Η επίδραση του φυσικού φωτισμού στο κτιριακό ενεργειακό ισοζύγιο. Α. Τσαγκρασούλης Τμ. Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Παν. Θεσσαλίας

Transcript

1 Η επίδραση του φυσικού φωτισμού στο κτιριακό ενεργειακό ισοζύγιο Α. Τσαγκρασούλης Τμ. Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Παν. Θεσσαλίας

2 Αποσύνδεση δραστηριότητας/φυσικού φωτισμού

3 ΑΥΞΗΣΗ ΩΡΩΝ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ( )

4 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΤΙΣ ΕΝΑΛΛΑΓΕΣ ΗΕΡΑΣ-ΝΥΧΤΑΣ (ΚΙΡΚΑΔΙΑΝΟΣ ΡΥΘΜΟΣ)

5 ΑΥΞΗΣΗ ΖΗΤΗΣΗΣ Κατά κεφαλή Κατανάλωση φωτισμού (103 lmh) Κόστος φωτισμού σε GBP 2000 (106 lmh) REBOUND EFFECT The Long Run Demand for Lighting: Elasticities and Rebound Effects in Different Phases of Economic Development Roger Fouquet and Peter J.G. Pearson July 2011

6 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΚΑΙ H IΔΙΑΙΤΕΡΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Ενέργεια Συντήρηση 12% 3% 5% 91% 85% Μισθοδοσία UK 4% USA

7 ΦΥΣΙΚΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ Φωτεινή δραστικότητα lm/w Εξαιρετική χρωματική απόδοση Επαφή με εξωτερικό περιβάλλον 0.5 % 500 lux

8 ΤΕΛΙΚΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΓΙΑ ΦΩΤΙΣΜΟ Φωτισμός: 18% Φωτισμός: 4% Σχέδιο Δρασης Ενεργειακής Απόδοσης, 6/2008, Υπ. Ανάπτυξης

9 ΤΕΛΙΚΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ: ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ Δημόσια κτήρια γραφείων Κτήρια κατοικιών Σχέδιο Δρασης Ενεργειακής Απόδοσης, 6/2008, Υπ. Ανάπτυξης

10 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ

11 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ Εξοικονόμηση ενέργειας Τεχνικές σχεδιασμού Διαθέσιμη τεχνολογία / Απαιτήσεις οπτικής άνεσης Χρήση

12 ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ /klm 2.23 /klm 1.43 /klm Σύστημα με λαμπτήρες φθορισμού 5.20 E/klm Σύστημα με λαμπτήρες LED + PV 27.9 E/klm M. Fontoynont, Which Daylight in 2050?,D&A by VELUX,

13 ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ 10 DF % DF>=3% 3%>DF>=2% 2%>DF>=1% 1%>DF Iσχυρή επίδραση Mέτρια -»Ασθενής -»Kαμμία -»-

14 ΚΑΤΟΨΗ (ΠΕΡΙΜΕΤΡΙΚΗ ΖΩΝΗ ΕΝ 15193) 48.6 % 30 m 30 m 15 m 60 m 62.8 %

15 ΚΑΤΟΨΗ Περιμετρική ζώνη Εσωτερικές ζώνες περιορισμένων αναγκών σε φωτισμό Βοηθητικοί χώροι

16 ΜΕΓΕΘΟΣ ΘΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ +51% 2.3% +56% +52% 3.6% +2% 3.65%

17 Δυνατότητα εξοικονόμησης (%) ΜΕΓΕΘΟΣ ΘΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ Διαπερατότητα * (Άνοιγμα/Περιμ. Ζώνη)

18 ΜΕΓΕΘΟΣ ΘΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΩΝ 2000 lux 500 lux

19 IΣΟΡΡΟΠΙΑ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΕ ΗΛΙΑΚΑ ΚΕΡΔΗ-ΕΠΑΡΚΕΙΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ UV VIS NIR Διπλός διαφανής Διπλός Low-e Διπλός Solar Control

20 IΣΟΡΡΟΠΙΑ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΕ ΗΛΙΑΚΑ ΚΕΡΔΗ-ΕΠΑΡΚΕΙΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Solar Control 6/12/6 Tinted 6/12/6 Clear 6/12/6

21 IΣΟΡΡΟΠΙΑ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΕ ΗΛΙΑΚΑ ΚΕΡΔΗ-ΕΠΑΡΚΕΙΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Low-e Solar Control U-value= 1.72 W/m2K U-value= 1.51 W/m2K g-value= 0.63 g-value= 0.46 Tvis= 0.76 Tvis= % U-value= 1.72 W/m2K U-value= 1.51 W/m2K g-value= % g-value= 0.42 Tvis= % Tvis= 0.74

22 IΣΟΡΡΟΠΙΑ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΕ ΗΛΙΑΚΑ ΚΕΡΔΗ-ΕΠΑΡΚΕΙΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Μονός 3mm Solar Control 6/12/6

23 ΣΚΙΑΣΗ Γωνία αποκοπής Οπτική επαφή με το εξωτερικό περιβαλλον Παροχή φυσικού φωτισμού Εποχική επιλεκτικότητα Επαρκής έλεγχος ηλιακών κερδών Έλεγχος θάμβωσης Δυνατότητα αερισμού Γωνία αποδοχής διάχυτης ακτινοβολίας Μείωση του ψυκτικού φορτίου Μείωση των φορτίων αιχμής

24 ΟΠΤΙΚΗ ΕΠΑΦΗ ΜΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Eσωτερικό ανακλαστικό Roller g-value = 0.19 Eξωτερικές μικροπερσίδες (1.2 mm) g-value = 0.14 Eλαχιστοποίηση διαστάσεων- θέαση μικρές τιμές συντελεστή ηλ. κερδών

25 ΟΠΤΙΚΗ ΕΠΑΦΗ ΜΕ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

26 ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Ballast με ενσωματωμένη τη στρατηγική ελέγχου Λαμπτήρες Αισθητήρας

27 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΚΟΣΤΟΥΣ 10ετής διάρκεια ζωής

28 ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ (Integral reset) Αισθητήρας οροφής Φωτόμετρο

29 50 lux 6:1 300 lux Νύχτα 100 lux 1:1 100 lux Ημέρα Διαφορά ανάμεσα στη δυνατότητα εξοικονόμησης και στην πραγματική εξοικονόμηση

30 ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ (Integral reset) 66% < 500 lux Lux Φωτισμός στο επίπεδο εργασίας Ισχύς (W) 75% 1 ημέρα Επιθυμητά επίπεδα φωτισμού

31 ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ (Closed loop) 4% < 500 lux Φωτισμός στο επίπεδο εργασίας Lux 1 ημέρα Ισχύς (W) 64% Επιθυμητά επίπεδα φωτισμού

32 ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ Μικρά επίπεδα φωτισμού

33 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΖΗΤΗΣΗΣ ΓΙΑ ΨΥΞΗ ΚΑΙ ΦΩΤΙΣΜΟ ΜΕ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Τset=25.50 Plighting=14W/m2 Pelectric=9 W/m2 8:00-17:00 WFR=20% ΨΥΞΗ ΦΩΤΙΣΜΟΣ

34 ΣΧΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΠΡΩΤΟΓΕΝΟΥΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Case #1: Case #2: Case #3: Case #4: Υαλοπίνακας Υαλοπίνακας Υαλοπίνακας Υαλοπίνακας 6/12/6 6/12/6 6/12/6 6/12/6 Solar Control Solar Control Solar Control Solar Control (Τvis=0.67)+ Eξωτ. Περσίδες + dimming (Τvis=0.67) + χωρίς σκίαση + dimming (Τvis=0.67)+ χωρίς σκίαση+ χωρίς dimming (Τvis=0.67) + πρόβολος + dimming Case #5: Υαλοπίνακας 6/12/6 (Τvis=0.77) + Eξωτ. Περσίδες + dimming Case #6: Υαλοπίνακας 6/12/6 (Τvis=0.77) + χωρίς σκίαση + dimming Case #7: Υαλοπίνακας 6/12/6 (Τvis=0.77)+ πρόβολος + dimming Case #8: Υαλοπίνακας 6/12/6 ανακλαστικός (Τvis=0.07)+ χωρίς σκίαση + dimming +

35 ΣΧΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΠΡΩΤΟΓΕΝΟΥΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Υαλοπίνακες solar control Υαλοπίνακες απλοί A. Tsangrassoulis, A. Roetzel, Optimized Façade Design using Pattern Searching, ISBS Conference, Oslo, Υαλοπίνακας ανακλαστικός

36 ΣΧΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΠΡΩΤΟΓΕΝΟΥΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Υαλοπίνακες solar control Υαλοπίνακες απλοί A. Tsangrassoulis, A. Roetzel, Optimized Façade Design using Pattern Searching, ISBS Conference, Oslo, Υαλοπίνακας ανακλαστικός

37 ΣΧΕΣΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΠΡΩΤΟΓΕΝΟΥΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Υαλοπίνακες solar control Υαλοπίνακες απλοί A. Tsangrassoulis, A. Roetzel, Optimized Façade Design using Pattern Searching, ISBS Conference, Oslo, 2009 Υαλοπίνακας ανακλαστικός

38 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Διαφορετική Στρατηγική ελέγχου

39 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ cutoff transmission

40 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ (ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΕ ΥΓΡΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ)

41 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

42 ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΠΡΟΣΟΨΕΙΣ Controller CCD

43 Ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας