Βελτιστοποίηση της ενεργειακής συμπεριφοράς προκατασκευασμένων κτιρίων. Παράδειγμα εφαρμοσμένης έρευνας

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Βελτιστοποίηση της ενεργειακής συμπεριφοράς προκατασκευασμένων κτιρίων. Παράδειγμα εφαρμοσμένης έρευνας"

Δήλια Μπότσαρης
6 χρόνια πριν
Προβολές:

υπεύθυνη: Συνεργάτες: Κατερίνα Τσικαλουδάκη, λέκτορας Α.Π.Θ. Κ. Λάσκος, πολ.μηχ μηχ., υπ.

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΗΣ & ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Βελτιστοποίηση της ενεργειακής συμπεριφοράς προκατασκευασμένων κτιρίων. Παράδειγμα εφαρμοσμένης έρευνας ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Επ. υπεύθυνη: Συνεργάτες: Κατερίνα Τσικαλουδάκη, λέκτορας Α.Π.Θ. Κ. Λάσκος, πολ.μηχ μηχ., υπ. διδάκτορας Α. Καραούλης, πολ.μηχ μηχ., υπ. διδάκτορας Α. Χατζηδημητρίου, αρχ. μηχ., υπ. διδάκτορας

Ερευνητικό έργο: Διερεύνηση της ενεργειακής

Κουπόνια καινοτομίας ΤΡΟΠΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ

των διακένων του σκελετού με θερμομονωτικά

Τσιμεντοκονίαμα για επίχριση Πατώματα από

2 Ερευνητικό έργο: Διερεύνηση της ενεργειακής συμπεριφοράς προκατασκευασμένων κτιρίων Δράση: Κουπόνια καινοτομίας ΤΡΟΠΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ Μεταλλικός σκελετός από κοιλοδοκούς Πλήρωση των διακένων του σκελετού με θερμομονωτικά υλικά (διογκωμένη πολυστερίνη και ξυλόμαλλο) Τσιμεντοκονίαμα για επίχριση Πατώματα από ελαφρά οπλισμένο σκυρόδεμα Συνήθης επιστέγαση: κεκλιμένη στέγη

3 Ερευνητικό έργο: «λεπτά» σημεία Διερεύνηση της ενεργειακής συμπεριφοράς προκατασκευασμένων κτιρίων Μεγάλη εκτεθειμένη επιφάνεια σε σχέση με τον όγκο των κτιρίων Ελαφριά κατασκευή Υψηλή θερμομόνωση στα διάκενα, ασθενής περιοχή ο μεταλλικός σκελετός στόχοι Περιορισμός των θερμικών φορτίων με ενίσχυση του κτιριακού κελύφους Ελαχιστοποίηση της υγροποίησης των υδρατμών από συμπύκνωση Ενσωμάτωση αρχών βιοκλιματικού σχεδιασμού «Αμυντικός» σχεδιασμός κελύφους ελλείψει θερμικής μάζας άξονες α. Βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων (U, θερμογέφυρες) β. Βιοκλιματικός σχεδιασμός

.. R si 1 2 n R se Θερμογέφυρες L Παρατηρούνται: Σε περιοχές του κτιριακού κελύφους, που η θερμική αντίσταση αλλάζει σημαντικά, οδηγώντας

4 1 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων U RT μεθοδολογία υπολογισμού για εναλλακτικές διατομές Συντελεστής θερμοπερατότητας U Γραμμικός συντελεστής θερμοπερατότητας Ψ R T R R R... R si 1 2 n R se Θερμογέφυρες L Παρατηρούνται: Σε περιοχές του κτιριακού κελύφους, που η θερμική αντίσταση αλλάζει σημαντικά, οδηγώντας σε πολυδιάσταση ροή θερμότητας. 2D n j1 U j l j L 2D : the linear thermal coupling coefficient obtained from a 2-D calculation Όσο καλύτερα είναι μονωμένο το κέλυφος, τόσοπιοέντονηείναιηεπιρροήτωνθερμογεφυρών στη διαμόρφωση των θερμικών απωλειών.

α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες Αρχική κατασκευαστική διαμόρφωση κατακόρυφων δομικών στοιχείων Building Δομικό component στοιχείο Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal

5 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες Αρχική κατασκευαστική διαμόρφωση κατακόρυφων δομικών στοιχείων Building Δομικό component στοιχείο Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική conductivity αγωγιμότητα? λ [W/(m K)] Thermal Συντελεστής transmittance θερμοπερατ. U [W/(m 2 K)] 1 2 inside section Θέση 1 1 Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη section Θέση 2 2 Cement Τσιμεντοκονίαμ mortar with με πλέγμα metal mesh Hollow Κοιλοδοκός steel beam outside Μέσο U τοίχου: Uw. = W/(m 2 k)

U [W/(m 2 K)] 1 2 inside section Θέση 1 1 Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη 0.075 0.32 0.

6 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες Αρχική κατασκευαστική διαμόρφωση κατακόρυφων δομικών στοιχείων Building Δομικό component στοιχείο Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική conductivity αγωγιμότητα? λ [W/(m K)] Thermal Συντελεστής transmittance θερμοπερατ. U [W/(m 2 K)] 1 2 inside section Θέση 1 1 Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη section Θέση 2 2 Cement Τσιμεντοκονίαμ mortar with με πλέγμα metal mesh Hollow Κοιλοδοκός steel beam outside Μέσο U τοίχου: Uw. = W/(m 2 k) θερμογέφυρες Ψ = 0,103 W/(m K)

α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες α πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία Building Δομικό component στοιχείο section Θέση 1 1 Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική

7 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες α πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία Building Δομικό component στοιχείο section Θέση 1 1 Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική conductivity αγωγιμότητα? λ [W/(m K)] Thermal Συντελ. θερμοπερατ. transmittanceu [W/(m 2 K)] 1 2 inside Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη section Θέση 2 2 Hollow Κοιλοδοκός steel beam outside Wooden Ξύλινο πηχάκι beam Μέσο U τοίχου: Uw. = W/(m 2 k)

8 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες α πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία Building Δομικό component στοιχείο section Θέση 1 1 Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική conductivity αγωγιμότητα? λ [W/(m K)] Thermal Συντελ. θερμοπερατ. transmittanceu [W/(m 2 K)] 1 2 inside Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη section Θέση 2 2 Hollow Κοιλοδοκός steel beam outside Wooden Ξύλινο πηχάκι beam Μέσο U τοίχου: Uw. = W/(m 2 k) θερμογέφυρες Ψ = 0.04 W/(m K)

9 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες β πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία Building Δομικό component στοιχείο Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική conductivity αγωγιμότητα? λ [W/(m K)] Thermal Συντελεστής transmittance θερμοπερατ. U [W/(m 2 K)] 1 2 section Θέση Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη Cement Τσιμεντοκονίαμ mortar with με πλέγμα metal mesh section Θέση 2 2 Hollow Ξυλόμαλλο steel beam Κοιλοδοκός Ξυλόμαλλο Cement mortar with metal mesh Τσιμεντοκονίαμα με πλέγμα Μέσο U τοίχου: Uw. = W/(m 2 k)

10 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες β πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία Building Δομικό component στοιχείο Material Υλικό Thickness Πάχος d d [m] Thermal Θερμική conductivity αγωγιμότητα? λ [W/(m K)] Thermal Συντελεστής transmittance θερμοπερατ. U [W/(m 2 K)] 1 2 section Θέση Expanded Διογκωμένη polystyrene πολυστερίνη Cement Τσιμεντοκονίαμ mortar with με πλέγμα metal mesh section Θέση 2 2 Hollow Ξυλόμαλλο steel beam Κοιλοδοκός Ξυλόμαλλο Cement mortar with metal mesh Τσιμεντοκονίαμα με πλέγμα Μέσο U τοίχου: Uw. = W/(m 2 k) θερμογέφυρες Ψ = W/(m K)

α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες β πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία: συναρμογή με δομικά στοιχεία ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΓΩΝΙΕΣ θερμογέφυρες Ψ = 0.

11 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες β πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία: συναρμογή με δομικά στοιχεία ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΓΩΝΙΕΣ θερμογέφυρες Ψ = 0.11 W/(m K) Κοιλοδοκός 10,0cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Heraklith 3,5cm EPS 10,0cm Heraklith 7,5cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm μέσα ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΓΩΝΙΕΣ Ψ = 0.04 W/(m K) Κοιλοδοκός 10,0cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Heraklith 3,5cm EPS 10,0cm Heraklith 7,5cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm έξω

ΚΟΥΦΩΜΑΤΑ Ψ = -0.12 W/(m K) ΜΕ ΔΑΠΕΔΟ Ψ = -0.

