Σχεδιασμός και αξιολόγηση παρεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας σε κτίρια γραφείων το κτίριο διοίκησης του ΚΑΠΕ

Transcript

1 Σχεδιασμός και αξιολόγηση παρεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας σε κτίρια γραφείων το κτίριο διοίκησης του ΚΑΠΕ Ανδρέας Ανδρουτσόπουλος, Βίκυ Σαγιά Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας, 19 ο χλμ Λεωφόρου Μαραθώνος, Πικέρμι Αττικής Ιφιγένεια Θεοδωρίδου Fachgebiet Energieeffizientes Bauen, Architektur Fakultät, Technische Universität Darmstadt, Deutschland Χριστίνα Κωνσταντινίδου, Άγις Μ. Παπαδόπουλος Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο νόμος για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, και ο Κ.Εν.Α.Κ. (Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων) στοχεύουν στην αναβάθμιση τόσο των νεόδμητων όσο και των υφιστάμενων κτιρίων. Η εν λόγω εργασία παρουσιάζει το παράδειγμα μελέτης των δυνατοτήτων βελτίωσης της ενεργειακής συμπεριφοράς του κτιρίου διοίκησης του ΚΑΠΕ. Στο πλαίσιο της εργασίας παρουσιάζονται η μελέτη που έγινε για τις δυνατότητες παρέμβασης και τα εκτιμώμενα αποτελέσματα, αλλά και αναλυτικά οι εργασίες αναβάθμισης. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αξιολόγησης των παρεμβάσεων σύμφωνα με τον Κ.Εν.Α.Κ, ενώ εξετάζεται η βαρύτητα κάθε μεμονωμένου μέτρου ενεργειακής αναβάθμισης και η επίδραση που έχει στο συνολικό ενεργειακό ισοζύγιο, τόσο με τη βοήθεια του λογισμικού ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ. Ακόμη, παρουσιάζονται οι μετρηθείσες ενεργειακές καταναλώσεις του κτιρίου, πριν και μετά τις παρεμβάσεις, καθώς και αποτελέσματα μετρήσεων που έγιναν για την καταγραφή των εσωκλιματικών συνθηκών, ώστε να καταδειχτεί η σημασία των παρεμβάσεων για τη θερμική άνεση στο εσωτερικό του κτιρίου. Τέλος, γίνεται η οικονομοτεχνική αξιολόγηση των παρεμβάσεων και της επιτυγχανόμενης εξοικονόμησης. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Είναι γεγονός ότι η ενεργειακή αναβάθμιση του κτιριακού αποθέματος αποτελεί κύρια προτεραιότητα της ευρωπαϊκής αλλά και της εθνικής ενεργειακής πολιτικής (Οδηγία 2002/91/ΕΚ, Οδηγία 2010/31/ΕΕ, Ν. 3661/ ). Το 2007 στο πλαίσιο υιοθέτησης της ευρωπαϊκής οδηγίας για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων στην Ελλάδα το ΚΑΠΕ θέλησε να λειτουργήσει

2 υποδειγματικά για τα κτίρια του δημόσιου και ιδιωτικού τομέα και αποφάσισε να διερευνήσει την ανακαίνιση / επισκευή του παλαιότερου και πιο ενεργοβόρου κτιρίου των εγκαταστάσεών του. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιασθούν τα αποτελέσματα της ενεργειακής αναβάθμισης του κτιρίου διοίκησης του ΚΑΠΕ τόσο από πλευράς μετρήσεων όσο και από πλευράς υπολογιστικής προσέγγισης. Επιπρόσθετα, πραγματοποιείται σύγκριση στοιχείων μετρήσεων και υπολογισμένων ενεργειακών αναγκών πριν και μετά τις επεμβάσεις. 2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΤΙΡΙΟΥ Το κτίριο κατασκευάσθηκε το 1986 ως κτίριο κατοικίας και το 1992 ήρθε στην ιδιοκτησία του ΚΑΠΕ με παράλληλη αλλαγή χρήσης του σε κτίριο γραφείων. Βρίσκεται στην περιοχή του Πικερμίου, στην Αττική και ανήκει στη Β κλιματική ζώνη. Το κτίριο είναι τριώροφο (ισόγειο και δύο όροφοι), ορθογωνικής κάτοψης, με τη μεγάλη του πλευρά κατά τον άξονα βορρά νότου με απόκλιση 20 ο προς τη Δύση και πανταχόθεν ελεύθερο (Σχήμα 1). Η συνολική επιφάνεια του κτιρίου είναι 1400 m 2. Στο κτίριο εργάζονται 105 άτομα και δέχεται καθημερινά επισκέπτες, ο αριθμός των οποίων κυμαίνεται από 20 έως 30 άτομα. Το κτίριο λειτουργεί καθ όλη τη διάρκεια του έτους και ώρες λειτουργίας από τις 08:00 το πρωί έως τις 20:00 το βράδυ. Σχήμα 1. Το κτίριο διοίκησης του ΚΑΠΕ - κεντρική είσοδος. Ο φέρων οργανισμός του κτιρίου είναι από οπλισμένο σκυρόδεμα, ενώ ως στοιχεία πλήρωσης έχουν χρησιμοποιηθεί οπτοπλινθοδομές. Η οροφή είναι τετράριχτη, με κεραμίδια. Το 2003 έγινε αντικατάσταση των εξωτερικών κουφωμάτων που ήταν συρόμενα, με μονούς υαλοπίνακες και ξύλινο πλαίσιο, με καινούρια με πλαίσιο αλουμινίου χωρίς θερμοδιακοπή και διπλούς υαλοπίνακες. Τα φέροντα στοιχεία, τα δώματα και η κεραμοσκεπή του κτιρίου δεν ήταν θερμομονωμένα, ενώ υπήρχε θερμομόνωση στο διάκενο της τοιχοποιίας πλήρωσης. 3. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της ηλεκτρικής κατανάλωσης του κτιρίου, μετρήσεις θερμοκρασίας αέρα και σχετικής υγρασίας σε τέσσερις χώρους του κτιρίου καλύπτοντας όλους τους προσανατολισμούς καθώς και θερμογραφήσεις του εξωτερικού κελύφους του κτιρίου ανά

3 προσανατολισμό. Παράλληλα, έγινε καταγραφή όλου του ηλεκτρικού ηλεκτρονικού εξοπλισμού του κτιρίου (λαμπτήρες φωτισμού, Η/Υ, εκτυπωτές, φωτοτυπικά μηχανήματα, διαιρούμενου τύπου κλιματιστικές μονάδες, ηλεκτρικός εξοπλισμός κουζίνας, κ.α.), συλλέχθηκαν στοιχεία για την κατανάλωση πετρελαίου θέρμανσης και τη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Στο Σχήμα 2 φαίνεται η καταγραφείσα ζήτηση ηλεκτρικής ισχύος του κτιρίου και ο αντίστοιχος συντελεστής ισχύος (συνφ) κατά το χρονικό διάστημα από 1 η έως 21 η Νοεμβρίου Η μέγιστη ηλεκτρική ισχύς έφθασε τα 64.1 kw ενώ η ελάχιστη τα 12.5 kw κατά τις ώρες μη λειτουργίας του κτιρίου. Ο μέσος συντελεστής ισχύος είναι 0.916, ελάχιστα υψηλότερος από τον αντίστοιχο συντελεστή της ΔΕΗ που ήταν ( ) kw συνφ :51 12:51 0:51 12:51 0:51 12:51 0:51 12:51 0:51 12: Χρόνος (hr:min) Σχήμα 2. Καταγραφείσα ζήτηση ηλεκτρικής ισχύος και συντελεστής ισχύος κεντρικού κτιρίου ΚΑΠΕ [περίοδος: 1-21 Νοεμβρίου]. Οι θερμογραφήσεις του κτιριακού κελύφους του κτιρίου Διοίκησης είχαν ως κύριο στόχο την ανίχνευση θερμικών ανομοιομορφιών στο εξωτερικό περίβλημά του. Στο εν λόγω κτίριο θερμογραφήθηκαν επιφάνειες τόσο κατακόρυφες όσο και οριζόντιες. Στο Σχήμα 3 παρουσιάζεται θερμογράφημα της δυτικής όψης του ισογείου του κτιρίου με εμφανείς θερμογέφυρες στον φέροντα οργανισμό, στις ακμές ένωσης οριζόντιων και κατακόρυφων στοιχείων καθώς και στα πλαίσια των κουφωμάτων. Τα κύρια ευρήματα που αφορούν στο κέλυφος του κτιρίου είναι τα εξής: Οι τοίχοι πλήρωσης και τα φέροντα στοιχεία (δοκοί, υποστυλώματα) είναι μη θερμομονωμένοι. Ιδιαίτερα η έλλειψη μόνωσης στα στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος προκαλεί σημαντικές θερμογέφυρες. Θερμογέφυρες παρατηρούνται και στους αρμούς μεταξύ κατακόρυφων και οριζόντιων στοιχείων, με σημαντικές ποσότητες θερμικής ενέργειας να διαφεύγουν από εκεί. Οι θερμοδιαφυγές είναι μεγαλύτερες από τα συρόμενα, χωρίς θερμοδιακοπή πλαίσια αλουμινίου από εκείνες των διπλών υαλοστασίων των ανοιγμάτων. Τα συμπεράσματα από την αρχική ενεργειακή καταγραφή μπορούν να συνοψισθούν στα ακόλουθα σημεία: Ανεπαρκής θερμομόνωση του κτιριακού κελύφους. Ανάγκη για εκσυγχρονισμό του λέβητα. Προβλήματα θερμικής άνεσης όλο το χρόνο. Αδυναμία των συστημάτων ψύξης και θέρμανσης να καλύψουν τα απαραίτητα φορτία

4 Οι αντιδράσεις των χρηστών αυξάνουν περαιτέρω την ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου (χρήση μικρών θερμαντικών σωμάτων το χειμώνα- κλείσιμο των πατζουριών το καλοκαίρι) Υψηλές καταναλώσεις ενέργειας για θέρμανση και ψύξη. SP06 SP01 SP07 SP04 SP03 SP02 SP05 SP09 SP08 20,5 C ,8 C Σημείο Ικανότητα εκπομπής Θερμοκρασία ( o C) SP01 0,91 19,6 C SP02 0,91 15,1 C SP03 0,91 16,7 C SP04 0,91 16,4 C SP05 0,93 19,9 C SP06 0,91 18,5 C SP07 0,91 16,8 C SP08 0,91 14,9 C SP09 0,94 16,3 C Σχήμα 3. Θερμογράφημα εξωτερικής δυτικής όψης ισογείου. 4. ΑΡΧΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΠΕΜΒΑΣΕΩΝ Έλαβε χώρα ενεργειακή ανάλυση, κατά την οποία μελετήθηκε η απόδοση επεμβάσεων στο κέλυφος του κτιρίου, κυρίως με μεθόδους θερμική προστασίας και ηλιοπροστασίας, σε σχέση πάντοτε με τις μικροκλιματικές συνθήκες της περιοχής, τον περιβάλλοντα χώρο και τον προσανατολισμό του κτιρίου. Στην ανάλυση μελετήθηκαν σενάρια επεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας στο κτιριακό κέλυφος που είχαν ως στόχο την μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη. Για τις ανάγκες της ανάλυσης χρησιμοποιήθηκε υπολογιστικό εργαλείο μεταβατικής ροής θερμότητας βάσει ωριαίου χρονικού βήματος. Τα σενάρια που μελετήθηκαν μαζί με τα αποτελέσματά τους φαίνονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Σενάρια επεμβάσεων στο εξωτερικό περίβλημα του κτιρίου. Παρέμβαση Εξοικονόμηση στη Εξοικονόμηση στην θέρμανση ψύξη Προσθήκη 5 cm πολυστερίνης στα δώματα και την κεραμοσκεπή 10,8% 6,3% Προσθήκη 6 cm πολυστερίνης στους εξωτερικούς τοίχους 22,9% 0,3% Αντικατάσταση εξωτερικών κουφωμάτων U f =2,5 W/(m 2 K), U g =1,4 W/(m 2 K) 8% 7% Προσθήκη πολυστερίνης 5 cm στα δώματα και την κεραμοσκεπή, 6 cm στους εξωτερικούς τοίχους 34,8% 8,2% Αντικατάσταση εξωτερικών κουφωμάτων. Προσθήκη πολυστερίνης 5 cm στα δώματα και την κεραμοσκεπή, 6 43,9% 12,4% cm στους εξωτερικούς τοίχους Αντικατάσταση εξωτερικών κουφωμάτων - Προσθήκη πολυστερίνης 10 cm στα δώματα και την κεραμοσκεπή, 6 cm στους εξωτερικούς τοίχους 45,9% 14,4%

