Παθητικά Ηλιακά Συστήματα. Ενεργητικά Ηλιακά Συστήματα. Υβριδικά Ηλιακά Συστήματα. Κατηγορίες Ηλιακών Συστημάτων. Θ.Γ.Θεοδοσιου

Κατηγορίες Ηλιακών Συστημάτων Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Ενεργητικά Ηλιακά Συστήματα Υβριδικά Ηλιακά Συστήματα

Χαρακτηριστικά Π.Η.Σ. Διακριτή Λειτουργία (γενικά) συλλογή αποθήκευση διανομή ηλιακής ακτινοβολίας (μετατροπή ηλιακής ακτινοβολίας σε θερμότητα) θερμότητας θερμότητας στον εσωτερικό χώρο Απαιτήσεις συλλέκτης αποθήκη απόδοση ανάλογη της επιφάνειας & του προσανατολισμού απαίτηση για μεγάλη θερμική μάζα o ικανότητα απορρόφησης όλης της θερμότητας o αποφυγή υπερθέρμανσης του χώρου o απόδοση θερμότητας κατά τις ψυχρές ώρες Μειονεκτήματα αρχιτεκτονικά αυτονομία λειτουργία υπολογισμός & διαστασιολόγηση Κατάληψη τμήματος της όψης του κτιρίου Απαραίτητη η εγκατάσταση βοηθητικής θέρμανσης Απαραίτητη η συμμετοχή του χρήστη ειδάλλως: ακριβός εξοπλισμός ρύθμισης & ελέγχου Όχι τυποποιημένες τρόπος υπολογισμού όπως σε Η/Μ. Ισχυρή αλληλεξάρτηση με χαρακτηριστικά κτιρίου Έως το 2010 «απαγορευόταν» η κατασκευή τους! Κατά Κ.Εν.Α.Κ. δεν βελτιώνουν την απόδοση (αμελητέα «επιδότηση») Πλεονεκτήματα θερμική άνεση οικονομικά περιβαλλοντικά Ήπια απόδοση θερμότητας στο χώρο βέλτιστη θερμοκρασιακή κατανομή Αμελητέο κόστος κατασκευής Μηδενική συντήρηση Διάρκεια ζωής ταυτόσημη με κτίριο Υπο-διαστασιολόγηση HVAC Μηδενική εκπομπή CO 2 και άλλων ρύπων

Διάκριση Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων Άμεσου Ηλιακού Κέρδους Η ηλιακή ακτινοβολία εισέρχεται άμεσα στο χώρο και αποθηκεύεται στη θερμική μάζα στο εσωτερικό του κτιρίου (δάπεδα, εσωτερικοί τοίχοι) συλλέκτης θερμική αποθήκη σύστημα διανομής νότια προσανατολισμένο άνοιγμα τα κοινά δομικά στοιχεία του χώρου (μέριμνα για ορθή επιλογή υλικών) Οχι, διανέμεται από τα κοινά δομικά στοιχεία στο χώρο Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Η ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται και αποθηκεύεται σε ΠΗΣ στο εξωτερικό κέλυφος και αποδίδεται στο χώρο έμμεσα κυρίως μέσω αγωγιμότητας-συναγωγής-μεταφοράς συλλέκτης θερμική αποθήκη σύστημα διανομής σε σύνδεση με αποθήκη διεπιφάνεια μεταξύ εσωτερικού χώρου & συλλέκτη σε ορισμένες διατάξεις χρησιμοποιείται αέρας Απομονωμένου Ηλ.Κέρδους Η ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται και αποθηκεύεται σε ΠΗΣ στο εξωτερικό κέλυφος ή σε επιφάνειες μη συνδεδεμένες από το κέλυφος και αποδίδεται στο χώρο έμμεσα κυρίως μέσω αγωγιμότητας-συναγωγής-μεταφοράς συλλέκτης θερμική αποθήκη σύστημα διανομής Απομονωμένος από τη θερμική αποθήκη σε κέλυφος, ή δεν υπάρχει (άμεση απόδοση) με αέρα

Χαρακτηριστικά Π.Η.Σ. αύξηση θερμικών απωλειών Ημέρα αναπληρώνονται πολλαπλά από το ηλιακό κέρδος Χρήση νυχτερινής μόνωσης για βελτίωση απόδοσης (δεν απαιτείται πάντα) * Ο υπολογισμός βασίζεται στη βελτιστοποίηση κερδών / απωλειών σε επίπεδο 24ώρου και όχι με μέσες μηνιαίες / ημερήσιες τιμές πρόβλεψη θερινής προστασίας Ηλιοπροστασία απενεργοποίηση (θέρος ηλιόλουστες ήπιες ημέρες) Θερμομόνωση απόδοση περιορισμένη πρόβλεψη λόγω συμμετοχής του χρήστη (ανάγκη για εργονομία) Γενικά: Μείωση φορτίου Σμίκρυνση περιόδου θέρμανσης Εύκρατο κλίμα: Ικανότητα Πλήρους κάλυψης φορτίου Ψυχρό: Αποκλειστική κάλυψη μόνο σε μεταβατικές περιόδους Οι ψυχρότερες ημέρες του έτους ταυτίζονται με τη μεγαλύτερη καθαρότητα του ουρανού (θερμική ακτινοβολία προς την ατμόσφαιρα) Τις ψυχρότερες ημέρες εμφανίζεται η μέγιστη ηλιακή ακτινοβολία!!!

Άμεσο Ηλιακό Κέρδος Παράμετροι εφαρμογής & περιορισμοί κλιματικές Ακτινοβολία ( Γ.Π., Ηλιακή Γεωμετρία, Νέφωση, Ώρες Ηλιοφάνειας) Θερμοκρασία (διαμόρφωση απαιτήσεων θέρμανσης / απώλειες) περιβάλλων χώρος Ηλιασμός κατά τις ώρες & τις εποχές που απαιτείται προσανατολισμός Απόκλιση απο Νότο ±25 αρχιτεκτονικές απαιτήσεις διαθεσιμότητα επιφανειών Ενσωμάτωση στο κτιριακό κέλυφος

ΕΝΟΤΗΤΑ 2 ±25 μικρή γωνία πρόσπτωσης μεγάλη διάρκεια ηλιασμού

Κύρια συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους 1 2 3 4 ΕΝΟΤΗΤΑ 2 5

Κύρια συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους 1 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα 2 3 4 ΕΝΟΤΗΤΑ 2 5

Κύρια συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους 1 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα 2 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα με διάχυση ακτινοβολίας 3 4 ΕΝΟΤΗΤΑ 2 5

Κύρια συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους 1 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα 2 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα με διάχυση ακτινοβολίας 3 Ηλιακή πρόσπτωση από φεγγίτες οροφής 4 ΕΝΟΤΗΤΑ 2 5

Κύρια συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους 1 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα 2 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα με διάχυση ακτινοβολίας 3 Ηλιακή πρόσπτωση από φεγγίτες οροφής 4 Ηλιακή πρόσπτωση από οροφή ΕΝΟΤΗΤΑ 2 5

Κύρια συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους 1 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα 2 Ηλιακή πρόσπτωση από νότιο άνοιγμα με διάχυση ακτινοβολίας 3 Ηλιακή πρόσπτωση από φεγγίτες οροφής 4 Ηλιακή πρόσπτωση από οροφή ΕΝΟΤΗΤΑ 2 5 θερμοκήπιο με άμεσο κέρδος

Χρήση ανακλαστήρων για αύξηση της απόδοσης Αξιοποίηση ανακλαστήρων για βελτίωση της απόδοσης (ενίσχυση της ηλιακής ακτινοβολίας) 1. Πιθανή μείωση προσόδου λόγω μειωμένης διάχυτης σε νεφελώδεις ημέρες 2. Νυχτερινή μόνωση (χειμώνας) 3. Σκιασμός (θέρος)

Νυχτερινή μόνωση Δεδομένης της μικρής θερμομονωτικής προστασίας των Π.Η.Σ. άμεσου ηλιακού κέρδους, τη νύχτα οι αυξημένες θερμικές απώλειες ενδέχεται να αναιρέσουν τη θετική συνεισφορά στο ενεργειακό ισοζύγιο Η νυχτερινή θερμομονωτική προστασία (π.χ. θερμομονωτικά ρολά) μειώνει σημαντικά τις θερμικές απώλειες τις ώρες που δεν υπάρχει ηλιακό κέρδος ή εμφανίζονται αυξημένες θερμικές απώλειες «Μειονέκτημα» θεωρείται η συμμετοχή του χρήστη, ειδάλλως οι αυτοματισμοί αυξάνουν το κόστος εγκατάστασης & συντήρησης.

Μειονεκτήματα & πλεονεκτήματα των συστημάτων Άμεσου Ηλιακού Κέρδους πλεονεκτήματα Εύκολη & αποδοτική τεχνική Πολύ μικρό (πρόσθετο) κόστος κατασκευής Εύκολη (αισθητικά) ενσωμάτωση στην κατασκευή Συμβολή στο φυσικό φωτισμό μειονεκτήματα Πιθανότητα θάμβωσης Υπεριώδης ακτινοβολία Απαίτηση για ισχυρή θερμική μάζα, ανάλογα της επιφάνειας μείωση ωφέλιμου χώρου ή υποχρεωτικά «βαριά», ακάλυπτα δάπεδα Μειωμένη απόδοση τις νεφοσκεπείς ημέρες Αυξημένες θερμικές απώλειες ανάγκη για προσεκτική μελέτη

Παραδείγματα συστημάτων άμεσου ηλιακού κέρδους Έτος κατασκευής 1962 Ημερήσια θερμοκρασιακή διακύμανση = 3 C! Φορτίο θέρμανσης: 50% απο νότιο άνοιγμα, 16% εσωτ.κέρδη 34% απο φωτισμό χώρου Λειτουργία hvac σπάνια

Παραδείγματα συστημάτων άμεσου ηλιακού κέρδους

Παραδείγματα συστημάτων άμεσου ηλιακού κέρδους Κτίριο γραφείων: Αστυνομική Διεύθυνση Κιλκίς 72 kwh/m² έτος (καταγεγραμμένη κατανάλωση) Μέσος όρος Δημόσιων Κτιρίων περίπου 300 kwh/m² έτος (σε θερμότερες περιοχές)

Παραδείγματα συστημάτων άμεσου ηλιακού κέρδους Κτίριο γραφείων: Αστυνομική Διεύθυνση Κιλκίς 72 kwh/m² έτος (καταγεγραμμένη κατανάλωση) Μέσος όρος Δημόσιων Κτιρίων περίπου 300 kwh/m² έτος

Παραδείγματα συστημάτων άμεσου ηλιακού κέρδους Μονοκατοικία Αμπελόκηποι Αττικής 25 kwh/m² έτος (με μέσο όρο κατοικιών σε Αθήνα>>120kWh/m²) Ταmb=4 C Tsunspace=38 C => χρήση θερμού αέρα για θέρμανση χώρου Λειτουργία κεντρικής θέρμανσης Ηλιοφάνεια > μόνο τη νύχτα Νεφωση > μετά τις 16:00 ΕΝΟΤΗΤΑ 2 θερμοκήπιο άμεσο κέρδος trombe βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Η ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται και αποθηκεύεται σε ΠΗΣ στο εξωτερικό κέλυφος και αποδίδεται στο χώρο έμμεσα κυρίως μέσω αγωγιμότητας-συναγωγής-μεταφοράς συλλέκτης θερμική αποθήκη σύστημα διανομής σε σύνδεση με αποθήκη διεπιφάνεια μεταξύ εσωτερικού χώρου & συλλέκτη σε ορισμένες διατάξεις χρησιμοποιείται αέρας

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Λειτουργία

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Απορροφητική επιφάνεια (σκουρόχρωμη βαφή/υλικό) Λειτουργία

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Απορροφητική επιφάνεια (σκουρόχρωμη βαφή/υλικό) Υαλοπίνακας για επανάκλαση στο συλλέκτη της θερμικής ακτινοβολίας αναίρεση συναγωγής με ατμοσφαιρικό αέρα Λειτουργία

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Απορροφητική επιφάνεια (σκουρόχρωμη βαφή/υλικό) Υαλοπίνακας για επανάκλαση στο συλλέκτη της θερμικής ακτινοβολίας αναίρεση συναγωγής με ατμοσφαιρικό αέρα Ισχυρή θερμική μάζα για αποθήκευση της θερμότητας εξομάλυνση υψηλών θερμοκρασιών έλεγχο της μετάδοσης θερμότητας με αγωγιμότητα Λειτουργία

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Απορροφητική επιφάνεια (σκουρόχρωμη βαφή/υλικό) Υαλοπίνακας για επανάκλαση στο συλλέκτη της θερμικής ακτινοβολίας αναίρεση συναγωγής με ατμοσφαιρικό αέρα Ισχυρή θερμική μάζα για αποθήκευση της θερμότητας εξομάλυνση υψηλών θερμοκρασιών έλεγχο της μετάδοσης θερμότητας με αγωγιμότητα Λειτουργία Ηλιοφάνεια: Υπερθέρμανση επιφάνειας συλλέκτη Επιστροφή θερμικής ακτινοβολίας σε τοίχο Μείωση συναγωγής (απώλειες λόγω συναγωγής) Σταδιακή θέρμανση τοίχου (αποθήκευση & αγωγιμότητα προς τα μέσα) Συναγωγή & ακτινοβολία σε εσ. χώρο

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Απορροφητική επιφάνεια (σκουρόχρωμη βαφή/υλικό) Υαλοπίνακας για επανάκλαση στο συλλέκτη της θερμικής ακτινοβολίας αναίρεση συναγωγής με ατμοσφαιρικό αέρα Ισχυρή θερμική μάζα για αποθήκευση της θερμότητας εξομάλυνση υψηλών θερμοκρασιών έλεγχο της μετάδοσης θερμότητας με αγωγιμότητα Λειτουργία Ηλιοφάνεια: Υπερθέρμανση επιφάνειας συλλέκτη Επιστροφή θερμικής ακτινοβολίας σε τοίχο Μείωση συναγωγής (απώλειες λόγω συναγωγής) Σταδιακή θέρμανση τοίχου (αποθήκευση & αγωγιμότητα προς τα μέσα) Συναγωγή & ακτινοβολία σε εσ. χώρο Νύχτα: Μετάδοση θερμότητας στο χώρο μέχρι αποφόρτισης τοίχου Μειωμένες θερμικές απώλειες λόγω «χώρου ανάσχεσης θερμότητας» μείωση απωλειών με ακτινοβολία & συναγωγή Ενίσχυση προστασίας με νυχτερινή θερμομόνωση

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Απόδοση θερμότητας σε χώρο Παρόμοια με θερμαντικό σώμα ήπιας θερμοκρασίας πολλαπλάσιας επιφάνειας Το διάστημα απόδοσης θερμότητας & η ένταση εξαρτώνται απο τη θερμική μάζα Μέγιστο βάθος (χώρου) επιρροής περίπου 6m

Επίδραση της θερμοχωρητικότητας του τοίχου μάζας στη χρονική υστέρηση μετάδοσης θερμότητας στο εσωτερικό Απόδοση μέγιστης θερμότητας ακόμη και μετά από 12 ώρες μεγιστοποίηση με χρήση νυχτερινής μόνωσης Απλός τοίχος σκυροδέματος χωρίς ηλιακό κέρδος Και με μεταβαλλόμενη θερμική μάζα (πάχος)

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους κατοικία Δ.Μυταρά, Ν.Φιλοθέη, Μ.Σουβατζίδης, 1985

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Απόδοση θερμότητας σε χώρο Παρόμοια με θερμαντικό σώμα ήπιας θερμοκρασίας πολλαπλάσιας επιφάνειας Το διάστημα απόδοσης θερμότητας & η ένταση εξαρτώνται απο τη θερμική μάζα Τοίχοι μάζας απο: φυσική πέτρα (ενεργειακή ανάπλαση συμπαγείς οπτόπλινθοι

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Παραλλαγές συστήματος Χρήση διαφανούς θερμομόνωσης (αντί διακένου) επι συμπαγούς τοίχου - Μειωμένο ηλιακό κέρδος λόγω μικρότερης διαπερατότητας ηλιακής ακτινοβολίας + Λειτουργία ΠΗΣ μόνο το χειμώνα ( μικρή γωνία ηλιακής πρόσπτωσης + Μειωμένες θερμικές απώλειες (ημέρα-νύχτα)

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Παραλλαγές συστήματος Χρήση διαφανούς θερμομόνωσης (αντί διακένου) επι συμπαγούς τοίχου Τοίχοι νερού - Υβριδική λειτουργία (άμεσο-έμμεσο ηλιακό κέρδος) + Επιτρέπει στη φωτεινή ακτινοβολία να εισέλθει στο χώρο ως διάχυτη ΕΝΟΤΗΤΑ 2 απαιτείται διαμερισματοποίηση νερού προς αποφυγή θερμικής διαστρωμάτωσης

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Λειτουργία Απορροφητική επιφάνεια (σκουρόχρωμη βαφή/υλικό) Υαλοπίνακας για επανάκλαση στο συλλέκτη της θερμικής ακτινοβολίας αναίρεση συναγωγής με ατμοσφαιρικό αέρα Ισχυρή θερμική μάζα για αποθήκευση της θερμότητας εξομάλυνση υψηλών θερμοκρασιών έλεγχο της μετάδοσης θερμότητας με αγωγιμότητα Μετάδοση μέρους της θερμότητας με μεταφορά Αντίστοιχη μείωση της θερμότητας που αποδίδεται & αποθηκεύεται με αγωγιμότητα στο εσωτερικό (ακτινοβολία & συναγωγή) Ηλιοφάνεια: Υπερθέρμανση επιφάνειας συλλέκτη Επιστροφή θερμικής ακτινοβολίας σε τοίχο Μείωση συναγωγής (απώλειες λόγω συναγωγής) Σταδιακή θέρμανση τοίχου (αποθήκευση & αγωγιμότητα προς τα μέσα) Συναγωγή & ακτινοβολία σε εσ. χώρο Άμεση παροχή θερμότητας με μεταφορά Νύχτα: Μετάδοση θερμότητας στο χώρο μέχρι αποφόρτισης τοίχου Μειωμένες θερμικές απώλειες λόγω «χώρου ανάσχεσης θερμότητας» μείωση απωλειών με ακτινοβολία & συναγωγή Ενίσχυση προστασίας με νυχτερινή θερμομόνωση Αντιστροφή της ροής αέρα, απώλειες με μεταφορά προς το ψυχρό διάκενο Θέρμανση αέρα διακένου θερμοσιφωνισμός: αναπλήρωση θερμού αέρα με αέρα απο χαμηλά (ψυχρά) στρώματα αέρα εσωτερικού χώρου

Αρχή λειτουργίας τοίχων θερμικής αποθήκευσης Βέλτιστο: 2m 5-10cm 5-10cm ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Διαφορές Ομοιότητες: Ίδια 24ωρη απόδοση, διαφορά στην ένταση-ώρες μέγιστης απόδοσης Υλικά: Υαλοστάσιο (κοινό γυαλί μονωτικός υαλοπίνακας low-e διαφανής θερμομόνωση) Θερμική Αποθήκη: Σκυρόδεμα συμπαγή τούβλα πέτρα νερό (+άμεσο κέρδος + μεταφόρά vs αγωγ. + φωτισμός)

Βελτίωση της απόδοσης τοίχων μάζας: Περιστρεφόμενες εσωτερικές περσίδες διπλής λειτουργίας Χρώμα & υφή τελικής επικάλυψης Ανακλαστήρες (Εσωτερικοί Εξωτερικοί)

Λειτουργία κατά τη θερμή περίοδο του έτους Απαίτηση σκιασμού Νυχτερινή μόνωση: κλειστή Άνοιγμα εξωτερικών θυρίδων αερισμού Μερική συμβολή σε φυσικό αερισμό με χρήση θυρίδων (Trombe)

Παραλλαγές Ηλιακός τοίχος προθέρμανσης αέρα Διπλής λειτουργίας Μόνο προθέρμανση ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Παρόμοιο αποτέλεσμα με κατάλληλη διαμόρφωση των θυρίδων σε τοίχο Trombe

Παραλλαγές Αξιοποίηση μέρους θερμότητας (αγωγιμότητα) σε χώρο σε επαφή Θέρμανση απομακρυσμένου χώρου με μεταφορά μέσω αγωγών (ενδεχόμενη ενίσχυση με μικρό ανεμιστηράκι)

Μειονεκτήματα «Τυφλές» νότιες όψεις Αδυναμία φυσικού φωτισμού Μείωση εσωτερικού χώρου Στατική επιβάρυνση Ανάγκη ηλιοπροστασίας Πλεονεκτήματα Μικρό κόστος (ιδιαίτερα ως Φ.Ο.) Μικρή διακύμανση θερμοκρασίας Δυνατότητα για πλήρη έλεγχο της χρονικής υστέρησης Μη βλάβη οπτικής άνεσης

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Εξωτερικές θυρίδες αερισμού

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Εσωτερικές θυρίδες αερισμού

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Εσωτερικές θυρίδες αερισμού ΕΝΟΤΗΤΑ 2

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Ως θερμική αποθήκη χρησιμοποιούνται κλειστές δεξαμενές ή ασκοί νερού (μαύροι ή διαφανείς) σε άμεση επαφή με μη θερμομονωμένη στέγη Οι ασκοί καλύπτονται με υαλοστάσιο για μείωση θερμικών απωλειών & παγίδευση της θ. ακτινοβολίας Δεν υπάρχει απαίτηση νότιας όψης Συμβολή μόνο σε τελευταίο όροφο

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους Στην εκδοχή του ως σύστημα έμμεσου ηλιακού κέρδους, το θερμοκήπιο διαχωρίζεται από τον εσωτερικό χώρο με συμπαγή, μη θερμομονωμένο τοίχο αυξημένης θερμικής μάζας. Παρουσιάζει ομοιότητες με τους τοίχους θερμικής μάζας όπου το διάκενο αντικαθίσταται από το θερμοκήπιο.

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους ΤΡΙΠΛΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Θέρμανση αγωγιμότητα (μη θερμομονωμένος ενδιάμεσος τοίχος) Χώρος ανάσχεσης θερμότητας ΠΗΣ Αμεσου κέρδους (όταν κατοικείται) ΠΗΣ Έμμεσου Κέρδους ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Θέρμανση με αέρα Θέρμανση με αέρα & αγωγιμότητα (μη θερμομονωμένος ενδιάμεσος τοίχος)

Κατοικήσιμος χώρος Περιορισμένη θερμοκρασιακή διακύμανση στον εσωτερικό χώρο Χώρος Ανάσχεσης Θερμότητας Εύκολη ενσωμάτων σε υφιστάμενα & νέα κτίρια Μικρό κόστος & εύκολη κατασκευή Εύκολος συνδυασμός με άλλες ηλιακές διατάξεις Αδυναμία γενικής εκτίμησης απόδοσης Ενδεχωμένως, δύσκολος σκιασμός Εντός θερμοκηπίου: Έντονες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις

Απομονωμένου Ηλιακού Κέρδους συλλέκτης θερμική αποθήκη σύστημα διανομής Η ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται και αποθηκεύεται σε ΠΗΣ στο εξωτερικό κέλυφος ή σε επιφάνειες μη συνδεδεμένες από το κέλυφος και αποδίδεται στο χώρο έμμεσα κυρίως μέσω αγωγιμότητας-συναγωγής-μεταφοράς Απομονωμένος από τη θερμική αποθήκη σε κέλυφος, ή δεν υπάρχει (άμεση απόδοση) με αέρα Προσαρτημένο θερμοκήπιο με απομονωμένη θερμική αποθήκη Απομονωμένος τοίχος συσσώρευσης Θερμοσιφωνικό πανέλο Μεταφορικός βρόγχος

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Απομονωμένο θερμοκήπιο με θέρμανση αέρα

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Απομονωμένο θερμοκήπιο με θέρμανση αέρα Ενδιάμεσος τοίχος: θερμομονωμένος Θερμική επικοινωνία: μεταφορά θερμού αέρα στο χώρο με έλεγχο ή με φυσικό τρόπο

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Απομονωμένο θερμοκήπιο με θερμική αποθήκη σκύρων

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Απομονωμένος τοίχος συσσώρευσης Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Θερμικός διαχωρισμός αποθήκης θερμότητας απο χώρο Θερμική μάζα: εξομάλυνση θερμοκρασιακών διακυμάνσεων & διατήρηση ήπιου θερμοσιφωνισμού σε χρόνο μετά τη δύση του ήλιου (ανάλογα με τη διαστασιολόγηση Συγκριτικά, μηδαμινές θερμικές απώλειες τη νύχτα (με κλειστές θυρίδες) Δεν υπάρχει απαίτηση νυχτερινή μόνοωσης

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Απομονωμένος τοίχος συσσώρευσης Βασικό πλεονέκτημα: Δυνατότητα πλήρους απενεργοποίησης χωρίς αυξημένες θερμικές απώλειες & ανάγκη νυχτερινής θερμομόνωσης

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Θερμοσιφωνικό πανέλλο Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Απουσία θερμικής αποθήκης (όλη η θερμότητα αποδίδεται στον αέρα κυκλοφορίας) Λειτουργία μόνο τις ώρες ηλιοφάνειας Έντονος θερμοσιφωνισμός κατά τις ώρες ηλιοφάνειας Αμελητέες θερμικές απώλειες (με κλειστές θυρίδες τη νύχτα) Δεν υπάρχει απαίτηση νυχτερινής θερμομόνωσης & σκιασμού Βασικό πλεονέκτημα: Μικρό κόστος Μικρό βάρος Εφαρμογή και σε υφιστάμενο κτίριο

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Θερμοσιφωνικό πανέλο Χειμερινή λειτουργία θυρίδα εξόδου διπλός υαλοπίνακας διάκενο απορ. επιφάνεια θερμομόνωση θυρίδα εισόδου Θερινή λειτουργία

Απομονωμένο Ηλιακό Κέρδος : Μεταφορικός βρόγχος Χαρακτηριστικά Δομικής Φυσικής Ήπια θέρμανση Άριστη θερμοκρασιακή κατανομή Απαιτήσεις Συλλέκτες χαμηλότερα του δαπέδου Διακοπή αντίστροφης λειτουργίας τη νύχτα

Σύνοψη: (1/2) Ο σχεδιασμός των Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων δεν αποτελεί μονοσήμαντη / τυποποιημένη διαδικασία Ο σχεδιασμός μεταβάλλεται ανάλογα με: Λειτουργικά χαρακτηριστικά χώρου (οχι κτιρίου γενικά) Περιβαλλοντικό σκιασμό όψεων & σκιασμό απο διατάξεις Κλιματικά χαρακτηριστικά περιοχής Θερμική μάζα κτιρίου Δυνατότητα αυτοματισμών / εργονομία Χρήση το καλοκαίρι Κάθε σύστημα μπορεί να έχει συνδυασμένη λειτουργία (άμεσο έμμεσο απομονωμένο) προκειμένου να καλύψει τις ανάγκες Τα υλικά (διαφανή, αδιαφανή, θερμικής αποθήκευσης, διανομής), ο τρόπος σύνδεσής τους και η θέση τους ως προς το χώρο διαμορφώνουν τη δυναμική λειτουργία του συστήματος στο διάστημα του 24ώρου

Σύνοψη: (1/2) Απαιτείται προσεκτική μελέτη των λεπτομερειών της κατασκευής για εξάλειψη θερμογεφυρών και θερμικών απωλειών. Ο ρόλος των θερμογεφυρών είναι σημαντικότερος απο ότι στο κέλυφος λόγω αυξημένων θερμοκρασιών λειτουργίας (μεγαλύτερες απώλειες λόγω μεγαλύτερης θερμοκρασιακής διαφοράς με την ατμόσφαιρα) έντονων συστολοδιαστολών (κίνδυνος κατασκευαστικής αστοχίας) Η μελέτη οφείλει να είναι λεπτομερής (προσομοίωση) και δεν αρκεί η σχεδιαστική φιλοσοφία. Ο Κ.Εν.Α.Κ. αδυνατεί να προσεγγίσει στο ελάχιστο τη θετική τους συμβολή (λόγω υφιστάμενης μεθοδολογικής προσέγγισης ) και απλά τα «πριμοδοτεί» με παραδοχή μειωμένων θερμικών απωλειών. Το οικονομικό όφελος για τυπικό διαμέρισμα ελληνικής κατοικίας είναι σημαντικό: Η απόσβεση γίνεται κατά κανόνα σε 1-2 χρόνια και το διάστημα ζωής & εγγυημένης απόδοσης είναι αυτό του κτιρίου Δεν είναι ανταγωνιστικά στα Η/Μ συστήματα θέρμανσης, αλλά αντίθετα τους αφαιρούν ένα σημαντικό φόρτο λειτουργίας / συντήρησης / καταπόνησης / διαστασιολόγησης.

τεχνικές & συστήματα φυσικού δροσισμού

Οι ιδιαίτερες κλιματικές συνθήκες στον αστικό ιστό χαρακτηρίζονται από το φαινόμενο της αστικής νησίδας & της αστικής χαράδρας, και τις ιδιαίτερα αυξημένες απαιτήσεις σε ψύξη Ο φαύλος κύκλος της μηχανικής ψύξης: Α/C : Αποβολή υπέρθερμου αέρα στο αστικό περιβάλλον => περεταίρω αύξηση της ανάγκης για μηχανική ψύξη & ραγδαία μείωση της απόδοσής τους! ΕΝΟΤΗΤΑ 2

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Θερμική επιβάρυνση κτιρίου & θερμικής άνεσης απο: Ηλιακή ακτινοβολία μέσω των διαφανών δομικών στοιχείων Ηλιακή ακτινοβολία μέσω των αδιαφανών δομικών στοιχείων Τα δομικά στοιχεία επιβαρύνονται απο τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος και την ηλιακή ακτινοβολία ταυτόχρονα και για μεγάλο διάστημα της ημέρας Δυσμενέστερες επιφάνειες οι οποίες δέχονται σχεδόν κάθετα την άμεση ηλιακή ακτινοβολία: η οροφή (προσβολή σε μεγάλο διάστημα της ημέρας) η δυτική όψη (προσβολή κατά το θερμότερο διάστημα της ημέρας) Αυξημένες θερμοκρασίες ατμοσφαιρικού αέρα Ο αερισμός του κτιρίου ενδέχεται να επιβαρύνει το χώρο κατά τις θερμές ώρες της ημέρας Εσωτερικά κέρδη κτιρίου Επιβάρυνση εσωτερικού αέρα αλλά και εσωτερικών επιφανειών Κατακράτηση θερμότητας στα στοιχεία του κελύφους Επιβάρυνση εσωτερικού αέρα αλλά και εσωτερικών επιφανειών

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Στάδια σχεδιασμού

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Στάδια σχεδιασμού Αποφυγή υπερθέρμανσης Δροσισμός Ψύξη

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Στάδια σχεδιασμού Αποφυγή υπερθέρμανσης Προστασία του κτιρίου από: Ηλιακή ακτινοβολία Θερμό ατμοσφαιρικό αέρα Παραγωγή θερμότητας εσωτερικά του κτιρίου Μέγιστο αναμενόμενο όφελος: Οι εσωτερικές θερμοκρασίες να μην υπερβούν σημαντικά την μέση ημερήσια ατμοσφαιρική Προστασία κτιρίου από θερμικά φορτία που επιβαρύνουν το κτίριο Δροσισμός Ψύξη

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Στάδια σχεδιασμού Αποφυγή υπερθέρμανσης Προστασία του κτιρίου από: Ηλιακή ακτινοβολία Θερμό ατμοσφαιρικό αέρα Παραγωγή θερμότητας εσωτερικά του κτιρίου Μέγιστο αναμενόμενο όφελος: Οι εσωτερικές θερμοκρασίες να μην υπερβούν σημαντικά την μέση ημερήσια ατμοσφαιρική Προστασία κτιρίου από θερμικά φορτία που επιβαρύνουν το κτίριο Δροσισμός Απομάκρυνση θερμότητας από το εσωτερικό του κτιρίου προς την ατμόσφαιρα ή άλλες φυσικές θερμικές δεξαμενές χαμηλότερης θερμοκρασίας Στόχος: Μείωση εσωτερικών θερμοκρασιών κοντά στα επίπεδα της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας ατμοσφαιρικού αέρα Ήπια απόρριψη θερμικών φορτίων σε φυσικές θερμικές καταβόθρες Ψύξη

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Στάδια σχεδιασμού Αποφυγή υπερθέρμανσης Προστασία του κτιρίου από: Ηλιακή ακτινοβολία Θερμό ατμοσφαιρικό αέρα Παραγωγή θερμότητας εσωτερικά του κτιρίου Μέγιστο αναμενόμενο όφελος: Οι εσωτερικές θερμοκρασίες να μην υπερβούν σημαντικά την μέση ημερήσια ατμοσφαιρική Προστασία κτιρίου από θερμικά φορτία που επιβαρύνουν το κτίριο Δροσισμός Απομάκρυνση θερμότητας από το εσωτερικό του κτιρίου προς την ατμόσφαιρα ή άλλες φυσικές θερμικές δεξαμενές χαμηλότερης θερμοκρασίας Στόχος: Μείωση εσωτερικών θερμοκρασιών κοντά στα επίπεδα της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας ατμοσφαιρικού αέρα Ήπια απόρριψη θερμικών φορτίων σε φυσικές θερμικές καταβόθρες Ψύξη Εξαναγκασμένη απομάκρυνση θερμότητας προς οποιαδήποτε θερμική δεξαμενή. Στόχος: Μείωση εσωτερικών θερμοκρασιών σε επίπεδα σημαντικά μικρότερα της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας. Έντονη απομάκρυνση θερμότητας από το κτίριο

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Αποφυγή υπερθέρμανσης Σκιασμός ανοιγμάτων Σκιασμός όψεων Ανακλαστικές επιφάνειες Προσανατολισμός διαρρύθμιση χώρων Φυσικός φωτισμός Συσκευές χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας Διαμερισματοποίηση χώρων παραγωγής θερμότητας Υλικά εδαφοκάλυψης (ανακλάσεις, θερμική αποθήκευση) Σκιασμός εδάφους Μείωση θερμοκρασιών μικροκλίματος (βλάστηση, επιφ. νερού) Θερμομόνωση Θερμική μάζα κελύφους (συνδυασμός με νυχτερινό αερισμό)

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Απόρριψη θερμικού φορτίου εσωτερικού χώρου Θερμικές καταβόθρες Ατμοσφαιρικός αέρας ΜΕΤΑΦΟΡΑ / ΣΥΝΑΓΩΓΗ Μεταφορά (εκτόνωση θερμικού φορτίου εσωτερικού αέρα (Τatm < Ta,in) Συναγωγή (εκτόνωση θερμότητας δομ.στοιχείων) (Τatm Ta,in Tsurf) Νυχτερινός Ουρανός ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Έδαφος ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Αλλαγή φάσης νερού (εξάτμιση) ΕΞΑΤΜΙΣΗ

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Αναπτυσσόμενες θερμοκρασίες σε εξωτερική επιφάνεια αναλόγως προσανατολισμού (Ιούνιος Θεσσαλονίκη)

Ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων κατά τη θερμή περίοδο του έτους.

Επίδραση μικροκλίματος σε κατανάλωση για δροσισμό

Επίδραση μικροκλίματος σε κατανάλωση για δροσισμό 1. Διαμόρφωση άμεσου περιβάλλοντος επικοινωνίας με κτίριο. Το κτίριο είναι εκτεθειμένο στις συνθήκες του μικροκλίματος (θερμοκρασία - υγρασία - ακτινοβολία - άνεμος) 2. Οι ευκολότερες για χρήση θερμικές καταβόθρες είναι αυτές του μικροκλίματος Μετατρέποντας κανείς τις μικροκλιματικές συνθήκες επιτυγχάνει να "επέμβει" στη διαμόρφωση του κλίματος και στις ενεργειακές ροές κτιρίου ατμόσφαιρας Πρακτικά: εξομάλυνση και μείωση θερμοκρασιών, κατακράτηση ακτινοβολίας και ανακλάσεων, αποφυγή υπερθέρμανσης εδάφους (=>μείωση θερμοκρασίας αέρα) Ακραίο, αλλά χαρακτηριστικό παράδειγμα: ΟΑΣΗ Καθοριστικός ο ρόλος του μικροκλίματος (περισσότερο) το καλοκαίρι: 1. Το κτίριο είναι περισσότερο εκτεθειμένο γιατί υπάρχει μεγαλύτερη επικοινωνία με το περιβάλλον (ανοιχτά παράθυρα, ευκολότερη πρόσβαση της ακτινοβολίας στους εσ. χώρους κλπ) 2. Οι φυσικές επιφάνειες δεν έχουν παθητικό ρόλο το καλοκαίρι αλλά αντιδρούν στις κλιματικές συνθήκες τείνοντας να μειώσουν τα ακραία φαινόμενα (υπερθέρμανση, αύξηση υγρασίας)

Ο ρόλος της βλάστησης Συμμετοχή στον έλεγχο των συνθηκών με 2 τρόπους: α. Εξατμισοδιαπνοή (Δροσισμός αέρα - Μείωση επιφανειακών θερμοκρασιών) β. Κατακράτηση ακτινοβολίας (λειτουργία θερμικής καταβόθρας για ηλιακή ακτινοβολία) εξατμισοδιαπνοή ελεύθερη εξάτμιση από υγρασία φυλλώματος και χώματος εξαναγκασμένη εξάτμιση από φύλλωμα δέσμευση θερμότητας από διερχόμενο αέρα 2425 joules/gr 673 Wh/kg μείωση θερμοκρασίας αέρα 95% του νερού εξατμίζεται (μόνο 5% αξιοποιεί) Αντίδραση του φυτού στην επερχόμενη υπερθέρμανση και καταστροφή των ιστών του => όσο περισσότερη η ακτινοβολία και η θερμοκρασία αέρα τόσο μεγαλύτερη η εξάτμιση

Εξατμισοδιαπνοή Ένα φυτό μπορεί να εξατμίσει ποσότητα νερού ίση με 5 φορές το βάρος του Μικρό δέντρο ύψους 2m, κάτοψης 0,6m² - Εξάτμιση 400gr, Ψύξη=240-420W/m² Μεγάλα δέντρα - Εξάτμιση έως 455lt, => 5 μικρές κλιματιστικές συσκευές σε 20ωρη λειτουργία Μεγαλύτερη απόδοση στα μικρά φυτά με πυκνό φύλλωμα => διατήρηση χαμηλών επιφανειακών θερμοκρασιών εδάφους & έμμεσος δροσισμός αέρα σε επαφή + αποφυγή θερ.ακτινοβολίας ΟΑΣΗ: Μικρή υγρασία => εξαιρετικά αυξημένη εξατμισοδιαπνοή Παράμετροι: Πυκνότητα φυλλώματος Σχετική υγρασία # ταχύτητα αέρα (αλληλοσυμπληρώνονται)

Βλάστηση Συνολικό ενεργειακό ισοζύγιο βλάστησης:

Έλεγχος του θερμικού κέρδους

Φυσικός δροσισμός απο το έδαφος Το έδαφος ως θερμική καταβόθρα μεγάλη θερμοκρασιακή σταθερότητα ανάλογα με: το βάθος τη σύσταση την εδαφοκάλυψη το ύψος υδρ. ορίζοντα Ημιάπειρο μέσο --> πρακτικά άπειρη ικανότητα θερμικής αποθήκευσης Στην επιφάνεια, η θερμοκρασία είναι παραπλήσια της ατμοσφαιρικής (σκιασμένη) Απο το 1ο εκατοστό, αρχίζει η χρονική υστέρηση στη θερμοκρασία ώς αποτέλεσμα της θερμοχωρητικότητας του υλικού και της θερμικής του αγωγιμότητας

