοτικού επιπέδου αυξάνονται. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ότι στην Ελλάδα του 1950 η ετήσια ενεργειακή κατανάλωση αντιστοιχούσε σε 70 kwh ανά άτομο και σήμερα, 60 χρόνια μετά, εκτιμάται σε 4000 kwh ανά άτομο. Ορθολογική χρήση ενέργειας σημαίνει επίσης και διαχείριση της ενέργειας με τρόπους και μεθόδους που σέβονται και προστατεύουν το Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 6 από 91

9 περιβάλλον. Είναι γνωστό ότι τόσο κατά την παραγωγή (καύση συμβατικών καυσίμων, πυρηνική ενέργεια κ.λπ.) όσο και κατά τη χρήση ενέργειας (ρυπαίνουσες βιομηχανίες, αστικά νέφη, κεντρικές θερμάνσεις κατοικιών, κλιματιστικά, φωτισμός, μεταφορές κ.λπ.) δημιουργούνται προβλήματα που επηρεάζουν αρνητικά την ποιότητα του περιβάλλοντος. Ο καθένας μπορεί να συμβάλλει στον περιορισμό των αρνητικών επιδράσεων και να μειώσει κατά αυτόν τον τρόπο τις πιθανότητες αλλοίωσης με τρόπο μη αντιστρεπτό, της ποιότητας του περιβάλλοντος στο οποίο ζούμε. Ο καθένας μπορεί να αναρωτηθεί για παράδειγμα: - Αν χρειάζεται το αυτοκίνητό του κάθε φορά αν τα μέσα μαζικής μεταφοράς, το ποδήλατο ή και τα πόδια του μπορούν να τον εξυπηρετήσουν καλύτερα... - Αν έχει νόημα το φως να παραμένει ανοιχτό όταν το φυσικό φως εισέρχεται άπλετο από τα παράθυρα, ή να κλείνει πίσω του όλα τα φώτα φεύγοντας από το δωμάτιο που βρίσκεται... - Αν έχει νόημα να αφήνει όλες τις πόρτες ανοιχτές όταν λειτουργεί το καλοριφέρ ή το κλιματιστικό... - Αν μια βιομηχανία μπορεί να χρησιμοποιήσει πάλι τη θερμότητα που ''πετάει'' πετώντας απλά τα θερμά αέρια στο περιβάλλον... - Αν σκέφτεται όταν ξοδεύει το νερό ότι είναι ένας φυσικός πόρος, η διαθεσιμότητα του οποίου προαπαιτείται για τη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη και ο οποίος όμως δεν είναι ανεξάντλητος... - Αν χρησιμοποιώντας μη ανακυκλώσιμα υλικά, τα οποία είναι αλήθεια ότι συχνά κοστίζουν ακριβά, γιατί άραγε; στην πραγματικότητα δηλαδή συμβάλουμε στην κατασπατάληση των φυσικών πόρων Η Σημασία της Εξοικονόμησης Ενέργειας Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι αναμφίβολα ο ταχύτερος, ο οικονομικότερος και ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα καθώς και για μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα εξαιτίας της χρήσης τους. Το σκεπτικό της εξοικονόμησης ενέργειας βασίζεται στην προσπάθεια για εξεύρεση τρόπων που θα μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας και θα βελτιώσουν την ενεργειακή απόδοση του εξοπλισμού που καταναλώνει ενέργεια, χωρίς να επηρεάζονται οι συνθήκες άνεσης των χρηστών. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται μείωση της ζήτησης ενέργειας και συνεπώς μείωση της κατανάλωσης καυσίμων. Γιατί πρέπει να εξοικονομώ ενέργεια ; Επειδή έτσι. - Μειώνω την κατανάλωση των ορυκτών καυσίμων που είναι μη ανανεώσιμα και τείνουν να εξαντληθούν. - Βοηθώ στην προσπάθεια της χώρας μου να μειώσει τις εισαγωγές καυσίμων και να εξαρτάται λιγότερο από αυτά. - Μειώνω τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 7 από 91

10 - Προστατεύω τη δική μου υγεία και την υγεία των ανθρώπων που αγαπώ. - Πληρώνω λιγότερα χρήματα για την ενέργεια που χρησιμοποιώ και δεν κάνω άσκοπες σπατάλες. - Δίνω το καλό παράδειγμα και σε άλλους να κάνουν το ίδιο. Για να εξοικονομηθεί όμως ενέργεια θα πρέπει καταρχάς να γίνει κατανοητή η σημασία της εξοικονόμησης ενέργειας και να καλλιεργηθεί περιβαλλοντική συνείδηση στους χρήστες της. Για να γίνει αυτό εφικτό επιβάλλεται η ορθή και συστηματική πληροφόρηση των πολιτών κάθε ηλικίας, με σκοπό την ευαισθητοποίηση σε θέματα εξοικονόμησης ενέργειας και την αλλαγή του τρόπου συμπεριφοράς τους. 1.5 Ανανεώσιμοι και μη ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι Μη ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι λέγονται αυτοί που χρειάστηκαν μεγάλο χρονικό διάστημα για να σχηματιστούν και αν εξαντληθούν δεν μπορούν να ανανεωθούν. Το πετρέλαιο και τα μέταλλα είναι απαραίτητα στη σημερινή ζωή και ξοδεύονται σε τεράστιες ποσότητες. Τα αποθέματα όμως των υλικών αυτών που υπάρχουν μέσα στη γη κάποτε θα εξαντληθούν, δε θα είναι δυνατό να δημιουργηθούν και πάλι. Γι' αυτό ο άνθρωπος αγωνίζεται να τα κάνει να διαρκέσουν περισσότερο προσπαθώντας : - Να τα επαναχρησιμοποιήσει με τη βοήθεια ανακύκλωσης. - Να κάνει οικονομία στη χρήση τους. - Να εντοπίσει νέα, άγνωστα κοιτάσματα ή να ανακαλύψει νέες μεθόδους ώστε να εκμεταλλευτεί γνωστά αποθέματα τους που σήμερα θεωρούνται ακατάλληλα για εκμετάλλευση. Το νερό, τα δάση, η δύναμη του ανέμου και η θερμότητα του ήλιου είναι φυσικοί πόροι. Δεν εξαντλούνται ποτέ, γιατί η ίδια η φύση φροντίζει να τους ανανεώνει χωρίς διακοπή, για αυτό άλλωστε και ονομάζονται ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι. Υπάρχουν όμως διαφορές μεταξύ τους: - Μερικοί ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι, όπως η δύναμη του ανέμου και η θερμότητα του ήλιου δεν εξαρτώνται από την ανθρώπινη δράση. Ο άνθρωπος μπορεί μόνο να τους χρησιμοποιήσει καλύτερα, βελτιώνοντας τις τεχνικές και τις εφευρέσεις του. - Άλλοι όμως, όπως το νερό και τα δάση, μπορούν να αυξηθούν ή να μειωθούν ανάλογα με τον τρόπο που θα δράσει ο άνθρωπος. 1.6 Πηγές ενέργειας Ορυκτά καύσιμα Τα ορυκτά καύσιμα είναι καύσιμα προερχόμενα από φυσικές πηγές όπως αναερόβια αποσύνθεση νεκρών θαμμένων οργανισμών. Η ηλικία των νεκρών οργανισμών που με την εναπόθεσή τους σχηματίζουν τα ορυκτά καύσιμα κυμαίνεται από μερικά εκατομμύρια μέχρι 650 Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 8 από 91

