Energy - Sp. Ενεργειακός Σχεδιασµός Κτιρίων

Transcript

1 Energy - Sp ΕΝΩΣΗ ΙΠΛΩΜΑΤΟΥΧΩΝ ΕΛΛΗΝΙ ΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΤΆ ΤΟ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟ ΚΤΙΡΙΩΝ - ΕΝΗΜΕΡΩΤΙΚΗ ΕΚ ΗΛΩΣΗ ΠΡΩΤΗ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2007 Ενεργειακός Σχεδιασµός Κτιρίων (θέρµανση των κτιρίων) Σπύρος Πρεβεζάνος Π. Μελά 66, Πετρούπολη, Τ.Κ Τηλ. Fax URL: sprev@otenet.gr Οδός Εξοικονόµησης Ενέργειας

2 Ο ενεργειακός σχεδιασµός των κτιρίων για τη θέρµανση αυτών, είναι ενσωµατωµένος στην αρχιτεκτονική που χαρακτηρίζει κάθε κτίριο κάθε τόπου και εστιάζεται στο θερµικό σύστηµα των κτιρίων µε στόχο: 1. Την εξασφάλιση συνθηκών θερµικής άνεσης στους χρήστες 2. Τη µικρότερη κατανάλωση ενέργειας (συµβατικής & ΑΠΕ) 3. Την ελαχιστοποίηση των εκποµπών των απαερίων της καύσης. Οδός Εξοικονόµησης Ενέργειας

3 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ Προσοχή τα παρακάτω δεν αποτελούν κανόνα για κάθε κτίριο Οδός Εξοικονόµησης Ενέργειας

4 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΚΤΙΡΙΟ Συστήµατα Κτιρίου 1. Η/Μ σύστηµα κτιρίου 1.1. Μονάδα παραγωγής θερµότητας 1.2. Μονάδα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης 1.3. Μορφή ενέργειας (πρωτογενή τελική) 2. οµικό σύστηµα κτιρίου 2.1. Ειδική θερµοχωρητικότητα και µάζα των δοµικών στοιχείων του κτιρίου 2.2. Θερµοµόνωση κτιριακού κελύφους 2.3. Ανοίγµατα - Υαλοπίνακες (µονοί διπλοί, διάκενο διπλών υαλοπινάκων, πάχος, κ,λπ) - Αεροστεγανότητα κουφωµάτων - Λόγος της επιφάνειας των ανοιγµάτων προς την συνολική εξωτερική επιφάνεια

5 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΧΡΗΣΗ ΚΤΙΡΙΟΥ 1. Ενεργειακός σχεδιασµός κτιρίου για κάθε χρήση 2. Θερµικά φορτία κτιρίου ένεκα της χρήσης (απώλειες ένεκα αερισµού θερµικά κέρδη) 3. Κύκλοι θέρµανσης του κτιρίου* ανά 24ωρο ένεκα της χρήσης * το χρονικό διάστηµα απότην«εντολή θέρµανσης του κτιρίου έως την εντολή παύσης της θέρµανσης αυτού» - Κατοικίες ένα έως τρεις κύκλοι θέρµανσης (2 έως 6 ωρών περίπου ανά κύκλο), - Νοσοκοµεία ένα κύκλο θέρµανσης 24 ωρών, - Σχολεία ένα κύκλο θέρµανσης 6 ωρών περίπου, - Εκκλησίες ένα κύκλο θέρµανσης 2 ωρών (µια έως τρεις φορές τη βδοµάδα), κ,λπ

6 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΜΙΚΡΟΚΛΙΜΑ 1. Θερµοκρασία περιβάλλοντος 2. Ηλιακά κέρδη ένεκα προσανατολισµού 3. Καιρικές συνθήκες (Αυξοµείωση των θερµορροών) 3.1. Ανεµόπτωσης 3.2. Βροχόπτωσης 3.3. Χιονόπτωσης 3.3. Ηλιακής ενέργειας 4. Μορφολογία εδάφους 5. Περιβάλλον κτιρίου (φυσικό & δοµηµένο)

7 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΠΕ 1. Ενεργητικά συστήµατα 1.1. Ηλιακοί συλλέκτες, 1.2. Γεωθερµικά, 1.3. Φωτοβολταϊκά, κ,λπ 2. Παθητικά συστήµατα 2.1. Συστήµατα θερµοκηπίου, 2.2. Ηλιακοί τοίχοι trombe, 2.3. Θερµοσιφωνικά πανέλα, κ,λπ

8 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1. ιάγνωσης 1.1. Ενεργειακή ταυτότητα και απόδοση του κτιρίου 1.2. Περιβαλλοντική απόδοση του κτιρίου 1.3 Ενεργειακή συµπεριφορά του κτιρίου κάτω από οποιανδήποτε συνθήκες 2. ιαχείρισης 2.1. Θερµική αντιστάθµισης θερµοκρασίας αέρα περιβάλλοντος και θερµοκρασίας νερού λέβητα ήθερµικών φορτίων του κτιρίου ένεκα Τ 2.2. Αυτονοµία θέρµανσης χρηστών σε επίπεδο ζώνης ή δωµατίου 2.3. ιαχείρισης θερµικών φορτίων και ενέργειας 3. Επιτήρησης 3.1. Της απόδοσης & λειτουργικότητας των Η/Μσυστηµάτων του κτιρίου 3.2. Τηςαπόδοσηςτωνδοµικών συστηµάτων του κτιρίου 4. Αποτίµησης επεµβάσεων 4.1. Επεµβάσεις στα συστήµατα του κτιρίου (Η/Μ δοµικά) 4.2. Επεµβάσεις βελτιστοποίησης της απόδοσης του κτιρίου (ορθολογική χρήση ενέργειας, κ,λπ)

9 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΧΡΗΣΤΕΣ 1. Πεδίο θερµικής άνεσης χρηστών σε όρους θερµοκρασίας αέρα των θερµαινόµενων χώρων 2. Ενεργειακή συµπεριφορά χρηστών 2.1. Ενηµέρωση χρηστών 2.2. Προσωπικό ενδιαφέρον 2.3. Οικονοµική ευρωστία Προσοχή Οι χρήστες αποτελούν αναπόσπαστο δοµικό στοιχείο του συστήµατος, οι οποίοι είναι ικανοί να αναδείξουν ήακυρώσουντα συστήµατα και το σχεδιασµό των κτιρίων

10 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ

11 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ Το πλήρες θερµικό σύστηµα των κτιρίων είναι σαν µία αλυσίδα έξι (6) κρίκων στενά συνδεδεµένων µεταξύ των όπου πρέπει να λαµβάνονται υπόψη όλοι οι κρίκοι κατά τον ενεργειακό σχεδιασµό των κτιρίων και σε οποιανδήποτε επέµβαση σε κάθε κρίκο αυτής

12 ΘΕΡΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΩΝ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Γκρίζων περιοχών ενεργειακού σχεδιασµού κτιρίων (αφορά κυρίως, κτίρια µε διακοπτόµενη θέρµανση)

13 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / Η/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ Μονάδες παραγωγής θερµότητας & ζεστού νερού χρήσης Θερµοκρασία νερού µονάδων θερµότητας * και ζεστού νερού χρήσης Μονάδες παραγωγής θερµότητας µε: 1. Θερµοστάτη νερού 2. Θερµοστάτη αντιστάθµισης Ορισµένη ανώτερη τιµή Μεταβαλλόµενη τιµή Μονάδα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης Θερµοστάτη νερού Ορισµένη ανώτερη τιµή * Με κριτήριο την επίτευξη συνθηκών θερµικής άνεσης στους χρήστες

14 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / Η/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ Θερµοκρασία νερού µονάδων θερµότητας * και ζεστού νερού χρήσης Μονάδα παραγωγής θερµότητας µε: 1. Θερµοστάτη νερού Ορισµένη ανώτερη τιµή Ηθερµοκρασία του νερού πρέπει να ορίζεται σε σχέση µε: 1. την ειδική θερµοχωρητικότητα των δοµικών στοιχείων του κτιρίου 2. τους κύκλους θέρµανσης του κτιρίου για τη βελτιστοποίηση της θερµικής απόδοσης του κτιρίου Με κριτήριο την εξοικονόµηση ενέργειας σπανιότατες είναι οι περιπτώσεις των αυτών τιµών των θερµοκρασιών νερού των µονάδων για τη θέρµανση των κτιρίων και για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης Μονάδα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης Θερµοστάτη νερού Ορισµένη ανώτερη τιµή Μονάδα παραγωγής θερµικής ενέργειας µε: 2. Θερµοστάτη αντιστάθµισης Μεταβαλλόµενη τιµή εν ταυτίζονται Μονάδα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης Θερµοστάτη νερού Σταθερή τιµή * Με κριτήριο την εξοικονόµηση ενέργειας

15 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / Η/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ Συµπέρασµα Οι µονάδες παραγωγής θερµότητας και ζεστού νερού χρήσης * επιβάλλεται για λόγους εξοικονόµησης ενέργειας να είναι ανεξάρτητες * για µεγάλες καταναλώσεις

16 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / Η/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΟΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Αλληλεξάρτησης συστηµάτων Η/Μ οµικό Ηθερµοκρασία του νερού του λέβητα επηρεάζει: την απόδοση του δοµικού συστήµατος και των θερµικών φορτίων ένεκα Τ του κτιρίου Μείωσης της θερµοκρασίας του νερού του λέβητα κατά 10 oc

17 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / ΟΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Αποθήκευση - Αξιοποίηση της θερµικής ενέργειας στη µάζα του κτιρίου Η τοποθέτησης των θερµαντικών σωµάτων στις εσωτερικές πλευρές των εξωτερικών τοιχοποιιών, πραγµατοποιείται για πρακτικούς λόγους (αµεσότερη θερµική άνεση) και όχι και µε κριτήριο την εξοικονόµηση ενέργειας

18 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / ΟΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Κατάσταση οµικού Συστήµατος Κτιρίων Χθες Μεγάλη µάζα και ειδική θερµοχωρητικότητα µάζας Απουσία θερµοµόνωσης Μονά τζάµια Σήµερα Μικρότερη µάζα και ειδική θερµοχωρητικότητα µάζας Θερµοµόνωση ιπλά τζάµια Κάτω από τις νέες καταστάσεις η τοποθέτησης, στις εσωτερικές τοιχοποιίες των κτιρίων, των θερµαντικών σωµάτων εξασφαλίζουν θερµική άνεση στους χρήστες* * Στην χειρότερη των περιπτώσεων, κτίρια µε κύκλοθέρµανσης µικρό, επιβάλλεται η τοποθέτησης των θερµαντικών σωµάτων εσωτερικά τις εξωτερικής τοιχοποιίας µε βόρειο προσανατολισµό ήανσυντρέχουν άλλοι λόγοι, πχ απουσία εσωτερικής τοιχοποιίας, αισθητικής, κ,λπ.

19 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / ΟΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Αξιοποίηση της θερµικής ενέργειας στη µάζα του κτιρίου Τοποθέτηση των θερµαντικών σωµάτων, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν, στις εσωτερικές τοιχοποιίες αµφίπλευρα αυτών και διαγωνίως Οφέλη: 1. Ελάχιστες θερµικές απώλειες 2. Θερµική ακτινοβολία και στα δύο δωµάτια

20 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΤΙΡΙΟΥ / ΟΜΙΚΟ - ΧΡΗΣΗ ΚΤΙΡΙΟΥ Ειδική Θερµοχωρητικότητα οµικών Στοιχείων Θερµοµόνωση (Κατοικίες, Σχολεία, Ξενοδοχεία, Νοσοκοµεία, ηµόσιες Υπηρεσίες, Ξενώνες, κ,λπ) Ανάλογα µε τους κύκλους θέρµανσης, του µικροκλίµατος, τηςχρήσηςχειµώνα-καλοκαίρι, κ,λπ, του κτιρίου, πρέπει να λαµβάνεται υπόψη και η ειδική θερµοχωρητικότητα των δοµικών στοιχείων αυτού, ως και η τοποθέτηση της θερµοµονωτικής πλάκας εσωτερικά, εξωτερικά, κ,λπ του περιβλήµατος του κτιρίου. Εικόνα: Το 47, 43 % της κατανάλωσης θερµικής ενέργειας του κτιρίου διατίθεται για την ανύψωση των θερµοκρασιών του κτιρίου ένεκα: του κύκλου θέρµανσης αυτού (ένας κάθε µέρα, χρονικού διαστήµατος επτά ωρών) και της ειδικής θερµοχωρητικότητας των δοµικών του στοιχείων.

21 ΧΡΗΣΗ ΚΤΙΡΙΟΥ - ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ Αίθριο (εσωτερικό ελεύθερο στεγασµένο χώρο του κτιρίου που περιβάλλεται από όλες τις πλευρές του) Αυτονοµία αίθριου, ζωνών και δωµατίων µε χρέωση της κατανάλωσης ενέργειας Τεχνολογικό πάρκο Βόλου. Εξοικονόµηση >50% της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας για τη ψύξη των χώρων µειώνοντας κατά 30 % την συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του πάρκου µετά την αυτονοµία σε επίπεδο ζωνών και τη χρέωση της κατανάλωσης ενέργειας στις στεγασµένες εταιρείες.

22 ΜΙΚΡΟΚΛΙΜΑ Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας ένεκα προσανατολισµού Τοποθέτησης θερµοστατών σε κτίρια µε αυτονοµία θέρµανσης στα : ωµάτια µε νότιο προσανατολισµό (θερµικάηλιακάκέρδη) ωµάτια µε τα µεγαλύτερα θερµικά κέρδη του κτιρίου Πολλές φορές ακόµη και όταν διασφαλίζεται ο νότος, το πλεονέκτηµα αυτό στην πράξη καταργείται, λόγω σκιασµού των όψεων από τα απέναντι κείµενα κτίρια (σχέση ύψους κτιρίων - πλάτους δρόµων).

23 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΠΕ Τα συστήµατα ΑΠΕ πολλές φορές αυτοκαταργούνται, αλληλοακυρώνονται ή αυξάνουν την κατανάλωση ενέργειας Κατακόρυφος αερισµός: επιβάλλεται να υποστηρίζεται µε damper αεροστεγανότητα επιπέδων Ηλιακοί θερµοσίφωνες συνδεδεµένοι µε τη κεντρική θέρµανση: επιβάλλεται να υποστηρίζεται από αυτοµατισµούς Συστήµατα και τεχνικές θέρµανσης και δροσισµού Αυξηµένη γυάλινη επιφάνεια πιθανόν να οδηγήσει, είτε σε αύξηση του φορτίου θέρµανσης, λόγω µεγάλων απωλειών κατά τη διάρκεια της νύκτας, είτε σε αύξηση του ψυκτικού φορτίου λόγο µεγάλου ηλιακού φόρτου µιας θερινής ηµέρας, κ,λπ.

24 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ / ΙΑΓΝΩΣΗΣ " τότε γαρ µόνον οιόµεθα γιγνώσκειν τι, όταν τα αίτια γνωρίσωµεν τα πρώτα". Αριστοτέλης π.χ Ηεξοικονόµηση ενέργειας ξεκινάει από τη γνώση της ενεργειακής συµπεριφοράς του κτιρίου σε όλες τις περιόδους * αυτού κάτω από οιανδήποτε συνθήκες * Ανύψωσης θερµοκρασιών, θερµικής εξισορρόπησης και θερµικής ισορροπίας Ο µηχανικός του «σήµερα» βρίσκεται στη θέση του γιατρού πριν από 30 χρόνια όπου υποστηριζόταν από ελάχιστα διαγνωστικά µέσα Σήµερα η ιατρική κάνει «µικρά θαύµατα» που οφείλονται στα διαγνωστικά µέσα που διαθέτει.

25 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ / ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Θερµική Αυτονοµία ζωνών * και ωµατίων Εξοικονόµηση ενέργειας µε αυτονοµία σε επίπεδο δωµατίων * Επιλύει ιδιαίτερα, τα προβλήµατα των κτιρίων µικτήςχρήσηςήτωνξενοδοχείων, δηµόσιων υπηρεσιών, σχολείων, κ,λπ, µε την προϋπόθεση να υποστηρίζεται και από αντίστοιχες µονάδες παραγωγής θερµότητας για κάθε ζώνη στην περίπτωση που το θερµικόφορτίοτωνζωνώνείναι> 120 KW.

26 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ / ΕΠΙΤΗΡΗΣΗΣ Απόδοση λειτουργικότητα 1. Απόδοσης και λειτουργικότητας των Η/Μ συστηµάτων του κτιρίου (βαθµός απόδοση εστίας καύσης, αστοχία θερµοστατών, κ,λπ) 2. Απόδοσης των δοµικών συστηµάτων του κτιρίου (γήρανση θερµοµόνωσης, διαβροχή εξωτερικών επιφανειών, κ,λπ)

27 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ / ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ Αντικατάστασης λέβητα και µείωση της θερµοκρασίας του αέρα των θερµαινόµενων χώρων Ενεργειογράφηµα κτιρίουπροκαιµετά τις επεµβάσεις

28 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ / ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ Αποτίµηση επεµβάσεων * Στοιχεία Προ Μετά ιαφορά Μονάδες (%) Ισχύς λέβητα ,6 43,38 kw - 21,36 ĒFH ** 128,6 57,57 71,03 Wh*h -1 *m -2 55,23 Κατανοµή θερµότητας για αύξηση θερµοκρασιών 66,1 29,11 36,99 % - 44,04 Κατανοµή θερµότητας για τη διατήρηση των ΘΕ 33,9 70,89 36,99 % 209,12 Κύκλοι εναλλαγής θερµότητας φορές/ώρα 400 * µε σφάλµα < 1% σε επεµβάσεις στα συστήµατα του κτιρίου και βελτιστοποίησης της απόδοσης του κτιρίου ** είκτης θερµικής απόδοσης κτιρίου. ( η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας ανά µονάδα χρόνου και ανά µονάδα κανονικοποιηµένης επιφάνειας θερµαινόµενων χώρων)

29 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Υποστήριξη συστηµάτων σε επίπεδο ιάγνωσης - ιαχείρισης Επιτήρησης Αποτίµησης e EnergyThermal Saving System HardWare Συστήµατος

30 ΧΡΗΣΤΕΣ Ενεργειακή συµπεριφορά χρήστη Α. κτίριο Β. κτίριο Γ. κτίριο (παράδοση έντυπου οδηγιών ενεργειακής χρήσης του κτιρίου µε τη παράδοση του κτιρίου προς χρήση)

31 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Κτίριο Χρήση κτιρίου Μικροκλίµα Συστήµατα ΑΠΕ Συστήµατα εξοικονόµησης ενέργειας - Χρήστες συνθέτουν τους κρίκους της ενεργειακής αλυσίδας των κτιρίων, όπου κάθε κρίκος αυτής πρέπει να αποτελεί κρίκο του ενεργειακού σχεδιασµού των κτιρίων... µε µια προϋπόθεση: Η ακριβής υλοποίησης του σχεδιασµού!!