Ανάλυση κτιρίων σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης

Abstract

Οι υψηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και οι αυξημένες καταναλώσεις ενέργειας αποτελούν σημαντικό πρόβλημα που απασχολεί έντονα την Ευρωπαϊκή κοινότητα. Ο κτηριακός τομέας έχει σημαντική επίδραση στην κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, καθώς αποτελεί έναν από τους κύριους καταναλωτές ενέργειας. Στην Ελλάδα, τα υφιστάμενα κτίρια χαρακτηρίζονται από χαμηλές ενεργειακές κατατάξεις και θεωρούνται ανεπαρκώς αποδοτικά ως προς την ενεργειακή τους απόδοση. Είναι αναγκαίο επομένως να βελτιωθεί η ενεργειακή απόδοση των υφισταμένων κτηρίων, καθώς αποτελεί κρίσιμο μέσο για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και των εκπομπών CO2. Επιπλέον, η αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής προκύπτει ως σημαντικό κίνητρο για αυτήν τη δράση. Η επίκαιρη αναφορά στα κτίρια σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης (nZEB), όπως την επιβάλλει η ελληνική νομοθεσία αλλά και οι Ευρωπαϊκοί κανονισμοί, αποτελεί κρίσιμο θέμα. Η παρούσα εργασία εξετάζει την εφαρμογή παρεμβάσεων σχετικά με τα συστήματα θέρμανσης, ψύξης και ζεστού νερού χρήσης καθώς και το κέλυφος σε μια τυπική διώροφη μονοκατοικία. Για το σκοπό αυτό εκπονείται, με τη χρήση του λογισμικού EpaCAD v.23.0.7. της εταιρείας TiSoft, η μοντελοποίηση και ο σχεδιασμός ενός nZEB κτιρίου. Ακολούθως, με τη χρήση του ίδιου λογισμικού, πραγματοποιούνται υπολογισμοί για την ενεργειακή κατάταξη και τις καταναλώσεις του κτιρίου. Στη συνέχεια γίνεται οικονομική αξιολόγηση της επένδυσης και της περιόδου αποπληρωμής, και εξετάστηκαν δύο περιπτώσεις τιμών ηλεκτρικής ενέργειας. Το βασικό συμπέρασμα της μελέτης περίπτωσης είναι ότι η απόδοση της επένδυσης για ένα κτίριο σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης είναι οικονομικά επικερδής όσο αυξάνεται η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας και των καυσίμων καθώς με την εν λόγω αύξηση μειώνεται παράλληλα η περίοδος αποπληρωμής της αρχικής επένδυσης. Παράλληλα, διενεργήθηκε ανάλυση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του υπό μελέτη κτιρίου με τη χρήση του λογισμικού SimaPro 9.5.0. Τέλος, βάσει των παραπάνω, προκύπτουν σημαντικά συμπεράσματα για τα κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης και την ανάγκη για προσέγγιση που επικεντρώνεται σε αυτά. Επιπλέον, διαπιστώνεται ότι η χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης αποτελεί καίριο στοιχείο για την πρόβλεψη της κατανάλωσης ενέργειας στα κτίρια, ενισχύοντας την αποδοτικότητα και συμβάλλοντας στην επίτευξη βιώσιμης ενεργειακής απόδοσης.