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 ΕΠΑΛ Αμυνταίου Ομάδα διεξαγωγής και σύνταξης: Κορακίδης Ιωάννης Διπλωματούχος Μηχανολόγος Μηχανικός Α.Π.Θ., 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 Ντώνας Ιωάννης Διπλωματούχος Πολιτικός Μηχανικός ΔΠΘ 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 Γενικού Ενιαίου Λυκείου Αμυνταίου 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... 3 1.2 Ιστορικό και χρήση κτιρίου.... 9 1.3 Θερμογραφία... 10 1.4 Μετρήσεις συντελεστή θερμοπερατότητας υλικών... 14 1.5 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Α... 15 1.6 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β... 16 Κεφάλαιο 2: Επεξεργασια και Συνοψη Αποτελεσματων... 17 2.1 Συνοπτικά στοιχεία Λυκείου Αμυνταίου... 17 2.2 Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου... 19 Κεφάλαιο 3: Σενάρια εξοικονόμησης ενέργειας... 20 3.1 Σενάριο 1 ο : Τοποθέτηση εξωτερικής θερμομόνωσης και μόνωση οροφής... 20 Κεφάλαιο 4: Συμπεράσματα και Προτάσεις προς υλοποίηση... 22 Βιβλιογραφία... 23 Παράρτημα Α: Συσκευή Αυτονόμησης Χωρών του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Τεχνική Περιγραφή... 24 iv
ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Google Earth... 3 Εικόνα 2: Η νοτιανατολική πλευρά του κτιρίου 1.... 5 Εικόνα 3: Η νοτιανατολική πλευρά του κτιρίου 5.... 5 Εικόνα 4: Η Νοτιοδυτική πλευρά του κτιρίου 2.... 6 Εικόνα 5: Νοτιοδυτική πλευρά του κτιρίου 5.... 6 Εικόνα 6: Η βορειοδυτική πλευρά του κτιρίου 5.... 7 Εικόνα 7: Η βορειοδυτική πλευρά του κτιρίου 1.... 7 Εικόνα 8: Η βορειοανατολική πλευρά του κτιρίου 2.... 8 Εικόνα 9: Φωτογραφία IR νοτιοανατολικής όψης κτιρίου 5.... 10 Εικόνα 10: Φωτογραφία IR βορειοδυτικής όψης κτιρίου 5.... 10 Εικόνα 11: Φωτογραφία IR βορειοδυτικής όψης κτιρίου 3.... 11 Εικόνα 12: Φωτογραφία IR βορειοανατολικής όψης κτιρίου 2.... 11 Εικόνα 13: Δεύτερη φωτογραφία IR βορειοανατολικής όψης κτιρίου 2.... 12 Εικόνα 14: Φωτογραφία IR νοτιοανατολικής όψης κτιρίου 2.... 12 Εικόνα 15: Θερμογέφυρα ανάμεσα στο σκυρόδεμα και την τοιχοποιία.... 13 Εικόνα 16: Η σύνδεση που πραγματοποιήθηκε για την μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας.... 14 Εικόνα 17: Φωτογραφία IR του εναλλάκτη.... 15 Εικόνα 18: Φωτογραφία IR των σωληνώσεων προσαγωγής θερμού νερού.... 15 Εικόνα 19: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ (βλέπε στήλη Υπάρχον κτίριο).... 19 Εικόνα 20: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1)... 20 Εικόνα 21: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1).... 21 v
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από συσκευές.... 16 vi
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πλαίσιο της διεξαγωγής της ενεργειακής επιθεώρησης του κτιρίου του ΕΠΑΛ Αμυνταίου, πραγματοποιήθηκε η επίσκεψη στις 16 και 18 Νοεμβρίου του 2015 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 από τους αρμόδιους φορείς η αρχιτεκτονική μελέτη του κτιρίου του ΕΠΑΛ Αμυνταίου, που χτίστηκε το 1995, η οποία βρέθηκε με όλες τις όψεις, τις κατόψεις και τις τομές που ήταν απαραίτητες για την διενέργεια της παρούσας μελέτης. Τα σχέδια που υπήρχαν ήταν σε κλίμακα 1/100 και ήταν ακριβή. Ακόμη πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με το μηχάνημα Hukseflux για την εξακρίβωση της θερμοπερατότητας του οπλισμένου σκυροδέματος και της τοιχοποιίας. Για τις μηχανολογικές εγκαταστάσεις του κτιρίου και τις καταναλώσεις για τηλεθέρμανση και ηλεκτρικό ρεύμα έγινε καταγραφή των εγκαταστάσεων και των στοιχείων τους και παραχωρήθηκαν τα στοιχεία (από τον δήμο Αμυνταίου) που αποδεικνύουν την κατανάλωση αντίστοιχα. Το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Δ (ενεργειακά μη αποδοτικό) με συνολική κατανάλωση 83,2 kwh/m2, από την οποία οι 23,3 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 60 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 58 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 11,7 kwh/m 2 σε θέρμανση. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας διατίθεται στην κάλυψη των θερμικών φορτίων. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 31.731,3 ετησίως. Συνεπώς υπάρχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης, κυρίως στην κάλυψη των θερμικών αναγκών. 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 1
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 Α1) Γειτονικά κτίρια Δεν υπάρχουν γειτονικά κτίρια που να σκιάζουν το κτίριο Α2) Φυσικά εμπόδια (Ύψη, Απόσταση, Θέση ως προς το κτιριο-πχ Βόρεια κτλ). Δεν υπάρχει κάτι που να σκιάζει το κτίριο. Α3) Περιβάλλων χώρος. Υπάρχει ένας μεγάλος προαύλιος χώρος διαστρωμένος με ασφαλτικό υλικό στην νοτιοανατολική και νοτιοδυτική πλευρά του οικοπέδου. Εικόνα 1: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Google Earth 3
Α4) ΣΧΕΔΙΑ ΠΡΟΣΟΨΕΙΣ. Όπως αναφέρθηκε και στην εισαγωγή τα σχέδια υπήρχαν και ήταν σημαντικά για την παρούσα μελέτη. Β1) Συνολική επιφάνεια κτιρίου 7353,54 τ.μ.(m2) Β2) Θερμαινόμενη επιφάνεια κτιρίου 6357,6 τ.μ.(m2) Β3) Συνολικός όγκος του κτιρίου 27154,3 κ.μ.(m3) Β4) Θερμαινόμενος όγκος του κτιρίου 23712 κ.μ.(m3) Β5) Ύψος κάθε ορόφου 3,65 μ για τα κτίρια 1,2,3,4 και 4 μ για το κτίριο 5 Β6) Διαστάσεις και είδος κουφωμάτων Όλα τα εξωτερικά κουφώματα του κτιρίου είναι από συνθετικό υλικό με διπλό υαλοπίνακα με διάκενο περίπου 1 εκ, εκτός από 2 πόρτες που είναι από μεταλλικό υλικό. Κτίρια 1,3,4: Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 1,85μ Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 7,00μ Χ 0,90μ Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 0,95μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 1,40μ Παράθυρα διαστάσεων 4,00μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 0,60μ Παράθυρα διαστάσεων 2,10μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 2,00μ Χ 0,90μ Παράθυρα διαστάσεων 2,70μ Χ 1,92μ Πόρτα διαστάσεων 4,00μ Χ 2,50μ Πόρτα διαστάσεων 2,40μ Χ 2,10μ Κτίριο 2: Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 1,70μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 3,00μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 0,70μ Πόρτα διαστάσεων 3,30μ Χ 2,60μ Κτίριο 5: Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 0,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,70μ Χ 2,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 1,85μ Παράθυρα διαστάσεων 3,70μ Χ 1,85μ 4
Πόρτα διαστάσεων 3,20μ Χ 2,90μ Μεταλλικές πόρτες διαστάσεων 3,30μ Χ 3,10μ Εικόνα 2: Η νοτιανατολική πλευρά του κτιρίου 1. Εικόνα 3: Η νοτιανατολική πλευρά του κτιρίου 5. 5
Εικόνα 4: Η Νοτιοδυτική πλευρά του κτιρίου 2. Εικόνα 5: Νοτιοδυτική πλευρά του κτιρίου 5. 6
Εικόνα 6: Η βορειοδυτική πλευρά του κτιρίου 5. Εικόνα 7: Η βορειοδυτική πλευρά του κτιρίου 1. 7
Εικόνα 8: Η βορειοανατολική πλευρά του κτιρίου 2. Β7) Καμινάδες Από την επιθεώρηση διαπιστώθηκε ότι το κτίριο διαθέτει 2 καμινάδες. Β8) 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. 8
1.2 Ιστορικό και χρήση κτιρίου. 1) Ιστορικό κτιρίου: Το κτίριο κατασκευάστηκε το έτος 1995. Στο συγκεκριμένο κτίριο συστεγάζονται 4 σχολεία: Στα κτίρια 1,2,3 το ΕΠΑΛ Αμυνταίου, το ΙΕΚ Αμυνταίου και το σχολείο Δεύτερης Ευκαιρίας ενώ στο κτίριο 4 το Μουσικό Σχολείο Αμυνταίου. 2) Προσδιορισμός θερμαινόμενων και μη χώρων: Όλοι οι χώροι, εκτός από τα υπόγεια, είναι θερμαινόμενοι. 3) Προσδιορισμός χρήσης και ωραρίου χρήσης των χώρων. Πλήθος ατόμων που τους χρησιμοποιούν. Το προσωπικό αποτελείται από 30 καθηγητές για το ΕΠΑΛ και 29 για το Μουσικό Σχολείο σε κυλιόμενο ωράριο μεταξύ 8:00 και 14:00.Οι μαθητές είναι 196 για το ΕΠΑΛ και 83 για το Μουσικό Σχολείο και το ωράριο λειτουργίας είναι 8:00 με 14:00. Για το ΙΕΚ και το Σχολείο Δεύτερης Ευκαιρίας δεν μπορούμε να εκφράσουμε άποψη για το πλήθος των μαθητών καθώς αυτά λειτουργούν τις απογευματινές ώρες και δεν βρήκαμε κάποιον υπεύθυνο να μας δώσει αυτές τις πληροφορίες. 4) Προβλήματα που αναφέρονται από τους υπεύθυνους και επιθυμίες αλλαγής τρόπων χρήσης ή αλλαγής συσκευών. Το κυριότερο πρόβλημα που αναφέρθηκε κατά την επιθεώρηση είναι η απουσία θερμικής άνεσης σε κάποιες αίθουσες, κυρίως στη βορειοδυτική πλευρά των κτιρίων. 9
1.3 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 9: Φωτογραφία IR νοτιοανατολικής όψης κτιρίου 5. Εικόνα 10: Φωτογραφία IR βορειοδυτικής όψης κτιρίου 5. 10
Εικόνα 11: Φωτογραφία IR βορειοδυτικής όψης κτιρίου 3. Εικόνα 12: Φωτογραφία IR βορειοανατολικής όψης κτιρίου 2. 11
Εικόνα 13: Δεύτερη φωτογραφία IR βορειοανατολικής όψης κτιρίου 2. Εικόνα 14: Φωτογραφία IR νοτιοανατολικής όψης κτιρίου 2. 12
Εικόνα 15: Θερμογέφυρα ανάμεσα στο σκυρόδεμα και την τοιχοποιία. 13
1.4 Μετρήσεις συντελεστή θερμοπερατότητας υλικών Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε με την συσκευή Hukseflux και ξεκίνησε την Πέμπτη 16 Οκτωβρίου 2015 και ώρα 13.30. Ο αισθητήρας τοποθετήθηκε εσωτερικά στην βορειοανατολική πλευρά του κτιρίου 2, σε αίθουσα διδασκαλίας που μπορούσε να κλειδωθεί κατά την διάρκεια της μέτρησης. Μετρήθηκαν 2 στοιχεία. Το πάχος του πρώτου στοιχείου που μετρήθηκε είναι 32 cm και αποτελείται από 3,5 εκ. επίχρισμα εσωτερικά 10 εκ. δρομικής πλινθοδομής, 5 εκ. μόνωσης, 10 εκ. δρομικής πλινθοδομής και 3,5 εκ. επιχρίσματος εξωτερικά. Ο συντελεστής λ θερμικής αγωγιμότητας προέκυψε 0,5646 W/(m K). Ο συντελεστής θερμοπερατότητας για τον τοίχο προέκυψε τελικά 1,764 W/(m 2 K) Το πάχος του δεύτερου στοιχείου που μετρήθηκε είναι 45 εκ. που αποτελείται από 43 εκ. οπλισμένου σκυροδέματος και 2 εκ. επιχρίσματος εσωτερικά. Ο συντελεστής λ θερμικής αγωγιμότητας προέκυψε 2,346 W/(m K). Ο συντελεστής θερμοπερατότητας για σκυρόδεμα προέκυψε τελικά 5,21 W/(m 2 K) Εικόνα 16: Η σύνδεση που πραγματοποιήθηκε για την μέτρηση της θερμικής αγωγιμότητας. 14
1.5 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Α ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΣ: Δύο ίδιοι εναλλάκτες με ονομαστικά στοιχεία : Κατασκευαστής: ΕΞΑΚΜ Ονομαστική Θερμική Ισχύς: 300000 Kcal / h. Η θέση τους είναι στο υπόγειο του κτιρίου, το οποίο δεν είναι μονωμένο σε σχέση με το υπόλοιπο κτίριο. Οι σωληνώσεις προσαγωγής θερμού νερού στα θερμαντικά σώματα φέρουν κάποια μόνωση αλλά αυτή κρίνεται ανεπαρκής. Δεν υπάρχει δίκτυο για Ζ.Ν.Χ. ούτε BOILER ούτε επίσης και θερμοσίφωνας. Εικόνα 17: Φωτογραφία IR του εναλλάκτη. Εικόνα 18: Φωτογραφία IR των σωληνώσεων προσαγωγής θερμού νερού. 15
1.6 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 1: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από συσκευές. Τοποθεσία είδος κατανάλωση Γραφείο καθηγητών PC x 2 2 x 300 W Εκτυπωτής 600 W Φωτοαντιγραφικό 1200 W Γραφείο Διευθυντή PC x 2 2 x 300 W Εκτυπωτής 600 W fax 60 W Αίθουσα υπολογιστών PC x 20 20 x 400 W Ο φωτισμός του κτιρίου σε όλη την επιφάνεια του κτιρίου τόσο στον πρώτο όσο και στον δεύτερο όροφο γίνεται με λαμπτήρες φθορισμού 1,2 m και 0,5 m. Η συνολική κατανάλωση του κτιρίου για φωτισμό ανέρχεται στα 32,672 kw. 16
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΣΥΝΟΨΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 2.1 Συνοπτικά στοιχεία Λυκείου Αμυνταίου Συνολική Επιφάνεια : 7353,54 m 2 Συνολικός Όγκος : 27154,3 m 3 Θερμαινόμενη Επιφάνεια : 6357,6 m 2 Θερμαινόμενος Όγκος : 23712 m 3 Ψυχόμενη Επιφάνεια : 0 m 2 Ψυχόμενος Όγκος : 0 m 3 Ύψος τυπικού ορόφου : 3,65 m για κτίρια 1,2,3,4 και 4 m για κτίριο 5 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, του οποίου ο συντελεστής θερμοπερατότητας προέκυψε U=1,764 W/(m 2 K) 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 ο συντελεστής θερμοπερατότητας προέκυψε U=5,21 W/(m 2 K) Διαφανή δομικά υλικά : Όλα τα εξωτερικά κουφώματα του κτιρίου είναι από συνθετικό υλικό με διπλό υαλοπίνακα με διάκενο περίπου 1 εκ, εκτός από 2 πόρτες που είναι από μεταλλικό υλικό. 17
Κτίρια 1,3,4: Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 1,85μ Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 7,00μ Χ 0,90μ Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 0,95μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 1,40μ Παράθυρα διαστάσεων 4,00μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 0,60μ Παράθυρα διαστάσεων 2,10μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 2,00μ Χ 0,90μ Παράθυρα διαστάσεων 2,70μ Χ 1,92μ Πόρτα διαστάσεων 4,00μ Χ 2,50μ Πόρτα διαστάσεων 2,40μ Χ 2,10μ Κτίριο 2: Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 1,70μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 3,00μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 0,70μ Πόρτα διαστάσεων 3,30μ Χ 2,60μ Κτίριο 5: Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,30μ Χ 0,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,70μ Χ 2,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,20μ Χ 1,85μ Παράθυρα διαστάσεων 3,70μ Χ 1,85μ Πόρτα διαστάσεων 3,20μ Χ 2,90μ Μεταλλικές πόρτες διαστάσεων 3,30μ Χ 3,10μ Επίσης διαπιστώθηκε καλή λειτουργία του δικτύου θερμού μέσου για την θέρμανση του κτιρίου και καλή λειτουργία όλων των θερμαντικών σωμάτων (καλοριφέρ και fan coils). Το δίκτυο των σωληνώσεων όμως δεν είναι μονωμένο και διέρχεται εξωτερικά (στο εσωτερικό του κτιρίου πακτωμένο στα δομικά στοιχεία) 18
2.2 Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου Το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Δ (ενεργειακά μη αποδοτικό) με συνολική κατανάλωση 83,2 kwh/m 2, από την οποία οι 23,3 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 60 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 58 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 11,7 kwh/m 2 σε θέρμανση. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας διατίθεται στην κάλυψη των θερμικών φορτίων. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 31.731,30 ετησίως Εικόνα 19: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ (βλέπε στήλη Υπάρχον κτίριο). 19
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 20: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1). 20
Εικόνα 21: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1). Πλέον το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Γ με συνολική κατανάλωση 58,8 kwh/m 2, από την οποία οι 23,3 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 35,5 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 58 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 11,7 kwh/m 2 σε θέρμανση. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 22.073,10 ετησίως και η επένδυση κοστολογείται στις 216.659,20 (με ΦΠΑ). Επίσης η περίοδος αποπληρωμής είναι 22,4 έτη. 21
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 9.658,20 και το ύψος της επένδυσης είναι 216.659,20. Δηλαδή θα πραγματοποιηθεί απόσβεση της επένδυσης σε 22,4 χρόνια με αποτέλεσμα να μην είναι τόσο αποδοτική. 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. 22
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αναφορά σε ιστοσελίδα: [1] Λογισμικό ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ, διαθέσιμο από: http://portal.tee.gr/portal/page/portal/scientific_work/gr_energeias/kenak. 23
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. 24
3.One thermostat. 4. Programmable clock 5. DC - 12V power supply. 25
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. 26