Kωνσταντίνος Ριζάκος Μηχ/γος Μηχ/κος ΕΜΠ

2. Κατασκευή
παθητικών
κτιρίων με
θερμομονωτικά
υλικά της BASF
Kωνσταντίνος Ριζάκος
Μηχ/γος Μηχ/κος ΕΜΠ
2013

3. Περιεχόμενα

Θεσμικό πλαίσιο για την κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια

Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης από PHI & BASF

Μεθοδολογία υπολογισμών

Αποτελέσματα

Κατασκευαστικές λύσεις του παθητικού κτιρίου

4. Θεσμικό πλαίσιο
Iστορική Αναδρομή

Έως 1979 : Κτίρια αμόνωτα με κατανάλωση


1979 – 2010 : Κ.Θ. – Κτίρια πλημμελώς θερμομονωμένα με κατανάλωση


> 150 Kwh/m2·ε
80 ~ 100 Kwh/m2·ε
Οδηγία 2002/91 ΕΚ Energy Performance Directive (EPΒD)


Κ.ΕΝ.Α.Κ. έναρξης εφαρμογής 1/10/10 - Κτίρια με κατανάλωση:


N 3661/08 (ΦΕΚ89/Α3661 -19/5/2008) “Μέτρα για την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των
κτιρίων και άλλες διατάξεις”
50 ~ 80 Kwh/m2·ε
Οδηγία 2010/31/EΚ ΕPBD 2 - Eνεργειακά αυτόνομα νέα κτίρια από το 2021 και
υπάρχοντα δημόσια από το 2019 με κατανάλωση:

< 15 Kwh/m2·ε

5. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Ινστιτούτο Παθητικών Κτιρίων, Ντάρμσταντ Γερμανία

Passiv Haus Institut – PHI - Dr Wolfgang Feist



Aνάλυση της επίδρασης της θερμομόνωσης στο ίδιο κτήριο στις διαφορετικές
πόλεις της Ευρώπης – Μεταξύ αυτών οι Αθήνα & Θεσ/κη
Χρησιμοποιήθηκαν θερμομονωτικά υλικά παραγόμενα από α’ ύλες της BASF
Neopor & Peripor
BASF AG – The Chemical company

Πωλήσεις 2011 : 73,5 δισ. Ευρώ

111.000 εργαζόμενοι

1951 - Πατεντάρει το Διογκωμένο Πολυστυρένιο ΕPS – Styropor / Peripor

1995 – Πατεντάρει το Γραφιτούχο Διογκωμένο Πολυστυρένιο ΕPS - Neopor
Έως 70% εξοικονόμηση

6. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Bιβλιογραφία

www.energyefficiency.basf.com

www.neopor.de

www.eumeps.com

www.passiv.de

7. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Παθητικό κτίριο

Εμπνευσμένο 1990. Προέκυψε από τη διπλωματική εργασία 2 οραματιστών: Βο Andersen & Wolfgang
Feist «Ένα σπίτι χωρίς θέρμανση»

Εκτός από τη μεγιστοποίηση της εξοικονομούμενης ενέργειας, αποτελεί ένα κτίριο με εξαιρετική θερμική
άνεση και μικροκλίμα

Ενεργειακή απαίτηση σε θέρμανση και δροσισμό κάτω από 15 kWh / m2ε ή 1,5 lt / m2ε

Μέγιστο U value αδιαφανών δομικών στοιχείων 0,15 W / m2K

Μέγιστο U value διαφανών δομικών στοιχείων 1,2 W / m2K

Eλαχιστοποίηση θερμογεφυρών σε όλα τα δομικά στοιχεία

Μέγιστη αεροστεγανότητα με εναλλαγές αέρα < 0,6h-1 (με τη μέθοδο blower-door test στα 50pa πίεση)

Χρήση μηχανικού αερισμού με ανάκτηση θερμότητας


Για την δροσισμό μπορεί να χρησιμοποιηθεί γεωθερμικός εναλλάκτης για την μείωση της θερμοκρασίας του
εισερχόμενου αέρα
Εξαιρετική ποιότητα εσωτερικού αέρα η οποία αποδεδειγμένα βελτιώνει την εργασία, την
αυτοσυγκέντρωση και την υγιεινή

8. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Παθητικό κτίριο

40-55% απώλειες από αδιαφανή δομικά στοιχεία

20-25% απώλειες από διαφανή

10-20% από αερισμό

20-35% από συσκευές ΖΝΧ, φωτισμός, κουζίνα κτλ

9. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Παθητικό κτίριο
Στρατηγική σχεδιασμού κτιρίων χαμηλής
ενεργειακής κατανάλωσης
1.
Ελαχιστοποίηση ενεργειακής
απαίτησης για θέρμανση και δροσισμό
2.
Αξιοποίηση ΑΠΕ
3.
Αποδοτική χρήση των καθαρότερων
ορυκτών καυσίμων

10. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Παθητικό κτίριο
Στρατηγική σχεδιασμού κτιρίων χαμηλής ενεργειακής
κατανάλωσης
1.
Η αποδοτικότητα μειώνει την κατανάλωση
πρωτογενούς ενέργειας στις 15 kWh/m2ε
2.
ΑΠΕ παρέχουν την υπόλοιπη ενέργεια

11. Μεθοδολογία
Κτίριο υπό μελέτη

Υπολογισμοί με βάση το λογισμικό δυναμικής προσομοίωσης DYNBIL από το P.H.I.

Kτίριο υπό μελέτη:

Διώροφη μονοκατοικία με 120m2 συνολική κατοικήσιμη επιφάνεια και μη θερμαινόμενο
υπόγειο σε συνεχές σύστημα δόμησης και χωρίς εξώστες

Αθήνα & Θεσ/κη:

Εξωτερικές τοιχοποιίες και στέγη/δώμα με βαριά κατασκευή: οπλισμένο σκυρόδεμα
και μονή τοιχοποιία με τουβλίνα 35cm

Τα παράθυρα και οι μπαλκονόπορτες είναι ανοιγόμενoυ τύπου και έχουν πατζούρια
κλειστά το καλοκαίρι κατά τις μεσημεριανές ώρες

Κεκλιμένη αεριζόμενη στέγη από οπλισμένο σκυρόδεμα πάχους 15cm

12. Μελέτη απόδοσης της θερμομόνωσης
Παθητικό κτίριο
Nότια όψη
Βορινή όψη
Τομή ανατολικής όψης

13. Μεθοδολογία
Κτιριακά χαρακτηριστικά 4 κατηγοριών

1. Ελάχιστα:


Υαλοπίνακες: Μονοί, U≈5,7 W/(m2K), g≈0,85

Προφιλ κουφωμάτων: 45mm ξύλινα

Αεροστεγανότητα: n50 = 6h-1


Θερμομόνωση: 0 cm παντού
Φυσικός αερισμός
2. Μέτρια:

Θερμομόνωση: 6 cm στη στέγη & 4 cm στον τοίχο με Νeopor, 2 cm στα περιμετρικά τοιχία με Peripor,
0 cm στο δάπεδο

Υαλοπίνακες: Μονοί, U≈5,7 W/(m2K), g≈0,85

Προφιλ κουφωμάτων: 45mm ξύλινα

Αεροστεγανότητα: n50 = 4h-1

Μηχανικός αερισμός

14. Μεθοδολογία
Κτιριακά χαρακτηριστικά 4 κατηγοριών

3. Καλά:


Υαλοπίνακες: Διπλοί, U≈2,8 W/(m2K), g≈0,76

Προφιλ κουφωμάτων: 68mm ξύλινα

Αεροστεγανότητα: n50 = 1,5h-1


Θερμομόνωση: 12 cm στη στέγη & 10 cm στον τοίχο με Neopor, 4 cm στα περιμετρικά τοιχία με
Peripor, 0 cm στο δάπεδο
Μηχανικός αερισμός
4. Πολύ καλά:

Θερμομόνωση: 22 cm στη στέγη & 15 cm στον τοίχο με Neopor, 6 cm στα περιμετρικά τοιχία με
Peripor, 0 cm στο δάπεδο

Υαλοπίνακες: Διπλοί χαμηλής εκπομπής με αέριο, U≈1,2 W/(m2K), g≈0,53

Προφιλ κουφωμάτων: 68mm ξύλινα

Αεροστεγανότητα: n50 = 0,5h-1

Μηχανικός αερισμός με 85% ανάκτηση θερμότητας και δροσισμό

15. Μεθοδολογία
Κτιριακά χαρακτηριστικά 4 κατηγοριών
ΚΕΝΑΚ 1/10/10
cm
πάχος
Στέγη
Τοίχος
Δάπεδο
Περιμ.
τοιχεία
1. Ελάχιστα
0
0
0
0
2. Μέτρια
6
4
0
2
3. Καλά
12
10
0
4
4. Πολύ
καλά
22
15
0
6

16. Μεθοδολογία
Υπολογισμοί εξοικονόμησης & χρόνου αποπληρωμής

Υπολογισμοί εξοικονόμησης μετά από τον χρόνο αποπληρωμής για τον
εκτιμούμενο κύκλο ζωής του κτιρίου (50 χρόνια)

