DICOM: Νέα υλικά για παλιά προβλήματα

Transcript

1 Ημερίδα «Καινοτόμα Δομικά Υλικά Υψηλής Ενεργειακής Απόδοσης», Θεσσαλονίκη DICOM: Νέα υλικά για παλιά προβλήματα Άγις Μ.Παπαδόπουλος Εργαστήριο Κατασκευής Συσκευών Διεργασιών, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Α.Π.Θ.

2 Η πρόκληση: Κτίρια μηδενικού (αν όχι πλεονασματικού) ισοζυγίου * * 2010/31/ΕΚ Άρθρο 9 1. Τα κράτη μέλη μεριμνούν ώστε: α) μετά τις 31 Δεκεμβρίου 2018 τα νέα κτίρια που στεγάζουν δημόσιες αρχές ή είναι ιδιοκτησία τους β) μετά τις 31 Δεκεμβρίου 2020 όλα τα νέα κτίρια οφείλουν να αποτελούν κτίρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας.

3 Το ζητούμενο: Η στρατηγική Αρχιτεκτονικός Σχεδιασμός Θέση Ογκοπλασία Προσανατολισμός Ανοίγματα Θερμομόνωση Οροφή Μηχανολογικός Σχεδιασμός Θέρμανση Ψύξη Αερισμός Φωτισμός Συσκευές Αυτοματισμοί ΑΠΕ Ηλιακά θερμικά Γεωθερμία Βιομάζα Φωτοβολταϊκά Micro Ανεμογεννήτριες

4 Οι δυσκολίες και οι προοπτικές

5 Θερμομόνωση Ολοκληρωμένα συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης, Χρώμα Δυνατότητα αεριζόμενης όψης Smart Coatings (cool coatings, PCM coatings, PVs) Δυνατότητα μείωσης κατανάλωσης 40% - 80% στο δομικό στοιχείο 30%-45% στο κτίριο

6 Θερμομόνωση Η ελληνική αγορά Η ευρωπαϊκή αγορά Οι λόγοι γι αυτήν τη διαφοροποίηση είναι αρκετοί και όχι πάντα προφανείς: Η πρακτική της δικέλυφης τοιχοποιίας με τη θερμομόνωση στον πυρήνα και, ταυτόχρονα, με τη χρήση θερμομόνωσης στον ξυλότυπο των στοιχείων σκυροδέματος, σε συνδυασμό με τα σχετικά μικρά πάχη υλικού, διαμόρφωσαν ένα προνομιακό πεδίο εφαρμογής των αφρωδών υλικών. Η απουσία επί μακρόν παραγωγού ινώδους υλικού στην Ελλάδα. Η αξία του branding, καθώς η εξηλασμένη πολυστερίνη για περισσότερα από 20 χρόνια θεωρείται ως ένα premium θερμομονωτικό υλικό. Ωστόσο, οι τεχνολογικές εξελίξεις είναι ταχύτατες: Η αύξηση της απαίτησης για θερμική προστασία από τον ΚΕΝΑΚ, οδήγησε σε μεγαλύτερα πάχη υλικών και στην αποδοχή επιτέλους της λύσης των Συστημάτων Εξωτερικής Θερμομόνωσης.

7 Νέες ανάγκες, νέα υλικά 1. Η ανάγκη αντιμετώπισης του προβλήματος της υπερθέρμανσης των κτιρίων το καλοκαίρι. 2. Η ανάγκη παρέμβασης στα υφιστάμενα κτίρια. Συνδυασμένη αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων ενός θερμομονωτικού και ενός ψυχρού υλικού. Δομικά στοιχεία Κατακόρυφα δομικά στοιχεία Οριζόντια δομικά στοιχεία Σύνθετο σύστημα εξωτερικής θερμομόνωσης με εξηλασμένη πολυστερίνη και τελική επικάλυψη φωτοκαταλυτικού επιχρίσματος Θερμομόνωση αντεστραμμένου δώματος με κεραμικό πλακίδιο πλήρους επικολλημένο σε εξηλασμένη πολυστερίνη

8 Πανεπιστημιακά εργαστήρια ΑΠΘ, ΕΚΠΑ ΓΓΕΤ ΕΥΔΕ-ΕΤΑΚ Προϊόν Βιομηχανία Fibran Κατασκευαστής ΔΟΜΟΤΕΧΝΙΚΗ Διάρκεια έργου: 40 μήνες ( ) Προϋπολογισμός: , με δημόσια δαπάνη (51%)

9 Δομή έργου Βασική έρευνα: Σχεδιασμός υλικού και προσδιορισμός επιθυμητών ιδιοτήτων Σχεδιασμός παραγωγικής διαδικασίας και δοκιμαστική παραγωγή Εργαστηριακές μετρήσεις υλικών Κανονική παραγωγή Τοποθέτηση σε πραγματικό κτίριο Μετρήσεις πεδίου και συνολική αξιολόγηση Παραγωγή υλικού τεκμηρίωσης Διάχυση αποτελεσμάτων

10 Το αποτέλεσμα: Μία οικογένεια προϊόντων Κι ακόμη: διερευνήθηκαν χωρίς όμως να κριθεί σκόπιμο να παραχθούν: Σύνθετο υλικό για το δώμα με επικόλληση φωτοβολταϊκού στοιχείου. Σύνθετο υλικό για την τοιχοποιία με επικόλληση τεχνητής πέτρας.

11 Με πολύ ενδιαφέρουσες ιδιότητες: Θερμοφυσικές (θερμική αγωγιμότητα λ, αντίσταση στη διάχυση υδρατμών μ) Μηχανικές (διαστατική σταθερότητα, αντοχή στη θλίψη) Ανακλαστικότητας Περιβαλλοντικές (κατά την παραγωγή αλλά και όλο τον κύκλο ζωής) αλλά και «Εύκολες» στην παραγωγή και εύχρηστες στο εργοτάξιο

12 Στην πράξη:

13 Το έργο DICOM Τα αποτελέσματα: Δώμα με ψυχρό θερμομονωτικό υλικό Δώμα με κοινό σύνθετο υλικό Συμβατικό δώμα με επικάλυψη ασφαλτική μεμβράνη

14 Τα αποτελέσματα: Σημαντική μείωση στην ενεργειακή δαπάνη 400 ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΠΟΛΥΚΑΤΟΙΚΙΑ 45 ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΨΥΞΗ ΠΟΛΥΚΑΤΟΙΚΙΑ kwh/m kwh/m Α Β Γ Δ ΖΩΝΗ Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θερμομονωμένο 0 Α Β Γ Δ ΖΩΝΗ Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θερμομονωμένο Μείωση κατανάλωσης από 75 έως 65% Μείωση κατανάλωσης από 42 έως 32% Δυνατότητα επίτευξης τιμών πολύ κοντά στο επίπεδο του κτιρίου αναφοράς. Αναβάθμιση κατά 2 έως 3 κατηγορίες (από Ζ σε Β/Γ ή από Η σε Γ)

15 Τα αποτελέσματα: Σημαντική μείωση στην ενεργειακή δαπάνη ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΑ 60 ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΨΥΞΗ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΑ kwh/m kwh/m Α Β Γ Δ ΖΩΝΗ 0 Α Β Γ Δ ΖΩΝΗ Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θερμομονωμένο Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον Κτίριο Θερμομονωμένο Μείωση κατανάλωσης από 78 έως 68% Μείωση κατανάλωσης από 38 έως 27% Δυνατότητα επίτευξης τιμών πολύ κοντά στο επίπεδο του κτιρίου αναφοράς. Αναβάθμιση κατά 3 κατηγορίες (από Ζ σε Β ή από Η σε Γ)

16 Τα αποτελέσματα: Βελτίωση της θερμικής άνεσης

17 Συμπεράσματα Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη καινοτόμων προϊόντων δεν μπορεί να είναι πετυχημένος, αν δεν δίνουν αποτελεσματικές λύσεις στα καταγεγραμμένα προβλήματα της ενεργειακής συμπεριφοράς των ελληνικών (και όχι μόνο) κτιρίων. Στο διάστημα που μεσολάβησε από τη σύλληψη του έργου ως την ολοκλήρωσή του ( ), στα ενεργειακά και άλλα τεχνικά προβλήματα προστέθηκε το δυσμενές οικονομικό περιβάλλον, τα οποίο δυσκόλεψε την υλοποίηση του προγράμματος, αλλά βεβαίως ακόμη περισσότερο τη λειτουργία του κλάδου των κατασκευών. Παρά τις δυσμενείς συνθήκες το έργο ολοκληρώθηκε, έχοντας ως κύριο παραδοτέο του μία κατηγορία νέων υλικών, έτοιμη να βρει το δρόμο της προς την αγορά.

18 Συμπεράσματα Όπως προέκυψε από τις εργαστηριακής δοκιμές, τα υλικά πληρούν τις απαιτήσεις τόσο των κανονισμών και προτύπων, όσο και τους στόχους που είχαν τεθεί κατά το σχεδιασμός τους. Όπως προέκυψε από τα αποτελέσματα των μετρήσεων πεδίου, αλλά και των θεωρητικών υπολογισμών, τα υλικά μπορούν να συμβάλλουν σημαντικά στη μείωση των ενεργειακών αναγκών των κτιρίων, με την αντίστοιχη συνεπαγόμενη μείωση των λειτουργικών δαπανών. Παράλληλα, συμβάλλουν ουσιαστικά στη βελτίωση των συνθηκών θερμικής άνεσης που επικρατούν στο εσωτερικό των κτιρίων. Τα οφέλη αυτά μεγιστοποιούνται κατά την εφαρμογή σε παλιές, μη μονωμένες κατασκευές, η ενεργειακή κατάταξη των οποίων αναβαθμίζεται κατά 2 έως 3 κατηγορίες. Όπως δε έδειξε και η εφαρμογή τους σε πραγματικές συνθήκες, είναι εύχρηστα κατά την παραγωγή, μεταφορά, αποθήκευση και τοποθέτηση

19 Συμπεράσματα Η συνεργασία για τριάμισι περίπου έτη δύο πανεπιστημιακών εργαστηρίων, μίας βιομηχανίας παραγωγής θερμομονωτικών υλικών και μίας κατασκευαστικής εταιρείας, έδειξε ότι τα οφέλη της συντονισμένης, διακλαδικής προσπάθειας στον τομέα της έρευνας είναι μεγάλα, πολύπλευρα και κοινά. Το όλον είναι μεγαλύτερο από το άθροισμα των μερών του.