5 Από τα αποτελέσματα της μελέτης αποφασίσθηκε η ενεργειακή αναβάθμιση του κτιρίου να συμπεριλάβει την εγκατάσταση συστήματος εξωτερικής θερμομόνωσης στους εξωτερικούς τοίχους χρησιμοποιώντας ως μονωτική στρώση εξηλασμένη πολυστερίνη πάχους 6 cm, την προσθήκη εξηλασμένης πολυστερίνης, πάχους 10 cm, στα δώματα και στην κεραμοσκεπή και την αντικατάσταση εξωτερικών κουφωμάτων με αντίστοιχα ενεργειακά αποδοτικά τα οποία διαθέτουν μεταλλικό πλαίσιο με θερμοδιακοπή, U f =4,22 W/(m 2 K) και επιλεκτικούς θερμομονωτικούς υαλοπίνακες με ηλιοπροστασία, U g =1,1 W/(m 2 K) και g-value= 40 %. Επιπρόσθετα, έλαβε χώρα μια επιδεικτική εφαρμογή φυτεμένου δώματος επιφάνειας 26 m 2 περίπου (Σχήμα 4). Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στην εγκατάσταση και συναρμογή των νέων δομικών προϊόντων ούτος ώστε να μην υπάρξουν αστοχίες στην κατασκευή και τα συστήματα να λειτουργήσουν αποδοτικά. Η κατασκευή ολοκληρώθηκε τον Νοέμβριο 2009 και επιμέρους φάσεις της φαίνονται στο Σχήμα 4. Η εξηλασμένη πολυστερίνη που χρησιμοποιήθηκε είχε συντελεστή λ = 0,035 W/mK ενώ σε συγκεκριμένες επιφάνειες κατακόρυφων δομικών στοιχείων τοποθετήθηκε υλικό με λ = 0,031 W/mK. Σχήμα 4. Φάσεις κατασκευής της αναβάθμισης κελύφους του κτιρίου. 5. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Σε μια προσπάθεια αποτίμησης της ενεργειακής κατάστασης του κτιρίου μετά την αναβάθμισή του σε σχέση με την αντίστοιχη πριν από τις επεμβάσεις, πραγματοποιήθηκαν εκ νέου μετρήσεις και καταγραφές των ενεργειακών αναγκών και εσωκλιματικών συνθηκών του κτιρίου. Από τη σύγκριση των μετρήσεων που ακολούθησε φαίνεται ότι οι επεμβάσεις στο κέλυφος του κτιρίου λειτούργησαν ευεργετικά στις συνολικές ενεργειακές καταναλώσεις του κτιρίου και μείωσαν τις ανάγκες του τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη.

6 5.1 Ενεργειακά χαρακτηριστικά Στα Σχήματα 5 και 6 παρουσιάζεται σύγκριση των θερμογραφήσεων που ελήφθησαν πριν και μετά τις επεμβάσεις ενεργειακής αναβάθμισης του κτιρίου. Πραγματοποιήθηκαν το ίδιο χρονικό διάστημα (μέσα Ιανουαρίου 2008 και 2010), την ίδια ώρα (βράδυ) και υπό παρόμοιες εξωτερικές κλιματικές συνθήκες. Από τα σχήματα φαίνεται ότι το κέλυφος του κτιρίου έχει αισθητά βελτιωθεί, τόσο οι τοιχοποιίες όσο και τα φέροντα στοιχεία έχουν θερμομονωθεί επαρκώς και υπάρχει θερμοκρασιακή ομοιομορφία στην εξωτερική επιφάνεια των τοίχων και της οροφής / Τ περιβάλλοντος = 12 ο C 2010 / Τ περιβάλλοντος = 10 ο C 15.5 C SP C Σχήμα 5. Θερμογράφηση βόρειας όψης 2 ου ορόφου πριν και μετά τις επεμβάσεις. Οι μηνιαίες καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας του κτιρίου για τα έτη 2007 με 2010 φαίνονται στο Σχήμα 7. Φαίνεται καθαρά ότι μετά την ολοκλήρωση της ενεργειακής αναβάθμισης του κελύφους του κτιρίου (τέλος 2009) μειώθηκε αισθητά η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Συνολικά, σε ετήσιο επίπεδο φαίνεται ότι επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας της τάξεως του 15% μετά τις επεμβάσεις. Η μείωση της κατανάλωσης αυτής οφείλεται κυρίως στις λιγότερες ανάγκες για ψύξη του κτιρίου, στον καλύτερο έλεγχο του τεχνητού φωτισμού και στη μη χρήση των τερματικών μονάδων θέρμανσης για αρκετό χρόνο την ημέρα σε πολλούς χώρους γραφείων.

