Eνεργειακός σχεδιασµός νέων και υφιστάµενων κτιρίων

Transcript

1 APIΣTOTEΛEIO ΠANEΠIΣTHMIO ΘEΣΣAΛONIKHΣ - ΠOΛYTEXNIKH ΣXOΛH TMHMA ΠOΛITIKΩN MHXANIKΩN - EPΓAΣTHPIO OIKOΔOMIKHΣ KAI ΦYΣIKHΣ TΩN KTIPIΩN Σηµειώσεις για το µικρής διάρκειας σεµινάριο του Tµήµατος Kεντρικής Mακεδονίας του Tεχνικού Eπιµελητηρίου Eλλάδας µε γενικό τίτλο Eνεργειακός σχεδιασµός νέων και υφιστάµενων κτιρίων και µε θέµα: OΙΚOΔOΜΙΚEΣ ΕΠΕΜΒAΣΕΙΣ ΣΤO ΚΤΙΡΙΑΚO ΚEΛΥΦOΣ NEΩN KAI YΦIΣTAMENΩN KTIPIΩN ΓIA TH BEΛTIΩΣH THΣ ΘEPMIKHΣ TOYΣ ΣYMΠEPIΦOPAΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ AΡΑΒΑΝΤΙΝOΣ αναπληρωτής καθηγητής Tµήµατος Πολιτικών Mηχανικών A.Π.Θ. ΘEΣΣAΛONIKH, IANOYAPIOΣ

2 OΙΚOΔOΜΙΚEΣ ΕΠΕΜΒAΣΕΙΣ ΣΤO ΚΤΙΡΙΑΚO ΚEΛΥΦOΣ NEΩN KAI YΦIΣTAMENΩN KTIPIΩN ΓIA TH BEΛTIΩΣH THΣ ΘEPMIKHΣ TOYΣ ΣYMΠEPIΦOPAΣ 1. EΙΣΑΓΩΓΗ H ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων έχει να αναδειχθεί τα τελευταία χρόνια σε ένα από τα σηµαντικότερα θέµατα της ενεργειακής πολιτικής των περισσότερων ευρωπαϊκών χωρών. Kαι αυτό επειδή ο τοµέας της κατοικίας και εν γένει τα κτίρια, που αποτελούν το µεγαλύτερο µέρος του τριτογενούς τοµέα, καταναλώνουν περισσότερο από το 40% της συνολικής καταναλισκόµενης ενέργειας στην Eυρωπαϊκή Ένωση. Mάλιστα, καθώς το κτιριακό δυναµικό διαρκώς αναπτύσσεται, αναµένεται να αυξηθεί και η ενεργειακή κατανάλωση και κατ' επέκταση οι εκποµπές διοξειδίου του άνθρακα, ενός αερίου που θεωρείται ιδιαίτερα επιβαρυντικό για το περιβάλλον. Έτσι, η εξοικονόµηση ενέργειας και η ενεργειακή απόδοση των κτιρίων έχουν αναδειχθεί σε µία από τις σηµαντικότερες προτεραιότητες της ευρωπαϊκής πολιτικής. Πέρα όµως από την αδήριτη ανάγκη για µια ορθολογικότερη ενεργειακή πολιτική, δεν παύει να υφίισταται και η ουσία του πράγµατος, δηλαδή το γεγονός ότι το κέλυφος του κτιρίου είναι αυτό που προστατεύει το κτίριο, είναι αυτό που δέχεται την επίδραση ενός πλήθους εξωγενών παραγόντων (θερµοκρασίας, υγρασίας, θορύβων, ηλιακής ακτινοβολίας, ανέµων κ.τ.λ.) και παίζει ένα ρυθµιστικό ρόλο στη διαµόρφωση του εσωκλίµατος του. Προκειµένου να ανταποκρίνεται ικανοποιητικά σ' αυτό το ρόλο του, οφείλει να διασφαλίζει επαρκή προστασία έναντι όλων αυτών των παραγόντων. Tο εσώκλιµα του κτιρίου αποτελεί έναν από τους βασικότερους παράγοντες που καθορίζουν το αίσθηµα της άνεσης ή της δυσφορίας στα άτοµα που κατοικούν ή εργάζονται σ αυτό. Kαι προφανώς η εξασφάλιση αυτού του αισθήµατος άνεσης αποτελεί την προϋπόθεση για τη διαµόρφωση συνθηκών ευχάριστης διαβίωσης και εργασίας. Σήµερα η αλµατώδης πρόοδος της τεχνολογίας προσφέρει αυτή τη δυνατότητα σε πολύ ικανοποιητικό βαθµό, επιτρέποντας παράλληλα και την καλή ενεργειακή συµπεριφορά του κτιρίου, επιτυγχάνει δηλαδή το βέλτιστη ενεργειακή πρόσοδο µε τη µικρότερη δυνατή κατανάλωση ενέργειας. Aρκεί προς τούτο να τηρούνται ορισµένοι κανόνες οικοδοµικής και φυσικής των κατασκευών κατά την ανέγερση ενός νέου κτιρίου. Δεν συµβαίνει όµως το ίδιο και µε ένα παλαιό κτίριο. Eίτε επειδή τα κριτήρια για την απόκτηση ικανοποιητικών συνθηκών άνεσης ήταν στο παρελθόν διαφορετικά και πρόβαλαν µικρότερες απαιτήσεις, είτε επειδή η τεχνολογία δεν είχε να προσφέρει τη σωρεία των προϊόντων και των εναλλακτικών λύσεων είτε ακόµη επειδή η ενεργειακή κρίση της δεκαετίας του 70 δεν είχε ταράξει την ανθρώπινη ευδαιµονία και επέτρεπε την αλόγιστη κατανάλωση ενέργειας, οι παλαιές κατασκευές θεωρούνται σήµερα ενεργοβόρες και ενίοτε ασύµφορες προς χρήση. Ωστόσο, υπάρχει πάντα η δυνατότητα για οικοδοµικές βελτιώσεις που θα µπορούν να αναβαθµίσουν 2

3 ενεργειακά ένα παλαιό κτίριο και πολλές φορές µάλιστα να το καταστήσουν ενεργειακά εφάµιλλο µε ένα καινούργιο, χωρίς το κόστος τέτοιων πρωτοβουλιών να θεωρείται δυσβάστακτο ή αποτρεπτικό. 2. TO ΘEΣMIKO ΠΛAIΣIO 2.1. O κανονισµός θερµοµόνωσης και η ανάγκη αντικατάστασής του O µέχρι πρόσφατα ισχύων κανονισµός θερµοµόνωσης κτιρίων, που είχε τεθεί σε ισχύ στη χώρα µας από το 1979 και που κατ' ουσίαν ήταν αυτός που καθόριζε τις απαιτήσεις για τη θερµική προστασία των κατασκευών και επέβαλλε τη σύνταξη σχετικής µελέτης θερµοµόνωσης για κάθε νέο κτίριο ή προσθήκη σε υφιστάµενη κατασκευή αποτελούσε τµήµα ενός ανολοκλήρωτου µάλλον νοµοθετικού πλαισίου σε θέµατα φυσικής των κτιρίων, που όµως λειτούργησε ικανοποιητικά για περίπου 30 χρόνια. Ωστόσο, στον κανονισµό δεν γινόταν καµία µνεία για τα υφιστάµενα κτίρια και τους τρόπους θερµικής προστασίας του κελύφους τους. Γι αυτά ούτε υποχρέωση υπήρχε από τους ιδιοκτήτες τους ούτε υπόδειξη ή έστω παρότρυνση µε την ανάπτυξη κάποιας πολιτικής κινήτρων για την ενεργειακή τους ανάπλαση. Oι υφιστάµενες κατασκευές αφέθηκαν να λειτουργούν ενεργοβόρα και χωρίς προοπτικές βελτίωσης της ενεργειακής τους απόδοσης µέχρι εξαντλήσεως του κύκλου της ζωής τους. H χώρα µας, αν και καθυστερηµένα, συµµορφώθηκε πρόσφατα (µόλις τον τελευταίο χρόνο) µε το κοινοτικό δικαιο που την τελευταία δεκαετία τουλάχιστον έχει θέσει σε ισχύ ένα πυκνό πλέγµα οδηγιών και κανονισµών για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, τόσο των νεόδµητων όσο και των υφισταµένων. Bάση της ευρωπαϊκής πολιτικής στον τοµέα της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων αποτελεί η Oδηγία 2002/91/EK για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, η οποία εφαρµόζεται ήδη στα κράτη - µέλη της Eυρωπαϊκής Ένωσης µέσω των αναγκάιων νοµοθετηµάτων και κανονιστικών πράξεων. Kύριος στόχος αυτής της οδηγίας είναι η προώθηση της βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων εξασφαλίζοντας κατά το δυνατόν ότι τα λαµβανόµενα µέτρα θα είναι τα περισσότερο αποδοτικά από την άποψη του κόστους της υλοποίησης και της αποτελεσµατικότητάς τους O νέος κανονισµός για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων H ελληνική νοµοθεσία εναρµονίστηκε µε την ευρωπαϊκή οδηγία µε το νέο νόµο 3661/08 «Mέτρα για τη µείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων», που τέθηκε σε ισχύ στις 9 Mαΐου O νέος αυτός νόµος ενσωµατώνει όλες τις διατάξεις της Oδηγίας 2002/91/EK και αφενός µε την έκδοση του Kανονισµού Eνεργειακής Aπόδοσης Kτιρίων (K.Eν.A.K.), το σχέδιο του οποίου έχει ήδη δοθεί σε συζήτηση και πρόκειται σύντοµα να τεθεί σε ισχύ, και αφετέρου µε τον καθορισµό της διαδικασίας εκπόνησης των ενεργειακών µελετών που αναµένεται να ανακοινωθεί συµπληρώνεται στον κορµό του το θεσµικό πλαίσιο για µια ορθολογική χρήση της ενέργειας στον κτιριακό τοµέα. Για την επιτυχία του εγχειρήµατος όµως είναι απαραίτητη η ενεργοποίηση του δηµόσιου τοµέα, η ευαισθητοποίηση των πολιτών, η ετοιµότητα της αγοράς, η θέσπιση κινήτρων και, βεβαίως, η πολιτική βούληση από µέρους της πολιτείας για την ορθή εφαρµογή του κανονιστικού πλαισίου. 3

4 Mε βάση το νέο κανονισµό η µελέτη θερµοµόνωσης του κτιριακού κελύφους αντικαθίσταται πλέον µε την ενεργειακή µελέτη του κτιρίου, µέρος της οποίας θα αποτελεί και η θερµοµονωτική προστασία του κελύφους του. Όλα τα κτίρια τα µεγαλύτερα των 50 m² οφείλουν να αποκτήσουν ενεργειακή ταυτότητα µε την έκδοση πιστοποιητικού ενεργειακής απόδοσης, το περιεχόµενο του οποίου θα λαµβάνεται υπόψη σε κάθε διαδικασία πώλησης, εκµίσθωσης ή µεβίβασης του κτιρίου. Tα νέα κτίρια και τα ανακαινιζόµενα που είναι µεγαλύτερα από 1000 m² θα πρέπει να πληρούν ορισµένες ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης, ενώ τα υφιστάµενα να βελτιώσουν την ενεργειακή τους συµπεριφορά µε οικοδοµικού και µηχανολογικού τύπου επεµβάσεις, εφόσον η ενεργειακή τους απόδοση υπολείπεται της οριζόµενης βάσει συγκεκριµένων κριτηρίων. Mε τον όρο «ενεργειακή απόδοση κτιρίου» ορίζεται η ποσότητα ενέργειας που πράγµατι καταναλώνεται ή εκτιµάται ότι ικανοποιεί τις διάφορες ανάγκες που συνδέονται µε τη συνήθη χρήση του κτιρίου και οι οποίες µπορεί να συµπεριλαµβάνουν µεταξύ των άλλων τη θέρµανση, την παραγωγή θερµού νερού, την ψύξη, τον εξαερισµό και το φωτισµό. H ποσότητα αυτή εκφράζεται µε έναν ή περισσότερους αριθµητικούς δείκτες, οι οποίοι έχουν υπολογισθεί λαµβάνοντας υπόψη τη µόνωση, τα τεχνικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης, το σχεδιασµό και τη θέση του κτιρίου σε σχέση µε κλιµατικούς παράγοντες, την έκθεσή του στον ήλιο και την επίδραση γειτονικών κατασκευών, την παραγωγή ενέργειας του ίδιου του κτιρίου και άλλους παράγοντες που επηρεάζουν την ενεργειακή ζήτηση και στους οποίους περιλαµβάνονται και οι εσωκλιµατικές συνθήκες του κτιρίου. 3. BΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΜΙΑΣ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ Mε βάση τα παραπάνω όλα τα κτίρια θα πρέπει να επανεξετάσουν την ενεργειακή τους συµπεριφορά, λαµβάνοντας υπόψη τις νέες απαιτήσεις. Kαι, δυστυχώς, τόσο στον ιδιωτικό, όσο και στο δηµόσιο τοµέα η κατάσταση δεν επιτρέπει εφησυχασµό. Σ ένα πολύ µεγάλο ποσοστό τα σηµερινά κτιρία είναι κατασκευασµένα πριν την εφαρµογή του κανονισµού θερµοµόνωσης του 1979 και στερούνται των βασικών εφοδίων που θα επέτρεπαν τη διαµόρφωση ενός ευχάριστου κλίµατος στο εσωτερικό τους. Aλλά και πολλά κτίρια που έχουν κατασκευασθεί εκ των υστέρων, είτε διότι δεν έχουν τηρήσει τις απαιτήσεις του κανονισµού είτε διότι οι χρήστες του κτιρίου δεν εκµεταλλεύονται σωστά τις παρεχόµενες σ αυτούς δυνατότητες, παρουσιάζουν µία κακή ενεργειακή συµπεριφορά. Σήµερα γίνονται προσπάθειες να αναζητηθούν τρόποι που θα διορθώνουν λάθη του παρελθόντος ή τουλάχιστον θα µετριάζουν τις συνέπειές τους. Tα τελευταία χρόνια έχουν πραγµατοποιηθεί πολλές µελέτες που εξετάζουν τη φυσική λειτουργία και συµπεριφορά των κτιρίων υπό την επίδραση ποικίλων κλιµατικών συνθηκών και έχουν προταθεί λύσεις για την εξυγίανση και προστασία τους ή για βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης σ αυτά. Βέβαια, είναι σαφές ότι άλλες δυνατότητες προστασίας παρέχονται σ ένα νεοανεγειρόµενο κτίριο και άλλες σ ένα υφιστάµενο. Ανάλογα είναι φυσικά και τα παρουσιαζόµενα προβλήµατα. Βασικές παράµετροι που καθορίζουν την επέµβαση σε µια υφιστάµενη κατασκευή µπορεί να θεωρηθούν ότι είναι: ο περιορισµός των δυνατών λύσεων, το υψηλό κόστος, η αναστάτωση και η πιθανή διακοπή της καθηµερινής δραστηριότητας, διαδικαστικά θέµατα, 4

5 νοµικά και θεσµικά κωλύµατα. Πάντως στις περισσότερες των περιπτώσεων, αν παραβλεφθούν τέτοιου τύπου κωλύµατα, οι προτεινόµενες οικοδοµικές λύσεις για την ενεργειακή ανάπλαση ενός κτιρίου υλοποιούνται εύκολα. Aπλές οικοδοµικές επεµβάσεις µπορούν να δώσουν ικανοποιητικά αποτελέσµατα χωρίς µεγάλο κόστος και χωρίς ιδιαίτερες επιπτώσεις στο κτίριο. Ωστόσο, όταν επιχειρεί κανείς µια επέµβαση θα πρέπει να έχει υπόψη του ότι ουσιαστικά ανατρέπει διαµορφωµένες ισορροπίες που έχουν αναπτυχθεί µε την πάροδο του χρόνου µεταξύ περιβάλλοντος και κτιρίου και οι οποίες καθορίζουν τη γενική φυσική συµπεριφορά του τελευταίου. Για το λόγο αυτό ή οι λύσεις που θα επιλεγούν θα πρέπει: Nα µην προσβάλλουν και να σέβονται την αρχιτεκτονική του κτιρίου, αποφεύγοντας κατά το δυνατό αλλοιώσεις που αλλάζουν τη φυσιογνωµία του, εκτός αν η απόφαση για επέµβαση αποβλέπει και προς αυτό το σκοπό. Να προκύπτουν ως αποτέλεσµα ολοκληρωµένης µελέτης που θα έχει υπολογίσει τα ενεργειακά µεγέθη του κτιρίου και θα έχει προσδιορίσει τον τρόπο κατανοµής των θερµικών απωλειών από τα διάφορα δοµικά στοιχεία του κελύφους. Να λαµβάνουν υπόψη τις πιθανές ιδιαιτερότητες του κτιρίου. Λύσεις προσιτές και εύκολα εφαρµόσιµες στην περίπτωση ενός κτιρίου είναι δυσεφάρµοστες ή και ανεφάρµοστες στην περίπτωση ενός άλλου. Να υπολογίζουν το κόστος και να το συγκρίνουν µε άλλων περιπτώσεων, λαµβάνοντας υπόψη τον απαιτούµενο χρόνο απόσβεσης. Να επιλέγουν τα κατάλληλα υλικά, οι ιδιότητες των οποίων επιτρέπουν την εφαρµογή των συγκεκριµένων λύσεων. Να βελτιώνουν τη θερµική απόδοση του κτιρίου, χωρίς όµως να προκαλούν άλλα προβλήµατα, η επίλυση των οποίων θα απαιτεί νέες επεµβάσεις. Π.χ. δεν θα πρέπει να προκαλεί προβλήµατα υγρασίας λόγω συµπύκνωσης από διάχυση υδρατµών ή δεν θα πρέπει να δηµιουργεί επιφάνειες µειωµένης αντοχής. Αν κατά την επιλογή των λύσεων λάβει κανείς υπόψη αυτές τις παραµέτρους µπορεί να οδηγηθεί στο βέλτιστο αποτέλεσµα τόσο από ενεργειακή, όσο και από οικονοµική άποψη. 4. OΙΚOΔOΜΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΣΤO ΚΤΙΡΙΑΚO ΚΕΛΥΦOΣ Με βάση τα όσα παραπάνω αναπτύχθηκαν θα µπορούσε να καταγράψει κανείς µια σειρά οικοδοµικών επεµβάσεων που θα αποσκοπούν στη βελτίωση της θερµικής προστασίας του κελύφους του κτιρίου µε γνώµονα τη βελτιστοποίηση της ενεργειακής του συµπεριφοράς, µε τη µείωση της καταναλισκόµενης ενέργειας και παράλληλα την επίτευξη συνθηκών άνεσης στους χώρους παραµονής και εργασίας. Το επιδιωκόµενο αποτέλεσµα παραµένει πάντα διπλό: Περιορισµός των θερµικών απωλειών από το κέλυφος του κτιρίου το χειµώνα. Παρεµπόδιση της υπερθέρµανσης των εσωτερικών χώρων το καλοκαίρι. Συνοπτικά, οι δυνατές επεµβάσεις µπορούν να διακριθούν σε τρεις κατηγορίες: Επεµβάσεις στα κουφώµατα, όπως: Σφράγιση των αρµών µεταξύ των τοίχων και κάσας των κουφωµάτων. 5

6 Bελτίωση της αεροστεγανότητας των αρµών µεταξύ κινητών και ακίνητων φύλλων των κουφωµάτων. Aντικατάσταση των µονών υαλοπινάκων µε διπλούς. Τοποθέτηση και δεύτερου κουφώµατος. Μετατροπή ορισµένων κουφωµάτων από κινητά σε ακίνητα. Τοποθέτηση µηχανισµού επαναφοράς των θυρών. Επεµβάσεις στα αδιαφανή δοµικά στοιχεία, όπως: Θερµοµόνωση των εξωτερικών τοίχων (από την εσωτερική ή εξωτερική όψη). Θερµοµόνωση των κιβωτίων των ρολών των παραθύρων. Θερµοµόνωση του δώµατος και των εσοχών των ορόφων. Θερµοµόνωση της οροφής κάτω από τη στέγη. Θερµοµόνωση της οροφής των υπόστυλων χώρων ή της οροφής του υπογείου. Θερµοµόνωση δαπέδου επί του εδάφους. Eπεµβάσεις βιοκλιµατικού χαρακτήρα, όπως: Δηµιουργία θαλάµου ανάσχεσης της ροής θερµότητας στην είσοδο του κτιρίου. Eνσωµάτωση παθητικών ηλιακών συστηµάτων (άµεσο ηλιακό κέρδος, τοίχος θερµικής αποθήκευσης, προσάρτηση θερµοκηπίου κ.τ.λ.) Tοποθέτηση εσωτερικών ή εξωτερικών ηλιοπροστατευτικών διατάξεων. Προσαρµογή συστηµάτων φωτισµού. Aνάπτυξη συστηµάτων αερισµού. Η επιλογή της πλέον κατάλληλης επέµβασης καθορίζεται κάθε φορά από το ίδιο το κτίριο και την ενεργειακή του συµπεριφορά Επεµβάσεις στα κουφώµατα Oι πόρτες και τα παράθυρα αποτελούν αποδεδειγµένα τα ασθενέστερα σηµεία του κελύφους ως προς τις θερµικές του απώλειες. Oι απώλειες θερµότητας από ένα κούφωµα µε απλούς υαλοπίνακες είναι περίπου τριπλάσιες από τις αντίστοιχες µιας µπατικής οπτοπλινθοδοµής που δεν είναι µονωµένη και σχεδόν εξαπλάσιες ως οκταπλάσιες από αυτές µιας που είναι µονωµένη. H αντικατάσταση των µονών υαλοπινάκων µε δίδυµους (ή διπλούς, όπως έχει καθιερωθεί να αποκαλούνται στην καθηµερινή γλώσσα) µπορεί να περιορίσει τις θερµικές απώλειες ενός κτιρίου Σχήµα 1. Αντικατάσταση µονού µε διπλό υαλοπίνακα. Σχήµα 2. Προσθήκη δεύτερου κουφώµατος. 6

7 σε σηµαντικό ποσοστό, που σε ορισµένες περιπτώσεις (ανάλογα µε τον προσανατολισµό, το ποσοστό επιφανείας των ανοιγµάτων κ.τ.λ.) µπορεί να φθάσει µέχρι 50% του συνόλου (σχήµα 1). Ως εναλλακτική λύση στην τοποθέτηση διπλού ή δίδυµου υαλοπίνακα µπορεί να θεωρηθεί η τοποθέτηση δεύτερου κουφώµατος. Tο διπλό κούφωµα προσφέρει µεγαλύτερη θερµική προστασία από το µονό κούφωµα µε διπλό ή δίδυµο υαλοπίνακα (σχήµα 2). Bασικό µειονέκτηµα ωστόσο και στις δύο περιπτώσεις αποτελεί το υψηλό σχετικά κόστος. Oι επεµβάσεις στα κουφώµατα είναι γενικά δαπανηρότερες από άλλες οικοδοµικές επεµβάσεις στο κέλυφος Επεµβάσεις στην τοιχοποιία H τοιχοποιία καταλαµβάνει κατά κανόνα το µεγαλύτερο ποσοστό της εξωτερικής επιφάνειας ενός κτιρίου. Eίναι φυσικό, εποµένως, να παρατηρούνται µεγάλα ποσοστά απωλειών θερµότητας απ αυτήν, όταν δεν είναι θερµοµονωµένη. H θερµοµόνωση των τοίχων µιας υφιστάµενης κατασκευής µπορεί να επιτευχθεί µε τους εξής τρόπους: µε τοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης εσωτερικά, µε τοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης εξωτερικά. H δικέλυφη κατασκευή µε θερµοµόνωση στον πυρήνα, αν και είναι η πλέον συνήθης στη χώρα µας, προφανώς δεν είναι εύκολο να εφαρµοσθεί σε µια υφιστάµενη τοιχοποιία, επειδή προϋποθέτει την καθαίρεση και την εκ νέου κατασκευή της τοιχοποιίας Tοποθέτηση εξωτερικής θερµοµόνωσης H εξωτερική θερµική προστασία προτιµάται σε κτίρια συνεχούς χρήσης (κατοικίες, νοσοκοµεία κ.τ.λ.), στα οποία είναι επιθυµητή η σταθερή θερµοκρασία και ενδιαφέρει περισσότερο η διατήρηση της θερµότητας µετά τη διακοπή της θέρµανσης, παρά η άµεση απόδοση του συστήµατος θέρµανσης. Για την εφαρµογή της παρουσιάζεται ποικιλία λύσεων, όπως: Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης και επικάλυψή της µε επιχρισµένη (σχήµα 3) ή εµφανή τοιχοποιία (σχήµαι 4). Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης και επικάλυψή της µε επίχρισµα µε ή χωρίς ενίσχυση µε ειδικό πλέγµα ανάλογα µε το υλικό (σχήµα 5). Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης και επικάλυψή της µε µαρµάρινες ή πέτρινες πλάκες ή άλλα προκατασκευασµένα στοιχεία (σχήµα 6). Tοποθέτηση προκατασκευασµένων θερµοµονωτικών στοιχείων (σχήµατα 7). Δηµιουργία αεριζόµενης όψης µε την τοποθέτηση θερµοµονωτικού υλικού και επικάλυψή του µε κυµατοειδή µεταλλικά φύλλα, µε προκατασκευασµένα στοιχεία ή µε τοιχοποιία που θα αφήνει ενδιάµεσο αεριζόµενο διάκενο (σχήµα 8). Ως θερµοµονωτική στρώση µπορεί να χρησιµοποιηθεί το σύνολο των θερµοµονωτικών υλικών προκειµένου για µια δικέλυφη ή αεριζόµενη κατασκευή, ενώ όταν η θερµοµόνωση καλύπτεται µόνον από επίχρισµα είναι σκόπιµο να επιλεγεί θερµοµονωτικό υλικό που δεν προσβάλλεται από την υγρασία. Στα πλεονεκτήµατα της εξωτερικής θερµικής προστασίας µεταξύ των άλλων µπορούν να συνυπολογισθούν η εκµετάλλευση της θερµοχωρητικότητας της υφιστάµενης τοιχοποιίας και η διατήρηση της θερµοκρασίας του χώρου µετά τη διακοπή λειτουργίας των θερµαντικών σωµάτων, 7

8 Σχήµα 3. Εξωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε τοιχοποιία.. Σχήµα 4. Εξωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε δακοσµητική τοιχοποιία.. Σχήµα 5. Εξωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε επίχρισµα.. Σχήµα 6. Εξωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε προκατασκευασµένα στοιχεία, στηριζόµενα επί µεταλλικού καννάβου. Σχήµα 7. Εξωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε προκατασκευασµένα θερµοµονωτικά πετάσµατα, στηριζόµενα επί µεταλλικού καννάβου. Σχήµα 8. Εξωτερική θερµική προστασία τοίχου σε αεριζόµενη όψη µε εξωτερικό κέλυφος από προκατασκευασµένα ανόργανα πετάσµατα. 8

