Διερεύνηση των ενεργειακών απαιτήσεων κτιρίου στις ελληνικές πόλεις. Αξιολόγηση της επάρκειας του υφιστάμενου διαχωρισμού σε κλιματικές ζώνες και πρόβλεψη της εξέλιξης των απαιτήσεων λόγω κλιματικής αλλαγής

Investigation of the energy requirements of a building in Greek cities. Assess the adequacy of existing segregation in climate zones and predict the evolution of climate change requirements (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Καρέλη, Μαρία
  3. Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός Πόλεων και Κτιρίων (ΠΣΠ)
  4. 20 Σεπτεμβρίου 2021 [2021-09-20]
  5. Ελληνικά
  6. 96
  7. Μαρτινόπουλος, Γεώργιος
  8. Ζέρβας, Ευθύμιος | Χαραλαμπόπουλος, Ιωάννης
  9. Κ.Εν.Α.Κ, ενεργειακή απόδοση κτιρίων, | κλιματικά δεδομένα | κλιματική αλλαγή, φαινόμενο θερμοκηπίου- εκπομπή αέριων θερμοκηπίου, αστική θερμική νησίδα | σχεδιασμός φορτίων θέρμανσης- ψύξης | Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. | βαθμοημέρες, θέρμανσης –ψύξης
  10. 13
  11. 55
  12. Περιέχει εικόνες, σχήματα και πίνακες
  13. Αξαρλή Κ., Γιαννάς Σ., Ευαγγελινός Ε., Ζαχαρόπουλος Η., Μάρδα Ν., 2001 «Βιοκλιματικός Σχεδιασμός Κτιρίων και Περιβάλλοντος Χώρου, Τόμος Α: Βιοκλιματικός σχεδιασμός Κτιρίων», Πάτρα: ΕΑΠ
    • Κατ’ εφαρμογή των αρχών της βιωσιμότητας και αειφορίας στο κλάδο των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, και στις κατασκευές, γίνεται προσπάθεια και τίθενται στόχοι για την ελαχιστοποίηση του κόστους διαχείρισης και λειτουργίας των κτιρίων, είτε αφορούν νοικοκυριά, είτε στεγάζουν λοιπές χρήσεις, είτε πρόκειται για ιδιωτικά ή δημόσια κτίρια. Το κτιριακό απόθεμα αδιαμφισβήτητα κατέχει πρωταγωνιστικό ρόλο στην κατανάλωση ενέργειας και ευθύνεται για σχεδόν το 40% της τελικής κατανάλωσης σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης. Η ενέργεια αυτή, ηλεκτρική ή θερμική, πέρα από το υψηλό κόστος της, συνδέεται με δυσμενείς επιπτώσεις για το περιβάλλον σε όλα τα στάδια, από την παραγωγή της μέχρι και την κατανάλωση, και επηρεάζει ιδιαίτερα τόσο το άμεσο αστικό περιβάλλον, όπου συγκεντρώνεται η πλειοψηφία των δραστηριοτήτων και του πληθυσμού, αλλά και το ευρύτερο περιβάλλον σε παγκόσμια κλίμακα. Τα εκπεμπόμενα αέρια του θερμοκηπίου που παράγονται είτε μέσω φυσικών διεργασιών είτε έχουν ανθρωπογενή προέλευση, έχουν συντελέσει δραστικά στην κλιματική αλλαγή. Το παγκόσμιο κλίμα ήδη χαρακτηρίζεται από αυξημένες θερμοκρασίες, με τους παγετώνες και το χιόνι να λιώνουν, αυξάνοντας παγκόσμια τη μέση στάθμη της θάλασσας. Οι κύριες ανθρωπογενείς πηγές των αερίων θερμοκηπίου είναι η καύση ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, τις μεταφορές, τη βιομηχανία και τα νοικοκυριά (CO2), η γεωργία (CH4), οι αλλαγές στη χρήση της γης (αποψίλωση των δασών), η υγειονομική ταφή απορριμμάτων και η χρήση φθοριούχων ενώσεων στη βιομηχανία. Για να μετριάσουμε τις συνέπειες της κλιματικής αλλαγής, πρέπει να μειώσουμε αυτές τις εκπομπές ή να διασφαλίσουμε την πρόληψη της παραγωγής τους. Στα πλαίσια της διεθνούς περιβαλλοντικής πολιτικής κατ’ εφαρμογή των αρχών βιωσιμότητας, προς την κατεύθυνση περιορισμού των συνεπειών της κλιματικής αλλαγής, έχουν θεσπιστεί μέτρα και στόχοι σε όλες τις χώρες με σκοπό τη μείωση της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας, αλλά και των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός, η χρήση νέων τεχνολογιών και υλικών, οι αυτοματισμοί, η χρήση των Α.Π.Ε. μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Ωστόσο για τον κτιριακό τομέα, η βιωσιμότητα δεν περιορίζεται αποκλειστικά στην εξοικονόμηση ενέργειας, συνίσταται από την ορθολογική χρήση των φυσικών πόρων- και του νερού, την ποιότητα του εσωτερικού του περιβάλλοντος και αφορούν συνολικά τη φάση της κατασκευής, της χρήσης και της συντήρησης. Η Οδηγία 2002/91/ΕΚ (EUR-Lex, 2003) του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου θέτει στόχο τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων και τον περιορισμό των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, εντός της Κοινότητας, λαμβάνοντας υπόψη τις εξωτερικές κλιματολογικές και τις τοπικές συνθήκες, καθώς και τις κλιματικές απαιτήσεις των εσωτερικών χώρων και τη σχέση κόστους/οφέλους. Θεσπίζει απαιτήσεις που αφορούν τη μέθοδο υπολογισμού της ολοκληρωμένης ενεργειακής απόδοσης κτιρίων, την εφαρμογή ελαχίστων απαιτήσεων για ενεργειακά αποδοτικά νέα ή ριζικά ανακαινιζόμενα κτίρια, την ενεργειακή πιστοποίηση των κτιρίων, αλλά και των εγκαταστάσεων θέρμανσης και κλιματισμού κτιρίων. Κατ’ εφαρμογή της παραπάνω οδηγίας σε εθνικό επίπεδο θεσπίστηκε ο Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων Κ.Εν.Α.Κ. ήδη από το 2010 (Εφημερίδα της Κυβερνήσεως, 2010), με την πρόσφατη αναθεώρησή του το 2017, με στόχο το ενεργειακό αποδοτικό κτήριο, δηλαδή αυτό που έχει μικρότερες ενεργειακές απαιτήσεις για θέρμανση, ψύξη, παραγωγή ζεστού νερού χρήσης και φωτισμό, μειωμένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, απομειωμένη εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα και ευρεία χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, παρέχοντας στον χρήστη του βελτιωμένες συνθήκες θερμικής άνεσης και ποιότητας εσωτερικού περιβάλλοντος για τους χρήστες του. Οι εθνικές προδιαγραφές και παράμετροι και η μεθοδολογία υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων καθορίζονται στις τεχνικές οδηγίες (Τ.Ο.Τ.Ε.Ε). Η εκτίμηση της ενεργειακής απόδοσης βασίζεται σε θεωρητικές σχέσεις, υπό συγκεκριμένες παραδοχές και εκτιμήσεις, χωρίς την υποκειμενική διάσταση του ανθρώπινου παράγοντα, ανάλογα με την προβλεπόμενη χρήση, τα γεωγραφικά και κλιματικά δεδομένα της περιοχής, τις τεχνικές προδιαγραφές των συστημάτων και των θερμοφυσικών χαρακτηριστικών των υλικών του κτιριακού κελύφους που υπεισέρχονται στους υπολογισμούς. Σύμφωνα με την τεχνική οδηγία Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3/2010 (ΤΕΕ, 2012) για την διαστασιολόγηση των συστημάτων θέρμανσης - κλιματισμού, η ελληνική επικράτεια διαιρείται σε τέσσερις κλιματικές ζώνες, (από την θερμότερη προς την ψυχρότερη) σε Α έως Δ με βάση τις βαθμοημέρες θέρμανσης. Καθορίζονται οι συνθήκες σχεδιασμού και διαστασιολόγησης συστημάτων θέρμανσης, ψύξης κλιματισμού, ώστε να καλύπτονται ακραίες εποχιακές τιμές θερμοκρασίας χειμώνα και θέρους βάσει του προτύπου ΕΛΟΤ ΕΝ ISO 15927.2:2005 (ΕΛΟΤ, 2005) βάση διαθέσιμα μετεωρολογικά δεδομένα της Ε.Μ.Υ. που αφορούν την μέση μηνιαία θερμοκρασία, τη μέση σχετική υγρασία και ειδική υγρασία εξωτερικού αέρα, την μέση ταχύτητα των ανέμων, τη μέση ηλιοφάνεια και νέφωση, το μέσο ύψος υετού, την μέση ηλιακή ακτινοβολία, την εις βάθος θερμοκρασιακή μεταβολή του εδάφους, την θερμοκρασία νερού δικτύου, της περιόδου 1993/2003 σε διάφορες πόλεις της Ελλάδας. Επιπλέον, λαμβάνεται υπόψη η κατανομή της συχνότητας εμφάνισης των παραπάνω τοπικών θερμοκρασιών ανά κλιματική ζώνη, χειμώνα και θέρους, ώστε να γίνει έγκυρη εκτίμηση του μέσου εποχικού βαθμού απόδοσης λειτουργίας ενός συστήματος παραγωγής θερμότητας/ψύξης στα κτίρια. Τα κλιματικά δεδομένα όπως περιγράφονται στην πρόσφατη Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3/2010 εμφανίζουν αποκλίσεις ως προς τα αντίστοιχα της Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 2425/86 (ΤΕΕ, 2002), οι οποίες οφείλονται στο γεγονός ότι οι καταγεγραμμένες ακραίες τιμές κυρίως του θέρους, κατά την συγκεκριμένη περίοδο 1993 έως 2003 παρουσίασαν αυξητική τάση. Προς αυτή την κατεύθυνση και με την αυξητική τάση της θερμοκρασίας σε παγκόσμιο επίπεδο ως συνέπεια της κλιματικής αλλαγής, χρήζει διερεύνησης αν τελικά είναι επαρκής η τρέχουσα κατανομή στις τέσσερις κλιματικές ζώνες ή αν επιβάλλεται νέος επικαιροποιημένος προσδιορισμός των τρεχουσών κλιματικών δεδομένων ανά γεωγραφική περιοχή της ελληνικής επικράτειας.
    • During the last decades, by applying the principles of sustainability in the field of human activities, and in construction, an effort is made to minimize the cost of management and operation of buildings, whether they concern households or other uses, private or public sector buildings. The building stock undoubtedly plays a leading role in energy consumption and is responsible for almost 40% of final consumption at European Union level. This energy, electric or thermal, in addition to its high cost, is associated with adverse effects on the environment at all stages, from production to consumption. This particularly affects the immediate urban environment, where most activities take place and the population density is higher, but also the wider environment on a global scale. Emitted greenhouse gases produced either through natural processes or of anthropogenic origin have made a significant contribution to climate change. The global climate is already characterized by rising temperatures, with glaciers and snow melting, raising the global average sea level. The main anthropogenic sources of greenhouse gases are the burning of fossil fuels for electricity generation, transport, industry, and households (CO2), agriculture (CH4), land use changes (deforestation), sanitation landfilling and the use of fluorinated compounds in industry. To mitigate the effects of climate change, we must reduce these emissions or ensure that their production is prevented. In the framework of the international environmental policy, the principles of sustainability are applied, to reduce the effects of climate change. Measures and targets have been established in all countries in order to reduce the consumption of primary energy, but also of greenhouse gas emissions. Bioclimatic design, the use of new technologies and materials, automation, the use of RES. can significantly improve the energy efficiency of buildings. However, for the building sector, sustainability is not limited to energy savings, it consists of the rational use of natural resources and water, the quality of the interior environment and they relate to the construction, use and maintenance phase. Directive 2002/91/EC (EUR-Lex, 2003) of the European Parliament aims to improve the energy efficiency of buildings and to reduce carbon dioxide emissions within the Community, taking into account external climatic and local conditions , as well as indoor climate requirements and cost / benefit ratio. It establishes requirements concerning the method of calculation of the integrated energy efficiency of buildings, the application of minimum requirements for energy efficient new or radically renovated buildings, the energy certification of buildings, but also of heating and air conditioning installations of buildings. Pursuant to the above directive at national level, the Energy Efficiency Regulation of K.En.A.K. already in 2010 (Government Gazette, 2010), with its recent revision in 2017, aiming at the energy efficient building, i.e. the one that has lower energy requirements for heating, cooling, domestic hot water production and lighting, reduced carbon dioxide emissions carbon, reduced dependence on fossil fuels and widespread use of renewable energy sources, providing the user with improved thermal comfort and indoor quality conditions for its users. The national specifications and parameters and the methodology for calculating the energy efficiency of buildings are defined in the technical instructions (Τ.Ο.Τ.Ε.Ε). The estimation of energy efficiency is based on theoretical relations, under specific assumptions and estimates. The subjective dimension of the human factor, depending on the intended use, the geographical and climatic data of the area, the technical specifications of the systems and the thermophysical characteristics of the materials comprising the building shell are not included in the calculations. According to the technical directive Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3 / 2010 (TEE, 2012) for the dimensioning of the heating - air conditioning systems, the Greek territory is divided into four climatic zones, (from the warmest to the coldest) in A to D based on the degree of heating days. The design and dimensioning conditions of heating, cooling and air conditioning systems are determined, to cover extreme seasonal values of winter and summer temperature based on the standard ELOT EN ISO 15927.2: 2005 (ELOT, 2005) based on available meteorological data of the Hellenic Meteorological Service. These data include the average monthly temperature, the average relative humidity and specific humidity of the outside air, the average wind speed, the average sunshine and cloud cover, the average precipitation height, the average solar radiation, the deep soil temperature change, the water temperature network, of the period 1993/2003 in various cities of Greece. In addition, the distribution of the frequency of occurrence of the above local temperatures per climatic zone, winter and summer, is taken into account, in order to make a valid assessment of the average seasonal efficiency of a heating / cooling system in buildings. The climatic data, as described in the recent Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-3/2010, show discrepancies with respect to those of Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 2425/86 (TEE, 2002), which are due to the fact that the recorded extreme prices, mainly in summer, during the specific period 1993 to 2003 showed an increasing trend. In this direction and with the increasing trend of global temperature because of climate change, it needs to be investigated whether the current distribution in the four climate zones is sufficient or whether a new update of the current climate data is required per geographical area of Greece.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.