2 σενάρια εξέλιξης τιμών ενέργειας:

1. Σταθερές τιμές – Μέσος όρος κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής:



Πετρέλαιο θέρμανσης: 0,60 Ευρώ/lt / 0,06 Ευρώ/kWh
Ηλεκτρισμός: 0,17 Ευρώ/kWh
2. Άνοδος τιμών κατά 3,5% / έτος – Μέσος όρος κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής:

Πετρέλαιο θέρμανσης: 1,70 Ευρώ/lt / 0,17 Ευρώ/kWh

Ηλεκτρισμός: 0,27 Ευρώ/kWh

17. Μεθοδολογία
Ορισμοί - έννοιες

Space heat demand: Ετήσια ζήτηση θερμότητας για διατήρηση 20οC

Heating energy consumption: Ετήσιο ποσό ενέργειας σε καύσιμο για διατήρηση 20ο C

Space cooling demand: Ετήσια θερμότητα προς αποβολή για διατήρηση 25ο C

Electricity consumption for cooling: Ετήσιο ποσό ενέργειας σε ηλεκτρισμό για διατήρηση 25ο C
με τυπική μονάδα split

Primary energy for heating and cooling: Πρωτογενής ενέργεια για θέρμανση & δροσισμό

CO2 emitions: Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα

Hours overs 25oC: Ποσοστό ωρών με θερμοκρασία μεγαλύτερη των 25οC χωρίς δροσισμό

Peak temperature: Μέση μέγιστη ωριαία θερμοκρασία οποιουδήποτε δωματίου χωρίς δροσισμό.
Συνήθως εμφανίζεται στα νότια δωμάτια κάτω από τη στέγη.

18. Αποτελέσματα
Αθήνα – Κατανάλωση σε πρωτογ. ενέργεια & Εκπομπές CO2

Ελάχιστα κτιρ. χαρακτ.



95 kWh/m2ε
25 gr/m2ε
Μέτρια κτιρ. χαρακτ. B



55 kWh/m2ε -40%
15 gr/m2ε
Καλά κτιρ. χαρακτ. A



25 kWh/m2ε -75%
10 gr/m2ε
Πολύ καλά κτιρ. χαρακτ. A+

12 kWh/m2ε -90%

5 gr/m2ε

Χωρίς λέβητα

19. Αποτελέσματα
Αθήνα – %Ωρών με θερμοκρ. > 25οC & Μέγιστη θερμοκρασία

Ελάχιστα κτιρ. χαρακτ.



23 % - 6h
34οC
Μέτρια κτιρ. χαρακτ.



21 % - 5h
32οC
Καλά κτιρ. χαρακτ.


Χωρίς δροσισμό
18 % - 4,3h
30οC
Επένδυση στη θερμομόνωση για
μετάβαση από τα ελάχιστα κτιρ. χαρακτ.
στα καλά αποσβένεται στα 8 χρόνια με
0,06 €/kWh

Όφελος μετά την απόσβεση με
Πολύ καλά κτιρ. χαρακτ. σταθερές τιμές 5.600 € μέχρι τα 50
χρόνια

14 % - 3,4h



28οC
Όφελος μετά την απόσβεση με
άνοδο τιμών 3,5% 13.200 €


20. Αποτελέσματα
Θεσσαλονίκη – Κατανάλωση σε πρωτογ. ενέργεια & Εκπομπές CO2

Ελάχιστα κτιρ. χαρακτ.



135 kWh/m2ε
30 gr/m2ε
Μέτρια κτιρ. χαρακτ. B



75 kWh/m2ε -45%
18 gr/m2ε
Καλά κτιρ. χαρακτ. A



32 kWh/m2ε -75%
10 gr/m2ε
Πολύ καλά κτιρ. χαρακτ. A+

20 kWh/m2ε -85%

7 gr/m2ε

Χωρίς λέβητα

21. Αποτελέσματα
Θεσσαλονίκη – %Ωρών με θερμοκρ. > 25οC & Μέγιστη θερμοκρασία

Ελάχιστα κτιρ. χαρακτ.



12 % - 3h
28οC
Μέτρια κτιρ. χαρακτ.



8 % - 2h
27οC
Καλά κτιρ. χαρακτ.


Χωρίς δροσισμό

6 % - 1,5h
26οC
Πολύ καλά κτιρ. χαρακτ.


3 % - 45min
25οC
Επένδυση στη θερμομόνωση για
μετάβαση από τα ελάχιστα κτιρ. χαρακτ.
στα καλά αποσβένεται στα 6 χρόνια με
0,06 €/kWh

Όφελος μετά την απόσβεση με
σταθερές τιμές 8.300 € μέχρι τα 50 χρόνια

Όφελος μετά την απόσβεση με άνοδο
τιμών 3,5% 20.000 €


22. Κατασκευαστικές λύσεις

Τοιχοποιίες


εξωτερική θερμομόνωση με
Νeopor για αποφυγή
θερμογεφυρών και
εκμετάλλευση της
θερμοχωρητικότητας
Δώμα



επένδυση του στηθαίου με
θερμομόνωση
συμβατική θερμομόνωση με
κλίσεις από το Νeopor και
μεμβράνη ή αντεστραμμένη με
Peripor πάνω από
ελαφροσκυρόδεμα με EPS
Στέγη


Αεριζόμενη, με θερμομόνωση
από Neopor με διαπνέουσα
μεμβράνη για στεγάνωση
Περιμετρικά τοιχεία

30cm από το έδαφος έως τα

23. Κατασκευαστικές λύσεις
Επίδραση θερμογεφυρών
Ακόμη και ένα κτίριο με
θερμομονωμένα τα στοιχεία
από σκυρόδεμα κατά τη
σκυροδέτηση
είναι γεμάτο θερμογέφυρες
όσο και προσεκτικά να
θερμομονωθεί

24. Κατασκευαστικές λύσεις
Τοιχοποιία

25. Κατασκευαστικές λύσεις
Τοιχοποιία

26. Κατασκευαστικές λύσεις
Τοιχοποιία

27. Κατασκευαστικές λύσεις
Μπαλκόνια

28. Κατασκευαστικές λύσεις
Μπαλκόνια

29. Κατασκευαστικές λύσεις
Μπαλκόνια
Η λύση στο πρόβλημα
δίνεται πάλι με ΝΕΟPOR

30. Κατασκευαστικές λύσεις
Μπαλκόνια

31. Κατασκευαστικές λύσεις
Μπαλκόνια

32. Κατασκευαστικές λύσεις
Δώμα
Μη βατό συμβατικό δώμα

33. Κατασκευαστικές λύσεις
Eξωτερική θερμομόνωση δώματος
Μη βατό αντεστραμμένο δώμα
Βατό αντεστραμμένο δώμα

34. Κατασκευαστικές λύσεις
Στέγη
Με συμβατικό κεραμίδι ή ασφαλτοκεράμιδο

35. Κατασκευαστικές λύσεις
Στέγη
Αεριζόμενη

36. Κατασκευαστικές λύσεις
Ανοίγματα
Επικάλυψη
κουφωμάτων από
την εξωτερική
θερμονόνωση

37. Κατασκευαστικές λύσεις
Ανοίγματα
Θερμοδιακοπή τσιμεντοκονίας δαπέδου σε
πόρτες, παράθυρα και εξώστες

38. Κατασκευαστικές λύσεις
Ανοίγματα
Θερμομονωτικά
κουτιά για ρολά &
στόρια

39. Κατασκευαστικές λύσεις
Ανοίγματα

40. Κατασκευαστικές λύσεις
Mηχανικός εξαερισμός με ανάκτηση θερμότητας

41. Συμπεράσματα
Συμπεράσματα
Τα πολύ καλά κτιριακά χαρακτηριστικά οδηγούν σε ενεργειακή κλάση Α+
και σε παθητικό κτίριο

Σε 8 χρόνια έτσι θα πρέπει να κατασκευάζονται τα καινούργια κτίρια, οπότε
οτιδήποτε χειρότερο σε 8 χρόνια θα δεχθεί απομείωση της αξίας του

Θερμομόνωση: 12 cm στη στέγη, 10 cm στον τοίχο, 4 cm στα περιμετρικά
τοιχία, 0 cm στο δάπεδο

To κόστος των 50 Ευρώ/μ2 για την εξωτερική θερμομόνωση 5cm αυξάνεται
μόνο κατά 10% για θερμομόνωση 10cm με 60% μείωση στην κατανάλωση ενέργειας

Με αύξηση 3,5% το χρόνο του κόστους καυσίμου και εφαρμογή της εμπορίας
ρύπων και στις κατοικίες τα πολύ καλά κτιριακά χαρακτηριστικά αποσβένονται
σύντομα και αποδίδουν στον κύκλο ζωής του κτιρίου σημαντικότατα οφέλη


42. Κατασκευή
παθητικών
κτιρίων με
θερμομονωτικά
υλικά