Βιοκλιματικές δράσεις σε σχολικά κτίρια - Ν. Γαϊτάνη

Σάββατο 6 Οκτωβρίου 2012
MEC EXPO CENTER

1

E.I.Π.Α.Κ. 2012 ALL RIGHTS RESERVED

Βιοκλιματικές δράσεις σε σχολικά κτίρια

Δρ. Νίκη Γαϊτάνη

2

Βιοκλιματικός σχεδιασμός
Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική
αφορά στο σχεδιασμό κτιρίων
και χώρων (εσωτερικών &
εξωτερικών) με βάση το τοπικό
κλίμα, με στόχο την
εξασφάλιση συνθηκών
θερμικής και οπτικής άνεσης,
αξιοποιώντας τις ήπιες μορφές
ενέργειας, συνεισφέροντας
στην εξοικονόμηση καθώς και
στην εναρμόνιση του
δομημένου χώρου με το φυσικό
περιβάλλον

3

Ανασκόπηση βιοκλιματικής προσέγγισης
•1930: προσανατολισμό σχολικών κτιρίων

•1960-1970: προσανατολισμός, φωτισμός, αερισμός
αιθουσών

•1982: καταγραφεί οδηγιών για τον κτηριολογικό
σχεδιασμό των σχολικών κτιρίων (προσανατολισμός,
φωτισμός, αερισμός αιθουσών, σκίαση ανοιγμάτων
ανάλογα με τον προσανατολισμό, χρήση υψηλών,
χαμηλών φυτών για προστασία από άνεμο & ήλιο)

•1994: ερευνητικές δράσεις επιστημονικής
κοινότητας
Πηγή: http://www.luzinterruptus.com/?p=1357

•2004: βιοκλιματικά σχολεία

Πηγή: Βιβλίο ‘Βιοκλιματικές εφαρμογές & καινοτόμες δράσεις για την
προστασία του περιβάλλοντος’, Εκδόσεις Στααμούλης, Π.Παταργιάς, Β.
Μπενετάτου

4

Σχολικό περιβάλλον
Μικροκλίμα

Ενεργειακή Ποιότητα εσωτερικού
αποδοτικότητα περιβάλλοντος

Θερμική άνεση

5

Ενεργειακή απόδοση Ποιότητα εσωτερικού
σχολείου περιβάλλοντος

Στις ενεργειακές απαιτήσεις πρέπει να
συνεκτιμώνται οι γενικές απαιτήσεις εσωτερικών
Ενεργειακή ταξινόμηση κτιρίων κλιματικών συνθηκών (Becker et al. 2007)
[Ευρωπαϊκή Οδηγία 2001/91/ΕΚ]
σύμφωνα με: Τα σχολεία χαρακτηρίζονται από υψηλή πυκνότητα
ατόμων ανά μονάδα επιφάνειας, περίπου 4 φορές
•Μια θεωρητική διαδικασία μεγαλύτερη από ότι στα κτίρια γραφείων (USEPA
(Asset rating) 1995)
•Την πραγματική τους ενεργειακή
κατανάλωση (Operational rating) Αυξημένη συγκέντρωση του CO2 μειώνει την
απόδοση των μαθητών & την ικανότητα εκμάθησης
(Mendell & Heath 2005)

6

Στατιστική ανάλυση
Καταναλισκόμενη ενέργεια για θέρμανση
(Πετρέλαιο, L) 2001-2004
Καταναλισκόμενη ενέργεια για ηλεκτρισμό 48
(ΔΕΗ, kWh) 2001-2004 Νομοί
Έτος κατασκευής του Σχολικού κτιρίου

Εμβαδόν του κτιρίου & της θερμαινόμενης Συλλογή δεδομένων από
επιφάνειας ειδικά διαμορφωμένα
ερωτηματολόγια
ενεργειακής απόδοσης:
Αριθμός μαθητών & καθηγητών

Ωράριο λειτουργίας Σχολείου & συστήματος
1190
θέρμανσης 20-70% σχολικά κτίρια
33%
του κάθε συνολικού
Χαρακτηριστικά λειτουργίας του λέβητα νομού πληθυσμού

Ύπαρξη μόνωσης στο κτίριο & στο σύστημα
θέρμανσης

Συνολική εγκατεστημένη ισχύς

7

Κατανομή των σχολείων στις κλιματικές
ζώνες

Για την ενιαία ενεργειακή ταξινόμηση των κτιρίων λήφθηκαν υπ’
όψιν οι κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής στην οποία
βρίσκεται το κτίριο ώστε κτίρια τα οποία βρίσκονται σε
διαφορετικές περιοχές να έχουν συγκρίσιμες ενεργειακές
κατατάξεις

8

Ηλικία σχολικών μονάδων

15000 σχολικές μονάδες
Το 55% των σχολικών μονάδων στην
ελληνική επικράτεια έχει ηλικία μεγαλύτερη
των 27 χρόνων, ενώ το 45% έχει
κατασκευασθεί μετά το 1985 με ενισχυμένο
αντισεισμικό κανονισμό

9

Ενεργειακοί πόροι
98% Πετρέλαιο
1.2% Φυσικό αέριο
0.6% Λιγνίτη
0.2% Ξύλο

10

Ετήσια θερμική & ηλεκτρική ενέργεια
Θηκογράμματα καταναλώσεων για Θηκογράμματα καταναλώσεων για
ηλεκτρισμό (σε kWh) για 3σχολικά έτη θέρμανση χώρου (σε L) για 3 σχολικά έτη

11

Ενεργειακές κατηγορίες

Πρότυπη μεθοδολογία ενεργειακής ταξινόμησης σχολικών κτιρίων

Τεχνικές ενεργειακής αξιολόγησης

12

Συγκριτική αξιολόγηση
Α ΚΛΑΣΗ
Q25 =17kWh/m2 Q50 =23kWh/m2

B ΚΛΑΣΗ
Q25 =37kWh/m2 Q50 =42kWh/m2

Γ ΚΛΑΣΗ
Q25 =57kWh/m2 Q50 =62 kWh/m

Δ ΚΛΑΣΗ
Q25 =81kWh/m2 Q50 =87 kWh/m

Ε ΚΛΑΣΗ
Q25 =114kWh/m2 Q50 =123 kWh/m2

13

Φορτία θέρμανσης αντιπροσωπευτικών
κτιρίων

TRNSYS 15.1

14

Βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης με
επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας
Επεμβάσεις Για υφιστάμενα κτίρια
• Κριτήρια παλαιότητας
• Τρόπου δόμησης αναφορικά με τις
τυπολογίες

Αντικατάσταση υαλοπινάκων με διπλούς
υαλοπίνακες χαμηλής εκπεμψιμότητας
Εξωτερικό Εσωτερικό Συστήματα
Κέλυφος
περιβάλλον κτιρίου Ελέγχου Προσθήκη μονώσεων

Σφράγισμα των αρμών των κουφωμάτων

Ανάκτηση θερμότητας για την προθέρμανση
του νερού τροφοδοσίας του λέβητα

15

Αξιολόγηση επεμβάσεων εξοικονόμησης
ενέργειας σχολικών κτιρίων αναφοράς
Ανάκτηση θερμότητας • 15%

Διπλοί υαλοπίνακες χαμηλής
εκπεμψιμότητας
• 19%

Ελεγχόμενος αερισμός • 23%

Εξωτερική θερμομόνωση • 32%
Αεροστεγάνωση των
αρμών/αντικατάσταση με
αεροστεγανά κουφώματα &
• 44%
πλαίσια

16

Ποιότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος σε
σχολεία
Υψηλή πυκνότητα ατόμων/επιφάνεια Οι μαθητές συνιστούν μια ευάλωτη
 Αυξημένες συγκεντρώσεις ομάδα που χρήζει ιδιαίτερης
ρύπων  Μειωμένη συγκέντρωση προσοχής καθώς χαρακτηρίζονται
των μαθητών  Μικρότερη από:
ικανότητα εκμάθησης • Μεγαλύτερη αναπνευστική
συχνότητα σε σύγκριση με τους
ενήλικες
• Μικρότερο σωματικό βάρος
• Υψηλότερα επίπεδα φυσικής
δραστηριότητας
• Ο ανθρώπινος πνεύμονας συνεχίζει
να αναπτύσσεται μέχρι την
εφηβεία
Η ποιότητα του αέρα στους χώρους των αιθουσών είναι καθοριστικός
παράγοντας στην απόδοση της εκπαιδευτικής διαδικασίας

17

Διερεύνηση εσωτερικού περιβάλλοντος 83
σχολικών αιθουσών

Η συγκέντρωση CO δεν Στο 61% των αιθουσών η Σε 77/ 83 αίθουσες
ξεπερνάει σε καμία (CO2) υπερβαίνει το διαπιστώθηκε υπέρβαση
περίπτωση τα πρακτικά ανεκτό όριο στα κατώτατα όρια των
θεσμοθετημένα επίπεδα των 600 ppm TVOC’s (>0.05ppm)

Ανεπαρκής αερισμός των αιθουσών υψηλή συγκέντρωση ρύπων

18

Πιλοτική εφαρμογή ελεγχόμενου αερισμού
16ο Γυμνάσιο & Λύκειο Αθηνών
Χρονική μεταβολή συγκέντρωσης CO2
Τάξη Γ1- 16ο Λύκειο Αθηνών
Αισθητήρας
ανοικτός
2500
2000

[CO2] ppm
1500
1000
500
0
17/02/06 02/03/06 14/03/06 31/03/06 05/04/06
Mέτρηση

19

Σχολεία υψηλής ενεργειακής απόδοσης
στην περιοχή της Μεσογείου
Ιταλία Εξοικονόμηση ενέργειας
στα δημόσια σχολικά κτίρια
στην Μεσόγειο καλύπτοντας
Ελλάδα 4 διαφορετικές γεωγραφικές
περιοχές και 3 τυπικές
Ισπανία κλιματικές συνθήκες σε
αστικές, παράκτιες και
Κύπρος ορεινές θέσεις

High energy efficient schools in the Mediterranean
Το πρόγραμμα TEENERY SCHOOLS εντάσσεται στο Επιχειρησιακό
πρόγραμμα “Βιώσιμη ανάπτυξη και ανταγωνιστικότητα” και
συγχρηματοδοτείται από το Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης της
Ευρωπαϊκής Ένωσης

20

Στόχοι έργου TEENERGY SCHOOLS

Στο πλαίσιο της ερευνητικής
δραστηριότητας του έργου καθορίστηκαν
κριτήρια & στρατηγικές βιοκλιματικού
σχεδιασμού των εκπαιδευτικών κτιρίων

- Τεχνικές ενεργειακής εξοικονόμησης
- Ενσωμάτωση ΑΠΕ
- Εφαρμογή βιοκλιματικών υλικών
- Βελτίωση συστημάτων θέρμανσης
- Στρατηγικές παθητικής ψύξης

21

1. Έλλειψη πιλοτικών μελετών
εξοικονόμησης ενέργειας για τις
κλιματικές συνθήκες της Μεσογείου

2. Χαμηλή ενεργειακή απόδοση των
σχολικών κτιριακών εγκαταστάσεων

• Ενεργειακή αξιολόγηση
• Συγκριτική ανάλυση/προτυποποίηση
• Επιμορφωτικά σεμινάρια/Διεθνή
συνέδρια
• Σχέδιο δράσης

22

• Πιλοτικά σχολεία (12)
Κατά τη διάρκεια του έργου,
οι ερευνητές από τις
συμμετέχουσες χώρες
επεξεργάστηκαν τεχνικές
λύσεις για 12 πιλοτικά κτίρια
με εφαρμογές βιοκλιματικού
σχεδιασμού:
παθητικός δροσισμός, φυσικός
αερισμός, παρεμβάσεις
εξοικονόμησης ενέργειας στο
κέλυφος του κτιρίου,
βελτίωση θερμομόνωσης κ.α.

23


http://teenergy.commpla.com/content/teenergy-schools-action-plan

24



25



26



27



28



29



30


Με βάση την πληρέστερη καταγραφή και την αξιολόγηση
των χαρακτηριστικών στοιχείων του κτιριακού αποθέματος
έγινε εφικτή η δημιουργία οδηγού συγκριτικής αξιολόγησης

Επιπρόσθετα, τέθηκαν οι βάσεις για ένα πλάνο εργασίας και
μια κοινή στρατηγική στην κατεύθυνση της βελτίωσης της
ενεργειακής απόδοσης των σχολικών κτιρίων στην περιοχή
της Μεσογείου

31

Βιοκλιματικές δράσεις
1 Αξιοποίηση του προσανατολισμού του κτιρίου
2 Ηλιοπροστασία των ανοιγμάτων & σκιασμός
3 Συστήματα και τεχνικές φυσικού ή/και υβριδικού αερισμού και δροσισμού
4 Βέλτιστη αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού
5 Εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων
6 Αντικατάσταση κουφωμάτων και υαλοπινάκων με πιστοποποιημένα,
υψηλής ενεργειακής απόδοσης
7 Φυτεύσεις δωμάτων
8 Προσάρτηση ειδικού ηλιακού χώρου (θερμοκήπιο) στην Ν – ΝΔ όψη του
κτιρίου
9 Εγκαταστάσεις αβαθούς γεωθερμίας
10 Εγκαταστάσεις καύσης βιομάζας
11 Μονάδες θερμικών ηλιακών συστημάτων
12 Προσθήκη θερμομόνωσης
13 Χρήση ειδικών επιχρισμάτων-ψυχρών υλικών
14 Παρεμβάσεις στον περιβάλλοντα χώρο

32

Συμπεράσματα
• Για να επιτευχθεί μείωση της κατανάλωσης
ενέργειας τη χειμερινή περίοδο απαιτείται ο
περιορισμός των θερμικών απωλειών του κτιρίου
και η μεγιστοποίηση των ηλιακών κερδών

• Τη θερινή περίοδο ενδείκνυται ο φυσικός
δροσισμός του κτιρίου, με την ελαχιστοποίηση
των θερμικών κερδών και την αποφόρτιση του
μέσω του αερισμού

• Το λειτουργικό κόστος των ενεργοβόρων
συστημάτων όπως φωτισμού, θέρμανσης και
κλιματισμού εξαρτάται άμεσα από τις αρχικές
συνθετικές επιλογές

• Ο προσανατολισμός, ο αερισμός, η μόνωση, ο
ηλιασμός και η σκίαση πρέπει να εισάγονται όσον
το δυνατόν νωρίτερα στη διαδικασία του
σχεδιασμού

33

Συμπεράσματα
• Οι εξωτερικές κλιματολογικές συνθήκες
δημιουργούν πολλαπλές δυνατότητες στον
σχεδιαστή για την επίτευξη βέλτιστης
ενεργειακής απόδοσης και τη βιωσιμότητα της
τελικής κατασκευής

• Τα σχολικά κτίρια αποτελούν τη μεγαλύτερη
ομοειδή ομάδα κτιριακών συγκροτημάτων με
δυνατότητα γενικευμένης εφαρμογής
ενεργειακών & καινοτόμων δράσεων

• Ολιστική θεώρηση του σχολικού κτιριακού
αποθέματος με ευρύτερο σχεδιασμό σε επίπεδο
χώρας

• Οι επιμέρους στόχοι θα πρέπει να
εξειδικευτούν για το σύνολο των σχολείων ενός
δήμου ή κοινότητας ή ευρύτερης γεωγραφικής
περιφέρειας

Σας ευχαριστώ!

ngaitani@phys.uoa.gr

SPONSORS:

WITH THE SUPPORT:

MEDIA PARTNERS:

Βιοκλιματικές δράσεις σε σχολικά κτίρια - Ν. Γαϊτάνη

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Ähnlich wie Βιοκλιματικές δράσεις σε σχολικά κτίρια - Ν. Γαϊτάνη

Ähnlich wie Βιοκλιματικές δράσεις σε σχολικά κτίρια - Ν. Γαϊτάνη (20)

Mehr von Hellenic Passive House Institute

Mehr von Hellenic Passive House Institute (20)

Βιοκλιματικές δράσεις σε σχολικά κτίρια - Ν. Γαϊτάνη