9 η µείωση στο ελάχιστο της πιθανότητας σχηµατισµού θερµογεφυρών, η προστασία της τοιχοποιίας από τις µεταβολές της εξωτερικής θερµοκρασίας, η πιό εύκολη διάχυση των υδρατµών µε µειωµένο το ενδεχόµενο σχηµατισµού υγρασίας συµπύκνωσης, η περιορισµένη σχετικά αναστάτωση κατά την εκτέλεση των οικοδοµικών εργασιών κ.τ.λ. Στα µειονεκτήµατα µπορούν να συµπεριληφθούν η αλλοίωση των εξωτερικών αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών του κτιρίου, η απαίτηση για προστασία της θερµοµονωτικής στρώσης από τα καιρικά φαινόµενα, η απαίτηση για ιδιαίτερες κατασκευαστικές λύσεις στις θέσεις των κουφωµάτων, η εγκατάσταση ικριωµάτων, η υποχρέωση αναστολής εκτέλεσης των οικοδοµικών εργασιών σε κακές καιρικές συνθήκες, η καθυστέρηση αρχικής θέρµανσης του χώρου, το µεγαλύτερο κόστος κατασκευής συγκριτικά µε την εσωτερική θερµική προστασία Tοποθέτηση εξωτερικής θερµοµόνωσης Aντίθετα προς την εξωτερική, η εσωτερική θερµική προστασία προτιµάται σε κτίρια διακοπτόµενης χρήσης, στα οποία ζητείται η άµεση απόδοση του συστήµατος θέρµανσης ή ψύξης και δεν ενδιαφέρει η θερµοκρασιακή διακύµανση µετά τη διακοπή της λειτουργίας της εγκατάστασης θέρµανσης ή ψύξης (δηµόσιες υπηρεσίες, σχολεία, αίθουσες εκδηλώσεων, θέατρα, κινηµατογράφοι κ.τ.λ.). Eπίσης η λύση αυτή είναι προτιµητέα σε κτίρια που απαιτούνται µικρής έκτασης επεµβάσεις, σύντοµες και µε µικρό κόστος. Για την εφαρµογή της παρουσιάζεται επίσης ποικιλία λύσεων, όπως: Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης και επικάλυψη µε επιχρισµένη οπτοπλινθοδοµή (σχήµα 9). Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης και επικάλυψή της µε επίχρισµα. Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης και επικάλυψή της µε τσιµεντοσανίδες, γυψοσανίδες, διάφορα πετάσµατα ή άλλα προκατασκευασµένα στοιχεία (σχήµα 10). Tοποθέτηση προκατασκευασµένων θερµοµονωτικών στοιχείων. Στις παραπάνω µπορεί να προστεθεί και πλήθος άλλων κατασκευαστικών λύσεων που αποτελούν παραλλαγές ή συνδυασµούς τους. Για τη θερµοµονωτική στρώση µπορεί να χρησιµοποιηθεί το σύνολο σχεδόν των θερµοµονωτικών υλικών. Tο πλέον κατάλληλο επιλέγεται κάθε φορά ανάλογα µε τη λύση. Σχήµα 9. Εσωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε κτιστή επιχρισµένη τοιχοποιία. Σχήµα 10. Εσωτερική θερµική προστασία τοίχου και επικάλυψη µε ελαφροπετάσµατα. 9

10 Στα πλεονεκτήµατα της εξωτερικής θερµικής προστασίας µεταξύ των άλλων µπορούν να συνυπολογισθούν η σύντοµη θέρµανση του χώρου, το γεγονός ότι η επέµβαση δεν είναι εξωτερικά ορατή, το ότι δεν απαιτεί ιδιαίτερη προστασία των θερµοµονωτικών υλικών, η δυνατότητα εκτέλεσης των οικοδοµικών εργασιών υπό οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες, το ότι δεν απαιτεί την εγκατάσταση ικριωµάτων, το µικρότερο κόστος κατασκευής από αυτό µιας επέµβασης µε εξωτερική θερµική προστασία. Στα µειονεκτήµατα µπορούν να συµπεριληφθούν η αδυναµία εκµετάλλευσης της θερµοχωρητικότητας της υφιστάµενης τοιχοποιίας και η σύντοµη ψύξη του χώρου µετά τη διακοπή λειτουργίας των θερµαντικών σωµάτων, ο σχηµατισµός θερµογεφυρών κυρίως στα σηµεία σύνδεσης των ενδιάµεσων τοίχων µε την εξωτερική τοιχοποιία, καθώς και στα σηµεία διακοπής της τοιχοποιίας από τα πατώµατα των ορόφων, ο ευνοϊκότερος σχηµατισµό συµπύκνωσης λόγω διάχυσης των υδρατµών, η µείωση του ελεύθερου χώρου του κτιρίου, η επερχόµενη αναστάτωση κατά την εκτέλεση των οικοδοµικών εργασιών, οι µετατροπές σε δίκτυα ύδρευσης, θέρµανσης και παροχής ηλεκτρισµού. Eίναι πάντως σκόπιµο, είτε η µία είτε η άλλη λύση επιλεγεί, να ληφθεί υπόψη η συνεργασιµότητα των υλικών και να εξετασθεί το ενδεχόµενο δηµιουργίας νέων προβληµάτων από την εφαρµογή της. Eίναι συχνό το φαινόµενο να εµφανίζονται µετά την επέµβαση νέες βλάβες, που οφείλονται στην έλλειψη συνεργασίας µεταξύ παλαιών και νέων υλικών ή σε κατασκευαστικά λάθη (π.χ. λανθασµένη διαδοχή των στρώσεων) Eπεµβάσεις στο δώµα και στις εσοχές των ορόφων Tα δώµατα ως στοιχεία του εξωτερικού κελύφους δέχονται και αυτά έντονα τις επιδράσεις του περιβάλλοντος. H προστασία τους παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαµόρφωση του εσωκλίµατος του κτιρίου, κυρίως στον υποκάτω από αυτά τελευταίο όροφο, τόσο κατά το χειµώνα για τον περιορισµό των απωλειών θερµότητας, όσο και κατά το καλοκαίρι για την αποφυγή υπερθέρµανσης λόγω κατακόρυφης πρόσπτωσης της ισχυρής ηλιακής ακτινοβολίας. H σωστή σειρά τοποθέτησης των στρώσεων αποτελεί προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία του και την καλή προστασία του. H λανθασµένη σειρά των στρώσεων και η κακή απόληξή τους στα άκρα ή σε προεξέχουσες στο δώµα κατασκευές µπορεί να προκαλέσει σειρά φθορών και να επιφέρει µόνιµες βλάβες στην κατασκευή. Eπειδή κατά κανόνα η αποξήλωση και επανακατασκευή των επικαλύψεων ενός υφισταµένου δώµατος ανεβάζει κατά πολύ το κόστος, οι προσφορότερες λύσεις που µπορεί κανείς να προτείνει σε µια υφιστάµενη κατασκευή για τη θερµική και παράλληλα υγρασιακή της προστασία είναι συνήθως τρεις: Kατασκευή συµπαγούς αντεστραµµένου δώµατος (σχήµα 11). Kατασκευή αεριζόµενου δώµατος υπό µορφή δικέλυφης κατασκευής (σχήµα 12). Διαµόρφωση στέγης. Στην περίπτωση του αντεστραµµένου δώµατος τα συνηθέστερα θερµοµονωτικά υλικά που χρησιµοποιούνται είναι πλάκες αφρώδους εξηλασµένης πολυστυρόλης και πολυουρεθάνη υπό µορφή σκληρών πλακών ή εκτοξευόµενου αφρού. Στο αεριζόµενο δώµα µπορούν να χρησιµοποιηθούν σχεδόν όλα τα θερµοµονωτικά υλικά, αρκεί να µη κινδυνεύουν να προσβληθούν από την υγρασία. Για τις εσοχές των ορόφων ισχύουν οι ίδιες εναλλακτικές δυνατότητες µε αυτές της προστασίας του δώµατος, δηλαδή η λύση του συµπαγούς ή αεριζόµενου κελύφους. 10

11 Σχήµα 11. Θερµική προστασία δώµατος µε διαµόρφωση αντεστραµµένου δώµατος. Σχήµα 12. Θερµική προστασία δώµατος µε διαµόρφωση αεριζόµενου δώµατος. Kαι στις δύο εναλλακτικές λύσεις θα πρέπει όµως να ληφθεί υπόψη το πάχος των νέων στρώσεων που θα υπερυψώσει την τελική στάθµη, προκειµένου να δοθούν οι κατάλληλες κλισεις ρύσεων και να αποφευχθεί ο κίνδυνος διείσδυσης των νερών της βροχής στους εσωτερικούς χώρους από τα κουφώµατα. H υπερύψωση της τελικής στάθµης εξαναγκάζει σε αλλαγή του κουφώµατος Eπεµβάσεις στη στέγη Σε µια υφιστάµενη κατασκευή οι δυνατότητες επέµβασης για τη βελτίωση της θερµικής προστασίας της στέγης εξαρτώνται από το είδος της: Στη µονοκέλυφη κατασκευή οι δυνατές περιπτώσεις είναι κυρίως δύο: Tοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης στο κάτω µέρος του κεκλιµένου φλοιού. H λύση αυτή είναι συνήθως δυνατή όταν η στέγη είναι ξύλινη και τα ζευκτά είναι ορατά από το εσωτερικό του χώρου (σχήµα 13). Διαµόρφωση θερµοµονωµένης ψευδοροφής στο ύψος συνάντησης των κατακόρυφων µε το κεκλιµένο επίπεδο. H λύση εφαρµόζεται τόσο σε ξύλινη στέγη, όσο και σε στέγη µε κεκλιµένη πλάκα οπλισµένου σκυροδέµατος (σχήµα 14). Σχήµα 13. Θερµική προστασία µονοκέλυφης στέγης. Σχήµα 14. Θερµική προστασία στέγης µε διαµόρφωση ψευδοροφής. 11

12 Στη δικέλυφη κατασκευή: Όταν και τα δύο κελύφη βρίσκονται υπό κλίση, ακολουθούνται οι λύσεις της µονοκέλυφης (τοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης κάτω από τον κεκλιµένο εσωτερικό φλοιό ή διαµόρφωση θερµοµονωµένης ψευδοροφής). Όταν το εσωτερικό κέλυφος είναι οριζόντιο, η πλέον πρόσφορη λύση είναι η τοποθέτηση θερµοµονωτικής στρώσης επάνω απ αυτό µε απλή εναπόθεση (σχήµα 15). Στην κάθε περίπτωση η σειρά των στρώσεων και η τοποθέτησή τους αποτελούν και πάλι τις βασικές προϋποθέσεις για τη σωστή λειτουργία της στέγης και την αποφυγή λαθών που µπορεί να είναι ιδιαίτερα επιζήµια για την κατασκευή. Ως θερµοµονωτικά υλικά προτιµώνται αυτά που δεν προσδίδουν ιδιαίτερα επιπλέον βάρος στη στέγη και είναι εύκολα στην τοποθέτηση τους (Yαλοβάµβακας, ορυκτοβάµβακας ή άλλα ανόργανα ινώδη σε πάπλωµα ή σκληρές πλάκες, υλικά από φυτικές ίνες, αφρώδης εξηλασµένη πολυστυρόλη ή διογκωµένη πολυστερίνη, πολυουρεθάνη σε σκληρές πλάκες ξυλλόµαλλο τύπου σάντουϊτς µε ενδιάµεση στρώση διογκωµένης πολυστερίνης κ.τ.λ.) Σχήµα 15. Θερµική προστασία πλάκας οροφής κάτω από θερµοµονωµένη στέγη Eπεµβάσεις στα πατώµατα και στα δάπεδα Tο δάπεδο αποτελεί επίσης µία σηµαντική οδό διαφυγής της θερµότητας. H έλλειψη θερµοµονωτικής στρώσης σ αυτό επιτρέπει την αύξηση των απωλειών θερµότητας και την πτώση της θερµοκρασίας του. H θερµοκρασία του δαπέδου είναι καθοριστική για τη διαµόρφωση του αισθήµατος της άνεσης σ έναν εσωτερικό χώρο. Αν και ο κανονισµός θερµοµόνωσης κτιρίων επιβάλλει τη θερµική προστασία ολόκληρου του κελύφους των κτιρίων, δεν είναι σπάνιο το φαινόµενο, ακόµη και σε σύγχρονα κτίρια, το δάπεδο να παραµένει απροστάτευτο για λόγους άγνοιας, αδιαφορίας ή οικονοµίας. Oι συνηθέστερες περιπτώσεις πατωµάτων που χρειάζονται θερµοµόνωση είναι: Πατώµατα επάνω από ανοικτές διαβάσεις και υπόστυλους χώρους (σχήµα 16). Προεξοχές ορόφων. Πατώµατα επάνω από υπόγεια. Πατώµατα επάνω στο έδαφος (σχήµα 17). Σε µια υφιστάµενη κατασκευή στις 3 πρώτες περιπτώσεις η αντιµετώπιση του προβλήµατος δεν είναι σχετικά δύσκολη υπόθεση, διότι η επέµβαση µπορεί να γίνει έξωτερικά χωρίς ιδιαίτερα προβλήµατα. Στις περιπτώσεις αυτές ως θερµοµονωτική στρώση µπορούν να χρησιµοποιηθούν σχεδόν όλα τα θερµοµονωτικά υλικά, επειδή δεν κινδυνεύουν να προσβληθούν από την υγρασία. Aπαραίτητη προϋπόθεση όµως κατά την εφαρµογή τους αποτελεί η καλή στερέωση και η συνεργασία τους µε το υλικό επικάλυψης. 12

13 Σχήµα 16. Θερµική προστασία της οροφής υπόστυλου χώρου. Σχήµα 17. Θερµική προστασία πατώµατος που πατά επάνω στο έδαφος. Aντίθετα, στη τελευταία περίπτωση η επέµβαση δεν είναι εύκολη υπόθεση, διότι µπορεί να γίνει µόνον εσωτερικά και αφού προηγουµένως διακοπεί η χρήση του και απελευθερωθεί ο χώρος από την εσωτερική του επίπλωση. Παράλληλα θα πρέπει να διασφαλισθεί και η προστασία έναντι της υγρασίας εδάφους, της ανερχόµενης µέσω των τριχοειδών αγγείων των υλικών. Eφόσον διασφαλισθεί η προστασία από την υγρασία εδάφους ως θερµοµονωτική στρώση µπορούν να χρησιµοποιηθούν όλα σχεδόν τα θερµοµονωτικά υλικά, αρκεί να µην παραµορφώνονται όταν δέχονται ισχυρά φορτία. Για το λόγο αυτό η επιλογή του υλικού εξαρτάται από τον τύπο του δαπέδου και τη χρήση του. 5. EΠIΛOΓOΣ Σε µια σύγχρονη εποχή, πλούσια σε δυνατότητες µε µια τεχνολογία υψηλής στάθµης που διαρκώς εξελίσσεται και τελειοποιείται, η δυνατότητα βελτίωσης της θερµικής συµπεριφοράς των κτιρίων προσφέρεται µε ένα εύρος κατασκευαστικών λύσεων και προϊόντων. Θα πρέπει όµως και από την ίδια την πολιτεία στα πλαίσια της νέας ενεργειακής πολιτικής που έχει αρχίσει να εφαρµόζεται και στη χώρα µας να προσφερθούν τα κίνητρα για ενεργειακές αναβαθµίσεις των υφιστάµενων κτιρίων. Kαι είναι σαφές ότι το όφελος δεν θα περιορισθεί µόνο στον ενεργειακό τοµέα, αλλά και στον οικοδοµικό, διότι η συντήρηση και η φροντίδα ενός κτιρίου ανακόπτουν το ρυθµό γήρανσής του και παρατείνουν το όριο της ζωής του ακόµη και πέρα από αυτό που θα µπορούσε ίσως να χαρακτηρισθεί ως «φυσιολογικό». BIBΛIOΓPAΦIA Λιβέρης Π., Aραβαντινός Δ., Παπαδόπουλος A., Tσακίρης N.: «Oδηγός εξοικονόµησης ενέργειας στα δηµόσια κτίρια». Eκδοτικό προϊόν του προγράµµατος SAVE: Aνακαίνιση δηµόσιων κτιρίων της Kεντρικής Mακεδονίας για τη βελτίωση της ενεργειακής τους συµπεριφοράς. XVII Γενική Διεύθυνση Eνέργειας της Eυρωπαϊκής Ένωσης, Eργαστήριο Oικοδοµικής και Δοµικής Φυσικής Aριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης., Δοµοτεχνική A.E., Kτηµατική Eταιρία του Δηµοσίου, Θεσσαλονίκη,

14 Aθανασόπουλος X.: «Προστασία κτιρίων. Θερµοµόνωση, ηχοµόνωση - ηχοπροστασία». Aθήνα, Παπαδόπουλος M. «Θερµοµόνωση κτιρίων». Θεσσαλονίκη, Santamouris M., Klitsikas N., Chrisomallidou N., Papadopoulos A., Tsakiris N.: «Energy rehabilitation of multi-use buildings». Eκδοτικό προϊόν του προγράµµατος SAVE. 3 τόµοι. Central Institution for Energy Efficiency Education of Kapodistrian University of Athens, SAVE European Commission Directorate General XVII for Energy, Laboratory of Buildings Construction and Physics of Aristotle University of Thessaloniki. Thessaloniki, Προεδρικό διάταγµα «Kανονισµός για τη θερµοµόµονωση των κτιρίων», Φ.E.K. 362, τεύχος Δ', 4 Iουλίου Nόµος 3661/08: «Mέτρα για τη µείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων», Φ.E.K. 89, τεύχος A', 19 Mαΐου Oδηγία 2002/91/EK του Eυρωπαϊκού Kοινοβουλίου: «Eνεργειακή απόδοση των κτιρίων», 16 Δεκεµβρίου