ΙΙ. Μέρος ης Ανοικής Σν wρίας ης Γνικής Σνέλσης ... ·...

16
Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras Assoc. Prof. S. Karellas Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP “Μελέτη σύγκρισης τεχνο- οικονομικών αποτελεσμάτων διαφόρων ενεργειακών παρεμβάσεων σε νέα & υφιστάμενα κτήρια της ελληνικής επικράτειας. «ΙΙ. Μέρος της Ανοικτής Συνεδρίας της Γενικής Συνέλευσης ΕΝ.Ε.ΕΠΙ.Θ.Ε.» Παρασκευή 01/06/2018, Ξενοδοχείο HOLIDAY INN, Παιανία - Σπάτα Πλάτων Β. Πάλλης M.Sc. Μηχ. Μηχ.-Υποψ.Διδάκτωρ Εργαστήριο Ατμοκινητήρων & Λεβήτων Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου Email: [email protected] URL: www.lsbtp.mech.ntua.gr

Transcript of ΙΙ. Μέρος ης Ανοικής Σν wρίας ης Γνικής Σνέλσης ... ·...

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

“Μελέτη σύγκρισης τεχνο- οικονομικών αποτελεσμάτων διαφόρων ενεργειακών παρεμβάσεων σε νέα & υφιστάμενα κτήρια της ελληνικής επικράτειας.”

«ΙΙ. Μέρος της Ανοικτής Συνεδρίας της Γενικής Συνέλευσης ΕΝ.Ε.ΕΠΙ.Θ.Ε.»

Παρασκευή 01/06/2018,

Ξενοδοχείο HOLIDAY INN, Παιανία - Σπάτα

Πλάτων Β. Πάλλης M.Sc. Μηχ. Μηχ.-Υποψ.Διδάκτωρ

Εργαστήριο Ατμοκινητήρων & Λεβήτων Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου Email: [email protected] URL: www.lsbtp.mech.ntua.gr

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

Το γενικότερο πλαίσιο της ενεργειακής πολιτικής της Ευρωπαϊκής Ένωσης στον κτηριακό τομέα μετά τον ΚΕΝΑΚ οριοθετείται μέσω της οδηγίας 31/2010 η οποία αποτελεί τη βάση για σημαντικά αυστηρότερες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης και στην οποία παρουσιάζεται και το φιλόδοξο σχέδιο για κατασκευή κτηρίων σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας από το 2018-2020. Συγκεκριμένα τον Ιανουάριο του 2012 δημοσιεύθηκε ο κανονισμός 244/2012 προς συμπλήρωση της 2010/31/ΕΕ για να καθοριστεί το μεθοδολογικό πλαίσιο για τον υπολογισμό των επιπέδων βέλτιστου κόστους των ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης των κτηρίων και των δομικών στοιχείων. Τέλος στην μεθοδολογία που αναπτύχθηκε λαμβάνονται υπόψη και οι κατευθυντήριες γραμμές (2012/C 115/01) που συνοδεύουν τον Κανονισμό (ΕΕ) αρ. 244/2012.

Εισαγωγή

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

Με τον όρο «κτήρια αναφοράς» εννοούμε τα αντιπροσωπευτικά - τυπικά κτήρια. Ο καθορισμός αυτών των κτιρίων έγινε σύμφωνα με τις εξής υποπεριπτώσεις: • Βάση χρήσης :

• Μονοκατοικίες • Πολυκατοικίες – Συγκροτήματα κατοικιών • Κτήρια γραφείων

• Βάση της παλαιότητας του κτιρίου.

• Υφιστάμενα κτήρια – Πριν την ισχύ του ΚΘΚ (<’79) • Υφιστάμενα κτήρια – Με ισχύ του ΚΘΚ (1980-2000) • Υφιστάμενα κτήρια –(2000-2010) με υπολογισμό θερμογεφυρών • Υφιστάμενα κτήρια– Κατά ΚΕΝΑΚ • Νέα κτήρια

• Βάση κλιματικής ζώνης : • Α, Β, Γ, Δ κλιματική ζώνη

1. Καθορισμός κτηρίων αναφοράς

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

2. Χαρακτηριστικά κτηριακού δυναμικού Ελλάδας

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Αττική Θεσσαλονίκη Επικράτεια

49% 45% 58%

38% 37%

31%

13% 18% 11%

Έτος κατασκευής κατοικιών αποκλειστικής χρήσης

2001-2011

1981-2000

πριν το 1980

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Αττική Θεσ/νικη Επικράτεια

52% 59%

73%

19% 16%

15% 18% 12%

8% 6% 8% 3%

Αριθμός κατοικιών ανά κτήριο αποκλειστικής χρήσης ως κατοικία

20 και άνω

10 - 19

6 - 9

3 - 5

2

1

Το κτηριακό δυναμικό της Ελλάδας φαίνεται να κυριαρχείται από: 1) Παλαιά κτήρια (προ του 1980 και

λιγότερα την περίοδο 1980-2000).

2) Μονοκατοικίες ή μικρές πολυκατοικίες (με λιγότερες των 5 κατοικίες).

Για τον λόγο αυτό η μελέτη επικεντρώθηκε σε: 1) μονοκατοικίες και τριώροφες πολυκατοικίες

κατασκευής προ του 1980 και στην περίοδο 1980-2000.

2) Νέα κτήρια, για τα οποία επιθυμητός στόχος είναι η επίτευξη των ορίων του nZEB.

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

3.Προσδιορισμός μέτρων ενεργειακής απόδοσης για κάθε τυπικό κτήριο

Τα μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας που εξετάστηκαν: • Τοποθέτηση πρόσθετης μόνωσης • Αντικατάσταση κουφωμάτων • Δημιουργία καλύτερης σκίασης • Βελτίωση συστήματος θέρμανσης • Βελτίωση συστήματος παραγωγής ζεστού νερού χρήσης • Εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων • ΣΗΘ μικρής κλίμακας • Ηλιακή υποβοήθηση για θέρμανση χώρων και κεντρική παραγωγή ΖΝΧ • Τηλεθέρμανση • Αυτοματισμοί • Αλλά και συνδυασμοί των παραπάνω (δέσμες μέτρων) καθώς δύναται να

επιφέρουν πολύ καλύτερα αποτελέσματα απ’ ότι ως μεμονωμένα μέτρα

Αριθμός σεναρίων ανά τυπικό κτήριο που εξετάστηκαν: 800.000 - 1.200.000 Υπολογιστικός χρόνος ενεργειακών προσομοιώσεων ανά τυπικό κτήριο: >2.200 Ώρες! Χρησιμοποιήθηκαν 48 Η/Υ x 2 Ταυτόχρονες Προσομοιώσεις ανά Η/Υ.

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

4. Υπολογισμός του συνολικού κόστους ως καθαρή παρούσα αξία

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

Για κάθε τυπικό κτήριο / Περίοδο κατασκευής / Κλ. Ζώνη δημιουργήθηκαν διαγράμματα με: • Οριζόντιο άξονα την καταναλισκόμενη πρωτογενή ενέργεια (kWh/m²/έτος). • Κατακόρυφο άξονα το χρηματοοικονομικό (ή μακροοικονομικό) συνολικό κόστος

(κύκλου ζωής) της δέσμης μέτρων (€/m²).

Χρωματισμοί ανάλογα

με το σύστημα

θέρμανσης

Π.χ.

• Μονοκατοικία

• Ζώνη Β

• Πριν το 1980

5. Παρουσίαση αποτελεσμάτων ως νέφη σημείων

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

5. Παρουσίαση αποτελεσμάτων ως νέφη σημείων

Σε κάθε νέφος σημείων οριοθετήθηκαν οι περιοχές: • ZEB (0-30 kWh/m²/έτος και εύρος κόστους έως +350 €/m² από το cost optimal σημείο). • nZEB (20-60 kWh/m²/έτος και εύρος κόστους έως +350 €/m² από το cost optimal σημείο). • Cost Optimal (εύρος 10% επί της διαφοράς καλύτερου και χειρότερου οικονομικά

σεναρίου).

Και τα σημεία: • Του μετώπου Pareto. • Των αρχικών μεμονωμένων σεναρίων επέμβασης για κάθε σύστημα θέρμανσης

και για τις τέσσερις κατηγορίες αυτοματισμού (Α-Δ). • Της αρχικής εγκατάστασης, με 81 διαφορετικούς συνδυασμούς τροποποιήσεων

της θερμομόνωσης δομικών στοιχείων και κουφωμάτων.

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

5. Παρουσίαση αποτελεσμάτων ως νέφη σημείων

Περιοχή Cost Optimal -> επικράτηση λεβήτων Φ.Α.

Περιοχή nZEB -> επικράτηση Α/Θ

Περιοχή ZEB -> επικράτηση Α/Θ και φωτοβολταϊκών

Βασικό σενάριο + τροποποιήσεις στη θερμομόνωση

Βασικά σενάρια ανά τεχνολογία θέρμανσης

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

5. Παρουσίαση αποτελεσμάτων ως νέφη σημείων

Ανάλυση αποτελεσμάτων ανά τεχνολογία

Η «πεταλοειδής» μορφή των νεφών οφείλεται στην αύξηση του κόστους που επιφέρουν τα

φωτοβολταϊκά

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

6. Επίδραση έτους κατασκευής και κλιματικής ζώνης

Πολυκατοικία πριν το 1980

Ζώνη Β

Πολυκατοικία πριν το 1980

Ζώνη Β

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

6. Επίδραση έτους κατασκευής και κλιματικής ζώνης

Πολυκατοικία πριν το 1980

Ζώνη Γ

Πολυκατοικία 1980-2000

Ζώνη Β

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

Σε όλα σχεδόν τα τυπικά κτήρια παρατηρήθηκαν τα ακόλουθα: • Σε παλαιά κτήρια, η αναβάθμιση του συστήματος θέρμανσης/ZNX οδηγεί σε

καλύτερες λύσεις (τόσο ενεργειακά, όσο και από άποψη κόστους) έναντι της διατήρησης της υπάρχουσας εγκατάστασης και αναβάθμιση της θερμομόνωσης.

• Η περιοχή των βέλτιστων οικονομικά σεναρίων αποτελείται κατά κύριο λόγο από σενάρια με λέβητες συμπύκνωσης Φ.Α. και δευτερευόντως από συστήματα αντλιών θερμότητας και λεβήτων συμπύκνωσης πετρελαίου.

• Οι περιοχές ZEB και nZEB περιλαμβάνουν κυρίως συστήματα με αντλίες θερμότητας αλλά και βελτιώσεις στη θερμομόνωση, ενώ για τα κτήρια ZEB απαραίτητος γίνεται και ο συνδυασμός με φωτοβολταϊκά.

• Το χρηματοδοτικό κενό μεταξύ βέλτιστου οικονομικά σεναρίου και οικονομικότερης εγκατάστασης nZEB διαφέρει ανάλογα με την κλιματική ζώνη, την παλαιότητα κ.ο.κ. Συνήθως ανέρχεται σε τιμές 100-200 €/m² για κτήρια κατασκευής πριν το 2000 και κάτω των 100€/m² για νέα κτήρια.

7. Γενικά συμπεράσματα

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

8. Μελέτη από τη σκοπιά της εντόκου περιόδου αποπληρωμής για τα παλιά κτήρια

• Απλή Περίοδος Αποπληρωμής (Α.Π.Α.) = (Κόστος επένδυσης) / (€ εξοικονομούνται σε ετήσια βάση).

• Έντοκος Περίοδος Αποπληρωμής (Ε.Π.Α.): λαμβάνει υπ’ όψη την ετήσια μεταβολή των τιμών ενέργειας και το προεξοφλητικό επιτόκιο.

• Όριο βιωσιμότητας: 15 έτη.

Μεμονωμένα σενάρια αναβάθμισης του κελύφους ή των αυτοματισμών επιτυγχάνουν πολύ μικρές περιόδους αποπληρωμής (~2 έτη), χωρίς από την άλλη να μειώνουν σημαντικά την ενεργειακή κατανάλωση.

Τα βασικά συστήματα φυσικού αερίου και λεβήτων πετρελαίου συμπύκνωσης βρίσκονται κοντά στα βέλτιστα σενάρια (5-6 έτη)

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

9. Εξελίξεις

Σύμφωνα με το άρθρο 9 της Ε. Οδηγίας 2010/31/EU θα πρέπει:

Έως τα τέλη 2018 όλα τα νέα δημόσια κτήρια να είναι κτήρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας (nZEB).

Έως τα τέλη 2020 όλα τα νέα κτήρια να είναι κτήρια με σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας (nZEB).

Βέλτιστες τεχνολογικές πρακτικές για να επιτευχθεί η παραπάνω υποχρέωση:

Συνδυασμός τεχνολογιών λέβητα συμπύκνωσης με ηλιοθερμικό σύστημα.

Συνδυασμός τεχνολογιών αντλίας θερμότητας με φωτοβολταϊκό σύστημα.

Laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants Prof. E. Kakaras – Assoc. Prof. S. Karellas

Platon Pallis, M.Sc., PhD Candidate LSBTP

Επιστημονική Ομάδα

Δρ. Βουρλιώτης Παναγιώτης

Γκόνης Νικόλαος

Αναπλ. Καθ. Καρέλλας Σωτήριος

Καστρινάκης Ηρακλής

Δρ. Νικόγλου Ανδρέας

Πάλλης Πλάτων

Ρηγόπουλος Παναγιώτης

Σαραφιανός Δημήτρης