ΤΟ ΘΕΡΜΙΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ- ΘΕΡΜΙΚΗ ΡΟΗ- ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ

Transcript

1 ΤΟ ΘΕΡΜΙΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ- ΘΕΡΜΙΚΗ ΡΟΗ- ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ

2 τρόποι μετάδοσης της θερμότητας αγωγιμότητα μεταφορά ακτινοβολία

3 Θερμικές απώλειες (ή πρόσοδοι) Το κτίριο χάνει θερμότητα: Μέσω του κελύφους, ανάλογα με τη θερμομονωτική ικανότητα των εξωτερικών κτιριακών στοιχείων Μέσω του αναγκαίου, για λόγους υγιεινής, αερισμού Μέσω θερμογεφυρών

4 Μετάδοση της θερμότητας Αγωγή Μεταφορά θερμότητας από μόριο σε μόριο ενός στοιχείου Η θερμότητα μεταδίδεται πάντοτε από μια θερμότερη προς μια ψυχρότερη περιοχή. Η ποσότητα της θερμότητας που μεταφέρεται με αγωγή εξαρτάται από Τη διατομή του υλικού Τη θερμική αγωγιμότητα λ Το πάχος του Τη διαφορά θερμοκρασίας Το χρόνο

5 ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ (ή κέρδη) AΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ

6 Τι είναι θερμογέφυρες? οι περιοχές εκείνες του κτιριακού κελύφους του κτιρίου στις οποίες εμφανίζονται τοπικά αυξημένες θερμικές ροές συγκριτικά με αυτές των γειτονικών τους περιοχών και αντίστοιχες μεταβολές των επιφανειακών τους θερμοκρασιών.

7 Έξω Έξω Μέσα Μέσα Οι θερμογέφυρες

8 Κατηγορίες θερμογεφυρών γεωμετρικές λόγω γεωμετρικών ιδιαιτεροτήτων (διαφορετικές διαστάσεις εσωτερικά εξωτερικά του δομικού στοιχείου) κατασκευαστικές λόγω ασυνέχειας/αλλαγής υλικών συνδυασμός γεωμετρικής και κατασκευαστικής

9

10 συνέπειες από τη δημιουργία θερμογεφυρών: Εμφάνιση χαμηλών επιφανειακών θερμοκρασιών

11 Οι συνέπειες από τη δημιουργία θερμογεφυρών: Απώλειες θερμότητας (έως και 5% -30% στο σύνολο του κτιρίου -3πλάσιες ή τετραπλάσιες τοπικά). Εμφάνιση χαμηλών επιφανειακών θερμοκρασιών Περιορισμός του αισθήματος θερμικής άνεσης Συμπύκνωση υδρατμών Ανάπτυξη μούχλας και επικάθηση σκόνης Επιφανειακές φθορές

12 ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΕΡΙΣΜΟΥ

13 Ο αερισμός είναι αναγκαίος Α. Για την ανανέωση του αέρα και μείωση της περιεκτικότητάς του σε CΟ2 Β. Για την επαναφορά της υγρασίας στο εσωτερικό σε φυσιολογικά επίπεδα Γ. Για την απομάκρυνση επιβλαβών ουσιών του εσωτερικού αέρα Δ. Για ψύξη κατά τη θερμή περίοδο, ιδιαίτερα τις νυκτερινές ώρες

14 ανανέωση αέραθερμικές απώλειες (ή κέρδη) αερισμού διείσδυση αέρα φυσικός αερισμός τεχνητός αερισμός εναλλαγές αέρα την ώρα: ac/h ή l/s/άτομο ή m 3 /s/άτομο

15 Θερμικές απώλειες από θερμογέφυρες θερμικές απώλειες αγωγιμότητας (από συμπαγή και διαφανή στοιχεία) θερμικές απώλειες αερισμού (εσκεμμένου και αναπόφευκτου) θερμικές απώλειες από θερμογέγυρες

16 Θερμικές πρόσοδοι

17 ηλιακή ακτινοβολία Η ακτινοβολία: Διαπερνά το αντικείμενο Απορροφάται και μετατρέπεται σε θερμική αντανακλάται ανακλαστικότητα + απορροφητικότητα + διαπερατότητα = 1 (a + r + t) = 1

18

19 ΤΟ ΟΡΑΤΟ ΦΩΣ Το ορατό φως είναι ηαντιληπτήαπότομάτι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος μεταξύ 380 και 780 nm περίπου, δηλαδή μεταξύ υπεριώδους και υπέρυθρης ακτινοβολίας. >780 nm ζεσταινόμαστε < 380 nm εκκρίνουμε μελανίνη και «μαυρίζουμε»

20 1.Θερμικά κέρδη από την ηλιακή ακτινοβολία το φαινόμενο του θερμοκηπίουηλιακή πρόσοδος

21 2. Εσωτερικές θερμικές πηγές

22 Παραγωγή ενέργειας με το μεταβολισμό: 1 met =58 W/m 2 (το εμβαδόν της επιφάνειας του ανθρωπίνου 1.8 m 2 σώματος:

23 ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ ΚΕΡΔΗ ένοικοι φωτισμός συσκευές

24

25 )

26 Πως μπορούμε να βελτιώσουμε το θερμικό ισοζύγιο?

27 Χειμώνας ελαχιστοποίηση θερμικών απωλειών Αύξηση θερμικών κερδών Καλοκαίρι Ελαχιστοποίηση θερμικών κερδών Αύξηση ροής θερμότητας προς τα έξω

28 Ελαχιστοποίηση τωνθερμικώναπωλειών: μορφή κτιρίου διάταξη των εσωτερικών χώρων θερμομόνωση μείωση θερμογεφυρών αεροστεγανότητα

29 Ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών :

30 το κτιριακό κέλυφος : η σημασία της σχέσης F/V Θερμικές απαιτήσεις κτιρίων ίσου όγκου V σε σχέση με τη μορφή τους και την περικλείουσα επιφάνεια F

31 τα θερμομονωτικά υλικά έχουν πολύ μικρή θερμική αγωγιμότητα

32 Θερμική αγωγιμότητα Συντελεστής θερμικής αγωγμότητας (λ): η ροή θερμότητας που διέρχεται από τη μονάδα επιφάνειας του υλικού όταν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο επιφανειών του είναι ίση με τη μονάδα W/mK ή Kcal/(m h o C)

33 Εμφανίζεται ίδια θερμική ροή: η θερμική αγωγιμότητα του σκυροδέματος είναι περίπου 12 φορές μεγαλύτερη από την θερμική αγωγιμότητα του ξύλου είναι Σκυρόδεμα: λ= 2.03 W/mK Ξύλο: λ= 0.17 W/mK

34 Θερμομονωτικά υλικά: τα υλικά που παρουσιάζουν θερμική αγωγιμότητα (λ) μικρότερη των 0.18 W/mK (πιστοποίηση) Κρίσιμο χαρακτηριστικό: υψηλή περιεκτικότητα σε αέρα, άρα μικρό βάρος λ= W/mK ξηρός και ακίνητος αέρας σε μικρά πάχη στρώσεων

35 Θερμομονωτικά υλικά: αποτελούνται από πλήθος ινών πουμεταξύτους παρεμβάλλεται αέρας ή ένα πλέγμα κλειστών ή ανοικτών κυψελίδων, στις οποίες περιέχεται αέρας (που θεωρείται πρακτικά ακίνητος)

36 Κυψελίδες πολυουρεθάνης

37 Κυψέλες πολυστηρόλης

38 Κριτήρια επιλογής-αξιολόγησης των θερμομονωτικών υλικών η επίδραση της θερμοκρασίας η επίδραση της υγρασίας η επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας η διατήρηση όγκου και σχήματος (μεταβολή των διαστάσεων) η χημική συμπεριφορά ηαντίστασηστηφωτιά η μηχανική αντοχή

39 άλλοι παράγοντες για την επιλογή Φθορά στο χρόνο Προσβολή από έντομα ή τρωκτικά Συνεργασιμότητα με άλλα υλικά Κόστος Δυνατότητες μεταφοράς και τοποθέτησης

40 κριτήρια επιλογής της θέσης της θερμομονωτικής στρώσης θερμοχωρητικότητα Αντοχή Ανθεκτικότητρα Συμπεριφορά σε υγρασία Αντίδραση στη φωτιά

41 πίνακες θερμοφυσικών ιδιοτήτων δομικών υλικών (ΤΟΤΕΕ)

42 τα συνηθέστερα μονωτικά υλικά

43 Ανόργανα μονωτικά υλικά Υαλοβάμβακας (ινώδες) Ορυκτοβάμβακας, πετροβάμβακας (ινώδες) Αφρώδες γυαλί Κίσσηρης, περλίτης, βερμικουλίτης, ελαφρόπετρα (κοκκώδη) Θερμομονωτικά τούβλα και τσιμεντότουβλα (σε δομή, χτισμένα )

44 υαλοβάμβακας υαλοβάμβακας με φύλλο αλουμινίου

45 υαλοβάμβακας Πάπλωμα σε ρολλά (και με φύλλο αλουμινίου Πάπλωμα ενισχυμάνο με πλέγμα Απλές ή ενισχυμένες πλάκες Ενισχυμένες πλάκες με υαλοϋφασμα) κοχύλια

46 ορυκτοβάμβακας

47 περλίτης

48 Οργανικά μονωτικά υλικά διογκωμένη πολυστερίνη (κυψελώδες) εξηλασμένη πολυστερίνη (κυψελώδες) αφρώδης πολυουρεθάνη (κυψελώδες) Ξυλόμαλλο (ινώδες) σάντουιτς ξυλόμαλλου και πολυστερίνης φελλός σε κόκκους (ινώδες) πλάκες φελλού (ινώδες) Υλικά φυτικών ή ζωικών ινών: άχυρο, καλάμια, πριονίδια, τέφρα, μαλλί προβάτου (ινώδη)

49 διογκωμένη πολυστερίνη

50 Εξηλασμένη πολυστηρόλη

51 Εξηλασμένη πολυστηρόλη

52 Πλάκες με πατούρα για επικάλυψη στη θέση των αρμών

53 πολυουρεθάνη

54 Πανό πολυουρεθάνης

55 Διαμόρφωση όψεων με πανό πολυουρεθάνης

56

57 πλάκες τύπου σάντουιτς: ξυλόμαλλο-πολυστερίνη

58 πλάκες τύπου σάντουιτς: ξυλόμαλλο-ορυκτοβάμβακας

59 Βιογενή μονωτικά υλικά κοκκοφοίνικας φελλός μαλλί κάνναβις

60 νέα οικολογικά υλικά

61 Θερμομονωτικ ά τούβλα Θερμομονωτικά τούβλα

62 νέα υλικά για υψηλές απαιτήσεις θερμομόνωσης Θερμοανακλαστική θερμομόνωση

63 θερμομονωτικά τούβλα

64 τούβλα ytong

65 συνδυασμοί τούβλων και θερμομονωτικών υλικών

66

67 Θερμομονωτικά επιχρίσματα

68 R d Αντίσταση στη ροή θερμότητας μιας ομογενούς στρώσης (R ) m 2 K/W

69 Θερμομονωτική ικανότητα των κτιριακών στοιχείων λ: θερμική αγωγιμότητα d/λ Μονοκέλυφα στοιχεία d/λ1 d/λ2 d/λ3 Πολυκέλυφα στοιχεία

70 Θερμικές απώλειες από τα διαφανή στοιχεία μονός υαλοπίνακας ή διπλός υαλοπίνακας

71 Διαφανή δομικά στοιχεία Πλαίσιο Πλήρωση θαλάμου με πολυουρεθάνη Πολυαμίδιο

72 συνολική θερμική αντίσταση ενός πολυστρωματικού δομικού στοιχείου (RΤ) RΤ = Ri + R1 + R Rν + Rδ + Ra [m² K/W] RΤ [W/(m² K)] ησυνολικήαντίστασηπουπροβάλλειστηροή θερμότητας το δομικό στοιχείο, R1 Rν Αντίσταση στη ροή θερμότητας μιας ομογενούς στρώσης, Rδ [m² K/W] η θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα σε τυχόν υφιστάμενο διάκενο ανάμεσα στις στρώσεις του δομικού στοιχείου, Ri [W/(m² K)] η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας απότονεσωτερικόχώροπροςτο δομικό στοιχείο Ra [W/(m² K)] η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότηταςαπότοδομικόστοιχείοπροςτο εξωτερικό περιβάλλον.

73 Θερμική αντίσταση μη αεριζόμενου στρώματος αέρα, ευρισκόμενου πρακτικά σε ηρεμία (παραδοχές: η στρώση έχει πάχος μικρότερο του 1/10 εκάστης των άλλων δύο στρώσεων και πάντως όχι μεγαλύτερο από 30 cm)

74 Tιμές συντελεστών θερμικής μετάβασης και αντιστάσεων θερμικής μετάβασης επιφανειακού στρώματος αέρα, ανάλογα με τη διεύθυνση ροής. (παραδοχές: θερμοκρασία εσωτερικού χώρου θi = 20 C, θερμοκρασία εξωτερικού χώρου θa = 0 C και ταχύτητα ανέμου υ = 4 m/s Oριζόντια θεωρείται η ροή που παρουσιάζει απόκλιση από το οριζόντιο επίπεδο έως και +30o).

75 συντελεστής θερμικής διαπερατότητας διατομής (συντελεστής U- value σε W/m 2 K) 1 U R i j=1 d j j R R a

76

77 Διαχωρισμός της Ελλάδας σε ζώνες, ανάλογα με τα κλιματικά δεδομένα Ζώνη Α από ΒΗΘ (βάση 18 ο C) Ζώνη Β από ΒΗΘ Ζώνη Γ από ΒΗΘ Ζώνη Δ >2201 ΒΗΘ

78 Ισχυρή θερμική προστασία του κελύφους ελάχιστο πάχος θερμομονωτικού υλικού για τη θερμομόνωση δοκού /τοιχείου από οπλισμένο σκυρόδεμα λ υλικού 0,033 W/(m K) Α ζώνη Β ζώνη Γ ζώνη Δ ζώνη 5,0 cm 6,0 cm 6,5 cm 7,5 cm 0,035 W/(m K) 5,0 cm 6,5 cm 7,0 cm 8,0 cm 0,037 W/(m K) 5,5 cm 6,5 cm 7,5 cm 8,5 cm 0,039 W/(m K) 6,0 cm 7,0 cm 8,0 cm 9,0 cm 0,041 W/(m K) 6,0 cm 7,5 cm 8,5 cm 9,5 cm

79 Νυχτερινή μόνωση των ανοιγμάτων Θερμικές απώλειες τη νύχτα: τα 2/3 των συνολικών θερμικών απωλειών Ε