7 2008 / Τ περιβάλλοντος = 12 ο C 2010 / Τ περιβάλλοντος = 10 ο C AR01 SP C SP C SP02 15 SP01 10 SP03 10 SP C 6.0 C Σχήμα 6. Θερμογράφηση δυτικής όψης κτιρίου πριν και μετά τις επεμβάσεις kwh Σχήμα 7. Καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας του κτιρίου (έτη ). Στο Σχήμα 8 παρουσιάζεται η συνολική κατανάλωση πετρελαίου θέρμανσης του κτιρίου τους τρεις τελευταίους χειμώνες (για μήνες Δεκέμβριο έως και Μάρτιο). Παρατηρείται ότι τον τελευταίο χειμώνα μετά την πλήρη εφαρμογή όλων των επεμβάσεων επίκειται σημαντική μείωση των αναγκών για θέρμανση του κτιρίου της τάξεως του 24% σε σχέση με τους δύο προηγούμενους χειμώνες. Το γεγονός αυτό υποδεικνύει την αποτελεσματική μείωση των θερμικών απωλειών από το κέλυφος του

8 κτιρίου η οποία οδηγούσε πολλές φορές και σε μη χρήση καθόλου των τερματικών μονάδων θέρμανσης % 5000 litres Σχήμα 8. Καταναλώσεις πετρελαίου θέρμανσης (έτη ). 5.2 Βελτίωση συνθηκών Θερμικής Άνεσης Η βελτίωση των συνθηκών θερμικής άνεσης στους χώρους του κτιρίου - ένα σημαντικό σημείο για την επίτευξη καλύτερων συνθηκών εργασίας στο κτίριο - μελετήθηκε με τον υπολογισμό της προβλεπόμενης μέσης ψήφου (PΜV). Σχετικό ερωτηματολόγιο συμπληρώθηκε από συνολικά 79 εργαζόμενους στο διάστημα 8-14 Οκτωβρίου Στη Σχήμα 9 φαίνεται η κατανομή του επιπέδου θερμικής άνεσης των εργαζόμενων στο κτίριο καθώς και η τιμή του δείκτη PΜV= 0.19 ο οποίος αποδεικνύει ότι η θερμική άνεση βρίσκεται σε σαφώς εντός των επιτρεπτών ορίων. Ένα ποσοστό ερωτούμενων της τάξης του 73% δήλωσε ότι αισθάνεται θερμικά ουδέτερα, ικανοποιημένοι δηλαδή από τις συνθήκες του χώρου εργασίας τους. Ελαφρά θερμό 8% Πολύ ψυχρό 0% Θερμό 10% Πολύ Θερμό 0% Ψυχρό 0% Ελαφρά ψυχρό 9% Άνετο 73% PPD PMV Σχήμα 9. Ποσοστά θερμικής άνεσης και δείκτης PMV. Άξιο αναφοράς είναι τα αποτελέσματα σε ερωτήσεις σχετικά με την θερμική άνεση των εργαζομένων σε συνθήκες πριν και μετά τις ενεργειακές επεμβάσεις στο κτίριο. Σε σχετική ερώτηση σύγκρισης συνθηκών με τον προπέρσινο χειμώνα (2008-προ επεμβάσεων), το περιβάλλον του γραφείου τον χειμώνα που πέρασε βρέθηκε να είναι κατά 68% των ερωτηθέντων πιο θερμό (Σχήμα 10). Αντίστοιχα, σε ερώτηση σύγκρισης συνθηκών με το προπέρσινο καλοκαίρι (2008), το περιβάλλον του γραφείου το καλοκαίρι που πέρασε βρέθηκε να είναι κατά 65% των ερωτηθέντων πιο δροσερό (Σχήμα 10).

