Κτήριο Διοίκησης ΚΑΠΕ
Το κτήριο Διοίκησης του ΚΑΠΕ κατασκευάσθηκε το 1986 ως κτήριο κατοικίας, ενώ το 1992 ήρθε στην ιδιοκτησία του ΚΑΠΕ με παράλληλη αλλαγή χρήσης του σε κτήριο γραφείων. Βρίσκεται στην περιοχή του Πικερμίου, στην Αττική και ανήκει στη Β΄ κλιματική ζώνη. Το κτήριο είναι τριώροφο, ορθογωνικής κάτοψης, με τη μεγάλη του πλευρά κατά τον άξονα βορρά – νότου με απόκλιση 20ο προς τη Δύση και πανταχόθεν ελεύθερο (εικόνα 1). Η συνολική επιφάνεια του κτήρίου είναι 1400 m2. Το κτήριο λειτουργεί καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους και ώρες λειτουργίας από τις 08:00 το πρωί έως τις 20:00 το βράδυ.
Εικόνα 1: Το κτήριο διοίκησης του ΚΑΠΕ – κεντρική είσοδος.
Ο φέρων οργανισμός του κτηρίου είναι από οπλισμένο σκυρόδεμα, ενώ ως στοιχεία πλήρωσης έχουν χρησιμοποιηθεί οπτοπλινθοδομές. Η οροφή είναι τετράριχτη, με κεραμίδια. Το 2003 έγινε αντικατάσταση των εξωτερικών, συρόμενων κουφωμάτων, με μονούς υαλοπίνακες και ξύλινο πλαίσιο, με νέα , πλαισίου αλουμινίου χωρίς θερμοδιακοπή και διπλούς υαλοπίνακες. Τα φέροντα στοιχεία, τα δώματα και η κεραμοσκεπή του κτηρίου δεν ήταν θερμομονωμένα, ενώ υπήρχε θερμομόνωση στο διάκενο της τοιχοποιίας πλήρωσης.
Ενεργειακή καταγραφή
Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της ηλεκτρικής κατανάλωσης του κτηρίου, μετρήσεις θερμοκρασίας αέρα και σχετικής υγρασίας σε τέσσερις χώρους του κτηρίου καλύπτοντας όλους τους προσανατολισμούς καθώς και θερμογραφήσεις του εξωτερικού κελύφους του κτηρίου ανά προσανατολισμό. Παράλληλα, έγινε καταγραφή όλου του ηλεκτρικού – ηλεκτρονικού εξοπλισμού του κτηρίου (λαμπτήρες φωτισμού, Η/Υ, εκτυπωτές, φωτοτυπικά μηχανήματα, διαιρούμενου τύπου κλιματιστικές μονάδες, ηλεκτρικός εξοπλισμός κουζίνας, κ.α.), συλλέχθηκαν στοιχεία για την κατανάλωση πετρελαίου θέρμανσης και τη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.
Οι θερμογραφήσεις του κτηριακού κελύφους του κτηρίου Διοίκησης είχαν ως κύριο στόχο την ανίχνευση θερμικών ανομοιομορφιών στο εξωτερικό περίβλημά του. Στο εν λόγω κτήριο θερμογραφήθηκαν επιφάνειες τόσο κατακόρυφες όσο και οριζόντιες Τα κύρια ευρήματα που αφορούν στο κέλυφος του κτηρίου είναι τα εξής:
- Οι τοίχοι πλήρωσης και τα φέροντα στοιχεία (δοκοί, υποστυλώματα) είναι μη θερμομονωμένοι. Ιδιαίτερα η έλλειψη μόνωσης στα στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος προκαλεί σημαντικές θερμογέφυρες.
- Θερμογέφυρες παρατηρούνται και στους αρμούς μεταξύ κατακόρυφων και οριζόντιων στοιχείων, με σημαντικές ποσότητες θερμικής ενέργειας να διαφεύγουν από εκεί.
- Οι θερμοδιαφυγές είναι μεγαλύτερες από τα συρόμενα, χωρίς θερμοδιακοπή πλαίσια αλουμινίου από εκείνες των διπλών υαλοστασίων των ανοιγμάτων.
Τα συμπεράσματα από την αρχική ενεργειακή καταγραφή ήταν τα ακόλουθα
- Ανεπαρκής θερμομόνωση του κτηριακού κελύφους.
- Ανάγκη για εκσυγχρονισμό του λέβητα.
- Προβλήματα θερμικής άνεσης όλο το χρόνο.
- Αδυναμία των συστημάτων ψύξης και θέρμανσης να καλύψουν τα απαραίτητα φορτία
- Οι αντιδράσεις των χρηστών αυξάνουν περαιτέρω την ενεργειακή κατανάλωση του κτηρίου (χρήση μικρών θερμαντικών σωμάτων το χειμώνα- κλείσιμο παραθυλόφυλλων το καλοκαίρι)
- Υψηλές καταναλώσεις ενέργειας για θέρμανση και ψύξη.
Ενεργειακή Ανάλυση-Επεμβάσεις
Κατά την ενεργειακή ανάλυση, μελετήθηκε η απόδοση επεμβάσεων στο κέλυφος του κτηρίου, κυρίως με μεθόδους θερμική προστασίας και ηλιοπροστασίας, σε σχέση πάντοτε με τις μικροκλιματικές συνθήκες της περιοχής, τον περιβάλλοντα χώρο και τον προσανατολισμό του κτηρίου. Εξετάσθηκαν σενάρια επεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας στο κτηριακό κέλυφος που είχαν ως στόχο την μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη.
Από τα αποτελέσματα της μελέτης αποφασίσθηκε η ενεργειακή αναβάθμιση του κτηρίου να συμπεριλάβει την εγκατάσταση συστήματος εξωτερικής θερμομόνωσης στους εξωτερικούς τοίχους χρησιμοποιώντας ως μονωτική στρώση εξηλασμένη πολυστερίνη πάχους 6 cm, την προσθήκη εξηλασμένης πολυστερίνης, πάχους 10 cm, στα δώματα και στην κεραμοσκεπή και την αντικατάσταση εξωτερικών κουφωμάτων με αντίστοιχα ενεργειακά αποδοτικά τα οποία διαθέτουν μεταλλικό πλαίσιο με θερμοδιακοπή, Uf=4,22 W/(m2K) και επιλεκτικούς θερμομονωτικούς υαλοπίνακες με ηλιοπροστασία, Ug=1,1 W/(m2K) και g-value= 40 %.
Επιπλέον, εφαρμόστηκε φυτεμένο δώμα επιφάνειας 26 m2 περίπου (εικόνα).
Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στην εγκατάσταση και συναρμογή των νέων δομικών προϊόντων, ώστε να μην υπάρξουν αστοχίες στην κατασκευή και τα συστήματα να λειτουργήσουν αποδοτικ και η κατασκευή ολοκληρώθηκε τον Νοέμβριο του 2009.
Εικόνες: Φάσεις κατασκευής της αναβάθμισης κελύφους του κτηρίου.
Αποτελέσματα
Από τη σύγκριση των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν προκύπτει ότι οι επεμβάσεις στο κέλυφος του κτηρίου λειτούργησαν ευεργετικά στις συνολικές ενεργειακές καταναλώσεις του κτηρίου και μείωσαν τις ανάγκες για θέρμανση και ψύξη.
Επιπλέον, μετά την ολοκλήρωση της ενεργειακής αναβάθμισης του κελύφους του κτηρίου (τέλος 2009) μειώθηκε αισθητά η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Συνολικά, σε ετήσιο επίπεδο επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας της τάξεως του 15% μετά τις επεμβάσεις. Η μείωση της κατανάλωσης αυτής οφείλεται κυρίως στις λιγότερες ανάγκες για ψύξη του κτηρίου.
Διάγραμμα 2. Καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας του κτηρίου (έτη 2007-2010).
Μετά την πλήρη εφαρμογή όλων των επεμβάσεων παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των αναγκών για θέρμανση του κτηρίου της τάξεως του 24% σε σχέση με τους δύο προηγούμενους χειμώνες, λόγω της μείωσης των θερμικών απωλειών από το κέλυφος του κτηρίου.
Επιπλέον, παρατηρήθηκε βελτίωση των συνθηκών θερμικής άνεσης στους χώρους του κτηρίου.
Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι ο λέβητας του συστήματος θέρμανσης του κτηρίου είχε βρεθεί να έχει βαθμό απόδοσης 90,8% (άνοιξη 2010), κατά συνέπεια δεν υπήρχε λόγος εξέτασης της αντικατάστασής τους. Είναι βέβαια εύλογο, ότι, μετά τις παρεμβάσεις ριζικής αναβάθμισης του κτιριακού κελύφους, είναι πλέον ισχυρά υπερδιαστασιολογημένος για τις ανάγκες του κτηρίου, όπως προέκυψε και από την καταγραφή και αξιολόγηση των συνθηκών θερμικής άνεσης
Διάγραμμα 3. Καταναλώσεις πετρελαίου θέρμανσης (έτη 2007-2010).
Αξιολόγηση Ανακαίνισης
Κάθε παρέμβαση ενεργειακής αναβάθμισης οφείλει να εξετάζεται και υπό το πρίσμα της οικονομικής σκοπιμότητάς της, ειδικά σε περιόδους όπου η υλοποίηση τέτοιων παρεμβάσεων προϋποθέτει τη διάθεση πολύτιμων οικονομικών πόρων. Για το λόγο αυτό αξιολογήθηκε η οικονομική σκοπιμότητα των παρεμβάσεων που υλοποιήθηκαν, δηλαδή του σεναρίου 3, με τις μεθόδους της Καθαρής Παρούσας Αξίας, της Έντοκης Περιόδους Αποπληρωμής και του Εσωτερικού Επιτοκίου Απόδοσης. Καθώς η οικονομική σκοπιμότητα των παρεμβάσεων επηρεάζεται έντονα από τη μεταβολή του κόστους του κεφαλαίου, αλλά και του κόστους πετρελαίου και ηλεκτρισμού, πραγματοποιήθηκε μία παραμετρική ανάλυση ευαισθησίας για τις εξής οριακές συνθήκες, στη βάση πάντα των κατά ΚΕΝΑΚ αποτελεσμάτων της διερεύνησης:
- Κόστος κεφαλαίου 5%
- Πληθωρισμός 3%
- Αρχική τιμή πετρελαίου από 0,7 €/l ως 1,6 €/l
- Αρχική τιμή ηλεκτρισμού από 0,108 €/kWh ως 0,12 €/kWh
- Ρυθμός αύξησης αρχικής τιμής πετρελαίου κατά 3% ετησίως και ηλεκτρισμού κατά 4%
Η ανάλυση έγινε στη βάση του τυπικού εμπορικού κόστους των υλικών και συστημάτων που χρησιμοποιήθηκαν, συμπεριλαμβανομένου του κόστους εργασίας και των έμμεσων επιβαρύνσεων (ΙΚΑ και ΦΠΑ) και για χρονικό ορίζοντα τριάντα ετών. Τα αποτελέσματά της συνοψίζονται στον Πίνακα 3 που ακολουθεί.
Πίνακας 3. Αποτελέσματα οικονομικής αξιολόγησης των παρεμβάσεων που υλοποιήθηκαν.
Από τα στοιχεία αυτά προκύπτει ανάγλυφα, ότι ακόμη και για τις χαμηλότερες αρχικές τιμές ενέργειας, η ενεργειακή αναβάθμιση του κτηρίου γραφείων του ΚΑΠΕ αποτέλεσε μία ιδιαίτερα σκόπιμη επένδυση.
Πηγή:
Άρθρο «Σχεδιασμός και αξιολόγηση παρεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας σε κτήρια γραφείων – το κτήριο διοίκησης του ΚΑΠΕ», Ανδρέας Ανδρουτσόπουλος, Βίκυ Σαγιά: ΚΑΠΕ, Ιφιγένεια Θεοδωρίδου: Fachgebiet Energieeffizientes Bauen, Architektur Fakultät, Technische Universität Darmstadt, Deutschland, Χριστίνα Κωνσταντινίδου, Άγις Μ. Παπαδόπουλος: Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Πολυτεχνική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
Βιβλιογραφία
Φ.Ε.Κ. Α’ 89, νόμος 3661/19-05-2008. «Μέτρα για την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτηρίων και άλλες διατάξεις».
Οδηγία 2002/91/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 16ης Δεκεμβρίου 2002 για την «Ενεργειακή απόδοση των κτηρίων». EEEK L.1, 4.1.2003.
Οδηγία 2010/31/ΕΕ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 19ης Μαίου 2010 για την «Ενεργειακή απόδοση των κτηρίων (αναδιατύπωση)». EEEΕ L.153, 18.6.2010.
Φ.Ε.Κ. Β΄ 407 / 9-4-2010, απόφαση Δ6/Β/οικ.5825. «Έγκριση Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτηρίων».
Papadopoulos A.M., Theodosiou T. and Karatzas K. (2002). Feasibility of energy saving renovation measures in urban buildings: The impact of energy prices and the acceptable pay back time criterion. Energy and Buildings 34, 455-466.
Papadopoulos A.M., Oxizidis S., Papandritsas G. (2008). Energy, economic and environmental performance of heating systems used in Greek buildings. Energy and Buildings 40, 224-230.
Βρείτε κτήρια παραδείγματα βιοκλιματικού σχεδιασμού, που επιτυγχάνουν σημαντικά ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας:
http://ktm.cres.gr/index.php/eksoikonomhsh-energeias/efarmoges-ktiria-exe-ape/cres-offices/
http://ktm.cres.gr/index.php/eksoikonomhsh-energeias/efarmoges-ktiria-exe-ape/sygkrotima-kalamata/
http://ktm.cres.gr/index.php/eksoikonomhsh-energeias/efarmoges-ktiria-exe-ape/iliako-horio-phlio/