Σάββατο, 23 Μαΐου 2009

"Kτίρια χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας"







Η συζήτηση αυτή, δεν "άναψε" δυστυχώς ακόμη, παρά την πρόσφατη καταδίκη της χώρας μας για ΜΗ εφαρμογή της Οδηγίας 2002/91/ΕΚ για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων!

Μακρυνό παρελθόν μοιάζει πια η περίοδος εκείνη (1994-2001) που δώσαμε κυριολεκτικά μάχες (που ξεκίνησαν παραδόξως από το ΥΠΕΧΩΔΕ με την αμέριστη συμπαράσταση του ΚΑΠΕ, αλλά και άξιων Πανεπιστημιακών και ερευνητών) προκειμένου να ενσωματώσει η χώρα στο εθνικό της δίκαιο ανάλογη - παλαιότερη - οδηγία, την 93/76/ΕΟΚ και να θεσπισθεί ένα Σχέδιο Δράσης για την Εξοικονόμηση Ενέργειας στον Οικιστικό τομέα" ("ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2001", Μάρτιος 1995). Και όχι μόνο: Για να κάνουμε ευρύτερα γνωστούς όρους όπως "Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική", "Οικολογική Δόμηση" "Αειφόρος Ανάπτυξη", κλπ.

Μια σπουδαία Επιτροπή Εμπειρογνωμόνων κατάφερε με σκληρή δουλειά και πείσμα το ακατόρθωτο, για εκείνη την εποχή: Να εκπονήσει μια στιβαρή πολιτική κινήτρων για την εξοικονόμηση ενέργειας στον οικιστικό τομέα, αλλά και έναν νέο ενεργειακό Κανονισμό, που θα αντικαθιστούσε, επιτέλους, έναν πεπαλαιωμένο Κανονισμό Θερμομόνωσης που δεν μπορούσε να πλέον να υποστηρίξει τις νέες προκλήσεις της εποχής. Και όχι μόνο . . .

Αλλά στο τέλος ΜΗΔΕΝ ή σχεδόν ΜΗΔΕΝ. Η εφαρμογή σκόνταψε στα γρανάζια μιάς διοίκησης και κυρίως ορισμένων προσώπων που το ενδιαφέρον τους για το θέμα υποκινείτο από το "ίδιον όφελος".

Και τώρα, καθώς περιμένουμε την εφαρμογή της νεώτερης οδηγίας, η οποία μάλιστα ενσωματώθηκε στο εθνικό μας δίκαι με το Νόμο 3661/08, η οποία και πάλι σκαλώνει σε ανάλογα ή και ίδια γρανάζια και στα ίδια άτομα (;) είναι μοιραίο να αναζοωπυρώνονται οι μνήμες και να ξυπνάνε ανάμικτα συναισθήματα! Και θυμός... μεγάλος θυμός... για όλα όσα δεν πρόλαβε να δει η Νιόβη Χρυσομαλλίδου, η χαρισματική καθηγήτρια του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, που χωρίς αυτήν τίποτε δεν θα ήταν δυνατό, τότε... μια και με τις πολύχρονες και επίπονες έρευνές της πρόσφερε ένα σημαντικότατοπ υπόβαθρο για να στηρίξουμε τις μελέτες μας για την Ενεργειακή Ταυτότητα των Κτιρίων και κυρίως για τον καθορισμό των ενεργειακών κατηγοριών.

Τα κτίρια χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης είναι τα κτίρια, όπως απέδειξε, που απαι­τούν για την θέρμανση των χώρων ένα θερμικό φορτίο, μεταξύ 40-80 Kwh/m2 ετησίως, που αντιστοιχεί σε περίπου 4-8 λίτρα πετρελαίου ανά m2 ετ. Σε αντίθεση με αυτόν τον στόχο, οι μετρήσεις της έδειξαν ότι το κτιριακό απόθεμα της χώρας, που κατά 89% έχει κατασκευασθεί πριν από το 1980 (ημερομηνία έκδοσης του Κανονισμού Θερμομόνωσης) καταναλώνει, κατά μέσο όρο, 375-156 Kwh/m2 το έτος, ανάλογα με τον τύπο του κτιρίου.
Και κάνοντας αναφορά στον νέο, του 1995, Ενεργειακό Κανονισμό της Γερμανίας, μας ανέφερε ότι τα κτίρια στην Γερμανία είχε τεθεί ως στόχος μία τιμή κατανάλωσης, της τάξης των 90 Kwh/m2a., ενώ ο στόχος για κτίρια χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας είχε τεθεί στο επί­πεδο των 65 Kwh/m2/έτος σε μια χώρα όπου οι κλιματικές συνθή­κες είναι δυσμενείς για την επίτευξή της, και συνεπώς θα έπρεπε για τον σκοπό αυτό να παρθούν ισχυρότατα μέτρα στα κτίρια.