9 άλλο γραφείο 15% ίδιο 6% πιο ψυχρό 11% άλλο γραφείο 15% ίδιο 9% πιο θερμό 68% Σχήμα 10. Σύγκριση συνθηκών θερμικής άνεσης πριν και μετά τις επεμβάσεις. πιο θερμό 11% πιο ψυχρό 65% Τα παραπάνω στοιχεία δείχνουν ότι οι επεμβάσεις ενεργειακής αναβάθμισης στο κτιριακό κέλυφος του κτιρίου διοίκησης του ΚΑΠΕ επέφεραν σημαντικά ποιοτικά και ποσοτικά οφέλη όπως Εξοικονόμηση ενέργειας τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη. Σημαντική βελτίωση του εσωτερικού περιβάλλοντος του κτιρίου. Αισθητική αναβάθμιση του κτιρίου. 6. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΕΜΒΑΣΕΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ Για την ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου, αλλά και για την αξιολόγηση της επίδρασης των παρεμβάσεων, εφαρμόστηκαν τα όσα προβλέπει ο ΚΕΝΑΚ και οι σχετικές τεχνικές οδηγίες και χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ, στην έκδοση που ήταν διαθέσιμη το φθινόπωρο του Στο πλαίσιο αυτό υιοθετήθηκαν όσα προβλέπει ο ΚΕΝΑΚ για τον προσδιορισμό των θερμικών ζωνών, των εσωτερικών φορτίων, της λειτουργίας του φωτισμού, της παρουσίας προσώπων και του προφίλ λειτουργίας και χρήσης του κτιρίου ως κτιρίου γραφείων εν γένει. Εξετάστηκαν και συγκρίθηκαν τέσσερα σενάρια. Τα δύο πρώτα αφορούν την ιστορική εξέλιξη του κτιρίου από την κατασκευή ως το σημείο υλοποίησης των παρεμβάσεων, το τρίτο αφορά τη σημερινή του κατάσταση, όπως διαμορφώθηκε μετά τη θερμομόνωση του κελύφους και την αντικατάσταση των κουφωμάτων και το τέταρτο παρουσιάζει την επίδραση της τοποθέτησης ενός συστήματος ελέγχου του τεχνητού φωτισμού συναρτήσει της παρουσίας και κίνησης των εργαζομένων στο εσωτερικό του κτιρίου. Αναλυτικά τα σενάρια έχουν ως εξής: Σενάριο 1: Αρχική κατάσταση (1986), μερικώς μονωμένο κέλυφος, ξύλινα κουφώματα με απλούς υαλοπίνακες Σενάριο 2: Ενδιάμεση κατάσταση προ της παρέμβασης (2003), μερικώς μονωμένο κέλυφος, κουφώματα αλουμινίου με διπλούς υαλοπίνακες Σενάριο 3: Σημερινή κατάσταση (2010) μετά την παρέμβαση: Θερμομόνωση κελύφους και κουφώματα αλουμινίου με θερμοδιακοπή και διπλούς υαλοπίνακες Σενάριο 4: Θερμομόνωση κελύφους, κουφώματα αλουμινίου με θερμοδιακοπή και διπλούς υαλοπίνακες και αυτοματισμός ελέγχου του τεχνητού φωτισμού Τα αποτελέσματα από τη διερεύνηση των τεσσάρων συνοψίζονται στον πίνακα 2 που ακολουθεί.

10 Πίνακας 2. Αξιολόγηση των παρεμβάσεων και κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ. Κτίριο Σενάριο 1 Σενάριο 2 Σενάριο 3 Σενάριο 4 αναφοράς Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Φωτισμός ΑΠΕ - ΣΗΘ Σύνολο Κατάταξη - Ε Δ Δ B+ Αυτό που έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, είναι ότι παρά την εντυπωσιακή μείωση στην κατανάλωση για θέρμανση και για ψύξη που παρατηρείται στο Σενάριο 3, η μεταβολή της κατάταξης δεν είναι ανάλογη. Αντίθετα, με την προσθήκη του αυτοματισμού ελέγχου του συστήματος τεχνητού φωτισμού η μεταβολή ολοκληρώνεται και είναι εντυπωσιακή. Η εξήγηση αυτής της, τόσο έντονης διαφοράς, καθίσταται ευκατανόητη όταν κανείς κοιτάξει τα στοιχεία του συγκριτικού διαγράμματος που παρατίθενται στο Σχήμα 11, από τα οποία προκύπτει η επιτυγχανόμενη εξοικονόμηση για κάθε παρέμβαση. Δοθέντος ότι ο φωτισμός αποτελεί τη σημαντικότερη μεμονωμένη αιτία κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας, αν δεν υπάρξει ουσιαστική μείωση αυτού, δεν είναι δυνατόν να επιτευχθεί κατάταξη του κτιρίου σε κατηγορία υψηλής ενεργειακής απόδοσης. Σχήμα 11. Συγκριτική παράθεση της πρωτογενούς κατανάλωσης ενέργειας και της επιτυγχανόμενης εξοικονόμησης. Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι ο λέβητας του συστήματος θέρμανσης του κτιρίου είχε μετρηθεί την άνοιξη του 2010 και είχε βρεθεί να έχει βαθμό απόδοσης 90,8%, κατά συνέπεια δεν υπήρχε λόγος εξέτασης της αντικατάστασής τους. Είναι βέβαια εύλογο, ότι, μετά τις παρεμβάσεις ριζικής αναβάθμισης του κτιριακού κελύφους, είναι πλέον ισχυρά υπερδιαστασιολογημένος για τις ανάγκες του κτιρίου, όπως προέκυψε και από την καταγραφή και αξιολόγηση των συνθηκών θερμικής άνεσης. Αυτό ισχύει, αν και σε μικρότερο βαθμό, για το σύστημα κλιματισμού και την ψύξη του κτιρίου, παρ ό,τι εκεί η μείωση δεν είναι τόσο δραματική, μια που παραμένει η ανάγκη ηλιοπροστασίας των ανοιγμάτων του κτιρίου.

11 7. ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣ Κάθε παρέμβαση ενεργειακής αναβάθμισης οφείλει να εξετάζεται και υπό το πρίσμα της οικονομικής σκοπιμότητάς της, ειδικά σε περιόδους όπου η υλοποίηση τέτοιων παρεμβάσεων προϋποθέτει τη διάθεση πολύτιμων οικονομικών πόρων. Για το λόγο αυτό αξιολογήθηκε η οικονομική σκοπιμότητα των παρεμβάσεων που υλοποιήθηκαν, δηλαδή του σεναρίου 3, με τις μεθόδους της Καθαρής Παρούσας Αξίας, της Έντοκης Περιόδους Αποπληρωμής και του Εσωτερικού Επιτοκίου Απόδοσης. Καθώς η οικονομική σκοπιμότητα των παρεμβάσεων επηρεάζεται έντονα από τη μεταβολή του κόστους του κεφαλαίου, αλλά και του κόστους πετρελαίου και ηλεκτρισμού, πραγματοποιήθηκε μία παραμετρική ανάλυση ευαισθησίας για τις εξής οριακές συνθήκες, στη βάση πάντα των κατά ΚΕΝΑΚ αποτελεσμάτων της διερεύνησης: Κόστος κεφαλαίου 5% Πληθωρισμός 3% Αρχική τιμή πετρελαίου από 0,7 /l ως 1,6 /l Αρχική τιμή ηλεκτρισμού από 0,108 /kwh ως 0,12 /kwh Ρυθμός αύξησης αρχικής τιμής πετρελαίου κατά 3% ετησίως και ηλεκτρισμού κατά 4% Η ανάλυση έγινε στη βάση του τυπικού εμπορικού κόστους των υλικών και συστημάτων που χρησιμοποιήθηκαν, συμπεριλαμβανομένου του κόστους εργασίας και των έμμεσων επιβαρύνσεων (ΙΚΑ και ΦΠΑ) και για χρονικό ορίζοντα τριάντα ετών. Τα αποτελέσματά της συνοψίζονται στον Πίνακα 3 που ακολουθεί. Πίνακας 3. Αποτελέσματα οικονομικής αξιολόγησης των παρεμβάσεων που υλοποιήθηκαν. Από τα στοιχεία αυτά προκύπτει ανάγλυφα, ότι ακόμη και για τις χαμηλότερες αρχικές τιμές ενέργειας, η ενεργειακή αναβάθμιση του κτιρίου γραφείων του ΚΑΠΕ αποτέλεσε μία ιδιαίτερα σκόπιμη επένδυση. 8. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα αποτελέσματα της εργασίας επιβεβαιώνουν με τον πιο απτό τρόπο τα γνωστά ουσιαστικά πλεονεκτήματα της ενεργειακής αναβάθμισης των υφιστάμενων κτιρίων. Η κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη σε ένα παλιό, πλημμελώς θερμομονωμένο κτίριο είναι αποδεδειγμένα υψηλή και μη αποδεκτή σύμφωνα με τις επιταγές του ΚΕΝΑΚ, αλλά και τις ανάγκες των καιρών. Η αναδρομική θερμομόνωση του κτιριακού κελύφους με υψηλής ποιότητας ολοκληρωμένα συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης αποτελεί υποδειγματική λύση για τον περιορισμό των απωλειών μέσω αυτού. Τα υψηλής ενεργειακής απόδοσης κουφώματα αποτελούν μονόδρομο ειδικά για τα μεγάλης έκτασης ανοίγματα των ελληνικών κατασκευών. Τα αποτελέσματα της ανακαίνισης του κτιρίου διοίκησης του ΚΑΠΕ, τόσο ποσοτικά όσο και ποιοτικά, καταδεικνύουν τη βελτίωση της ενεργειακής συμπεριφοράς του κτιρίου, καθώς η

12 εξοικονόμηση πρωτογενούς ενέργειας αγγίζει το 78% για τη θέρμανση και το 35% για την ψύξη σύμφωνα με τον ΚΕΝΑΚ και με το ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ. Ωστόσο, τα αποτελέσματα αυτά δεν είναι αρκετά για να επιτρέψουν την κατάταξη ενός κτιρίου γραφείων σε κατηγορία υψηλής ενεργειακής απόδοσης (Β ή και καλύτερη). Κι αυτό, επειδή αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό του ΚΕΝΑΚ, ότι μέτρα περιορισμού των θερμικών απωλειών δεν αρκούν. από μόνα τους, για την επίτευξη των ορίων των κατηγοριών Β και άνω, στο σχήμα κατάταξης των κτιρίων με βάση την κατανάλωσή τους. Απαιτείται συνδυασμός παρεμβάσεων, ώστε να επιτευχθεί μείωση των ηλεκτρικών φορτίων, μια που αυτά συνεισφέρουν δυσανάλογα πολύ στην πρωτογενή ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων. Τέλος, η οικονομική σκοπιμότητα των παρεμβάσεων, ιδιαίτερα υπό το πρίσμα των για δημοσιονομικούς λόγους συνεχώς αυξανόμενων τιμών πετρελαίου θέρμανσης και ηλεκτρισμού, είναι ιδιαίτερα ελκυστική, καθιστώντας τις παρεμβάσεις βιώσιμες επενδύσεις. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Φ.Ε.Κ. Α 89, νόμος 3661/ «Μέτρα για την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτηρίων και άλλες διατάξεις». Οδηγία 2002/91/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 16ης Δεκεμβρίου 2002 για την «Ενεργειακή απόδοση των κτηρίων». EEEK L.1, Οδηγία 2010/31/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 19ης Μαίου 2010 για την «Ενεργειακή απόδοση των κτηρίων (αναδιατύπωση)». EEEΕ L.153, Φ.Ε.Κ. Β 407 / , απόφαση Δ6/Β/οικ «Έγκριση Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτηρίων». Papadopoulos A.M., Theodosiou T. and Karatzas K. (2002). Feasibility of energy saving renovation measures in urban buildings: The impact of energy prices and the acceptable pay back time criterion. Energy and Buildings 34, Papadopoulos A.M., Oxizidis S., Papandritsas G. (2008). Energy, economic and environmental performance of heating systems used in Greek buildings. Energy and Buildings 40,