Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ο Ε Κ Π Α Ι Δ Ε Υ Τ Ι Κ Ο Ι Δ Ρ Υ Μ Α Δ Υ Τ Ι Κ Η Σ Μ Α Κ Ε Δ Ο Ν Ι Α Σ Σ Χ Ο Λ Η Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Κ Ω Ν Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Ω Ν Τ Μ Η Μ Α Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ο Λ Ο Γ Ω Ν Μ Η Χ Α Ν Ι Κ Ω Ν Τ. Ε. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗΣ Του Γυμνασίου Λεχόβου Δήμου Αμυνταίου Ομάδα διεξαγωγής και σύνταξης: Ντώνας Ιωάννης Διπλωματούχος Πολιτικός Μηχανικός ΔΠΘ, Μέλος Ομάδας έργου BIOFOSS Μητρόπουλος Δημήτριος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός ΤΕ Κώττας Θεόδωρος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Υπολογιστών M.Sc. Στημονιάρης Δημήτριος Καθηγητής Εφαρμογών ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Τσιαμήτρος Δημήτριος Επ. Καθηγητής ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας i
ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στα πλαίσια του έργου με ακρωνύμιο BIOFOSS του Προγράμματος Διασυνοριακής Συνεργασίας Ελλάδα-ΠΓΔΜ 2007-2013, εκπονήθηκε η παρούσα εργασία μελέτη, που παρουσιάζει τις λεπτομέρειες της ενεργειακής επιθεώρησης του Γυμνασίου Λεχόβου και τις προτάσεις για ενεργειακή αναβάθμισή της. Λέξεις Κλειδιά: (π.χ.) Δημόσια Κτίρια, Ενεργειακή Αναβάθμιση. ii
ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστούμε το Δήμαρχο Αμυνταίου και τον κ. Κυριακόπουλο, Δ/νων Σύμβουλο της ΔΕΤΕΠΑ, για την άψογη συνεργασία τους και τα στοιχεία που μας παρείχαν. iii
ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ Περίληψη... ii Ευχαριστίες... iii Πίνακας Περιεχομένων... iv Πίνακας Εικόνων... v Κατάλογος Πινάκων... vi Εισαγωγή... 1 Κεφάλαιο 1: Φύλλα Επιθεώρησης... 3 1.1 Αρχιτεκτονική Αποτύπωση Α... 3 1.2 Αρχιτεκτονική Αποτύπωση Β... 6 1.3 Ιστορικό και χρήση κτιρίου.... 14 1.4 Θερμογραφία... 16 1.5 Μετρήσεις συντελεστή θερμοπερατότητας υλικών... 18 1.6 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Α... 19 1.7 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β... 21 Κεφάλαιο 2: Επεξεργασια και Συνοψη Αποτελεσματων... 23 2.1 Συνοπτικά στοιχεία Γυμνασίου Λεχόβου... 23 2.2 Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου... 25 Κεφάλαιο 3: Σενάρια εξοικονόμησης ενέργειας... 26 3.1 Σενάριο 1 ο : Τοποθέτηση εξωτερικής θερμομόνωσης και μόνωση οροφής... 26 3.2 Σενάριο 2 ο : Μικρή τηλεθέρμανση από λέβητα βιομάζας.... 28 Κεφάλαιο 4: Συμπεράσματα και Προτάσεις προς υλοποίηση... 30 Βιβλιογραφία... 31 Παράρτημα Α: Συσκευή Αυτονόμησης Χωρών του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Τεχνική Περιγραφή... 32 iv
ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Εθνικού Κτηματολογίου... 3 Εικόνα 2: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Google Earth... 4 Εικόνα 3: Σκαναρισμένη κάτοψη ισογείου... 5 Εικόνα 4: Σκαναρισμένη κάτοψη ορόφου... 5 Εικόνα 5: κάτοψη κελύφους ισογείου... 6 Εικόνα 6: Κάτοψη κελύφους ορόφου... 7 Εικόνα 7: Φωτογραφία Ανατολικής Όψης.... 8 Εικόνα 8: Ανατολική όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα.... 9 Εικόνα 9: Φωτ. Νότιας όψης.... 9 Εικόνα 10: Νότια όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα.... 10 Εικόνα 11: Φωτογραφία Δυτικής Όψης.... 10 Εικόνα 12: Δυτική όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα.... 11 Εικόνα 13: Φωτ. Βόρειας όψης.... 11 Εικόνα 14: Βόρεια όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα.... 12 Εικόνα 15: Ανατολική όψη όπου ενδεικτικά φαίνονται οι 4 διαφορετικές ζώνες θερμοπερατότητας των δομικών στοιχείων.... 13 Εικόνα 16: Φωτογραφία Ανατολικής όψης με χρήση θερμοκάμερας.... 16 Εικόνα 17: Φωτογραφία Δυτικής όψης με χρήση θερμοκάμερας.... 16 Εικόνα 18: Φωτογραφία Βόρειας όψης με χρήση θερμοκάμερας.... 17 Εικόνα 19: Φωτογραφία λέβητα με χρήση θερμοκάμερας.... 19 Εικόνα 20: Φωτογραφία κυκλοφορητή με IR κάμερα.... 20 Εικόνα 21: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ (βλέπε στήλη Υπάρχον κτίριο).... 25 Εικόνα 22: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1).... 26 Εικόνα 23: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1).... 27 Εικόνα 24: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2- (βλέπε στήλη Σενάριο 2).... 28 Εικόνα 25: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2- (βλέπε στήλη Σενάριο 2).... 29 v
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1:Μετρήσεις ισογείου.... 14 Πίνακας 2:Μετρήσεις ορόφου.... 15 Πίνακας 3: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από συσκευές.... 21 Πίνακας 4: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από φωτισμό - Ισόγειο.... 21 Πίνακας 5: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από φωτισμό - Όροφος.... 22 vi
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πλαίσιο της διεξαγωγής της ενεργειακής επιθεώρησης του κτιρίου του Γυμνασίου- Λυκείου του Λεχόβου, πραγματοποιήθηκε η επίσκεψη από την ομάδα της μελέτης στους χώρους του κτιρίου με σκοπό τον οπτικό έλεγχο του κτιρίου, την συλλογή στοιχείων που θα συμβάλουν στην αρτιότερη πραγματοποίηση της ενεργειακής επιθεώρησης και την διενέργεια μετρήσεων όπου αυτό απαιτηθεί. Αναζητήθηκε αρχικά η αρχιτεκτονική μελέτη του κτιρίου από τους αρμόδιους φορείς, η οποία και δεν βρέθηκε. Ανακαλύφθηκε τυχαία στον πίνακα ανακοινώσεων του σχολείου μια κάτοψη-σκαρίφημα του ισογείου και μια του ορόφου σε κακής ποιότητας εκτύπωση Α4 φύλλου και σε κλίμακα (1/100) από την οποία δεν μπορούσαν να ληφθούν ασφαλείς πληροφορίες. Επιπλέον από τον οπτικό έλεγχο παρατηρήθηκε ότι υπήρχαν κάποιες διαφορές σε σχέση με την κάτοψη που απεικονιζόταν στα σχέδια σε σχέση με την υπάρχουσα κατάσταση. Έτσι αποφασίστηκε η διενέργεια μετρήσεων σε όσα σημεία αυτό ήταν απαραίτητο (εξωτερικές διαστάσεις, όψεις, χώροι που δεν απεικονιζόταν στις κατόψεις, εξωτερικά κουφώματα, ποδιές των εξωτερικών κουφωμάτων, ύψος κτιρίου, αποστάσεις από γειτονικά κτίρια και ύψος αυτών). Επίσης όπου η προσβασιμότητα δεν ήταν δυνατή (π.χ. στέγη κτιρίου ) χρησιμοποιήθηκαν φωτομετρικές μέθοδοι για την εξαγωγή συμπερασμάτων. Για τις μηχανολογικές εγκαταστάσεις του κτιρίου και τις καταναλώσεις σε καύσιμη ύλη και ηλεκτρικό ρεύμα έγινε καταγραφή των εγκαταστάσεων και των στοιχείων τους και παραχωρήθηκαν τα στοιχεία (από τον Διευθυντή του σχολείου) που αποδεικνύουν την κατανάλωση αντίστοιχα. Το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Ζ (ενεργειακά μη αποδοτικό) με συνολική κατανάλωση 189,7 kwh/m2, από την οποία οι 30,5 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 159,2 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 77,3 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 31 kwh/m 2 σε θέρμανση. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας διατίθεται στην κάλυψη των θερμικών φορτίων. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 12.000,00 ετησίως. Συνεπώς υπάρχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης, κυρίως στην κάλυψη των θερμικών αναγκών. 1
Στο πρώτο κεφάλαιο της μελέτης παρατίθενται τα στοιχεία και οι μετρήσεις που συλλέχθηκαν, στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται επεξεργασία και σύνοψη των αποτελεσμάτων και παρουσιάζεται η ενεργειακή του κατάταξη, στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα σενάρια εξοικονόμησης ενέργειας που μπορούν να εφαρμοστούν, τόσο αυτά που ζητήθηκαν από την τεχνική υπηρεσία (πακέτο εργασίας 6.1 του τεχνικού δελτίου του έργου), όσο και άλλα που προτείνονται από τους συντάκτες και στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα και οι προτάσεις προς υλοποίηση, με σειρά προτεραιότητας. 2
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΦΥΛΛΑ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΛΕΧΟΒΟΥ ΔΗΜΟΥ ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ 1.1 Αρχιτεκτονική Αποτύπωση Α Α1) Γειτονικά κτίρια Στα δυτικά υπάρχει κτίριο κατοικίας περίπου 4 μέτρων που επηρεάζει με τον σκιασμό του το κτίριο.άλλα κτίρια που βρίσκονται σε πολύ χαμηλότερες στάθμες δεν επηρεάζουν το κτίριο Εικόνα 1: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Εθνικού Κτηματολογίου Α2) Φυσικά εμπόδια (Ύψη, Απόσταση, Θέση ως προς το κτιριο-πχ Βόρεια κτλ). Δεν υπάρχει κάτι που να σκιάζει το κτίριο. 3
Α3) Περιβάλλων χώρος. Υπάρχει ένας μεγάλος προαύλιος χώρος διαστρωμένος με ασφαλτικό υλικό Εικόνα 2: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Google Earth Α4) ΣΧΕΔΙΑ ΠΡΟΣΟΨΕΙΣ. 1. Κάτοψη ισογείου που χρησιμοποιήθηκε ως βάση για τις μετρήσεις. 4
Εικόνα 3: Σκαναρισμένη κάτοψη ισογείου 2. Κάτοψη ορόφου που χρησιμοποιήθηκε ως βάση για τις μετρήσεις. Εικόνα 4: Σκαναρισμένη κάτοψη ορόφου 5
+1.15 +2.30 0.37-0.30 +2.63 1.25 +0.00 +3.15 2.00 +1.15 +2.30 0.37 +1.15 +2.30 0.37 +1.15 +2.30 0.37 +1.15 +3.15 +1.15 +3.15 +1.25 +3.25 2.00 +0.00 +3.15 2.00 +0.00 +3.25 2.00 +0.00 +3.15 2.00 +0.00 +3.25 2.00 +1.25 +3.25 2.00 +1.15 +3.15 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +3.15 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +3.15 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +3.15 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +2.00 0.37 +1.15 +2.00 0.37 +0.00 +3.15 +1.60 +2.20 0.30 +1.60 +2.20 0.30 1.2 Αρχιτεκτονική Αποτύπωση Β 1) Κάτοψη ισογείου όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις με βάση το κέλυφος του Κτιρίου. ÐÁ9 ÐÁ10 ÐÁ11 ÐÏ 5 ÐÏ 6 ÐÁ12 ÐÁ13 ÐÁ14 ÐÁ15 ÐÁ16 ÐÁ17 ÐÁ18 ÐÁ19 ÐÁ20 ÐÁ21 ÐÁ22 ÐÏ 4 ÐÏ 3 ÐÏ 7 ÐÁ23 ÐÁ8 ÐÁ24 ÐÁ7 ÐÏ 2 ÐÏ 1 ÐÁ6 ÐÁ5 ÐÁ4 ÐÁ3 ÐÁ2 ÐÁ1 ÊÁÔÏ ØÇ ÉÓÏ ÃÅÉÏ Õ Εικόνα 5: κάτοψη κελύφους ισογείου 2) Κάτοψη ορόφου όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις με βάση το κέλυφος του κτιρίου 6
+4.80 +6.00 0.37 +4.80 +6.00 0.37 +4.80 +6.00 0.37 +4.80 +6.00 0.37 +4.80 +6.00 0.37 +3.65 +6.75 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +3.65 +6.85 +4.80 +6.80 +3.65 +6.85 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +3.65 +6.75 2.28 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 +4.80 +6.80 ÐÁ14 ÐÁ13 ÐÏ 2 ÐÏ 3 ÐÁ15 ÐÁ12 ÐÁ11 ÐÁ16 ÐÁ10 ÐÁ17 ÐÏ 1 ÐÏ 3 ÐÁ9 ÐÁ8 ÐÁ7 ÐÁ6 ÐÁ5 ÐÁ4 ÐÁ3 ÐÁ2 ÐÁ1 ÊÁÔÏ ØÇ Ï ÑÏ ÖÏ Õ Εικόνα 6: Κάτοψη κελύφους ορόφου Β1) Συνολική επιφάνεια κτιρίου 839 τ.μ.(m2) Β2) Συνολικός όγκος του κτιρίου 3061 κ.μ.(m3) Β3) Ύψος κάθε ορόφου 3,65 μ. Β4) Διαστάσεις και είδος κουφωμάτων Όλα τα εξωτερικά κουφώματα ( με εξαίρεση μια πόρτα) είναι από συνθετικό υλικό με διπλό υαλοπίνακα με διάκενο περίπου 1 εκ. Μετά από τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν για τις διαστάσεις των κουφωμάτων έγινε η κατηγοριοποίηση τους στις εξής κατηγορίες: 7
Παράθυρα διαστάσεων 1,40μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 2,00μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 0,37μ Χ 1,20μ Παράθυρα διαστάσεων 0,37μ Χ 1,15μ Παράθυρα διαστάσεων 0,37μ Χ 0,85μ Παράθυρα διαστάσεων 0,30μ Χ 0,60μ Πόρτα διαστάσεων 3,10μ Χ 2,28μ Πόρτα διαστάσεων 3,15μ Χ 1,40μ Πόρτες διαστάσεων 3,15μ Χ 2,00μ Πόρτες διαστάσεων 3,25μ Χ 2,00μ Μεταλλική πόρτα διαστάσεων 2,63 Χ 1,63μ Εικόνα 7: Φωτογραφία Ανατολικής Όψης. 8
Εικόνα 8: Ανατολική όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα. Εικόνα 9: Φωτ. Νότιας όψης. 9
Εικόνα 10: Νότια όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα. Εικόνα 11: Φωτογραφία Δυτικής Όψης. 10
Εικόνα 12: Δυτική όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα. Εικόνα 13: Φωτ. Βόρειας όψης. 11
Εικόνα 14: Βόρεια όψη όπως διαμορφώθηκε μετά τις μετρήσεις και την αναπαράσταση με σχεδιαστικό πρόγραμμα. Β5) Καμινάδες Από την επιθεώρηση διαπιστώθηκε ότι το κτίριο διαθέτει 3 καμινάδες. Β7) Δομικά στοιχεία. Ο φέρων οργανισμός του κτιρίου αποτελείται από οπλισμένο σκυρόδεμα, το οποίο σε συγκεκριμένα στοιχεία του είναι και επιπλέον υπενδεδυμένο με μονή οπτοπλινθοδομή και οι εξωτερικοί τοίχοι αποτελούνται από διπλή οπτοπλινθοδομή με ενδιάμεση μόνωση (όπως διακρίνεται στο αρχικό σχέδιο ).Η πλάκα επί εδάφους είναι κατασκευασμένη από οπλισμένο σκυρόδεμα υπενδεδυμένη με μωσαϊκό και το κτίριο στεγάζεται με πλάκα οπλισμένου σκυροδέματος η οποία φέρει κεραμοσκεπή. Επίσης υπάρχουν περιοχές του κελύφους του κτιρίου (εξωτερικός τοίχος) με διπλή οπτοπλινθοδομή με ενδιάμεσο κενό με αέρα. Έτσι προκύπτουν 4 ζώνες στο κέλυφος του κτιρίου με διαφορετικούς συντελεστές θερμοπερατότητας. 12
Εικόνα 15: Ανατολική όψη όπου ενδεικτικά φαίνονται οι 4 διαφορετικές ζώνες θερμοπερατότητας των δομικών στοιχείων. 13
1.3 Ιστορικό και χρήση κτιρίου. 1) Ιστορικό κτιρίου: Το κτίριο κατασκευάστηκε πριν το έτος 1979.Οι επεμβάσεις που διαπιστώθηκαν είναι η αλλαγή των εξωτερικών κουφωμάτων αφού είναι εμφανές ότι είναι σύγχρονης κατασκευής (συνθετικά με διπλό υαλοπίνακα) και η προσθήκη ή η αλλαγή του λέβητα που από τα στοιχεία του διαπιστώθηκε ότι κατασκευάστηκε το έτος 1988 2) Προσδιορισμός θερμαινόμενων και μη χώρων: Όλοι οι χώροι είναι θερμαινόμενοι. Μέτρηση και με υγρασιόμετρο: Πίνακας 1:Μετρήσεις ισογείου. Σώματα Θέρμανσης Α/α Χώρος Ποσότητα Φέτες Στήλες Τ Εισόδου ( ο C) Τ Εξόδου ( o C) Υγρασία Θερμοκρασία Χώρου 1 Τουαλέτες Α 1 25 3 68 31 40.0% 18.2 2 Τουαλέτες Β 1 18 3 62 26 42.0% 20 3 Πολλαπλής Χρήσης 4 30 3 60 30 33.3% 17.5 4 Αποθήκη 5 Σκάλες 35.0% 21 6 Κυλικείο 1 12 3 60 45 38.2% 18.5 7 Δαν. Bιβλιοθήκη 2 24 3 60 35 45.0% 20 8 Χώλ 1 23 3 65 50 33.3% 20 9 Διάδρομος 4 20 3 62 33 33.3% 20 10 Επιστάτης 45.0% 18.6 11 Γραφείο Διευθυντή 2 20 3 60 42 38.0% 22 12 Αναμονή 1 5 3 61 48 37.0% 21 13 Γραφείο Καθηγητών 2 24 3 60 40 36.0% 20 14
Πίνακας 2:Μετρήσεις ορόφου. Σώματα Θέρμανσης Α/α Χώρος Ποσότητα Φέτες Στήλες Τ Εισόδου ( ο C) Τ Εξόδου ( o C) Υγρασία Θερμοκρασία Χώρου 1 Ά Τάξη 3 24 3 58 30 40.0% 22 2 Β Τάξη 3 22 3 56 35 38.0% 20 3 Γ Τάξη 3 23 3 60 45 40.0% 20 4 Διάδρομος 2+1 19+21 3 62+65 35+34 38.0% 22 5 Φυσικοχημείας 3 23 3 62 30 37.0% 22 6 Τεχνικών μαθημάτων 2+1 24+22 3 63 42 37.8% 19.2 7 Αποθήκη 1 23 3 45.0% 19 3) Προσδιορισμός χρήσης και ωραρίου χρήσης των χώρων. Πλήθος ατόμων που τους χρησιμοποιούν. Το προσωπικό αποτελείται από 10 καθηγητές σε κυλιόμενο ωράριο μεταξύ 8:00 και 14:00.Οι μαθητές είναι είκοσι (20) και το ωράριο λειτουργίας είναι 8:00 με 14:00. 4) Προβλήματα που αναφέρονται από τους υπεύθυνους και επιθυμίες αλλαγής τρόπων χρήσης ή αλλαγής συσκευών. Το κυριότερο πρόβλημα που αναφέρθηκε κατά την επιθεώρηση αφορά στην κακή στεγανοποίηση του εξωτερικού κλιμακοστασίου το οποίο είναι σε επαφή με το γραφείο των καθηγητών και με τις τουαλετες των μαθητών με αποτέλεσμα την εισροή υγρασίας όταν έχει σημαντική βροχόπτωση. 15
1.4 Θερμογραφία Πραγματοποιήθηκε εξωτερικό σκανάρισμα του κτιρίου με χρήση θερμοκάμερας κατά την διάρκεια του οποίου το κτίριο θερμαινόταν. Έτσι εντοπίστηκαν οι θερμογέφυρες, όπως φαίνονται καλά και στις IR φωτογραφίες στα κουφώματα, στα σημεία αλλαγής δομικού υλικού (οπλισμένο σκυρόδεμα με τοιχοποιία). Εικόνα 16: Φωτογραφία Ανατολικής όψης με χρήση θερμοκάμερας. Εικόνα 17: Φωτογραφία Δυτικής όψης με χρήση θερμοκάμερας. 16
Εικόνα 18: Φωτογραφία Βόρειας όψης με χρήση θερμοκάμερας. 17
1.5 Μετρήσεις συντελεστή θερμοπερατότητας υλικών Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε με την συσκευή Hukseflux και ξεκίνησε την Πέμπτη 26 Φεβρουαρίου 2015 και ώρα 14.42. Ο αισθητήρας τοποθετήθηκε εσωτερικά στο γραφείο των καθηγητών, καθώς είναι ο μόνος χώρος που θα παρέμενε κλειδωμένος σε όλη την διάρκεια της μέτρησης.. Το πάχος του στοιχείου που μετρήθηκε είναι 32 cm και αποτελείται από 2 εκ. επίχρισμα εσωτερικά 25 εκ. οπλισμένου σκυροδέματος και 5 εκ. επιχρίσματος εξωτερικά. Ο συντελεστής λ θερμικής αγωγιμότητας προέκυψε 1,70 W(m K). Παρατηρήσεις : Δεν μπορούσε να πραγματοποιηθεί η μέτρηση σε οποιοδήποτε άλλο στοιχείο καθώς εκτός από το πρόβλημα που αναφέρθηκε παραπάνω όλες οι σωληνώσεις που καταλήγουν στο καλοριφέρ διέρχονται εξωτερικά και είναι πακτωμένες πάνω στα δομικά στοιχεία με αποτέλεσμα να μην επιτρέπουν την αξιόπιστη πραγματοποίηση μέτρησης. 18
1.6 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Α ΚΑΥΣΤΗΡΑΣ-ΛΕΒΗΤΑΣ: Ένας λέβητας με ονομαστικά στοιχεία : κατασκευαστής: ΚΛΙΜΑ Ημερομηνία κατασκευής 24/3/1988, 130.000 Kcal / h. Η θέση του είναι μέσα στο κτίριο σε χώρο ο οποίος δεν είναι μονωμένος σε σχέση με τον υπόλοιπο χώρο αλλά μόνο μονωμένος στο κέλυφος. Το κτίριο καταναλώνει ετησίως 5,225 τόνους πετρέλαιο για θέρμανση (2013-2014, ήπια χρονιά). Η απόδοση του λέβητα προσδιορίστηκε με αναλυτή καυσαερίων σε 83,7%. Ο κυκλοφορητής είναι Grundfos με ισχύ 600 W. Επίσης υπάρχει στο λεβητοστάσιο διάταξη δύο κινητήρων αντλιών, η οποία δεν φαίνεται να λειτουργεί και δεν έχει προσδιοριστεί ο λόγος ύπαρξής της. Εικόνα 19: Φωτογραφία λέβητα με χρήση θερμοκάμερας. 19
Εικόνα 20: Φωτογραφία κυκλοφορητή με IR κάμερα. Δεν υπάρχει δίκτυο για Ζ.Ν.Χ. ούτε BOILER ούτε επίσης και θερμοσίφωνας. 20
1.7 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β Ηλεκτρική κατανάλωση κτιρίου 6.886 kwh ετησίως για ηλεκτρικό ρεύμα. Τα κυριότερα είδη ηλεκτρικών καταναλώσεων είναι οι συσκευές που χρησιμοποιούνται (υπολογιστές, φωτοαντιγραφικά, εκτυπωτές ) και τα φωτιστικά για τον φωτισμό του κτιρίου Πίνακας 3: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από συσκευές. τοποθεσία είδος κατανάλωση Γραφείο καθηγητων PC x 2 2 x 300 W Εκτυπωτής 600 W Διάδρομος γραφείου Φωτοαντιγραφικό 1200 W καθηγητών Γραφειο Διευθυντή PC 300 W Εκτυπωτής 600 W scanner 400 W fax 60 W Αίθουσα υπολογιστών PC x 5 5x400 W Πίνακας 4: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από φωτισμό - Ισόγειο. Φωτισμός Χώρος Ποσότητα Ισχύς Σύνολο Lux Τουαλέτες Α 2 100 200 150 Τουαλέτες Β 2 100 200 100 Πολλαπλής Χρήσης 4 36 144 600 Αποθήκη 1 60 60 Σκάλες 2 90 180 400 Κυλικείο 4 36 144 300 Δαν. Bιβλιοθήκη 8 36 288 470 Χώλ 2 36 72 640 Διάδρομος 4 75 300 100 Επιστάτης 2 36 72 Γραφείο Διευθυντή 4 36 144 200 Αναμονή 2 36 72 42 Γραφείο Καθηγητών 12 36 432 500 21
Πίνακας 5: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από φωτισμό - Όροφος. Φωτισμός Χώρος Ποσότητα Ισχύς Σύνολο Lux Ά Τάξη 18 36 648 430 Β Τάξη 18 36 648 400 Γ Τάξη 18 36 648 645 Διάδρομος 4 100 400 100 Φυσικοχημείας 6 36 216 375 Τεχνικών μαθημάτων 18 36 648 400 Αποθήκη 4 36 144 80 22
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΣΥΝΟΨΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 2.1 Συνοπτικά στοιχεία Γυμνασίου Λεχόβου Συνολική Επιφάνεια : 839 m 2 Συνολικός Όγκος : 3062 m 3 Θερμαινόμενη Επιφάνεια : 839 m 2 Θερμαινόμενος Όγκος : 3062 m 3 Ψυχόμενη Επιφάνεια : 0 m 2 Ψυχόμενος Όγκος : 0 m 3 Ύψος τυπικού ορόφου : 3,8 m Αριθμός ζωνών : 1 Παρατηρήσεις : Αδιαφανή δομικά υλικά : Τα αδιαφανή δομικά υλικά που μορφώνουν το κέλυφος του κτιρίου κατατάσσονται σε 4 διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με το υλικό τους και την θερμοπερατότητά τους: 1) Διπλή οπτοπλινθοδομή με ενδιάμεση (ανεπαρκή με βάση τον Κ.Θ.Κ) μόνωση. 2) Διπλή οπτοπλινθοδομή χωρίς ενδιάμεση μόνωση (στο διάκενο υπάρχει μόνο αέρας). 3) Οπλισμένο σκυρόδεμα επενδεδυμένο εσωτερικά με μια στρώση οπτοπλινθοδομής. 4) Οπλισμένο σκυρόδεμα,του οποίου η θερμική αγωγιμότητα προέκυψε μετά από μετρήσεις λ=1,70. Διαφανή δομικά υλικά : Όλα τα εξωτερικά κουφώματα ( με εξαίρεση μια πόρτα) είναι από συνθετικό υλικό με διπλό υαλοπίνακα με διάκενο περίπου 1 εκ. Μετά από τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν για τις διαστάσεις των κουφωμάτων έγινε η κατηγοριοποίηση τους στις εξής κατηγορίες: 23
Παράθυρα διαστάσεων 1,40μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 2,00μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 0,37μ Χ 1,20μ Παράθυρα διαστάσεων 0,37μ Χ 1,15μ Παράθυρα διαστάσεων 0,37μ Χ 0,85μ Παράθυρα διαστάσεων 0,30μ Χ 0,60μ Πόρτα διαστάσεων 3,10μ Χ 2,28μ Πόρτα διαστάσεων 3,15μ Χ 1,40μ Πόρτες διαστάσεων 3,15μ Χ 2,00μ Πόρτες διαστάσεων 3,25μ Χ 2,00μ Μεταλλική πόρτα διαστάσεων 2,63 Χ 1,63μ Επίσης διαπιστώθηκε καλή λειτουργία του δικτύου θερμού μέσου για την θέρμανση του κτιρίου και καλή λειτουργία όλων των σωμάτων-καλοριφέρ. Το δίκτυο των σωληνώσεων όμως δεν είναι μονωμένο και διέρχεται εξωτερικά (στο εσωτερικό του κτιρίου πακτωμένο στα δομικά στοιχεία) 24
2.2 Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου Το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Ζ (ενεργειακά μη αποδοτικό) με συνολική κατανάλωση 189,7 kwh/m 2, από την οποία οι 30,5 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 159,2 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 77,3 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 31 kwh/m 2 σε θέρμανση. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας διατίθεται στην κάλυψη των θερμικών φορτίων. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 12.000,00 ετησίως Εικόνα 21: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ (βλέπε στήλη Υπάρχον κτίριο). 25
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΣΕΝΑΡΙΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 3.1 Σενάριο 1 ο : Τοποθέτηση εξωτερικής θερμομόνωσης και μόνωση οροφής Προτείνεται να τοποθετηθεί στο κέλυφος του κτιρίου εξωτερική θερμομόνωση από εξηλασμένη πολυστερίνη με πάχος 9 εκατοστών με συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας τουλάχιστον 0.034. Επίσης θα γίνει μόνωση της οροφής με το ίδιο υλικό. Τιμή ανά τετραγωνικό μέτρο για εξωτερική μόνωση: 40.65 (50 με Φ.Π.Α.)» Τιμή ανά τετραγωνικό μέτρο για μόνωση οροφής: 24.39 (30 με Φ.Π.Α.)» Εικόνα 22: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1). 26
Εικόνα 23: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1). Πλέον το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Β με συνολική κατανάλωση 74,9 kwh/m 2, από την οποία οι 30,5 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 44,4 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 77,3 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 31 kwh/m 2 σε θέρμανση. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 3.983,70 ετησίως και η επένδυση κοστολογείται στις 28.177,20 (χωρις ΦΠΑ). 27
3.2 Σενάριο 2 ο : Μικρή τηλεθέρμανση από λέβητα βιομάζας. Επίσης θα τοποθετηθεί λέβητας βιομάζας (έχει ήδη προκηρυχτεί αυτό το έργο) και πλέον το σχολείο θα τηλεθερμαίνεται. Τιμή μονάδας λέβητα βιομάζας : 32.500 (39.975 με Φ.Π.Α. Το κόστος επιμερίζεται αφού θα τοποθετηθεί λέβητας για τα 2 σχολεία του Λεχόβου με συνολικό κόστος 65.000, 79.950 με Φ.Π.Α.) Εικόνα 24: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2- (βλέπε στήλη Σενάριο 2). 28
Εικόνα 25: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2- (βλέπε στήλη Σενάριο 2). Το κτίριο κατατάσσεται πάλι στην κατηγορία Β με συνολική κατανάλωση 71,1 kwh/m2, από την οποία οι 30,5 kwh/m2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 40,6 kwh/m2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 77,3 kwh/m2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m2 σε φωτισμό και οι 31 kwh/m2 σε θέρμανση. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 1.744,30 ετησίως και η επένδυση κοστολογείται στις 32.500 (χωρίς ΦΠΑ) και το ύψος της δαπάνης συνολικά με όλες τις αλλαγές 60.677,20. 29
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Από την επεξεργασία των δεδομένων και των αποτελεσμάτων της ενεργειακής επιθεώρησης προκύπτει ότι περισσότερο ουσιώδης παρέμβαση κρίνεται η εξωτερική θερμομόνωση του κελύφους του κτιρίου. Το κόστος θέρμανσης μειώνεται συνολικά κατά 7.947,40 και το ύψος της επένδυσης είναι 28.177,20. Δηλαδή θα πραγματοποιηθεί απόσβεση της επένδυσης σε 4 χρόνια κάνοντας την πολύ αποδοτική. Η προσθήκη του λέβητα βιομάζας σε συνδυασμό με την εξωτερική θερμομόνωση του κτιρίου θα μειώσει το κόστος θέρμανσης κατά 2.239,40 επιπλέον και η επένδυση θα έχει απόσβεση σε 14 χρόνια. Τέλος, η αυτονόμηση των χώρων του κτιρίου θα φέρει το κτίριο στην κατηγορία Α. Η τεχνολογία που μπορεί να εφαρμοστεί είναι αυτή που περιγράφεται στο παράρτημα. 30
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αναφορά σε ιστοσελίδα: [1] Λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ, διαθέσιμο από: http://portal.tee.gr/portal/page/portal/scientific_work/gr_energeias/kenak. 31
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α: ΣΥΣΚΕΥΗ ΑΥΤΟΝΟΜΗΣΗΣ ΧΩΡΩΝ ΤΟΥ ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Control of heating and lighting The device controls lighting (lamps) and heating (radiators and consequently fuel consumption of the central heating unit) in a room. It can be applied at every heating system (single or double piped), as long as electric pumps exist or installed on the radiators of the room. Modules that are needed for the construction of the prototype device: 1. Movement sensor. 2.Two counters. 32
3.One thermostat. 4. Programmable clock 5. DC - 12V power supply. 33
The lighting control and heating control systems are supplied by the same 12 V power-supply and receive signal from the same movement sensor. Except from these two common modules, the operation of each control system is separate. Lighting control operation involves the movement sensor, one counter and access to the room s lighting switch. When the user switches on the lamps of the room, the counter is activated. The movement sensor is triggered, due to human presence, resetting the counter. After the user leaves the room, the lamps are switched off, when the counter reaches the predefined time, unless someone enters the room again and switches on the lights again. The heating system operation involves the common movement sensor, the second counter, the thermostat and the programmable clock. The whole device I put in a plastic box, which is located above the room s door, next to the box that feeds the light switch. On the same box, there is a switch that enables the heating electric pumps during winter time. Switching on this switch, the counter relay is activated, which in its turn activates the electric pump after a predefined time. The movement sensor is triggered, due to human presence, resetting the counter. The pump is closed, after the user leaves the room. The pump is also controlled by the thermostat, depending on the desired lower and higher room temperature. The programmable clock activates the pump, in predefined date and time. The device can be regulated only by the manager of each building. Drawback of the device is that the thermostat has to be located at the switch of the light height, for reliable temperature measurement. Until now the device had an excellent performance. No micro-processor is needed for the control circuit. We are very positive to improvements, especially by experienced personnel, like VIKO. 34