11 εκατομμύρια χρόνια. Στα ορυκτά καύσιμα ανήκουν το κάρβουνο, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Τα υλικά των ορυκτών καυσίμων μπορεί να είναι ελαφρά αέρια όπως το μεθάνιο ή σκληρά στερεά σώματα όπως ο ανθρακίτης ή ο λιγνίτης. Αυτά σχηματίζονται από αποθέσεις νεκρών θαλάσσιων οργανισμών, ζώων ή φυτών της ξηράς τα οποία εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις στο εσωτερικό της γης για εκατομμύρια χρόνια. Την διαδικασία αυτή περιγράφει η βιογεννητική θεωρία που πρωτοδιατυπώθηκε από τον Ζεόρζ Ακρικόλα το 1556 και αργότερα από τον Μικαΐλ Λομονόσοφ τον 18ο αιώνα. Εκτιμάται πως η κατανάλωση ορυκτών καυσίμων το 2011 ήταν κατά 36% πετρέλαιο, 27,4% κάρβουνο και 23% φυσικό αέριο και καλύπτουν το 86% των ενεργειακών αναγκών παγκοσμίως. Από τις υπόλοιπες πηγές ενέργειας το 6,3% προέρχεται από την υδροηλεκτρική το 8,5% από την πυρηνική και το υπόλοιπο 0,9% από τις υπόλοιπες ανανεώσιμες πηγές. Τα ορυκτά καύσιμα δεν είναι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας γιατί χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστούν και έτσι εξαντλούνται με πολύ ταχύτερο ρυθμό από τον ρυθμό με τον οποίο σχηματίζονται. Η κατανάλωσή τους ενισχύει το περιβαλλοντικό πρόβλημα. Για να περιοριστεί η κατανάλωσή τους τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται όλο και περισσότερο οι ανανεώσιμες μορφές ενέργειας. Σχήμα 1: Χρήση ορυκτών στον Ελλαδικό χώρο Πυρηνική ενέργεια Πυρηνική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες. Είναι δηλαδή η δυναμική ενέργεια που είναι εγκλεισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τα συνιστούν. Η πυρηνική ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη σχάση ή σύντηξη των πυρήνων και εφόσον οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι ελεγχόμενες (όπως συμβαίνει στην καρδιά ενός πυρηνικού αντιδραστήρα) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει ενεργειακές ανάγκες, όπως ηλεκτρική ενέργεια. Τα απόβλητα όμως ενός Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 9 από 91

12 πυρηνικού σταθμού ενέργειας είναι επικίνδυνα και η απαλλαγή από αυτά είναι δύσκολο να γίνει με ασφάλεια Ηλιακή ενέργεια Είναι η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο και αξιοποιείται μέσω τεχνολογιών που εκμεταλλεύονται τη θερμική και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου με χρήση μηχανικών μέσων για τη συλλογή, αποθήκευση και διανομή της. Η ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη, αφού προέρχεται από τον ήλιο, και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της. Όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών: τα παθητικά ηλιακά συστήματα, τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα, και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου Αιολική ενέργεια Σχήμα 2: Διάγραμμα ηλιακής ενέργειας Ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται "ήπια μορφή ενέργειας" και περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές, όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν προκαλούν ρύπους. Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων ιστιοφόρων πλοίων και πολύ αργότερα οι ανεμόμυλοι στην ξηρά. Ονομάζεται αιολική γιατί στην ελληνική μυθολογία ο Αίολος ήταν ο θεός του ανέμου. Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα μια ελκυστική λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. Το «καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται αέρια θερμοκηπίου και άλλοι Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 10 από 91

13 ρύποι, και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Επίσης, τα οικονομικά οφέλη μιας περιοχής από την ανάπτυξη της αιολικής βιομηχανίας είναι αξιοσημείωτα Υδραυλική ενέργεια Η ενέργεια που παράγεται από την πτώση του νερού των ποταμών ή των φραγμάτων, σε υδροτροχούς, με αποτέλεσμα την περιστροφή τους και την παραγωγή μηχανικού έργου ή ηλεκτρικού ρεύματος (υδροηλεκτρικοί σταθμοί). Το νερό στη συνέχεια ρίχνεται πάλι στο ποτάμι. Η χρησιμοποίηση του νερού στον τομέα αυτό, αποφέρει μεγάλα οικονομικά οφέλη για αυτό και το νερό πήρε την επωνυμία ''λευκός άνθρακας'' επειδή η χρησιμοποίηση της ενέργειας του αντικαθιστά τη θερμική ενέργεια του άνθρακα Γεωθερμική ενέργεια Γεωθερμική ενέργεια ονομάζουμε τη φυσική θερμική ενέργεια της Γης που διαρρέει από το θερμό εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια. Μεγάλη σημασία για τον άνθρωπο έχει η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας για την κάλυψη αναγκών του, καθώς είναι μια πρακτικά ανεξάντλητη πηγή ενέργειας. Ανάλογα με το θερμοκρασιακό της επίπεδο μπορεί να έχει διάφορες χρήσεις. H Υψηλής Ενθαλπίας (>150 C) χρησιμοποιείται συνήθως για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η Μέσης Ενθαλπίας (80 έως 150 C) που χρησιμοποιείται για θέρμανση ή και ξήρανση ξυλείας και αγροτικών προϊόντων καθώς και μερικές φορές και για την παραγωγή ηλεκτρισμού (π.χ. με κλειστό κύκλωμα φρέον που έχει χαμηλό σημείο ζέσεως). Η Χαμηλής Ενθαλπίας (25 έως 80 C) που χρησιμοποιείται για θέρμανση χώρων, για θέρμανση θερμοκηπίων, για ιχθυοκαλλιέργειες, για παραγωγή γλυκού νερού Βιομάζα Η ενέργεια που παράγεται από τα προϊόντα τα οποία είναι: - υπολείμματα γεωργικών και δασικών βιομηχανιών (πυρηνόξυλο, πριονίδια κλπ). - υποπροϊόντα ή κατάλοιπα της γεωργοκτηνοτροφικής δραστηριότητας (άχυρο σιτηρών, βαβακοστελέχη, κλαδοδέματα, κοπριά ζώων κλπ). - οργανικά απόβλητα βιομηχανιών, αστικά λύματα και απορρίμματα. - προϊόντα ενεργειακών καλλιεργειών, γεωργικών και δασικών ειδών. Η βιομάζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καυσίμων, στερεών (καυσόξυλα, ψιλοτεμαχισμένα υπολείμματα φυτών και δέντρων), υγρών (βιοντήζελ, αιθανόλη), αερίων (βιοαέριο). Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση θερμοκηπίων, την ξήρανση γεωργικών και δασικών προϊόντων, την κάλυψη θερμικών αναγκών γεωργικών και κτηνοτροφικών μονάδων, την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για κάλυψη ίδιων αναγκών ή για την πώληση στη ΔΕΗ και τέλος για την τηλεθέρμανση Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 11 από 91