Φυσικός δροσισμός απο το έδαφος Το έδαφος ως θερμική καταβόθρα Μίκρα- Θεσσαλονί κη 1m Θατμ,ave Dif,ave max Dif,max ΙΟΥΝ 20,2 24,4-4,2 39,8-19,6 ΙΟΥΛ 21,5 26,6-5,1 42-20,5 ΑΥΓ 22,8 26-3,2 40,4-17,6 ΣΕΠ 22,1 21,8 0,3 36,2-14,1 ΟΚΤ 19,4 16,2 ΝΟΕ 15,7 11 ΔΕΚ 11 6,9 ΙΑΝ 8,2 5,2 ΦΕΒ 7,9 6,7 ΜΑΡ 9,2 9,7 ΑΠΡ 12,8 14,2 ΜΑΙ 16,8 19,6

Φυσικός δροσισμός απο το έδαφος Γενικές τεχνικές κατηγορίες αξιοποίησης του εδάφους για φυσικό δροσισμό Διαφοροποίηση ανάλογα με τον τρόπο θερμικής σύζευξης εδάφους - κτιρίου Άμεση θερμική σύνδεση Κέλυφος σε επαφή με έδαφος (Αγωγιμότητα) Έμμεση θερμική σύνδεση Πρόψυξη αέρα (φυσικός υβριδικός αερισμός) ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Απομονωμένη θερμική σύνδεση Αντλίες θερμότητας

Φυσικός δροσισμός απο το έδαφος Άμεση θερμική σύνδεση αξιοποίηση του εδάφους ως κτιριακό κέλυφος δυνατότητα για κτίρια: σε κεκλιμένο έδαφος χαμηλά με κατοικήσιμα ισόγεια υπόγεια σε προστατευόμενες περιοχές κατηγορίες υπόσκαφα περίσκαπτα Επισημάνσεις: +Θερμομόνωση +ελάχιστη συντήρηση - ισχυρή στεγάνωση -μέτρα φωτισμού - αερισμού ΕΝΟΤΗΤΑ 2

Φυσικός δροσισμός απο το έδαφος

Φυσικός δροσισμός απο το έδαφος Έμμεση θερμική σύνδεση Πρώτη εφαρμογή: αρχαία ΔΗΛΟΣ (Φυσικός αερισμός) Σήμερα: Εναλλάκτες θερμότητας εδάφους - αέρα Οριζόντιοι αγωγοί Ø10-20cm σε βάθος 1-3m Δυνατότητες σε ελληνικό χώρο: 24-35 C 22-24 C

Φυσικός δροσισμός με ακτινοβολία φυσικός δροσισμός με ακτινοβολία Θερμική Δεξαμενή: Νυχτερινός, ανέφελος ουρανός Εφαρμογή σε: Κυρίως σε οροφές Παράμετροι: Συντελεστής εκπομπής επιφάνειας Θερμοχωρητικότητα οροφής Κατηγορίες: Παθητικά συστήματα (επιφάνειες υψηλής εκπομπής «ψυχρά υλικά») Υβριδικά συστήματα (ακτινοβολητές)

Φυσικός δροσισμός με ακτινοβολία Ψυχρά υλικά ψυχρές οροφές

Φυσικός δροσισμός με ακτινοβολία H θερμοκρασία του ακτινοβολητή τη νύχτα (καθαρός ουρανός) είναι μικρότερη του αέρα!

Φυσικός δροσισμός με ακτινοβολία

Εξατμιστικός φυσικός δροσισμός εξατμιστικός φυσικός δροσισμός Άμεσος Το προϊόν της εξάτμισης εισέρχεται στον εσωτερικό χώρο προκαλώντας δροσισμό Δεν συνδυάζεται με κλιματισμό Έμμεσος Αυξάνει την περιεχόμενη υγρασία του αέρα (θετικό σε ξηρά κλίματα) Παραδείγματα: Βλάστηση, συντριβάνια, επιφάνειες νερού Η εξάτμιση οδηγεί σε ταπείνωση επιφανειακών θερμοκρασιών και με αγωγιμότητα σε απορρόφηση του θερμικού φορτίου του σώματος Παραδείγματα: Βλάστηση, νερό επι του κτιριακού κελύφους Η απόδοση είναι αντιστρόφως ανάλογη της σχετικής υγρασίας και ανάλογη της ταχύτητας ανέμου Για μια τυπική καλοκαιρινή ημέρα στο μεσογειακό κλίμα, η απόδοση του εξατμιστικού δροσισμού κυμαίνεται από 150 W/m² έως 200 W/m²

Εξατμιστικός φυσικός δροσισμός Άμεσος εξατμιστικός δροσισμός 77% εξοικονόμηση ενέργειας για ψύξη

Εξατμιστικός φυσικός δροσισμός Συστήματα ψεκασμού οροφής (Roof sprinkling systems) μείωση θερμοκρασίας του εσωτερικού αέρα της τάξης των 5 C σε σχέση με αντίστοιχη θερμομονωμένη συμβατική οροφή.

Εξατμιστικός φυσικός δροσισμός

Εξατμιστικός φυσικός δροσισμός Η λειτουργία του συστήματος δεν είναι συνεχής αλλά ελέγχεται απο απλό θερμοστάτη

Φυσικός δροσισμός με αερισμό φυσικός δροσισμός με αερισμό Οι βασικές λειτουργίες του αερισμού είναι η ανανέωση του αέρα και η απομάκρυνση των ρύπων και οσμών. Επιπρόσθετα, ειδικά για τη θερινή περίοδο του έτους, ο αερισμός έχει τις εξής πρόσθετες λειτουργίες: Απομάκρυνση της θερμότητας η οποία συσσωρεύεται στο εσωτερικό του κτιρίου από κάθε είδους θερμική πρόσοδο και Τη δημιουργία ρεύματος αέρα για την ενίσχυση της αίσθησης δροσισμού στο ανθρώπινο σώμα Τεχνικές Αερισμός από τα ανοίγματα του κελύφους Πύργοι αερισμού Καμινάδες αερισμού Ηλιακές καμινάδες Νυχτερινός αερισμός

Φυσικός δροσισμός με αερισμό Καμινάδα αερισμού Πύργος αερισμού

Φυσικός δροσισμός με αερισμό Ηλιακή καμινάδα

Φυσικός δροσισμός με αερισμό Καμινάδα αερισμού Αγωγοί φωτισμού & καμινάδες αερισμού στο κτίριο της Chrysler ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Φυσικός φωτισμός υπόγειου χώρου με Light Pipes

Φυσικός δροσισμός με αερισμό

Φυσικός δροσισμός με αερισμό : Πρόσθετο όφελος απο βελτίωση της θερμικής άνεσης Η χρήση του αερισμού στο φυσικό δροσισμό έχει το σημαντικό πρόσθετο πλεονέκτημα της σημαντικής βελτίωσης της θερμικής άνεσης Το ομαλό ρεύμα αέρα, αυξάνει τη συναγωγή & εξάτμιση στην επιδερμίδα δημιουργώντας αισθητή θερμοκρασία αέρα ακόμη και 3-4 C δροσερότερη της πραγματικής Aποφυγή κλιματισμού ακόμη και όταν ο εισερχόμενος ατμοσφαιρικός αέρας φτάνει τους 29-30 C! (αισθητή θερμοκρασία ίδια με κλειστό/κλιματιζόμενο χώρο στους 26 C) Παρόμοια, η χρήση ανεμιστήρων οροφής διασφαλίζει: Αίσθηση κλιματιζόμενου χώρου σε συνθήκες 30 C και άπνοια/κλειστά παράθυρα (μηδενική κατανάλωση) Κλιματισμό στους 28 C-29 C με αίσθηση θερμοκρασίας τους 26 C (σημαντικά μειωμένη κατανάλωση) Δυνατότητα συρρίκνωσης περιόδου ψύξης (σε επίπεδο ημέρας / εποχής)

Φυσικός δροσισμός με αερισμό Νυχτερινός αερισμός κτιρίων Βράδυ: Είσοδος δροσερού αέρα Απομάκρυνση εσωτερικού αέρα χώρου (χρονικά σύντομη λειτουργία) Θερμική αποφόρτιση δομικών στοιχείων κτιρίου (δροσισμός της θερμικής μάζας του κτιρίου) Ημέρα: (μέχρι να αυξηθεί η ατμοσφαιρική θερμοκρασία) Κλείσιμο περιορισμός ανοιγμάτων για αερισμό Η δροσερή θερμική μάζα απορροφά μεγάλο μέρος της θερμικής καταπόνησης διατηρώντας για ώρες (ανάλογα της θερμικής μάζας) τη θερμοκρασία χώρου σε αποδεκτά επίπεδα Απαίτηση για ισχυρή θερμική μάζα κτιρίου πρόβλεψη ασφαλών ανοιγμάτων για αερισμό

Φυσικός δροσισμός με αερισμό Νυχτερινός αερισμός κτιρίων Πλεονεκτήματα του νυχτερινού αερισμού μηδενικό κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας πραγματοποίηση αερισμού μεγάλης έντασης χωρίς να διαταράσσεται η λειτουργία του χώρου Συνδυάζεται εύκολα με τεχνικές μηχανικού κλιματισμού κτιρίων και μειώνει την απαραίτητη ισχύ των εγκαταστάσεων. Για το ελληνικό κλίμα αποτελεί εφικτή λύση ακόμη και στο πυκνά δομημένο και θερμικά επιβαρυμένο αστικό περιβάλλον Συρρικνώνει δραστικά την περίοδο ψύξης και την περιορίζει κυρίως στο μέσο του καλοκαιριού Στην ύπαιθρο ή όπου αλλού υπάρχει ανεμπόδιστη κυκλοφορία του ανέμου (π.χ. νησιά, λόφοι), η απόδοση της τεχνικής μπορεί να περιορίσει την αναγκαιότητα κλιματισμού σε ελάχιστες ώρες της ημέρας/έτους. Μειονεκτήματα του νυχτερινού αερισμού ενδέχεται να προκαλέσει προβλήματα ασφαλείας εάν δεν έχει γίνει πρόβλεψη για κατάλληλη διαμόρφωση των ανοιγμάτων Απαιτείται κατάλληλη διαμόρφωση του κτιριακού κελύφους και των εσωτερικών διαχωριστικών Ενδεχομένως σε κτίρια κατοικιών η αστική ηχορύπανση να μην επιτρέπει την πραγματοποίηση νυχτερινού αερισμού. Η απόδοση στα διαστήματα ακραίων καιρικών συνθηκών είναι πολύ μικρή ή και μηδενική, όταν οι θερμοκρασίες τη νύχτα παραμένουν πολύ υψηλές. Εάν δεν έχει γίνει προσπάθεια για μείωση των εσωτερικών κερδών και για ηλιοπροστασία την ημέρα, ακόμη και εάν προκύπτει μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας για κλιματισμό, η τεχνική δεν μπορεί να παρέχει μειωμένες θερμοκρασίες στο διάστημα της ημέρας. (Για τον ελληνικό χώρο βέβαια, τα εσωτερικά κέρδη είναι συνήθως μικρά λόγω φυσικού φωτισμού και ευκολίας ηλιοπροστασίας)

Συνδυασμένα συστήματα / τεχνικές Αεριζόμενες όψεις Φυτεμένα δώματα

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις Δημιουργία πρόσθετου εξωτερικού κελύφους: «κτίριο σε κτίριο»

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις Δημιουργία πρόσθετου εξωτερικού κελύφους: «κτίριο σε κτίριο» Προστασία απο βροχή-άνεμο Μείωση θερμικών απωλειών το χειμώνα Μείωση θερμικού κέρδους το καλοκαίρι Δυνατότητα εκτόνωσης υγρασίας υλικών Προστασία θερμομονωτικού υλικού Αύξηση ηχοπροστασίας

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις - Κατηγοριοποίηση

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις - Κατηγοριοποίηση Εξωτερική επένδυση οπτοπλινθοδομή τσιμεντοσανίδες ορυκτές πλάκες μεταλλικά πανέλα φωτοβολταϊκά πανέλα Εσωτερική προστασία έναντι θερμικής ακτινοβολίας Λειτουργία διακένου

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις - Κατηγοριοποίηση Εξωτερική επένδυση οπτοπλινθοδομή τσιμεντοσανίδες ορυκτές πλάκες μεταλλικά πανέλα φωτοβολταϊκά πανέλα Εσωτερική προστασία έναντι θερμικής ακτινοβολίας χωρίς προστασία με θερμοανακλαστική μεμβράνη Λειτουργία διακένου

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις - Κατηγοριοποίηση Εξωτερική επένδυση οπτοπλινθοδομή τσιμεντοσανίδες ορυκτές πλάκες μεταλλικά πανέλα φωτοβολταϊκά πανέλα Εσωτερική προστασία έναντι θερμικής ακτινοβολίας χωρίς προστασία με θερμοανακλαστική μεμβράνη Λειτουργία διακένου κλειστό διάκενο αεριζόμενο διάκενο

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις μεταλλικά πανέλα

Δικέλυφες αδιαφανείς όψεις μεταλλικά πανέλα Μεγαλύτερη αντοχή σε κλιματικές συνθήκες ρύπους Ελαστικό κέλυφος, μεγαλύτερες αντοχές Μικρότερο βάρος Ταχύτερη κατασκευή - επισκευή

Δικέλυφες αδιαφανείς φωτοβολταϊκές όψεις

Δικέλυφες αδιαφανείς φωτοβολταϊκές όψεις Πολλαπλό ενεργειακό όφελος: Μείωση θερμικών απωλειών (λειτουργία δικέλυφης) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα Φ/Β (Ενεργητικό Ηλιακό Σύστημα) Βελτιώνεται η απόδοση των Φ/Β λόγω ψύξης από το ανοδικό ρεύμα αέρα Σημαντική θέρμανση αέρα διακένου πίσω το τα Φ/Β (Παθητικό Ηλιακό Σύστημα) => Μείωση απωλειών κελύφους Προκύπτει σημαντική παροχή προθερμασμένου αέρα για χρήση : μηχανικού αερισμού το χειμώνα (θέρμανση ή/και προθέρμανση) Εκμετάλλευση κτιριακής όψης στο πλαίσιο του κτιρίου «σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης»

Δικέλυφες αδιαφανείς φωτοβολταϊκές όψεις Πολλαπλό ενεργειακό όφελος: Μείωση θερμικών απωλειών (λειτουργία δικέλυφης) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα Φ/Β (Ενεργητικό Ηλιακό Σύστημα) Βελτιώνεται η απόδοση των Φ/Β λόγω ψύξης από το ανοδικό ρεύμα αέρα Σημαντική θέρμανση αέρα διακένου πίσω το τα Φ/Β (Παθητικό Ηλιακό Σύστημα) => Μείωση απωλειών κελύφους Προκύπτει σημαντική παροχή προθερμασμένου αέρα για χρήση : μηχανικού αερισμού το χειμώνα (θέρμανση ή/και προθέρμανση) Εκμετάλλευση κτιριακής όψης στο πλαίσιο του κτιρίου «σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης» Απαίτηση για φράγμα ακτινοβολίας στο συμβατικό κέλυφος για προστασία από υπερθέρμανση το καλοκαίρι

Δικέλυφες αδιαφανείς φωτοβολταϊκές όψεις ΕΝΟΤΗΤΑ 2

Ενδεικτικά αποτελέσματα: Ατμοσφαιρική θερμοκρασία: Θερμοκρασία εξόδου αέρα: Θερμοκρασία πανέλων: Ρεύμα αέρα: 10-12 C 15-23 C 40-45 C 0,1m/s

Δικέλυφες διαφανείς όψεις

Δικέλυφες διαφανείς όψεις Αποτελούν την εξέλιξη των «γυάλινων κτιρίων» του 60-70 Ακολουθούν τη λειτουργία του προσαρτημένου θερμοκηπίου Διασφαλίζουν μεγάλη επάρκεια φυσικού φωτισμού

Δικέλυφες διαφανείς όψεις Αποτελούν την εξέλιξη των «γυάλινων κτιρίων» του 60-70 Ακολουθούν τη λειτουργία του προσαρτημένου θερμοκηπίου Διασφαλίζουν μεγάλη επάρκεια φυσικού φωτισμού Στο ελληνικό κλίμα: απαιτούν αναλυτική μελέτη σκίασης φυσικού αερισμού για εκτόνωση της θερμότητας το καλοκαίρι

Δικέλυφες διαφανείς όψεις περσίδες εξωτερικά του χώρου διπλός υαλοπίνακας σχάρα αερισμού ΕΝΟΤΗΤΑ 2

Δικέλυφες διαφανείς όψεις

Δικέλυφες διαφανείς όψεις Χειμερινή λειτουργία

Δικέλυφες διαφανείς όψεις Θερινή λειτουργία

Δικέλυφες διαφανείς όψεις διασύνδεση με σύστημα κλιματισμού

Δικέλυφες διαφανείς όψεις Παράδειγμα θέρμανσης αέρα σε πολυώροφη διαφ.όψη

Δικέλυφες διαφανείς όψεις με ημιδιαπερατά Φ/Β

Φυτεμένα δώματα & ενεργειακή συμπεριφορά κτιρίων ΕΝΟΤΗΤΑ 2

Πολύ παλιά τεχνική με στόχο: Τη θερμομόνωση του κελύφους Τη μείωση των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων στην οροφή του κτιρίου Κατηγορίες φυτεμένου δώματος Ανάλογα με τις επιθυμητές ιδιότητες & το είδος της βλάστησης εκτατικού / εντατικού τύπου αρδευόμενο / μη αρδευόμενο

Πολύ παλιά τεχνική με στόχο: Τη θερμομόνωση του κελύφους Τη μείωση των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων στην οροφή του κτιρίου Κατηγορίες φυτεμένου δώματος εκτατικού εντατικού Ανάλογα με τις επιθυμητές ιδιότητες & το είδος της βλάστησης εκτατικού / εντατικού τύπου αρδευόμενο / μη αρδευόμενο

Πολύ παλιά τεχνική με στόχο: Τη θερμομόνωση του κελύφους Τη μείωση των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων στην οροφή του κτιρίου Κατηγορίες φυτεμένου δώματος αρδευόμενο εκτατικού μη εντατικού αρδευόμενο Ανάλογα με τις επιθυμητές ιδιότητες & το είδος της βλάστησης εκτατικού / εντατικού τύπου αρδευόμενο / μη αρδευόμενο

Τυπική διατομή φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Συμβατικές στρώσεις Τυπική Κηπευτικές διατομή στρώσεις

Τυπική διατομή φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Συμβατικές στρώσεις Τυπική Κηπευτικές διατομή στρώσεις στεγανοποιητική στρώση με αντιριζική προστασία στρώση κλίσεων θερμομόνωση γεωύφασμα πλάκα οπλ.σκυροδέματος

Τυπική διατομή φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Συμβατικές στρώσεις Τυπική Κηπευτικές διατομήστρώσεις Συλλογή, αποθήκευση και απορροή πλεονάζοντος νερού Σύγχρονα υλικά με συγκεκριμένες ιδιότητες (απλή & ταχεία τοποθέτηση επι του φορέα) Θερμικός διαχωρισμός κήπου από συμβατική διατομή αποστραγγιστική στρώση γεωύφασμα στεγανοποιητική στρώση με αντιριζική προστασία στρώση κλίσεων θερμομόνωση γεωύφασμα πλάκα οπλ.σκυροδέματος

Τυπική διατομή φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Συμβατικές στρώσεις Τυπική Κηπευτικές διατομήστρώσεις Συλλογή, αποθήκευση και απορροή πλεονάζοντος νερού Παραδοσιακά υλικά κοκκώδους μορφής (κατασκευή στρώσης στο εργοτάξιο) Θερμική σύζευξη κήπου και συμβατικής διατομής αποστραγγιστική στρώση γεωύφασμα στεγανοποιητική στρώση με αντιριζική προστασία στρώση κλίσεων θερμομόνωση γεωύφασμα πλάκα οπλ.σκυροδέματος

Τυπική διατομή φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 Συμβατικές στρώσεις Τυπική Κηπευτικές διατομήστρώσεις «χώμα» φύτευσης φίλτρο αποστραγγιστική στρώση γεωύφασμα στεγανοποιητική στρώση με αντιριζική προστασία στρώση κλίσεων θερμομόνωση γεωύφασμα πλάκα οπλ.σκυροδέματος

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!)

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας αναπλήρωση της έκτασης πρασίνου που απομακρύνει η δόμηση του κτιρίου.

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας αναπλήρωση της έκτασης πρασίνου που απομακρύνει η δόμηση του κτιρίου μείωση της έντασης απορροής όμβριων υδάτων

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας αναπλήρωση της έκτασης πρασίνου που απομακρύνει η δόμηση του κτιρίου μείωση της έντασης απορροής όμβριων υδάτων απορρόφηση αέριων ρύπων & σκόνης

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας αναπλήρωση της έκτασης πρασίνου που απομακρύνει η δόμηση του κτιρίου μείωση της έντασης απορροής όμβριων υδάτων απορρόφηση αέριων ρύπων & σκόνης αξιοποίηση & αισθητική αναβάθμιση, κοινωνικά και ψυχολογικά πλεονεκτήματα (ποιότητα ζωής)

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας αναπλήρωση της έκτασης πρασίνου που απομακρύνει η δόμηση του κτιρίου μείωση της έντασης απορροής όμβριων υδάτων απορρόφηση αέριων ρύπων & σκόνης αξιοποίηση & αισθητική αναβάθμιση, κοινωνικά και ψυχολογικά πλεονεκτήματα (ποιότητα ζωής) μείωση ηχορύπανσης στο αστικό περιβάλλον (κτίριο / εξωτερικό περιβάλλον)

Ιδιότητες φυτεμένου δώματος ΕΝΟΤΗΤΑ 2 πλεονεκτήματα εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη αύξηση απόδοσης φωτοβολταϊκών ως και 16% κατά τους θερμούς μήνες αύξηση του χρόνου ζωής των στεγανωτικών στρώσεων (>90 έτη!) καταπολέμηση του φαινομένου της αστικής νησίδας αναπλήρωση της έκτασης πρασίνου που απομακρύνει η δόμηση του κτιρίου μείωση της έντασης απορροής όμβριων υδάτων απορρόφηση αέριων ρύπων & σκόνης αξιοποίηση & αισθητική αναβάθμιση, κοινωνικά και ψυχολογικά πλεονεκτήματα (ποιότητα ζωής) μείωση ηχορύπανσης στο αστικό περιβάλλον (κτίριο / εξωτερικό περιβάλλον) φιλοξενία τοπικής χλωρίδας & πανίδας

Στόχοι επιδότησης / επιβολής κατασκευής: Κατακράτηση στερεών σωματιδίων / εμπλουτισμός του αέρα Μείωση κινδύνου από αστικές πλημμύρες / βελτίωση επάρκειας υφιστάμενου δικτύου απορροή όμβριων Επαναφορά βλάστησης στον αστικό χώρο Εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση / ψύξη Μείωση φαινομένου αστικής νησίδας Μείωση επιπτώσεων κλιματικής αλλαγής στις πόλεις όφελος Κοινωνικό / Οικονομικό / προστασία υγείας Κοινωνικό / Οικονομικό / προστασία ζωής και ατυχημάτων Κοινωνικό / προστασία υγείας Οικολογικό Ενεργειακό / Περιβαλλοντικό Ενεργειακό / Περιβαλλοντικό / Προστασία υγείας Κοινωνικό / Οικονομικό / Ενεργειακό / Περιβαλλοντικό