Ημερίδα «Καινοτόμα Δομικά Υλικά Υψηλής Ενεργειακής Απόδοσης», Θεσσαλονίκη 21.01.2015 Πειραματικός έλεγχος ιδιοτήτων καινοτόμων θερμομονωτικών υλικών & πιλοτική εφαρμογή σε κτίριο κατοικίας Π.Αντωνιάδου 1, Θ.Καρλέση 2, Κ. Λεωνιδάκη, 1 Εργαστήριο Κατασκευής Συσκευών Διεργασιών, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Α.Π.Θ. 2 Ομάδα Ερευνών Κτιριακού Περιβάλλοντος, Τμήμα Φυσικής, Πανεπιστήμιο Αθηνών
Τύποι υλικών -Σύνθετο σύστημα εξωτερικής θερμομόνωσης με εξηλασμένη πολυστερίνη και τελική επικάλυψη φωτοκαταλυτικού επιχρίσματος -Θερμομόνωση αντεστραμμένου δώματος με λευκό κεραμικό πλακίδιο πλήρους υάλωσης επικολλημένο σε εξηλασμένη πολυστερίνη Αξιολόγηση προϊόντων που παρήχθησαν Οι κύριες κατευθύνσεις της παρουσίασης αυτής είναι: Εργαστηριακές δοκιμές Μετρήσεις πεδίου Υπολογιστική αποτίμηση
Νέα σύνθετα-ψυχρά υλικά Δομικά στοιχεία Κατακόρυφα δομικά στοιχεία Οριζόντια δομικά στοιχεία Σύνθετο σύστημα εξωτερικής θερμομόνωσης με εξηλασμένη πολυστερίνη και τελική επικάλυψη φωτοκαταλυτικού επιχρίσματος Θερμομόνωση αντεστραμμένου δώματος με κεραμικό πλακίδιο πλήρους επικολλημένο σε εξηλασμένη πολυστερίνη
Ψυχρά Υλικά Συνεργασία 2009 Ως ψυχρά υλικά ορίζονται τα υλικά εκείνα, τα οποία χαρακτηρίζονται από: υψηλή ανακλαστικότητα στην ηλιακή ακτινοβολία (Solar Reflectance), υψηλό συντελεστή εκπομπής στην υπέρυθρη ακτινοβολία (Emissivity), ώστε να επανεκπέμπουν μεγάλο ποσοστό από την ημερήσια προσληφθείσα θερμότητα, κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Φωτοκαταλυτικά Υλικά Συνεργασία 2009
Μετρήσεις αέριων εκπομπών εξηλασμένης πολυστερίνης Μελέτη των εκπομπών ΤVOCs (Total Volatile Organic Compounds) με τη χρήση φορητού αεριοχρωματογράφου. Συνολικά μετρήθηκαν 6 δείγματα διαστάσεων 1.2m x 0.6m. Για τις μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε ειδικός θάλαμος CLIMPAQ (Chamber for Laboratory Investigations of Materials, Pollution and Air Quality). Οι εκπομπές του μετρήθηκαν με τον φορητό χρωματογράφο Voyager Portable Digital Gas Chromatograph- PHOTOVAC.
Μετρήσεις οπτικών ιδιοτήτων υλικών πιλοτικής εφαρμογής
Μετρήσεις οπτικών ιδιοτήτων υλικών πιλοτικής εφαρμογής ανακλαστικότητα R% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 ασφαλτόπανο πλακίδιο θερμοσοβάς 0 300 800 1300 1800 2300 μήκος κύματος (nm)
Μετρήσεις οπτικών ιδιοτήτων υλικών πιλοτικής εφαρμογής Ανακλαστικότητα (SR%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 71% 58% 13% δείγμα ασφαλτόπανου δείγμα κεραμικού πλακιδίου δείγμα θερμοσοβά
Πιλοτική εφαρμογή σε κτίριο κατοικίας
Εξοπλισμός για καταγραφή περιβαλλοντικών συνθηκών Καταγραφικό HOBO U30 που χρησιμοποιήθηκε από τον μετεωρολογικό σταθμό (HOBO U30 USB Data Logger-U30-NRC). Καταγραφικό HOBO U14 που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό των συνθηκών στο εσωτερικό του κτιρίου (U14 LCD Temperature & Humidity Data Loggers). Καταγραφικό ΗΟΒΟ UX100-003 που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό των συνθηκών στο εσωτερικού του κτιρίου (HOBO UX100 Temp/RH 3.5% Data Logger-UX100-003). Μετεωρολογικός σταθμός στην οροφή του υφιστάμενου κτιρίου. Κάμερα υπερύθρων FLIX E40 και "IR FlexCam Pro" που χρησιμοποιήθηκαν (Infrared Solutions Thermal Imaging Cameras). Όργανο υπολογισμού συντελεστή θερμοπερατότητας ΚΙΜΟ ΤΜ200 που χρησιμοποιήθηκε (Thermometer). Εγκιβωτισμός αισθητήρων για την λήψη μετρήσεων. * Ο εξοπλισμός αγοράστηκε με πόρους του συγκεκριμένου έργου
0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 Με την τοποθέτηση αισθητήρων εγκιβωτισμού καταγράφεται η μεταβολή της θερμοκρασίας από το εξωτερικό περιβάλλον στο εσωτερικό του υπό μελέτη κτιρίου. Συνεργασία 2009 Καταγράφεται έντονη μείωση της θερμοκρασίας μεταξύ των επιφανειακών εξωτερικών θερμοκρασιών και των εσωτερικών. Στην περίπτωση των κατακόρυφων δομικών στοιχείων αγγίζει το 18% ενώ στην περίπτωση του δώματος το 32%. 37,00 Κατακόρυφα Δομικά Στοιχεία Αποτελέσματα Καλοκαιρινής Περιόδου 45,00 Δώμα 35,00 33,00 31,00 29,00 27,00 40,00 35,00 30,00 25,00 25,00 20,00 12/8/2014 Εσωτερικά Εγκιβωτισμένο Εξωτερικός 12/8/2014 Εσωτερικά Εγκιβωτισμένο Εξωτερικός
0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 Συνεργασία 2009 Αποτελέσματα Καλοκαιρινής Περιόδου 30,40 Κατακόρυφα Δομικά Στοιχεία 30,80 30,60 Δώμα 30,20 30,00 29,80 29,60 29,40 29,20 29,00 30,40 30,20 30,00 29,80 29,60 29,40 29,20 29,00 12/8/2014 12/8/2014 Εσωτερικά Εγκιβωτισμένο Εξωτερικός Εσωτερικά Εγκιβωτισμένο Εξωτερικός
Αποτελέσματα Καλοκαιρινής Περιόδου Διαβάθμιση θερμοκρασιών κατά μήκος της διατομής για τη μέγιστη παρατηρούμενη εξωτερική θερμοκρασία στη διάρκεια ενός 24ώρου. Στην περίπτωση των κατακόρυφων δομικών στοιχείων παρουσιάζεται μεταβολή θερμοκρασία της τάξεως των 7 C Στη περίπτωση του Δώματος παρουσιάζεται μεταβολή θερμοκρασία της τάξεως των 14 C Κατακόρυφα Δομικά Στοιχεία Δώμα
0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 Συνεργασία 2009 Αποτελέσματα Καλοκαιρινής Περιόδου Μεταβολή εσωτερικής θερμοκρασίας αέρα πριν και μετά την εφαρμογή των σύνθετων υλικών. Μετά την εφαρμογή των υλικών σημειώνεται μείωση της θερμοκρασίας κατά τη θερινή περίοδο στο σύνολο των υπό εξέταση χώρων της τάξης του 12% (καθιστικό & υπνοδωμάτιο 2,6Κ, γραφείο 2,3Κ). 34,00 32,00 30,00 28,00 26,00 24,00 22,00 BR-2013 LR-2013 OF-2013 BR-2014 LR-2014 OF-2014 Tair, ext
Αποτελέσματα Καλοκαιρινής Περιόδου Για την αξιολόγηση της επίδρασης του θερμομονωτικού υλικού στη διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται μεταξύ εξωτερικού και εσωτερικού περιβάλλοντος, εφαρμόστηκε επαγωγική στατιστική ανάλυση, t- test. Στην ανάλυση λήφθηκαν υπόψη οι θερμοκρασιακές διαφορές των διαφόρων χώρων της κατοικίας σε σχέση με την εξωτερική θερμοκρασία του αέρα, πριν και μετά την εφαρμογή των νέων υλικών. Από τον έλεγχο t-test, προκύπτει ότι τα νέα υλικά μεταβάλλουν τη θερμοκρασία στους χώρους της οικίας ως προς την εξωτερική θερμοκρασία με διάστημα εμπιστοσύνης 99% (p-value <0.001) Παρουσίαση αποτελεσμάτων ανάλυσης t-test. Διαφορά θερμοκρασίας t df Sig. (2-tailed) Μέση Διαφορά Υπνοδωματίου-Εξωτερικού αέρα 3,697 32 0,0008 1,92941 Καθιστικού-Εξωτερικού αέρα 3,68 32 0,0009 1,88235 Γραφείου-Εξωτερικού αέρα 2,926 32 0,006 1,61176
0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-0:00 Με την τοποθέτηση αισθητήρων εγκιβωτισμού καταγράφεται η μεταβολή της θερμοκρασίας από το εξωτερικό περιβάλλον στο εσωτερικό του υπό μελέτη κτιρίου. Παρά την έντονα χαμηλή εξωτερική επιφανειακή θερμοκρασία παρατηρούνται μικρές διακυμάνσεις στην εσωτερική θερμοκρασία. Συνεργασία 2009 Αποτελέσματα Χειμερινής Περιόδου Κατακόρυφα Δομικά Στοιχεία Δώμα 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00-5,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00-5,00-10,00-15,00 8/1/2015 Εσωτερικά Εγκιβωτισμένο Εξωτερικός 8/1/2015 Εσωτερικά Εγκιβωτισμένο Εξωτερικός
Αποτελέσματα Χειμερινής Περιόδου Διαβάθμιση θερμοκρασιών κατά μήκος της διατομής για την ελάχιστη και μέγιστη παρατηρούμενη εξωτερική θερμοκρασία στη διάρκεια ενός 24ώρου. Στην περίπτωση των κατακόρυφων δομικών στοιχείων καταγράφεται διαφορά 20 C μεταξύ εσωτερικού-εξωτερικού περιβάλλοντος Στη περίπτωση του Δώματος καταγράφεται διαφορά 32 C μεταξύ εσωτερικού-εξωτερικού περιβάλλοντος Κατακόρυφα Δομικά Στοιχεία Δώμα
Συνεργασία 2009 Αποτελέσματα Θερμογράφησης Δώματος Νέο προϊόν Συμβατικό υλικό Συμβατικό θερμομονωμένο δώμα (XPS με ψυχρό κεραμικό πλακίδιο). (XPS-τσιμεντόπλακα). με τελική επίστρωση ασφαλτικής μεμβράνης.
Κατανάλωση [kwh/m 2 ] Με τη χρήση των προγραμμάτων ENERGYNIOUS που αναπτύχθηκε από το ΕΚΣΔ. Προέκυψαν στοιχεία πρωτογενούς κατανάλωσης ενέργειας ανά χρήση Συνεργασία 2009 Υπολογιστική Αξιολόγηση της Εξοικονόμησης 250 200 150 100 50 0 Θέρμανση Ψύξη Κτίριο Αναφοράς Υπάρχον κτίριο Αναβαθμισμένο Κτίριο Κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας ανά τελική χρήση (kwh/m 2 ) με τη χρήση του λογισμικού ENERGYNOUS. Τελική Χρήση Θέρμανση Ψύξη ΖΝΧ Φωτισμός Συνεισφορά ΑΠΕ - ΣΗΘ Σύνολο Κτίριο Αναφοράς 51,5 16,8 18,4 0 0 86,7 Β Κατάταξη Υπάρχον κτίριο 236,3 29,8 20,8 0 0 286,9 H Σενάριο 76,8 17,5 20,8 0 0 115,2 Γ
Συμπεράσματα Τόσο από τις εργαστηριακές όσο και τις μετρήσεις πεδίου επαληθεύτηκαν οι στόχοι του προγράμματος. Την καλοκαιρινή περίοδο παρατηρήθηκε αξιοσημείωτη μείωση της επιφανειακής θερμοκρασίας, με την εφαρμογή του νέου υλικού, κατά 15% σε σχέση με το αντεστραμμένο δώμα με επικάλυψη κοινή τσιμεντόπλακα και κατά 21% σε σχέση με το συμβατικό δώμα με επικάλυψη ασφαλτική μεμβράνη. Η μεταβολή αυτή οφείλεται στον αυξημένο κατά 25% συντελεστή ανακλαστικότητας του κεραμικού πλακιδίου και του φωτοκαταλυτικού ψυχρού επιχρίσματος. Τη χειμερινή περίοδο καταγράφηκε έντονη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και εξωτερικού περιβάλλοντος της τάξεως των 32 C στο δώμα και 20 C στα κατακόρυφα δομικά στοιχεία. Η εφαρμογή των νέων υλικών οδήγησε σε σημαντική μείωση των ενεργειακών αναγκών, μειώνοντας την κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας κατά 67,5% για θέρμανση και 41,3% για ψύξη. Το νέο υλικό είναι ιδιαίτερα εύχρηστο καθώς είναι ελαφρύ στη μεταφορά και η εφαρμογή του δεν παρουσιάζει κάποια δυσκολία.
Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε την ιστοσελίδα: http://www.dicom.com.gr/ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΤΑΜΕΙΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Υπουργείο Παιδείας και Θρησκευμάτων, Πολιτισμού και Αθλητισμού ΓΓΕΤ ΕΥΔΕ-ΕΤΑΚ Ε. Π. Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα (ΕΠΑΝ ΙΙ), ΠΕΠ Μακεδονίας Θράκης, ΠΕΠ Κρήτης και Νήσων Αιγαίου, ΠΕΠ Θεσσαλίας Στερεάς Ελλάδας Ηπείρου, ΠΕΠ Αττικής Με τη συγχρηματοδότηση της Ελλάδας και της Ευρωπαϊκής Ένωσης