14 και τηλεψύξη χωριών και πόλεων που βρίσκονται κοντά σε τόπους παραγωγής βιομάζας. 1.7 Έρευνες Έρευνα για την εξοικονόμηση ενέργειας στα Ελληνικά νοικοκυριά Τα ελληνικά νοικοκυριά καλούνται να συμβάλουν στην γενικότερη προσπάθεια για την εξοικονόμηση ενέργειας και την προστασία του περιβάλλοντος στη χώρα μας, συμμετέχοντας στην έρευνα που διεξάγει το Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας- ΚΑΠΕ και συμπληρώνοντας το ερωτηματολόγιο που έχει αναρτηθεί στην ηλεκτρονική διεύθυνση: html. Σήμερα, σε 15 ευρωπαϊκές χώρες, ανάμεσα τους και η Ελλάδα, διεξάγεται έρευνα, στο πλαίσιο του έργου REMODECE, με στόχο τη συγκέντρωση και αξιολόγηση δεδομένων ηλεκτρικής κατανάλωσης σε νοικοκυριά. Τα δεδομένα αυτά θα αποτελέσουν τη βάση για τη δημιουργία λογισμικού που θα παρέχεται στο διαδίκτυο και θα δίνει τη δυνατότητα στους χρήστες να παρακολουθούν την κατανάλωσή τους και να τη συγκρίνουν με άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Επιπρόσθετα, θα αξιολογηθεί η κατανάλωση και θα προταθούν νέα μέτρα ή η ενίσχυση των ήδη υπαρχόντων για τη μείωση της ηλεκτρικής κατανάλωσης συσκευών σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Παρά την σημαντική βελτίωση που έχει επιτευχθεί στην ενεργειακή αποδοτικότητα των οικιακών συσκευών και του φωτισμού, τα τελευταία 10 χρόνια η κατανάλωση ενέργειας στο μέσο νοικοκυριό στην Ευρώπη αυξάνεται κατά 2% κάθε έτος. Ορισμένοι από τους λόγους αυτής της αύξησης σχετίζονται με τον υψηλό βαθμό βασικής άνεσης και ευκολιών, καθώς και με την ευρεία χρήση σχετικά νέων τύπων φορτίων (ηλεκτρονικοί υπολογιστές, οπτικοακουστικός εξοπλισμός κ.λπ.), που έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Στην Ελλάδα το έργο REMODECE διαχειρίζεται το ΚΑΠΕ επιχειρώντας να καταγράψει την ηλεκτρική κατανάλωση στα νοικοκυριά της χώρας μας, και να εκτιμήσει τη δυνατότητα εξοικονόμησης ενέργειας που υπάρχει στον οικιακό τομέα. Η συλλογή στοιχείων γίνεται με την παρακολούθηση της κατανάλωσης σε δείγμα κατοικιών και τη συμπλήρωση ερωτηματολογίων. Η συμμετοχή όσο το δυνατόν μεγαλύτερου αριθμού νοικοκυριών στην έρευνα και η διαθεσιμότητα ποιοτικών δεδομένων αποτελούν αναγκαία συνθήκη για τη εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων Έρευνα για την εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία από το EIU (Economist Intelligence Unit) Σημαντικά συμπεράσματα αναφορικά με τις νέες παγκόσμιες τάσεις σχετικά με την εξοικονόμηση ενέργειας προέκυψαν από την έρευνα με τίτλο Trends in global energy efficiency 2011, η οποία διεξήχθη από το Economist Intelligence Unit και δημοσιεύεται από την ΑΒΒ. Όπως Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 12 από 91

15 αναφέρεται σε ανακοίνωση της ΑΒΒ, η εν λόγω έρευνα αποσκοπεί στο να ευαισθητοποιήσει σχετικά με την αποτελεσματική χρήση της ενέργειας και να ενημερώσει για τις ευκαιρίες που υπάρχουν στις βιομηχανίες και στις εταιρείες Κοινής Ωφέλειας ενώ τα αποτελέσματα της έρευνας βασίστηκαν σε διεξοδικές συνεντεύξεις 350 ανώτερων στελεχών. Τα βασικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την έρευνα συνοψίζονται στα εξής σημεία: Εννέα στους δέκα ερωτηθέντες δηλώνουν πως στις επόμενες δύο δεκαετίες, η εξοικονόμηση ενέργειας αναμένεται να παίξει πρωταγωνιστικό ρόλο στην κερδοφορία του κατασκευαστικού κλάδου καθώς και στις εταιρείες Κοινής Ωφέλειας. Περίπου τα 3/4 των ερωτηθέντων αναμένουν πως οι εταιρείες στις οποίες εργάζονται διατίθενται να επενδύσουν περαιτέρω στην εξοικονόμηση ενέργειας μέσα στα επόμενα τρία χρόνια, συγκριτικά με τις επενδύσεις του τελευταίου χρόνου. Μεγάλο ποσοστό αναφέρει την έλλειψη πληροφόρησης και σημείων αναφοράς (benchmarks), με αποτέλεσμα τη δημιουργία χάσματος μεταξύ της περιβαλλοντικής ευαισθητοποίησης και σαφών ενεργειών για την εξοικονόμηση ενέργειας. Στα ολοκληρωμένα αποτελέσματα της έρευνας έχουν ενσωματωθεί στοιχεία από την ανεξάρτητη εταιρεία ενημέρωσης και παροχής συμβούλων, Enerdata, με εξειδίκευση στις παγκόσμιες αγορές ενέργειας και άνθρακα. Τα στοιχεία προέρχονται από μια πληθώρα πηγών και παρουσιάζονται εκτενώς στην έκδοση αυτή αναφορικά με την εξοικονόμηση ενέργειας στις βιομηχανίες και στις εταιρείες Κοινής Ωφέλειας. Τα στοιχεία δείχνουν πως τα τελευταία 20 χρόνια έχει γίνει παγκοσμίως ουσιαστική πρόοδος στο θέμα της εξοικονόμησης ενέργειας στις ενεργοβόρες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένου και του κλάδου παραγωγής ενέργειας. Ωστόσο, η εν δυνάμει πιθανότητα πιο αποδοτικής χρήσης της ενέργειας υφίσταται ακόμα. Τα αποτελέσματα χαρακτηριστικά δείχνουν πως: Η κατανάλωση ενέργειας στη βιομηχανία χάλυβα θα μπορούσε να μειωθεί κατά 40% υπό την προϋπόθεση πως οι κύριες χώρες παραγωγής χάλυβα, θα είχαν ως σημείο αναφοράς στο θέμα της εξοικονόμησης ενέργειας τη χώρα εκείνη που θα έχει παρουσιάσει τα καλύτερα αποτελέσματα παγκοσμίως. Η κατανάλωση ενέργειας στη βιομηχανία τσιμέντου θα μπορούσε να μειωθεί κατά 20% υπό την προϋπόθεση πως οι κύριες χώρες παραγωγής τσιμέντου, θα είχαν ως σημείο αναφοράς στο θέμα της εξοικονόμησης ενέργειας τη χώρα εκείνη που θα έχει παρουσιάσει τα καλύτερα αποτελέσματα παγκοσμίως. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά παραγόμενη κιλοβατώρα (kw) θα μπορούσαν να μειωθούν κατά 20%, εφόσον επιτευχθεί σε παγκόσμιο επίπεδο εξοικονόμηση ενέργειας στην παραγωγή της ίση με τον μέσο όρο των 10 πρώτων χωρών. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 13 από 91

