Η ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων ως παράµετρος διαµόρφωσης του κτιριακού κελύφους Κατερίνα Τσικαλουδάκη

Transcript

1 Η ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων ως παράµετρος διαµόρφωσης του κτιριακού κελύφους Κατερίνα Τσικαλουδάκη Κατερίνα Τσικαλουδάκη ρ πολιτικός µηχανικός, λέκτορας Εργαστήριο Οικοδοµικής και Φυσικής των Κτιρίων Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ.

2

3

4

5

6 ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ Ο ΗΓΙΑ 2002/91/ΕΚ

7 ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ Ο ΗΓΙΑ 2002/91/ΕΚ Σχέδιο κανονισµού για την ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων Κ.Εν.Α.Κ. Μελέτη ενεργειακής απόδοσης κελύφους Μελέτη ενεργειακής απόδοσης ΗΜ εγκαταστάσεων Ενεργειακή επιθεώρηση

8 ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ Ο ΗΓΙΑ 2002/91/ΕΚ Σχέδιο κανονισµού για την ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων Κ.Εν.Α.Κ.

9 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο πόλης Σε επίπεδο ελεύθερων χώρων Σε επίπεδο κτιρίου θέρµανση φωτισµός δροσισµός

10 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο πόλης Υλικά αστικού ιστού: αποθήκες θερµότητας; Άνεµος: εκτροπή από κτίρια, ρύποι Γεωµετρία αστικού ανάγλυφου υλικά στο αστικό περιβάλλον ζώνες πρασίνου χάραξη οδικών αξόνων χωροθέτηση λειτουργιών προσανατολισµός κτιρίων ηλιασµός σκιασµός κτιρίων ιαµόρφωση συνθηκών άνεσης θάµβωση θόρυβος

11 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο πόλης Υλικά αστικού ιστού: αποθήκες θερµότητας; Άνεµος: εκτροπή από κτίρια, ρύποι Γεωµετρία αστικού ανάγλυφου υλικά στο αστικό περιβάλλον ζώνες πρασίνου χάραξη οδικών αξόνων χωροθέτηση λειτουργιών προσανατολισµός κτιρίων ηλιασµός σκιασµός κτιρίων ιαµόρφωση συνθηκών άνεσης θάµβωση θόρυβος

12 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο πόλης Υλικά αστικού ιστού: αποθήκες θερµότητας; Άνεµος: εκτροπή από κτίρια, ρύποι Γεωµετρία αστικού ανάγλυφου υλικά στο αστικό περιβάλλον ζώνες πρασίνου χάραξη οδικών αξόνων χωροθέτηση λειτουργιών προσανατολισµός κτιρίων ηλιασµός σκιασµός κτιρίων ιαµόρφωση συνθηκών άνεσης θάµβωση θόρυβος

13 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο πόλης Υλικά αστικού ιστού: αποθήκες θερµότητας; Άνεµος: εκτροπή από κτίρια, ρύποι Γεωµετρία αστικού ανάγλυφου υλικά στο αστικό περιβάλλον ζώνες πρασίνου χάραξη οδικών αξόνων χωροθέτηση λειτουργιών προσανατολισµός κτιρίων ηλιασµός σκιασµός κτιρίων ιαµόρφωση συνθηκών άνεσης θάµβωση θόρυβος

14 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο ελεύθερων χώρων Ηλιασµόςσκιασµός υπαίθριων χώρων Έλεγχος της κίνησης του αέρα παρόδια κτίρια βλάστηση ηλιοπροστατευτικές διατάξεις εκτροπή ψυχρών ανέµων «απαγωγή» θερµών µαζών Εξατµιστικός δροσισµός υδάτινες επιφάνειες Επιλογή κατάλληλων υλικών επίστρωσης υψηλό albedo

