Ενεργειακή θωράκιση κτιρίων

Transcript

1 Ημερίδα «Αειφόρος δόμηση και δομικά υλικά» Θεσσαλονίκη, Ενεργειακή θωράκιση κτιρίων Άγις Μ. Παπαδόπουλος Καθηγητής Α.Π.Θ. Εργαστήριο Κατασκευής Συσκευών Διεργασιών Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

2 1 Η εξέλιξη 1970: Μη μονωμένο κτίριο 1980: Θερμομονωμένο κτίριο 1990: Βιοκλιματικό κτίριο 2000: Κτίριο χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας 2010: Παθητικό κτίριο 2020: Κτίριο (σχεδόν) μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας

3 2 Το πλαίσιο Οδηγία 2002/91/ΕΚ για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων Ν3661/2008, ΚΕΝΑΚ, ΤΟΤΕΕ κλπ Δύο στόχοι: Ολοκληρωμένος ενεργειακός σχεδιασμός κτιρίων Σύνδεση ενεργειακής απόδοσης με εμπορική αξία κτιρίων

4 2 Εξελίξεις 2010/31/ΕΚ Άρθρο 9 1. Τα κράτη μέλη μεριμνούν ώστε: α) έως τις 31 Δεκεμβρίου 2020 όλα τα νέα κτίρια να αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας και β) μετά τις 31 Δεκεμβρίου 2018 τα νέα κτίρια που στεγάζουν δημόσιες αρχές ή είναι ιδιοκτησίας τους να αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας.

5 2 To πλαίσιο 2010/31/ΕΚ: Κτίριο (σχεδόν) μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας Κτίριο με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας: κτίριο με πολύ υψηλή ενεργειακή απόδοση. Η σχεδόν μηδενική ή πολύ χαμηλή ποσότητα ενέργειας που απαιτείται θα πρέπει να συνίσταται σε πολύ μεγάλο βαθμό σε ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, περιλαμβανομένης της παραγομένης επιτόπου ή πλησίον του κτιρίου.

6 2 Το πλαίσιο 2010/31/ΕΚ: Κτίρια (σχεδόν) μηδενικού ισοζυγίου 3. Η μεθοδολογία καθορίζεται λαμβανομένων υπόψη τουλάχιστον των ακόλουθων παραγόντων: α) τα ακόλουθα πραγματικά θερμικά χαρακτηριστικά του κτιρίου (συμπεριλαμβανομένων των εσωτερικών χωρισμάτων του): i) θερμοχωρητικότητα, ii) μόνωση, iii) παθητική θέρμανση, iv) στοιχεία ψύξης και v) θερμικές γέφυρες

7 2 Το πλαίσιο 2010/31/ΕΚ: Κτίρια (σχεδόν) μηδενικού ισοζυγίου 3. Η μεθοδολογία καθορίζεται λαμβανομένων υπόψη τουλάχιστον των ακόλουθων παραγόντων: α) τα ακόλουθα πραγματικά θερμικά χαρακτηριστικά του κτιρίου (συμπεριλαμβανομένων των εσωτερικών χωρισμάτων του): i) θερμοχωρητικότητα, ii) μόνωση, iii) παθητική θέρμανση, iv) στοιχεία ψύξης και v) θερμικές γέφυρες

8 2 Το πλαίσιο 2010/31/ΕΚ: Κτίρια (σχεδόν) μηδενικού ισοζυγίου 3. Η μεθοδολογία καθορίζεται λαμβανομένων υπόψη τουλάχιστον των ακόλουθων παραγόντων: β) εγκατάσταση θέρμανσης και παροχή ζεστού νερού, συμπεριλαμβανομένων των χαρακτηριστικών των μονώσεών τους γ) εγκαταστάσεις κλιματισμού δ) φυσικό και μηχανικό αερισμό, που μπορεί να περιλαμβάνει και την αεροστεγανότητα ε) ενσωματωμένη εγκατάσταση φωτισμού (κυρίως στον τομέα που δεν αφορά την κατοικία) στ) σχεδιασμό, θέση και προσανατολισμό του κτιρίου, περιλαμβανομένων των εξωτερικών κλιματικών συνθηκών ζ) παθητικά ηλιακά συστήματα και ηλιακή προστασία η) κλιματικές συνθήκες εσωτερικού χώρου στις οποίες περιλαμβάνονται οι επιδιωκόμενες συνθήκες εσωτερικού κλίματος θ) εσωτερικά φορτία.

9 3 Η στρατηγική Η στρατηγική: Εν αρχή ην επιτακτικά η ελαχιστοποίηση των απωλειών

10 3 Η στρατηγική [Sami A.. et al, 2011] Η ελαχιστοποίηση των απωλειών είναι ακόμη πιο επιτακτική. Η θέση της θερμομόνωσης είναι καθοριστική.

11 3 Η στρατηγική [ASHRAE, 2009] Η ελαχιστοποίηση των απωλειών είναι ακόμη πιο επιτακτική. Η θερμική αδράνεια προσδιορίζει την άνεση.

12 3 Η στρατηγική Η ελαχιστοποίηση των απωλειών είναι ακόμη πιο επιτακτική. H εξωτερική θερμομόνωση η βέλτιστη λύση.

13 4 Κτίρια (σχεδόν) μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης Συγκρότημα 432 κατοικιών Θερμομόνωση: ETICS 10 cm Κουφώματα: U~ 3,0 W/m2K Παθητικά ηλιακά Ενεργητικά ηλιακά για θέρμανση και ζεστό νερό Διεποχική δεξαμενή Αντλία θερμότητας Ηλιακό Χωριό 3, Λυκόβρυση, Αττική, 1989 Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση: 20 kwh/m2

14 4 Κτίρια (σχεδόν) μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης Εμβαδόν: 535 m2 γραφεία m2 Θερμομόνωση: KfW 40 Κουφώματα: U~ 1,2 W/m2K Αντλία θερμότητας αέρα / νερού για θέρμανση Αντλία θερμότητας αέρα / αέρα για ψύξη Μηχανικός εξαερσμός με ανάκτηση θερμότητας ΦΒ Ψυχρή επικάλυψη σε μέρος της οροφής Herten, Niedersachsen, Deutschland, 2011

15 4 Κτίρια (σχεδόν) μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης Εμβαδόν: 163 m2 Θερμομόνωση: Passivhausstandard Κουφώματα: U~ 1,2 W/m2K Ελεγχόμενα άνοιγμα παραθύρων Ηλιακά θερμικά συστήματα Λέβητας βιομάζας Δοχείο αποθήκευσης l Καλύπτει και πλυντήρια 15 kw ΦΒ Συσσωρευτές για φόρτιση ηλεκτρικού οχήματος Lehrte, Niedersachsen, Deutschland, 2011 Κόστος:

16 4 Κτίρια (σχεδόν) μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης Εμβαδόν: 180 m2 Θερμομόνωση: Passivhausstandard Κουφώματα: U~ 1,0 W/m2K Μηχανικός εξαερισμός με ανάκτηση θερμότητας Αντλία θερμότητας για θέρμανση και ζεστό νερό ΦΒ Κόστος: Viljen, Vaals, Niederlande, 2011

17 5 Διαχειριζόμενοι το κτιριακό απόθεμα Kendal Rise, London, 1920s

18 5 Διαχειριζόμενοι το κτιριακό απόθεμα 4% 3% 2% 1% 0% -1% -2% -3% -4% Europäische Union (27 Länder) Ετήσιος ρυθμός κατασκευής νέων κτιρίων κατοικιών και γραφείων 1.2% και 1.8% του κτιριακού αποθέματος αντίστοιχα [Eurostat, 2009].

19 5 Διαχειριζόμενοι το κτιριακό απόθεμα Κανονισμός θερμομόνωσης κτιρίων ΚΕΝΑΚ αριθμός κτιρίων

20 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Μέτρα ενεργειακής αναβάθμισης Αναβάθμιση κελύφους Συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης (ETICS, WDVS). Αντεστραμμένο δώμα. Θερμομονωτικά κουφώματα. Αναβάθμιση συστημάτων Θ-Ψ-Κ και ΖΝΧ. Αυτοματισμοί και έλεγχοι. Καυστήρες και λέβητες νέας τεχνολογίας. Ανάκτηση θερμότητας και έλεγχος αερισμού. Αξιοποίηση ΑΠΕ Κυρίως όμως ολοκληρωμένη συνολική στρατηγική

21 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Συγκρότημα 147 κατοικιών, 1969/70 Εμβαδόν: 9,560 m2 Goerdelerstraße, Karlsruhe, Baden-Württemberg

22 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Ανακαίνιση 2001 Θερμομόνωση: ETICS cm Κουφώματα: U~ 1,4 W/m2K Μηχανικός εξαερισμός με ανάκτηση θερμότητας Συμπαραγωγή θερμότητας ηλεκτρισμού Συστήματα αυτοματισμού και ελέγχου Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση Goerdelerstraße, Karlsruhe, Baden-Württemberg Πριν: 150 kwh/m2 Τώρα: 56kWh/m2

23 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Συγκρότημα 844 κατοικιών, δεκ Θερμομόνωση: ETICS 10 cm Κουφώματα: U~ 1,6 W/m2K (1.800 παράθυρα!) m2 ηλιακά θερμικά για θέρμανση και ζεστό νερό (1.200 MWh ετησίως) Faluhaz, Budapest, Hungary

24 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Συγκρότημα 844 κατοικιών, δεκ Κόστος: (40% ΕΕ, 33% εθνικοί πόροι, 27% ιδιοκτήτες) Εξοικονόμηση ενέργειας: 60% Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση 30 kwh/m2 Faluhaz, Budapest, Hungary

25 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Θεσσαλονίκη

26 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Πικέρμι, Αττική

27 6 Παρεμβαίνοντας σε υφιστάμενα κτίρια Κτίριο γραφείων, Αναβάθμιση: 2009 Θερμομόνωση: Εξωτερική θερμομόνωση 6cm, Στέγη Δώμα 10 cm Κουφώματα: U~ 2,6 W/m2K Εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση ~70%, για ψύξη ~50% Πικέρμι, Ατιική

28 7 Αναζητώντας λύσεις Στην Ελλάδα τα σημαντικότερα προβλήματα ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων εντοπίζονται: - σε παλιά κτίρια κατοικιών και μικτής χρήσης σε υποβαθμισμένες αστικές περιοχές - σε παλιά κτίρια κατοικιών σε ημιαστικές και αγροτικές περιοχές Το % του πληθυσμού βίωνε συνθήκες ενεργειακής φτώχειας Τρέχουσα έρευνα: Το μειώθηκε στα νοικοκυριά η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση-ψύξη κατά 60% σε σχέση με το 2009

29 7 Αναζητώντας λύσεις Πράσινες πιλοτικές αναπλάσεις, όπως στο οικοδομικό τετράγωνο του Δήμου Αγίας Βαρβάρας, περιλαμβάνουν: - Τοποθέτηση εξωτερικής θερμομόνωσης και αντικατάσταση κουφωμάτων - Τοποθέτηση ψυχρών επιχρισμάτων. - Εγκατάσταση κλιματισμού με γεωθερμική αντλία θερμότητας, τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών και ΦΒ. - Φυτεμένα δώματα. - Παρεμβάσεις στον περιβάλλοντα χώρο.

30 7 Αναζητώντας λύσεις Η στρατηγική

31 7 Αναζητώντας λύσεις Λεφτά υπάρχουν