% 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 Γενικού Ενιαίου Λυκείου 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... 12 1.5 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Α... 13 1.6 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β... 14 Κεφάλαιο 2: Επεξεργασια και Συνοψη Αποτελεσματων... 15 2.1 Συνοπτικά στοιχεία Λυκείου Αμυνταίου... 15 2.2 Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου... 17 Κεφάλαιο 3: Σενάρια εξοικονόμησης ενέργειας... 18 3.1 Σενάριο 1 ο : Τοποθέτηση εξωτερικής θερμομόνωσης και μόνωση οροφής... 18 3.2 Σενάριο 2 ο : Τοποθέτηση θερμομόνωσης και αλλαγή κουφωμάτων.... 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: Ανατολική όψη της προσθήκης.... 5 Εικόνα 3: Δυτική όψη προσθήκης (δεξιά) και νότια του παλαιού κτιρίου (αριστερά).... 5 Εικόνα 4: Βόρεια όψη παλαιού κτιρίου.... 6 Εικόνα 5: Βόρεια όψη παλαιού κτιρίου 2.... 6 Εικόνα 6: Δυτική όψη παλαιού κτιρίου.... 7 Εικόνα 7: Δυτική όψη παλαιού κτιρίου 2.... 7 Εικόνα 8: Νότια όψη παλαιού κτιρίου... 8 Εικόνα 9: Φωτογραφία IR ανατολικής όψης... 10 Εικόνα 10: Φωτογραφία IR βόρειας όψης.... 10 Εικόνα 11: Φωτογραφία IR δυτικής όψης.... 11 Εικόνα 12: Φωτογραφία IR νότιας όψη.... 11 Εικόνα 13: Φωτογραφία IR του εναλλάκτη.... 13 Εικόνα 14: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ (βλέπε στήλη Υπάρχον κτίριο). Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 15: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1)... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 16: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1).... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 17: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2 (βλέπε στήλη Σενάριο 2)... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 18: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2 (βλέπε στήλη Σενάριο 2).... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. v
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1: Ηλεκτρικές καταναλώσεις από συσκευές.... 14 vi
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πλαίσιο της διεξαγωγής της ενεργειακής επιθεώρησης του κτιρίου του Γενικού Ενιαίου Λυκείου Αμυνταίου, πραγματοποιήθηκε η επίσκεψη στη 10 Νοεμβρίου 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 η αρχιτεκτονική μελέτη του κτιρίου από τους αρμόδιους φορείς, η οποία βρέθηκε, αλλά μόνο για το κομμάτι του Λυκείου που αποτελεί προσθήκη, χτισμένη το 1989, του κτιρίου που προϋπήρχε και το οποίο χτίστηκε το 1983. Η μελέτη του τμήματος του κτιρίου για το οποίο δεν βρέθηκαν αρχιτεκτονικά σχέδια έγινε σύμφωνα με στοιχεία και με διαστάσεις που συλλέχτηκαν κατά την επίσκεψη στο κτίριο. 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 Ε (ενεργειακά μη αποδοτικό) με συνολική κατανάλωση 139,2 kwh/m2, από την οποία οι 37,8 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 101,4 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 69,1 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 22,8 kwh/m 2 σε θέρμανση. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας διατίθεται στην κάλυψη των θερμικών φορτίων. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 16.771,70 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 1
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 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 νότια και στην ανατολική πλευρά του οικοπέδου. Εικόνα 1: Απόσπασμα από αεροφωτογραφία Google Earth 3
Α4) ΣΧΕΔΙΑ ΠΡΟΣΟΨΕΙΣ. Όπως αναφέρθηκε και στην εισαγωγή τα μόνα σχέδια που υπήρχαν και δόθηκαν ήταν από την προσθήκη του κτιρίου που κτίστηκε το 1989. Η μελέτη για το υπάρχον κτίριο έγινε σύμφωνα με μετρήσεις που ελήφθησαν κατά την επίσκεψη στο κτίριο. Β1) Συνολική επιφάνεια κτιρίου 2066,3 τ.μ.(m2) Β2) Συνολικός όγκος του κτιρίου 7542 κ.μ.(m3) Β3) Ύψος κάθε ορόφου 3,65 μ. Β4) Διαστάσεις και είδος κουφωμάτων Όλα τα εξωτερικά κουφώματα της προσθήκης του κτιρίου είναι από συνθετικό υλικό με διπλό υαλοπίνακα με διάκενο περίπου 1 εκ. Τα εξωτερικά κουφώματα του υπάρχοντος κτιρίου είναι από μεταλλικό υλικό με μονό υαλοπίνακα. Οι διαστάσεις των κουφωμάτων φαίνονται συνοπτικά παρακάτω: Υπάρχων κτίριο: Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 4,80μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 0,40μ Παράθυρα διαστάσεων 6,00μ Χ 1,40μ Παράθυρα διαστάσεων 2,40μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 5,00μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 0,40μ Χ 1,20μ Πόρτα διαστάσεων 2,50μ Χ 2,00μ Πόρτα διαστάσεων 2,50μ Χ 1,10μ Προσθήκη κτιρίου: Παράθυρα διαστάσεων 3,50μ Χ 1,25μ Παράθυρα διαστάσεων 3,50μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 2,00μ Χ 0,90μ Παράθυρα διαστάσεων 4,80μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,70μ Χ 1,50μ Παράθυρα διαστάσεων 1,60μ Χ 1,30μ Παράθυρα διαστάσεων 1,75μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 0,875μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 3,80μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 2,35μ Χ 2,35μ Παράθυρα διαστάσεων 7,3μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 2,35μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 1,60μ Χ 1,50μ Παράθυρα διαστάσεων 1,40μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 4,00μ Χ 0,50μ 4
Πόρτα διαστάσεων 2,35μ Χ 1,80μ Πόρτα διαστάσεων 2,50μ Χ 1,10μ Πόρτα διαστάσεων 2,80μ Χ 2,00μ Εικόνα 2: Ανατολική όψη της προσθήκης. Εικόνα 3: Δυτική όψη προσθήκης (δεξιά) και νότια του παλαιού κτιρίου (αριστερά). 5
Εικόνα 4: Βόρεια όψη παλαιού κτιρίου. Εικόνα 5: Βόρεια όψη παλαιού κτιρίου 2. 6
Εικόνα 6: Δυτική όψη παλαιού κτιρίου. Εικόνα 7: Δυτική όψη παλαιού κτιρίου 2. 7
Εικόνα 8: Νότια όψη παλαιού κτιρίου Β5) Καμινάδες Από την επιθεώρηση διαπιστώθηκε ότι το κτίριο διαθέτει 1 καμινάδα. Β6) 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 πρώτο κτίριο (παλαιό) κατασκευάστηκε το έτος 1983, ενώ κτίστηκε και προσθήκη το έτος 1989. Η κυριότερη διαφορά της προσθήκης από το παλαιό κτίριο είναι τα διαφορετικά κουφώματα, τα οποία στην προσθήκη είναι συνθετικά με διπλό υαλοπίνακα, ενώ στο αρχικό κτίριο είναι μεταλλικά με μονό υαλοπίνακα. 2) Προσδιορισμός θερμαινόμενων και μη χώρων: Όλοι οι χώροι είναι θερμαινόμενοι. 3) Προσδιορισμός χρήσης και ωραρίου χρήσης των χώρων. Πλήθος ατόμων που τους χρησιμοποιούν. Το προσωπικό αποτελείται από 19 καθηγητές σε κυλιόμενο ωράριο μεταξύ 8:00 και 14:00.Οι μαθητές είναι περίπου 175 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 είναι η απουσία θερμικής άνεσης σε κάποιες αίθουσες του παλαιού κτιρίου, κυρίως στη βορεινή πλευρά, λόγω της ύπαρξης κουφωμάτων με μονό υαλοπίνακα και της μη επαρκούς θέρμανσης. Αυτό το πρόβλημα αντιμετωπίστηκε εν μέρει με την προσθήκη θερμαντικών σωμάτων στις κρύες αίθουσες. 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 ανατολικής όψης. Εικόνα 10: Φωτογραφία IR βόρειας όψης. 10
Εικόνα 11: Φωτογραφία IR δυτικής όψης. Εικόνα 12: Φωτογραφία IR νότιας όψη. 11
1.4 Μετρήσεις συντελεστή θερμοπερατότητας υλικών Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε με την συσκευή Hukseflux και ξεκίνησε την Πέμπτη 10 Οκτωβρίου 2015 και ώρα 13.35. Ο αισθητήρας τοποθετήθηκε εσωτερικά στο γραφείο του διευθυντή, καθώς αυτός ήταν ένας χώρος που θα μπορούσε να μείνει κλειδωμένος σε όλη 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 0,73 W/(m K). Ο συντελεστής θερμοπερατότητας για τον τοίχο προέκυψε τελικά 2,28 W/(m 2 K) Το πάχος του δεύτερου στοιχείου που μετρήθηκε είναι 63,5 εκ. που αποτελείται από 60 εκ. οπλισμένου σκυροδέματος και 3,5 εκ. επιχρίσματος εσωτερικά. Ο συντελεστής λ θερμικής αγωγιμότητας προέκυψε 1,5485 W/(m K). Ο συντελεστής θερμοπερατότητας για σκυρόδεμα προέκυψε τελικά 2,44 W/(m 2 K) 12
1.5 ΗΛΕΚΤΡΟΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Α ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΣ: Ένας εναλλάκτης με ονομαστικά στοιχεία : Κατασκευαστής: ΕΞΑΚΜ Ονομαστική Θερμική Ισχύς: 200000 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. 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 13: Φωτογραφία IR του εναλλάκτη. 13
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 Διάδρομος γραφείου Φωτοαντιγραφικό 1200 W καθηγητών Γραφείο Διευθυντή PC 300 W Εκτυπωτής 600 W scanner 400 W fax 60 W Αίθουσα υπολογιστών PC x 20 20x400 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 17,252 kw. 14
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΣΥΝΟΨΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 2.1 Συνοπτικά στοιχεία Λυκείου Αμυνταίου Συνολική Επιφάνεια : 2066,3 m 2 Συνολικός Όγκος : 7542 m 3 Θερμαινόμενη Επιφάνεια : 2066,3 m 2 Θερμαινόμενος Όγκος : 7542 m 3 Ψυχόμενη Επιφάνεια : 0 m 2 Ψυχόμενος Όγκος : 0 m 3 Ύψος τυπικού ορόφου : 3,65 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, του οποίου ο συντελεστής θερμοπερατότητας προέκυψε U=2,28 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=2,44 W/(m 2 K) Διαφανή δομικά υλικά : Όλα τα εξωτερικά κουφώματα της προσθήκης του κτιρίου είναι από συνθετικό υλικό με διπλό υαλοπίνακα με διάκενο περίπου 1 εκ. Τα εξωτερικά κουφώματα του υπάρχοντος 15
κτιρίου είναι από μεταλλικό υλικό με μονό υαλοπίνακα. Οι διαστάσεις των κουφωμάτων φαίνονται συνοπτικά παρακάτω: Υπάρχων κτίριο: Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 4,80μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 0,40μ Παράθυρα διαστάσεων 6,00μ Χ 1,40μ Παράθυρα διαστάσεων 2,40μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 5,00μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 0,40μ Χ 1,20μ Πόρτα διαστάσεων 2,50μ Χ 2,00μ Πόρτα διαστάσεων 2,50μ Χ 1,10μ Προσθήκη κτιρίου: Παράθυρα διαστάσεων 3,50μ Χ 1,25μ Παράθυρα διαστάσεων 3,50μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 2,00μ Χ 0,90μ Παράθυρα διαστάσεων 4,80μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 3,70μ Χ 1,50μ Παράθυρα διαστάσεων 1,60μ Χ 1,30μ Παράθυρα διαστάσεων 1,75μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 0,875μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 3,80μ Χ 2,00μ Παράθυρα διαστάσεων 3,00μ Χ 1,60μ Παράθυρα διαστάσεων 2,35μ Χ 2,35μ Παράθυρα διαστάσεων 7,3μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 2,35μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 1,60μ Χ 1,50μ Παράθυρα διαστάσεων 1,40μ Χ 0,50μ Παράθυρα διαστάσεων 4,00μ Χ 0,50μ Πόρτα διαστάσεων 2,35μ Χ 1,80μ Πόρτα διαστάσεων 2,50μ Χ 1,10μ Πόρτα διαστάσεων 2,80μ Χ 2,00μ Επίσης διαπιστώθηκε καλή λειτουργία του δικτύου θερμού μέσου για την θέρμανση του κτιρίου και καλή λειτουργία όλων των θερμαντικών σωμάτων (καλοριφέρ). Το δίκτυο των σωληνώσεων όμως δεν είναι μονωμένο και διέρχεται εξωτερικά (στο εσωτερικό του κτιρίου πακτωμένο στα δομικά στοιχεία) 16
2.2 Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου Το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Ε (ενεργειακά μη αποδοτικό) με συνολική κατανάλωση 139,2 kwh/m 2, από την οποία οι 37,8 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 101,4 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 69,1 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 22,8 kwh/m 2 σε θέρμανση. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας διατίθεται στην κάλυψη των θερμικών φορτίων. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 16.771,70 ετησίως Εικόνα 14: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ (βλέπε στήλη Υπάρχον κτίριο). 17
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 15: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1). 18
Εικόνα 16: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 1 (βλέπε στήλη Σενάριο 1). Πλέον το κτίριο κατατάσσεται στην κατηγορία Γ με συνολική κατανάλωση 81,6 kwh/m 2, από την οποία οι 37,8 kwh/m 2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 43,9 kwh/m 2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 69,1 kwh/m 2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m 2 σε φωτισμό και οι 22,7 kwh/m 2 σε θέρμανση. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 9.266,00 ετησίως και η επένδυση κοστολογείται στις 135.722,40 (με ΦΠΑ). Επίσης η περίοδος αποπληρωμής είναι 18,1 έτη. 19
3.2 Σενάριο 2 ο : Τοποθέτηση θερμομόνωσης και αλλαγή κουφωμάτων. Σαν 2 ο σενάριο θα έχουμε τα δεδομένα του 1 ου σεναρίου με την προσθήκη διπλών συνθετικών κουφωμάτων για την αντικατάσταση των μονών μεταλλικών κουφωμάτων του παλαιού σχολείου. Τα διπλά συνθετικά κουφώματα της προσθήκης δεν χρειάζεται να αλλαχθούν. Εικόνα 17: Ενεργειακή κατάταξη του κτιρίου κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2 (βλέπε στήλη Σενάριο 2). 20
Εικόνα 18: Οικονομικά στοιχεία κατά ΚΕΝΑΚ για το σενάριο 2 (βλέπε στήλη Σενάριο 2). Το κτίριο κατατάσσεται πάλι στην κατηγορία Γ με συνολική κατανάλωση 77,8 kwh/m2, από την οποία οι 37,8 kwh/m2 οφείλονται στο φωτισμό και οι 40,0 kwh/m2 για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτιρίου. Το αντίστοιχο κτίριο αναφοράς καταναλώνει 69,1 kwh/m2 συνολικά, από τις οποίες οι 46,3 kwh/m2 σε φωτισμό και οι 22,8 kwh/m2 σε θέρμανση. Το λειτουργικό κόστος ανέρχεται στις 8.760,90 ετησίως και η επένδυση (θερμομόνωση και κουφώματα) κοστολογείται στις 157.882 (με ΦΠΑ). Επίσης η περίοδος αποπληρωμής είναι 19,7 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 7505,70 και το ύψος της επένδυσης είναι 135.722,40. Δηλαδή θα πραγματοποιηθεί απόσβεση της επένδυσης σε 18,1 χρόνια κάνοντας την αποδοτική. Η προσθήκη του συνθετικών κουφωμάτων με διπλό υαλοπίνακα στο παλαιό κτίριο σε συνδυασμό με την εξωτερική θερμομόνωση του κτιρίου θα μειώσει το κόστος θέρμανσης κατά επιπλέον 505,10 και η επένδυση θα έχει απόσβεση σε 19,7 χρόνια. Το 2 ο σενάριο κρίνεται πιο αποδοτικό από το 1 ο. 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