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ-ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ-ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ 2.1 Εισαγωγή Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για ενέργεια οφείλεται σε παράγοντες που είναι λιγότερο ή περισσότερο ελέγξιμοι από εμάς. Ο σύγχρονος τρόπος ζωής υπαγορεύει την χρήση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας στο σπίτι, στην δουλειά και στις μετακινήσεις μας. Η σταδιακή υιοθέτηση του σύγχρονου τρόπου ζωής από τις λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες οδηγεί στην αύξηση της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας. Επιπλέον η αύξηση του πληθυσμού της γης πολλαπλασιάζει την ζήτηση πρωτογενούς ενέργειας και επιδεινώνει την επιβάρυνση του περιβάλλοντος και τον κίνδυνο εξάντλησης κάποιων από τους φυσικούς πόρους. Ο περιορισμός στη σπάταλη της χρήσης ενέργειας είναι πλέον μονόδρομος για όλες τις χώρες αλλά και για όλους τους τελικούς χρήστες της παραγόμενης ενέργειας σε κάθε μορφή της (ορυκτά καύσιμα, ηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.). Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι ο ευκολότερος και αποδοτικότερος τρόπος για την μείωση του ενεργειακού κόστους. Οι τρόποι εξοικονόμησης ενέργειας ποικίλουν και εξαρτώνται από το που θέλουμε να κάνουμε εξοικονόμηση ενέργειας. Τα κτίρια, οι βιομηχανίες και οι μεταφορές είναι βασικά θέματα που απασχολούν την Ε.Ε. διότι σε αυτά γίνονται οι μεγαλύτερες σπατάλες ενέργειας, για το λόγο ότι σε αυτά περνάμε το 90% της ζωής μας. Στη συνέχεια θα γίνει η ανάλυση των βασικών τρόπων που μπορεί να γίνει εξοικονόμηση ενέργειας των προαναφερθέντων. 2.2 Κτίρια Βιοκλιματικός σχεδιασμός Βιοκλιματικός σχεδιασμός ονομάζεται ο σχεδιασμός των κτιρίων, που λαμβάνει υπ' όψιν το τοπικό κλίμα της περιοχής και εξασφαλίζει τις κατάλληλες εσωκλιματικές συνθήκες με την ελάχιστη δυνατή κατανάλωση ενέργειας, αξιοποιώντας τις ανανεώσιμες περιβαλλοντικές πηγές. Δηλαδή, χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια για την θέρμανση των κτιρίων, τους δροσερούς ανέμους για την ψύξη, τη βλάστηση για τη σκίαση και το φυσικό φως για τον φωτισμό. Συνεπώς, ο βιοκλιματικός σχεδιασμός αντιμετωπίζει το κτίριο, τον αστικό χώρο και το κλίμα της περιοχής ως μια ενότητα, στοχεύοντας στην εξοικονόμηση ενέργειας και συμβάλλοντας στην προστασία του περιβάλλοντος. Η θέρμανση, η ψύξη, ο μηχανικός αερισμός και ο τεχνικός φωτισμός χρησιμοποιούνται μόνο για να συμπληρώσουν όσα η φύση έχει ήδη προσφέρει. Οι βασικές αρχές της βιοκλιματικής λογικής που πρέπει να εφαρμόζονται στα κτίρια είναι: - Εξασφάλιση ηλιασμού τον χειμώνα. Η 21η Δεκεμβρίου είναι η ημέρα του έτους με τη μικρότερη διάρκεια εμφάνισης του ηλιακού φωτός. Αν, Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 14 από 91

17 λοιπόν, την ημέρα αυτή εξασφαλίζεται ο ηλιασμός του κτιρίου, τότε σίγουρα εξασφαλίζεται και όλο τον υπόλοιπο χειμώνα. - Εξασφάλιση ηλιοπροστασίας το καλοκαίρι. Η ηλιοπροστασία του κτιρίου περιορίζει την επιβάρυνσή του από πρόσθετη θερμότητα, η οποία οφείλεται στην έντονη ηλιακή ακτινοβολία κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. - Εξασφάλιση ανεμοπροστασίας τον χειμώνα. Η ανεμοπροστασία του κτιρίου συμβάλλει στον περιορισμό της διείσδυσης του αέρα και στη μείωση των θερμικών απωλειών. - Εκμετάλλευση δροσερών ανέμων το καλοκαίρι. Η εκμετάλλευση των δροσερών ανέμων συμβάλλει σημαντικά στο φυσικό δροσισμό του κτιρίου το καλοκαίρι. - Εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού σε συνδυασμό με τα παραπάνω για εξοικονόμηση ενέργειας Παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης Τα συστήματα θέρμανσης, που αξιοποιούν τον ήλιο για τη θέρμανση του κτιρίου χωρίς την παρεμβολή μηχανικών μέσων, ονομάζονται παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης. Τα συστήματα αυτά είναι, συνήθως, απλές κατασκευές ενσωματωμένες στο κέλυφος του κτιρίου και τα υλικά κατασκευής τους είναι κοινά οικοδομικά υλικά. Ο βασικός τους σκοπός είναι η συλλογή της ηλιακής ενέργειας, η αποθήκευση υπό μορφή θερμότητας και η διανομή της στους εσωτερικούς χώρους του κτιρίου. Τέλος, ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: α) Συστήματα άμεσου ηλιακού κέρδους, β) Συστήματα έμμεσου ηλιακού κέρδους και γ) Συστήματα απομονωμένου ηλιακού κέρδους Συστήματα άμεσου ηλιακού κέρδους Τα συστήματα αυτά αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια, που συλλέγεται από τα γυάλινα ανοίγματα νότιου προσανατολισμού και απαιτούν α) μεγάλες γυάλινες επιφάνειες στη νότια όψη του κτιρίου, β) θερμομόνωση των τοίχων, γ) μεγάλη θερμική μάζα και δ) κινητή μόνωση με ρολά ή πατζούρια για τη νυχτερινή προστασία των ανοιγμάτων κατά τη χειμερινή περίοδο. Σχήμα 3: Παθητικό σύστημα θέρμανσης άμεσου ηλιακού κέρδους Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 15 από 91

18 Η αποτελεσματικότητα ενός τέτοιου συστήματος επηρεάζεται από τους ακόλουθους παράγοντες: - Προσανατολισμός ανοιγμάτων. Το 90% της ηλιακής ακτινοβολίας δεσμεύεται όταν τα ανοίγματα προσανατολίζονται στο Νότο με δυνατότητα απόκλισης 30 ανατολικά ή δυτικά. - Κλίση ανοιγμάτων. Τα κατακόρυφα έχουν μεγάλο ηλιασμό τον χειμώνα και μικρό το καλοκαίρι. Σχήμα 4: Προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία σε νότια ανοίγματα με διαφορετικές κλίσεις - Μέγεθος ανοιγμάτων. Εξαρτάται από τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής και είναι αντιστρόφως ανάλογο της εξωτερικής θερμοκρασίας τον χειμώνα. Πίνακας 1: Μέγεθος ανοιγμάτων νότιου προσανατολισμού για 38 βόρειο γεωγραφικό πλάτος - Θέση ανοιγμάτων. Αυτό γίνεται με την βοήθεια κατακόρυφων φεγγιτών ή ανοιγμάτων στην οροφή. - Τύπος υαλοπίνακα. Προτείνεται η χρήση διπλών υαλοπινάκων που διαχέουν το φως, γιατί διανέμουν τη θερμική ενέργεια προς όλες τις κατευθύνσεις. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 16 από 91

19 - Θερμική μάζα δομικών στοιχείων. Τα δομικά στοιχεία ενός χώρου (τοίχοι, δάπεδο, οροφή) πρέπει να έχουν τουλάχιστον 9 φορές μεγαλύτερη επιφάνεια από τα ανοίγματα και να κατασκευάζονται από υλικά με μεγάλη θερμοχωρητικότητα, για να μπορούν να απορροφούν και να αποθηκεύουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία Συστήματα έμμεσου ηλιακού κέρδους Τα συστήματα αυτά αξιοποιούν με έμμεσο τρόπο την ηλιακή ενέργεια για την θέρμανση των κτιρίων και διακρίνονται σε τρία είδη: α) Τοίχος θερμικής αποθήκευσης β) Θερμοκήπιο προσαρμοσμένο σε κτίριο και γ) Ηλιακό αίθριο. Τοίχος θερμικής αποθήκευσης Είναι ο συνδυασμός τοίχου νότιου προσανατολισμού και εξωτερικού υαλοστασίου, το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 10 cm περίπου από τον τοίχο και είναι σταθερό ή ανοιγόμενο με μονούς ή διπλούς υαλοπίνακες. Ο τοίχος κατασκευάζεται από υλικό μεγάλης θερμοχωρητικότητας για να διασφαλίζει χρονική καθυστέρηση 6-8 h, έτσι ώστε η εσωτερική του επιφάνεια να έχει τη μέγιστη θερμοκρασία στην αρχή της νύχτας. Η ηλιακή ακτινοβολία διαπερνά το υαλοστάσιο, εγκλωβίζεται στον κενό χώρο μεταξύ αυτού και του τοίχου και μετατρέπεται σε θερμότητα. Στη συνέχεια η θερμότητα απορροφάται από τον τοίχο, θερμαίνοντας την εξωτερική πλευρά, τη μάζα του και την εσωτερική πλευρά με αγωγιμότητα και, τέλος με μετάβαση και ακτινοβολία στον εσωτερικό χώρο. Στην εξωτερική πλευρά του τοίχου πρέπει να υπάρχει οπωσδήποτε κινούμενο σκίαστρο, το οποίο προστατεύει τον χώρο από την υπερθέρμανση το καλοκαίρι και τις απώλειες τις νύχτες του χειμώνα. Η ελάχιστη και η μέγιστη θερμοκρασία της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου κυμαίνεται από C. Τη χρονική στιγμή που παρατηρείται η ελάχιστη θερμοκρασία, δηλαδή το πρωί, αρχίζουν να εμφανίζονται τα πρώτα άμεσα ηλιακά κέρδη από τα νότια ανοίγματα. Είναι ευνόητο ότι ένα τέτοιο σύστημα δεν συνιστάται για περιοχές με μέτρια ηλιοφάνεια. Ο τοίχος θερμικής αποθήκευσης παρουσιάζεται με τρείς διαφορετικές μορφές : α)τον τοίχο Trombe, β) τον τοίχο του νερού και γ) την οροφή νερού. Σχήμα 5: Τοίχος Trombe (Γάλλος καθηγητής F. Trombe) Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 17 από 91

