Η ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟ ΟΣΗ ΣΕ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΕΣ

AΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΠΟ ΟΣΗ ΣΕ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΕΣ ΜΕΤΑΒΑΣΗ ΑΠΟ ΤΑ ΚΤΙΡΙΑ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ ΟΜΗΣΗΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ ΧΑΜΗΛΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΟΛΓΑ ΑΣΛΑΝΙ ΟΥ ιπλ. Πολιτικός Μηχανικός Α.Π.Θ ΚΑΤΕΡΙΝΑ ΤΣΙΚΑΛΟΥ ΑΚΗ Επιβλέπουσα Καθηγήτρια Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2010 1

Πρόλογος Γράφοντας αυτό το κείμενο κλείνει και ένας κύκλος σπουδών που άρχισε πριν οχτώ χρόνια. Μέσα σ αυτό το χρονικό διάστημα υπήρξαν αρκετές στιγμές αμφισβήτησης αλλά και ενθουσιασμού. Ένας τίτλος μεταπτυχιακών σπουδών δεν ήταν αρχικά μέσα στους στόχους μου, παρ όλα αυτά πλέον νοιώθω τυχερή που μου δόθηκε αυτή η ευκαιρία να αποκτήσω ένα αξιόλογο εφόδιο για την περεταίρω πορεία μου πλέον ως μηχανικός που θα ασκήσει το ελεύθερο επάγγελμα. Ειδικά αυτή τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή που ο κλάδος μας βρίσκεται σε ύφεση. Το αντικείμενο της συγκεκριμένης μελέτης αποτελεί ένα άκρως επίκαιρο θέμα στον κατασκευαστικό τομέα. Η ανάλυση πολλών παραμέτρων αυτού με βοήθησε να διαμορφώσω μια ολοκληρωμένη εικόνα πλέον της συμπεριφοράς ενός κτιρίου, γεγονός που ελπίζω να αξιοποιήσω στο άμεσο μέλλον. Όμως, πέρα από τις γνώσεις, αυτή τη χρονιά αποκόμισα όμορφες εμπειρίες λειτουργώντας ως μέλος μια ομάδας με κυρίαρχα χαρακτηριστικά το πνεύμα συνεργασίας και αλληλεγγύης. Σίγουρα χρωστάω ένα μεγάλο ευχαριστώ στο συμφοιτητή μου, που πλέον θεωρώ και φίλο, Νικία Φ. με τον οποίο περάσαμε αμέτρητες ώρες αναλύοντας τις τεχνικές οδηγίες του Τ.Ε.Ε για τον Κ.Εν.Α.Κ καθώς επίσης για τη θετική του διάθεση του να με βοηθήσει τις στιγμές που το άγχος λειτουργούσε ως εμπόδιο στην πρόοδο αυτής της εργασίας. Ακόμα, θέλω να ευχαριστήσω το Στέφανο Γ. γιατί χωρίς αυτόν δε θα υπήρχε ο υπολογιστής για να γράψω αυτή την εργασία. Τέλος, ευχαριστώ το φίλο μου Κάρολο Α. για την καλές του προθέσεις να συνεισφέρει όπως και τη φίλη μου Ελίνα Μ. με την οποία συνεργαστήκαμε όλη την χρονιά ανακαλύπτοντας τις δυνατότητες ορισμένων προγραμμάτων, κάνοντας έτσι ευκολότερη την εκπόνηση εργασιών αλλά και αυτής της μελέτης. Το γεγονός βέβαια, ότι συνεργάστηκα με την κα. Κατερίνα Τσικαλουδάκη για την εκπόνηση αυτής της εργασίας, θεωρώ πως με ευνόησε ιδιαίτερα. Πρόκειται για ένα άτομο πρόθυμο πάντα να προσφέρει τις συμβουλές του. Η ενασχόληση της με το ευρύτερο αντικείμενο αυτής της μελέτης, δημιουργούσε ένα πνεύμα εμπιστοσύνης και την ευχαριστώ για τη συνεργασία αλλά κυρίως για την υπομονή της. Αυτή την εργασία την αφιερώνω στους γονείς μου καθώς με έχουν στηρίξει όλα αυτά τα χρόνια στο μέγιστο δυνατό βαθμό και ελπίζω να σταθώ αντάξια των προσδοκιών τους Όλγα, 18.10.2010 2

Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1... 5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2... 8 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΚΤΙΡΙΟ... 8 2.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΚΤΙΡΙΩΝ... 9 2.2 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΙΡΙΩΝ... 11 2.3 ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ... 13 1.4 PASSIVHAUS... 15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3... 18 ΝΟΜΟΙ ΚΑΙ ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ... 18 3.1 Η ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΟΔΗΓΙΑ 2002/91/ΕΚ... 18 3.2 ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ Κ.ΕΝ.Α.Κ... 20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4... 24 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ EPA NR... 24 4.1 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΚΤΙΡΙΩΝ... 24 4.2 EPA NR: ΔΟΜΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ... 25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5... 28 Η ΠΡΟΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΑ... 28 5.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ... 28 5.2 ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ... 28 5.3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ... 28 5.4 Οικοδομική περιγραφή του κτιρίου... 32 5.4.1 Φέροντα στοιχεία... 32 5.4.2 Τοιχοποιία πλήρωσης... 32 5.4.3. Η υγρομόνωση... 32 5.4.4. Η θερμομόνωση... 33 5.4.5 Κουφώματα... 44 3

Εξωτερικά κουφώματα... 44 Εσωτερικά κουφώματα... 45 5.4.6 Υπολογισμός των θερμογεφυρών... 46 5.4.7 Υπολογισμός των εμβαδών και του λόγου A/V... 49 5.4.8 Υπολογισμός του μέσου συντελεστή θερμοπερατότητας όλου του κτιρίου (U m )... 49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6... 51 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΤΙΡΙΟΥ ΑΝΑΦΟΡΑΣ... 51 6.1 ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ... 51 6.1.1 Ισόγειο... 52 6.1.2 Όροφος... 54 6.2 ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΑΠΑΙΤΗΣΕΩΝ ΚΑΙ... 56 ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΕΩΝ EPA NR... 56 6.3 ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΑΠΑΙΤΗΣΕΩΝ EPA NR... 57 6.3.2 Χειμερινή περίοδος κατάσταση θέρμανσης... 59 6.3.3 Καλοκαιρινή περίοδος κατάσταση ψύξης... 61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7... 64 ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ... 64 7.1 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ... 64 7.2 ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΚΟΥΦΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΡΙΠΛΟΥΣ ΥΑΛΟΠΙΝΑΚΕΣ... 66 7.3 ΑΥΞΗΣΗ ΤΟΥ ΠΑΧΟΥΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ... 69 7.4 ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΣΕΝΑΡΙΟΥ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗΣ ΚΟΥΦΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΡΙΠΛΟΥΣ ΥΑΛΟΠΙΝΑΚΕΣ ΚΑΙ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΑΧΟΥΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗΣ... 71 7.5 ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΣ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΕΡΔΩΝ ΚΑΤΑ ΤΟΥΣ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙΝΟΥΣ ΜΗΝΕΣ... 73 7.6 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 74 7.7 ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ... 76 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 78 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ:... 80 ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ EPA NR... 80 4

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή Τον τελευταίο χρόνο, γίνεται στην Ελλάδα συνεχής αναφορά στους τρόπους εξοικονόμησης ενέργειας ακόμα και στον κτιριακό τομέα. Το ΥΠΕΚΑ θέτει σε μερικούς μήνες σε εφαρμογή το πρόγραμμα «εξοικονόμηση κατ οίκον», δίνοντας έτσι την ευκαιρία βελτίωσης πολλών υπαρχουσών κατοικιών στη χώρα μας. Ο κτιριακός τομέας είναι υπεύθυνος για το 40% περίπου της συνολικής τελικής κατανάλωσης ενέργειας σε εθνικό και ευρωπαϊκό επίπεδο. Η κατανάλωση αυτή, είτε σε μορφή θερμικής (κυρίως πετρέλαιο) είτε σε μορφή ηλεκτρικής ενέργειας, έχει ως αποτέλεσμα, εκτός της σημαντικής οικονομικής επιβάρυνσης λόγω του υψηλού κόστους της ενέργειας, τη μεγάλη επιβάρυνση της ατμόσφαιρας με ρύπους, κυρίως διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), που ευθύνεται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Στην Ελλάδα οι ανάγκες για θέρμανση των κατοικιών ανέρχονται περίπου στο 70% της συνολικής ενεργειακής τους κατανάλωσης. Η κατανάλωση ενέργειας για τις οικιακές συσκευές, το φωτισμό και τον κλιματισμό ανέρχεται στο 18% του συνολικού ενεργειακού ισοζυγίου. Οι κατοικίες με κεντρικό σύστημα θέρμανσης, το οποίο χρησιμοποιεί ως καύσιμο αποκλειστικά το πετρέλαιο αντιστοιχούν στο 35,5% του συνόλου. Το υπόλοιπο 64% είναι αυτόνομα θερμαινόμενες κατοικίες που χρησιμοποιούν σε ποσοστό 25% πετρέλαιο, 12% ηλεκτρισμό και 18% καυσόξυλα. H κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια στην Ελλάδα παρουσιάζει αυξητική τάση, λόγω της αύξησης της χρήσης κλιματιστικών και μικροσυσκευών. Η χρήση των κλιματιστικών αποτελεί σημαντικό παράγοντα αύξησης του ηλεκτρικού φορτίου αιχμής στη χώρα, με τεράστιες οικονομικές συνέπειες και σημαντική επιβάρυνση του καταναλωτή. Επί πλέον τα κλιματιστικά επιδεινώνουν το φαινόμενο της υπερθέρμανσης των αστικών κέντρων και τις συνεπαγόμενες δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν το καλοκαίρι 5

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να μελετηθεί η ενεργειακή κατανάλωση μιας συμβατικής ελληνικής διώροφης μονοκατοικίας, μέσω της ενεργειακής επιθεώρησής του κτιρίου, και να προταθούν μέτρα που θα οδηγήσουν στη μείωση των καταναλώσεων αυτών και σε βελτίωση της ενεργειακής συμπεριφοράς του κτιρίου με απώτερο στόχο την επίτευξη, όσο το δυνατόν πλησιέστερα, των επιπέδων του γερμανικού προτύπου μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας, Passiv Haus. Αρχικά, με την αξιοποίηση αρχιτεκτονικών, την ενεργειακή μελέτη του κτιρίου, σύμφωνα με τις διατάξεις του νέου Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων του 2010, Ν.3661 και το λογισμικό EPA-NR θα εκτιμηθεί η συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του κτιρίου σε kwh/m 2. Στη συνέχεια θα μελετηθούν οι επιδράσεις πιθανών εναλλακτικών σεναρίων κατασκευής στη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και θα εκτιμηθούν ποια από τα προτεινόμενα σενάρια επιφέρουν τα απαιτούμενα αποτελέσματα. Πιο συγκεκριμένα στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια αναφορά στην κατανάλωση ενέργειας από τα κτίρια, παρουσιάζοντας συνοπτικά τις έννοιες του ενεργειακού ισοζυγίου, του ενεργειακού και βιοκλιματικού σχεδιασμού, ενώ στο τέλος δίνονται βασικά στοιχεία του γερμανικού προτύπου Passivhaus. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα σημαντικά σημεία των νόμων και των διατάξεων που έχουν θεσπιστεί από την Ε.Ε προς την κατεύθυνση της μείωσης την κατανάλωσης ενέργειας στο κτιριακό τομέα αλλά και του νέου νόμου Ν.3661 του ελληνικού κράτους που εναρμονίζει τη χώρα μας με την Ευρωπαϊκή Οδηγία, καθώς και στον Κανονισμό Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ). Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στο προγραμματιστικό περιβάλλον του EPA-NR και παρουσιάζεται ο τρόπος λειτουργίας του (απαιτούμενες είσοδοι, υπολογιστική διαδικασία, αποτελέσματα). Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφονται συνοπτικά τα αρχιτεκτονικά και οικοδομικά χαρακτηριστικά του κτιρίου που θα μελετηθεί στη συνέχεια και παρουσιάζεται η ενεργειακή μελέτη σύμφωνα με τις τεχνικές οδηγίες του Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδας που εναρμονίζονται με τον Κ.Εν.Α.Κ. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η ενεργειακή συμπεριφορά του βασικού μοντέλου της μελέτης, δίνοντας στοιχεία για τις απαιτήσεις ενέργειας και τη ροή 6

θερμότητας από το κέλυφος του. εξετάζονται οι εναλλακτικές δυνατότητες κατασκευής με σκοπό την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας και παρουσιάζονται συγκριτικά τα αποτελέσματα. Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι εναλλακτικές δυνατότητες κατασκευής του βασικού μοντέλου της μελέτης με σκοπό τη βελτιστοποίηση της ενεργειακής συμπεριφοράς του και εμφανίζονται τα συμπεράσματα αυτής της εργασίας. Στο παράρτημα, δίνονται με ακρίβεια και ανάλυση όλες οι είσοδοι που χρειάζεται το λογισμικό (μέτρηση επιφανειών κτιρίου, υπολογισμός συντελεστών κτλ). 7

Κεφάλαιο 2 Ενέργεια και κτίριο Βασική επιδίωξη στις κτιριακές κατασκευές υπήρξε ανέκαθεν η εξασφάλιση συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης στο εσωτερικό των κτιρίων. Από τεχνική άποψη, αυτό είναι εύκολο με τη χρήση συστημάτων θέρμανσης, κλιματισμού και τεχνητού φωτισμού. Ο τρόπος επίτευξης των συνθηκών άνεσης βέβαια διαφοροποιείται από παράγοντες όπως η επαρκής θερμομόνωση του κελύφους του κτιρίου, ο σωστός προσανατολισμός του ως προς την κατεύθυνση του ήλιου, η σκίαση των ανοιγμάτων καθώς και ο σχεδιασμός των συστημάτων, η απόδοση τους και οι απαιτούμενες ώρες λειτουργίας τους για την εξασφάλιση των επιθυμητών συνθηκών. Αντίστοιχα ποικίλει και η απαιτούμενη κατανάλωση ενέργειας για το επιδιωκόμενο αποτέλεσμα. Πριν από την πρώτη πετρελαϊκή κρίση, η εξοικονόμηση ενέργειας ήταν μία σχεδόν άγνωστη έννοια και δεν λαμβάνοταν σοβαρά υπόψη κατά την κατασκευή των νέων κτιρίων. Η συνειδητοποίηση όμως του περιορισμού των αποθεμάτων ενέργειας σε συνδυασμό αντιστοίχως με τη διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση, καθώς και το υψηλό κόστος κάλυψης των ενεργειακών αναγκών, έχει οδηγήσει σε σημαντικές αλλαγές στο σχεδιασμό και την κατασκευή κτιρίων. Επιπλέον το φαινόμενο του θερμοκηπίου και η δυνατότητα περιορισμού των αερίων που το προκαλούν μέσω του κτιριακού τομέα, καθιστά επιτακτική την καθιέρωση ενεργειακού σχεδιασμού σε νέα κτίρια αλλά και την εφαρμογή τεχνικών εξοικονόμησης ενέργειας στα υφιστάμενα. Ο σύγχρονος τρόπος δόμησης οδηγεί σε: αυξημένες δαπάνες λειτουργίας & σπατάλης φυσικών πόρων (άμεση επίπτωση), κακή ποιότητα εσωκλίματος (άμεση επίπτωση), επιβάρυνση του αστικού κλίματος (άμεση επίπτωση) και συμβολή στην υπερθέρμανση του πλανήτη (έμμεση επίπτωση). Το ποσοστό των ενεργειακών απαιτήσεων που αναλογεί στα κτίρια είναι δυσανάλογα μεγάλο σε σχέση με τις λοιπές παραγωγικές διαδικασίες. Τα αίτια δεν σχετίζονται με την αύξηση του επιπέδου διαβίωσης αλλά κυρίως με τον τρόπο με τον οποίο επιχειρήθηκε μεταπολεμικά η ικανοποίηση των αναγκών διαβίωσης. 8

2.1 Ενεργειακό ισοζύγιο κτιρίων εδομένου ότι ο κάτοικος των αστικών κυρίως κέντρων βιώνει το 80% της ζωής του στο εσωτερικό των κτιρίων, είναι προφανής η επίδραση της ποιότητας του εσωτερικού κλίματος τόσο στην υγεία και στην άνεση, όσο και στην παραγωγικότητά του. Η κατά τα τελευταία χρόνια δραματική υποβάθμιση του ατμοσφαιρικού προβλήματος, καθώς και χρήση υλικών και συσκευών μη φιλικών προς το περιβάλλον έχουν συντελέσει στην εμφάνιση σημαντικών, ποιοτικά και ποσοτικά, περιβαλλοντικών και ενεργειακών προβλημάτων στα κτίρια. Η επίτευξη οπτικής και θερμικής άνεσης εντός των χώρων είναι ο πρωταρχικός στόχος του ενεργειακού σχεδιασμού. Η οπτική άνεση σε ένα χώρο απαιτεί: την επίτευξη των απαραίτητων επιπέδων φωτισμού ανάλογα με τη χρήση του χώρου και την αποφυγή της οπτικής θάμβωσης. Η έννοια της θερμικής άνεσης σ' ένα χώρο σχετίζεται με το ενεργειακό ισοζύγιο των ενοίκων. Κάθε οργανισμός παράγει, δέχεται και αποβάλλει θερμότητα με διαδικασίες μεταφοράς, εκπομπής και εξάτμισης. Θετικό θερμικό ισοζύγιο αντιστοιχεί σε αίσθημα θερμικής δυσφορίας, ενώ αρνητικό ισοζύγιο προκαλεί το αίσθημα κρύου. Στην περίπτωση που το φυσικό περιβάλλον του κτιρίου δεν εξασφαλίζει τη θερμική ουδετερότητα του ατόμου, τότε επιβάλλεται η μεταβολή των παραμέτρων, προσωπικών ή εσωκλιματικών, χωρίς να είναι απαραίτητη κατ' ανάγκη η προσθήκη η αφαίρεση θερμότητας από τον χώρο. Η επίτευξη των βέλτιστων τιμών των κλιματικών παραμέτρων στο κτίριο και κύρια της εσωτερικής θερμοκρασίας σχετίζεται πλέον με το ενεργειακό ισοζύγιο του ίδιου του κτιρίου. Το κτιριακό κέλυφος έχει κεντρικό ρόλο στη διαμόρφωση του ενεργειακού ισοζυγίου. Το σύνολο των επιμέρους μελετών σχετίζεται άμεσα με τα χαρακτηριστικά του κελύφους και είναι αδύνατη η εκπόνησή τους δίχως να το συμπεριλάβουν. Τα στοιχεία του κελύφους δεν περιορίζονται πλέον σε ορισμένες τιμές (π.χ. U-value, εμβαδά) αλλά περιλαμβάνουν στοιχεία για τα υλικά, τη διαστρωμάτωση, τη γεωμετρία, τον προσανατολισμό, το χρώμα, τη θέση, την επίδραση εξωγενών παραγόντων κλπ. Συνεπώς, μείωση των θερμικών απωλειών του κτιρίου επιτυγχάνεται κυρίως με τη μείωση της μεταφερόμενης θερμότητας διαμέσου του κελύφους και την ανάκτηση θερμότητας κατά τον αερισμό. Η θερμική προστασία του κελύφους με χρήση 9

θερμομόνωσης εξασφαλίζει την μείωση των απωλειών μέσω του κελύφους, ενώ η αεροστεγανότητα των κουφωμάτων μειώνει δραματικά τις απώλειες μέσω αερισμού. Εικόνα 2. 1: Θερμικό ισοζύγιο κτιρίου [18] Η αύξηση της εισερχόμενης στο κτίριο ηλιακής ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια της ψυχρής περιόδου συντελεί στην βελτίωση του θερμικού ισοζυγίου του και στη μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων για θέρμανση. Η ηλιακή ακτινοβολία εισέρχεται στο κτίριο μέσω των διαφανών στοιχείων του κελύφους και αποθηκεύεται στη μάζα του κτιρίου η οποία την επαναεκπέμπει με την μορφή θερμικής ακτινοβολίας που πλέον δεν μπορεί να διαφύγει από κτίριο (φαινόμενο θερμοκηπίου). Το φυσικό αυτό φαινόμενο αποτελεί τη σχεδιαστική αρχή των λεγόμενων παθητικών ηλιακών κτιρίων. 10

Εικόνα 2. 2: Σχηματική περιγραφή των βασικών ενεργειακών καταναλώσεων του θερμικού ισοζυγίου σε ένα κτίριο [18] Εικόνα 2. 3: ιάγραμμα ενεργειακού ισοζυγίου κτιρίου [18] 2.2 Ενεργειακός σχεδιασμός κτιρίων Η φάση του σχεδιασμού ενός κτιρίου είναι κρίσιμη γιατί καθορίζει την ενεργειακή συμπεριφορά του. Ο ενεργειακός σχεδιασμός έχει ως στόχο την ελαχιστοποίηση της καταναλισκόμενης ενέργειας, με ταυτόχρονη διατήρηση των συνθηκών άνεσης ή ακόμη και με βελτίωση τους. Θα πρέπει λοιπόν κατά την χειμερινή περίοδο, να περιοριστούν οι θερμικές απώλειες του κτιρίου και να μεγιστοποιηθούν τα ηλιακά του κέρδη. Αντίστοιχα, την 11

καλοκαιρινή περίοδο θα πρέπει να εξασφαλίζεται ο δροσισμός του κτιρίου με την ελάχιστη δυνατή κατανάλωση ενέργειας. Αρχές εξοικονόμησης ενέργειας μπορούν να εφαρμοστούν τόσο στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό όσο και στην κατασκευή του κελύφους και των συστημάτων θέρμανσης, ψύξης και φωτισμού των κτιρίων. Ο ενεργειακός σχεδιασμός στηρίζεται σε τέσσερις αρχές: 1. εφαρμογή βιοκλιματικού σχεδιασμού κτιρίων και περιβάλλοντος χώρου, 2. χρήση κατάλληλων συστημάτων χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, 3. ενεργειακή διαχείριση με κατάλληλο σύστημα, που εξασφαλίζει τη διαρκή επιτήρηση και τον έλεγχο των ενεργειακών συστημάτων του κτιρίου. Το σύστημα αυτό αποτελεί μία μοναδική λύση για τη συντονισμένη και ορθολογική λειτουργία των σύγχρονων εγκαταστάσεων σε μεσαία και μεγάλα κτιριακά συγκροτήματα, 4. αξιοποίηση των διαθέσιμων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Α.Π.Ε) για τη μερική ή ολική κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του κτιρίου. Ένα σωστά σχεδιασμένο κτίριο, πρέπει να εκμεταλλεύεται την κλιματολογία της περιοχής του για να παρέχει τις επιθυμητές συνθήκες στο εσωτερικό του με την ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. Παράμετροι του ενεργειακού σχεδιασμού: περιβαλλοντική επίπτωση του κτιρίου, χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση, περιεχόμενη ενέργεια και ανακύκλωση. Ο κατάλληλος σχεδιασμός πρέπει να οδηγεί σε: επίτευξη οικονομικής σκοπιμότητας, συνεισφορά στο κοινωνικό σύνολο, ενεργειακή αποδοτικότητα, ελάχιστες ενεργειακές επιπτώσεις. Από τον ενεργειακό σχεδιασμό προκύπτουν τα παρακάτω οφέλη: εξοικονόμηση ενέργειας με άμεσο αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους λειτουργίας (λιγότερα καύσιμα), μείωση των ρύπων, που προκαλούνται από την καύση των συμβατικών καυσίμων, εξασφάλιση θερμικής και οπτικής άνεσης. 12

2.3 Βιοκλιματικός σχεδιασμός Στα μέσα της δεκαετίας του 80 η Ευρώπη «ανακαλύπτει» τη βιοκλιματική αρχιτεκτονική, η οποία διδάσκει όχι μόνο τον τρόπο θερμομόνωσης των κτιρίων, αλλά και την ανάγκη του σωστού προσανατολισμού σε σχέση με τον ήλιο και τους ανέμους μίας περιοχής. Μπορούμε λοιπόν, να πούμε ότι βιοκλιματική αρχιτεκτονική είναι ο σχεδιασμός των κτιρίων με βάση το τοπικό κλίμα της περιοχής, ο οποίος αξιοποιεί την ηλιακή ενέργεια και τα φυσικά φαινόμενα του κλίματος, με σκοπό την εξασφάλιση συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης. Η θέρμανση, η ψύξη, ο μηχανικός αερισμός και ο τεχνητός φωτισμός χρησιμοποιούνται μόνο για να συμπληρώσουν όσα η φύση έχει ήδη προσφέρει. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες της οικολογικής δόμησης, η οποία ασχολείται με τον έλεγχο των περιβαλλοντικών παραμέτρων στο επίπεδο των κτιριακών μονάδων μελετώντας τις ακόλουθες κατευθύνσεις: τη μελέτη του δομημένου περιβάλλοντος και των προβλημάτων που αυτό δημιουργεί (αύξηση θερμοκρασίας, συγκέντρωση αέριων ρύπων, δυσκολία στην κυκλοφορία αέρα), τον σχεδιασμό των κτιρίων, την επιλογή των δομικών υλικών, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τις θερμικές και οπτικές τους ιδιότητες, όσο και την τοξικολογική τους δράση. Οι βασικές αρχές του βιοκλιματικού σχεδιασμού είναι οι ακόλουθες : 1. αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για θέρμανση τον χειμώνα. Η ηλιακή ενέργεια εισέρχεται στο κτίριο μέσω των διάφορων ανοιγμάτων και αποθηκεύεται στη μάζα του, η οποία την επανεκπέμπει με τη μορφή θερμικής ακτινοβολίας, που δεν μπορεί πλέον να διαφύγει από το κτίριο (φαινόμενο θερμοκηπίου). Με αυτή τη διαδικασία βελτιώνεται το θερμικό ισοζύγιο του κτιρίου και μειώνονται οι ενεργειακές ανάγκες του για θέρμανση, 2. αξιοποίηση των δροσερών ανέμων για τον αερισμό και την ψύξη του κτιρίου το καλοκαίρι, 3. αξιοποίηση του φυσικού φωτός για τον φωτισμό του κτιρίου, 4. αξιοποίηση της βλάστησης για το σκιασμό του κτιρίου το καλοκαίρι, 5. μείωση των θερμικών απωλειών του κτιρίου. Εξασφαλίζεται με τη θερμομόνωση του κελύφους. Έτσι, τελικά, επιτυγχάνουμε χρήση των ΑΠΕ, περιορισμό της κατανάλωσης συμβατικών καυσίμων, ελαχιστοποίηση της χρήσης κλιματιστικών συσκευών για την 13

ψύξη των κτιρίων και περιορισμό της κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος για τη χρήση του τεχνητού φωτισμού. Κατά συνέπεια ο βιοκλιματικός σχεδιασμός εξοικονομεί ενέργεια και συμβάλλει στη βελτίωση της ατμόσφαιρας και στην ισορροπία των οικοσυστημάτων του πλανήτη. Οι προϋποθέσεις ώστε ένα κτίριο να αξιολογείται ως οικολογικό, πράσινο ή γενικότερα βιώσιμο περιλαμβάνουν διάφορους παράγοντες, οι οποίοι ανάλογα με τις τοπικές ιδιαιτερότητες διαφέρουν. Γενικότερα οι προϋποθέσεις αυτές ή ομάδες κριτηρίων περιλαμβάνουν: τη χωροθέτηση της κατασκευής και το σχεδιασμό της τοποθεσίας, την ενεργειακή επάρκεια αποδοτικότητα του κτιρίου, την υγιεινή και ασφάλεια των εσωτερικών χώρων, την επάρκεια - αποδοτικότητα των φυσικών διαθεσίμων και των υλικών κατασκευής. Το ενεργειακό όφελος που προκύπτει από την εφαρμογή αυτού του τρόπου σχεδιασμού αποδίδεται με τους παρακάτω τρόπους: θερμική προστασία των κτιρίων τόσο το χειμώνα, όσο και το καλοκαίρι με τη χρήση κατάλληλων τεχνικών που εφαρμόζονται στο εξωτερικό κέλυφος των κτιρίων, ιδιαίτερα με την κατάλληλη θερμομόνωση και αεροστεγάνωση του κτιρίου και των ανοιγμάτων του, αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση των κτιρίων τη χειμερινή περίοδο και για φυσικό φωτισμό όλο το χρόνο. Αυτό επιτυγχάνεται με τον προσανατολισμό των χώρων και ιδιαίτερα των ανοιγμάτων (ο νότιος προσανατολισμός είναι ο καταλληλότερος) και την διαρρύθμιση των εσωτερικών χώρων ανάλογα με τις θερμικές τους ανάγκες και με τα παθητικά ηλιακά συστήματα που συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία και αποτελούν «φυσικά» συστήματα θέρμανσης, αλλά και φωτισμού, προστασία των κτιρίων από τον καλοκαιρινό ήλιο, κυρίως μέσω της σκίασης, αλλά και της κατάλληλης κατασκευής του κελύφους, απομάκρυνση της θερμότητας που το καλοκαίρι συσσωρεύεται μέσα στο κτίριο με φυσικό τρόπο προς το εξωτερικό περιβάλλον με συστήματα και τεχνικές παθητικού δροσισμού, όπως ο φυσικός αερισμό, κυρίως με τον φυσικό αερισμό τις νυχτερινές ώρες, βελτίωση - ρύθμιση των περιβαλλοντικών συνθηκών μέσα στους χώρους έτσι ώστε οι άνθρωποι να νιώθουν άνετα και ευχάριστα, 14

εξασφάλιση επαρκούς ηλιασμού και ελέγχου της ηλιακής ακτινοβολίας για φυσικό φωτισμό των κτιρίων, ο οποίος θα πρέπει να εξασφαλίζει επάρκεια και ομαλή κατανομή του φωτός μέσα στους χώρους, βελτίωση του κλίματος έξω και γύρω από τα κτίρια, με τον βιοκλιματικό σχεδιασμό των χώρων γύρω και έξω από τα κτίρια και εν γένει, του δομημένου περιβάλλοντος, ακολουθώντας όλες τις παραπάνω αρχές. ηλαδή, η βιοκλιματική είναι κλάδος της αρχιτεκτονικής που λαμβάνει υπ' όψη τις επιταγές της οικολογίας και της βιωσιμότητας. Το ζητούμενο είναι η ανέγερση κτιρίων, π.χ. βιομηχανικών μονάδων, κτιρίων γραφείων, κτιρίων κατοικίας, σχεδιασμένων έτσι ώστε αφενός να καλύπτονται πλήρως οι ενεργειακές τους ανάγκες και αφετέρου στο ετήσιο ισοζύγιο να είναι μηδενική η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με εκπομπές βλαβερών για το περιβάλλον αερίων. 1.4 Passivhaus Η έννοια του γερμανικού όρου Passivhaus, αναφέρεται σε μία κατοικία που εξασφαλίζει ενεργειακή αυτοδυναμία, χωρίς τη χρήση συστήματος θέρμανσης ή κλιματισμού. Σε ένα Passivhaus παρατηρείται αυξημένη θερμική άνεση με κατανάλωση ενέργειας μόλις 15 kwh / (m² α) από πρωτογενείς πόρους, ενώ συνολικά για την εξασφάλιση των αναγκών σε Ζεστό Νερό Χρήσης (ΖΝΧ) και ηλεκτρικό ρεύμα είναι απαραίτητη ενέργεια της τάξης των 120 kwh / (m² a). Συγκριτικά δηλαδή με μια συμβατική κατοικία παρατηρείται μέχρι και 90% εξοικονόμηση ενέργειας. Οι δύο κύριοι στόχοι που της κατασκευής ένος Passivhaus είναι: 1. οι μηδενικές απώλειες ενέργειας και 2. η παραγωγή της απαραίτητης ενέργειας με παθητικά συστήματα. 15

Εικόνα 2. 4: Passivhaus [Πηγή: 6 Passivhaus Institut] Για να επιτευχθεί ο στόχος των μηδενικών απωλειών ενέργειας πολλές φορές ο σχεδιασμός του κτιρίου γίνεται με ελάχιστο πάχος τοίχων 20-40 cm και υαλοπίνακες με τριπλά τζάμια και για να έχουμε ικανοποιητικά επίπεδα αερισμού χρησιμοποιούνται εναλλακτές θερμότητας που εξασφαλίζουν και το δροσισμό του χώρου. Για την κατασκευή ενός Passivhaus θα πρέπει να ακολουθήσουμε τις παρακάτω αρχές: καλή μόνωση και μικρό μέγεθος κτιρίου, όλα τα στοιχεία του εξωτερικού κελύφους πρέπει να είναι επαρκώς μονωμένα ακμές, γωνίες, συνδέσεις διαφορετικών δομικών στοιχείων του κελύφους και διεισδύσεις πρέπει να είναι προσεκτικά σχεδιασμένα ειδικά για την πρόληψη θερμογεφυρών, καλή μόνωση όλων των αδιαφανών στοιχείων του κελύφους του κτιρίου ώστε να εξασφαλίζεται μια θερμική διαπερατότητα (U-value, πρώην τιμή k) μικρότερη από 0,15 W / (m² K), σωστός προσανατολισμός κτιρίου Ο σωστός προσανατολισμός του κτιρίου και η ελευθερία του από σκίαση επιτρέπει τη μεγιστοποίηση των ηλιακών κερδών για την παραγωγή της απαραίτητης ενέργειας και τη θερμική άνεση που παρέχουν τα παθητικά ηλιακά συστήματα, 16

στα ανοίγματα (συμπεριλαμβανομένων των υαλοπινάκων) η τιμή του συντελεστή θερμοπερατότητας U δεν πρέπει να ξεπερνά τα 0,80 W / (m² K), η εξασφάλιση του απαραίτητου ΖΝΧ γίνεται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας καθώς επίσης και με ηλιακούς συλλέκτες, τέλος, απαραίτητο συστατικό ενός Passivhaus είναι η χρήση ηλεκτρικών συσκευών υψηλής ενεργειακής απόδοσης και χαμηλής κατανάλωσης. Εικόνα 2. 5: Ενεργειακή κατανάλωση σε kwh / (m 2 a) [Πηγή: 6 Passivhaus Institut] Συναφή πρότυπα κατοικιών με χαμηλές απαιτήσεις ενέργειας αποτελούν το Lighthouse, δηλαδή το αντίστοιχο βρετανικό πρότυπο μηδενικών εκπομπών και το Green building που ακολουθούν παραπλήσιες αρχές, όπως: αξιοποίηση του ήλιου και του ανέμου για φυσική θέρμανση, δροσισμό και φωτισμό, υψηλή κατασκευαστική ποιότητα, ανθεκτικότητα στο χρόνο, αποτελεσματική θερμοπροστασία, κατάλληλα επίπεδα αερισμού, εφαρμογή υλικών με περιβαλλοντικά κριτήρια, εφαρμογή υλικών από ανανεώσιμες πηγές, εξασφάλιση υγιεινών εσωκλιματικών συνθηκών, υψηλά επίπεδα ενεργειακής απόδοσης, κατάλληλη φύτευση και αποτελεσματική διαχείριση του νερού, συγκέντρωση και αξιοποίηση του βρόχινου νερού. 17

Κεφάλαιο 3 Νόμοι και Κανονιστικές ιατάξεις 3.1 Η ευρωπαϊκή οδηγία 2002/91/ΕΚ Με δεδομένο ότι ο κτιριακός τομέας καταναλώνει περισσότερο από 40% της παραγόμενης ενέργειας στην Ευρώπη, η εξοικονόμηση ενέργειας καθίσταται αυτόματα από τους πλέον δυναμικούς τομείς, αφού με τις τεχνικές που εφαρμόζονται για την υλοποίησή της μπορεί να μειωθεί η ενεργειακή κατανάλωση ενός κτιρίου έως και 25%. Προκειμένου να λάβει μέτρα για τις εκπομπές ρύπων και την ενεργειακή κατανάλωση των διαφόρων κτιρίων το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και Συμβούλιο θέσπισε την Οδηγία 2002/91/ΕΚ για την ενεργειακή απόδοσή τους, η οποία έπρεπε να τεθεί σε εφαρμογή από τα κράτη μέλη μέχρι τον Ιανουάριο του 2006. Προκειμένου να συμμορφωθούν με την παραπάνω οδηγία υποχρεούνται να εφαρμόσουν όλες τις αναγκαίες νομοθετικές, κανονιστικές και διοικητικές διατάξεις που προβλέπει αυτή. Η οδηγία περιλαμβάνει τις παρακάτω γενικές αρχές: κοινή μεθοδολογία για τον υπολογισμό της ολοκληρωμένης ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, ελάχιστα πρότυπα ενεργειακής απόδοσης για νέα κτίρια καθώς και υφιστάμενα (>1000 τ.μ.) όταν αυτά υποβάλλονται σε μεγάλης κλίμακας ανακαίνιση (>25%), συστήματα πιστοποίησης για νέα και υφιστάμενα κτίρια και, σε δημόσια κτίρια, τοιχοκόλληση των πιστοποιητικών και άλλων σχετικών πληροφοριών, επιθεώρηση λεβήτων Ετήσια για 20-100kW Κάθε διετία >100kW Κάθε τετραετία για λέβητες φυσικού αερίου Γενική επιθεώρηση εγκατάστασης και συστάσεις για μετατροπές ή αντικατάσταση σε λέβητες άνω των 15 ετών, επιθεώρηση συστημάτων κλιματισμού (ετήσια για ισχύ>12kw). Η οδηγία αφορά στον τομέα της κατοικίας και στον τριτογενή τομέα (γραφεία, δημόσια κτίρια κλπ.) και σχετίζεται με όλες τις πλευρές της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, ώστε το αποτέλεσμα που θα βγει να είναι πραγματικά ολοκληρωμένο 18

και σφαιρικό. Παρόλα αυτά υπάρχουν κτίρια που εξαιρούνται από τη διάταξη σχετικά με την πιστοποίηση, όπως ιστορικά κτίρια, ορισμένα βιομηχανικά κτίρια κ.λπ. Αναλυτικότερα, η οδηγία έχει υποχρεωτική εφαρμογή: στην ανέγερση νέων κτιρίων κατοικίας, προσωρινής διαμονής, συνάθροισης κοινού, εκπαίδευσης, υγείας και κοινωνικής πρόνοιας, σωφρονισμού, εμπορίου, γραφείων, βιοτεχνιών και βιομηχανιών, στην επέκταση κτιρίων, στην ανακαίνιση υφιστάμενων κτιρίων, αποκατάσταση όψεων, αλλαγή χρήσης και αναβάθμιση εγκαταστάσεων, στην εφαρμογή επεμβάσεων βελτίωσης της ενεργειακής και περιβαλλοντικής απόδοσης υφιστάμενων κτιρίων. Εξαιρούνται της υποχρεωτικής εφαρμογής: τα «ανοιχτά» κτίρια, δηλαδή κτίρια αποτελούμενα κατά μεγάλο ποσοστό από ημιυπαίθριους χώρους και κτίρια στα οποία δεν προβλέπεται μόνιμη ηλεκτρομηχανολογική εγκατάσταση θέρμανσης ή ψύξης (θερινές εξοχικές κατοικίες, αποθήκες, κτίρια στάθμευσης, αγροτικοί οικισμοί), τα θρησκευτικά κτίρια, κτίρια χαρακτηρισμένα ως διατηρητέα για τα οποία η εφαρμογή της οδηγίας θα επέφερε αλλοίωση της φυσιογνωμίας τους, νέες μικρές κατοικίες με ωφέλιμη επιφάνεια μικρότερη των 50 m 2, προσθήκες σε υφιστάμενα κτίρια με εμβαδόν προσθήκης μικρότερο των 30 m 2, κτίρια βιοτεχνιών ή βιομηχανιών που θερμαίνονται ή ψύχονται αποκλειστικά μέσω δικτύων των παραγωγικών τους διαδικασιών, κτίρια ειδικής χρήσης τα οποία υπόκεινται σε ειδικές προδιαγραφές που επιβάλλονται από ειδική νομοθεσία, όπως χειρουργεία, χώροι μνημείων, νοσοκομεία και ειδικοί χώροι συνάθροισης. Στόχος της οδηγίας 2002/91/EK είναι : η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων εντός της Κοινότητας, η ορθολογικότερη χρήση της ενέργειας, η αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η μείωση των εκπομπών ρύπων και γενικά των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, η χρήση υλικών φιλικών προς το περιβάλλον. Προκειμένου να εφαρμοστούν τα παραπάνω θα πρέπει να ληφθούν υπόψη : θερμικά χαρακτηριστικά του κτιρίου (κέλυφος, εσωτερικά χωρίσματα, κλπ.), 19

θέση και προσανατολισμός των κτιρίων, περιλαμβανομένων των εξωτερικών κλιματικών συνθηκών, εσωτερικές κλιματικές συνθήκες στις οποίες περιλαμβάνονται οι επιδιωκόμενες συνθήκες θερμικής άνεσης στον εσωτερικό χώρο του κτιρίου εγκαταστάσεις θέρμανσης ζεστού νερού χρήσης, εγκατάσταση κλιματισμού, αερισμός φυσικός και εξαναγκασμένος, ενσωματωμένη εγκατάσταση φωτισμού, παθητικά ηλιακά συστήματα και ηλιακή προστασία. 3.2 Κανονισμός ενεργειακής απόδοσης κτιρίων - Κ.Εν.Α.Κ Η χώρα µας, στην προσπάθειά της να δημιουργήσει τους μηχανισμούς εφαρμογής της παραπάνω οδηγίας και να εναρμονίσει το ισχύον θεσμικό πλαίσιο με το περιεχόμενο της, τον Απρίλιο του 2010 θέσπισε το νόμο Ν.3661 που προβλέπει μέτρα για την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων. Μικρότερες δαπάνες για θέρμανση και ηλεκτρισμό, εξοικονόμηση χρημάτων για τα νοικοκυριά, μείωση των εισαγωγών ορυκτών καυσίμων και νέες πράσινες θέσεις εργασίας είναι μερικά από τα οφέλη που συνεπάγεται η εφαρμογή του Κανονισμού για την Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ). Είναι χαρακτηριστικό ότι ο κτιριακός τομέας στην Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε) ευθύνεται περίπου για το 40% των εκπομπών CO 2 και το 40% της πρωτογενούς κατανάλωσης ενέργειας. Η άμεση εφαρμογή του Κ.Εν.Α.Κ αναμένεται να συμβάλει ουσιαστικά στην αντιμετώπιση των κλιματικών αλλαγών και την ενεργειακή ασφάλεια της χώρας. Η εφαρμογή του Κ.Εν.Α.Κ ουσιαστικά σημαίνει ότι κάθε νέο ή ανακαινιζόμενο κτίριο θα πρέπει να πληροί πιο αυστηρές ενεργειακές προδιαγραφές. Παράλληλα, κάθε κτίριο που τίθεται προς ενοικίαση ή πώληση θα πρέπει να φέρει υποχρεωτικά πιστοποιητικό ενεργειακής απόδοσης. Μεταξύ άλλων, ο νόμος προβλέπει: κατάρτιση Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης των Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ), ο οποίος θα καθορίζει τις ελάχιστες προδιαγραφές ενεργειακής απόδοσης για όλα τα νέα κτίρια, καθώς και για παλιά με επιφάνεια μεγαλύτερη των 1.000 τ.μ., στις περιπτώσεις που υφίστανται ριζική ανακαίνιση και το κόστος της υπερβαίνει το 25% της αξίας του κτιρίου, 20

έκδοση πιστοποιητικού ενεργειακής απόδοσης (Π.Ε.Α) για όλα τα νέα κτίρια που έχουν επιφάνεια μεγαλύτερη των 50 τ.μ. με ισχύ δέκα ετών, υποβολή στην αρμόδια πολεοδομική αρχή μελέτης πριν από την κατασκευή για τη σκοπιμότητα εγκατάστασης εναλλακτικών πηγών ενέργειας σε νέα κτίρια που έχουν επιφάνεια μεγαλύτερη των 1.000 τ.μ, δημιουργία σώματος επιθεωρητών ενεργειακής απόδοσης, οι οποίοι θα εκδίδουν τα σχετικά πιστοποιητικά, διεξαγωγή τακτικών επιθεωρήσεων στους λέβητες και στις εγκαταστάσεις κλιματισμού των κτιρίων, προκειμένου να μειωθεί η κατανάλωση ενέργεια και να περιορισθούν οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, επιβολή προστίμων στην περίπτωση μη συμμόρφωσης. 21

Εικόνα 3. 1: Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης (Σελίδα 1/2) 22

Εικόνα 3. 2: Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης (Σελίδα 2/2) 23

Κεφάλαιο 4 Εισαγωγή στο EPA-NR 4.1 Μεθοδολογία για την αξιολόγηση και πιστοποίηση ενεργειακής απόδοσης κτιρίων Το εκέμβριο του 2002 το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο όρισε την κοινοτική οδηγία για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων EPBD (Energy Performance of Buildings Directive, Directive 2002/91/EC), το οποίο ολοκληρώθηκε τον Ιανουάριο του 2006 και είχε σαν αντικείμενο να προωθήσει μέσω της Ευρωπαϊκής Κοινότητας τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, που θα εξασφαλίζεται με την έκδοση ενός Πιστοποιητικού Ενεργειακής Απόδοσης (Π.Ε.Α) για όλα σχεδόν τα κτίρια στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Η υλοποίηση της κοινοτικής οδηγίας EPBD συμβάλλει αποτελεσματικά στην επίτευξη του στόχου της συνθήκης του Κιότο για μείωση των εκπομπών του CO 2 και κατ επέκταση στην υποχρέωση όλων των χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης να ορίσουν όρια κατανάλωσης ενέργειας σε καινούρια κτίρια, αλλά και σε ήδη υπάρχοντα, μεγάλα κτίρια που πρόκειται να ανακαινιστούν. Προκειμένου να διευκολυνθούν οι χώρες σε αυτή την απαίτηση, αλλά και για να υπάρχει μία κοινή βάση μεθοδολογίας, η Ευρωπαϊκή Κοινότητα όρισε έναν οργανισμό CEN (European Association of National Standardization Institutes) για να αναπτύξει μία σειρά από πρότυπα, τα λεγόμενα CEN standards, τα οποία κάθε χώρα καλείται να προσαρμόσει στα δικά της δεδομένα. Τον Ιανουάριο του 2005 ξεκίνησε από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα το ερευνητικό πρόγραμμα EPA-NR (Energy Performance Assessment for existing Non- Residential buildings), με σκοπό την ανάλυση ενεργειακών επιθεωρήσεων σε κτίρια και το οποίο τελείωσε τον Ιούνιο του 2007. Το πρόγραμμα έχει αναπτύξει την EPA- NR μεθοδολογία καθώς και το ομώνυμο λογισμικό. Το λογισμικό χρησιμοποιείται έτσι ώστε να συνδυάσει τα υφιστάμενα δεδομένα του κτιρίου, τις απαιτήσεις του πελάτη αλλά και τα οικονομικά εφικτά μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας για να υπολογίσει την ενεργειακή απόδοση του κτιρίου σύμφωνα με το EPBD και τα CEN-standards. Το εύρος των κατηγοριών κτιρίων αλλά και των περιοχών με διαφορετικές κλιματολογικές και περιβαλλοντικές συνθήκες, στα οποία καλείται να εφαρμοστεί αυτή η μεθοδολογία είναι πολύ μεγάλο, γεγονός που δυσκολεύει την εκπόνησή της. 24

Για το λόγο αυτό το πρόγραμμα EPA-NR, για να μπορεί να εφαρμοστεί σε όλες τις χώρες της Ευρώπης, διαθέτει εργαλεία και βιβλιοθήκες με πληροφορίες πάνω στα κατασκευαστικά μέρη, και στις συσκευές ενός κτιρίου. Επιπλέον, διαθέτει αρχεία καιρού και κλιματολογικών συνθηκών διαφόρων περιοχών καθώς και εθνικά πρότυπα - μεθοδολογίες. 4.2 EPA-NR: ομή υπολογιστικής διαδικασίας Η υπολογιστική μέθοδος του EPA-NR στηρίζεται στο πρότυπο ISO 13790. Σύμφωνα με το πρότυπο ISO 13790, που δημιουργήθηκε για την εξοικονόμηση ενέργειας στον κτιριακό τομέα, η γενική διαδικασία που θα πρέπει να ακολουθούν τα κράτη μέλη της Ε.Ε. για την πραγματοποίηση μιας ενεργειακής μελέτης συνοψίζεται στα παρακάτω βήματα: 1. επιλογή της μεθόδου υπολογισμού: εποχιακή ή μηνιαία μέθοδος (seasonal or monthly method), ωριαία μέθοδος (simple hourly method), δυναμική μέθοδος (dynamic method), 2. καθορισμός κλιματιζόμενων και μη κλιματιζόμενων χώρων, 3. καθορισμός θερμικών ζωνών (χωρίζεται σε ζώνες αν οι θερμοκρασίες αναφοράς των χώρων διαφέρουν περισσότερο από 4Κ), 4. καθορισμός εσωτερικών συνθηκών, εξωτερικό κλίμα, άλλα κλιματικά δεδομένα, 5. υπολογισμός της απαιτούμενης ενέργειας θέρμανσης / ψύξης για κάθε χρονικό βήμα και ανά θερμική ζώνη, 6. συνδυασμός των αποτελεσμάτων για κάθε χρονικό βήμα και θερμική ζώνη που εξυπηρετούνται από το ίδιο Η/Μ σύστημα και υπολογισμός καταναλισκόμενης ενέργειας λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες του, 7. συνδυασμός των αποτελεσμάτων για κάθε χρονικό, 8. υπολογισμός της χρονικής περιόδου θέρμανσης / ψύξης. Κύρια δεδομένα εισόδου κατά ISO 13790 Τα κύρια δεδομένα που θα πρέπει να αναζητήσουμε προκειμένου να είμαστε σε θέση να εκπονήσουμε την ενεργειακή μελέτη είναι: 1. ιδιότητες αερισμού και μετάδοσης, 2. θερμικά κέρδη από εσωτερικές πηγές, ηλιακές ιδιότητες, 3. κλιματικά δεδομένα, 25

4. εξωτερική θερμοκρασία, 5. προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, 6. χαρακτηριστικά ανέμου, 7. δεδομένα υγρασίας κλπ, 8. περιγραφή κτιρίου και τμημάτων του, συστήματα και χρήση, 9. εσωτερικές απαιτήσεις (αρχικές τιμές θερμοκρασίας και διακύμανση αερισμού), 10. δεδομένα σχετικά με θέρμανση, ψύξη, ζεστό νερό, αερισμό και φωτισμό: διαχωρισμός του κτιρίου σε ζώνες για υπολογισμούς (ξεχωριστά συστήματα μπορεί να χρειάζονται διαφορετικές ζώνες), απώλειες ενέργειας ανακτώμενες και μη ή ανακτώμενες μέσα στο κτίριο (εσωτερικά κέρδη ενέργειας, ανάκτηση θερμικών απωλειών αερισμού), παροχή και θερμοκρασία αέρα αερισμού (αν υπάρχει κεντρική προθέρμανση/ψύξη) και συσχετιζόμενη ενέργεια με την κυκλοφορία αέρα και την προθέρμανση/ψύξη. Κύρια δεδομένα εξόδου κατά ISO 13790 Ο συνδυασμός των παραπάνω με το κατάλληλο λογισμικό έχει ως αποτέλεσμα τις απαιτήσεις και καταναλώσεις ενέργειας του υπό μελέτη κτιρίου και άλλα χρήσιμα στοιχειά που θα μας βοηθήσουν στη βελτίωση της ενεργειακής του συμπεριφοράς όπως τα παρακάτω: ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις για θέρμανση και ψύξη του χώρου, ετήσια κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση και ψύξη του χώρου, αλληλεπίδραση της διάρκειας των περιόδων ψύξης και θέρμανσης με την χρησιμοποιούμενη ενέργεια των συστημάτων του κτιρίου. Επιπλέον μηνιαίες τιμές ενεργειακών αναγκών και χρήσης, μηνιαίες τιμές κύριων στοιχείων στο ισοζύγιο ενέργειας, π.χ. μετάδοση, αερισμός, ηλιακή θερμότητα, εσωτερικά κέρδη θερμότητας, συνεισφορά ηλιακής ακτινοβολίας, απώλειες (από θέρμανση, ψύξη, ζεστό νερό, αερισμό και φωτισμό) ανακτώμενων στο κτίριο. Όλα τα παραπάνω μπορούν να συνοψιστούν σε ένα διάγραμμα ροής που μας παρουσιάζει τη συνολική εικόνα της διαδικασίας την οποία ακολουθεί το EPA-NR χρησιμοποιώντας το πρότυπο ISO 13790. 26

Σχήμα 4. 1: ιάγραμμα ροής της υπολογιστικής διαδικασίας που ακολουθεί το EPA-NR κατά ISO 13790 και η σύνδεσή του με άλλα πρότυπα 27

Κεφάλαιο 5 Η προς μελέτη ελληνική συμβατική μονοκατοικία 5.1 Περιγραφή του κτιρίου Στην εργασία μελετάται η κατασκευή μιας συμβατικής ελληνικής διώροφης μονοκατοικίας, με σκοπό να παρουσιάσει τις ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου και να προταθούν λύσεις που θα βελτιώσουν την ενεργειακή απόδοση του με στόχο τη μετάβασή του σε κτίριο χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, σύμφωνα με το γερμανικό πρότυπο Passivhaus. 5.2 Χωροθέτηση του κτιρίου Το κτίριο θεωρήθηκε ότι βρίσκεται στην ευρύτερη περιοχή του πολεοδομικού συγκροτήματος της Θεσσαλονίκης, συνεπώς κατατάσσεται στη Γ κλιματική ζώνη σύμφωνα με τα πρότυπα του Κ.Εν.Α.Κ. Οι διαστάσεις του οικοπέδου θεωρήθηκαν τέτοιες, ώστε το κτίριο να δέχεται ανεμπόδιστα την ηλιακή ακτινοβολία χωρίς να δημιουργείται σκίαση σε καμιά εποχή του έτους από γειτονικά κτίρια. Οι παραπάνω παραδοχές έγιναν, προκειμένου να μπορεί να μελετηθεί ένα κτίριο που: διαθέτει ανοίγματα σε όλες του τις όψεις, οι ενεργειακές του απολαβές εξαρτώνται μόνο από τις κλιματολογικές συνθήκες, δεν έχει αλληλεπίδραση με γειτονικά κτίρια. 5.3 Αρχιτεκτονική περιγραφή του κτιρίου Όπως προαναφέρθηκε, το κτίριο είναι μια διώροφη μονοκατοικία με στέγη. Η συνολική κάλυψη είναι 122 m 2. Πιο συγκεκριμένα το κτίριο αποτελείται από το ισόγειο, στο οποίο βρίσκονται οι κοινόχρηστοι χώροι (σαλόνι, κουζίνα, λουτρό) και ένας ξενώνας και ένας μεγάλος ημιηπαίθριος χώρος στη νότια πλευρά που προσφέρει ικανή ηλιοπροστασία για αποφυγή υπερθέρμανσης των χώρων τη θερινή 28

περίοδο [βλ. Σχήμα 5.1]. Στον όροφο, βρίσκονται τα υπνοδωμάτια και ένα επιπλέον λουτρό [βλ. Σχήμα 5.2]. Σχήμα 5. 1: Κάτοψη ισογείου (πηγή πρωτότυπο) 29

Σχήμα 5. 2: Κάτοψη ορόφου (πηγή πρωτότυπο) 30

Σχήμα 5. 3: Όψη κτιρίου (πηγή πρωτότυπο) Σχήμα 5. 4: Τομή κτιρίου (πηγή πρωτότυπο) 31

5.4 Οικοδομική περιγραφή του κτιρίου 5.4.1 Φέροντα στοιχεία Το κτίριο έχει φέροντα οργανισμό οπλισμένου σκυροδέματος αποτελούμενο από πλάκες, δοκούς, υποστυλώματα και τοιχία, οι θέσεις των οποίων εμφανίζονται στις κατόψεις του κτιρίου [βλ. Σχήμα 5.1 και 5.2]. Τα υποστυλώματα ελήφθησαν όλα με διαστάσεις διατομής 0.40 m x 0.40 m, ενώ τα τοιχία με σταθερό πάχος 0.25 m και μήκος που ποικίλλει, από 1.10 m έως 3.10 m. Οι πλάκες σχεδιάστηκαν με πάχος 0.15 m, ενώ η διατομή των δοκαριών επιλέχτηκε 0.25 m x 0.60 m. Η θεμελίωση αποτελείται από συνδυασμό μεμονωμένων πέδιλων και πεδιλοδοκών που ενώνονται μεταξύ τους με συνδετήριες δοκούς και εδράζονται στην ίδια στάθμη. 5.4.2 Τοιχοποιία πλήρωσης Ο οργανισμός πλήρωσης αποτελείται εξολοκλήρου από οπτόπλινθους, οι οποίες συνθέτουν δύο διαφορετικά είδη τοιχοποιίας: δικέλυφη δρομική τοιχοποιία ονομαστικού πάχους 0.25 m, μονοκέλυφη δρομική τοιχοποιία ονομαστικού πάχους 0.10 m Όλοι οι εξωτερικοί τοίχοι είναι κατασκευασμένοι με δικέλυφη τοιχοποιία που αποτελείται από οπτόπλινθους διαστάσεων 9 cm x 15 cm x 33 cm [4] με θερμομόνωση στον πυρήνα. Όλοι οι εσωτερικοί τοίχοι είναι κατασκευασμένοι με μονοκέλυφη δρομική τοιχοποιία που αποτελείται από οπτοπλίνθους 9 cm x 15 cm x 33 cm [4]. 5.4.3. Η υγρομόνωση Για την προστασία της κατασκευής από την υγρασία του εδάφους κρίθηκε απαραίτητη η τοποθέτηση υγρομόνωσης στα δομικά στοιχεία που έρχονται σε επαφή με αυτό. Τα δομικά στοιχεία αυτά είναι: το δάπεδο του ισογείου σε επαφή με το έδαφος, η θεμελίωση. 32

5.4.4. Η θερμομόνωση Η θερμομόνωση συμβάλλει αποτελεσματικά στην ελαχιστοποίηση της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ του εξωτερικού και εσωτερικού περιβάλλοντος με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός ευχάριστου εσωκλίματος με την μικρότερη δυνατή κατανάλωση ενέργειας. Έχει εκτιμηθεί ότι με τη θερμική προστασία ενός συμβατικού κτιρίου μπορεί να εξοικονομηθεί έως και 45% της ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του. Σε ορισμένες μάλιστα περιπτώσεις το ποσοστό αυτό μπορεί να φτάσει και το 60%, γεγονός που αποτελεί και στόχο αυτής της διπλωματικής εργασίας. Από την άλλη, το κόστος αγοράς και τοποθέτησης των υλικών δεν ξεπερνά το 4% του συνολικού κόστους κατασκευής [10]. Υπολογισμός συντελεστών θερμοπερατότητας αδιαφανών δομικών στοιχειών Ο βαθμός θερμομονωτικής προστασίας ενός αδιαφανούς δομικού στοιχείου προσδιορίζεται από το συντελεστή θερμοπερατότητας (U), αυτού οριζόμενου από το αντίστροφο του αθροίσματος των θερμικών αντιστάσεων που προβάλλουν οι διαδοχικές στρώσεις του δομικού στοιχείου στη θεωρούμενη κατά παραδοχή μονοδιάστατη και κάθετη στην επιφάνεια του ροή θερμότητας μέσω αυτού και των αντίστοιχων θερμικών αντιστάσεων που προβάλλουν οι εκατέρωθεν των όψεων στρώσεις αέρα. U 1 n dj Ri R R j j 1 όπου: U [W/(m² K)]: ο συντελεστής θερμοπερατότητας του δομικού στοιχείου, n [ ]: το πλήθος των στρώσεων του δομικού στοιχείου, d [m]: το πάχος της κάθε στρώσης του δομικού στοιχείου, λ [W/(m K)]: ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του υλικού της κάθε στρώσης, όπως ορίζεται στον πίνακα 2 των Τ.Ο ΤΕΕ: Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων, R δ [m² K/W]: η θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα σε τυχόν υφιστάμενο διάκενο ανάμεσα στις στρώσεις του δομικού στοιχείου, με την προϋπόθεση ότι ο αέρας του 33

διάκενου δεν επικοινωνεί με το εξωτερικό περιβάλλον και θεωρείται πρακτικά ακίνητος και ισούται με 0 καθώς δεν υπάρχει διάκενο στα στοιχεία του κτιρίου, R i [m² K/W]: η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από τον εσωτερικό χώρο προς το δομικό στοιχείο, όπως ορίζεται στους πίνακες 3α και 3β των Τ.Ο ΤΕΕ: Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων, R a [m² K/W]: η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από το δομικό στοιχείο προς το εξωτερικό περιβάλλον, όπως ορίζεται στους πίνακες 3α και 3β των Τ.Ο ΤΕΕ: Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων. Θερμομόνωση φέροντος οργανισμού Η μόνωση στοιχείων από σκυρόδεμα αποτελεί μία πλήρη προστασία του σκελετού της κατασκευής, συνεισφέροντας στην θερμική άνεση των ατόμων που ζουν κι εργάζονται σε αυτήν. Σε όλα τα στοιχεία του οπλισμένου σκυροδέματος χρησιμοποιείται ως υλικό θερμομόνωσης αφρώδη εξηλασμένη πολυστερίνη σε πλάκες, όπως και στα υπόλοιπα δομικά στοιχεία του κτιρίου, και για να υπολογιστεί το απαραίτητο πάχος της στρώσης αυτής θα αξιοποιηθεί η βοήθεια του υπολογιστικού προγράμματος Excel. 34

ομικό στοιχείο : ΟΚΑΡΙΑ-ΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ Ασβεστοκονίαμα 2cm Εξηλασμένη πολυστερίνη 7cm Oπλισμένο Σκυρόδεμα 25cm Ασβεστοκονίαμα 2cm Eξωτερικός χώρος Θερμαινόμενος χώρος Ενδεικτική διατομή του τοιχίου με θερμομόνωση στο κτίριο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤOY ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ U Φαινόμενο Συντελεστής Θερμική Στρώσεις δομικού υλικού από έξω ειδικό Πάχος θερμικής αντίσταση προς τα μέσα βάρος αγωγ. d/λ ρ d λ kg/m 3 m W/mK m 2 K/W 1. Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.020 0.870 0.023 2.Εξηλασμένη πολυστερίνη 30-45 0.070 0.033 2.121 3.Οπλισμένο σκυρόδεμα 2400 0.250 2.500 0.100 4.Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.020 0.870 0.023 Σd= 0.360 Rss= 2.27 1.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εσωτερικά) R i = m 2 K/W 0.13 2.Αντίσταση θερμοδιαφυγής R δ = m 2 K/W 0 3,Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εξωτερικά) R a = m 2 K/W 0.04 Συντελεστής θερμοπερατότητας U= 0.41 Μέγιστος επιτρ. Συντ. θερμοπερατότητας U max = 0.45 Πίνακας 5. 1: Υπολογισμός συντελεστή θερμοπερατότητας τοιχίου-δοκαριού 35

ομικό στοιχείο : ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ Ασβεστοκονίαμα 2cm Εξηλασμένη πολυστερίνη 7cm Oπλισμένο Σκυρόδεμα 40cm Ασβεστοκονίαμα 2cm Eξωτερικός χώρος Θερμαινόμενος χώρος Ενδεικτική διατομή του υποστυλώματος με θερμομόνωση στο κτίριο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤOY ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ U Φαινόμενο Συντελεστής Θερμική Στρώσεις δομικού υλικού από έξω ειδικό Πάχος θερμικής αντίσταση προς τα μέσα βάρος αγωγ. d/λ ρ d λ kg/m 3 m W/mK m 2 K/W 1. Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.020 0.870 0.023 2.Εξηλασμένη πολυστερίνη 30-45 0.070 0.033 2.121 3.Οπλισμένο σκυρόδεμα 2400 0.400 2.500 0.160 4.Ασβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.020 0.870 0.023 Σd= 0.510 Rss= 2.33 1.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εσωτερικά) R i = m 2 K/W 0.13 2.Αντίσταση θερμοδιαφυγής R δ = m 2 K/W 0 3,Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εξωτερικά) R a = m 2 K/W 0.04 Συντελεστής θερμοπερατότητας U= W/m 2 K 0.42 Μέγιστος επιτρ. Συντ. θερμοπερατότητας U max = W/m 2 K 0.45 Πίνακας 5. 2: Υπολογισμός συντελεστή θερμοπερατότητας υποστυλώματος 36

Θερμομόνωση οργανισμού πλήρωσης Η θερμομόνωση στα στοιχεία πλήρωσης τοποθετείται στον πυρήνα της δικέλυφης τοιχοποιίας. Η κατασκευή αυτού του τύπου θερμομόνωσης είναι η πλέον διαδεδομένη στον ελληνικό χώρο, αποδοτική και εύκολη, ενώ παράλληλα προσφέρει εκμετάλλευση της θερμοχωρητικότητας του εσωτερικού κελύφους της τοιχοποιίας. 37

ομικό στοιχείο : ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑ Ασβεστοκονίαμα 2cm Οπτόπλινθοι 15Χ9Χ33 cm Εξηλασμένη πολυστερίνη 6cm Οπτόπλινθοι 15Χ9Χ33 cm Ασβεστοκονίαμα 2cm Eξωτερικός χώρος Θερμαινόμενος χώρος Ενδεικτική διατομή της θερμομονωμένης δικέλυφης δρομικής τοιχοποιίας ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤOY ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ U Φαινόμενο Συντελεστής Θερμική Στρώσεις δομικού υλικού από έξω ειδικό Πάχος θερμικής αντίσταση προς τα μέσα βάρος αγωγ. d/λ ρ d λ kg/m 3 m W/mK m 2 K/W 1.Aσβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.020 0.870 0.023 2.Οπτοπλινθοδομη 1200 0.090 0.450 0.200 3.Εξηλασμένη πολυστερίνη 30-45 0.060 0.033 1.818 4.Οπτοπλινθοδομή 1200 0.090 0.450 0.200 5. Aσβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.020 0.870 0.023 Σd= 0.280 Rss= 2.26 1.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εσωτερικά) R i = m 2 K/W 0.13 2.Αντίσταση θερμοδιαφυγής R δ = m 2 K/W 0 3.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εξωτερικά) R a = m 2 K/W 0.04 Συντελεστής θερμοπερατότητας U= W/m 2 K 0.41 Μέγιστος επιτρ. συντ. θερμοπερατότητας U max = W/m 2 K 0.45 Πίνακας 5. 3: Υπολογισμός συντελεστή θερμοπερατότητας εξωτερικής τοιχοποιίας 38

ομικό στοιχείο : ΑΠΕ Ο Η/Χ Ενδεικτική διατομή δαπέδου Η/Χ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤOY ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ U Φαινόμενο Συντελεστής Θερμική Στρώσεις δομικού υλικού από έξω ειδικό Πάχος θερμικής αντίσταση προς τα μέσα βάρος αγωγ. d/λ ρ d λ kg/m 3 m W/mK m 2 K/W 1.Aσβεστοτσιμεντοκονίαμα 1800 0.015 0.870 0.017 2.Οπλισμένο σκυρόδεμα 2400 0.150 2.500 0.060 3.Εξηλασμένη πολυστερίνη 30-45 0.080 0.033 2.424 4.Γαρμπιλοσκυρόδεμα 1900 0.050 1.100 0.045 5.Πατητή τσιμεντοκονία 2000 0.025 1.400 0.018 6.Μάρμαρο 2800 0.02 3.5 0.006 Σd= 0.340 Rss= 2.57 1.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εσωτερικά) R i = m 2 K/W 0.1 2.Αντίσταση θερμοδιαφυγής R δ = m 2 K/W 0 3.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εξωτερικά) R a = m 2 K/W 0.04 Συντελεστής θερμοπερατότητας U= W/m 2 K 0.37 Μέγιστος επιτρ. συντ. θερμοπερατότητας U max = W/m 2 K 0.40 Πίνακας 5. 4: Υπολογισμός συντελεστή θερμοπερατότητας δαπέδου Η/Χ 39

Θερμομόνωση δαπέδου σε επαφή με το έδαφος Η ροή θερμότητας από ένα δομικό στοιχείο σε επαφή με το έδαφος είναι ένα σύνθετο τρισδιάστατο φαινόμενο. Ο έλεγχος επάρκειας θερμομόνωσης του δομικού στοιχείου που έρχεται σε επαφή με το έδαφος γίνεται για τον ονομαστικό συντελεστή θερμοπερατότητας U, όπως και στα υπόλοιπα δομικά στοιχεία λαμβάνοντας υπόψη: το βάθος έδρασης του δαπέδου και τη χαρακτηριστική διάσταση της πλάκας Β B ' 2 A όπου: Α [m 2 ]: το καθαρό εμβαδόν της πλάκας, Π [m]: η εκτεθειμένη περίμετρος της πλάκας. 40

ομικό στοιχείο : ΑΠΕ Ο ΣΕ ΕΠΑΦΗ ΜΕ ΤΟ Ε ΑΦΟΣ Σκυρόδεμα καθαριότητας 12.0cm Οπλισμένο Σκυρόδεμα 15.0cm Ασφαλτική μεμβράνη 0.7cm Εξηλασμένη Πολυστερίνη 4.0 cm Γαρμπιλοσκυρόδεμα 5.0cm Μάρμαρο 2.0cm Ενδεικτική διατομή θερμομονωμένου δαπέδου σε επαφή με το έδαφος ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤOY ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΘΕΡΜΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ U Φαινόμενο Συντελεστής Θερμική Στρώσεις δομικού υλικού από έξω ειδικό Πάχος θερμικής αντίσταση προς τα μέσα βάρος αγωγ. d/λ ρ d λ kg/m 3 m W/mK m 2 K/W 1.Λιθορριπή 1900 0.250 0.000 0.000 2.Μεμβράνη πολυαιθυλενίου 1200 0.000 0.000 0.000 3.Σκυρόδεμα καθαριότητας 18 0.120 0.000 0.000 4.Στεγανοποίηση 1100 0.007 0.190 0.037 5.Εξηλασμένη πολυστερίνη 30-45 0.040 0.033 1.212 6.Οπλισμένο σκυρόδεμα 2400 0.150 2.500 0.065 7.Γαρπιλοσκυρόδεμα 1900 0.050 1.100 0.045 8.Πατητή τσιμεντοκονία 2000 0.025 1.400 0.018 9.Μάρμαρo 2800 0.02 3.5 0.006 Σd= 0.663 Rss= 1.38 1.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εσωτερικά) R i = m 2 K/W 0.17 2.Αντίσταση θερμοδιαφυγής R δ = m 2 K/W 0 3.Αντίσταση θερμικής μετάβασης (εξωτερικά) R a = m 2 K/W 0 Ονομαστικός συντελεστής θερμοπερατότητας U= W/m 2 K 0.64 Συντελεστής θερμοπερατότητας U= W/m 2 K 0.366 Μέγιστος επιτρ. συντ. θερμοπερατότητας U max = W/m 2 K 0.45 Πίνακας 5. 5: Υπολογισμός συντελεστή θερμοπερατότητας δαπέδου σε επαφή με το έδαφος 41

Θερμομόνωση οροφής κάτω από μη θερμομονωμένη στέγη Στην περίπτωση αυτή θερμομονώνεται οριζόντια η πλάκα που βρίσκεται κάτω από τη στέγη. Η κατασκευή αυτού του τύπου είναι απλή και δεν απαιτείται εξειδικευμένο προσωπικό. Η θερμομονωτική στρώση πρέπει να παραμείνει ελεύθερη και να μην επικαλυφθεί με φύλλα πολυαιθυλενίου ή άλλα αδιαπέρατα από τους υδρατμούς υλικά, έτσι ώστε να αποφευχθούν φαινόμενα συμπύκνωσης των διαχεόμενων υδρατμών από τον εσωτερικό χώρο. U RU d 1 n j Ri R Ru R j 1 j όπου: U RU [W/(m² K)]: ο συντελεστής θερμοπερατότητας της οριζόντιας οροφής κάτω από τη μη θερμομονωμένη στέγη, n [ ]: το πλήθος των στρώσεων της οριζόντιας οροφής, d [m]: το πάχος της κάθε στρώσης της οριζόντιας οροφής, λ [W/(m K)]: ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του υλικού της κάθε στρώσης όπως ορίζεται στον πίνακα 2 των Τ.Ο ΤΕΕ: Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων, R δ [m² K/W]: η θερμική αντίσταση του στρώματος αέρα σε τυχόν υφιστάμενο διάκενο ανάμεσα στις στρώσεις της οριζόντιας οροφής, με την προϋπόθεση ότι ο αέρας του διάκενου δεν επικοινωνεί με το εξωτερικό περιβάλλον και θεωρείται πρακτικά ακίνητος και ισούται με 0 καθώς δεν υπάρχει διάκενο στο κτίριο, R i [m² K/W]: η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από τον εσωτερικό χώρο προς την οριζόντια οροφή, όπως ορίζεται στους πίνακες 3α και 3β των Τ.Ο ΤΕΕ: Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων, R a [m² K/W]: η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλει το επιφανειακό στρώμα αέρα στη μετάδοση της θερμότητας από την οριζόντια οροφή προς το εξωτερικό περιβάλλον, όπως ορίζεται στους πίνακες 3α και 3β των Τ.Ο ΤΕΕ: Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων, R U [m² K/W]: η αντίσταση θερμικής μετάβασης που προβάλλει το στρώμα αέρα μεταξύ της οριζόντιας οροφής και της κεκλιμένης στέγης, συμπεριλαμβανομένης 42