ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΟΦΕΛΗ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΧΡΩΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΘΥΡΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΟΦΕΛΗ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΧΡΩΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΘΥΡΩΝ Ε. Συρράκου, Σ. Παπαευθυμίου, Π. Γιαννούλης Εργαστήριο Ενέργειας και Περιβάλλοντος Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο Πατρών, Ρίο 26500. email: esirakou@physics.upatras.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η χρησιμοποίηση των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων σε κτήρια αποσκοπεί μεταξύ άλλων και στην εξοικονόμηση ενέργειας για ψύξη και θέρμανση. Προκειμένου να μελετηθεί η ενεργειακή απόδοση των διατάξεων αυτών για ολόκληρο τον κύκλο ζωής τους, χρησιμοποιείται η μέθοδος της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής και επιλέγονται κατάλληλοι Δείκτες Οικολογικής Απόδοσης, ως πιο αντιπροσωπευτικοί για την αξιολόγηση συσκευών που χρησιμοποιούνται ως διατάξεις εξοικονόμησης ενέργειας. Οι δείκτες οικολογικής απόδοσης αναλύονται ως προς τις ακόλουθες βασικές παραμέτρους αξιολόγησης των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων: το χρόνο ζωής, το οικονομικό κόστος, την εφαρμογή σεναρίων ελέγχου, την κατανάλωση ενέργειας, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Ταυτόχρονα με τους δείκτες αυτούς συγκρίνονται τα ηλεκτροχρωμικά παράθυρα με άλλες απλές διατάξεις, που εφαρμόζονται ευρέως και με διατάξεις που χαρακτηρίζονται "έξυπνα παράθυρα" και προσδιορίζονται τα περιβαλλοντικά και τα ενεργειακά οφέλη από την κάθε επιλογή. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σε πολλές διαδικασίες λήψης απόφασης απαιτείται να γίνει περιβαλλοντική αξιολόγηση ενός προϊόντος ή ενός συστήματος παροχής υπηρεσιών. Πρόκειται για περιπτώσεις, όπου η λήψη αποφάσεων αφορά το ίδιο το προϊόν ή αυτό σε σχέση με άλλα. Πιο συγκεκριμένα, πρόκειται για επιλογές που πρέπει να γίνουν κατά το σχεδιασμό ενός προϊόντος ή για τη βελτίωση ενός υπάρχοντος προϊόντος. Επίσης αφορά περιπτώσεις ταξινόμησης προϊόντων ως προς τις επιδόσεις τους, καθώς και επιλογής μεταξύ διαφορετικών προϊόντων για το πιο κατάλληλο για συγκεκριμένη εφαρμογή. Στην εργασία αυτή διαμορφώνεται ένα μεθοδολογικό πλαίσιο περιβαλλοντικής αξιολόγησης που βασίζεται στις ακόλουθες δύο μεθόδους: την Ανάλυση Κύκλου Ζωής (AKZ, Life Cycle Assessment) και την Ανάλυση Οικολογικής Απόδοσης (Eco-efficiency Analysis). Πρόκειται για μια ολοκληρωμένη προσέγγιση, όπου λαμβάνονται υπόψη όλα τα στάδια του κύκλου ζωής του προϊόντος, τα αποτελέσματα της αξιολόγησης εκφράζονται με δείκτες οικολογικής απόδοσης του προϊόντος, ενώ οι συσχετίσεις των δεικτών μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην τελική διαδικασία λήψης αποφάσεων. Η ολιστική άποψη της ΑΚΖ έχει αναγνωριστεί ως χρήσιμο εργαλείο για τη λήψη αποφάσεων, ενώ οι δείκτες οικολογικής απόδοσης ορίζονται ανάλογα με το σύστημα που μελετάται και με τις παραμέτρους που εξετάζονται στη λήψη αποφάσεων. H μεθοδολογία αυτή εφαρμόστηκε για την ενεργειακή και περιβαλλοντική αξιολόγηση των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων. Οι ηλεκτροχρωμικές διατάξεις αποτελούν καινοτόμες τεχνολογικά συσκευές, που βρίσκονται διεθνώς στο στάδιο της επιστημονικής διερεύνησης και ανάπτυξης και εφαρμόζονται μεταξύ άλλων και στο πεδίο των θερμομονωτικών παραθύρων, συνδυάζοντας το βέλτιστο έλεγχο της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας στα κτήρια με την αυξημένη θερμομόνωση. Στην εργασία αυτή εφαρμόζεται η μεθοδολογία περιβαλλοντικής αξιολόγησης σε πρότυπα ηλεκτροχρωμικά παράθυρα, που παρασκευάζονται στο εργαστήριο Ενέργειας και Περιβάλλοντος του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Η ενεργειακή και περιβαλλοντική αξιολόγηση των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων

επιβάλλεται και από την Ευρωπαϊκή Οδηγία (2002/91/ΕΚ) για την ενεργειακή απόδοση κτηρίων, αλλά εξετάζεται και ως μια εναλλακτική προσέγγιση για την ενεργειακή ταξινόμηση των παραθύρων [1]. 2. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 2.1 Ανάλυση Κύκλου Ζωής του Ηλεκτροχρωμικού Σύμφωνα με το ISO 14040 η μεθοδολογία της ΑΚΖ πραγματοποιείται σε τέσσερα βήματα, ξεκινώντας από τον καθορισμό του σκοπού και του πεδίου της μελέτης, την Απογραφή Δεδομένων, την Εκτίμηση Επιπτώσεων και τέλος την Ερμηνεία όπου εξάγονται τα συμπεράσματα για την αξιολόγηση του κύκλου ζωής του συστήματος [2]. Ακολουθούμε τη μεθοδολογία της ΑΚΖ [3], και χρησιμοποιούμε το λογισμικό SimaPro [4]. Το σύστημα που μελετάται είναι μια ηλεκτροχρωμική διάταξη 40 cm 40 cm, η οποία αποτελεί τη λειτουργική μονάδα της μελέτης ΑΚΖ. Η προς μελέτη ηλεκτροχρωμική διάταξη/παράθυρο αποτελείται από πέντε στρώματα (Σχήμα 1) [5-6]: 1. Ένα διαφανές και ηλεκτρικά αγώγιμο υμένιο που έχει εναποτεθεί σε γυαλί. Το K- Glass TM της Pilkington χρησιμοποιείται γι αυτό το σκοπό, το οποίο έχει επίστρωση οξειδίου του κασσιτέρου με προσμίξεις φθορίου. 2. Ένα ηλεκτροχρωμικό υμένιο. Οξείδιο του βολφραμίου (WO 3 ) χρησιμοποιήθηκε ως το οπτικά ενεργό υλικό. 3. Έναν ηλεκτρολύτη με ιοντική αγωγιμότητα. Πολυμερής ηλεκτρολύτης παρασκευάζεται χρησιμοποιώντας διάλυμα ενός άλατος λιθίου αναμιγμένο με ένα πολυμερές: υπερχλωρικό λίθιο (LiClO 4 ) διαλυμένο σε propylene carbonate (PC) και poly-methyl methacrylate (LiClO 4 PC PMMA). 4. Ένα υμένιο αποθήκη ιόντων σε υπόστρωμα το δεύτερο φύλλο K-Glass. Χρησιμοποιήθηκε υμένιο πεντοξειδίου του βαναδίου (V 2 O 5 ). ΔΙΑΦΑΝΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Bleached state ΧΡΩΜΑΤΙΣΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Colored state K-Glass Li y V 2 O 5 polymer electrolyte K-Glass Tungsten oxide 1 4 3 2 1 Σχήμα 1 Διάταξη του ηλεκτροχρωμικού παραθύρου. Η ηλεκτροχρωμική διάταξη είναι σφραγισμένη περιφερειακά με σιλικόνη και το παράθυρο ολοκληρώνεται με την προσθήκη ενός επιπλέον κρυστάλλου, την περιφερειακή σφράγιση και την πλήρωση του διάκενου με αδρανές αέριο. Έτσι η τελικώς παραγόμενη ηλεκτροχρωμική διάταξη αποτελείται από τρία κρύσταλλα και τοποθετείται σε κατάλληλο πλαίσιο αλουμινίου, ξύλου ή PVC για να χρησιμοποιηθεί ως παράθυρο σε κτήρια. Το πρότυπο ηλεκτροχρωμικό παράθυρο έχει πολύ καλή οπτική συμπεριφορά που λαμβάνεται με την εφαρμογή τάσης 2-3 Volt DC: Η διαπερατότητα στο οπτικό μέρος του φάσματος μεταβάλλεται από 63% σε 2% (διάφανη και χρωματισμένη κατάσταση αντίστοιχα), ενώ η απόδοση χρωματισμού φτάνει τα 50 cm 2 /C (Σχήμα 1). Τα στάδια του κύκλου ζωής που περιλαμβάνονται στη μελέτη είναι τα ακόλουθα: παραγωγή κυρίων υλικών, παρασκευή της διάταξης, χρήση του ηλεκτροχρωμικού παραθύρου, τελική διάθεση του παραθύρου. Κατά την Απογραφή Δεδομένων του κύκλου ζωής, διεξάγεται μια

ολοκληρωμένη ανάλυση της διαδικασίας παρασκευής του ηλεκτροχρωμικού υαλοπίνακα, έτσι ώστε να καταγραφούν τα δεδομένα του κύκλου ζωής του. Έτσι καταγράφουμε όλες τις εισροές υλικών και ενέργειας που χρησιμοποιούνται και τα απόβλητα που παράγονται (αέρια, στερεά και υγρά) κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του ηλεκτροχρωμικού υαλοπίνακα [7-8]. Με αυτόν τον τρόπο, στο επόμενο στάδιο, την Εκτίμηση Επιπτώσεων, τα δεδομένα θα κατηγοριοποιηθούν στις κατηγορίες επιπτώσεων όπου συνεισφέρουν. Οι κατηγορίες περιβαλλοντικών επιπτώσεων που παρουσιάζονται στη συγκεκριμένη μελέτη είναι η θέρμανση του πλανήτη, η οποία εκφράζεται σε ισοδύναμα kg CO 2, και η τοξικότητα στον άνθρωπο που εκφράζεται σε ισοδύναμα kg 1,4-DCB [9]. 2.2 Ανάλυση Οικολογικής απόδοσης παραθύρων Η οικολογική απόδοση μπορεί να θεωρηθεί ως ο λόγος μεταξύ της οικονομίας και του περιβάλλοντος, με το περιβάλλον στον παρονομαστή. Από τη μελέτη της σχετικής βιβλιογραφίας προκύπτει ότι για την καλύτερη εφαρμογή της οικολογικής απόδοσης απαιτείται προσαρμογή των δεικτών οικολογικής απόδοσης στο κάθε παραγωγικό σύστημα και στο κάθε προϊόν [10-11]. Στα πλαίσια της ανάλυσης της οικολογικής απόδοσης, γίνεται συγκριτική αξιολόγηση του ηλεκτροχρωμικού παραθύρου με άλλους τύπους παραθύρων, όπου για όλα έχουμε θεωρήσει ότι χρησιμοποιείται πλαίσιο αλουμινίου. Εξετάζουμε λοιπόν παράθυρα με τα ακόλουθα είδη υαλοπινάκων: έναν απλό μονό υαλοπίνακα (συμβολίζεται ως SG), έναν τυπικό διπλό υαλοπίνακα με αέρα στο διάκενο (συμβολίζεται ως DG), έναν διπλό υαλοπίνακα με φασματικά επιλεκτική επίστρωση με χαμηλό συντελεστή εκπομπής (spectrally selective low-e, συμβολίζεται ως DGss) και έναν ηλεκτροχρωμικό υαλοπίνακα (EC) που αποτελείται από ηλεκτροχρωμική διάταξη και ένα μονό υαλοπίνακα. Τέλος, εξετάζουμε και έναν ηλεκτροχρωμικό υαλοπίνακα, όπου έχει προστεθεί επίστρωση με υμένιο με χαμηλό συντελεστή εκπομπής και συμβολίζεται με ECss [12]. Στον Πίνακα 1 συνοψίζουμε τους οικολογικούς δείκτες που θα χρησιμοποιήσουμε για να εξετάζουμε την οικολογική απόδοση των παραθύρων. Κάθε ένας από τους δείκτες αυτούς έχει αναλυθεί σύμφωνα με τις ακόλουθες παραμέτρους για τα παράθυρα που εξετάζονται: Κλιματικός τύπος: διακρίθηκαν κλιματικές περιοχές ψύξης, θέρμανσης και μέσες ζώνες. Σενάρια ελέγχου: εξετάστηκαν σενάρια ελέγχου της διαπερατότητας της ηλεκτροχρωμικής διάταξης που λαμβάνουν υπόψη τον επιθυμητό λόγο μεταξύ του χρόνου που το ηλεκτροχρωμικό παράθυρο διατηρείται στη χρωματισμένη και στην πλήρως διάφανη κατάσταση κατά τη διάρκεια του χρόνου. Αναμενόμενος χρόνος ζωής: μεταβάλλεται μεταξύ 10 και 25 χρόνια. Κόστος αγοράς: εξετάζουμε κόστος αγοράς των EC υαλοπινάκων που μεταβάλλεται μεταξύ 200 και 800 ανά m 2. Τα EC παράθυρα έχουν εισαχθεί στην αγορά κατά τη διάρκεια της περασμένης δεκαετίας αλλά χωρίς ανταγωνιστικές τιμές. Το άνω όριο των 800 /m 2 της EC μονάδας που θεωρείται στη μελέτη αντιστοιχεί σε μια εκτίμηση για μια αυξημένη αρχική τιμή αγοράς, ενώ το χαμηλότερο όριο των 200 /m 2 είναι ένας λογικός μελλοντικός στόχος. Οι άλλοι υαλοπίνακες είναι διαθέσιμοι στην αγορά σε πολύ χαμηλότερες τιμές: τα SG, DG, DGss πωλούνται στην Ελλάδα από 15 έως 65 /m 2 [13].

R 1 R 2 R 3 R 4 Πίνακας 1 Δείκτες οικολογικής απόδοσης Δείκτης Ορισμός Μονάδες Μείωση των ενεργειακών αναγκών των κτηρίων Αποδοτικότητα της ενέργειας παραγωγής Μείωση των εκπομπών που προκαλούν θέρμανση του πλανήτη Μείωση των τοξικών εκπομπών Ένταση κόστους Συνολική εξοικονόμηση ενέργειας (ψύξη και θέρμανση)/ενεργειακά φορτία παραθύρου μονής υάλωσης Συνολική εξοικονόμηση ενέργειας /Συνολική εισροή ενέργειας (για Παραγωγή και λειτουργία) Μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου λόγω της εξοικονόμησης ενέργειας Μείωση των τοξικών εκπομπών λόγω της εξοικονόμησης ενέργειας Πρόσθετο κόστος αγοράς/συνολικά ενεργειακά οφέλη [%] [MJ/MJ] [kg eq. CO 2 ] [kg eq. 1,4- DCB] [euro cent/mj] R 5 Χρόνος Απόδοσης Ενέργειας EPBT [yrs] 3. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΧΡΩΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΘΥΡΩΝ Στη συνέχεια παρουσιάζονται συνολικά το περιβαλλοντικό προφίλ των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων εξετάζοντας ένα βελτιστοποιημένο σενάριο ελέγχου, που βασίζεται στην αύξηση του χρόνου που το ηλεκτροχρωμικό βρίσκεται στη χρωματισμένη κατάσταση κατά τη θερμή περίοδο και στη διάφανη κατάσταση κατά την ψυχρή περίοδο. Καταγράφεται το ενεργειακό και περιβαλλοντικό τους προφίλ που διαμορφώνεται από την εξοικονόμηση ενέργειας και από τις σχετιζόμενες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και των τοξικών αερίων που αποφεύγονται. Η οικολογική απόδοση των ηλεκτροχρωμικών καταγράφεται ως προς τους δείκτες οικολογικής απόδοσης σε σύγκριση με άλλους τύπους παραθύρων. DGss DG EC DGss DG EC DGss DG ECs s EC 12.1% 23.0% 26.7% 32.8% 44.3% 29.9% 37.5% 38.7% 56.8% % 55.6% Moderate Μέση ζώνη Heating dom. Ζώνη θέρμανσης Cooling dom. Ζώνη ψύξης 0 20 40 60 80 100 R 1 [% ] heating Φορτία savings cooling Φορτία Συνολική savings total s avings θέρμανσης ψύξης εξοικονόμηση Σχήμα 2. Μείωση των ενεργειακών αναγκών των κτηρίων για τους EC και DG υαλοπίνακες

3.1 Μείωση των ενεργειακών αναγκών των κτηρίων Με χρήση του βελτιστοποιημένου σεναρίου υπολογίζεται η εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται λόγω της μείωσης των φορτίων ψύξης και θέρμανσης του κτηρίου στις τρεις κλιματικές ζώνες. Η συνεισφορά του EC υαλοπίνακα στη μείωση των ετησίων ενεργειακών απαιτήσεων για θέρμανση και ψύξη στα κτήρια διερευνάται με το δείκτη R 1 (Σχήμα 2). Η υπεροχή του ηλεκτροχρωμικού παραθύρου είναι προφανής σε όλες τις ζώνες, καθώς η μείωση των ενεργειακών αναγκών του κτηρίου φτάνει το 56% στη ζώνη ψύξης, ενώ η μεγαλύτερη μείωση από το παράθυρο με τη διπλή υάλωση είναι 27% στη ζώνη θέρμανσης. 3.2 Απόδοση της ενέργειας παραγωγής Η οικολογική απόδοση παραγωγής (δείκτης R 2 ) ορίζεται ως ο λόγος της ενέργειας που εξοικονομείται ανά συνολική ενέργεια που δαπανάται κατά τη διάρκεια ζωής της διάταξης. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, η εξοικονόμηση ενέργειας είναι 30-35 φορές περισσότερη από την ενέργεια που δαπανήθηκε για την παραγωγή και λειτουργία της EC διάταξης σε σύγκριση με ένα SG. Οι αντίστοιχες τιμές για το DG υαλοπίνακα είναι πολύ υψηλότερες λόγω των βιομηχανοποιημένων διαδικασιών παραγωγής. R2 [MJ saved/mj consumed] 120 100 80 60 40 20 25 years 20 years 15 years 10 years R 2 0 EC Ecss DG DG low-e EC DG DG low-e EC DG DG low-e Cooling dominated Heating dominated Moderate Ζώνη ψύξης Ζώνη θέρμανσης Μέση ζώνη Εξοικονόμηση ενέργειας = = Συνολική εισροή ενέργειας E E s in, net, [MJ saved / additional MJ consumed] Σχήμα 3. Μεταβολή της ενεργειακής απόδοσης παραγωγής 3.3 Μείωση των εκπομπών CO 2 και των τοξικών εκπομπών Η εξοικονόμηση ενέργειας εξαιτίας της ελέγχου των ηλεκτροχρωμικών παραθύρων σε ένα κτήριο συνεισφέρει στη μείωση εκπομπής αερίων ρύπων: η εξοικονόμηση φορτίων ψύξης παρέχει μείωση εκπομπών από κατανάλωση ηλεκτρισμού, ενώ λόγω της εξοικονόμησης φορτίων θέρμανσης αποφεύγονται εκπομπές από την καύση φυσικού αερίου. Όπως προκύπτει από το Σχήμα 4 οι εκπομπές περίπου 650 kg ισοδυνάμου CO 2 αποφεύγονται κατά την εφαρμογή του EC υαλοπίνακα για 25 χρόνια σε ζώνες ψύξης. Η αντίστοιχη μείωση των τοξικών εκπομπών είναι περίπου 360 kg ισοδύναμου 1,4-DCB, ενώ το ΕCss αποδίδει ακόμα καλύτερα, και η χρήση διπλής υάλωσης DGss και DG θα οδηγούσε σε περισσότερες εκπομπές κατά 210 έως 520 kg CO 2 eq. αντίστοιχα. Η σημαντική συνεισφορά του EC υαλοπίνακα στη μείωση των θερμοκηπικών και των τοξικών εκπομπών είναι προφανής και στις τρεις κλιματικές ζώνες, όπου το ηλεκτροχρωμικό παρέχει μεγαλύτερη μείωση των εκπομπών (380-450 kg CO 2 ) σε σύγκριση με τις διπλές υαλώσεις. Αντίστοιχα, η μείωση των τοξικών εκπομπών από τη χρήση του ηλεκτροχρωμικού σε ζώνες ψύξης είναι 360 kg 1,4

DCB eq., ενώ από τα παράθυρα διπλής υάλωσης, DG και DGss είναι περίπου 60 kg και 250 ισοδύναμα kg 1,4 DCB αντίστοιχα. Η σημασία αυτών των εκπομπών που αποφεύγονται μπορεί να γίνει προφανής αν λάβουμε υπόψη ότι στη ζώνη ψύξης αντιστοιχούν σε ισοδύναμες εκπομπές CO 2 από τη χρήση 521 kwh ηλεκτρισμού και σε ισοδύναμες εκπομπές 1,4-DCB από τη χρήση 510.3 kwh ηλεκτρισμού αντίστοιχα. kg CO2 eq./ec 700 600 500 400 300 200 100 0 GHG Μείωση emissions εκπομπών reduction αερίων θερμοκηπίου toxic Μείωση emissions εκπομπών reduction τοξικών αερίων για τον άνθρωπο EC EC ss DG DGss EC DG DGss EC DG DGss Ζώνη ψύξης Ζώνη θέρμανσης Μέση ζώνη 700 600 500 400 300 200 100 0 kg 1,4-DCB eq./ec] Cooling dominated Heating dominated Moderate Σχήμα 4. Μεταβολή του δείκτη R 3 για τον EC και τον DG υαλοπίνακα. 3.4 Ένταση κόστους O δείκτης R 4 υπολογίζει το κόστος των συνολικών ενεργειακών κερδών, που εκφράζονται σε euro cent κόστους ανά MJ ενέργειας που κερδίζεται. Το κόστος αγοράς του EC υαλοπίνακα είναι πρωτίστου ενδιαφέροντος και παραμένει μειονέκημα για την επέκταση της αγοράς τους. Το εύρος τιμών από 200 έως 800 /m 2 EC υαλοπίνακα εξετάζεται στο Σχήμα 5, ενώ το DG είναι διαθέσιμο μόνο με 30 /m 2. Είναι αξιοσημείωτο ότι αυξάνοντας το χρόνο ζωής των EC, το κόστος κάθε MJ ενέργειας που εξοικονομείται μειώνεται σημαντικά. Γίνεται δε χαμηλότερο από την ισχύουσα τιμή ηλεκτρισμού στην Ελλάδα (1.07 euro cent/mj) στις περιπτώσεις: Για κόστος αγοράς 350 /m 2 και χρόνο ζωής πάνω από 25 χρόνια, Όταν το κόστος αγοράς μειωθεί στα 200 /m 2 και ο χρόνος ζωής επεκταθεί πάνω από 15 χρόνια. 3.5 Χρόνος Απόδοσης Ενέργειας Ο χρόνος απόδοσης της ενέργειας (Energy PBT) για ένα παράθυρο είναι ο χρόνος που απαιτείται να αντισταθμιστούν μέσω της εξοικονόμησης ενέργειας η πρόσθετη ενέργεια που καταναλώνεται σε όλο τον κύκλο ζωής του (για 25 χρόνια λειτουργίας) σε σύγκριση με ένα παράθυρο μονής υάλωσης. Στις κλιματικές συνθήκες της ζώνης ψύξης 0.8 χρόνια λειτουργίας είναι αρκετά για το ηλεκτροχρωμικό να αντισταθμίσει την πρόσθετη ενέργεια που απαιτείται για την παρασκευή του, ενώ στη ζώνη θέρμανσης αρκούν 1.04 χρόνια (Σχήμα 6). Σε ότι αφορά τους διπλούς υαλοπίνακες, το απαιτούμενο διάστημα κυμαίνεται μεταξύ 0.23-0.68 χρόνια.

R5 [euro cent / MJ] R 4 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 Μέση ζώνη Ζώνη θέρμανσης Ζώνη ψύξης 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 R 4 Expected Χρόνος ζωής lifetime [years][ [years] Συνολικό κόστος αγοράς C EC - C = = Ενεργειακό κέρδος E g SG EC (800 euro/m2) EC (500 euro/m2) EC (350 euro/m2) EC (200 euro/m2) DG (30 euro/m2), [euro cent / MJ] Τιμή ηλεκτρισμού στην Ελλάδα 1.07 λεπτά/mj Σχήμα 5. Μεταβολές της έντασης κόστους (δείκτης R 4 ) 1.20 1.00 EPBT [years] 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 EC DG DGss EC DG EC DG Cooling dom. Heating dom. Moderate Ζώνη ψύξης Ζώνη θέρμανσης Μέση ζώνη R 5 (energy) Συνολική εισροή ενέργειας Ein,net = Εκτιμώμενος χρόνος ζωής = LT, [years] Συνολική εξοικονόμηση ενέργειας E s Σχήμα 6. Μείωση των ενεργειακών αναγκών των κτηρίων για τους EC και DG υαλοπίνακες 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Σε αυτή τη μελέτη συνδυάστηκε η μεθοδολογία της οικολογικής απόδοσης με την ανάλυση ΑΚΖ με στόχο την αξιολόγηση ενός "έξυπνου παραθύρου". Κατάλληλοι δείκτες ορίστηκαν για να συγκριθούν τα ηλεκτροχρωμικά με άλλα παράθυρα σύγχρονης τεχνολογίας. Τα αποτελέσματα που εξάγονται οδηγούν σε σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με την ενέργεια και το κόστος για ολόκληρο τον κύκλο ζωής της ηλεκτροχρωμικής διάταξης. Η μεθοδολογία αυτή μπορεί να αποτελέσει ένα συνολικό πλαίσιο περιβαλλοντικής διαχείρισης για το ίδιο το προϊόν από τη φάση του σχεδιασμού του μέσα στην εταιρεία/βιομηχανία, κατά την παραγωγή του, στην προώθησή του στην αγορά και την ανταγωνιστική του αξία. Διότι αφενός διαμορφώνεται το περιβαλλοντικό προφίλ του προϊόντος και αφετέρου το προϊόν

συνοδεύεται από δείκτες "περιβαλλοντικής ταυτότητας", που το καθιστούν συγκρίσιμο με ανταγωνιστικά προϊόντα και δίνουν τη δυνατότητα άμεσης αναγνώρισης των περιβαλλοντικών του πλεονεκτημάτων. Η εφαρμογή της μεθοδολογίας αυτής στα "έξυπνα" παράθυρα αναδεικνύει αυτές τις δυνατότητες καθώς εφαρμόζεται σε προϊόντα που βρίσκονται σε ανάπτυξη και προτείνονται ως διατάξεις εξοικονόμησης ενέργειας στα κτήρια. Άλλωστε, ο κτηριακός τομέας αποτελεί ένα χώρο όπου η οικολογική απόδοση αποτελεί πλέον νομοθετική απαίτηση, ενώ ειδικότερα τα παράθυρα είναι προϊόντα που διεθνώς υπόκεινται σε διαδικασίες ενεργειακής ταξινόμησης. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η εργασία αυτή χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το ΕΠΕΑΕΚ και το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο, στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος ΠΥΘΑΓΟΡΑΣ ΙΙ. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Ο ΗΓΙΑ 2002/91/ΕΚ ΤΟΥ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟΥ ΚΟΙΝΟΒΟΥΛΙΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟΥ της 16ης εκεµβρίου 2002 για την ενεργειακή απόδοση των κτηρίων. Επίσηµη Εφηµερίδα των Ευρωπαϊκών Κοινοτήτων 2. ISO 14040. (1997). Environmental management-life cycle assessment-principles and framework. The International Organisation for Standardisation. 3. CML. (2001). Life Cycle Assessment: An operational guide to ISO standards. Centre of Environmental Science Leiden University. 4. SimaPro 6, Pre Consultants, Netherlands 2005, www.pre.nl 5. Papaefthimiou S., Leftheriotis G., Yianoulis P. (2001). Advanced electrochromic devices based on WO 3 thin films. Electrochimica Acta 46 (13-14), 145-2150. 6. Papaefthimiou S., Leftheriotis G., Yianoulis P. (2001). Study of WO 3 films with textured surfaces for improved electrochromic performance. Solid State Ionics 139, 135-144. 7. Syrrakou E., Papaefthimiou S., Yianoulis P. (2005). Environmental assessment of advanced glazing. Solar Energy Materials and Solar Cells 85(2), 205-240. 8. S. Papaefthimiou, E. Syrrakou and P. Yianoulis, "Energy performance assessment of an electrochromic window", Thin Solid Films (in press). 9. E. Syrrakou, S. Papaefthimiou, N. Skarpentzos and P. Yianoulis. Electrochromic windows: physical characteristics and environmental profile, Ionics (in press). 10. "Eco-efficiency indicators, a Workbook for Industry", National Round Table on the Environment and Economy, Canada 2001. 11. ISO/TC207/SC4/JWG. ISO 14031: 1999(E) - Environmental Performance Evaluation Guidelines. Canadian Standards Association. 12. S. Papaefthimiou, E. Syrrakou and P. Yianoulis, "Eco-eficiency analysis of an electrochromic smart window prototype", "International Eco-Efficiency Conference, Eco efficiency for sustainability: Quantified methods for decision making", 1 3 April 2004, Leiden, The Netherlands. 13. E. Syrrakou, S. Papaefthimiou and P. Yianoulis Eco-efficiency evaluation of a smart window prototype, Science of the Total Environment (in press)