Heraklith 3,5cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Κοιλοδοκός 10,0cm μέσα

12 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες β πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία: συναρμογή με δομικά στοιχεία θερμογέφυρες ΜΕ ΚΟΥΦΩΜΑΤΑ Ψ = W/(m K) ΜΕ ΔΑΠΕΔΟ Ψ = W/(m K) Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Heraklith 7,5cm EPS 10,0cm Heraklith 3,5cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Κοιλοδοκός 10,0cm μέσα Κεραμικά πλακίδια 0,5cm Τσιμεντοκονίαμα 2,0cm Γαρμπιλοσκυρόδεμα 4,0cm EPS 4,0cm EPS 10,0cm Πλάκα 15,0cm XPS

Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1,5cm Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1,5cm ΜΕ ΣΤΕΓΗ Ψ = -1.

06 W/(m K) στη θέση της μόνωσης Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Heraklith 7,5cm EPS

13 α. βελτιστοποίηση δομικών στοιχείων: τοιχοποιίες β πρόταση για κατακόρυφα στοιχεία: συναρμογή με δομικά στοιχεία θερμογέφυρες Heraklith 3,5cm Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1,5cm Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1,5cm ΜΕ ΣΤΕΓΗ Ψ = W/(m K) στη θέση του σκελετού Ψ = W/(m K) στη θέση της μόνωσης Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Heraklith 7,5cm EPS 10,0cm Heraklith 3,5cm Τσιμεντοκονίαμα 2,5cm Κοιλοδοκός 5,0cm Ξύλο 2,5cm EPS 3,0cm Φράγμα ακτινοβολίας 0,5cm Ξύλο 3,0cm Κεραμίδι 1,0cm

14 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο

15 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο Μονώροφο κτίσμα Επιστέγαση με στέγη & φυτεμένο δώμα Χωροθέτηση χρήσεων Διαμπερής αερισμός Χωροθέτηση ανοιγμάτων Μελέτη ηλιοπροστασίας

16 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο Δυτική όψη: Καθόλου ανοίγματα Βόρεια όψη: Μικρά ανοίγματα για αερισμό Νότια όψη: Μεγάλα ανοίγματα για ηλιακά κέρδη Διαστασιολόγηση ηλιοπροστασίας Ανατολική όψη: Ηλιοπροστασία για καλοκαίρι

17 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο Μελέτη ηλιοπροστασίας ανοιγμάτων

18 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίου: υπολογισμός μέσου συντελεστή θερμοπερατότητας Um Δομικό στοιχείο Εμβαδό Α Συντ. θερμοπερατότητας U A x U Τοιχοποιία Κουφώματα Δώμα Στέγη Δάπεδο Σύνολο Μηδενικές οι θερμογέφυρες!!! U m n A U b l b j j i i j1 i1 n j1 A j k =0,38 W/m 2 K << 0,66= Um, max

19 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίου: εκτίμηση ενεργειακής απόδοσης κατά Κ.Εν.Α.Κ. Με εγκατάσταση: συμβατικής αντλίας θερμότητας για κάλυψη αναγκών θέρμανσης, ψύξης και ζεστού νερού χρήσης. Ηλιακού συλλέκτη 1,5 m 2 για κάλυψη απαιτήσεων Κ.Εν.Α.Κ. σε ΖΝΧ από ΑΠΕ

20 β. βιοκλιματικός σχεδιασμός Εφαρμογή σε πιλοτικό κτίριο Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίου: σύγκριση με συμβατική κατασκευή Συμβατική κατασκευή

21 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΗΣ & ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Βελτιστοποίηση της ενεργειακής συμπεριφοράς προκατασκευασμένων κτιρίων. Παράδειγμα εφαρμοσμένης έρευνας ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Επ. υπεύθυνη: Συνεργάτες: Κατερίνα Τσικαλουδάκη, λέκτορας Α.Π.Θ. Κ. Λάσκος, πολ.μηχ μηχ., υπ. διδάκτορας Α. Καραούλης, πολ.μηχ μηχ., υπ. διδάκτορας Α. Χατζηδημητρίου, αρχ. μηχ., υπ. διδάκτορας

Σχετικά έγγραφα

Μελέτη Ενεργειακής Απόδοσης

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗΣ ΑΛΛΑΓΗΣ Υ.Π.Ε.Κ.Α. ΕΙΔΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΙΔΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΠΙΘΕΩΡΗΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Μελέτη Ενεργειακής Απόδοσης Τεύχος αναλυτικών