15 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο ελεύθερων χώρων Ηλιασµόςσκιασµός υπαίθριων χώρων Έλεγχος της κίνησης του αέρα παρόδια κτίρια βλάστηση ηλιοπροστατευτικές διατάξεις εκτροπή ψυχρών ανέµων «απαγωγή» θερµών µαζών Εξατµιστικός δροσισµός υδάτινες επιφάνειες Επιλογή κατάλληλων υλικών επίστρωσης υψηλό albedo

16 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο ελεύθερων χώρων Ηλιασµόςσκιασµός υπαίθριων χώρων Έλεγχος της κίνησης του αέρα παρόδια κτίρια βλάστηση ηλιοπροστατευτικές διατάξεις εκτροπή ψυχρών ανέµων «απαγωγή» θερµών µαζών Εξατµιστικός δροσισµός υδάτινες επιφάνειες Επιλογή κατάλληλων υλικών επίστρωσης υψηλό albedo

17 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο ελεύθερων χώρων Ηλιασµόςσκιασµός υπαίθριων χώρων Έλεγχος της κίνησης του αέρα παρόδια κτίρια βλάστηση ηλιοπροστατευτικές διατάξεις εκτροπή ψυχρών ανέµων «απαγωγή» θερµών µαζών Εξατµιστικός δροσισµός υδάτινες επιφάνειες Επιλογή κατάλληλων υλικών επίστρωσης υψηλό albedo

18 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο ελεύθερων χώρων Ηλιασµόςσκιασµός υπαίθριων χώρων Έλεγχος της κίνησης του αέρα παρόδια κτίρια βλάστηση ηλιοπροστατευτικές διατάξεις εκτροπή ψυχρών ανέµων «απαγωγή» θερµών µαζών Εξατµιστικός δροσισµός υδάτινες επιφάνειες Επιλογή κατάλληλων υλικών επίστρωσης υψηλό albedo

19 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο κτιρίου χειµώνας θέρµανση φωτισµός δροσισµός Μείωση θερµικών απωλειών Αύξηση ηλιακών κερδών ισχυρή θερµοµόνωση κουφώµατα υψηλής τεχνολογίας έλεγχος απωλειών αερισµού εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας µε διάφορες τεχνικές ενταγµένες στο νότο µε αποδεκτή απόκλιση ο

20 Παρεµβάσεις για τη βελτίωση της αποδοτικότητας Σε επίπεδο κτιρίου καλοκαίρι θέρµανση φωτισµός δροσισµός «Αύξηση» θερµικών απωλειών Μείωση ηλιακών κερδών θερµική µάζα στα δοµικά στοιχεία ενίσχυση νυχτερινού αερισµού χρήση υδάτινου στοιχείου αποτελεσµατική σκίαση του κελύφους υαλοπίνακες υψηλής τεχνολογίας χρήση υλικών υψηλής ανακλαστικότητας χρήση θερµοχωρητικότητας εδάφους

21 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους Μορφή του κτιρίου Κτίρια «αµυντικά εσωστρεφή» µε λογικά σε επιφάνεια ανοίγµατα DEFENSIVE BUILDIND AGGRESSIVE BUILDIND Κτίρια «επιθετικά εξωστρεφή» µε µεγάλες γυάλινες επιφάνειες

22 Κτίρια «επιθετικά εξωστρεφή» Επιθυµητόςονότιοςπροσανατολισµός. ο προσανατολισµός. Χρήση της νότιας όψης για συλλογή τηςηλιακήςενέργειας. ηλιακής Εφαρµογή ενεργητικών ή παθητικών ηλιακών συστηµάτων. Μελέτη παρόδιων κτιρίων για έλεγχο σκιασµού. Φυλλοβόλαδέντραστηννότιαόψη. νότια όψη. οµικά στοιχεία µε υψηλή θερµοχωρητικότητα. Νυχτερινή προστασία ανοιγµάτων. Προτιµότερη η σταθερή λειτουργία τωνκτιρίων.

23 Κτίρια «αµυντικά εσωστρεφή» Ενίσχυση της θερµοµόνωσης των εξωτερικών δοµικών στοιχείων. Κουφώµατα µε χαµηλό συντελεστή «U-value».

24 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους Θερµική προστασία Αυξάνει τη θερµική άνεση στους εσωτερικούς χώρους, µειώνει την πιθανότητα συµπύκνωσης των υδρατµών στις επιφάνειες του κτιρίου, µε την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχουν θερµογέφυρες, µειώνει το κόστος λειτουργίας του κτιρίου λόγω των εξοικονοµήσεων σε ενέργεια, διασφαλίζει τη διατήρηση των θερµικών ηλιακών κερδών για περισσότερο χρόνο στο εσωτερικό του κτιρίου.

25 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους Θερµική προστασία E ne rgy s a v ing % Thermal ins ulation of roof Thicknes s of thermal ins ulation layer in cm Μεγάλη ενίσχυση της θερµικής προστασίας δεν επιφέρει αντίστοιχη εξοικονόµηση ενέργειας Th e rma l in s u la tio n o f e x te rn a l w a lls T h ic k n e s s o f th e rm a l in s u la tio n la ye r in c m Thermal ins ulation of roof over pilotis 20 1,4 1,2 Thermal ins ulation of ground floor Energy s av ing % ,5 5 7, Thicknes s of thermal ins ulation layer in cm Energy s av ing % 1 0,8 0,6 0,4 0, Thicknes s of thermal ins ulation layer in cm

26 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους Θερµογέφυρες Θερµική προστασία EXTERNAL FABRIQUE armed concrete brickwork insulation plaster armed concrete brickwork insulation plaster

27 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους υαλοπίνακες για τον έλεγχο των εσωκλιµατικών συνθηκών διαφανή στοιχεία κελύφους Συµβατικός διπλός υαλοπίνακας Ανακλαστικός υαλοπίνακας Τύπος υαλοπίνακα U-value SHGC Tv Συµβατικός διπλός υαλοπίνακας Ανακλαστικός υαλοπίνακας 2,7 W/m 2 K ,7 W/m 2 K * * * ανάλογα µε το χρωµατισµό

28 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους υαλοπίνακες για τον έλεγχο των εσωκλιµατικών συνθηκών διαφανή στοιχεία κελύφους Συµβατικός διπλός υαλοπίνακας Ανακλαστικός υαλοπίνακας Υαλοπίνακας χαµηλής «εκπεµψιµότητας» (low-e) Τύπος υαλοπίνακα U-value SHGC Tv Συµβατικός διπλός υαλοπίνακας Ανακλαστικός υαλοπίνακας 2,7 W/m 2 K ,7 W/m 2 K * * Υαλοπίνακας χαµ. εκπεµψιµότητας (low( low-e) e) W/m 2 K** * ανάλογα µε το χρωµατισµό ** πλήρωση διακένου µε αέρα ή ευγενές αέριο

29 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους υαλοπίνακες για τον έλεγχο των εσωκλιµατικών συνθηκών διαφανή στοιχεία κελύφους Συµβατικός διπλός υαλοπίνακας 1,65 Ανακλαστικός υαλοπίνακας Υαλοπίνακας χαµηλής «εκπεµψιµότητας» (low-e) Υαλοπίνακας φασµατικά επιλεκτικός (spectrally selective) Τύπος υαλοπίνακα U-value SHGC Tv Συµβατικός διπλός υαλοπίνακας Ανακλαστικός υαλοπίνακας 2,7 W/m 2 K ,7 W/m 2 K * * Υαλοπίνακας χαµ. εκπεµψιµότητας (low( low-e) e) W/m 2 K** Υαλοπίνακας φασµατικά επιλεκτικός W/m 2 K** * ανάλογα µε το χρωµατισµό ** πλήρωση διακένου µε αέρα ή ευγενές αέριο Ενδεικτικές τιµές, πηγή: Pilkington

30 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους θερµική συµπεριφορά κουφωµάτων διαφανή στοιχεία κελύφους

31 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους έλεγχος των κλιµατικών συνθηκών διαφανή στοιχεία κελύφους Ηεπιρροή της νυχτερινής µόνωσης

32 Η διαµόρφωση του κτιριακού κελύφους έλεγχος των κλιµατικών συνθηκών διαφανή στοιχεία κελύφους

33 Το κτιριακό δυναµικό της Ελλάδας Number of buildings x Κανονισµός θερµοµόνωσης κτιρίων Number of buildings before % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Year of construction total reinforced concrete after 1996 under construction brick mas onry 21% w ood 1% s tone mas onry 34% s tone mas onry 11% URBAN AREAS RURAL AREAS reinforce d conc rete 67% reinforced concrete 31% w ood 0% 10% 0% >86 >60 >45 >35 >25 Age of buildings >20 >15 >10 (base year: 2001) brick mas onry 35%

34 Το κτιριακό δυναµικό της Ελλάδας 35,0% 30,0% 30,40% 25,0% 20,0% 15,0% 12,70% 10,0% 5,0% 0,0% Μόνω ση δώ µατος Μόνω ση πυλωτής 1,50% Μόνω ση δαπ έδου 5,10% Μόνω ση τοιχοπ οιϊώ ν 2,10% 4,20% ιπ λά τζάµια Μόνω ση σω λην.εγκατ.

35 Το κτιριακό δυναµικό της Ελλάδας Kwh/m 2 ετησίως Κτίρια χαµηλού ύψους Τετραώροφα κτίρια Πολυώροφα κτίρια 65 Στόχος

36 Το κτιριακό δυναµικό της Ελλάδας Ποσοστιαία συµµετοχή των απωλειών αγωγιµότητας από τα δοµικά στοιχεία και των απωλειών αερισµού στις συνολικές θερµικές απώλειες των υφισταµένων αµόνωτων κτιρίων από 1-8 ορόφους στην Γ! Κλιµατική Ζώνη Θερµικές Απώλειες µε αγωγιµότητα και αερισµό (%) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 12,52 2,06 16,17 18,44 19,99 3,02 21,12 21,98 22,65 23,19 3,62 9,89 4,03 9,56 4,32 9,35 4,55 4,72 9,23 4,87 9,11 14,29 9,03 8,96 8,92 30,45 31,51 32,19 32,66 25,7 26,51 27,16 30,35 23,28 18,89 15,93 13,72 12,06 10,77 9,72 22,19 17,02 13,81 11,65 10,03 8,82 7,87 7,11 12,23 14,43 15,98 17,03 17,86 18,51 19,03 8,7 1-όροφος 2-όροφοι 3-όροφοι 4-όροφοι 5-όροφοι 6-όροφοι 7-όροφοι 8-όροφοι Αερισµός ώµα άπ εδο Ανοίγµατα Τίτλος άξονα οκοί-τοιχεία Υπ οστηλώµατα οπ τοπ λινθοδοµή

37 ιαµόρφωση του κτιριακού κελύφους & ενέργεια ii ii iii Μορφή του κτιρίου Κτιριακοί όγκοι & ηλιασµός Αερισµός χώρων: διαµπερής ή µονόπλευρος Tall building good or sufficient sun exposure Solid tall building No 1 : insufficient sun exposure

38 ιαµόρφωση του κτιριακού κελύφους & ενέργεια iv v vi Σύστηµα δόµησης: συνεχές ή πανταχόθεν ελεύθερο; Εκµετάλλευση του εδάφους Προσανατολισµός κτιρίου διαµόρφωση ανοιγµάτων

39 Η ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων ως παράµετρος διαµόρφωσης του κτιριακού κελύφους Κατερίνα Τσικαλουδάκη Κατερίνα Τσικαλουδάκη ρ πολιτικός µηχανικός, λέκτορας Εργαστήριο Οικοδοµικής και Φυσικής των Κτιρίων Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ.