T

2310 465690

M

il-house@otenet.gr

Τέταρτη Δράση

ΤΕΤΑΡΤΗ ΔΡΑΣΗ

Έκθεση πεπραγμένων

Για το σχέδιο μεταφοράς τεχνογνωσίας της εταιρείας Θ. Ηλιάδης

Αντικείμενο του έργου

Αντικείμενο του έργου αποτέλεσε η διερεύνηση των δυνατοτήτων, των διαδικασιών και των απαραίτητων παρεμβάσεων για την εναρμόνιση των προκατασκευασμένων κτιρίων της εταιρείας Θ. Ηλιάδης με το πρότυπο του Παθητικού Κτιρίου. Η εταιρεία Θεόδωρος Ηλιάδης, έχοντας ως δραστηριότητα το σχεδιασμό και την κατασκευή προκατασκευασμένων κτιρίων, δίνει μέχρι σήμερα ιδιαίτερη έμφαση στη βελτίωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των κτιρίων της, βελτιώνοντας όλο και περισσότερο την απόδοση των κατασκευών της και του τρόπου δόμησης. Τα κτίριά της εμφανίζουν ήδη υψηλή ενεργειακή απόδοση λόγω του τρόπου κατασκευής τους και υπερκαλύπτουν τις απαιτήσεις του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια έχει γίνει δημοφιλές σε όλο τον κόσμο το πρότυπο του Παθητικού Κτιρίου, το οποίο έχει ως γνώμονα την ελαχιστοποίηση των ενεργειακών απωλειών και εν γένει των ενεργειακών απαιτήσεων. Καθώς καταγράφονται σποραδικά αιτήματα για μελέτη και κατασκευή παθητικών κτιρίων, τα οποία η εταιρεία δεν μπορεί να καλύψει με την υπάρχουσα τεχνογνωσία της, κρίθηκε απαραίτητη η διερεύνηση των απαιτήσεων και των προδιαγραφών, καθώς και ενημέρωση των στελεχών της εταιρείας για τον τρόπο με τον οποίο θα πρέπει να γίνουν οι επί μέρους μελέτες, πώς θα γίνουν οι υπολογισμοί για τη διαστασιολόγηση των δομικών στοιχείων και των συναρμογών τους, των λειτουργιών του κτιρίου (π.χ. σκίαση και αερισμός), και των ενεργειακών απαιτήσεων και πώς θα πρέπει να γίνει η κατασκευή, ώστε να ανταποκρίνεται πλήρως ένα νέο κτίριο στις αυξημένες απαιτήσεις του Προτύπου του Παθητικού Κτιρίου.

Σε αυτό το πλαίσιο, μελετήθηκε η προσαρμογή των υφιστάμενων πρακτικών δόμησης της εταιρείας ώστε το νέο κτιριακό κέλυφος να ικανοποιεί τις απαιτήσεις του προτύπου του παθητικού κτιρίου και δόθηκε το υπολογιστικό πλαίσιο προσέγγισης των επί μέρους παραμέτρων που απαιτούνται, ώστε η εταιρεία να μπορεί στο μέλλον με εύκολο τρόπο να εκπονεί τις συγκεκριμένες, εξειδικευμένες μελέτες για τα κτίριά της. Για παράδειγμα, προσδιορίστηκαν τα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά των συμπαγών και των διαφανών δομικών στοιχείων, υπολογίστηκαν οι θερμογέφυρες στις συναρμογές τους, ώστε να δημιουργηθεί μια βάση δεδομένων που θα μπορεί να αξιοποιήσει η εταιρεία στις μελέτες της, υπολογίστηκαν οι συντελεστές σκίασης που χρησιμοποιούνται από το συγκεκριμένο πρότυπο και έγιναν μελέτες για την επιλογή και τη διαστασιολόγηση εναλλακτικών συστημάτων θέρμανσης, ψύξης, ΖΝΧ και μηχανικού αερισμού. Εφαρμογή των παραπάνω έγινε σε δύο κτίρια: το πρώτο, το οποίο χαρακτηρίστηκε ως βασικό, αποτέλεσε την κρίσιμη περίπτωση. Με βάση τα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου κτιρίου έγιναν όλες οι επί μέρους μελέτες και προσδιορίστηκαν τα χαρακτηριστικά του ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του Παθητικού Κτιρίου. Το δεύτερο κτίριο χρησιμοποιήθηκε για να τεκμηριωθεί ότι οι προδιαγραφές που εκτιμήθηκαν για το βασικό κτίριο ικανοποιούν τις απαιτήσεις και σε άλλα κτίρια.

Για την πιο κατατοπιστική ενημέρωση των στελεχών της εταιρείας σχετικά με το πρότυπο του Παθητικού Κτιρίου συντάχθηκε οδηγός για τις σωστές κατασκευαστικές πρακτικές που θα πρέπει να ακολουθεί η εταιρεία κατά την ανέγερση των κτιρίων της, δίνοντας πχ ιδιαίτερη προσοχή στις συναρμογές των δομικών στοιχείων, στην αεροστεγανότητα, στην τοποθέτηση των μονώσεων, κτλ. Επίσης, δημιουργήθηκε ένα εργαλείο κοστολόγησης των επεμβάσεων που οδηγούν την αναβάθμιση του κτιρίου από συμβατικό σε παθητικό, ώστε συγκρίνοντας το επιπλέον κόστος της κατασκευής με τη μείωση του λειτουργικού κόστους να διαφαίνεται το όφελος που θα προκύψει από την υιοθέτηση του προτύπου

Ενότητες εργασίας
Η εκπόνηση του σχεδίου μεταφοράς τεχνολογίας έγινε σε 6 ενότητες:

    • Στην πρώτη ενότητα έγινε καταγραφή της μορφολογίας των κτιρίων που συνήθως σχεδιάζει και κατασκευάζει η εταιρεία. Μέσα από αυτά προέκυψε το βασικό κτίριο και το κτίριο που χρησιμοποιήθηκε για την τεκμηρίωση των αποτελεσμάτων.
    • Στη δεύτερη ενότητα διερευνήθηκε η διαμόρφωση του κτιριακού κελύφους. Καταγράφηκαν τα δομικά στοιχεία που αποτελούν το κέλυφος των προκατασκευασμένων κτιρίων της εταιρείας και υπολογίστηκαν οι επί μέρους παράμετροι που λαμβάνουν μέρος κατά τον υπολογισμό του ενεργειακού ισοζυγίου, έχοντας ως γνώμονα τις απαιτήσεις του Προτύπου του Παθητικού Κτιρίου. Συγκεκριμένα, εκτιμήθηκαν το απαιτούμενο πάχος θερμομονωτικής προστασίας ανά τύπο δομικού στοιχείου, ο τύπος και ο συντελεστών των κουφωμάτων, οι θερμογέφυρες στις συναρμογές των δομικών στοιχείων, σύμφωνα με τις κατευθύνσεις του προτύπου, η θερμοχωρητικότητα του κτιρίου, η αεροστεγανότητα του κελύφους, η σκίαση, ο φυσικός αερισμός και ο νυχτερινός αερισμός κατά τη διάρκεια του θέρους, κτλ.
    • Στην τρίτη ενότητα εξετάστηκαν οι ΗΜ εγκαταστάσεις. Συγκεκριμένα, με βάση τα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά του κελύφους και τα μεγέθη των τυπικών κτιρίων, διαστασιολογήθηκαν διαφορετικά συστήματα θέρμανσης, ψύξης, ΖΝΧ και μηχανικού αερισμού που θα μπορούσαν να ενσωματωθούν στα εξεταζόμενα κτίρια, όπως πχ λέβητας φυσικού αερίου, αντλίες θερμότητας, εναλλάκτες θερμότητας, κτλ.
    • Στην τέταρτη ενότητα έγιναν ενεργειακοί υπολογισμοί με το λογισμικό PHPP που χρησιμοποιείται από το Πρότυπο του Παθητικού Κτιρίου, ώστε να τεκμηριωθεί η εναρμόνιση των εξεταζόμενων τυπικών κτιρίων της εταιρείας με τις απαιτήσεις του προτύπου.
    • Στην πέμπτη ενότητα έγινε η κοστολόγηση των εργασιών και δημιουργήθηκε εργαλείο οικονομικής αποτίμησης της υιοθέτησης του προτύπου του παθητικού κτιρίου στις κατασκευές της εταιρείας Θ. Ηλιάδης. Με τη χρήση του συγκεκριμένου εργαλείου, η εταιρεία θα μπορεί να ενημερώνει τους πελάτες της σχετικά με την ανάλυση κόστους-οφέλους από την αναβάθμιση του κτιρίου τους από συμβατικό σε παθητικό.
    • Στην έκτη ενότητα συντάχθηκε οδηγός εφαρμογής των επί μέρους μελετών και καλών πρακτικών κατά την κατασκευή με στόχο την ενημέρωση των στελεχών της εταιρείας στη νέα γνώση και κατασκευαστική λογική.

Μεθοδολογία

Σε πρώτη φάση προσδιορίστηκαν αντιπροσωπευτικά κτίρια μέσω της καταγραφής της μορφολογίας των κτιρίων που συνήθως σχεδιάζει και κατασκευάζει η εταιρεία. Συγκεκριμένα, η πλειονότητα των κτιρίων που σχεδιάζει και κατασκευάζει η εταιρεία είναι μονοκατοικίες, ενός ή δύο ορόφων, με κάτοψη που είναι συνήθως ορθογωνική. Τα κτίρια συνήθως εντάσσονται σε ημιαστικές περιοχές και στην πλειονότητά τους είναι πανταχόθεν ελεύθερα. Η επιστέγαση γίνεται συχνότερα με κεκλιμένη στέγη. Η καταγραφή των κτιρίων έγινε από αρχιτεκτονικά σχέδια που παρείχε η εταιρεία. Από αυτά επιλέχθηκαν 3, τα οποία ήταν περισσότερο αντιπροσωπευτικά. Κατόπιν επιλέχθηκε ένα από αυτά ως το κτίριο αναφοράς για τη μελέτη της προσαρμογής του στα επίπεδα του Προτύπου του Παθητικού Κτιρίου.

Στη δεύτερη φάση προσδιορίστηκαν οι παράμετροι του κτιριακού κελύφους που ικανοποιούν τις απαιτήσεις του παθητικού κτιρίου ως προς τις ενεργειακές απαιτήσεις. Το ίδιο κτίριο εξετάστηκε σε 4 κλιματικές ζώνες της χώρας. Με γνώμονα τις ενεργειακές απαιτήσεις που θέτει το πρότυπο του Παθητικού Κτιρίου και χρησιμοποιώντας το λογισμικό PHPP προσδιορίστηκε η θερμομονωτική προστασία των συμπαγών δομικών στοιχείων, ο τύπος των κουφωμάτων, οι θερμογέφυρες για διάφορες συναρμογές των δομικών στοιχείων, η σκίαση, το επίπεδο της αεροστεγανότητας, κ.α., για τα διαφορετικά κλίματα. Οι ίδιες προδιαγραφές χρησιμοποιήθηκαν κατόπιν και για τη μελέτη του δεύτερου εξεταζόμενου κτιρίου.

Παράλληλα, έγινε η μελέτη του μηχανικού αερισμού, ενώ επιλέχθηκαν και διαστασιολογήθηκαν τα συστήματα θέρμανσης, ψύξης και ζεστού νερού χρήσης που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στη συγκεκριμένη κατοικία. Για κάθε κλιματική ζώνη επιλέχθηκαν με προσοχή τα συστήματα που θα μπορούσαν να βρουν εφαρμογή. Η διαστασιολόγηση των συστημάτων στηρίχθηκε στην εκτίμηση των θερμικών φορτίων, τα οποία είναι απόρροια του σχεδιασμού του κελύφους. Τα επιλεχθέντα συστήματα εισήχθησαν κατόπιν στο λογισμικό PHPP και υπολογίστηκαν τα υπόλοιπα ενεργειακά μεγέθη που είναι απαραίτητα για την πιστοποίηση του παθητικού κτιρίου. Οι υπολογισμοί έγιναν με το λογισμικό PHPP για τις τέσσερεις κλιματικές ζώνες και τα συστήματα που επιλέχθηκαν για την κάθε κλιματική ζώνη. Ομοίως, τα ίδια συστήματα εφαρμόστηκαν στη μελέτη του δεύτερου εξεταζόμενου κτιρίου.

Για την οικονομική αποτίμηση των παρεμβάσεων που αναδείχθηκαν ως οι πλέον σημαντικές για την επίτευξη των απαιτήσεων του παθητικού κτιρίου, αναπτύχθηκε υπολογιστικό εργαλείο. Σε αυτό εισάγονται οι παράμετροι που το διαφοροποιούν από το αντίστοιχο κτίριο που ικανοποιεί τις απαιτήσεις του Κ.Εν.Α.Κ. κι έτσι προκύπτει το πρόσθετο κόστος που θα επιβαρύνει την εταιρεία και τον πελάτη.

Τέλος, για την πιο εποπτική παρουσίαση της μελέτης και της κατασκευής του παθητικού κτιρίου συντάχθηκε ένας οδηγός εφαρμογής των ειδικών μελετών που απαιτούνται για την ικανοποίηση των αρχών του Παθητικού Κτιρίου

Παραδοτέα
Κατά τη διάρκεια εκπόνησης του σχεδίου μεταφοράς τεχνογνωσίας ολοκληρώθηκαν τα προβλεπόμενα παραδοτέα:

    • Παραδοτέο: Π1. Αντιπροσωπευτικά κτίρια (ολοκλήρωση με την ολοκλήρωση της ενότητας 1, Μ1).
    • Παραδοτέο: Π2. Χαρακτηριστικά δομικών στοιχείων για εναρμόνιση με τις απαιτήσεις του Παθητικού Κτιρίου-αναλυτικοί υπολογισμοί (ολοκλήρωση με την ολοκλήρωση της ενότητας 2, Μ3).
    • Παραδοτέα: Π3. Χαρακτηριστικά ΗΜ εγκαταστάσεων για εναρμόνιση με τις απαιτήσεις του Παθητικού Κτιρίου-αναλυτικοί υπολογισμοί (ολοκλήρωση με την ολοκλήρωση της ενότητας 3, Μ4).
    • Παραδοτέο: Π4. Διερεύνηση ενεργειακής απόδοσης αντιπροσωπευτικών κτιρίων για εναρμόνιση με τις απαιτήσεις του Παθητικού Κτιρίου-αναλυτικοί υπολογισμοί (ολοκλήρωση με την ολοκλήρωση της ενότητας 4, Μ6).
    • Παραδοτέα: Π5. Εργαλείο οικονομοτεχνικής ανάλυσης (ολοκλήρωση με την ολοκλήρωση της ενότητας 5, Μ8).
    • Παραδοτέο: Π6. Οδηγός εφαρμογής εξειδικευμένων μελετών (ολοκλήρωση με την ολοκλήρωση της ενότητας 6, Μ8)

Χρονοδιάγραμμα

H έναρξη του έργου έγινε με την ένταξη του έργου στη δράση της Περιφέρειας στις 23/10/2020 και η ολοκλήρωσή του έγινε στις 30/06/2021, δηλαδή σε διάστημα 8 μηνών. Η παράταση του έργου κατά δύο μήνες ήταν επιβεβλημένη, καθώς αποφασίστηκε να μελετηθεί το κτίριο σε όλες τις κλιματικές ζώνες και με διαφορετικά συστήματα θέρμανσης και ψύξης, επιπρόσθετα μάλιστα από την αρχική περιγραφή του σχεδίου. Έτσι, οι ενότητες 2, 3 και 4 απαίτησαν περισσότερο χρόνο για την ολοκλήρωσή τους.

Το χρονοδιάγραμμα του έργου είχε ως εξής:

Σχήμα 1. Το χρονοδιάγραμμα εκπόνησης του σχεδίου μεταφοράς τεχνογνωσίας.

Φορέας καινοτομίας - Ερευνητική ομάδα

To Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης αποτελεί το μεγαλύτερο ελληνικό πανεπιστήμιο. Το κυρίως campus βρίσκεται στο κέντρο της πόλης και εκτείνεται σε μία έκταση περίπου 430.000 m2, ενώ ορισμένες από τις εγκαταστάσεις του, είτε εκπαιδευτικές είτε διοικητικές, βρίσκονται εκτός της πανεπιστημιούπολης ή σε άλλες πόλεις. Συνολικά περιλαμβάνει 10 σχολές, που συγκροτούνται από 40 τμήματα και 1 μονοτμηματική σχολή. Λειτουργούν 61 Κλινικές (Ιατρικής, Οδοντιατρικής, Κτηνιατρικής), 295 θεσμοθετημένα Εργαστήρια και 23 Σπουδαστήρια.

Ο Ειδικός Λογαριασμός Κονδυλίων Έρευνας του Α.Π.Θ. λειτουργεί, σύμφωνα με την ΥΑ ΚΑ 679/96 περί σύστασης "Ειδικών Λογαριασμών Κονδυλίων Έρευνας" (ΕΛΚΕ) στα ΑΕΙ/ΤΕΙ της χώρας και σύμφωνα με την εθνική και κοινοτική νομοθεσία. Είναι το θεσμοθετημένο όργανο του Α.Π.Θ. για τη διαχείριση της έρευνας και των συναφών δραστηριοτήτων του Ιδρύματος.

Το Εργαστήριο Οικοδομικής και Φυσικής των Κτιρίων ιδρύθηκε το 1955 και το 2007 με την απόφαση 6999/Β1, ΦΕΚ αρ. φύλλου 107 πήρε τη σημερινή μορφή του. Ανήκει στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του Α.Π.Θ. και υπάγεται στον Τομέα Επιστήμης και Τεχνολογίας των Κατασκευών. Οι επιστημονικές περιοχές που καλύπτει είναι η μεθοδολογία κατασκευής κτιριακών έργων και εσωτερικών εγκαταστάσεων, ο ενεργειακός σχεδιασμός των κτιρίων και η εξοικονόμηση ενέργειας, η μελέτη και εφαρμογή των αρχών της φυσικής των κτιρίων, η πυρασφάλεια και η πυροπροστασία των κατασκευών, η προκατασκευή και η βιομηχανοποιημένη δόμηση, καθώς και η αποκατάσταση κτιρίων. Τα μέλη του συμμετέχουν ενεργά σε διεθνή και εθνικά ερευνητικά προγράμματα και έχουν έντονη παρουσία σε διεθνείς δράσεις, συνέδρια και οργανισμούς. Για τη διεξαγωγή της έρευνας το Εργαστήριο διαθέτει σύγχρονο εξοπλισμό, όπως όργανα με αισθητήρια για τη μέτρηση της ηλιακής ακτινοβολίας, της θερμοκρασίας, της σχετικής υγρασίας και της ταχύτητας του ανέμου, όργανα για την καταγραφή και μέτρηση των εσωκλιματικών συνθηκών, όργανα για την καταγραφή και μέτρηση της μετάδοσης της θερμότητας στο κέλυφος του κτιρίου, μηχάνημα μέτρησης αεροπερατότητας ανοιγμάτων, κάμερα υπέρυθρης ακτινοβολίας, ηλεκτρονικούς καταχωρητές δεδομένων, λουξόμετρα εσωτερικού χώρου, κ.τ.λ. Παράλληλα, στο πλαίσιο ερευνητικών προγραμμάτων έχουν κατά καιρούς εγκατασταθεί καταγραφικοί σταθμοί και αισθητήρια σε ειδικούς χώρους για τη διεξαγωγή μετρήσεων. Επιπλέον, το εργαστήριο διαθέτει υψηλού επιπέδου ηλεκτρονικό εξοπλισμό και άδειες χρήσης σε λογισμικό τελευταίας τεχνολογίας για την προσομοίωση κτιρίων. Το Εργαστήριο έχει στο ενεργητικό του τη διοργάνωση διεθνών συνεδρίων επάνω σε θέματα ενεργειακού σχεδιασμού και εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια. Επίσης, τα μέλη του εργαστηρίου συμμετείχαν ενεργά στη διαμόρφωση του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (2010) και στην αναθεώρησή του (2017) τόσο στη διατύπωση των απαιτήσεων του κανονισμού, όσο και στη συγγραφή των υποστηρικτικών για την εφαρμογή του Τεχνικών Οδηγιών του Τ.Ε.Ε. 20701-1 και 20701-2. Συμμετέχουν επίσης στις ομάδες εργασίας για τον καθορισμό των κτιρίων σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης.

Η ερευνητική ομάδα του έργου απαρτίζεται από την επιστημονικώς υπεύθυνη του έργου, Αικατερίνη Τσικαλουδάκη, τον πολιτικό μηχανικό Μιχάλη Πλιάτσικα και τη μηχανολόγο μηχανικό Ευφροσύνη Πλαττυραχου.

Η κα Αικατερίνη Τσικαλουδάκη είναι δρ πολιτικός μηχανικός και αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του Α.Π.Θ και διδάσκει μαθήματα σχετικά με το γνωστικό αντικείμενο της οικοδομικής, της φυσικής των κτιρίων, της ενεργειακής απόδοσης και της εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο. Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα εντοπίζονται στην ενεργειακή απόδοση του κτιριακού κελύφους, στο φυσικό φωτισμό και στη φυσική του κτιρίου. Συμμετείχε ως ερευνήτρια και συντονίστρια σε περισσότερα από 25 ερευνητικά έργα χρηματοδοτούμενα από εθνικούς και ευρωπαϊκούς πόρους. Το επιστημονικό της έργο έχει δημοσιευτεί σε πάνω από 80 εργασίες σε πρακτικά διεθνών συνεδρίων και 20 έγκριτα διεθνή περιοδικά. Συμμετείχε ενεργά στη διαμόρφωση του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων, στη συγγραφή των σχετικών τεχνικών οδηγιών (Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-1, 20701-2) και των εγχειριδίων για τους ενεργειακούς επιθεωρητές. Είναι μέλος της εθνικής επιτροπής συντονισμού για την επικαιροποίηση της νομοθεσίας για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, των σχετικών επιτροπών του Τ.Ε.Ε. και της ομάδας που επεξεργάζεται το σχέδιο του κανονιστικού πλαισίου για τα κτίρια με σχεδόν μηδενική ενεργειακή κατανάλωση.

Ο κ. Μιχάλης Πλιάτσικας, είναι πολιτικός μηχανικός και υποψήφιος διδάκτορας του ΑΠΘ. Εργάστηκε στη διπλωματική του εργασία στην εφαρμογή του προτύπου του παθητικού κτιρίου και είναι άριστος γνώστης των προδιαγραφών του προτύπου και των εργαλείων που χρησιμοποιήθηκαν.

Η κ. Ευφροσύνη Πλαττυραχου είναι μηχανολόγος μηχανικών και εργάστηκε στη διπλωματική της εργασία στα συστήματα θέρμανσης και ψύξης κτιρίων κατοικίας. Παράλληλα γνωρίζει το πρότυπο του παθητικού κτιρίου, καθώς συμμετείχε στην εκπόνηση μελέτης παθητικού κτιρίου στο πλαίσιο διαγωνισμού που διοργάνωσε το Ελληνικό Ινστιτούτο Παθητικού Κτιρίου.