20 Θερμοκήπιο προσαρτημένο σε κτίριο Το θερμοκήπιο ή σέρα είναι ένας κλειστός χώρος με μεγάλο ποσοστό γύαλινης επιφάνειας και νότιο προσανατολισμό, ο οποίος προσαρτάται σε ένα τμήμα του κτιρίου. Ο χώρος αυτός μπορεί να διαθέτει παράθυρα ή πόρτα προς το εσωτερικό του κτιρίου, ή διαχωριστικό τοίχο με θυρίδες στη βάση και στην οροφή. Ένα τέτοιο σύστημα προσαρμόζεται καλύτερα σε περιοχές με ψυχρό κλίμα και πρέπει πάντοτε να συνοδεύεται από σύστημα σκιασμού για το καλοκαίρι και διάταξη στην εξωτερική πλευρά του διαχωριστικού τοίχου(π.χ. ρολό) για τις νύχτες του χειμώνα. Ειδικά σε περιοχές με πολύ χαμηλή θερμοκρασία συνιστάται η χρήση διπλών υαλοπινάκων. Σχήμα 6: Θερμοκήπιο προσαρτημένο σε κτίριο Ηλιακό αίθριο Ηλιακό αίθριο ονομάζεται ο εσωτερικός χώρος του κτιρίου, που έχει γύαλινη οροφή. Το καλοκαίρι απαιτείται αερισμός του αιθρίου μέσω ανοιγμάτων στην οροφή και πλήρης σκιασμός. Το σύστημα αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στους κοινόχρηστους χώρους, που δημιουργούνται στο εσωτερικό των οικοδομικών τετραγώνων από τις πολυκατοικίες. Έτσι, οι χώροι αυτοί αντί να αποτελούν εστίες απορριμμάτων και μόλυνσης, μπορούν να μετατραπούν σε πυρήνες πράσινου και να συμβάλλουν παράλληλα στη μείωση των θερμικών απωλειών και την αύξηση των ηλιακών κερδών των παρακείμενων κατοικιών. Σχήμα 7:Ηλιακό αίθριο κτιρίου Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 18 από 91

21 Συστήματα απομονωμένου ηλιακού κέρδους Ένα τέτοιο σύστημα είναι το θερμοσιφωνικό πέτασμα ή πανέλο, που αποτελείται από υαλοπίνακα, κενό αέρα και μεταλλική σκουρόχρωμη επιφάνεια με εξωτερική μόνωση. Το πανέλο τοποθετείται χαμηλότερα από τους κύριους τοίχους του κτιρίου και έξω από αυτό με κλίση 40. Η συλλεγόμενη θερμότητα στο διάκενο μεταξύ υαλοπίνακα και μεταλλικής επιφάνειας, μεταφέρεται μέσω αγωγών, με θερμοσιφωνιακή ροή, στους χώρους του κτιρίου Παθητικά συστήματα δροσισμού Τα συστήματα δροσισμού, που αξιοποιούν τον άνεμο για την ψύξη των εσωτερικών χώρων ενός κτιρίου χωρίς την παρεμβολή μηχανικών μέσων, ονομάζονται Παθητικά συστήματα δροσισμού. Τα συστήματα αυτά εξοικονομούν ενέργεια γιατί υποκαθιστούν την ηλεκτρική ενέργεια, που καταναλίσκεται στα κλιματιστικά μηχανήματα, βελτιώνουν την ποιότητα του εσωτερικού αέρα, περιορίζουν τα προβλήματα φορτίου αιχμής και προστατεύουν το περιβάλλον. Τα παθητικά συστήματα δροσισμού διακρίνονται σε πέντε κατηγορίες: α) Συστήματα ηλιοπροστασίας β) Συστήματα φυσικού αερισμού γ) Συστήματα δροσισμού από το έδαφος δ) Συστήματα δροσισμού με εξάτμιση και ε) Συστήματα δροσισμού με ακτινοβολία Συστήματα ηλιοπροστασίας Η ηλιακή ενέργεια, που προσπίπτει στο κέλυφος ενός κτιρίου, εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, το υψόμετρο, τις επικρατούσες ατμοσφαιρικές συνθήκες και τη χρονική στιγμή. Για μία δεδομένη επιφάνεια, η προσπίπτουσα ακτινοβολία μεταβάλλεται με τον προσανατολισμό της επιφανείας και με την κλίση της. Τους καλοκαιρινούς μήνες, τόσο στα θερμά όσο και στα εύκρατα κλίματα, το κτίριο απορροφά πολύ θερμότητα και ενδέχεται να δημιουργηθούν συνθήκες υπερθέρμανσης στο εσωτερικό του. Η υπερθέρμανση αποτρέπεται με την ηλιοπροστασία του κτιρίου, η οποία εμποδίζει την ηλιακή ακτινοβολία να διεισδύσει στο εσωτερικό του. Βασικό σύστημα ηλιοπροστασίας είναι ο σκιασμός κτιρίου και ανοιγμάτων. Ο σκιασμός του κτιρίου εξασφαλίζεται με την τοποθέτηση βλάστησης ή φυλλοβόλων δέντρων στην κατάλληλη θέση, ώστε να διακόπτεται ο άμεσος ηλιασμός του κτιρίου. Ο σκιασμός των ανοιγμάτων εξασφαλίζεται με την χρήση ειδικών διατάξεων, που ονομάζονται σκίαστρα. Τα εξωτερικά σκίαστρα είναι πιο αποτελεσματικά από τα εσωτερικά. γιατί σταματούν την προσπίπτουσα ακτινοβολία πριν εισέλθει και παγιδευτεί μέσα στο χώρο. Η χρήση κινητών σκιάστρων επιτρέπει τη σκίαση όταν αυτή κρίνεται απαραίτητη. Είναι προφανές ότι από ενεργειακή άποψη, η χρήση εξωτερικών κινητών σκιάστρων αποτελεί τη βέλτιστη λύση. Ορισμένες φορές όμως η επιλογή τους δεν δικαιολογείται από οικονομική άποψη, επειδή τα οικονομικά οφέλη από την εξοικονόμηση ενέργειας είναι πολύ μικρά σε σχέση με το αρχικό κόστος. Προτείνεται, Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 19 από 91

22 λοιπόν, η χρήση εξωτερικών σταθερών σκιάστρων σε συνδυασμό με εσωτερικές κουρτίνες (στόρια).τα βασικά είδη σκιάστρων είναι: - Οριζόντια εξωτερικά σταθερά σκίαστρα - Κατακόρυφα εξωτερικά σταθερά σκίαστρα - Εσωτερικά και εξωτερικά κινητά σκίαστρα - Εξωτερικά σκίαστρα σε μορφή σχάρας - Ειδικά διάτρητα ρολά - Εξωτερικές τέντες κτλ Σχήμα 8: Διάφορα είδη εξωτερικών σκιάστρων Τέλος είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι ο εξωτερικός χρωματισμός του κτιρίου επηρεάζει σημαντικά το θερμικό και ψυκτικό του φορτίο. Στα θερμά κλίματα επιβάλλεται η χρήση ανοιχτών χρωμάτων και υλικών με μικρό συντελεστή απορροφητικότητας και μεγάλο συντελεστή ανακλαστικότητας στις εξωτερικές επιφάνειες, για να αποφεύγεται η υπερθέρμανση του κτιρίου. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 20 από 91

23 Συστήματα φυσικού αερισμού Ο φυσικός αερισμός είναι η σημαντικότερη τεχνική παθητικού δροσισμού και διευκολύνει την απομάκρυνση της θερμότητας από το κτίριο. Υπό την προϋπόθεση ότι οι εξωτερικές κλιματολογικές συνθήκες είναι ευνοϊκές, η χρήση του φυσικού αερισμού μπορεί να ελαττώσει το ψυκτικό φορτίο, να αυξήσει τη θερμική άνεση και να διατηρήσει την ποιότητα του εσωτερικού αέρα στο κτίριο. Ο φυσικός αερισμός πραγματοποιείται με την είσοδο του εξωτερικού αέρα στο κτίριο, μέσα από τα ανοίγματα και τις ρωγμές, που υπάρχουν στο κέλυφος του κτιρίου. Στα κτίρια οι δυνατότητες εφαρμογής τεχνικών φυσικού αερισμού είναι πολύ περιορισμένες και η ψύξη βασίζεται στα ενεργοβόρα συστήματα κλιματισμού. Ο άνεμος προσπίπτει κάθετα στο κτίριο δημιουργώντας υπερπίεση στην προσήνεμη όψη του. Στη συνέχεια, το αρχικό ρεύμα αέρα χωρίζεται στα δύο. Η ροή του αέρα κατά μήκος των πλευρών του κτιρίου και στο χώρο πίσω από την υπήνεμη όψη του είναι τυρβώδης και οι στρόβιλοι που εμφανίζονται δημιουργούν υποπίεση. Η ροή του αέρα διαμέσου του κελύφους γίνεται πάντοτε από τις ζώνες υπερπίεσης στις ζώνες υποπίεσης. Σχήμα 9: Κατανομή πιέσεων αέρα γύρω από ένα κτίριο Τα συστήματα φυσικού αερισμού διακρίνονται σε πέντε είδη: - Διαμπερές αερισμός. Γίνεται από τα ανοίγματα στις όψεις του κτιρίου και τις θυρίδες στο πάνω και κάτω μέρος των εσωτερικών τοίχων. - Υβριδικός αερισμός. Γίνεται με τη χρήση ανεμιστήρων (ειδικότερα ανεμιστήρων οροφής), οι οποίοι ενισχύουν τον φυσικό αερισμό και συνεισφέρουν στην επίτευξη θερμικής άνεσης σε θερμοκρασίες 2-3 C μικρότερες από τις συνηθισμένες. Το σύστημα αυτό απαιτεί ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. - Καμινάδα αερισμού. Λειτουργεί με το φαινόμενο του φυσικού ελκυσμού και μπορεί να έχει ανεμιστήρα στο υψηλότερο σημείο της. Ο θερμός αέρας του χώρου, που είναι λιγότερο πυκνός και πιο ελαφρύς, μεταφέρεται προς τα πάνω και το κενό που δημιουργείται καλύπτεται από τον βαρύτερο ψυχρό αέρα, ο οποίος εισέρχεται από τα ανοίγματα του κτιρίου. - Ηλιακή καμινάδα. Είναι η καμινάδα, που έχει υαλοπίνακες στη νότια ή νοτιοδυτική της επιφάνεια και περσίδες στο πάνω μέρος της ίδιας Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 21 από 91

24 πλευράς. Ο αέρας μέσα στην καμινάδα θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία και κινείται με μεγάλη ταχύτητα προς τα πάνω, ενισχύοντας σημαντικά το φαινόμενο του φυσικού ελκυσμού. Λόγω της συνεχούς ανανέωσης του αέρα, το σύστημα αυτό συνίσταται σε περιοχές με μεγάλη υγρασία το καλοκαίρι. - Αεριζόμενο κέλυφος. Πρόκειται για κατασκευή διπλού κελύφους στην οροφή ή στους εξωτερικούς τοίχους του κτιρίου, όπου μέσα στο διάκενο κυκλοφορεί ο αέρας του περιβάλλοντος και συνεισφέρει στη μεταφορά θερμότητας από το κέλυφος του κτιρίου στην ατμόσφαιρα. Σχήμα 10: Συστήματα φυσικού δροσισμού Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 22 από 91

25 Ηλιοπροστασία Η ηλιοπροστασία (σκιασμός) ενός κτιρίου με δέντρα και φυτά εξασφαλίζεται με τους παρακάτω τρόπους, οι οποίοι, πολλές φορές στην πράξη, συναντώνται σε συνδυασμό: - Φύτεμα δέντρων σε μικρή απόσταση από το κτίριο. Την νύχτα τα δέντρα εμποδίζουν τη διαφυγή της ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος, που εκπέμπεται από το έδαφος. Συνεπώς, η θερμοκρασία του αέρα τη νύχτα σε χώρους με πυκνή βλάστηση είναι μεγαλύτερη σε σύγκριση με εκείνη του ανοιχτού. Αντίθετα, η ημερήσια θερμοκρασία είναι μικρότερη επειδή ένα μέρος της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας εμποδίζεται να φτάσει στο έδαφος. Τα φυλλοβόλα δέντρα υπερτερούν των αειθαλών γιατί έχουν το πλεονέκτημα να προστατεύουν μεγάλες επιφάνειες της όψης του κτιρίου το καλοκαίρι, αλλά αφήνουν τον ήλιο να περάσει το χειμώνα. Σχήμα 11: Ηλιοπροστασία κτιρίων με δέντρα και φυτά - Αναρριχώμενα φυτά σε κατακόρυφο τοίχο Τα αναρριχώμενα φυτά εμποδίζουν την ηλιακή ακτινοβολία να φτάσει στην επιφάνεια του τοίχου, μειώνοντας έτσι τα ηλιακά κέρδη το καλοκαίρι. Όπως και στην περίπτωση των δέντρων, τα φυλλοβόλα αναρριχώμενα υπερτερούν των αειθαλών γιατί δεν περιορίζουν τα χειμερινά ηλιακά κέρδη. Επιπλέον, το στατικό στρώμα αέρα, που δημιουργείται μεταξύ του αειθαλούς αναρριχώμενου φυτού και του τοίχου, λειτουργεί ως μόνωση και περιορίζει τις θερμικές απώλειες του κτιρίου το χειμώνα Ανεμοπροστασία Η ανεμοπροστασία των κτιρίων γίνεται με δέντρα, θάμνους ή περιφράξεις που ονομάζονται ανεμοφράκτες. Βασικά στοιχεία των ανεμοφρακτών είναι οι διαστάσεις και η πυκνότητα. Τα δέντρα και οι θάμνοι θεωρούνται πορώδη εμπόδια γιατί επιτρέπουν τη διέλευση ενός Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 23 από 91

26 μέρους του ανέμου, περιορίζοντας τους στροβιλισμούς και δημιουργώντας μία ευρύτερη ζώνη προστασίας στα κατάντη. Από την άποψη του περιορισμού της ταχύτητας του ανέμου, υπερτερούν οι ανεμοφράκτες με πορώδες 50-60%. Το μέγιστο μήκος του ανεμοφράκτη είναι τουλάχιστον ίσο με το ενδεκαπλάσιο του ύψους του. Σχήμα 12:Ανεμοπροστασία κτιρίων με δέντρα και θάμνους. Σχήμα 13: Μέγιστο μήκος προστασίας στα κατάντη ενός ανεμοφράκτη Φυσικός φωτισμός Οι σύγχρονες τάσεις για την εξοικονόμηση ενέργειας, βελτίωση του επιπέδου ζωής και αύξηση της παραγωγικότητας στους χώρους εργασίας, επανέφεραν τον φυσικό φωτισμό στο προσκήνιο. Η αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού στοχεύει στη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης, στη μείωση του ψυκτικού φορτίου, γιατί ένα ποσοστό του φορτίου φωτισμού μετατρέπεται σε θερμότητα και στη βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης, συνδυάζοντας φως, θέα, δυνατότητα αερισμού και αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Για τη δημιουργία συνθηκών οπτικής άνεσης θα πρέπει, μέσω των κατάλληλων τεχνικών, να εξασφαλίζεται στους εσωτερικούς χώρους επαρκής ένταση και ομαλή κατανομή του φωτισμού. Είναι ευνόητο ότι σε πολλές περιπτώσεις δεν επιτυγχάνονται τα βέλτιστα αποτελέσματα με την αποκλειστική χρήση του φυσικού φωτισμού. Όμως, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ενεργειακή συμπεριφορά ενός κτιρίου, αν χρησιμοποιηθεί ως τμήμα ενός ολοκληρωμένου συστήματος, που περιλαμβάνει τη δυνατότητα επιλογής ανάμεσα στον φυσικό και τον τεχνικό φωτισμό. Έτσι μπορεί να μειωθεί η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για τον φωτισμό έως και 50%. Η χρήση του φυσικού φωτισμού προϋποθέτει την εξέταση των παρακάτω παραγόντων: - Γεωμετρία εσωτερικών χώρων - Γεωμετρία και θέση ανοιγμάτων - Ποσοστό ανοιγμάτων - Μέγεθος γειτονικών κτιρίων - Χρωματισμός εσωτερικών επιφανειών. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 24 από 91

27 Τεχνικές φυσικού φωτισμού Η αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού γίνεται με τις εξής τεχνικές: Ανοίγματα οροφής. Η είσοδος του ηλιακού φωτός γίνεται με τέσσερις τρόπους. - Με την αξιοποίηση της κεκλιμένης οροφής, μέσω κατακόρυφων ανοιγμάτων στο πάνω μέρος της σοφίτας. - Με τη χρήση πολλαπλών ανοιγμάτων οροφής, που είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα των βιομηχανιών. - Με κατακόρυφους φεγγίτες οροφής, δηλαδή ανοίγματα τοποθετημένα στις πλευρές ανυψωμένων τομέων της στέγης. - Με την κατασκευή αιθρίου, το οποίο εκτός του φυσικού φωτισμού, συνεισφέρει και στη μείωση του θερμικού φορτίου του κτιρίου, λόγω των σημαντικών ηλιακών κερδών κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Σχήμα 14: Τεχνικές αξιοποίησης φυσικού φωτισμού. Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 25 από 91

28 Ειδικοί υαλοπίνακες. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί διάφοροι τύποι υαλοπινάκων, που συνεισφέρουν σημαντικά στην αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού. Διαφανή μονωτικά υλικά. Είναι υλικά φωτοδιαπερατά με μεγάλη θερμομονωτική ικανότητα, τα οποία χρησιμοποιούνται σε τοίχους που εκτίθενται σε άμεση ηλιακή ακτινοβολία και σε ανοίγματα όπου δεν απαιτείται θέα ( π. χ φεγγίτες), ή αποφεύγεται εσκεμμένα η διαφάνεια ( π. χ ανοίγματα λουτρών). Ανακλαστικές περσίδες. Είναι ανακλαστικά κινητά στοιχεία μικρού μεγέθους, που τοποθετούνται μέσα ή έξω από τα ανοίγματα. Ανακλαστήρες φωτισμού. Συχνά ονομάζονται ράφια φωτισμού και είναι επίπεδα στοιχεία με έντονη ανακλαστική επίστρωση, τα οποία στερεώνονται εσωτερικά ή εξωτερικά στο ανώτερο μέρος του πλαισίου του ανοίγματος. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα είναι ότι κατευθύνουν την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία προς τις εσωτερικές επιφάνειες του χώρου, εξασφαλίζοντας ομοιόμορφη κατανομή του φυσικού φωτισμού. Έχουμε, δηλαδή, αύξηση του φωτισμού σε περιοχές μακριά από τα ανοίγματα και μείωση του φωτισμού στις ζώνες των ανοιγμάτων. Φωτοσωλήνες. Τοποθετούνται στην οροφή του κτιρίου και μεταφέρουν το φυσικό φως μέχρι και δύο ορόφους χαμηλότερα. Ο φωτοσωλήνας είναι ένας κενός μεταλλικός ή ακριλικός σωλήνας, με εσωτερικά τοιχώματα μεγάλης ανακλαστικότητας, στην κορυφή του οποίου τοποθετείται ένας ανακλαστήρας. Ο ανακλαστήρας αναγκάζει το ηλιακό φώς να εισέλθει στον σωλήνα, όπου μέσω πολλαπλών ανακλάσεων οδηγείται στο εσωτερικό του κτιρίου. Στη βάση του σωλήνα υπάρχει ένας φακός, που επιτρέπει την ομοιόμορφη διάχυση του φωτός στο χώρο Θερμομόνωση κελύφους Η μετάδοση της θερμότητας γίνεται από ένα σώμα υψηλότερης θερμοκρασίας προς ένα σώμα χαμηλότερης θερμοκρασίας, έχουμε δηλαδή πάντοτε ροή θερμότητας από το θερμότερο στο ψυχρότερο περιβάλλον. Αυτή η μετάδοση θερμότητας παρατηρείται και στα κτίρια, με αποτέλεσμα τις κρύες ημέρες να έχουμε ροή θερμότητας από το εσωτερικό χώρο προς το περιβάλλον και τις θερμές ημέρες από το περιβάλλον προς τον εσωτερικό χώρο. Οι απώλειες θερμότητας ενός κτιρίου εξαρτώνται από επτά παράγοντες: - Το κλίμα της περιοχής - Τη θέση του κτιρίου - Την επιθυμητή θερμοκρασία του εσωτερικού χώρου - Την αναλογία όγκου προς την εξωτερική επιφάνεια - Τον αέρα από τις χαραμάδες του κτιρίου - Τα εξωτερικά τοιχώματα - Τη ρύθμιση εγκατάστασης θέρμανσης Μητρόπουλος Δημήτριος Σελίδα 26 από 91