Η διαπίστωση αυτή έκανε την Νιόβη πολύ αισιόδοξη για τον τόπο μας, όπου οι κλιματικές συνθήκες είναι πολύ πιο ευνοϊκές, σχετικά με την επίτευξη ανάλογων στόχων. Έκανε Σεμινάρια σε όλη της Ελλάδα και στην Κύπρο. Με καρδιά, μεράκι και όραμα έδινε τον ευατό της για να "περάσει" στους νέους μηχανικούς ή/και σε φοιτητές το καταστάλαγμα των ερευνών της και να συμβάλλει με τον τρόποι της στην αναγκαία στροφή προς "Κτίρια ΧΖαμηλής Κατανάλωσης Ενέργειας"!
Με την "άδειά" της θα αναφέρω μερικές από τις βασικές έννοιες που προσπάθησε να φέρει πιο κοντά στους μελετητές και που σήμερα, περισσότερο από ποτέ, είναι απολύτως αναγκαίες για να μπορέσουμε να υποστηρίξουμε όλοι μας την υπόθεση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων!

Υποστήριζε, η Νιόβη Χρυσομαλλίδου, ότι τα νέα διαθέσιμα υλικά, η συνεχής βελτίωση των υπαρχόντων, όπου και σ’αυτά λείπει το σήμα ποιότητας, καθώς και τα εξελιγμένα συστήματα θέρμανσης και αερισμού των χώρων, δίνουν τη δυνατότητα για επίλυση του ενεργειακού προβλήματος, συμπιέζοντας το παραπάνω φορτίο στις 104-62 Kwh/m2a, και μόνον με μέτρια μέτρα θερμομόνωσης των κτιρίων. Αν συμπεριληφθούν στα μέτρα μόνωσης και άλλες παράμετροι που χαρακτηρίζουν τα κτιρια ως Χ.Κ.Ε., και που πολλά από αυτά δεν επιβαρύνουν το κόστος κατασκευής, τότε καταλαβένεται ότι εύκολα οι παραπάνω τιμές θα συμπιεσθούν ακόμη παραπάνω.

Στη βάση αυτή τα χαρακτηριστικά ενός χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας κτιρίου συνοψίστηκαν σε δύο ομάδες στόχων:

Α. Μείωση θερμικών απωλειών

Β. Αύξηση θερμικών κερδών , που επιτυγχάνονται από τον ίδιο τον σχεδιασμό, εφόσον ο μελετητής αρχιτέκτονας μηχανικός έχει επάρκεια γνώσης γύρω από τα ενεργειακά ζητήματα, προδιαγράφοντας την θερμική συμπεριφορά του κτιρίου, για όλη την διάρκεια ζωής του, και λαμβάνοντας μία σειρά αποφάσεις που έχουν σχέση:

1ον. Με την ένταξη του κτιρίου στο οικόπεδο και μόνο εφόσον υπάρχει ευελιξία, δεδομένου ότι τα 3/4 των κτιρίων, που βρίσκονται σε αστικό περιβάλλον, έχουν μη ευνοϊκό προσανατολισμό, ή ακόμη και αν έχουν σκιάζονται από άλλα κτίρια. Ωστόσο και σε αυτές τις περιπτώσεις δεν σημαίνει ότι δεν μπορούμε να έχουμε κτίρια Χαμηλής Κατανάλωσης Ενέργειας.

Οι θερμικές απώλειες του κτιρίου και κατά συνέπεια η κατανάλωση ενέργειας, μπορεί να επηρεασθούν κατά 200%, εάν τοποθετηθεί το κτίριο σε εκτεθειμένη στον άνεμο θέση, ή αντίστοιχα να μειωθούν κατά 50% εάν τοποθετηθεί σε προστατευμένη θέση.

2. Με την στρατηγική ενεργειακού σχεδιασμού, δηλαδή με την απόφαση να σχεδιάσουμε ένα κτίριο αμυντικό (κλειστό, εσωστρεφές), που φροντίζουμε να έχει όσο το δυνατό μικρότερες θερμικές απώλειες και όπου θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε βοηθητικά και κάποιους ηλιακούς συλλέκτες. Παράλληλα, μπορούμε να πάρουμε απόφαση και για κτίριο επιθετικό (ανοιχτό προς νότο), ώστε να υπάρχει η δυνατότητα εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας με χρήση Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων (η απόφαση αυτή προϋποθέτει βέβαια τη χρήση του νότου, έχει κυρίως σχέση με το κλίμα της περιοχής, και τον χρόνο χρήσης του κτιρίου).

Και στις δύο περιπτώσεις και αυτό τονίζω, το κτίριο μπορεί να μας δώσει τα ίδια ενεργειακά αποτελέσματα.

3. Με την λειτουργική οργάνωση των χώρων σε συνδυασμό με την προηγούμενη απόφαση για κτίριο ανοιχτό, οι χώροι με μεγάλο χρόνο χρήσης, όπως η ομάδα των κοινόχρηστων χώρων σε μία κατοικία , καθιστικό, τραπεζαρία, κουζίνα, που παράλληλα απαιτούν και υψηλή εσωτερική θερμοκρασία, θα πρέπει να χωροθετούνται στο νότο.. Αντίθετα μ' αυτό, οι χώροι περιορισμένης χρήσης, και με χαμηλότερη εσωτερική θερμοκρασία, υπνοδωμάτια και βοηθητικοί εν γένει χώροι, θα πρέπει να χωροθετούνται διαδοχικά προς βορρά.

4. Με την δημιουργική ικανότητα του μελετητή να προσδιορίσει την κατάλληλη μορφή του κτιρίου που επηρεάζει την Τελική Κατανάλωση Ενέργειας και μάλιστα σε σχέση με το κλίμα της περιοχής και τον βαθμό μόνωσης του κελύφους.

5.Με τον κατάλληλο προσανατολισμό του κτιρίου, που επηρεάζεται στην πράξη όχι μόνο από την παράμετρο ενέργεια, αλλά και από άλλες εξίσου καθοριστικές παραμέτρους όπως την θέα, την μορφολογία του εδάφους, την σχέση του κτιρίου με τον βασικό δρόμο κυκλοφορίας, κ.λ.π. και φαίνεται να συμμετέχει και αυτή η παράμετρος δυναμικά στο θερμικό ισοζύγιο του κτιρίου.

6. Με το μέγεθος, την ποιότητα κατασκευής, και την ηλιοπροστασία των ανοιγμάτων όπου χρειάζεται, ανάλογα με τον προσανατολισμό. Όσο αυξάνει η επιφάνεια των ανοιγμάτων στον νότο, αυξάνει το ηλιακό κέρδος και συνεπώς μειώνεται το καθαρό απαιτητό φορτίο.
7. Με την μέθοδο και τα υλικά κατασκευής του κελύφους, με επιλογή υλικών μεγάλης θερμοχωρητικότητας, όπου χρειάζονται, για την αποθήκευση θερμικής ενέργειας, η την χρήση μονωτικώ υλικών μεγάλου πάχους, για την όσο το δυνατό μεγαλύτερη συμπίεση των θερμικών απωλειών με αγωγιμότητα (θα πρέπει να φροντίζουμε για ένα αεροσταγανό περίβλημα, για ελαχιστοποίηση των θερμογεφυρών στην κατασκευή, ή ακόμη για ένα σύστημα εγκατάστασης θέρμανσης με δυνατότητα ρύθμησης και υψηλό βαθμό απόδοσης).

8. Με τη χρήση Π.Η.Σ., όπου για να πετύχουν αυτά τα συστήματα, πρέπει να είναι εξασφαλισμένη η απόδοσή τους, άρα θα πρέπει να έχουν αντιμετωπισθεί σωστά κατά τον σχεδιασμό όλα τα προηγούμενα.

9. Με την ορθή συμπεριφορά των ενοίκων, δεδομένου ότι κάθε βαθμός μεταβολής της εσωτερικής θερμοκρασίας από τους ενοίκους, επηρεάζει την κατανάλωση κατά μέσο όρο 9-11 % , ενώ η επίδραση του αερισμού στην κατανάλωση ενέργειας, ανά 10% αύξηση ή μείωση των εναλλαγών, μπορεί να είναι της τάξης του 4% για ένα αμόνωτο συμβατικό κτίριο, 8% για ένα θερμομονωμένο συμβατικό, ενώ σε παθητικά ηλιακά κτίρια και γενικότερα σε κτίρια με αυξημένη παθητική προστασία τα ποσοστά αυξάνουν εντονότερα.
Παράλληλα, κάθε 5% αύξηση ή μείωση του βαθμού απόδοσης της εγκατάστασης θέρμανσης, ως αποτέλεσμα σωστής και συνεχούς συντήρησης, επηρεάζει την Κατανάλωση Ενέργειας κατά 5-10%.

Η τακτική από τους ενοίκους χρήση των κοινών φύλλων ασφαλείας ως νυχτερινή μόνωση (8ώρες), μπορεί να μειώσει την κατανάλωση σε συμβατικό κτίριο κατά 6,5% Το ποσοστό αυτό ανέρχεται σε 8-9%, εάν προβλεφθούν θερμομονωμένα ρολά. Υψηλότερες εξοικονομήσεις επιτυγχάνονται όσο βελτιώνεται η νυχτερινή μόνωση, και ακόμη όσο αυξάνει η επιφάνεια των ανοιγμάτων, ή των παθητικών ηλιακών συστημάτων, τα οποία και παίζουν στην περίπτωση αυτή πρωτεύοντα ρόλο στο θερμικό ισοζύγιο των κτιρίων.

Αν αθροίσουμε τα παραπάνω, έλεγε, θα δούμε ότι, μιά όχι σπάνια περίπτωση συνολικά άστοχης ενεργειακής συμπεριφοράς ενοίκων, αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας κατά 60% περίπου, συγκριτικά με την ρεαλιστική, ενώ δραματικά παρουσιάζονται τα αποτελέσματα (αύξηση 146%) από χειρισμούς που δεν διέπονται από την ενεργειακή λογική.

Ένα παθητικό ηλιακό σύστημα ή σύστημα θέρμανσης, αποδίδει σε έναν συγκεκριμένο τόπο και κάτω από τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας, σε απόλυτες τιμές, ίδια ποσά ενέργειας, ανεξάρτητα ή αν θέλετε με μικρή εξάρτηση από το είδος και την κατασκευή του κτιρίου στο οποίο προσαρμόζεται.

Σε ένα συμβατικό αμόνωτο κτίριο η χρήση ενός τέτοιου συστήματος συμβάλλει ποσοστιαία ελάχιστα στην κάλυψη του αναγκαίου θερμικού φορτίου, μιά και το φορτίο αυτό βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα.

Αντίθετα σε ισχυρά μονωμένα κελύφη και βιοκλιματικά σχεδιασμένα κτίρια, με όσο το δυνατό ελαχιστοποιημένες θερμικές ανάγκες, τα συστήματα αυτά αρχίζουν να παίζουν ποσοστιαία, καθοριστικό ρόλο στην κάλυψη του ήδη συμπιεσμένου απαιτητού θερμικού φορτίου. Έτσι θα έλεγε κανείς, ότι η εφαρμογή τους έχει νόημα και αποδεικνύεται οικονομικά συμφέρουσα, μόνο στις τελευταίες περιπτώσεις κτιρίων.

Η θέρμανση των κτιρίων με παθητικά ηλιακά συστήματα βασίζεται :
στη συλλογή της ηλιακής ενέργειας και στην μετατροπή της σε θερμότητα
στην αποθήκευση της θερμικής ενέργειας
στη διανομή της θερμότητας καθώς και
στη διατήρηση της θερμότητας στο κτίριο.

Τα πιό διαδεδομένα παθητικά συστήματα που μπορούν να εφαρμοσθούν χωρίς καμία δυσκολία στα κτίρια είναι:

- το απευθείας κέρδος,
- ο τοίχος θερμικής αποθήκευσης (μάζας ή trombe) και
- το θερμοκήπιο.

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Π.Η.Σ.
Τα συστήματα αυτά μελετήθηκαν και αξιολογήθηκαν ως προς την απόδοσή τους και την θερμική συνεισφορά τους μέσα από το ερευνητικό πρόγραμμα του Ηλιακού Χωριού στην Λυκόβρυση Αθηνών με την βοήθεια ενός εγκατεστημένου μετρητικού συστήματος, από το οποίο αντλήθηκαν πληροφορίες επί 24/ώρου βάσης, για μία χρονική περίοδο τριών ετών.

Τα συστήματα που τελικά αξιολογήθηκαν είναι: ο τοίχος Trombe και μάζας (με μονό τζάμι), το άμεσο κέρδος από νότια ανοίγματα με διπλό τζάμι, και ο νερόπαγκος.

Συγκριτικά στα αποτελέσματα περιλαμβάνεται και το άμεσο κέρδος από την διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία στην βορινή όψη (ανοίγματα με διπλό τζάμι). Σημαντικά αποτελέσματα υπήρξαν και από θερμοκήπια.

Με βάση τις μετρήσεις, το άμεσο ηλιακό κέρδος, από νότια ανοίγματα με διπλούς υαλοπίνακες, αποτελεί την βέλτιστη επιλογή ενώ έπονται κατά σειρά απόδοσης:
ο νερόπαγκος: (51% απόδοση συγκριτικά με το άμεσο ηλιακό κέρδος 100%)
ο τοίχος trombe με απλό τζάμι (24% απόδοση) και τέλος
ο τοίχος μάζας με απλό τζάμι ( αντίστοιχα 18% απόδοση)

Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν με τις μετρημένες τιμές επιβεβαιώθηκαν άμεσα και από μία σειρά προσομοιώσεων με χρήση του προγράμματος E.S.P.

Με τις προσομοιώσεις ήταν επίσης δυνατό να μελετηθούν και άλλες εναλλακτικές λύσεις συστημάτων, εκτός αυτών που διερευνήθηκαν με τις μετρήσεις και συγκεκριμένα ο τοίχος trombe με διπλό υαλοπίνακα, ο συνδυασμός τοίχου trombe και μάζας ως ενιαίου συστήματος, το άμεσο ηλιακό κέρδος με μονό υαλοπίνακα καθώς και το θερμοκήπιο και συγκριτικά ένας μονωμένος συμβατικός τοίχος.

Με την μέθοδο αυτή προέκυψαν τόσο "ποιοτικά" συγκριτικά αποτελέσματα, δηλαδή θερμοκρασίες που αναπτύσσονται στο χώρο που είναι πίσω από αυτά, όσο και "ποσοτικά" που βλέπουμε στη διαφάνεια, τα οποία εκφράζονται είτε με τα ηλιακά κέρδη από τα Π.Η.Σ. είναι η δεύτερη στήλη στο διάγραμμα, είτε με την απαιτούμενη ενέργεια είναι η πρώτη στήλη, ώστε να παραμείνει σταθερή η θερμοκρασία στους 21 οC στον χώρο πίσω από τα Π.Η.Σ.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΙΚΑ :

- Τόσο από τον υπολογισμό των θερμικών ισοζυγίων των Π.Η.Σ. με μετρημένες τιμές, όσο και με την χρήση προσομοιωτικού προγράμματος, η σειρά αξιολόγησης ως προς την θερμική απόδοση των συστημάτων συμπίπτει:

- Από τις προσομοιώσεις προκύπτει επιπρόσθετα η υπεροχή του τοίχου trombe συγκριτικά με το άμεσο ηλιακό κέρδος, μόνον στην δυνητική περίπτωση που και αυτός έχει προβλεφθεί με διπλό υαλοπίνακα. Ο συνδυασμός του τοίχου trombe και μάζας κατατάσσεται μετά τις μεμονωμένες περιπτώσεις των τοίχων, ενώ έπεται το άμεσο ηλιακό κέρδος με μονό τζάμι και τέλος το θερμοκήπιο, το οποίο και παρουσιάζει την μικρότερη θερμική απόδοση συγκριτικά με τα υπόλοιπα Π.Η.Σ.

- Εάν λόγοι οικονομικοί αποκλείουν την εκτεταμένη χρήση τοίχων trombe με διπλό τζάμι, ή λόγοι μορφολογίας των κτιρίων, ασφάλειας και ιδιωτικότητας των ενοίκων, δεν συνηγορούν στην καθολική κάλυψη των νότιων όψεων με διπλούς υαλοπίνακες για την εκμετάλλευση του άμεσου ηλιακού κέρδους, τότε θα έπρεπε κανείς να επιλέξει ως συμπληρωματικό σύστημα, κατά σειρά προτεραιότητας, τα συστήματα που ήδη αναφέρθηκαν.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου