Η σύγχρονη πολιτική ατζέντα περιέχει όλο και περισσότερο ζητήματα που αφορούν στην αντιμετώπιση των φυσικών φαινομένων, που μάλλον βρίσκουν τον άνθρωπο απροετοίμαστο. Η συζήτηση που γίνεται πρακτική αναφέρεται στη δυνατότητα τόσο της ενεργειακής αναβάθμισης των υπαρχόντων κτιρίων όσο και στην εξοικονόμηση ενέργειας.
Η ενεργειακή πραγματικότητα
Η ίδια η πρακτική δείχνει ότι για να γίνει μια σοβαρή εξοικονόμηση στις καταναλώσεις ενέργειας των κτιρίων χρειάζεται να γίνουν συνδυασμένες παρεμβάσεις και όχι απλώς κάποιες μεμονωμένες εργασίες, όπως συμβαίνει για παράδειγμα στην περίπτωση της θερμομόνωσης και της αντικατάστασης του συστήματος θέρμανσης. Το περιβάλλον της λεγόμενης έξυπνης πόλης διαμορφώνεται τόσο με την ενεργειακή αναβάθμιση ιδιωτικών όσο και δημόσιων κτιρίων.
Ο κτιριακός τομέας στην Ευρώπη
Ο κτιριακός τομέας, σχεδόν στο σύνολο της Ευρώπης είναι ο μεγαλύτερος χρήστης και καταναλωτής ενέργειας καθώς επίσης και η μεγαλύτερη πηγή εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Καταναλώνει περίπου το 40% του συνόλου της ενέργειας και ευθύνεται για το 40% των συνολικών εκπομπών CO2.
Είναι προφανές ότι η κακή ποιότητα του υπάρχοντος κτιριακού αποθέματος μαζί με την παλαιότητά του είναι εκείνοι οι καθοριστικοί παράγοντες που επιδρούν στην περαιτέρω αύξηση της ενεργειακής σπατάλης.
Η κοινοτική νομοθεσία EPBD
Η πρώτη Κοινοτική Οδηγία που εκδόθηκε στις 16 Δεκεμβρίου 2002, γνωστή ως EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) ήταν το κρίσιμο σημείο προς την εξοικονόμηση ενέργειας και αφορούσε στην κτιριακή ενεργειακή επίδοση.
Το πεδίο αναφοράς είναι οι κατοικίες και ο τριτογενής τομέας (γραφεία, δημόσια κτίρια κλπ). Από την οδηγία αυτή εξαιρούνται τα κτίρια που είναι μικρότερα από 50 τ.μ., αλλά και τα κτίρια με ιστορική σημασία, αυτά που δεν είναι μόνιμες κατοικίες, αυτά που έχουν μικρή κατανάλωση ενέργειας, τα εργοτάξια και οι χώροι λατρείας.
Κύρια σημεία της κοινοτικής οδηγίας EPBD
Τα κύρια σημεία της EPBD που είναι και ουσιαστικά η λογική αντιμετώπισης των ενεργειακών ζητημάτων του δομημένου χώρου είναι:
- Η θέσπιση κανονισμών όσον αφορά στα πιστοποιητικά ενεργειακής απόδοσης τόσο των νέων όσο και των υφιστάμενων κτιρίων.
- Η επιβολή της ενεργειακής πιστοποίησης των δημόσιων κτιρίων καθώς και νέων κτιρίων, εφόσον αυτά υπερβαίνουν τα 1000 τ.μ., και η δημοσιοποίηση αυτών των πιστοποιητικών.
- Η θέσπιση ελάχιστων ορίων για την ενεργειακή απόδοση των νέων κτιρίων, αλλά και αυτών που πρόκειται να υποστούν σημαντική ανακαίνιση (πάνω από το 25 % της αξίας τους ή/και πάνω από 25 % της συνολικής έκτασης τους).
- Η τακτική επιθεώρηση στους λέβητες και στην κεντρική κλιματιστική μονάδα σε νέα και υφιστάμενα κτίρια, καθώς και η αξιολόγηση των εγκαταστάσεων θέρμανσης, σε κτίρια που το σύστημα τους υφίσταται περισσότερο από 15 χρόνια.
- Η θεσμοθέτηση μιας νέας επαγγελματικής ειδικότητας, αυτή του ενεργειακού επιθεωρητή, που στην ουσία είναι ειδικευμένοι και διαπιστευμένοι ανεξάρτητοι εμπειρογνώμονες μηχανικοί.
Ενεργειακή σπατάλη στην Ελλάδα
Το μεγάλο πρόβλημα της ενεργειακής σπατάλης στην Ελλάδα προέρχεται κυρίως από την ελλιπή ή ανύπαρκτη θερμομόνωση των κτιρίων. Το έτος κατασκευής της πλειονότητας αυτών είναι πριν το 1981, όταν άρχισε να ισχύει ο κανονισμός της θερμομόνωσης. Το άμεσο αποτέλεσμα ήταν η ιδιαίτερα υψηλή κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας για θέρμανση και ψύξη. Σύμφωνα με στοιχεία του ΥΠΕΚΑ ως το 2001 το 70% των κτιρίων ήταν χωρίς μόνωση το 20% είχε ελλιπή μόνωση και μόνο το 10% ήταν επαρκώς μονωμένο.
Μια ευρωπαϊκή εμπειρία ενεργειακής εξοικονόμησης
Η περίπτωση της Αυστρίας έχει ενδιαφέρον, με την έννοια ότι αποτελείται από πολλά κτίρια της μεταπολεμικής περιόδου, τα οποία λόγω της κακής ποιότητας κατασκευής τους καταναλώνουν ένα τεράστιο ποσό ενέργειας για θέρμανση.
Συγκεκριμένα, η ανακαίνιση κτιρίου γραφείων στην πόλη της Βιέννης, που ανεξάρτητα από τις κλιματολογικές συνθήκες και τις συνθήκες δόμησης, αφορά ακριβώς στο συνδυασμό της κεντρικής ιδέας της ενεργειακής εξοικονόμησης και της χρήσης συνδυασμένων μεθόδων.
Στη διάρκεια της ανακαίνισης του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας της Βιέννης δημιουργήθηκε το μεγαλύτερο κτίριο γραφείων μηδενικής ενέργειας. Η έννοια της μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης εκπληρώνεται με τη βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας του συνόλου του κτιρίου και την εγκατάσταση της μεγαλύτερης πρόσοψης φωτοβολταϊκών στην Αυστρία.
Το παρόν έργο μπορεί να αναδείξει όχι μόνο την τεχνική, αλλά και την οικονομική επένδυση υψηλής απόδοσης σε τέτοιου είδους κτίρια, με τη διασφάλιση του καλύτερου δυνατού περιβάλλοντος για την ίδια του τη χρήση, που είναι η εκπαίδευση.
Αναλυτικά οι εργασίες εξοικονόμησης ενέργειας
Το συγκεκριμένο κτίριο έχει 10 ορόφους και ωφέλιμη επιφάνεια 7.670 τ.μ. ενώ διαθέτει πάνω από 700 χώρους εργασίας. Στόχος του έργου ήταν να επιτευχθεί ένα κτίριο μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης σε πρωτοβάθμιο επίπεδο ενέργειας για όλα τα τμήματα του κτιρίου, συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών των γραφείων και των servers.
Η κάλυψη της ζήτησης πρωτογενούς ενέργειας επιτυγχάνεται με εγκατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος, τη χρήση της θερμικής ενέργειας που παράγεται από τους servers και την ανάκτηση ενέργειας από τους ανελκυστήρες του κτιρίου.
Ο βασικός στόχος που τέθηκε για την επίτευξη της μηδενικής κατανάλωσης του κτιρίου γραφείων ήταν η ελαχιστοποίηση της ενεργειακής ζήτησης για όλα τα τμήματα και εξαρτήματα στο κτίριο, από τη θέρμανση έως την ψύξη, καθώς και για τους υπολογιστές όσο και τα υπόλοιπα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Είναι χαρακτηριστικό ότι περίπου 9.300 εξαρτήματα από 280 κατηγορίες του έργου καταχωρήθηκαν, βελτιστοποιήθηκαν ενεργειακά και εγκρίθηκαν από την επιστημονική ομάδα.
Βασικές εργασίες που εκτελέστηκαν και αφορούν :
Βελτιστοποίηση της μόνωσης του κελύφους και των ανοιγμάτων, σύμφωνα με τη θεωρία του παθητικού σπιτιού
Χαρακτηριστική είναι η σύγκριση των συντελεστών θερμοπερατότητας των δομικών στοιχείων πριν και μετά την ανακαίνιση. Συγκεκριμένα στην τοιχοποιία το U-value βελτιώθηκε από 0,70 σε 0,088 W/m2 K, στην οροφή από 0,60 σε 0,066 W/m2 K, στο δάπεδο από 0,90 σε 0,12 W/m2 K και στα ανοίγματα από 2,50 σε 0,62 W/m2 K. Τα ανοίγματα, ανοιγόμενα ή σταθερά, έχουν τριπλό υαλοπίνακα και πλήρωση με αργό.
Αναβάθμιση του συστήματος φωτισμού με τις εξής εργασίες
- Κατάλληλη διάταξη χώρων για μεγιστοποίηση του φυσικού φωτισμού.
- Τοποθέτηση λαμπτήρων LED απόδοσης φωτεινότητας 110 lm/W.
- Εγκατάσταση ανιχνευτών κίνησης για ενεργοποίηση φωτισμού.
Ενεργειακή αναβάθμιση των ηλεκτρικών συσκευών
- Σταδιακή αντικατάσταση στους υπάρχοντες ηλεκτρονικούς υπολογιστές, στις βοηθητικές συσκευές των γραφείων, τους servers αλλά και στις συσκευές κουζίνας.
- Δίκτυο 24V για μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση και διαχείριση της ενέργειας των servers.
- Μεταφορά των κεντρικών υπολογιστών από το χώρο εργασίας στα δωμάτιο ελέγχου των server για μείωση των ψυκτικών φορτίων στους χώρους και αποτελεσματική ψύξη.
- Εγκατάσταση Voice over IP (VoIP) αντί του τηλεφώνου.
Ενεργειακή αναβάθμιση των συστημάτων θέρμανσης και ψύξης
• Παθητικό σύστημα θέρμανσης της τοιχοποιίας του κτιρίου.
• Παθητικό σύστημα δροσισμού για αυτοματοποιημένο νυχτερινό αερισμό και κατά συνέπεια χαμηλότερη ζήτηση ψύξης.
• Εγκατάσταση τηλεθέρμανσης.
• Εγκατάσταση συστήματος ψύξης με υψηλότερο βαθμό απόδοσης (SEER> 9).
• Υψηλή μόνωση σωληνώσεων διανομής τόσο του συστήματος θέρμανσης όσο και ψύξης.
Βελτίωση συστήματος εξαερισμού
- Σύστημα εξαερισμού με αυτόματη ρύθμιση ανάλογα με τη ζήτηση.
- Διπλασιασμός των εναλλακτών θερμότητας για την μεγαλύτερη ανάκτηση θερμότητας και για πρόληψη φαινομένων ύγρανσης και αφύγρανσης.
- Σύστημα εξαερισμού και αεραγωγών με ελάχιστη πτώση πίεσης, χωρίς θέρμανση και πηνία ψύξης.
Παραγωγή ενέργειας
- Εγκατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος στη στέγη και στην πρόσοψη συνολικής επιφάνειας 2.250 m2 και ισχύος 328,4 kWp (97,8 kWp στη στέγη και 230,6 kWp στην πρόσοψη). Υπήρξε το μεγαλύτερο κτίριο ολοκληρωμένο φωτοβολταϊκό σύστημα σε πρόσοψη στην Αυστρία το 2014.
- Εκμετάλλευση της παραγόμενης θερμικής ενέργειας από τους servers και χρησιμοποίηση της στο σύστημα θέρμανσης. Έτσι καλύπτεται το μεγαλύτερο μέρος της ενεργειακής ζήτησης για την θέρμανση του κτιρίου.
- Ανάκτηση ενέργειας κατά τη χρήση νέων ανελκυστήρων ενεργειακής κλάσης Α στο κτίριο.
Ως προς τα οικονομικά μεγέθη, με το πέρας των ενεργειακών παρεμβάσεων οι ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου γραφείων είναι 3,4 kWh/m2 για θέρμανση, 2,5 kWh/m2 για ψύξη, 1,0 kWh/m2 – 50 – για εξαερισμό και 5,6 kWh/m2 για φωτισμό. Το συνολικό κόστος της ανακαίνισης ήταν περίπου 21 εκατομμύρια ευρώ (συμπεριλαμβανομένης εκτός των γραφείων και της κεντρικής αίθουσας) και η μείωση του ενεργειακού κόστους είναι της τάξης του 90%.
Ενδεικτική βιβλιογραφία :
https://www.energy.gov/eere/buildings/zero-energy-buildings
https://www.solarthermalworld.org/
Παπαγεωργίου Ιωάννης, Διπλωματική Εργασία, ΕΜΠ, Τμ. Μηχανολόγων, Τομέας Θερμότητας, Δέσμες μέτρων για την ενεργειακή αναβάθμιση των κτιρίων
https://www.schoeberlpoell.at/en/
https://www.tuwien.at/en/tu-wien/campus/tu-univercity/locations/plus-energie-buerohochhaus/building-concept
