Μενέλαος Ξενάκης. Αρχιτέκτων Πανεπιστημίου Φλωρεντίας Msc University College of London Υπ. Διδάκτωρ Σχολής Πολ. Μηχ. Ε.Μ.Π.

Transcript

1 ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΣΕΝΑΡΙΩΝ ΓΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΣΚΟΠΟ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΑΙ ΟΧΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΕΩΝ Μενέλαος Ξενάκης Αρχιτέκτων Πανεπιστημίου Φλωρεντίας Msc University College of London Υπ. Διδάκτωρ Σχολής Πολ. Μηχ. Ε.Μ.Π. Web page: hvp://xenmen.wordpress.com e- mail:

2 Κτιριακός Τομέας 36% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης Κτίρια οικιακού τοµέα: 70 και 200 kwh/m2 Κακή µελέτη και µέθοδοι κατασκευής των κτιρίων 89% των κτιρίων έχουν κατασκευαστεί πριν το 1980 Υψηλό κόστος για θέρµανση, κλιµατισµό Δαπανηρή συντήρηση Επίδραση στην υγεία των ενοίκων

3 κτίρια χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας Μέτρα εξοικονόµησης ενέργειας Αλλαγή Νοοτροπίας στη δόµηση Πολιτεία Νοµοθετικές ρυθµίσεις Οικονοµικά κίνητρα Εκστρατείες εκπαίδευσης

4 ΤΕΕ- ΚΕΝΑΚ - - Ν.3661/08 ΤΟΤΕΕ 6 ΤΟΤΕΕ - ΥΑ για τροπ. του Αρ. 25 του Κτιριοδ. Κανονισμού - ΥΑ για τροποποίηση της ΥΑ 5219 (Μικρή Κλίμακα) - Εγκύκλιος (και άλλη εγκύκλιο υπό έκδοση) ΚΕΝΑΚ Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων Εγκύκλιος ΥΠΕΚΑ ΥΑ ΥΠΕΚΑ Άρθρο 25 Κτιριοδομικού Κανονισμού

5 Νοµοθετικές Ρυθµίσεις Οδηγία 2002/91 «Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων» (recast οδηγία 2010/31) Ν. 3661/08 «Μέτρα για τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων και άλλες διατάξεις» (τροποποιήσεις στο ν. ΑΠΕ) ΚΕΝΑΚ (ΦΕΚ 407/Β/ ) Π.Δ. Ενεργειακών Επιθεωρητών Π.Δ. Ειδική Υπηρεσία Επιθεωρητών Ενέργειας

6 Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΦΕΚ 407/Β/ ) Σχεδιασμός Κέλυφος ΗΜ εγκαταστάσεις Εκπόνηση Μελέτης Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης για νέα και υφιστάµενα κτίρια όταν ανακαινίζονται ριζικά Διαδικασία ενεργειακής επιθεώρησης κτιρίων και έκδοση Πιστοποιητικού Ενεργειακής Απόδοσης Τακτική επιθεώρηση συστηµάτων λεβήτων και εγκαταστάσεων κλιµατισµού

7 Κανονισµός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΦΕΚ 407/Β/ ) Η μεθοδολογία υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων (βασισμένη στο πρότυπο EN 13790), οι κλιματικές ζώνες, à 4 ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ οι ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, ελάχιστες προδιαγραφές των κτιρίων, τα τεχνικά χαρακτηριστικά του κτιρίου αναφοράς, η δομή και τα περιεχόμενα της μελέτης ενεργειακής απόδοσης κτιρίων (Ενεργειακή Μελέτη). οι αμοιβές και οι αρμόδιοι για την εκπόνηση της Ενεργειακής Μελέτης.

8 Κτίριο Αναφοράς! Το Κτήριο Αναφοράς δε δεσμεύει / περιορίζει την αρχιτεκτονική - ίδια χρήση, - ίδιο προφίλ λειτουργίας, - ίδια γεωμετρία - προσανατολισμό εξωτ. δομικών στοιχείων με το υπό μελέτη/επιθεώρηση κτίριο, αλλά και με : - συγκεκριμένα χαρακτηριστικά δομικών στοιχείων κελύφους (θερμοφυσικές ιδιότητες υλικών, μονώσεις, σκιάσεις κλπ.), - συγκεκριμένα χαρακτηριστικά Η/Μ εγκ/σεων (βαθμοί απόδοσης συστ., μονώσεις δικτύων, ενσωμάτωση ηλιοθερμικών συστ. κλπ.)

9 Τεχνικές Οδηγίες (ΤΟΤΕΕ) (ΦΕΚ 1387/Α /2010) α) Αναλυτικές εθνικές προδιαγραφές παραμέτρων για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων και την έκδοση του πιστοποιητικού ενεργειακής απόδοσης β) Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων γ) Κλιματικά δεδομένα ελληνικών περιοχών δ) Οδηγίες και έντυπα ενεργειακών επιθεωρήσεων κτιρίων, λεβήτων και εγκαταστάσεων θέρμανσης και εγκαταστάσεων κλιματισμού ΕΓΚΥΚΛΙΟΣ

10 Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης Το πιστοποιητικό έχει ισχύ μέχρι δέκα (10) έτη 15% προστιθέμενη αξία συσχέτιση της αξίας του κτιρίου με την ποιότητα κατασκευής του και το κόστος λειτουργίας του Πολύτιμο εργαλείο για την αγορά ακινήτων και για τον εκάστοτε αγοραστή ή μισθωτή ΠΟΤΕ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ Η ΕΚΔΟΣΗ ΠΕΑ Νέα κτίρια συνολικής επιφάνειας άνω των πενήντα (50) τ.μ., μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής Υφιστάμενα κτίρια που υπόκεινται σε ριζική ανακαίνιση ΟΛΑ τα κτίρια ή τμήματα αυτών όταν πωλούνται ή εκμισθώνονται (από 9/1/2011) ΟΛΑ τα κτίρια του δημόσιου & ευρύτερου δημόσιου τομέα Για το Πρόγραμμα «ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΚΑΤ ΟΙΚΟΝ"

11 Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης 9 ενεργειακές κατηγορίες Ελάχιστη απαίτηση: Κατηγορία Β Δυνατότητα τριών βέλτιστων ενεργειακών κατηγοριών (Β+,Α, Α+)= προς κτίρια µηδενικών εκποµπών ΤΟΤΕΕ (έντυπα ενεργειακών επιθεωρήσεων)

12

13 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΜΕΛΕΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΣΕΝΑΡΙΩΝ Ø ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΤΗΡΙΑΚΟΥ ΚΕΛΥΦΟΥΣ Ø YΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤH ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ (U-VALUE) ΑΔΙΑΦΑΝΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΦΑΝΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ Ø ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΣΚΙΑΣΗΣ Ø ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΟΓΕΦΥΡΩΝ Ø ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ, ΨΥΞΗ, ΖΕΣΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ, ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΛΛΕΚΤΗ v ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΑ ΣΕΝΑΡΙΑ Ø ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ (9 ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ) Ø ΚΟΥΦΩΜΑΤΑ (9 ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ) Ø ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΕΥΝΟΙΚΟΤΕΡΩΝ ΣΕΝΑΡΙΩΝ Ø ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (3 ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ) Ø ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΕΛΕΓΧΩΝ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΩΝ

14 Ø Το κτίριο που µελετήθηκε µε τη χρήση του προγράµµατος ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ είναι µια µονοκατοικία συνολικής επιφάνειας 59m2, που ανήκει στην κλιµατική ζώνη Β

15 Ø Αποτελείται από 2 ορόφους µε ύψος τυπικού ορόφου 3 m. Ø Το κτίριο µελετήθηκε ως µία ενιαία θερµαινόµενη ζώνη. Ø Για τις ανάγκες του προγράµµατος υπολογίστηκε κι ο συνολικός θερµαινόµενος m 3 και ψυχόµενος όγκος m 3 ( τo 50 % του θερµαινόµενου(για κατοικίες) σύµφωνα µε τη ΤΟΤΕΕ )

16 Θερµαινόµενη ζώνη Ø Η ανοιγµένη θερµοχωρητικότητα για φέροντα οργανισµό από οπλισµένο σκυρόδεµα και στοιχεία πλήρωσης από οπτοπλίνθους είναι 260J/ m 2 K ( πίνακας 3.13 ΤΟΤΕΕ1 σελ.66). Για τον υπολογισµό της συνολικής διείσδυσης αέρα από κουφώµατα χρησιµοποιήθηκε η σχέση: V inf =Σ(lα)RH

17 V inf =Σ(lα)RH όπου l(m): το συνολικό µήκος των χαραµάδων των ανοιγµάτων (πόρτες, παράθυρα). Υπολογίστηκε αναλυτικά από τη συνολική περίµετρο των εξωτερικών ανοιγµάτων ίση µε 43,6m. α(m 3 /(hm)): συντελεστής αεροδιαπερατότητας από χαραµάδες του ανοίγµατος. Για ανοιγόµενο κούφωµα µε διπλό υαλοπίνακα α=1.4 m 3 / (hm) (πίνακας 3.23 ΤΟΤΕΕ1) R: συντελεστής διεισδυτικότητας. Για λόγο εξωτερικών προς εσωτερικά ανοίγµατα 6 έχω R=0.7 (πίνακας 3.24 ΤΟΤΕΕ1). Η: συντελεστής θέσης ανοίγµατος κι ανεµόπτωσης. Για κανονική ανεµόπτωση, ελεύθερη θέση ανοίγµατος κι ελεύθερη όψη κτιρίου (δηλαδή κτίριο που δεν έρχεται σ επαφή µε όµορο κτίριο) έχουµε Η=1.87 (πίνακας 3.25 ΤΟΤΕΕ1). Ø Η συνολική διέισδυση αέρα προκύπτει ίση µε 79,9 m 3 /hm.

18

19 Ένας πίο απλός τρόπος είναι ο υπολογισμός σύμφωνα με το πίνακα 3.26 σελ 81 της ΤΟΤΕΕ1

20 Κέλυφος κτιρίου Στις αδιαφανείς επιφάνειες περιλαµβάνονται οι εξωτερικοί τοίχοι του κτιρίου, οι εξωτερικές δοκοί, υποστυλώµατα και πλάκες, η οροφή κι οι εξωτερικές πόρτες. Για κάθε στοιχείο σηµειώθηκε ο προσανατολισµός του Y(deg) έχοντας κάνει την εξής σύµβαση: 0 ο για το Βορρά, 90 ο για την Ανατολή, 180 ο για το Νότο και 270 ο για τη Δύση, την κλίση του β(deg) µετρούµενη µεταξύ της καθέτου στην επιφάνεια και της κατακορύφου και το συνολικό εµβαδό του σε m 2. Στη συνέχεια για κάθε δοµικό στοιχείο εισάγεται ο συντελεστής θερµοπερατότητας U(W/m 2 K). Όσον αφορά τον υπολογισµό του συντελεστή θερµοπερατότητας περιγράφεται στην τεχνική οδηγία ΤΟΤΕΕ 2 για κάθε στρώση υλικού από τη σχέση R= υπολογίζεται η αντίσταση που προβάλλει η στρώση αυτή στη ροή της θερµότητας (σχέση 1.3 ΤΟΤΕΕ2), όπου d είναι το πάχος της στρώσης και λ η τιµή σχεδιασµού του συντελεστή θερµικής αγωγιµότητας σε W/(mK) (από τον πίνακα τιµών στις σελίδες 48-52). Το σύνολο των θερµικών αντιστάσεων όλων των στρώσεων ενός πολυστρωµατικού δοµικού στοιχείου, που αποτελείται από οµογενείς στρώσεις υλικών, δίνεται από τη σχέση σε m 2 K/W (σχέση 1.4 ΤΟΤΕΕ2).

21 Ø Η συνολική θερµική αντίσταση που προβάλλει ένα πολυστρωµατικό δοµικό στοιχείο ορίζεται από το άθροισµα των αντιστάσεων των επιµέρους στρώσεων και των αντιστάσεων του στρώµατος αέρα εκατέρωθεν των όψεων του κατά τη σχέση R ολ =R i +R 1 +R 2 +.+R n + R a (σχέση 1.5 ΤΟΤΕΕ2) όπου n το σύνολο των στρώσεων του πολυστρωµατικού δοµικού στοιχείου και R i και R a η αντίσταση θερµικής µετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώµα αέρα στη µετάδοση της θερµότητας από τον εσωτερικό χώρο προς το δοµικό στοιχείο και η αντίσταση θερµικής µετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώµα αέρα στη µετάδοση της θερµότητας από το δοµικό στοιχείο προς το εξωτερικό περιβάλλον, αντίστοιχα. Ø Για εξωτερικούς τοίχους ορίζεται R i =0.13 και R a =0.04. Ø Για στέγη όπου έχουµε ανερχόµενη ροή θερµότητας δίνεται R i =0.10 και R a =0.04 (πίνακες 3α σελ.54 ΤΟΤΕΕ2). Οι θερµικές απώλειες µέσω ενός δοµικού στοιχείου ορίζονται τελικά από το συντελεστή θερµοπερατότητας U που δίνεται από τη σχέση U= 1/Rολ (σχέση 1.6 ΤΟΤΕΕ2). Στα πλαίσια της εργασίας θα χρησιμοποιηθούν οι πίνακες 3.1, 3. 4α και 3.4β της ΤΟΤΕΕ 1 σελ 47,48,49

22 Συγκεκριµένα Ø Για τοίχο από Ø οπτοπλινθοδοµή Ø Για υποστυλώµατα, Ø δοκούς και πλάκες Ø από οπλισµένο σκυρόδεµα Ø Σελ 47 ΤΟΤΕΕ 1

23 Συγκεκριµένα Ø για την κεκλιµένη οροφή Ø για την οριζόντια οροφή Σελ 48 ΤΟΤΕΕ 1

24 ΣΚΙΑΣΗ Ø Εισάγονται οι συντελεστές σκίασης κάθε δοµικού στοιχείου που ορίζονται ως εξής: F_hor_h, F_hor_c: συντελεστής που προσδιορίζει τη σκίαση των επιφανειών του κτιρίου από την ύπαρξη φυσικών ή τεχνητών εµποδίων. Στη συγκεκριµένη περίπτωση ο ορίζοντας είναι ελεύθερος για όλες τις όψεις του κτιρίου κι άρα οι συντελεστές παίρνουν την τιµή 1. F_ον_h, F_ον_c: συντελεστής που προσδιορίζει τη σκίαση των επιφανειών του κτιρίου από την ύπαρξη οριζοντίων προεξοχών. Όπου δε δηµιουργείται κάποια σκίαση από τους προβόλους του κτιρίου ο συντελεστής παίρνει την τιµή 1 ενώ σε αντίθετη περίπτωση προσδιορίζεται η γωνία β (σχήµα 3.7 ΤΟΤΕΕ1) κι από τον πίνακα 3.19 ΤΟΤΕΕ1 προκύπτει ο αντίστοιχος συντελεστής. Ο συντελεστής αυτός για περίοδο θέρµανσης και ψύξης είναι ανάλογος µε τον προσανατολισµό της επιφάνειας.

25 Για παράδειγµα στο νότιο τοίχο οι συντελεστές σκίασης προκύπτουν ως εξής (σχήµα α) δηλαδή η γωνία β ισούται µε 45 ο Από τον πίνακα 3.19 ΤΟΤΕΕ1 σελ.71 έχουµε F ον_h =0.68 και F ον_c =0.51. Με παρόµοιο τρόπο προκύπτουν οι συντελεστές και για τους υπόλοιπους τοίχους. Στη νότια µπαλκονόπορτα οι συντελεστές σκίασης έχουν ως εξής (σχήµα β): H w =2.20 οπότε = = =1.90 κι άρα 0.80 δηλαδή β=38.66 ο και µε γραµµική παρεµβολή προκύπτει: F ον_h =0.73 και F ον_c =0. 57.

26 Στα πλαίσια της εργασίας θα χρησιμοποιηθούν οι πίνακες σελ 71,72,73,74,75,76

27 Τοίχοι:

28 Υποστυλώµατα:

29

30 Σελ 42 ΤΟΤΕΕ 1

31 Ø Όσον αφορά τις διαφανείς επιφάνειες εισάγονται όλα τα ανοιγόµενα κουφώµατα του κτιρίου κι αυτά που βρίσκονται στη νότια όψη τοποθετούνται στα παθητικά ηλιακά συστήµατα. Επιλέχτηκε δίδυµος υαλοπίνακας µε διάκενο αέρα 12mm και µεταλλικό πλαίσιο µε θερµοδιακοπή 24mm. Ø Η επιφάνεια του πλαισίου αποτελεί το 20% του συνολικού κουφώµατος. Ο συντελεστής θερµοπερατότητας προκύπτει ίσος µε U=3.00. Από τον πίνακα 3.17 ΤΟΤΕΕ1 συναρτήσει του τύπου του υαλοπίνακα και του ποσοστού του πλαισίου, δίνεται η τυπική τιµή της συνολικής διαπερατότητας της ηλιακής ακτινοβολίας g=0.54.

32

33 Ø Για τις επιφάνειες σ επαφή µε το έδαφος έχουµε δάπεδο συνολικού εµβαδού 40m 2 µε στρώσεις: οπλισµένο σκυρόδεµα 10cm, διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες 3cm, τσιµεντοκονίαµα 3cm, κεραµικά πλακίδια 1,5cm. O συντελεστής θερµοπερατότητας είναι U=0.78. Ø Το όριο για δάπεδα σε επαφή µε το έδαφος ή µε κλειστούς µη θερµαινόµενους χώρους για κλιµατική ζώνη Β είναι ίσο µε 0.90 (πίνακας 3.3α ΤΟΤΕΕ1). Στα πλαίσια της εργασίας θα χρησιμοποιηθούν οι πίνακες 3.1, 3. 4α και 3.4β της ΤΟΤΕΕ 1 46,47,48

34

35 Θερµογέφυρες: Στα πλαίσια της εργασίας δεν υπολογίζονται Ø Για τον υπολογισµό των θερµογεφυρών αρχικά υπολογίστηκαν οι θερµογέφυρες των κουφωµάτων, ακολούθησε ο υπολογισµός των κατακόρυφων και στη συνέχεια των οριζόντιων. Θερµογέφυρες κουφωµάτων: Ø Για καθεµία από τις παρακάτω περιπτώσεις υπολογίστηκε µε τη βοήθεια των πινάκων που βρίσκονται στις σελίδες της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε /2010 τους αντίστοιχους συντελεστές Ψ, οι οποίοι πολλαπλασιάστηκαν στη συνέχεια µε τα συνολικά µήκη του κάθε τύπου θερµογέφυρας Συγκεκριµένα, παρουσιάζονται οι συντελεστές για κάθε λεπτοµέρεια και συνολικά για κάθε παράθυρο: Σχήµα Λ-4/σελ. 94, Ψ=0.20 Σχήµα Λ-5/σελ. 94, Ψ=0.00 Σχήµα ΑΚ-4/σελ. 95, Ψ=0.55 Συνολικά για το παράθυρο έχουµε: 0.55*3.0 (ανωκάσι)+2.2* *0+3.0*0 (κατωκάσι σε πλάκα) =2.09

36

37 Συστήµατα: Ø Για το σύστηµα θέρµανσης επιλέγουµε λέβητα πετρελαίου συνολικής ισχύος kw ( kcal * 1.163, µετατροπή θερµίδων σε Watt ) και βαθµού απόδοσης (από τον κατασκευαστή) (για επιθεώρηση βλ. ΤΟΤΕΕ 1 σελ 87). Η περίοδος χρήσης του συγκεκριµένου συστήµατος είναι από το Νοέµβριο µέχρι τον Απρίλιο µε 100% κάλυψη γι αυτούς τους µήνες. Στο δίκτυο διανοµής χρησιµοποιείται δίκτυο µονωµένων σωληνώσεων µε συνολική µεταφερόµενη ισχύ ίση µε kw. H θερµοκρασία σχεδιασµού προσαγωγής του θερµού µέσου του δικτύου διανοµής είναι ίση µε 85οC κι η θερµοκρασία σχεδιασµού επιστροφής του θερµού µέσου του δικτύου διανοµής είναι ίση µε 70οC. Ο βαθµός απόδοσης του δικτύου διανοµής είναι ίσος µε (σελ 101 ΤΟΤΕΕ 1). Ως τερµατικές µονάδες επιλέγονται σώµατα καλοριφέρ βαθµού απόδοσης 0.92 (σελ 103 ΤΟΤΕΕ 1 (0.89/0.97)) και ως βοηθητικές µονάδες κυκλοφορητές ισχύος 0.5kW.(από κατασκευαστή).

38

39 Συστήµατα: Ø Για το σύστηµα ψύξης χρησιµοποιήθηκε αερόψυκτος ψύκτης µε ηλεκτρισµό, ισχύος 5.27kW (split BTU* , (µετατροπή ΒΤU se KW),βαθµού απόδοσης 1.0 (Εγχειρίδιο σελ 52) και ονοµαστικού δείκτη αποδοτικότητας EER=3.3 (από κατασκευαστή). Η περίοδος χρήσης του συστήµατος αυτού είναι από το Μάιο έως και το Σεπτέµβριο µε 50% κάλυψη γι αυτούς τους µήνες. (Δεν υπάρχει δίκτυο διανοµής γιατί πρόκειται για τοπική αντλία θερµότητας.) Ø Ισχύς τερµατικών µονάδων 0.96(0.93/0.97).(Βλ. ΤΟΤΕΕ 1 σελ 105)

40

41 Συστήµατα: Ø Για το Ζεστό Νερό Χρήσης χρησιµοποιήθηκε ο ίδιος λέβητας πετρελαίου (ισχύος kw κι απόδοσης 0.936) η ισχύς του οποίου επιµερίζεται από το πρόγραµµα). Θεωρούµε ότι χρησιµοποιείται όλους τους µήνες µε κάλυψη 100%. Ø Στο δίκτυο διανοµής χρησιµοποιείται δίκτυο µονωµένων σωληνώσεων µε βαθµό απόδοσης 0.92 (ΤΟΤΕΕ 1 σελ 117). Επίσης χρησιµοποιούµε σαν δεξαµενή αποθήκευσης ένα θερµαντήρα διπλής ενέργειας boiler βαθµού απόδοσης (ΤΟΤΕΕ 1 σελ 118).

42

43 Συστήµατα: Ø Χρησιµοποιούµε επιλεκτικό επίπεδο ηλιακό συλλέκτη µε ένδειξη κάλυψης ζεστού νερού χρήσης και συντελεστή αξιοποίησης ηλιακής ακτινοβολίας για ζεστό νερό χρήσης Η συνολική απορροφητική επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών είναι 2 m2. (Για το ζεστό νερό χρήσης υπολογίζονται 50 λίτρα ανά άτοµο ανά ηµέρα. Άρα χρησιµοποιείται θερµαντήρας 120 λίτρων ο οποίος απαιτεί 2m2 επιφάνεια ηλιακών συλλεκτών.)

44

45 Ø Με ανάλυση των αποτελεσµάτων το κτίριο που µελετήθηκε ανήκει στην ενεργειακή κατηγορία Β κι η αντίστοιχη κατανάλωσή του είναι 186,1 kwh/m2.

46

47

48 ΣΕΝΑΡΙΑ: Τοιχοποιία: Ø Κατά το αρχικό σενάριο η τοιχοποιία αποτελείται από ασβεστοκονίαµα 2cm, οπτόπλινθους 9cm, διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες 6cm, οπτόπλινθους 9cm και ασβεστοκονίαµα 2cm και προκύπτει U= και ενεργειακή κατανάλωση 186,1 kwh/m 2. Υπολογισμός συντελεστή θερμοπερατότητας δομικών στοιχείων (U- value)

49 Eναλλακτικά σενάρια: Ø 1 η Περίπτωση Αντικαθίσταται η διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες µε υαλοβάµβακα σε µορφή πλακών µε πάχος 6cm (καθώς για πάχος µικρότερο των 6cm προκύπτει συντελεστής U>0.5, άνω του επιτρεπτού ορίου του ΚΕΝΑΚ) και προκύπτει U= Με αντικατάσταση στο πρόγραµµα ΚΕΝΑΚ προκύπτει ότι το κτίριο ανήκει στην κατηγορία Β και έχει ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2, δηλαδή ελάχιστα µεγαλύτερη του αρχικού σεναρίου kwh/m 2. Ø 2 η Περίπτωση Επιλέγεται σα µονωτικό υλικό πετροβάµβακας σε µορφή πλακών µε πάχος 6cm και προκύπτει U= Οπότε τα ενεργειακά αποτελέσµατα του προγράµµατος είναι όµοια µε την πρώτη περίπτωση. Ø 3 η Περίπτωση Τοποθετείται ορυκτοβάµβακας σε µορφή πλακών πάχους 6cm µε U=0.4913, ενεργειακή κατάταξη Β και κατανάλωση kwh/m 2 µεγαλύτερη του αρχικού σεναρίου.

50 Ø 4 η Περίπτωση Θεωρητικά µπορούν να τοποθετηθούν φύλλα και πλάκες από φελλό µε πάχος 7cm (για πάχος µικρότερο των 7cm προκύπτουν U>0.50) και Uτοίχου=0.4789<0.50. Ωστόσο σε αυτή τη διάσταση δεν κυκλοφορούν στο εµπόριο. Επιλέγεται λοιπόν, αναγκαστικά το αµέσως µεγαλύτερο, 2 πλάκες των 4cm, οι οποίες δίνουν U= Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2. Ø 5 η Περίπτωση Επιλέγονται σα µονωτικό υλικό οι πλάκες ξυλόµαλλου µε ανόργανο συνδετικό. Παρατηρείται ότι προκειµένου να προκύψει Uvalue τοίχου µικρότερο από 0.50, πρέπει το πάχος της πλάκας να φτάσει τα 7 cm. Επιλέγουµε 7.5cm (αυτή η διάσταση κυκλοφορεί στο εµπόριο) και δίνει Uvalue= Το κτίριο προκύπτει κατηγορίας Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2. Ø 6 η Περίπτωση Επιλέγεται αφρώδης εξηλασµένη πολυστερίνη σε πλάκες µε πάχος 6cm που δίνει τα ίδια αποτελέσµατα µε το αρχικό σενάριο.

51 Ø 7 η Περίπτωση Τοποθετείται διογκωµένη πολυουρεθάνη µε κλειστές κυψελίδες σε πλάκες, οπότε προκύπτει Uτοίχου= για 5cm πάχος. Το κτίριο προκύπτει κατηγορίας Β και έχει ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2. Ø 8 η Περίπτωση Τοποθετείται θερµοπρόσοψη εξωτερικά της τοιχοποιίας. Από έξω προς τα µέσα τοποθετείται θερµοπρόσοψη που είναι εξηλασµένη πολυστερίνη 6cm, καθώς για 5cm το U-value βγαίνει µεγαλύτερο από 0.50, ακολουθεί το τούβλο πάχους 15 cm και ο σοβάς πάχους 2 cm από τη µέσα πλευρά. Το Uτοίχου προκύπτει ίσο µε και καθιστά το κτίριο κατηγορίας Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2. Για πάχος θερµοπρόσοψης ίσο 7cm προκύπτει το U=0.4120, η ενεργειακή κατάταξη Β και η ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2, µικρότερη αυτής του αρχικού σεναρίου.

52 Ø 9 η Περίπτωση Τελευταία επιλογή αποτελεί η χρήση τούβλων τύπου Poroton, τα οποία είναι τούβλα ειδικής επεξεργασίας µε µοναδικές θερµοµονωτικές ιδιότητες και λ=0.297 (στη Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. έχουν λ=0.24,αλλά µε αυτές τις ιδιότητες κυκλοφορεί στην αγορά). Χρησιµοποιείται τούβλο 20 cm και ασβεστοκονίαµα πάχους 2 cm εσωτερικά και θερµοπρόσοψη πάχους 5cm. Το U-value της τοιχοποιίας προκύπτει , το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β και έχει ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2, ελαφρώς µεγαλύτερη από την αµέσως προηγούµενη περίπτωση. Για πάχος θερµοπρόσοψης 7cm προκύπτει U= και ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2.

53 Δοκοί - Υποστυλώµατα: Ø Τα υποστυλώµατα,οι δοκοί και οι πλάκες από οπλισµένο σκυρόδεµα αποτελούνται από ασβεστοκονίαµα 2cm, οπλισµένο σκυρόδεµα 20cm, διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες 6cm, ασβεστοκονίαµα 2cm οπότε, προκύπτει U= και ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2.

54 Τα εναλλακτικά σενάρια είναι τα εξής: Ø 1 η Περίπτωση Αντικαθίσταται η διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες µε υαλοβάµβακα σε µορφή πλακών µε πάχος 7cm (καθώς για πάχος µικρότερο προκύπτει συντελεστής U>0.5, άνω του επιτρεπτού ορίου) και προκύπτει U= Θα τοποθετηθούν δύο πλάκες µε πάχος 20 και 50mm. Με αντικατάσταση στο πρόγραµµα ΚΕΝΑΚ προκύπτει ότι το κτίριο ανήκει στην κατηγορία Β και έχει ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2. Ø 2 η Περίπτωση Επιλέγεται σαν µονωτικό υλικό πετροβάµβακας σε µορφή πλακών µε πάχος 7cm οπότε τα αποτελέσµατα είναι ίδια µε την πρώτη περίπτωση. Ø 3 η Περίπτωση Τοποθετείται ορυκτοβάµβακας σε µορφή πλακών πάχους 6cm µε U=0.4783, ενεργειακή κατάταξη Β και κατανάλωση kwh/m 2 µικρότερη του αρχικού σεναρίου.

55 Ø 4 η Περίπτωση Θεωρητικά µπορούν να τοποθετηθούν φύλλα και πλάκες από φελλό µε πάχος 7cm (για πάχος µικρότερο των 7cm προκύπτουν U>0.50) και Uτοίχου=0.4789<0.50. Ωστόσο σε αυτή τη διάσταση δεν κυκλοφορούν στο εµπόριο. Επιλέγεται λοιπόν, αναγκαστικά το αµέσως µεγαλύτερο 2 πλάκες των 4cm το οποίο δίνει U= Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2, µικρότερης του αρχικού σεναρίου. Ø 5 η Περίπτωση Ø Επιλέγονται σα µονωτικό υλικό οι πλάκες ξυλόµαλλου µε ανόργανο συνδετικό. Παρατηρείται ότι προκειµένου να προκύψει U-value τοίχου µικρότερο από 0.50, πρέπει το πάχος της πλάκας να ξεπεράσει τα 7.5 cm. Επιλέγουµε 10cm (αυτή είναι η αµέσως µεγαλύτερη διάσταση που κυκλοφορεί στο εµπόριο) και δίνει U-value= Το κτίριο προκύπτει κατηγορίας Β µε ενεργειακή κατανάλωση 183 kwh/m 2, έχει όµως αυξηµένο πάχος η τοιχοποιία. 6 η Περίπτωση Επιλέγεται αφρώδης εξηλασµένη πολυστερίνη σε πλάκες µε πάχος 6cm που δίνει τα ίδια αποτελέσµατα µε το αρχικό σενάριο.

56 Ø 7 η Περίπτωση Τοποθετείται διογκωµένη πολυουρεθάνη µε κλειστές κυψελίδες σε πλάκες, οπότε προκύπτει Uτοίχου= για 5cm πάχος. Το κτίριο προκύπτει κατηγορίας Β και έχει ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2. Ø 8 η Περίπτωση Τοποθετείται θερµοπρόσοψη εξωτερικά του οπλισµένου σκυροδέµατος. Από έξω προς τα µέσα τοποθετείται η θερµοπρόσοψη που είναι εξηλασµένη πολυστερίνη, ακολουθεί το µπετό πάχους 20 cm και ο σοβάς πάχους 2 cm από τη µέσα πλευρά. Η εξηλασµένη πολυστερίνη µε πάχος 7 cm δίνει U=0.44 και καθιστά το κτίριο κατηγορίας Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2 µικρότερη αυτής του αρχικού σεναρίου

57 Συνδυασµός σεναρίων τοιχοποιίας και δοκώνυποστυλωµάτων: Ø Ο συνδυασµός της διογκωµένης πολυουρεθάνης στο ενδιάµεσο της τοιχοποιίας µε U=0.3744, µε τον υαλοβάµβακα και τον πετροβάµβακα στο εξωτερικό του φέροντα οργανισµού µε U= καθιστά το κτίριο κατηγορίας Β µε ενεργειακή κατανάλωση 182 kwh/m2. Ø Συνδυασµός της διογκωµένης πολυουρεθάνης στο ενδιάµεσο της τοιχοποιίας µε U= και της διογκωµένης πολυουρεθάνης µε κλειστές κυψελίδες σε πλάκες στο εξωτερικό του ξυλότυπου µε U=0.4049, έχει σαν αποτέλεσµα το κτίριο να προκύπτει κατηγορίας Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m2.

58 Ø Όσον αφορά την περίπτωση της θερµοπρόσοψης δεν είναι σωστή η ξεχωριστή παρουσίαση αρχικά της τοιχοποιίας και µετά του φέροντα οργανισµού, καθώς τοποθετείται εξωτερικά σε µία ευθεία και έχει σαν αποτέλεσµα την αποφυγή των δηµιουργούµενων θερµογεφύρων που προέκυπταν µε τον παραδοσιακό τρόπο εξωτερικής µόνωσης. Συνεπώς, σωστότερο αποτέλεσµα δίνει ο από κοινού υπολογισµός τους µε ταυτόχρονη µείωση των θερµογεφυρών σε (λόγω αφαίρεσης των ασυνεχειών της µόνωσης που δεν υπάρχουν πλέον). Οπότε, αρχικά συγκρίνεται η περίπτωση 8 µε τη χρήση κλασικού οπτόπλινθου και θερµοπρόσοψη µε U=0.412 µε την αντίστοιχη θερµοπρόσοψη σε δοκούς και υποστυλώµατα µε U=0.44 και προκύπτει η ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου Β και η κατανάλωσή του ίση µε kwh/m2. Ø Ενώ στη συνέχεια συγκρίνεται η περίπτωση 9, που αφορά τη χρήση τούβλων τύπου Poroton µε ταυτόχρονη κατασκευή θερµοπρόσοψης µε συντελεστές Uτοίχου= και Uδοκών-υποστυλωµάτων=0.44, οπότε προκύπτει ότι το κτίριο ανήκει στην κατηγορία Β µε ενεργειακή κατανάλωση ίση µε 171 kwh/ m2. Ø Όπως ήταν αναµενόµενο, παρατηρείται πως ευνοϊκότερα είναι τα δύο τελευταία σενάρια, καθώς δίνουν τις µικρότερες καταναλώσεις.

59 Οροφή: Ø Για την κεκλιµένη οροφή οι αρχικές στρώσεις που επιλέχθηκαν είναι: κεραµίδι 1.5cm, ασβεστοκονίαµα 2cm, διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες 7cm, ασφαλτικά φύλλα 0.6cm, οπλισµένο σκυρόδεµα 15cm, ασβεστοκονίαµα 2cm και προκύπτει U= Ø Μια εναλλακτική λύση περιλαµβάνει τις εξής στρώσεις: κεραµίδι 1.5cm, τσιµεντοκονίαµα 2cm, διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες 5cm, ασφαλτικά φύλλα 0.6cm, οπλισµένο σκυρόδεµα 15cm, ασβεστοκονίαµα 2cm, καδρόνια 10cm και σανίδες 3,4cm. Σε αυτή την περίπτωση προκύπτει U= Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β µε κατανάλωση kwh/m2. Ø Το οριζόντιο τµήµα της οροφής αποτελείται από κεραµικό πλακίδιο 1.5cm, ασβεστοκονίαµα 2cm, διογκωµένη πολυστερίνη σε πλάκες 7cm, ασφαλτικά φύλλα 0,6cm, οπλισµένο σκυρόδεµα 15cm, ασβεστοκονίαµα 2cm και προκύπτει U=

60 Ο αναλυτικός τρόπος υπολογισµού των θερµογεφυρών όπως και οι συντελεστές θερµικής αγωγιµότητας, ειδικής θερµοχωρητικότητας και των συντελεστών αντίστασης στη διάχυση των υδρατµών για διάφορα δοµικά υλικά βρίσκονται στη ΤΟΤΕΕ 2

61 Διαφανείς Επιφάνειες Ανοιγόµενα Κουφώµατα Ø Κατά το αρχικό στάδιο τα ανοιγόµενα κουφώµατα που επιλέχθηκαν αποτελούνταν από δίδυµο υαλοπίνακα µε διάκενο αέρα 12mm και µεταλλικό πλαίσιο µε θερµοδιακοπή 24mm. Το ποσοστό του πλαισίου είναι 20% του συνολικού κουφώµατος. Ο συντελεστής θερµοπερατότητας για τις συγκεκριµένες επιλογές προκύπτει ίσος µε U=3.00 και η συνολική διαπερατότητα ηλιακής ακτινοβολίας g=0.54. Η ενεργειακή κατανάλωση είναι ίση µε kwh/m 2. Σύµφωνα µε τον κανονισµό το όριο του συντελεστή θερµοπερατότητας για την κλιµατική ζώνη Β είναι ίσο µε U=3.00.

62 Eναλλακτικά σενάρια: Έχοντας κρατήσει παντού το ποσοστό της επιφάνειας του πλαισίου σε σχέση µε τη συνολική επιφάνεια του κουφώµατος 20%, γίνονται αλλαγές στον τύπο του πλαισίου και του υαλοπίνακα του κουφώµατος µε σκοπό να βρεθεί τελικά ποιος τύπος κουφώµατος δίνει µικρότερη ενεργειακή κατανάλωση. Οι περιπτώσεις που δίνουν U 3.00 είναι οι εξής: Ø 1 η Περίπτωση Επιλέγεται µεταλλικό πλαίσιο χωρίς θερµοδιακοπή και δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας και διάκενο αέρα 12mm. Στην περίπτωση αυτή προκύπτει U=3.00 και g=0.48. Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β και η ενεργειακή του κατανάλωση είναι ίση µε kwh/m 2. Τα ίδια αποτελέσµατα προκύπτουν εάν επιλέξουµε µεταλλικό πλαίσιο µε θερµοδιακοπή 24mm και δίδυµο υαλοπίνακα χαµηλής εκπεµψιµότητας µε διάκενο αέρα 6mm. Ø 2 η Περίπτωση Επιλέγεται µεταλλικό πλαίσιο µε θερµοδιακοπή 12mm και δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας και διάκενο αέρα 12mm. Στην περίπτωση αυτή προκύπτει U=2.60 και g=0.48. Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β και η ενεργειακή του κατανάλωση είναι kwh/m 2.

63 Ø 3 η Περίπτωση Τα αποτελέσµατα προκύπτουν ίδια µε το αρχικό σενάριο εάν επιλεχθεί συνθετικό πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας µε διάκενο αέρα 12mm. Ø 4 η Περίπτωση Επιλέγεται µεταλλικό πλαίσιο µε θερµοδιακοπή 24mm και δίδυµος υαλοπίνακας δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας και διάκενο αέρα 12mm. Προκύπτει U=2.3 και g=0.48. Το κτίριο στην περίπτωση αυτή είναι ενεργειακή κατάταξης Β και η ενεργειακή κατανάλωση είναι ίση µε kwh/m 2. Ø 5 η Περίπτωση Επιλέγεται συνθετικό πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας µε διάκενο αέρα 6mm. Προκύπτει U=2.90 και το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης B. Η ενεργειακή του κατανάλωση είναι ίση µε kwh/m 2.

64 Ø 6 η Περίπτωση Επιλέγεται συνθετικό πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας µε διάκενο αέρα 12mm. Προκύπτει U=2.20 και g=0.48. Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β και η ενεργειακή του κατανάλωση είναι ίση µε kwh/m 2. Ø 7 η Περίπτωση Επιλέγεται ξύλινο πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας µε διάκενο αέρα 12mm. Το U είναι ίσο µε 2.90 και το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2.

65 Ø 8 η Περίπτωση Επιλέγεται ξύλινο πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας µε διάκενο αέρα 6mm. Στην περίπτωση αυτή U=2.70 και το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης B µε ενεργειακή κατανάλωση kwh/m 2. Ø 9 η Περίπτωση Τέλος επιλέγεται ξύλινο πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας δίδυµος υαλοπίνακας µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας και διάκενο αέρα 12mm. Η περίπτωση αυτή είναι η ευνοϊκότερη και δίνει U=2.1και g=0.48. Το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β και η ενεργειακή του κατανάλωση είναι ίση µε kwh/m 2.

66 Παρακάτω παρουσιάζονται οι 4 καλύτερες λύσεις που δίνουν χαµηλότερη κατανάλωση µε βάση την ανάλυση των σεναρίων. ΣΕΝΑΡΙΑ ΜΕ ΧΑΜΗΛΟΤΕΡΗ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ Ενεργειακή κατανάλωση (kwh/m2) διογκωµένη πολυστερίνη σε Φ.Ο. και τοιοχποιία 5cm συνθετικό πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας χαµηλής εκπεµψιµότητας µε διάκενο αέρα 12mm. ξύλινο πλαίσιο και δίδυµος υαλοπίνακας χαµηλής εκποµπής και διάκενο αέρα 12mm θερµοπρόσοψη σε Φ.Ο. και τοιχοποιία 7cm Σενάρια

67 ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΕΥΝΟΪΚΟΤΕΡΩΝ ΣΕΝΑΡΙΩΝ: Συνδυάζεται η χρήση τούβλων τύπου Poroton µε ταυτόχρονη κατασκευή θερµοπρόσοψης µε συντελεστές Uτοίχου= και Uδοκωνυποστυλωµάτων=0.44. Επίσης στα ανοιγόµενα κουφώµατα επιλέγεται ξύλινο πλαίσιο µε δίδυµο υαλοπίνακα µε επίστρωση µεµβράνης χαµηλής εκπεµψιµότητας και διάκενο αέρα 12mm και ο συντελεστής θερµοπερατότητας είναι ίσος µε U=2.1. Για την οροφή επιλέγονται οι στρώσεις που δίνουν U= για τις κεκλιµένες επιφάνειες και U= για το οριζόντιο τµήµα Με αυτές τις επιλογές το κτίριο είναι ενεργειακής κατάταξης Β και η ενεργειακή του κατανάλωση είναι kwh/m2. Εποµένως από το αρχικό σενάριο η ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου είναι αρκετά χαµηλότερη χωρίς ωστόσο να αλλάζει η ενεργειακή του κατάταξη.

68 Στα παρακάτω διαγράµµατα φαίνονται οι ενεργειακές καταναλώσεις που προκύπτουν για χρήση µονωτικού υλικού πάχους 5cm και 8cm στην τοιχοποιία και στα στοιχεία από φέροντα οργανισµό. Παρατηρείται ότι στην περίπτωση που τοποθετείται µόνωση πάχους 5cm χαµηλότερη κατανάλωση δίνει η πολυουρεθάνη µε κλειστές κυψελίδες σε πλάκες ενώ στην περίπτωση µόνωσης πάχους 8cm η θερµοπρόσοψη µε εξηλασµένη πολυστερίνη

69 ΜΟΝΩΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ 5cm Ενεργεική κατανάλωση (kwh/m2) Πλάκες ξυλόµαλλου Φύλλα και πλάκες από φελλό Ορυκτοβάµβακας Υαλοβάµβακας Πετροβάµβακας Διογκωµένη πολυστερίνη Αφρώδης εξηλασµένη πολυστερίνη Θερµοπρόσοψη Πολυουρεθάνη Υλικά

70 Ενεργειακή κατανάλωση (kwh/m2) ΜΟΝΩΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ 8cm Πλάκες ξυλόµαλλου Φύλλα και πλάκες από φελλό Ορυκτοβάµβακας Υαλοβάµβακας Πετροβάµβακας Διογκωµένη πολυστερίνη Αφρώδης εξηλασµένη πολυστερίνη Υλικά Πολυουρεθάνη Θερµοπρόσοψη

71 Eναλλακτικά σενάρια: Συστήµατα: Για το σύστηµα θέρµανσης επιλέγουµε λέβητα φυσικού αερίου συνολικής ισχύος 24 kw και βαθµού απόδοσης 0.92 (από κατασκευαστή) Στο δίκτυο διανοµής χρησιµοποιείται δίκτυο µονωµένων σωληνώσεων µε συνολική µεταφερόµενη ισχύ ίση µε 16.8 kw H θερµοκρασία σχεδιασµού προσαγωγής του θερµού µέσου του δικτύου διανοµής είναι ίση µε 70 ο C κι η θερµοκρασία σχεδιασµού επιστροφής του θερµού µέσου του δικτύου διανοµής είναι ίση µε 50 ο C. Ο βαθµός απόδοσης του δικτύου διανοµής είναι ίσος µε (σελ 101 ΤΟΤΕΕ 1). Ως τερµατικές µονάδες επιλέγονται σώµατα καλοριφέρ βαθµού απόδοσης 0.92 (σελ 103 ΤΟΤΕΕ 1 (0.89/0.97)) και ως βοηθητικές µονάδες κυκλοφορητές ισχύος 0.5kW. Για το σύστηµα ψύξης χρησιµοποιήθηκε το ίδιο σύστηµα µε το προηγούµενο σενάριο

72 Eναλλακτικά σενάρια: Για το Ζεστό Νερό Χρήσης χρησιµοποιήθηκε ο ίδιος λέβητας φυσικού αερίου (ισχύος 24kW κι απόδοσης 0.92) η ισχύς του οποίου επιµερίζεται από το πρόγραµµα). Θεωρούµε ότι χρησιµοποιείται όλους τους µήνες µε κάλυψη 100%. Στο δίκτυο διανοµής χρησιµοποιείται δίκτυο µονωµένων σωληνώσεων µε βαθµό απόδοσης 0.92 (ΤΟΤΕΕ 1 σελ 117). Επίσης χρησιµοποιούµε σαν δεξαµενή αποθήκευσης ένα θερµαντήρα διπλής ενέργειας boiler βαθµού απόδοσης (ΤΟΤΕΕ 1 σελ 118). Για τον ηλιακό συλλέκτη χρησιµοποιήθηκε το ίδιο σύστηµα µε το προηγούµενο σενάριο Με ανάλυση των αποτελεσµάτων το κτίριο που µελετήσαµε ανήκει στην ενεργειακή κατηγορία Β κι η αντίστοιχη κατανάλωσή του είναι 173,3 kw/m 2.

73

74 Eναλλακτικά σενάρια: Για το σύστηµα θέρµανσης επιλέγουµε γεωθερµική αντλία µε κατακόρυφο εναλλάκτη συνολικής ισχύος 10 kw µε COP 5 (από κατασκευαστή). Στην περίπτωση αντλίας θερµότητας ο βαθµός απόδοσης εισάγεται ίσος µε 1). Στο δίκτυο διανοµής χρησιµοποιείται δίκτυο µονωµένων σωληνώσεων µε συνολική µεταφερόµενη ισχύ ίση µε 10kW (γιατί οι απώλειες της γεωθερµικής αντλίας είναι µηδενικές και έτσι µεταφέρεται όλη η ισχύς στο δίκτυο) H θερµοκρασία σχεδιασµού προσαγωγής του θερµού µέσου του δικτύου διανοµής είναι ίση µε 50οC κι η θερµοκρασία σχεδιασµού επιστροφής του θερµού µέσου του δικτύου διανοµής είναι ίση µε 45οC. Ο βαθµός απόδοσης του δικτύου διανοµής είναι ίσος µε 1 (σελ 101 ΤΟΤΕΕ 1) (για χαµηλές θερµοκρασίες θερµικού µέσου οι απώλειες είναι 0). Ως τερµατικές µονάδες επιλέγονται fan coils βαθµού απόδοσης 0.96 (σελ 103 ΤΟΤΕΕ 1 και ως βοηθητικές µονάδες κυκλοφορητές ισχύος 0.5kW.(από κατασκευαστή)

75 Eναλλακτικά σενάρια: Για το σύστηµα ψύξης χρησιµοποιήθηκε το ίδιο σύστηµα µε το προηγούµενο σενάριο. Για το Ζεστό Νερό Χρήσης χρησιµοποιήθηκε η ίδια αντλία θερµότητας Για το δίκτυο διανοµής και το σύστηµα αποθήκευσης χρησιµοποιείται το ίδιο σύστηµα µε το προηγούµενο σενάριο Για τον ηλιακό συλλέκτη χρησιµοποιήθηκε το ίδιο σύστηµα µε το προηγούµενο σενάριο Με ανάλυση των αποτελεσµάτων το κτίριο που µελετήσαµε ανήκει στην ενεργειακή κατηγορία Β+ κι η αντίστοιχη κατανάλωσή του είναι 124,5 kw/ m2.

76

77 Eναλλακτικά σενάρια: Προσθέτοντας ανεµιστήρες οροφής στο αρχικό σενάριο (µε κατανάλωση 185,9 kwh/m2) παρατηρείται µείωση της κατανάλωσης µόνο µετά τον 3 ανεµιστήρα (183,5 Κwh/m2) η οποία φτάνει έως και 176,3 Κwh/m2 στη περίπτωση των 5. Από εκεί και πάνω ή κατανάλωση επιστρέφει στην αρχική περίπτωση.

78 Eναλλακτικά σενάρια: Κατηγορίες διατάξεων ελέγχου & αυτοµατισµών (σελ ΤΟΤΕΕ 1) Τύπου Δ Τύπου Γ Τύπου Α

79 Eναλλακτικά σενάρια: Σύμφωνα με πίνακα 3.4 α και 3.4β της ΤΟΤΕΕ 1 για αδιαφανή δομικά στοιχεία χωρίς θερμομονωτική προστασία έχουμε: U τοιχοποιίας = 2,2 [W/m 2 *K)] U φέροντος οργανισμού = 3,4 [W/m 2 *K)] U δώματος = 3,05 [W/m 2 *K)] U πλάκα δαπέδου (σε επαφή με έδαφος) = 3,10 [W/m 2 *K)] Για να πετύχουμε τα όρια που θέτει ο νέος ΚΕΝΑΚ δηλαδή U τοιχοποιίας < 0,5 U φέροντος οργανισμού < 0,5 U δώματος < 0,45 U δαπέδου σε επαφή με έδαφος < 0,9

80 Eναλλακτικά σενάρια: Προσθέτουμε μόνωση στα δομικά στοιχεία με πάχη όπως φαίνονται παρακάτω Θερμοπρόσοψη με 5 cm πολυστερίνη Θερμομόνωση ταράτσας με 7 cm πολυστερίνη Θερμομόνωση δαπέδου με 3 cm πολυστερίνη Με τις παρεμβάσεις αυτές εξάγουμε τα έξης αποτελέσματα: U τοιχοποιίας = 0,48 < 0,5 U φέροντος οργανισμού = 0,58 U δώματος 0,43 < 0,45 U δαπέδου σε επαφή με έδαφος 0,85 < 0,9

81 Eναλλακτικά σενάρια: Αντικατάσταση κουφωμάτων με θερμοδιακοπτόμενα αλουμινίου με διπλό υαλοστάσιο μεταλλικό με θερμοδιαστολή 12 εκ. Ποσοστό πλαισίου 20% δίδυμο υαλοπίνακα με διάκενο αέρα 20 εκ. U- value= 3,6

82 Eναλλακτικά σενάρια: ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ ΛΕΒΗΤΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ (με ισχύ για μικρές κατοικίες 50 KW) Για κτίριο αναφοράς (ισχύς = 0) :Πηγή ενέργειας (πετρέλαιο θέρμανσης),συντελεστής επίδοσης (COP = 1), μηνιαίο ποσοστό κάλυψης (Νοέμβριος- Μάρτιος =1), (βαθμός απόδοσης 0.935), με δίκτυο διανομής θερμού μέσου (βαθμού απόδοσης 0.95), τερματικές μονάδες (βαθμού απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύος 0.1 W/m2). Για νέους λέβητες (ανάλογα με τον κατασκευαστή) : Πηγή ενέργειας (πετρέλαιο θέρμανσης), συντελεστής επίδοσης (COP = 1), μηνιαίο ποσοστό κάλυψης (Νοέμβριος- Μάρτιος =1), (βαθμός απόδοσης 0.95), με δίκτυο διανομής θερμού μέσου (βαθμού απόδοσης 0,95), τερματικές μονάδες (βαθμού απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύος 0.1 W/m2).

83 Eναλλακτικά σενάρια: ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ Για παλαιούς λέβητες : Πηγή ενέργειας (πετρέλαιο θέρμανσης), συντελεστής επίδοσης (COP = 1), μηνιαίο ποσοστό κάλυψης (Νοέμβριος- Μάρτιος =1), (βαθμός απόδοσης 0.88), με δίκτυο διανομής θερμού μέσου (βαθμού απόδοσης 0.89), τερματικές μονάδες (βαθμού απόδοσης 0.89) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύος 0.1 W/m2). Τοπικές αντλίες θερμότητας (ισχύς 3.52 kw ή btu) Κλιματιστικά παλαιότητας :Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός), συντελεστής επίδοσης (COP = 1), μέσο μηνιαίο βαθμό κάλυψης (Νοέμβριος- Μάρτιος =1), με δίκτυο διανομής (βαθμού απόδοσης 0.95 ), τερματικά (βαθμού απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες (ισχύος 0 W/m2).

84 Eναλλακτικά σενάρια: ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΨΥΞΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΩΝ Τοπικές αντλίες θερμότητας (ισχύς 3.52 kw ή btu) Για κτίριο αναφοράς (ισχύς = 0) :Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός), δείκτη αποδοτικότητας(eer= 3) και μέσο μηνιαίο βαθμό κάλυψης (Ιούνιος- Σεπτέμβριος =0.5), με δίκτυο διανομής (βαθμού απόδοσης 0.95), τερματικά (βαθμού απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες (ισχύος 0 W/m2). Για νέα κλιματιστικά :Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός), δείκτη αποδοτικότητας(eer= 3.2) και μέσο μηνιαίο βαθμό κάλυψης (Ιούνιος- Σεπτέμβριος =0,5), με δίκτυο διανομής (βαθμού απόδοσης 0.95 ), τερματικά (βαθμού απόδοσης 0.95) και βοηθητικές μονάδες (ισχύος 0 W/m2). Kλιματιστικά παλαιότητας :Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός), δείκτη αποδοτικότητας(eer= 2.0) και μέσο μηνιαίο βαθμό κάλυψης (Ιούνιος- Σεπτέμβριος =0,5), με δίκτυο διανομής (βαθμού απόδοσης 0.95 ), τερματικά (βαθμού απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες (ισχύος 0 W/m2).

85 Eναλλακτικά σενάρια: Λέβητας πετρελαίου Πηγή ενέργειας (πετρέλαιο),(βαθμός απόδοσης 0.935), ισχύς 50 KW, μηνιαία κάλυψη (Ιανουάριος- Δεκέμβριος =1) (δίκτυο διανομής θερμού μέσου το οποίο διέρχεται πάντα από εσωτερικούς χώρους του κτιρίου με βαθμό απόδοσης 0,776, αποθήκευση (βαθμός απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύς 0.05 W/m2). Τοπικός θερμαντήρας (περισσότερες κατοικίες) Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός),(βαθμός απόδοσης 1.0), ισχύς 4KW, μηνιαία κάλυψη (Ιανουάριος- Δεκέμβριος =1) (δίκτυο διανομής (βαθμό απόδοσης 1), αποθήκευση (βαθμός απόδοσης 0.98) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύς 0 W/m2).

86 Eναλλακτικά σενάρια: Τοπικός θερμαντήρας με απλό επίπεδο ηλιακό συλλέκτη Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός),(βαθμός απόδοσης 1.0), μηνιαία κάλυψη (Ιανουάριος- Δεκέμβριος =1) (δίκτυο διανομής (βαθμό απόδοσης 1), αποθήκευση (βαθμός απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύς 0 W/m2).Συντελεστής αξιοποίησης ηλιακής ακτινοβολίας (Συνα = 0.344) Τοπικός θερμαντήρας με επιλεκτικό επίπεδο ηλιακό συλλέκτη Πηγή ενέργειας (ηλεκτρισμός),(βαθμός απόδοσης 1.0), μηνιαία κάλυψη (Ιανουάριος- Δεκέμβριος =1) (δίκτυο διανομής (βαθμό απόδοσης 1),αποθήκευση (βαθμός απόδοσης 0.93) και βοηθητικές μονάδες ( ισχύς 0 W/m2).Συντελεστής αξιοποίησης ηλιακής ακτινοβολίας (Συνα = 0.369)

87 Ευχαριστώ για την προσοχή σας Μενέλαος Ξενάκης Αρχιτέκτων Πανεπιστημίου Φλωρεντίας Msc University College of London Υπ. Διδάκτωρ Σχολής Πολ. Μηχ. του Ε.Μ.Π. Web page Blog: hvp://energeiakoi.blogspot.com e- mail: